실리콘 포토닉스

단일 모드 광섬유를 실리콘 광 칩에 고정할 때, 레이저광을 실제로 통과시켜 출력을 측정하면서 위치를 맞추는 액티브 얼라인먼트가 자주 사용되는 이유는?

  1. A광섬유의 코어는 직경 50 µm 이상으로 굵어, 외형을 눈으로 보고 맞추면 빛이 너무 강해 광검출기가 망가지기 때문에
  2. B빛을 통과시키면서 고정하면 광섬유와 칩의 굴절률이 일치하여, 위치가 어긋나도 손실이 생기지 않게 되기 때문에
  3. C모드가 작아 수 µm 이하의 위치 어긋남으로도 손실이 크게 늘어나므로, 최적의 위치를 실측으로 찾아야 하기 때문에
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정답: C. 모드가 작아 수 µm 이하의 위치 어긋남으로도 손실이 크게 늘어나므로, 최적의 위치를 실측으로 찾아야 하기 때문에

단일 모드 광섬유의 모드 직경은 약 10 µm로, 모드 크기가 같은 것끼리라도 옆으로 약 2.5 µm 어긋나면 손실이 약 1 dB 늘어납니다. 칩 쪽 모드가 더 작은 결합부에서는 허용되는 위치 어긋남이 서브마이크로미터가 됩니다. 외형을 보고 맞추는 것만으로는(패시브 얼라인먼트) 정밀도가 부족한 경우가 많아, 빛을 통과시켜 수신 광 파워가 최대가 되는 위치를 찾은 뒤 자외선 경화 수지 등으로 고정합니다. 다만 한 가닥씩 시간이 걸려 제조 비용의 큰 요인이 되기 때문에, V홈 등에 끼우기만 하면 맞춰지는 패시브 얼라인먼트 방식도 연구와 실용화가 진행되고 있습니다.

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