Propagation Characteristics and Tolerance Analysis of Optical Wires in Flexible Optical PCB by Ray Tracing

In this study, the propagation characteristics and the fabrication tolerance of an optical wire in a flexible optical PCB were analyzed by using a ray-tracing method. It is found from the analysis that the sidewall angle of a core should be controlled within $1^{\circ}$ in order to maintain the propagation loss to less than -1 dB/mm, and that the bending radius of the optical wire should be larger than 5 mm in order to suppress the bending loss below -1 dB. In addition, it is confirmed that the lateral misalignment of ${\pm}15\;{\mu}m$, and the angular tilting of VCSEL of $6^{\circ}$ are allowable for the coupling loss of -1 dB.

연성 광 PCB용 광 배선의 손실특성 및 제작 공차 분석

광 백 플레인이나 광 연결용으로 활용될 수 있는 연성 광 PCB의 핵심 요소인 광 배선(도파로)의 전파 특성을 분석하였으며, 광배선 제작 공정에서 발생할 수 있는 구조적 오차로 인한 전파 손실 발생 문제를 다루었다.제작 공차 분석을 통해 전파 손실을 -1 dB/mm 이하로 유지하기 위해서는 광 배선 측벽 각도가 $1^{\circ}$ 이내로 제어되어야 하며, 결합 손실과 구부러짐 손실을 각각 -1 dB 이하로 유지하기 위해서는 광원과 광 배선 간격은 $160\;{\mu}m$ 이내, 횡방향 정렬 오차는 ${\pm}15\;{\mu}m$ 이내, 광원 각도는 $6^{\circ}$ 이하로 정렬되어야 하며, 광 배선의 구부러짐 반경은 5 mm 이상이 되어야 함을 알 수 있었다.