ETRI-Knowledge Sharing Plaform

ENGLISH
기술이전 검색
연도 ~ 이전수 키워드

상세정보

50Gbps급 광 강도 변조기 기술

전수책임자
한상필
참여자
김성일, 박재규, 송민협, 한상필
기술이전수
1
이전연도
2021
협약과제
20HB3900, 테라비트급 데이터 전송을 위한 LOI 기반 초소형 >50G/ch 광 변조기 기술 개발, 한상필
21HB3400, 테라비트급 데이터 전송을 위한 LOI 기반 초소형 >50G/ch 광 변조기 기술 개발, 한상필
본 이전기술은 전달망용 Tbps급 초고속 광트랜시버, 데이터센터용 Tbps급 초고속 광트랜시버, 6G 서비스용 광송신기 등에서 필요한 50Gbps급 광 강도 변조기 기술에 관한 것이며, 광변조기 소자 및 초고속 진행파 전극 설계 노하우 기술을 바탕으로 50Gbps급 광 강도 변조기 개발 시 문제가 되는 부분에 대한 해결책 제시 및 최적 기술을 전수하여 기술이전 희망업체의 요구사항을 충족시키고 나아가서는 빠른 시간 내에 상용화가 가능하도록 기술이전을 추진하고자 함
- 일반적으로 Ti:LiNbO3 확산 도파로를 이용하여 광변조기를 제작하는 경우, RF와 광신호의 위상 정합을 맞추기 위하여 Au 전극의 두께를 ~30μm 정도로 두껍게 제작하여야 하고, 진행파 전극 길이를 5cm 이상(전기광학 중첩인자가 ~0.3이기때문)으로 길게 제작하여야 하기때문에 40Gbps 이상의 고속 동작에 한계가 있음
- 또한, Ti:LiNbO3 확산 도파로 기반의 광변조기는 코어와 클래드의 굴절률 차이가 작아, 광 도파모드 사이즈가 크고 전극 사이의 거리가 10μm 이상 요구되어 VπL이 21V·cm 이상으로 큼
- 따라서, 기존의 Ti:LiNbO3 확산 도파로 기반으로는 50Gbps 이상의 초고속 변조가 가능한 제품 구현이 사실상 불가능
- 참고로, 현재 광변조기의 최고기술을 자랑하는 미국의 EOspace에서 개발한 제품의 경우에도 전송속도 40Gbps급 이하의 광변조기를 상용화하여 판매하고 있는 실정
- 본 이전기술은 LOI 박막 광도파로 및 진행파 전극 기술을 이용하여 전극 사이의 간격을 ~6μm 정도로 작게 설계/제작하는 것이 가능하고, 소자길이 5mm에서 RF Vπ가 5V 이하로 동작하는 것이 가능하며, 결국 50Gbps 이상의 초고속 변조 가능(전기광학 중첩인자가 ~1이기때문)
- 또한, 코어와 클래드의 굴절률 차이가 커서 곡률반경을 작게 만들 수 있어 초소형 광변조기의 제작에 적합하고 집적화에 유리함
- 본 기술진이 보유하고 있는 광소자 설계 노하우 기술을 바탕으로 광강도 변조기를 설계/제작하는데 있어 문제가 되는 부분에 대한 해결책 제시 및 최적 기술을 전수하여 기술이전 희망업체의 요구사항을 충족시키고 나아가서는 빠른 시간 내에 상용화가 가능하도록 기술이전을 추진하고자 함
. 광변조기 소자에 대한 광도파 시뮬레이션 결과
. 진행파 전극 구조 설계결과 및 제작을 위한 제작 공정도
. 제작된 진행파 전극에 대한 S21 전달특성 결과
. 제작된 진행파 전극에 대한 S11 반사특성 결과
. 광변조기 관련 특허 3건
1) 전기 광 변조기
2) Electro-optic modulator
3) 광전 변환 장치
. 광변조기 소자에 대한 광도파 시뮬레이션 결과 기술문서
. 진행파 전극 구조 설계 기술문서
. 제작된 진행파 전극에 대한 S21 전달특성 및 S11 반사특성 결과 기술문서
- 현재 광 변조 속도를 10Gbps에서 50Gbps로 향상시키는 제품 업그레이드에 그치지 않고, 50Gbps 이상의 속도에서도 동작하는 광변조기를 상품화하여 세계 최고의 성능을 가진 광 변조기 제품화 기대
- 수입에 의존하고 있는 광변조기 시장 구조를 본 과제로 상품화했을 경우 광변조기의 국산화 비율을 높일 수 있을 뿐만 아니라 연간 100억 이상의 수입대체 효과가 있을 것으로 기대