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광섬유 자이로용 집적광학 칩의 제작과 신뢰성 시험 = Fabrication and reliability test of integrated optical chips for the fiber optic gyro
서명 / 저자 광섬유 자이로용 집적광학 칩의 제작과 신뢰성 시험 = Fabrication and reliability test of integrated optical chips for the fiber optic gyro / 방규철.
저자명 방규철 ; Bang, Kyu-Chul
발행사항 [대전 : 한국과학기술원, 2003].
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8014128

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MEE 03043

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초록정보

The integrated optical gyro chip which is a key component of the interferometric fiber optic gyro (I-FOG) is fabricated with lithume niobate. Our single mode lithume niobate waveguide at the wavelength of 1.55µm is 7 $\mu$m wide, and it is made by the annealed proton exchange ($APE^{TH}$) process. Proton exchange is conducted for 12 minutes at 250$^\circ$C and annealing is executed for 180 minutes at 380$^\circ$C. The optical insertion loss and Vπ of gyro chip are 2.2 dB and 4.56 V, respectively. Polarization maintaining fibers are coupled to the input port and the two output ports of the gyro chip with UV curable epoxy. The average fiber to fiber loss is 2.5 dB. The pigtailed gyro chip is hermetically packaged in the stainless steel case. Fibers are fixed to the case by using elastic silicone rubber. In order to evaluate the stability of packaged module, the following tests are conducted: heat cycle between -40 and 70$^\circ$C and vibration between 20 and 2000 Hz at 4G. The heat cycle induced changes of optical insertion loss and Vπ are 0.35 dB and 9.4\%, respectively. No optical insertion loss variation is observed in the vibration test."

간섭계형 광섬유 자이로의 핵심 부품중 하나인 집적광학 자이로 칩을 리튬 나이오베이트 기판을 이용하여 제작하였다. 리튬나이오베이트 광도파로는 양자교환 후 열처리하는 공정(APE)으로 제작하였고, 1.55µm대역에서 단일모드의 빛을 도파시키기 위해서 도파로의 폭은 7µm로 하였다. 양자교환은 250$^\circ$C에서 12분동안 한 뒤, 380$^\circ$C에서 180분정도 열처리를 하였다. 제작된 자이로 칩의 삽입손실과 Vπ는 각각 2.2 dB와 4.56 V로 측정되었다. 자이로 칩의 입출력을 자외선 경화 에폭시를 이용하여 편광유지 광섬유와 결합하였고, 평균 광섬유간 손실은 2.5 dB였다. 광섬유와 결합된 자이로 칩을 스테인리스 패키지에 넣고 밀봉하였다. 광섬유와 패키지는 탄성이 있는 실리콘 재질의 접착제로 고정하였다. 자이로 칩 모듈의 신뢰성을 검증하기 위하여 환경 시험을 수행하였다. -40~70$^\circ$C의 온도 순환과 20~2000Hz의 진동 환경에서 삽입손실과 Vπ의 변화를 관찰하였다. 온도 순환에 의한 삽입손실과 Vπ의 변화는 각각 0.35 dB과 9.4%였고, 진동에 의한 광파워의 변화는 관측되지 않았다.

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청구기호 {MEE 03043
형태사항 [iii], 64 p. : 삽도 ; 26 cm
언어 한국어
일반주기 저자명의 영문표기 : Kyu-Chul Bang
지도교수의 한글표기 : 신상영
지도교수의 영문표기 : Sang-Yung Shin
학위논문 학위논문(석사) - 한국과학기술원 : 전기및전자공학전공,
서지주기 참고문헌 : p. 62-64
주제 gyro chip
fiber optic gyro
packaging
waveguide
test
자이로 칩
광섬유 자이로
패키징
광도파로
신뢰성 시험
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