금년도는 광 ATM교환용 소자 기술 연구의 최종 해로서 설계 및 단위 공정 연구를 수행하여 8채널 AWG칩 및 모듈 제작을 위한 주요 기술을 개발하였다. 배열 도파로형 광파장 선택 소자의 설계를 위해서는 먼저 단위 광도파로의 특성이 정확히 설계 되어야 한다. 유효 굴절율법을 사용하여 편광 독립적인 단위 광도파로를 설계하였고, 이 단위 광도파로를 기초로 배열 도파로형 광파장 선택 소자를 설계하였다. 소자의 설계를 위해서는 설계 프로 그램을 작성하여, 주요 변수만을 바꾸어 입력 시키므로써 자동적으로 배열 도파로 제작을 위한 mask가 그려 질수 있도록 하여, 소자 설계 및 칩제작의 효율을 높일 수 있었다. AWG칩의 제작을 위하여 MOCVD법을 이용하여 양질의 InP, InGaAsP 등의 에피를 성장하였고 성장 균일성을 확보하였다. AWG소자는 궁극적으로 LD, PD, SOA, 광 스위칭 소자들과 함께 집적되어 광집적 소자의 개발에 사용되게 되며, 이경우 적은 수의 MOCVD성장 단계를 거치는 것이 유리하므로, 동일한 횟수의 성 장 단계를 가지고도 다양한 성분의 epi를 성장 할 수 있는 SAG(Selective Area Growth)방법이 유력시 되므로 SAG를 이용한 epi 성장 연구를 수행 하였다. 연구 결과 InP 및 InGaAs의 성장 속도는 Mask 폭과 opening 폭의 함수로 나타났으며, mask 폭이 넓을수록 성장 속도의 증가가 심해지며 opening 폭이 증가 할수록 성장 속도의 증가분이 감소하였다. 성장 온도에 대해서는 성장 온도가 올라갈수록 성장 속도의 증가가 심해 지는 것으로 나타났다. 본 연구에서는 InP 기판 위에 InGaAsP가 코아 층이고 InP가 클래딩 층 인 8 채널 AWG Wavelength Router의 제작 과정으로서, 먼저 PECVD를 이용하여 식각 마스크용 SiNx 박막을 증착하였고, 광 배열 도파로 회절격자용 stripe을 형 성하기 위하여 photo-lithography 공정을 수행하였다. 그리고 나서 RIE 건식 식각법 을 이용하여 원하는 깊이까지 식각한 후, 습식 식각 용액으로 damage 부분을 제 거하여 AWG chip을 제작하였다. 제작 완료된 광 배열 도파로 회절격자 파장 라 우터는 입력포트, 배열 도파로, 그리고 출력 포트 영역의 도파로의 폭들이 균일하 게 제작되었음을 알 수 있었다. 금년도에는 지난해의 AWG 모듈 패키징을 위한 환경 구축 및 모듈의 설계 그리고 모듈 제작을 위한 단위공정연구를 바탕으로 하여 모듈을 제작하였다. 본 연구에서는 새로운 레이저 햄머링 방법을 도입하여 8채널 AWG 모듈을 성공적으 로 제작하였다. 완성된 AWG 모듈의 파장 선택특성이 파장 간격 1.6mm를 잘 유 지하고 있으며, 각 채널간의 삽입손실도 0.8dB이내의 오차를 같는 균일도를 보였 다. 8 채널 반도체 AWG 모듈 제작 기술은, 레이저 용접법을 다채널 광소자의 모 듈제작에 이용할 수 있으며 테이퍼드 광섬유 가공 및 테이퍼드 광섬유 어레이 제 작등의 기술이 앞으로 통신시스템에 사용되는 다채널 광소자 모듈을 제작하는데 매우 효과적으로 사용될 것이며 기반이되는 연구 결과라 할 수 있겠다. 제작한 8채널 AWG의 광 투과 특성을 측정한 결과 각 채널 간의 간격은 1.585±0.007nm, 채널간의 cross-talk은 약 20 dB를 나타냈다.
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J. Kim et. al, "Trends in Lightweight Kernel for Many core Based High-Performance Computing", Electronics and Telecommunications Trends. Vol. 32, No. 4, 2017, KOGL Type 4: Source Indication + Commercial Use Prohibition + Change Prohibition
J. Sim et.al, “the Fourth Industrial Revolution and ICT – IDX Strategy for leading the Fourth Industrial Revolution”, ETRI Insight, 2017, KOGL Type 4: Source Indication + Commercial Use Prohibition + Change Prohibition
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