초록
광도파로에 일체형으로 제작 가능한 편광 변환기는 다양한 기능의 광집적회로를 구성하기 위한 필수적인 부품이다. 반응성 메조겐은 액정디스플레이의 파장판 제작을 위하여 널리 사용되는 재료이며, 본 연구에서는 반응성 메조겐과 폴리머 광도파로를 이용하여 집적형 편광 변환기를 제작하였다. 반응성 메조겐과 액정을 혼합한 용액을 광도파로에 직교하게 형성된 홈에 삽입하고 전계를 인가하여 액정 분자를 특정 방향으로 정렬 한 뒤 UV 를 조사하여 RM 분자를 경화시켜주면 광도파로를 가로지르는 파장판을 형성할 수 있다. 파장판의 특성은 두께를 결정짓는 홈의 폭과 액정 분자의 정렬 상태 및 복굴절 크기에 의해 결정된다. 폴리머 광도파로의 중앙에 제작된 편광변환기는 1550 nm 파장에서 편광변환효율이 90 %에 이르게 됨을 확인하였다.
Integrated optical waveguide polarization converters are among the essential components for constructing various functional optical integrated circuits. The RM materials have been widely used in liquid crystal displays for fabricating waveplates. In this work, the polarization converters are fabricated by using a solution of Reactive Mesogen(RM) dissolved in liquid crystal(LC). In the middle of the polymer waveguide, a groove is defined by an oxygen plasma etching in a direction perpendicular to the optical waveguide. The solution of RM-LC is inserted to fill up the groove, and then liquid crystal is aligned in a certain direction by applying an electric field. After the alignment, RM materal is crosslinked by UV light so as to form a permanent waveplate. The phase retardation of the waveplate is determined by the width of the groove, and by the birefringence and the degree of alignment of the LC. Polarization conversion efficiency of 90% is obtained for the wavelength of 1550 nm.
