KR101741223B1 - Multi-channel optical receiver module and methods of optical alignment thereof - Google Patents

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Abstract

본 발명은 다채널 광수신 모듈을 개시한다. 본 발명은 다수의 광섬유 또는 파장 분할 역다중화 소자에 의해 각 파장으로 분할되어 발산되는 다채널의 광신호를 전기신호(광전류)로 검출 및 증폭하는 광결합부를 포함하는 다채널 광수신 모듈에 있어서, 상기 광결합부는, 상기 다수의 광섬유 또는 파장 분할 역다중화 소자에 의해 각 파장으로 분할되어 발산되는 다채널의 발산광 형태의 각 광신호를 초점광으로 전환시키는 복수개의 광결합 렌즈와; 상기 광결합 렌즈의 후단에 위치하여 상기 발산광 형태의 광신호와 수평으로 배치되어 상기 광결합 렌즈에 의해 전환된 초점광 형태의 각 광신호 따른 전기신호를 검출하도록 개별적으로 독립되어 배치되는 복수개의 광검출 소자와; 상기 광검출 소자의 후단에 위치하고, 상기 광검출 소자에서 검출된 전기신호를 증폭하여 출력시키는 전달 임피던스 타입의 복수개의 전치 증폭 소자와; 상기 각 광검출 소자의 수와 대응되는 개수로 상기 각 광검출 소자의 상측에 위치하여 각각 개별적으로 위치 및 각도 조절이 가능하며, 광결합 렌즈에 의해 초점광으로 전환된 각 채널의 광신호의 방향을 광검출 소자 측으로 굴절시키며, 실리콘 반도체 위에 V-홈으로 식각하여 그 식각된 경사면에 반사막 코팅되어 형성된 독립 형성된 복수개의 실리콘 V-홈 반사거울; 및 상기 광검출 소자의 규격에 대응되는 일정 간격으로 배열된 다수개의 돌출부가 상부면으로부터 돌출 형성되어 광검출 소자 및 실리콘 V-홈 반사거울이 각각 개별적으로 안착 및 정렬되는 금속 광학 벤치를 포함한다.The present invention discloses a multi-channel light receiving module. The present invention relates to a multichannel light receiving module including an optical coupler for detecting and amplifying multichannel optical signals divided into wavelengths by a plurality of optical fibers or wavelength division demultiplexing devices by an electric signal (photocurrent) Wherein the optical coupling unit comprises: a plurality of optical coupling lenses for converting multi-channel divergent optical signals divided into wavelengths by the plurality of optical fibers or wavelength division demultiplexing devices into focal light; And a plurality of optical elements, which are disposed at a rear end of the optical coupling lens and horizontally disposed with respect to the optical signal of the divergent optical signal, for detecting electrical signals corresponding to the respective optical signals of the focal optical system converted by the optical coupling lens, A light detecting element; A plurality of transimpedance type pre-amplification elements located at a rear stage of the light detection element, for amplifying and outputting an electric signal detected by the light detection element; And the position and angle of the optical signal are adjusted by the optical coupling lens, and the position and angle of the optical signal of each channel are changed by the optical coupling lens A plurality of independently formed silicon V-groove reflection mirrors which are formed by etching a V-groove on a silicon semiconductor and coating the reflection film on the etched sloped surface; And a metal optical bench in which a plurality of projections arranged at regular intervals corresponding to the size of the photodetecting device are protruded from the upper surface so that the photodetecting device and the silicon V-groove reflecting mirror are individually seated and aligned.

Description

다채널 광수신 모듈 및 다채널 광수신 모듈의 광정렬 방법{Multi-channel optical receiver module and methods of optical alignment thereof}[0001] The present invention relates to a multi-channel optical receiver module and a multi-channel optical receiver module,

본 발명은 다채널 광수신 모듈에 관한 것으로, 보다 상세하게는 생산비용 절감 및 경량화가 가능하고, 다채널 광수신 모듈의 광전류 값이 최대가 되도록 하기 위한 각 채널을 구성하는 부품의 광정렬이 용이한 다채널 광수신 모듈 및 다채널 광수신 모듈의 광정렬 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a multichannel light receiving module, and more particularly, to a multichannel light receiving module capable of reducing the production cost and lightening it, facilitating optical alignment of components constituting each channel for maximizing the photocurrent value of the multichannel light receiving module Channel optical receiving module and a multi-channel optical receiving module.

데이터의 수요가 점차 증가함에 따라 광통신의 속도와 용량 또한 가파르게 증가하는 추세에 있으며, 이미 한 가닥의 광섬유를 사용하여 10Gbps 이상의 전송 용량을 갖는 광통신 시스템이 상용화되어 사용되고 있다. 그러나 최근 메트로 및 기간 전송 망에서는 수십 Gbps 내지 100Gbps 이상의 데이터 전송 속도가 요구되고 있고, 대형 인터넷 포탈 회사의 경우 대규모의 데이터 센터를 운영하면서 데이터 센터의 서버간 수십 Gbps 내지 수백 Gbps의 데이터 전송 속도가 요구되고 있다. 이러한 대용량 광전송 요구에 대응하기 위하여 최근에는 하나의 광섬유에 10Gbps 또는 25Gbps의 전송 속도를 갖는 서로 다른 파장의 광신호를 다중화시켜 수십 Gbps 또는 100Gbps의 데이터를 전송하는 파장 분할 다중화(WDM; Wavelength Division Multiplexing) 방식의 광통신이 기간망 및 메트로 망에 사용되고 있을 뿐 아니라, 데이터 센터 내 서버 간 신호 전송에는 4개 또는 10개 이상의 광섬유를 병렬로 연결하여 데이터 전송 용량을 획기적으로 늘이는 다채널 광통신 방식이 보편적으로 사용되기 시작했다.As the demand for data increases, the speed and capacity of optical communication are also increasing rapidly. An optical communication system having a transmission capacity of 10 Gbps or more has already been commercialized by using a single optical fiber. However, in recent metro and period transmission networks, data transmission speeds of several tens of Gbps to 100 Gbps or more are required. In a large Internet portal company, data transmission speeds of several tens of Gbps to several hundred Gbps are required between data center servers while operating a large data center. . In order to cope with such a large-capacity optical transmission demand, a WDM (Wavelength Division Multiplexing) system, which multiplexes optical signals of different wavelengths having a transmission speed of 10 Gbps or 25 Gbps on one optical fiber and transmits data of several tens Gbps or 100 Gbps, Channel optical communication is widely used in backbone and metro networks and multi-channel optical communication systems in which four or ten or more optical fibers are connected in parallel to increase data transmission capacity is commonly used for signal transmission between servers in a data center it started.

이러한 파장 분할 다중화 방식 또는 다수의 광섬유를 병렬로 연결하는 다채널 광통신에서는 다수의 반도체 레이저를 구동하여 발생하는 광신호를 각각의 해당하는 광섬유에 결합하여 전송하는 광송신 모듈과 광섬유를 통하여 전송되어 온 다채널의 광신호를 각각의 광검출 소자에서 검출하는 다채널 광수신 모듈이 가장 핵심적인 부품이다. 이중 다채널 광수신 모듈은 광섬유 끝 단 또는 파장 분할 역다중화 소자의 끝 단으로부터 발산되는 다수의 광을 각각의 채널에 해당되는 다수의 광검출 소자 소자에 손실이 없이 입력시키는 광접속 기술이 가장 중요한 기술이다.In such a wavelength division multiplexing system or a multi-channel optical communication system in which a plurality of optical fibers are connected in parallel, an optical transmission module for coupling optical signals generated by driving a plurality of semiconductor lasers to respective optical fibers and transmitting the optical signals, The most important component is a multi-channel optical receiver module that detects multi-channel optical signals from each optical detector. In the dual-channel optical receiving module, an optical connection technology in which a plurality of light beams emitted from the end of an optical fiber end or a wavelength division demultiplexing device is input to a plurality of optical detecting device elements corresponding to respective channels without loss is most important Technology.

다채널 광수신 모듈에서 광검출 소자와의 광접속 손실을 최소화하기 위해서는 먼저 각각의 광 채널 사이의 간격이 일정하여야 한다. 이는 광신호가 다수의 광섬유로 병렬 전송된 경우에는 각각의 광섬유 끝 부분을 실리콘 반도체 또는 유리 블록에 일정한 간격으로 형성된 V-홈에 장착하여 고정시키므로 각 채널 사이의 간격을 일정하게 유지시킬 수 있다. 이러한 V-홈은 매우 정밀한 반도체 공정에 의해 형성되므로 간격의 오차가 통상 수 um 또는 1um 이내로 정밀하게 조절하는 것이 가능하며, 광검출 소자의 광흡수 영역의 크기는 직경이 수십 um 이므로 각 채널의 입력광 사이의 간격의 오차는 무시할 수 있다. 또한, 파장 다중화된 광신호를 어레이 도파로 격자(AWG; Arrayed Guide Grating) 소자와 같은 역다중화 소자를 사용하여 각각의 채널로 분리한 파장 다중화 다채널 광수신 모듈의 경우에도 도파로 격가 소자 끝 단의 광도파로 출력 포트 사이의 간격 역시 1um 이내의 오차로 정밀하게 조절될 수 있다.In order to minimize the optical connection loss to the optical detecting element in the multichannel optical receiving module, the distance between the optical channels must be constant. In the case where the optical signal is transmitted in parallel to a plurality of optical fibers, the ends of the optical fibers are mounted and fixed in the V-groove formed at regular intervals in the silicon semiconductor or glass block, so that the interval between the channels can be kept constant. Since the V-groove is formed by a very precise semiconductor process, it is possible to precisely control the gap error to within a few um or 1um, and the size of the light absorption region of the photodetector is several tens of um in diameter, The error of the interval between lights can be ignored. Also, in the case of a wavelength-multiplexed multi-channel optical receiving module in which wavelength-multiplexed optical signals are separated into respective channels using a demultiplexing element such as an arrayed guide grating (AWG) element, The spacing between the waveguide output ports can also be precisely controlled with an error of less than 1 um.

이러한 광섬유 끝 단 또는 광도파로 끝 단에서 공기 중으로 나오는 빛은 공기와의 굴절율 차이에 의해 발산하게 되며 이러한 발산광을 수십 um의 직경을 갖는 광검출 소자의 광흡수 영역으로 결합시켜 넣기 위해서는 볼록 렌즈 형태의 광결합 렌즈를 사용하여 빛을 초점광으로 변환시켜주어야 한다. 따라서 각각의 채널에 해당하는 광결합 렌즈와 광검출 소자 소자를 수 um 이내의 정밀도로 정렬하여 고정시키는 것이 광접속 손실을 최소화시키는 기술이 된다. The light emitted from the end of the optical fiber or the end of the optical waveguide to the air is diverged due to the difference in refractive index between the air and the air. In order to couple the diverging light into the light absorbing region of the light detecting element having a diameter of several tens of um, It is necessary to convert the light into the focal light by using the optically-coupled lens of FIG. Therefore, it is a technique to minimize the optical connection loss by aligning and fixing the optical coupling lens and the photodetector element corresponding to each channel with accuracy within a few um.

다채널의 광수신 모듈에서는 다수의 광섬유가 V-홈에 장착된 광섬유 어레이 블록 (FAB; Fiber Array Block) 또는 도파로 격자와 같은 역다중화 소자들이 통상 수평면에 평행하게 놓이며 광검출 소자 또한 수평면에 놓이게 되므로 역다중화 소자의 출력단으로부터 나온 빛을 광검출 소자의 수광영역으로 수직 입사시키기 위해서는 수평면에 평행하게 진행하는 빛을 아래쪽으로 90도 굴절시켜 주어야 한다. 이를 위해서는 광검출 소자 위에 일면에 반사막이 코팅된 평판 형태의 반사거울을 45도 경사지게 위치시켜야 한다. 따라서 이러한 다채널 광수신 모듈의 가장 기본적인 구조는 역다중화 소자 및 각 채널별 광결합 렌즈, 45도 반사거울, 및 광검출 소자로 구성되는 광결합부로 이루어진다. 그러나 이러한 기본적인 구성 요소를 갖는 광수신 모듈의 광결합부 각각의 채널의 광손실을 최소화하기 위해서는 각각의 채널에 해당하는 역다중화 소자, 광결합 렌즈, 그리고 광검출 소자 소자가 정밀하게 일렬로 정렬 고정되어야 하며 이러한 정렬 공정에서는 광검출 소자에 의해 출력되는 전기신호에 비례하는 광전류 값을 실시간 측정하면서 광결합 렌즈의 위치를 최적화시키는 방법이 사용된다.In a multi-channel optical receiving module, a demultiplexing device such as a fiber array block (FAB) or a waveguide grating in which a plurality of optical fibers are mounted in a V-groove is usually placed parallel to a horizontal plane, Therefore, in order to make the light emitted from the output terminal of the demultiplexing device vertically enter the light-receiving region of the photodetector, light traveling in parallel to the horizontal plane should be refracted 90 degrees downward. To do this, a flat mirror with a reflective coating on one side of the photodetector must be positioned at an angle of 45 degrees. Therefore, the most basic structure of such a multi-channel light receiving module is composed of a demultiplexing element, a photo-coupling lens for each channel, a 45-degree reflection mirror, and a photo coupler composed of a photo detector. However, in order to minimize the optical loss of each channel of the optical coupling unit of the optical receiving module having such a basic component, the demultiplexing device, the optical coupling lens, and the optical detecting device corresponding to each channel are precisely aligned and fixed In this alignment process, a method of optimizing the position of the optically coupling lens while real-time measuring the photocurrent value proportional to the electric signal output by the photodetector element is used.

그러나 이러한 광검출 소자의 광전류 값을 모니터하면서 각각의 광결합 렌즈의 위치를 능동 정렬시키는 방법은 복잡한 공정과 이에 따른 제조 수율 저하 및 궁극적으로 광수신 모듈의 가격 상승의 원인이 되므로 이를 개선하기 위한 다양한 방법들이 고안되었다. 이들 중 대표적인 방법이 각각의 광결합 렌즈를 각각의 입력광 사이와 동일한 간격을 갖는 하나의 어레이 렌즈 블록으로 제작하고 아울러 광검출 소자 또한 각각의 광흡수 영역의 간격이 동일한 단일 칩 어레이로 제작하여 사용하는 것이다.However, a method of performing active alignment of the positions of the respective optical coupling lenses while monitoring the photocurrent values of such photodetecting devices is a cause of complicated processes, resulting in a decrease in manufacturing yield and ultimately an increase in the price of the light receiving module. Methods have been devised. One typical method is to fabricate each of the optical coupling lenses as an array lens block having the same interval between the respective input lights and also to fabricate a single chip array in which the optical absorption areas of the respective optical absorption areas are the same, .

이와 같이 어레이 광결합 렌즈와 어레이 광검출 소자를 사용할 경우 단 한차례의 광정렬에 의해 전체 채널의 광정렬이 가능하다는 장점이 있으나 채널 사이의 간격이 큰 경우에는 어레이 광검출 소자의 크기 및 모듈의 중량이 증가되게 되며, 제조단가 또한 매우 비싸지는 단점이 있다.  When the array optical coupling lens and the array photodetecting device are used as described above, it is possible to perform optical alignment of all the channels by only one optical alignment. However, when the interval between the channels is large, the size of the array optical detection device and the weight And the manufacturing cost is also very high.

금형으로 대량 생산이 가능한 어레이 렌즈의 경우에는 통상 광통신 모듈에 사용되는 부품의 크기가 매우 작으므로 채널 사이 간격이 크더라도 비교적 낮은 가격으로 제작 가능하나 광검출 소자의 경우 칩의 대량 생산 가격은 광검출 소자의 면적에 비례하기 때문에 채널 사이 간격이 큰 넓은 면적의 어레이 소자는 채널당 가격이 채널 사이의 간격에 비례하여 올라가게 된다. In the case of an array lens which can be mass-produced by a mold, since the size of the components used in the optical communication module is very small, it can be manufactured at a comparatively low price even though the interval between the channels is large. Because of the proportion of the area of the device, a large area array device with large channel spacing increases the price per channel in proportion to the spacing between the channels.

따라서 통상의 어레이 모듈의 경우 채널 사이의 간격은 광섬유의 지름에 해당하는 250um를 갖도록 하고 있으나, 광수신 모듈의 경우 통상 광검출 소자 뒤단에 광전류를 증폭하기 위한 전치 증폭 소자를 함께 내장하는 경우가 대부분이며 이 전치 증폭 소자는 0.8 내지 1mm의 폭을 갖으므로 어레이 광검출 소자의 광흡수 영역 사이 간격도 최소한 전치 증폭 소자의 폭 이상이 되도록 하여야 한다.Therefore, in the case of a conventional array module, the spacing between channels is 250 .mu.m corresponding to the diameter of the optical fiber. However, in the case of the light receiving module, usually, a preamplifier for amplifying the photocurrent is built in the rear of the photodetector Since the preamplifier has a width of 0.8 to 1 mm, the interval between the light absorption regions of the array photodetector must be at least equal to or greater than the width of the preamplifier.

이와 같이 채널 사이의 간격이 큰 구조에서 어레이 광검출 소자를 사용하여야 할 경우, 원하는 채널 사이 간격을 갖는 어레이 광검출 소자의 구입이 불가능할 수도 있으며 원하는 어레이 광검출 소자의 구입이 가능하더라도 어레이 광검출 소자의 가격이 단일 칩 광검출 소자를 사용하면서 각 채널별로 개별적인 정렬 공정을 거치는 공정에 비해 상대적으로 비용이 상승되는 문제점 발생할 수 있다.If an array photodetecting device is used in a structure having a large gap between channels, it may not be possible to purchase an array photodetecting device having a desired interval between channels, and even if a desired array photodetecting device can be purchased, The cost of the single-chip photodetecting device may be relatively increased as compared with the process of individually performing the individual alignment process for each channel.

따라서, 이러한 문제점을 해결하기 위하여 다수의 개별 광검출 소자를 사용하면서 단 한차례의 광정렬 공정만으로 다채널 광수신 모듈을 제작하기 위한 구조로, 다수의 개별 광검출 소자들을 별도의 서브 마운트 위에 플립 칩 본딩 공정을 이용하여 부착한 후 이를 단 한차례의 정렬 공정으로 조립하는 방법이 고안되었다. Therefore, in order to solve such a problem, a structure for manufacturing a multi-channel optical receiving module using only a single optical alignment process while using a plurality of individual optical detecting elements, a plurality of individual optical detecting elements are mounted on a separate sub- Bonding process, and then assembling it by a single alignment process.

그러나 이 방법의 경우에는 플립칩 본딩이 가능하도록 광검출 소자가 미리 설계 제작되어야 할 뿐 아니라 채널당 10Gbps 이상의 고속 모듈의 경우에는 플립 칩 본딩을 하기 위한 서브 마운트에서 발생하는 기생 용량이 수신감도를 저하시키는 문제점이 있었다.However, in this method, not only the photodetecting device must be designed and manufactured so that the flip chip bonding can be performed, but also in the case of the high speed module of 10 Gbps or more per channel, parasitic capacitance generated in the submount for flip chip bonding lowers the receiving sensitivity There was a problem.

따라서, 어레이 구조가 아닌 각각 개별적인 광검출 소자 또는 광결합 렌즈가 요구되는 광결합부의 경우, 비용상승을 억제하면서 이들을 정밀하게 정렬시켜 광결합 효율이 최대가 될 수 있는 광수신 모듈 및 광수신 모듈의 광정렬 방법이 요구되는 실정이다.Therefore, in the case of the optical coupling unit in which individual optical detecting elements or optical coupling lenses are required instead of the array structure, a light receiving module and a light receiving module, which can maximize the optical coupling efficiency by accurately aligning them, Optical alignment method is required.

본 발명은 상기에서 상술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 다채널 광수신 모듈에 있어서, 어레이 형태가 아닌 각각 독립된 광검출 소자 또는 광결합렌즈를 사용해야 하는 경우, 반사거울의 정렬을 통해 각 채널의 광검출 소자에 대한 광결합 효율을 최대로 설정할 수 있는 다채널 광수신 모듈 및 다채널 광수신 모듈의 광정렬 방법을 제공하고자 한다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been conceived to solve the problems described above, and it is an object of the present invention to provide a multi-channel light receiving module in which, when an optical detector or optically- Channel optical receiving module and a multi-channel optical receiving module capable of maximizing the optical coupling efficiency with respect to the optical detecting element of the multi-channel optical receiving module.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 파장 분할 다중화 방식 또는 다수의 광섬유를 병렬로 연결하는 방식의 다채널 광통신에 적용되는 것으로, 다수의 광섬유 또는 파장 분할 역다중화 소자에 의해 각 파장으로 분할되어 발산되는 다채널의 광신호를 전기신호(광전류)로 검출 및 증폭하는 광결합부를 포함하는 다채널 광수신 모듈에 있어서, 상기 광결합부는, 상기 다수의 광섬유 또는 파장 분할 역다중화 소자에 의해 각 파장으로 분할되어 발산되는 다채널의 발산광 형태의 각 광신호를 초점광으로 전환시키는 복수개의 광결합 렌즈와; 상기 광결합 렌즈의 후단에 위치하여 상기 발산광 형태의 광신호와 수평으로 배치되어 상기 광결합 렌즈에 의해 전환된 초점광 형태의 각 광신호 따른 전기신호를 검출하도록 개별적으로 독립되어 배치되는 복수개의 광검출 소자와; 상기 광검출 소자의 후단에 위치하고, 상기 광검출 소자에서 검출된 전기신호를 증폭하여 출력시키는 전달 임피던스 타입의 복수개의 전치 증폭 소자와; 상기 각 광검출 소자의 수와 대응되는 개수로 상기 각 광검출 소자의 상측에 위치하여 각각 개별적으로 위치 및 각도 조절이 가능하며, 광결합 렌즈에 의해 초점광으로 전환된 각 채널의 광신호의 방향을 광검출 소자 측으로 굴절시키며, 실리콘 반도체 위에 V-홈으로 식각하여 그 식각된 경사면에 반사막 코팅되어 형성된 독립 형성된 복수개의 실리콘 V-홈 반사거울; 및 상기 광검출 소자의 규격에 대응되는 일정 간격으로 배열된 다수개의 돌출부가 상부면으로부터 돌출 형성되어 광검출 소자 및 실리콘 V-홈 반사거울이 각각 개별적으로 안착 및 정렬되는 금속 광학 벤치를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 다채널 광수신 모듈이 제공될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the present invention is applied to a multichannel optical communication system using a wavelength division multiplexing system or a plurality of optical fibers connected in parallel, and is divided into a plurality of wavelengths by a plurality of optical fibers or wavelength division demultiplexing elements, A multi-channel light receiving module for detecting and amplifying multi-channel optical signals by an electric signal (photocurrent), the multi-channel light receiving module comprising: a plurality of optical fibers or wavelength division demultiplexing devices A plurality of optical coupling lenses for converting divergent optical signals of divergent channels of divergent light into focal light; And a plurality of optical elements, which are disposed at a rear end of the optical coupling lens and horizontally disposed with respect to the optical signal of the divergent optical signal, for detecting electrical signals corresponding to the respective optical signals of the focal optical system converted by the optical coupling lens, A light detecting element; A plurality of transimpedance type pre-amplification elements located at a rear stage of the light detection element, for amplifying and outputting an electric signal detected by the light detection element; And the position and angle of the optical signal are adjusted by the optical coupling lens, and the position and angle of the optical signal of each channel are changed by the optical coupling lens A plurality of independently formed silicon V-groove reflection mirrors which are formed by etching a V-groove on a silicon semiconductor and coating the reflection film on the etched sloped surface; And a metal optical bench in which a plurality of protrusions protruding from the upper surface are arranged at regular intervals corresponding to the size of the photodetecting device so that the photodetecting device and the silicon V-groove reflecting mirror are individually seated and aligned, Channel light receiving module is provided.

이때, 상기 금속 광학 벤치는, 광결합 렌즈가 위치되는 지점에 턱이 생성되도록 일정 깊이로 가공 형성되는 광결합 렌즈 안착부와, 상기 광검출 소자 및 실리콘 V-홈 반사거울이 안착될 수 있도록 다수개의 돌출부에 의해 형성되는 광검출 소자 안착부 및 상기 전치 증폭 소자가 배열되어 안착될 수 있는 전치 증폭 소자 안착부로 구분 형성되는 안착부가 형성되는 것을 특징으로 할 수 있다. At this time, the metal optical bench includes an optical coupling lens mount portion formed to have a predetermined depth so that a jaw is formed at a position where the optical coupling lens is located, and a plurality of And a mounting portion formed separately from the photodetecting device mounting portion formed by the protrusions and the preamplifier mounting portion where the preamplifier device is arranged and seated can be formed.

본 발명의 다른 실시예에 따른 다채널 광수신 모듈의 광정렬 방법에 있어서, 상기 복수개의 광결합 렌즈, 광검출 소자 및 전치 증폭 소자를 상기 금속 광학 벤치 상에 형성된 광결합 렌즈 안착부, 광검출 소자 안착부 및 전치 증폭 소자 안착부에 각각 안착 및 정렬시켜 고정하는 단계와; 상기 안착된 각 광검출 소자의 상측에 위치되도록 상기 광검출 소자 안착부의 돌출부 위에 실리콘 V-홈 반사거울을 위치시키는 단계와; 상기 광검출 소자에 전기신호(광전류)가 검출되도록 광신호를 입력시키고, 상기 실리콘 V-홈 반사거울을 직선이동 및 회전이동을 통해 움직이면서 광검출 소자에서 검출되는 전기신호 값을 실시간 측정하여, 측정되는 전기신호 값이 최대가 되는 실리콘 V-홈 반사거울의 위치 및 각도를 찾아 정렬시키는 단계; 및 정렬된 상기 실리콘 V-홈 반사거울의 양단을 한 쌍의 돌출부 상에 고정시키는 단계;를 통해 이루어지는 것을 특징으로 하는 다채널 광수신 모듈의 광정렬 방법이 제공될 수 있다. In the optical alignment method of the multi-channel light receiving module according to another embodiment of the present invention, the plurality of optical coupling lenses, the light detecting device, and the preamplifier device are mounted on the metal optical bench, And placing and aligning the pre-amplification unit and the pre-amplifier unit respectively; Placing a silicon V-groove reflective mirror on a protrusion of the photodetecting device receiving portion so as to be positioned on the upper side of each of the photodetecting devices; An optical signal is input to the photodetecting device so that an electric signal (photocurrent) is detected. The electric signal value detected by the photodetecting device is measured in real time while moving the silicon V-groove reflecting mirror through linear movement and rotational movement, Locating and aligning the position and angle of the silicon V-groove reflective mirror at which the electric signal value becomes maximum; And fixing both ends of the aligned silicon V-groove reflection mirror on the pair of protrusions. The optical alignment method of the multi-channel light receiving module may be provided.

이때, 상기 실리콘 V-홈 반사거울의 위치 및 정렬 단계에 있어서, 상기 복수개의 실리콘 V-홈 반사거울을 클램핑하여, 광검출 소자에서 측정되는 전기신호의 값을 입력받아 각 채널별로 실리콘 V-홈 반사거울의 위치 및 각도의 조절이 이루어지게 구동 제어되는 지그형 정렬장치에 의해 이루어지는 것을 특징으로 할 수 있다.At this time, in the step of positioning and aligning the silicon V-groove reflecting mirror, the plurality of silicon V-groove reflecting mirrors are clamped to receive the value of the electric signal measured in the photo detecting device, And a jig type alignment device that is driven and controlled to adjust the position and angle of the reflective mirror.

본 발명의 실시예들에 따르면, 다채널 광수신 모듈에 부득이하게 다수의 독립적인 광검출 소자를 사용해야 하는 경우, 실리콘 V-홈 반사거울의 각 채널별 정렬을 통해 각 채널의 광결합 공정이 수행되도록 할 수 있으며, 광효율 또한 최적의 상태로 설정 및 유지 할 수 있다.According to embodiments of the present invention, when a plurality of independent photodetecting devices are used inevitably in a multichannel optical receiving module, the optical coupling process of each channel is performed through alignment of each V- And the light efficiency can be set and maintained in the optimum state.

또한, 다채널 광수신 모듈의 광결합부가 어레이 형태에 비해 상대적으로 낮은 가격의 독립적인 광검출 소자로 구성되고, 광결합 렌즈, 광검출 소자의 정렬(공정)이 용이하며, 저가격 대량 생산이 가능한 실리콘 V-홈 반사거울로 구성됨에 따라 광결합부의 제조단가의 절감과 모듈의 경향화를 도모할 수 있다.In addition, the optical coupling part of the multi-channel optical receiving module is composed of independent photodetecting devices at a relatively low price as compared with the array type, and the optical coupling lens and the photodetecting device are easily aligned (low cost) And a silicon V-groove reflecting mirror, the manufacturing cost of the optical coupling part can be reduced and the module can be trended.

도 1은 본 발명에 따른 다채널 광수신 모듈을 구성하는 광결합부를 보여주는 도면이다.
도 2는 도 1의 광결합부의 실리콘 V-홈 반사거울에 의한 광 굴절을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 다채널 광수신 모듈의 광정렬 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 도 3에 도시된 실리콘 V-홈 반사거울을 통한 최적의 광정렬 상태를 설명하기 위한 도면이다.1 is a view illustrating an optical coupling unit included in a multi-channel optical receiving module according to the present invention.
FIG. 2 is a view for explaining light refraction by the silicon V-groove reflection mirror of the optical coupling portion of FIG. 1;
3 is a view for explaining the optical alignment method of the multi-channel light receiving module according to the present invention.
FIG. 4 is a view for explaining an optimum optical alignment state through the silicon V-groove reflective mirror shown in FIG. 3; FIG.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예들을 첨부된 도면들에 의거하여 상세하게 설명한다. 다음에 소개되는 실시예들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 따라서, 본 발명은 이하 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 그리고 도면들에 있어서, 구성요소의 폭, 길이, 두께 등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수 있다. 아울러, 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낼 수 있다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The following embodiments are provided by way of example so that those skilled in the art can fully understand the spirit of the present invention. Therefore, the present invention is not limited to the embodiments described below, but may be embodied in other forms. In the drawings, the width, length, thickness, etc. of components may be exaggerated for convenience. In addition, like reference numerals throughout the specification may refer to like elements.

도 1은 본 발명에 따른 다채널 광수신 모듈의 광결합부(100)를 보여주는 도면이다. 도 2는 도 1의 광결합부(100)의 실리콘 V-홈 반사거울(150)에 의한 광 굴절을 설명하기 위한 도면이다.1 is a view illustrating an optical coupling unit 100 of a multi-channel optical receiving module according to the present invention. FIG. 2 is a view for explaining light refraction by the silicon V-groove reflecting mirror 150 of the optical coupling unit 100 of FIG.

도 1 및 2를 참고하면, 본 발명에 따른 다채널 광수신 모듈은 모듈에 구성되는 광섬유 어레이 블록 위에 일정한 간격으로 안착된 다수의 광섬유(미도시)로부터 발산되거나, 또는 파장 분할 역다중화 소자(미도시)에 의해 각 파장으로 분할되어 발산되는 다채널의 광신호를 전기신호로 변환 및 증폭하는 광결합부(100)를 특징으로 하며, 상기 광결합부(100)는, 광결합 렌즈(110), 광검출 소자(120), 전치 증폭 소자(130), 금속 광학 벤치(140) 및 실리콘 V-홈 반사거울(150)을 포함하여 구성될 수 있다.1 and 2, a multi-channel optical receiving module according to the present invention includes a plurality of optical fibers (not shown) that are placed on an optical fiber array block arranged at a predetermined interval, The optical coupler 100 includes an optical coupling lens 110, a first optical coupler 110 and a second optical coupler 120. The optical coupler 100 converts multi-channel optical signals, which are divided into respective wavelengths, A photodetector element 120, a preamplifier element 130, a metal optical bench 140, and a silicon V-groove reflective mirror 150. As shown in FIG.

광결합 렌즈(110)는 다채널 광수신 모듈에 구성되는 다수의 광섬유(광섬유 어레이) 또는 파장 분할 역다중화 소자의 출력단으로부터 발산되는 발산광을 초점광으로 전환시키는 구성으로 각각 독립적으로 구성되는 구조와 어레이 형태의 구조로 형성되며, 이는 종래의 광결합 렌즈와 기능적, 구조적으로 유사하게 형성될 수 있다.The optical coupling lens 110 has a structure for independently converting divergent light emitted from the output ends of a plurality of optical fibers (optical fiber arrays) or wavelength division demultiplexing elements constituting the multi-channel optical receiving module to focal light, Type structure, which can be formed functionally and structurally similar to conventional optical coupling lenses.

광검출 소자(120)는 광결합 렌즈(110)에 의해 초점광으로 전환된 광신호를 수광영역(121)을 통해 입력받아 전기신호(광전류)로 전환시켜 광전류 값을 검출하는 것으로, 어레이 형태의 구조가 아닌 각각 독립적으로 복수개가 구성될 수 있다. 이때, 광검출 소자(120)를 단순히 어레이 형태가 아닌 독립적으로 구성한다는 의미로만 해석하기 보다는, 광결합부(100)의 각 채널 사이의 간격이 넓거나, 각 채널 사이의 간격이 일정하지 않고 오차가 있는 경우, 어레이 형태 구조의 광검출 소자를 적용하기에는 광검출 소자의 가격이 매우 고가인 경우여서 적용하기 어려운 경우와 같이 어레이 광검출 소자를 적용 또는 이용하지 못하는 구조 또는 여건에서 독립적인 광검출 소자가 구성되는 것을 의미하는 것으로 해석되어야 할 것이다. 즉, 상기에서 언급한 구조 및 여건이 아닌 경우에는 종래기술에서 설명한 바와 같이 어레이 형태의 광검출 소자를 적용하는 것이 효과적임은 당연하다 할 수 있으나, 본 발명은 상기와 같이 어레이 형태의 광검출 소자가 적용되기 어려운 구조나 비용적 측면과 같은 여건 때문에 독립적인 광검출 소자가 적용될 수 밖에 없는 다채널 광수신 모듈임을 다시 한번 명확히 하는 바이다. The photodetector 120 detects an optical current value by receiving an optical signal converted into focal light by the optical coupling lens 110 through a light receiving area 121 and converting the optical signal into an electrical signal (photocurrent) A plurality of structures may be constructed independently of each other. Rather than merely constructing the photodetector elements 120 independently of the array type, the spacing between the channels of the optical coupler 100 is wide, the spacing between the channels is not constant, It is difficult to apply the array type optical detector to the array type optical detector because the price of the optical detector element is very expensive and it is difficult to apply the array type optical detector element. The present invention is not limited thereto. In other words, it is natural that it is effective to apply the array type photodetecting device as described in the related art in the case where the structure and condition are not mentioned above. However, in the present invention, It is a multi-channel optical receiving module which can not be applied to independent optical detection devices because of the structure that is difficult to apply and cost.

전치 증폭 소자(130)는 광검출 소자(120)의 후단측에 광검출 소자(120)와 각각 와이어 본딩(131)에 의해 연결되어 광검출 소자(120)에 의해 검출된 전기신호를 증폭하여 출력하는 구성으로, 각 광검출 소자(120)에 대응되는 수만큼 구성될 수 있다. 또한, 전치 증폭 소자(130) 역시 각각 독립적인 구조 또는 어레이 형태의 구조로 구성될 수 있으며, 본 발명의 광결합부(100)에 구성되는 전치 증폭 소자는 구조에 상관없이 독립적인 구조 또는 어레이 형태의 구조 모두 적용될 수 있음으로 특별히 한정하지 않는다.The preamplifier 130 is connected to the photodetector element 120 at the rear end side of the photodetector element 120 by a wire bonding 131 so as to amplify the electric signal detected by the photodetector element 120, The number of photodetectors 120 may be the same as the number of the photodetectors 120. Also, the preamplifier 130 may be configured as an independent structure or an array type structure. The preamplifier constituted in the optical coupling unit 100 of the present invention may have an independent structure or array type The present invention is not limited thereto.

금속 광학 벤치(140)는 광결합부(100)를 구성하는 구성요소들이 안착 및 정렬되기 위한 일종의 베이스로 상기 광결합 렌즈(110), 광검출 소자(120), 전치 증폭 소자(130) 등이 각각 안착 및 정렬될 수 있는 안착부(141, 142, 144)가 형성되어 있다. The metal optical bench 140 is a kind of base for placing and aligning the constituent elements of the optical coupling part 100. The optical coupling lens 110, the photodetector element 120, the preamplifier element 130, Seating portions 141, 142, and 144, which can be seated and aligned, respectively, are formed.

이때, 안착부(141, 142, 144) 중 광결합 렌즈(110)가 안착 및 정렬되는 광결합 렌즈 안착부(141)는 광결합 렌즈(110)가 위치되는 지점에 턱이 생성되도록 일정 깊이로 가공된 구조로 형성되어 광결합 렌즈(110)가 별도의 정렬공정 없이 정해진 위치에 정렬되도록 할 수 있다. 또한, 광검출 소자 안착부(142)는 광결합 렌즈 안착부 후측(141)에 금속 광학 벤치(140)와 일체 가공되고, 광검출 소자(120)의 규격(사이즈)에 대응되는 일정 간격으로 배열된 다수개의 돌출부(143)로 형성된다. 이러한 돌출부(143)는 광결합부(100)의 형성 채널의 수, 즉 광검출 소자(120)의 수에 대응(돌출부의 수는 광검출 소자의 수(n) + 1개 많도록 비례)되도록 형성되며, 돌출부(143) 사이에 형성되는 간격이 광결합 렌즈(110)의 위치와 각각 대응되도록 형성된다. 따라서, 돌출부(143) 사이의 간격에 광검출 소자(120)가 안착되면, 별도의 정렬공정이 없이도 광결합 렌즈(110)와 광검출 소자(120)가 동일 선상으로 각각 1:1 정렬이 될 수 있다. 아울러, 전치 증폭 소자 안착부(144)는 전치 증폭 소자(130)가 안착 및 정렬될 수 있도록 일정 깊이 가공되는 구조를 취할 수 있다. 다만, 전치 증폭 소자 안착부(144)가 광검출 소자(120)가 안착되는 금속 광학 벤치(140)의 상면과 동일한 높이로 형성되는 경우, 전치 증폭 소자 안착부(144)를 일정 깊이로의 가공이 불필요할 수 있다. 즉, 전치 증폭 소자 안착부(144)는 광검출 소자(120)와 전치 증폭 소자(130)가 동일선상의 유사 높이로 안착 및 정렬될 수 있는 구조를 취하면 특별한 가공이 불필요할 수 있다. At this time, the optical coupling lens seating portion 141, in which the optical coupling lens 110 is seated and aligned, is positioned at a predetermined depth so as to generate a jaw at a position where the optical coupling lens 110 is positioned And the optical coupling lens 110 can be aligned at a predetermined position without a separate alignment process. The optical detecting element seating portion 142 is integrally formed with the metal optical bench 140 on the rear side 141 of the optical coupling lens seating portion 141 and is arranged at regular intervals corresponding to the size As shown in FIG. The protrusion 143 is formed so as to correspond to the number of forming channels of the optical coupling portion 100, that is, the number of the photodetecting elements 120 (the number of the protruding portions is proportional to the number (n) And a gap formed between the protrusions 143 is formed to correspond to the position of the optical coupling lens 110, respectively. Therefore, when the photodetector element 120 is mounted on the gap between the protrusions 143, the photodetector element 120 and the photodetector element 120 are aligned in a one-to-one correspondence with each other without a separate alignment process . In addition, the preamplifier mounting portion 144 may have a structure in which the preamplifier 130 is machined to a predetermined depth so as to be seated and aligned. However, in the case where the preamplifier mounting portion 144 is formed at the same height as the upper surface of the metal optical bench 140 on which the photodetecting device 120 is mounted, the preamplifier mounting portion 144 may be processed May be unnecessary. That is, if the photodetector element 120 and the preamplifier element 130 are structured so as to be able to be seated and aligned at a similar height in the same line, special processing may not be required.

실리콘 V-홈 반사거울(150)은 본 발명에 따른 광결합부(100)의 주요한 구성요소 중 하나로, 광결합 렌즈(110)에 의해 발산되는 초점광을 광검출 소자(120)가 위치한 아래쪽으로 굴절시켜주기 위한 구성으로, 실리콘 반도체 위에 V-홈으로 식각하여 그 식각된 경사면에 반사막 코팅을 하여 제작된 것을 특징으로 할 수 있다. 이때, 실리콘 V-홈 반사거울(150)은 광검출 소자(120)의 상측에 위치되어 인접한 한 쌍의 돌출부(143) 사이에 안착되는 구조를 취한다. The silicon V-groove reflection mirror 150 is one of the main components of the optical coupling part 100 according to the present invention. The silicon V-groove reflection mirror 150 reflects the focal light emitted by the optical coupling lens 110 to the lower side And is formed by etching a V-groove on a silicon semiconductor and coating a reflective film on the etched sloped surface. At this time, the silicon V-groove reflective mirror 150 is positioned on the upper side of the photodetector element 120 and is positioned between a pair of adjacent protruding portions 143.

이러한, 실리콘 V-홈 반사거울(150)은 종래의 평판형 반사거울에 비해 낮은 단가로 대량 생산이 가능한 장점이 있어, 종래의 반사거울을 이용하는 것과 비교하여 광결합부(100)의 제조단가 절감 및 경량화 측면에서 보다 효율적으로 작용될 수 있다.Since the silicon V-groove reflective mirror 150 has an advantage that it can be mass-produced at a lower unit cost than the conventional flat-type reflective mirror, the manufacturing cost of the optical coupling unit 100 can be reduced And can be more efficiently operated in terms of weight reduction.

다만, 실리콘 V-홈 반사거울(150)을 사용하여 초점광을 광검출 소자(120) 측으로 굴절시켜줄 경우에는 도 2로 도시한 바와 같이 반사각도가 45도가 아닌 실리콘의 습식 식각 시 나타나는 경사면의 각도인 약 54.7도를 갖게 된다. 이럴 경우 어레이 광검출 소자(120)로 입사되는 빛이 90도가 아닌 약 80.3도로 입사되는 특징이 있음에 따라, 이를 고려하여 광정렬이 요구되어야 한다.2, when the focal light is refracted toward the photodetector element 120 by using the silicon V-groove reflective mirror 150, the angle of the slope of the silicon wafer when the reflection angle is not 45 [deg. Which is about 54.7 degrees. In this case, since the light incident on the array photodetector 120 is incident at about 80.3 degrees instead of 90 degrees, optical alignment is required in consideration of this.

이하에서는 상기에서 설명한 바와 같은 본 발명에 따른 다채널 광수신 모듈의 광결정렬 방법에 대해 설명하기로 한다.Hereinafter, the optical crystal array method of the multi-channel optical receiving module according to the present invention will be described.

도 3은 본 발명에 따른 다채널 광수신 모듈의 광정렬 방법을 설명하기 위한 도면이다. 도 4는 도 3에 도시된 실리콘 V-홈 반사거울(150)을 통한 최적의 광정렬 상태를 설명하기 위한 도면이다.3 is a view for explaining the optical alignment method of the multi-channel light receiving module according to the present invention. FIG. 4 is a view for explaining an optimal optical alignment state through the silicon V-groove reflective mirror 150 shown in FIG.

우선, 안착부(141, 142, 144)들이 가공 형성된 금속 광학 벤치(140) 상에 광결합 렌즈(110), 광검출 소자(120) 및 전치 증폭 소자(130)를 각각 광결합 렌즈 안착부(141), 광검출 소자 안착부(142) 및 전치 증폭 소자 안착부(144)에 각각 안착 및 정렬시킨다. 이때, 안착 및 정렬된 광결합 렌즈(110), 광검출 소자(120) 및 전치 증폭 소자(140)는 별도의 정렬 공정 없이 단순 안착(= 자동 정렬)되어 접착제에 의해 고정된다.First, the optical coupling lens 110, the photodetector element 120, and the preamplifier element 130 are mounted on the optically coupled lens mount portion (not shown) on the metal optical bench 140 on which the mounting portions 141, 142, 141, the photodetector mount 142, and the preamplifier mount 144, respectively. At this time, the optical coupling lens 110, the photodetector element 120, and the preamplifier element 140, which are seated and aligned, are simply seated (= auto-aligned) without being subjected to a separate alignment process and fixed by an adhesive.

다음으로, 광검출 소자 안착부(142)의 사이에 광검출 소자(120)가 안착된 한 쌍의 상기 돌출부(143) 상에 실리콘 V-홈 반사거울(150)을 안착 및 정렬한 후 고정 시킨다. Next, the silicon V-groove reflecting mirror 150 is seated and aligned on a pair of the protruding portions 143 on which the photodetecting device 120 is placed between the photodetecting device receiving portions 142, and then fixed .

이때, 실리콘 V-홈 반사거울(150)의 정렬은 광검출 소자(120)에 전기신호가 검출되도록 광신호를 입력시키고, 실리콘 V-홈 반사거울(150)을 직선이동 및 회전이동을 통해 움직이면서 광검출 소자(120)에서 검출되는 전기신호 값을 실시간 측정하여, 측정되는 전기신호 값이 최대가 되는 실리콘 V-홈 반사거울(150)의 위치 및 각도를 찾아 정렬시키는 능동 정렬 방식을 사용한다. 구체적으로 설명하면, 실리콘 V-홈 반사거울(150)의 정렬은 광결합 렌즈(110)로부터 발산되는 초점광을 광검출 소자의 광 흡수영역에 정확하게 입사되도록 이루어지는 것과 동일함에 따라, 도 3으로 도시한 바와 같이 실리콘 V-홈 반사거울(150)을 좌우 x-방향 또는 앞뒤 y-방향으로 이동시키거나 θ-방향(도 3기준 y-축을 회전축으로 하는 방향)으로 회전시켜 V-홈의 반사면에 반사되어 광검출 소자(120)로 향하는 광신호의 방향과 각도가 도 4와 같이 광검출 소자(120)의 수광영역(121)으로 최대한 많은 광신호가 들어갈 수 있도록 정렬시킨다. At this time, the alignment of the silicon V-groove reflective mirror 150 is performed by inputting an optical signal such that an electric signal is detected at the photodetector element 120, moving the silicon V-groove reflective mirror 150 through linear movement and rotational movement An active alignment method is used in which an electric signal value detected by the photodetector element 120 is measured in real time and a position and an angle of the silicon V-groove reflective mirror 150 which maximizes the measured electric signal value are found and aligned. More specifically, the alignment of the silicon V-groove reflective mirror 150 is the same as that in which the focal light emitted from the optical coupling lens 110 is accurately incident on the light absorption region of the photodetecting device, As described above, the silicon V-groove reflecting mirror 150 is moved in the left-right x-direction or the front-rear y-direction or rotated in the? -Direction (in the direction of the rotation axis of the y- The direction and angle of the optical signal directed to the photodetector 120 are aligned such that as many optical signals as possible enter the light receiving area 121 of the photodetector element 120 as shown in FIG.

이때, 광검출 소자(121)가 위치한 금속 광학 벤치(140) 바닥 면 기준 광신호의 위치가 좌우 a-방향 혹은 앞뒤 b-방향으로 움직이게 하기 위해서는 실리콘 V-홈 반사거울(150)이 각 θ-방향으로 회전되거나 앞뒤 y-방향으로 이동되어야 한다. 단, 실리콘 V-홈 반사거울(150)이 좌우 x-방향으로 이동하는 경우에는 바닥 면에서 광신호의 위치에는 큰 변화가 없음에 따라 x-방향의 이동은 단순 실리콘 V-홈 반사거울(150)의 돌출부(143) 상의 안정적인 안착과 관련해서만 고려하여 이동시킨다. At this time, in order for the position of the optical reference signal of the bottom surface of the metal optical bench 140 on which the photodetector element 121 is located to move in the a-direction or the front-back direction b, the silicon V- Direction or in the forward and backward y-directions. However, when the silicon V-groove reflective mirror 150 moves in the right and left x-directions, the movement of the optical signal in the x- Only with regard to the stable seating on the protrusion 143 of the base plate.

한편, 상기에서 설명한 능동 정렬방식에 의한 실리콘 V-홈 반사거울(150)의 정렬은 실리콘 V-홈 반사거울(150)을 클램핑하여 실리콘 V-홈 반사거울(150)의 위치 및 각도의 조절이 가능하게 하는 지그형 정렬장치(미도시)를 통해 이루어질 수 있다. Meanwhile, the alignment of the silicon V-groove reflective mirror 150 by the above-described active alignment method may be performed by clamping the silicon V-groove reflective mirror 150 to adjust the position and angle of the silicon V- (Not shown) which enables the substrate to be polished.

상기 정렬장치는 실리콘 V-홈 반사거울(150)을 클램핑하여, 돌출부 상에 위치시킨 후, 광검출 소자(120)를 통해 측정되는 전기신호(광전류)의 값에 따라 자동 또는 수동으로의 제어되며, 각 채널별로 광검출소자(120)에 의해 측정되는 전기신호 값이 최대가 되도록 실리콘 V-홈 반사거울(150)이 정렬되도록 구동된다. 이후, 실리콘 V-홈 반사거울(150)의 정렬이 이루어지면 홀딩된 상태에서 UV 에폭시와 같은 접착제 및 경화를 통해 실리콘 V-홈 반사거울(150)의 하단측 양단을 돌출부(143) 상에 고정되도록 함으로써 광결합부(100)의 광정렬을 완료하게 된다. The alignment device clamps the silicon V-groove reflective mirror 150 and places it on the protrusion and is then automatically or manually controlled according to the value of the electrical signal (photocurrent) measured through the photodetector element 120 , And the silicon V-groove reflective mirror 150 is aligned so that the electric signal value measured by the optical detector 120 is maximized for each channel. Then, when the alignment of the silicon V-groove reflective mirror 150 is performed, both ends of the lower end of the silicon V-groove reflective mirror 150 are fixed on the projection 143 through an adhesive such as UV epoxy and curing The optical alignment of the optical coupling unit 100 is completed.

이상 상기에서 설명한 바와 같은 본 발명에 따른 다채널 광수신 모듈 및 광정렬 방법은 부득이하게 다수의 독립적인 광검출 소자를 사용해야 하는 경우, 실리콘 V-홈 반사거울(150)의 각 채널별로 정렬됨에 따라 각 채널의 광결합을 효율적으로 수행되도록 할 수 있으며, 광결합부(100)의 광효율 또한 최적의 상태로 설정 및 유지할 수 있다.The multi-channel optical receiving module and the optical alignment method according to the present invention as described above are necessarily arranged for each channel of the silicon V-groove reflecting mirror 150 when a plurality of independent photodetecting devices are used inevitably The optical coupling of each channel can be efficiently performed, and the optical efficiency of the optical coupling unit 100 can be set and maintained in an optimal state.

또한, 광결합부(100)에 있어서, 어레이 형태에 비해 상대적으로 낮은 가격의 독립적인 광검출 소자로 구성되고, 광결합 렌즈, 광검출 소자의 정렬(공정)이 용이하며, 종래의 평판형 반사거울 대신 저가격 대량 생산이 가능한 실리콘 V-홈 반사거울로 구성됨에 따라 광결합부의 제조단가를 현저히 감소시킬 수 있다.In addition, in the optical coupling section 100, it is constituted by independent photodetecting devices which are relatively inexpensive as compared with the array type, and it is easy to align (process) the optical coupling lens and the photodetecting device, And a silicon V-groove reflection mirror capable of mass production at a low price in place of a mirror, the manufacturing cost of the optical coupling part can be remarkably reduced.

아울러, 광결합부의 경량화가 가능하고, 제조 공정 및 제조 단가를 절감할 수 있어 다채널 광수신 모듈 시장 활성화와 다채널 광통신 기술을 이용하여 광통신의 데이터 전송 용량을 늘리는 데 크게 기여할 수 있다.In addition, it is possible to lighten the optical coupling part, reduce the manufacturing process and manufacturing cost, and greatly contribute to increase the data transmission capacity of the optical communication using the multi-channel optical receiving module market activation and the multi-channel optical communication technology.

이상에서 설명한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시 예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니라, 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시 예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수 있다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the invention. The present invention is not limited to the drawings, and all or some of the embodiments may be selectively combined so that various modifications may be made.

100: 광결합부
110: 광결합 렌즈 120: 광검출 소자
121: 광검출 소자의 수광영역
130: 전치 증폭 소자 140: 금속 광학 벤치
141: 광결합 렌즈 안착부 142: 광검출 소자 안착부
143: 돌출부 144: 전치 증폭소자 안착부
150: 실리콘 V-홈 반사거울 100:
110: optical coupling lens 120:
121: light receiving area of the light detecting element
130: Preamplifier 140: Metal optical bench
141: optically coupled lens mount part 142: photodetector mounting part
143: protruding portion 144: preamplifier mounting portion
150: Silicon V-groove reflective mirror

Claims (4)

파장 분할 다중화 방식 또는 다수의 광섬유를 병렬로 연결하는 방식의 다채널 광통신에 적용되는 것으로, 다수의 광섬유 또는 파장 분할 역다중화 소자에 의해 각 파장으로 분할되어 발산되는 다채널의 광신호를 전기신호(광전류)로 검출 및 증폭하는 광결합부를 포함하는 다채널 광수신 모듈에 있어서,
상기 광결합부는,
상기 다수의 광섬유 또는 파장 분할 역다중화 소자에 의해 각 파장으로 분할되어 발산되는 다채널의 발산광 형태의 각 광신호를 초점광으로 전환시키는 복수개의 광결합 렌즈와;
상기 광결합 렌즈의 후단에 위치하여 상기 발산광 형태의 광신호와 수평으로 배치되어 상기 광결합 렌즈에 의해 전환된 초점광 형태의 각 광신호 따른 전기신호를 검출하도록 개별적으로 독립되어 배치되는 복수개의 광검출 소자와;
상기 광검출 소자의 후단에 위치하고, 상기 광검출 소자에서 검출된 전기신호를 증폭하여 출력시키는 전달 임피던스 타입의 복수개의 전치 증폭 소자와;
상기 각 광검출 소자의 수와 대응되는 개수로 상기 각 광검출 소자의 상측에 위치하여 각각 개별적으로 위치 및 각도 조절이 가능하며, 광결합 렌즈에 의해 초점광으로 전환된 각 채널의 광신호의 방향을 광검출 소자 측으로 굴절시키며, 실리콘 반도체 위에 V-홈으로 식각하여 그 식각된 경사면에 반사막 코팅되어 형성된 독립 형성된 복수개의 실리콘 V-홈 반사거울; 및
상기 광검출 소자의 규격에 대응되는 일정 간격으로 배열된 다수개의 돌출부가 상부면으로부터 돌출 형성되어 광검출 소자 및 실리콘 V-홈 반사거울이 각각 개별적으로 안착 및 정렬되는 금속 광학 벤치를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 다채널 광수신 모듈.Channel optical communication in which a plurality of optical fibers are connected in parallel by a wavelength division multiplexing method or a multi-channel optical communication method in which a plurality of optical fibers or wavelength division demultiplexing devices divides an optical signal of a multi- And an optical coupler for detecting and amplifying the optical signal by a photocurrent,
The optical coupling unit includes:
A plurality of optical coupling lenses for converting multi-channel divergent optical signals split into respective wavelengths by the plurality of optical fibers or wavelength division demultiplexing devices into focal light;
And a plurality of optical elements, which are disposed at a rear end of the optical coupling lens and horizontally disposed with respect to the optical signal of the divergent optical signal, for detecting electrical signals corresponding to the respective optical signals of the focal optical system converted by the optical coupling lens, A light detecting element;
A plurality of transimpedance type pre-amplification elements located at a rear stage of the light detection element, for amplifying and outputting an electric signal detected by the light detection element;
And the position and angle of the optical signal are adjusted by the optical coupling lens, and the position and angle of the optical signal of each channel are changed by the optical coupling lens A plurality of independently formed silicon V-groove reflection mirrors which are formed by etching a V-groove on a silicon semiconductor and coating the reflection film on the etched sloped surface; And
And a metal optical bench in which a plurality of protrusions protruding from the upper surface are arranged at regular intervals corresponding to the size of the photodetecting device so that the photodetecting device and the silicon V-groove reflecting mirror are individually seated and aligned Channel light receiving module. 청구항 1에 있어서,
상기 금속 광학 벤치는,
광결합 렌즈가 위치되는 지점에 턱이 생성되도록 일정 깊이로 가공 형성되는 광결합 렌즈 안착부와, 상기 광검출 소자 및 실리콘 V-홈 반사거울이 안착될 수 있도록 다수개의 돌출부에 의해 형성되는 광검출 소자 안착부 및 상기 전치 증폭 소자가 배열되어 안착될 수 있는 전치 증폭 소자 안착부로 구분 형성되는 안착부가 형성되는 것을 특징으로 하는 다채널 광수신 모듈.The method according to claim 1,
The metal optical bench includes:
An optical coupling lens mounting part formed to have a predetermined depth so that a jaw is formed at a position where the optical coupling lens is positioned; an optical coupling lens mount part formed by a plurality of protrusions so that the optical detecting device and the silicon V- Channel light receiving module and a preamplifier receiving portion that can be placed with the preamplifier device arranged thereon. 청구항 1 또는 2에 따른 다채널 광수신 모듈의 광정렬 방법에 있어서,
상기 복수개의 광결합 렌즈, 광검출 소자 및 전치 증폭 소자를 상기 금속 광학 벤치 상에 형성된 광결합 렌즈 안착부, 광검출 소자 안착부 및 전치 증폭 소자 안착부에 각각 안착 및 정렬시켜 고정하는 단계와;
상기 안착된 각 광검출 소자의 상측에 위치되도록 상기 광검출 소자 안착부의 돌출부 위에 실리콘 V-홈 반사거울을 위치시키는 단계와;
상기 광검출 소자에 전기신호(광전류)가 검출되도록 광신호를 입력시키고, 상기 실리콘 V-홈 반사거울을 직선이동 및 회전이동을 통해 움직이면서 광검출 소자에서 검출되는 전기신호 값을 실시간 측정하여, 측정되는 전기신호 값이 최대가 되는 실리콘 V-홈 반사거울의 위치 및 각도를 찾아 정렬시키는 단계; 및
정렬된 상기 실리콘 V-홈 반사거울의 양단을 한 쌍의 돌출부 상에 고정시키는 단계;를 통해 이루어지는 것을 특징으로 하는 다채널 광수신 모듈의 광정렬 방법. In the optical alignment method for a multi-channel light receiving module according to claim 1 or 2,
Placing and aligning the plurality of optical coupling lenses, the photodetecting device, and the preamplifier device on the optical coupling lens mount, the photodetector mount, and the preamplifier mount, respectively, formed on the metal optical bench;
Placing a silicon V-groove reflective mirror on a protrusion of the photodetecting device receiving portion so as to be positioned on the upper side of each of the photodetecting devices;
An optical signal is input to the photodetecting device so that an electric signal (photocurrent) is detected. The electric signal value detected by the photodetecting device is measured in real time while moving the silicon V-groove reflecting mirror through linear movement and rotational movement, Locating and aligning the position and angle of the silicon V-groove reflective mirror at which the electric signal value becomes maximum; And
And fixing both ends of the aligned silicon V-groove reflecting mirror on the pair of protrusions. 청구항 3에 있어서,
상기 실리콘 V-홈 반사거울의 위치 및 정렬 단계에 있어서,
상기 복수개의 실리콘 V-홈 반사거울을 클램핑하여, 광검출 소자에서 측정되는 전기신호의 값을 입력받아 각 채널별로 실리콘 V-홈 반사거울의 위치 및 각도의 조절이 이루어지게 구동 제어되는 지그형 정렬장치에 의해 이루어지는 것을 특징으로 하는 다채널 광수신 모듈의 광정렬 방법.

The method of claim 3,
In the positioning and alignment of the silicon V-groove reflective mirror,
A plurality of silicon V-groove reflection mirrors are clamped to receive a value of an electrical signal measured in the optical detection device, and a jig-shaped alignment control is performed to control the position and angle of the silicon V- And the optical alignment method of the multi-channel optical receiving module.

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