초록 ▼

본 발명은 2차원 광자결정의 밴드별 셀프-콜리메이션 현상을 이용한 파장 분리기에 관한 것으로, 2차원 광자결정에서 셀프-콜리메이션되어 진행하는 빔의 파장별 또는 해당 밴드별 진행 각도의 차별성을 이용하여 파장분리 영역인 광자결정 영역(10㎛ ×15㎛ 또는 그 이하)에 일정각도(23°)의 입사각을 가지고 입사한 두 파장(Λ1=1550 NM, Λ2=1087.72 NM )의 빛은 광자결정 경계면에서 두 파장으로 나뉘어 진행하며, 나뉘어진 각 파장의 빛은 상기 셀프-콜리메이션 현상에 의해 퍼짐없이 진행하여 서로 다른 두 개의 출력 도파로를

본 발명은 2차원 광자결정의 밴드별 셀프-콜리메이션 현상을 이용한 파장 분리기에 관한 것으로, 2차원 광자결정에서 셀프-콜리메이션되어 진행하는 빔의 파장별 또는 해당 밴드별 진행 각도의 차별성을 이용하여 파장분리 영역인 광자결정 영역(10㎛ ×15㎛ 또는 그 이하)에 일정각도(23°)의 입사각을 가지고 입사한 두 파장(Λ1=1550 NM, Λ2=1087.72 NM )의 빛은 광자결정 경계면에서 두 파장으로 나뉘어 진행하며, 나뉘어진 각 파장의 빛은 상기 셀프-콜리메이션 현상에 의해 퍼짐없이 진행하여 서로 다른 두 개의 출력 도파로를 통해 출력되도록 하기 위한 2차원 사각격자 공기구멍 구조(격자상수=0.62 ㎛, 구멍의 반지름=0.24 ㎛)의 2차원 광자결정(11)과, 및 2차원 광자결정 가장자리에 일정한 각도(23°)를 가지는 입사 도파로(폭 2㎛)(10)와, 서로 소정의(45°) 각도를 가지는 두 개의 출력 도파로(폭 4㎛)(21,22)로 구성된다. 따라서, 기존 다중모드간섭을 이용한 파장분리기의 단점인 큰 소자 길이, 광자결정 SUPERPRISM을 이용한 파장분리기의 단점인 광 퍼짐 현상을 극복하고, 매우 작은 크기로 높은 효율을 가진 파장분리기를 구현할 수 있다.

대표청구항 ▼

2차원 광자 결정에 있어서,상기 광자결정의 셀프-콜리메이션(self-collimation)되어 진행하는 빔의 파장별 또는 해당 밴드별 각도의 차별성을 이용하여 파장분리 영역인 광자결정 영역에 일정각도의 입사각을 가지고 입사한 두 파장(예, λ1=1550 nm (첫 번째 밴드), λ2=1087.72 nm (두 번째 밴드))의 빛은 광자결정 경계면에서 두 파장으로 나뉘어 진행하여 나뉘어진 각 파장의 빛은 상기 셀프-콜리메이션(self-collimation) 현상에 의해 퍼짐없이 진행하여 서로 다른 두 개의 출력 도파로를 통해 출력되도록

2차원 광자 결정에 있어서,상기 광자결정의 셀프-콜리메이션(self-collimation)되어 진행하는 빔의 파장별 또는 해당 밴드별 각도의 차별성을 이용하여 파장분리 영역인 광자결정 영역에 일정각도의 입사각을 가지고 입사한 두 파장(예, λ1=1550 nm (첫 번째 밴드), λ2=1087.72 nm (두 번째 밴드))의 빛은 광자결정 경계면에서 두 파장으로 나뉘어 진행하여 나뉘어진 각 파장의 빛은 상기 셀프-콜리메이션(self-collimation) 현상에 의해 퍼짐없이 진행하여 서로 다른 두 개의 출력 도파로를 통해 출력되도록 하기 위한 2차원 사각격자 공기구멍 구조(예, 격자상수=0.62 ㎛, 구멍의 반지름=0.24 ㎛)의 2차원 광자결정(photonic crystal)(11)과, 및상기 2차원 광자결정 가장자리에 일정한 각도를 가지는 입사 도파로(10)와, 서로 소정의 각도를 가지는 상기 두 개의 출력 도파로(21, 22)로 구성되는 것을 특징으로 하는 2차원 광자결정의 밴드별 셀프-콜리메이션을 이용한 파장 분리기.제 1 항에 있어서, 상기 2차원 광자결정(11)의 물질 및 구조에 따라 셀프-콜리메이션(self-collimation)되는 빔의 파장범위가 다르고, 빛의 파장과 입사각도에 따라 상기 2차원 광자결정(11) 내에서의 진행 경로(굴절 각도) 또한 달라지게 하여 다수 개의 파장을 분리해내는 것을 특징으로 하는 2차원 광자결정의 밴드별 셀프-콜리메이션을 이용한 파장 분리기.제 1 항에 있어서, 상기 2차원 광자결정(11)의 첫 번째 밴드와 두 번째 밴드는 각각 빛의 진행 방향성이 서로 다른 것을 이용하여 상기 입사 도파로(폭 2㎛)(10)를 통해 일정 각도(23ㅀ)를 가지고 입사한 두 개의 파장(예, 각각 45°(Γ-M 방향), 15°(준 Γ-X 방향)로 나뉘어 진행)을 상기 2차원 광자결정(11)에서 분리되어 상기 두 개의 출력 도파로(폭 4㎛)(21, 22)로 출력하는 것을 특징으로 하는 2차원 광자결정의 밴드별 셀프-콜리메이션을 이용한 파장 분리기.제 1 항에 있어서, 상기 2차원 광자결정(11)의 셀프-콜리메이션(self-collimation) 현상을 이용하여 기존 다중모드간섭을 이용한 파장분리기에 비해 매우 작은 크기(일례, 10㎛×15㎛ 또는 그 이하)로 파장분리기를 구현할 수 있고, superprism 현상을 이용한 광자결정 파장분리기의 성능을 개선시킴으로써 고밀도로 집적화된 광회로의 구현에 가장 적합한 파장분리기로 이용되는 것을 특징으로 하는 2차원 광자결정의 밴드별 셀프-콜리메이션을 이용한 파장 분리기.제 4 항에 있어서, 상기 파장분리기에서 상기 2차원 광자결정을 통과한 각 파장에 대한 빛의 전파방향은 각 광자 밴드의 동등주파수 분산 곡선(EFS | equifrequency surface)에 의해 예측되고, 이 때 2차원 광자결정 내에서 퍼짐 없이 진행하는 셀프-콜리메이션(self-collimation) 현상은 동등주파수 분산 곡선이 평평한 면에서 일어나며, 입사 도파로의 분산 곡선(도 2의 원)과 입사 파 벡터가 만나는 점으로부터, 그 입사 빛의 운동량 보존 선(momentum conservation line: 도 2의 수평한 점선)을 그을 수 있고, 그 선과 상기 동등주파수 분산 곡선이 만나는 점에 대해 수직한 방향이 빛의 진행 방향(도 2의 굵은 화살표)이 되는 것으로, 즉, 빛의 진행 방향은 빛의 군속도 벡터의 방향에 의해 결정되고, 상기 군속도 벡터는 분산 곡선의 면에 수직한 방향을 가지므로, 한 주파수에 대한 2차원 광자결정 내에서 진행하는 진행파의 방향을 예측할 수 있는 것을 특징으로 하는 2차원 광자결정의 밴드별 셀프-콜리메이션을 이용한 파장 분리기.2차원 광자 결정에 있어서, 상기 광자결정의 셀프-콜리메이션(self-collimation)되어 진행하는 빔의 파장별 또는 해당 밴드별 각도의 차별성을 이용하여 파장분리 영역인 광자결정 영역(예, 10㎛×15㎛ 또는 그 이하)에 일정각도의 입사각을 가지고 입사한 두 개 이상의 파장의 빛은 광자결정 경계면에서 두 개 이상의 파장으로 나뉘어진 각 파장의 빛은 상기 셀프-콜리메이션 현상에 의해 퍼짐없이 진행하여 서로 다른 두 개 이상의 출력 도파로를 통해 출력하기 위한 2차원 사각격자 공기구멍 구조의 2차원 광자결정(11)과, 및상기 2차원 광자결정 가장자리에 일정한 각도를 가지는 입사 도파로(예, 폭 2㎛)(10)와, 서로 소정의 각도를 가지는 상기 두 개 이상의 출력 도파로(예, 폭 4㎛)(21, 22)로 구성되는 것을 특징으로 하는 2차원 광자결정의 밴드별 셀프-콜리메이션을 이용한 파장 분리기.제 6 항에 있어서, 상기 2차원 광자결정(11)의 첫 번째 밴드와 N(N≥2) 번째 밴드는 각각 빛의 진행 방향성이 서로 다른 것을 이용하여 상기 입사 도파로(10)를 통해 일정 각도를 가지고 입사한 두 개 이상의 파장을 상기 2차원 광자결정(11)에서 분리하여 상기 두 개 이상의 출력 도파로(폭 4㎛)(21, 22)로 출력되는 것을 특징으로 하는 2차원 광자결정의 밴드별 셀프-콜리메이션을 이용한 파장 분리기.제 6 항에 있어서, 상기 2차원 광자결정(11)의 셀프-콜리메이션(self-collimation) 현상을 이용하여 기존 다중모드간섭을 이용한 파장분리기에 비해 매우 작은 크기(일례, 10㎛×15㎛ 또는 그 이하)로 파장분리기를 구현할 수 있고, superprism 현상을 이용한 광자결정 파장분리기의 성능을 개선시킴으로써 고밀도로 집적화된 광회로의 구현에 가장 적합한 파장분리기로 이용되는 것을 특징으로 하는 2차원 광자결정의 밴드별 셀프-콜리메이션을 이용한 파장 분리기.