광소자의 재료물질로서 특성이 우수하며 열광학계수가 큰 silicon을 기반으로 한 SOI (Silicon-on-insulator)를 사용하여 열광학 1×2 광스위치를 제안, 제작하였다. SOI wafer는 도파로가 형성될 상위 Si 층(n=3.5)과 클래딩 영역이 될 산화막 매립층(n=1.5) 그리고 기판인 Si인 3층으로 이루어진다. BPM(Beam propagation method) 전산모의를 통해 20dB 이상의 누화특성을 갖는 단일모드의 1×2 비대칭 y-분기 광도파로를 형성하고, 열확산 전산모의를 통해 금속열선을 설계 제작하였다. 제작된 광스위치는 약 3.5 watts의 구동 전력에서 20dB 이상의 채널간 누화가 측정되었다.
We propose and fabricate an 1${ imes}$2 asymmetric optical switch by TOE using SOI wafer based on silicon which has very large TOE figure and it is a good material for optical devices. SOI wafer consists of 3 layers; upper Si layer for device(waveguide;core, n=3.5), buried oxide layer for insulator(clad, n=1.5) and Si substrate layer. We designed 1${ imes}$2 asymmetric y-branched single mode optical waveguide switch by BPM simulation and metal heater by heat transfer simulation. Fabricated switch shows about 3.5 watts of power consumption and over 20dB of crosstalk between output channels.
