근거리 광연결용 미러 내장형 연성 광도파로 필름
Flexible Optical Waveguide Film with Embedded Mirrors for Short-distance Optical Interconnection
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초록
본 논문에서는 연성 광 인쇄회로기판(printed circuit board, PCB) 개발을 위한 핵심 부품인 연성 광도파로를 자외선 임프린트(ultra violet imprint, UV-imprint) 공정에 의해 제작하고 도파손실, 굴곡손실, 반사손실 및 반복굴곡에 대한 내구성을 측정하였다. 먼저, 초정밀 기계가공에 의해 광도파로 패턴과 45° 미러 구조를 포함하는 니켈 마스터를 제작 후 폴리디메틸실록산(polydimethylsiloxane, PDMS)를 이용하여 탄성체 몰드를 역상 복제 하였다. 역상 복제된 PDMS 몰드를 이용해 UV-imprint 공정에 의한 광도파로의 코어패턴과 45° 미러면을 동시 형성하여, 45° 미러가 내장된 광도파로를 제작하였다. 또한, 광도파로의 끝단을 통상적 방법인 V-sawing 공정으로 45° 미러 구조를 가공하여 미러 내장형 광도파로와 미러 특성을 비교하였다. 제작된 연성광도파로는 단위 길이당 0.035 dB/cm의 도파손실을 나타내었으며, 반경 1 mm의 180° 굴곡 조건에서 0.77 dB의 굴곡손실을 나타내었다. 또한, 굴곡각도 135°, 굴곡반경 2.5 mm의 반복굴곡 실험에서 10 만회 이상의 반복굴곡에 대한 우수한 내구성을 확인하였다. 내장된 45° 미러의 반사효율을 향상시키기 위해 미러면에 Ni-Au 이중 박막을 증착하여 2.18 dB의 반사손실을 가진 미러내장형 연성 광도파로를 제작하였다.
Abstract
In the paper, we fabricated a Ni master with 45°-mirror structures for flexible waveguide fabrication. The flexible waveguide films with embedded 45°-angled mirrors at the waveguide ends were successfully fabricated using a UV-imprint process. Next,in order to enhance the reflectivity of the mirrors, Ni(3 nm)-Au(200 nm) bilayers were evaporated on the 45°-angled facets through a locally opened thin mask using an electron beam evaporator. We measured propagation loss, bending loss, mirror loss and bending reliability of the fabricated waveguide.
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