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집적형 광 아이솔레이터(Optical Isolator)에 있어서, 제1 광 도파로(Optical Waveguide)를 통하여 입사되는 빛을 편광 상태에 따라 서로 수직인 TE(Transverse Electric Wave; TE) 편광 또는 TM(Transverse Magnetic Wave; TM) 편광으로 분리하는 편광 모드 분파기; 상기 편광 모드 분파기에서 분리된, 상기 TE 편광을 상기 TM 편광으로 변환하거나 상기 TM 편광을 상기 TE 편광으로 변환하는 편광 모드 회전기; 및 상기 편광 모드 회전기에서 변환된, 상기 TM 편광 및 상기 TE 편광을 병합하여 상기 제1 광 도파로와 구별되는 제2 광 도파로를 통하여 출력하는 편광 모드 결합기를 포함하고, 상기 편광 모드 분파기, 상기 편광 모드 회전기 및 상기 편광 모드 결합기는 상기 제1 광 도파로 및 상기 제2 광 도파로로 연결되는 집적형 광 아이솔레이터
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제1항에 있어서, 상기 편광 모드 회전기는 미리 설정된 방향으로 진행하는 상기 TE 편광 및 상기 TM 편광 각각에 대해서만 변환하는 집적형 광 아이솔레이터
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제1항에 있어서, 상기 편광 모드 분파기는 상기 제1 광 도파로를 통하여 입사되는 빛으로부터 분리된 상기 TM 편광을 상기 제2 광 도파로로 전송하는 통로인 분리 다리 도파로를 포함하는 집적형 광 아이솔레이터
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제1항에 있어서, 상기 편광 모드 회전기는 상기 제2 광 도파로를 통하여 전송받은 상기 TM 편광을 상기 TE 편광으로 변환하는 TM/TE 회전기; 및 상기 제1 광 도파로를 통하여 전송받은 상기 TE 편광을 상기 TM 편광으로 변환하는 TE/TM 회전기를 포함하는 집적형 광 아이솔레이터
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제1항에 있어서, 상기 편광 모드 결합기는 상기 제1 광 도파로를 통하여 전송받은 상기 TM 편광을 상기 제2 광 도파로로 전송하는 통로인 결합 다리 도파로를 포함하고,상기 편광 모드 결합기는 상기 결합 다리 도파로를 통하여 전송받은 상기 TM 편광을 상기 제2 광 도파로를 통하여 전송받은 상기 TE 편광에 병합하여 상기 제2 광 도파로를 통하여 출력하는 집적형 광 아이솔레이터
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제1항에 있어서, 상기 편광 모드 회전기는 높은 굴절률의 유전체 코어 광 도파로; 상기 높은 굴절률의 유전체 코어 광 도파로 상부에 배치되는 낮은 굴절률의 유전체 층(Thin Low-index Dielectric Layer); 및 상기 낮은 굴절률의 유전체 층 상부에 배치되는 금속 플라즈모닉 층(Metal Plasmonics Layer)을 포함하는 집적형 광 아이솔레이터
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제1항에 있어서, 상기 편광 모드 회전기는 단열 테이퍼(Adiabatic Taper); 및 비대칭형 방향성 결합기(Asymmetric Directional Coupler)를 포함하는 집적형 광 아이솔레이터
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제1항에 있어서, 상기 편광 모드 결합기에서 출력되는, 상기 TM 편광을 상기 TE 편광으로 변환하거나, 상기 TE 편광을 상기 TM 편광으로 변환하는 상기 편광 모드 회전기와 구별되는 다른 편광 모드 회전기를 더 포함하는 집적형 광 아이솔레이터
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제1항에 있어서, 미리 설정된 방향의 역방향으로 상기 제2 광 도파로를 통하여 빛이 입사되는 경우, 상기 편광 모드 결합기는 상기 제2 광 도파로를 통하여 상기 입사되는 빛을 상기 편광 상태에 따라 상기 TE 편광 또는 상기 TM 편광으로 분리하고, 상기 분리된 TM 편광을 결합 다리 도파로를 통하여 상기 제1 광 도파로 전송하며, 상기 편광 모드 분파기는 상기 제1 광 도파로를 통하여 전송받은 상기 TM 편광을 분리 다리 도파로를 통하여 상기 제2 광 도파로로 전송함으로써, 상기 TE 편광 및 상기 TM 편광을 병합하여 상기 제2 광 도파로를 통하여 출력하여 광 서큘레이터 기능을 수행하는 집적형 광 아이솔레이터
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제1항에 있어서,상기 편광 모드 결합기는 편광 빔의 결합 길이(Coupling Length)를 조절함으로써, 상기 편광 모드 회전기를 지나서 상기 제1 광 도파로를 통하여 전송받은 편광 빔은 그대로 진행하도록 하고, 상기 편광 모드 회전기를 지나서 상기 제2 광 도파로를 통하여 전송받은 편광 빔은 상기 제1 광 도파로를 통하여 전송받은 편광 빔에 결합되도록 하여, 결합된 빔이 상기 제1 광 도파로를 통하여 출력되도록 하며, 상기 제1 광 도파로의 역방향으로 입사되는 빛은 상기 제2 광 도파로를 통하여 출력되도록 하는 집적형 광 아이솔레이터
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집적형 광 아이솔레이터(Optical Isolator)를 생성하는 방법에 있어서, 빛이 입사되는 제1 광 도파로(Optical Waveguide) 및 상기 제1 광 도파로와 구별되어 빛이 출력되는 제2 광 도파로를 배치하는 단계; 상기 제1 광 도파로 및 상기 제2 광 도파로의 입력단 부분에 상기 제1 광 도파로를 통하여 입사되는 빛을 편광 상태에 따라 TE(Transverse Electric Wave; TE) 편광 또는 TM(Transverse Magnetic Wave; TM) 편광으로 분리하는 편광 모드 분파기를 배치하는 단계; 상기 편광 모드 분파기의 다음에, 상기 편광 모드 분파기에서 분리된, 상기 TE 편광을 상기 TM 편광으로 변환하거나 상기 TM 편광을 상기 TE 편광으로 변환하는 편광 모드 회전기를 배치하는 단계; 및 상기 제1 광 도파로 및 상기 제2 광 도파로의 출력단 부분에, 상기 편광 모드 회전기의 다음으로, 상기 편광 모드 회전기에서 변환된, 상기 TM 편광 및 상기 TE 편광을 병합하여 상기 제2 광 도파로를 통하여 출력하는 편광 모드 결합기를 배치하는 단계를 포함하는 집적형 광 아이솔레이터를 생성하는 방법
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