This Thesis presents a novel digital thermo-optic switch based on polymer waveguide. The proposed switch consists of a conventional $1\times2$ digital optical switch and compact variable optical attenuators and both elements are integrated in series The operation principles of the new switch are adiabatic mode evolution, total internal reflection, and higher-order mode filtering of light. The mode propagation theory based on beam propagation method(BPM) is used in the analysis of the new switch structure. The polymer waveguide is fabricated by the reactive ion etching (RIE)method. The fabricated switches show very low crosstalk values less than -40dB even with the low switching power of about 170mW at 1.55$\mu$m.
본 논문에서는 신호 전달손실이 매우 낮고 제작공정이 상대적으로 단순히 대규모의 스위치 어레이가 가능하여 초고속 광 네트워크에서 그 진가를 발휘할 수 있는 열광학 스위치의 새로운 구조에 대하여 연구하였다. 디지털 광 스위치는 반응 특성이 디지털 형태로서 간섭계 형태보다 온도 및 편강에 뛰어난 특성을 가진다. 반면 분기각이 0.1~$0.16^\circ$로 매우 작기 때문에 제작 공정이 까다롭고, 높은 수위칭 전압을 요구하며, -25dB이하의 낮은 누화율을 얻기가 어려운 단점이 존재한다.
본 논문에서는 이러한 단점을 개선하기 위하여 새로운 구조의 $1\times2$ 열광학 스위치를 제안 및 구현하였다. 제안된 구조는 폴리머 열광학 스위치와 가변 광감쇄기가 집접된 형태이며, 광감쇄기가 집접되지 않은 일반적인 스위치의 경우보다 스위칭 전압을 그리 많이 높이지 않으면서도 누화율은 -40dB 이하의 값을 얻는 매우 우수한 특성을 보였다.
이처럼 매우 낮은 광누화율과 저전력, 저가를 특징으로 하는 하는 광스위치는 WDM등에서 그 진가를 십분 발휘할 수 있다. 따라서 현재까지 구현된 새로운 구조의 $1\times2$ 스위치를 확장시켜서 앞으로 $2\times2$ 및 $1\times4$ 스위치 그리고 스위치 어레이르 구현한다면 파장다중/역다중화기 또는 파장 라우터 등과 결합하여 ADM(Add-Drop Multiplexer)이나 OXC(Optical Cross Connector)등의 구성에 효과적으로 이용할 수 있다.
