| 초록 |
인터넷 이용의 폭발적인 증가와 데이터 전송의 급격한 증가로 전송 및 교환 시스템의 대용량화, 고속화, 고밀도화가 요구됨에 따라 이를 수용하기 위한 전송망 시스템의 핵심 기술로 파장다중 (WDM) 기술이 현재 여러 시스템에 폭넓게 적용되고 있다. 최근, 이러한 WDM 광통신 시스템에서의 광소자에 대한 핵심 요구사항은 고집적화 (소형화), 저 소모전력 그리고 저가화이다. 여기에 가장 잘 부합될 수 있는 기술이 고분자의 높은 열광학 계수를 이용한 다채널 어레이형 가변 광감쇠기 (VOA), 광스위치 등과 같은 평면 광도파로형 광소자이다. 고분자는 높은 열광학 계수 (실리카의 10 ~ 20 배 수준) 및 낮은 열 전도도를 이용한 열광학 소자 외에도, 넓은 범위의 굴절률 조절이 가능하여 core/clad의 굴절률 차이를 아주 크게 하여 광소자의 물리적 크기를 아주 작게 한 광소자 제작이 가능하다. 이것은 여러 기능의 광소자를 집적하는데 매우 중요한 특성 중의 하나이다. 그리고 박막의 두께 조절이 용이하여 단일 모드 광소자 및 광도파로 core가 50 um 이상의 다중모드 광소자 또한 제작 가능하다. 그러나 지금까지 광통신용 고분자는 상대적으로 높은 1dB/cm 정도의 광손실 때문에 광특성이 문제가 되었지만 최근 젠포토닉스에서 개발된 고분자 재료는 1550 nm 파장에서 0.06 dB/cm로 거의 실리카와 유사한 수준이다. 또한 광소자의 편광 의존 손실을 유발하는 고분자 물질의 복굴절률은 0.0001 이하로 거의 무시할 수준에 이르렀다. 고분자 광소자는 주로 channel waveguide type으로 photolithography 및 ICP와 같은 dry etching 공정을 통하여 제작된다. 이 공정은 매우 정밀한 도파로 제작에 유리하지만 고가의 장비와 복잡한 공정이 문제로 최근에는 고분자의 장점인 embossing 공정을 이용한 제작 연구가 많이 이루어지고 있다. Embossing 공정은 한번 제작된 Master를 이용하여 연속적으로 광도파로를 찍어낼 수 있으므로 저가의 대량 생산에 매우 유리하다. 가변 광감쇠기는 광증폭기의 dynamic gain equalization, DeMux에서의 각각의 channel balancing 등에 사용되는 소자로 현재 젠에서 고분자로 제작된 VOA는 삽입손실 1dB, 편광의존 손실이 20 dB 감쇠시 0.5 dB, 소모전력 30 mW, 응답속도 10 msec로 우주 우수하다. 현재 이 고분자 가변 광감쇠기는 KT의 40 Gb/s 광전송 시스템에서 Transceiver module에 세계 최초로 채택되어 사용되어 지고 있다. 그리고 광스위치는 전송망이나 지하철이나 건물 내부에 설치된 광중계기, IMT2000용 중계기 및 위성 DMB의 Gap filler 등에 protection switch로 주로 사용되는데 젠에서 개발된 Asymmetric DOS 구조를 이용한 2x2 optical switch는 삽입손실 2dB 이하, crosstalk 35 dB 이상으로 아주 우수하다. 광스위치 또한 현재 국내 중계기 장비 업체를 중심으로 점차 사용이 확대되어지고 있다. 그리고 고분자 광소자에서 항상 문제점으로 지적되어온 신뢰성은 Telcordia GR1221의 혹독한 안정성 기준을 만족하였다.
|
