Photonic IC Lab.

광IC 연구실은 광도파로 기반의 다양한 기능을 하는 광소자들을 기판 상에 집적하여 유용한 소자를 구현하는 연구를 진행하는 연구실이다. 반도체 소자의 제작 공정을 이용하여 웨이퍼 상에 광IC 소자를 제작하고 개별 소자로 패키징 후 구동하여 특성을 평가하는 연구를 진행한다. 자유 공간상에 분포된 여러 광학적 부품들을 광IC 형태로 집적화 하면 소형화가 가능할 뿐만 아니라 각종 외부 요인의 영향에서 벗어나 안정적으로 동작하는 장점이 있다.

본 연구실에서는 자유 공간의 광학 실험 장치를 광IC로 집적화 하는 연구를 진행한다. 최근 자율주행에 대한 관심이 높아지면서 전 세계적으로 연구가 활발히 진행되고 있는 LiDAR 센서의 중요한 부품인 광위상배열 (optical phased array) 소자를 개발하는 연구를 진행중이다. 패러데이 효과와 편광의 고유한 특성을 이용하여 외부 전기장의 영향을 받지 않는 광전류센서, 브래그 격자를 이용한 파장 가변 레이저 연구도 함께 진행 중이다.

보유한 장비로는 진공증착기, ICP-RIE, 레이저 시스템, 광섬유 미세 정렬 장치, 프리즘 커플러, 와이어 본더가 있다.

Introduction

광집적회로 소자 제작

광집적회로 소자 특성 평가

광위상배열 소자

반도체 공정 장비를 이용한 광IC 제작

Research Field

Solid-state LiDAR

Solid-state LiDAR는 기계식 LiDAR와는 달리 모터와 같은 움직이는 파트가 없이 광위상배열 (Optical phased array)를 이용한 위상 변조만으로 빔을 조향할 수 있어 소형화와 대량생산에 유리하며 안정성이 높다. 레이더에 비해 뛰어난 해상도를 가지고 있어 형태 인식에 강점을 가지고 있으며 자율주행 자동차, 로보틱스, 스마트 팩토리 분야에서 활발히 연구되고 있다.

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Award

Conference on Optoelectronics and Optical Communications 2024

2024. 11. 29. ~ 2024. 12. 31., 부산 해운대

Fabrication of polymer waveguide phase modulators using atomic layer deposition

이은수, 천권욱, 진진웅, 정예준, 오민철

광집적회로 소자 제작을 위해 원자층 증착(ALD) 공정으로 Al2O3 하드 마스크 층을 형성하는 새로운 방법을 제안한다. 이 방법을 이용하여 수직 프로파일의 직사각형 폴리머 광도파로 코어를 정밀하게 패터닝 할 수 있었다. 해당 방식을 이용하여 제작한 마흐-젠더 폴리머 광도파로 위상변조기는 낮은 삽입 손실과 높은 소멸비를 나타내어 우수한 성능을 보였으며, ALD 공정이 폴리머 광집적회로 소자 제작 공정에 적용 가능함을 입증했다.

Conference on Optoelectronics and Optical Communications 2024

2024. 11. 29. ~ 2024. 12. 31., 부산 해운대

가시광 광도파로 소자의 커플링 효율 향상을 위한 렌즈형 광섬유 제작

천권욱, 이은수, 진진웅, 김혜준, 정예준, 오민철

본 연구에서는 가시광 광도파로 소자와의 높은 커플링 효율을 위 빔 사이즈를 줄이는 렌즈형 광섬유를 개발했다. 광도파로의 모드 필드 직경은 0.87 μm이지만, 가시광 영역의 단일 모드 광섬유는 4 μm이므로 커플링 손실이 7.97 dB 발생할 것으로 계산된다. 커플링 손실을 최소화하기 위해 광섬유 접합기를 이용하여 렌즈형 광섬유를 제작하였고, 빔 사이즈를 측정한 결과 1.29 μm였으며 커플링 손실이 1.99 dB로 감소할 것으로 계산된다. 향후 높은 효율을 위한 최적화가 추가 연구 과제로 남아있다.

Photonics Conference 2023

2023. 11. 29. ~ 2023. 12. 01., 휘닉스 평창

Passive quadrature integrated-optic current sensor with X-junction

진진웅, 천권욱, 이은수, 오민철