과학기술정보통신부 방송통신산업기술개발사업의 ‘파장당 400G 이상의 차세대 광전달망 소자·부품 개발(과제번호: 2018-0-01632)’ 사업의 수행 결과물로서, Silicon Nitride (이하 SiN) 기반으로 빛의 코히어런트 성질을 이용한 광소자 기술을 이전
- 국내의 실리카 기반 광소자를 개발·생산하는 기업에 최근 광통신·광센서 소자에 제기되는 소형화 및 집적화 이슈를 극복하기 위하여 SiN 도파로 기반 광소자, 특히 코히어런트 광소자 기술을 이전
- 모바일 기기의 급속한 보급에 따른 대용량 멀티미디어 통신의 증가와 구글, 페이스북, 마이크로소프트 등의 대용량 데이터센터를 활용한 클라우드 서비스 급증으로 인한 폭발적인 데이터 전송량 증대
- 데이터 전송용량의 폭발적인 증가에 따라 급증하는 데이터 트래픽에 대응하기 위하여 국제 산업체 표준화 기구 OIF Optical Internetworking Forum (OIF): 광통신 분야의 국제 산업체 표준화 기구로서, 100Gbps 네트워크 적용을 위한 코히어런트 광통신 관련 표준 제정
의 DP-QPSK Dual-Polarization Quadrature Phase shift key (DP-QPSK): 편광 분할 위상 변조 방식으로서, 100Gbps 이상의 코히어런트 광통신 표준 신호 방식
표준을 따르는 코히어런트 광통신 기술의 수요가 계속 증가
- DP-QPSK, QAM Quadrature-Amplitude Modulation (QAM): DP-QPSK 변조 방식보다 세기 및 위상 레벨을 세분화하여 데이터 전송 효율을 높이는 변조 방식
등 코히어런트-검출방식 빛의 기본 성질인 편광, 위상, 세기를 분리 검출하는 방식으로서, 데이터는 세기 변조 이외에 위상 변조 및 편광 다중화 기술을 적용하여 기존 세기 변조 기반의 광통신과 비교하여 데이터 용량을 증대하고 한정된 자원에서 효율성을 극대화하는 기술
의 전달망, 메트로-엑세스망, 데이터 센터 간 광통신 분야 등 코히어런트 광통신 제품에 사용하기 위하여, 코히어런트 광신호를 복원하기 위한 Si3N4 기반 광하이브리드 소자 기술을 이전
- 광센서를 이용한 탐지에서 대상의 다양한 분광학적 물리량 변화를 측정하기 위한 센서로서 공진 파장 생성용 SiN 기반 링 공진기 기술을 이전
- 광트랜시버 혹은 광센서 제작에 있어서 핵심 광부품이 차지하는 비중이 매우 높으며 수요량 증가에 따른 소형화, 저가화가 구현이 필요함
- 과제 수행을 통해 개발된 기술을 기술이전을 통해 상용화하여 관련 국내시장 대체 및 해외시장 개척에 활용하고자 함
- 대면적 실리콘 기판을 사용하고 간단한 식각 공정으로 대량생산이 가능한 SiN 기반의 PLC 기술로서, 평판형 소형 집적화 기술을 사용하여 광하이브리드와 링 공진기의 소형화, 저가화 구현
- 기존 실리카 기반 평판형 광소자와 비교하여 1/2 이하의 크기로 소형화할 수 있어, 최근 이슈인 광트랜시버의 대용량화 및 소형화에 대응
- SiN 기반 도파로 기술을 이용하여 위상 변조된 광신호의 직교 성분을 분리하는 기능 광하이브리드 소자 기술
- SiN 도파로 기반의 간단한 링 구조를 이용하여 다양한 광센서나 파장 가변 광원의 파장 선택 소자에 응용하기 위한 공진 파장 생성
- SiN 기반 광소자 기술은 다른 반도체 광소자와 이종결합이 가능하여 다양한 광집적화로 고부가가치 제품에 특히 적합한 기술로서, SiN 기반 광하이브리드와 InP 광검출기를 집적한 코히어런트 광수신기, SiN 기반 링 공진기와 InP 레이저를 집적한 파장 가변 광원 등 이종집적 플랫폼 기술
- 자이로스코프, phased array 안테나 등에 요구되는 저손실 SiN 도파로 기술 및 SiN 도파로 어레이 기술
- CMOS 공정에서 사용하는 기술을 적용하므로 실리콘 포토닉스 기술에 적합하고 실리카 및 실리콘 기반의 광소자에서의 크기, 민감성 등의 문제 개선 기술
실리콘 기판 위에 Silicon Nitride 도파로 기반으로 코히어런트 광신호를 복원하기 위한 광하이브리드 소자 기술 및 파장에 따라 주기적인 공진을 생성하는 링 공진기 기술
- Silicon Nitride 기반 간섭계 구조의 광하이브리드 설계 기술
- Silicon Nitride 도파로 기반 링 공진기 설계 기술
- Silicon Nitride 기반 광소자 제작 공정 기술
- 장거리 전달망, 메트로망 광통신에서 사용되는 DP-QPSK 기반 코히어런트 광트랜시버용 광수신 모듈에 적용
- 향후, 메트로-엑세스망 광통신 및 데이터센터 간 광통신에서 활용이 예상되는 QAM 기반 400Gbps 이상의 코히어런트 광트랜시버용 광수신 모듈에 적용
- 바이오·가스 등 탐지용 광센서 이외에도 저손실 SiN 도파로 기반 자이로스코프, SiN 도파로 어레이 기반 phased array 안테나 등 다양한 기술 분야에 활용 가능
- 국내의 기존 실리카 기반의 평판형 광집적 소자 업체에 소형화 및 성능 개선이 가능한 SiN 도파로 광소자 기술을 제공하여 가격 경쟁력 향상 및 고부가가치 제품화