광섬유 자이로용 집적광학 칩의 제작과 신뢰성 시험

Abstract

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.