JP6794140B2 - Optical transmitter and optical module including it - Google Patents
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実施例は、光通信に使用される光送信機及びこれを含む光モジュールに関する。 The embodiment relates to an optical transmitter used for optical communication and an optical module including the same.
一般的に、光送受信モジュールは、各種光通信機能を一つのパッケージ内に収容して光ファイバと連結ができるようにモジュール化したものをいう。最近には、電力消費が少なく、長距離に活用可能なレーザーダイオードを光源として用いた光送信機と、フォトダイオードを用いて光通信をする光受信機を一つにモジュール化した双方向光モジュールが主に使われている。 Generally, an optical transmission / reception module is a module that accommodates various optical communication functions in one package and can be connected to an optical fiber. Recently, a bidirectional optical module that modularizes an optical transmitter that uses a laser diode that consumes less power and can be used over long distances as a light source and an optical receiver that uses a photodiode for optical communication. Is mainly used.
双方向光送受信モジュールは、基本的に光送信機、光受信機、光学フィルター、及びレセプタクルなどを含む。また、反射ノイズによってレーザーダイオードの特性が不安定になることを防止するためにアイソレーターが装着される。 The bidirectional optical transmitter / receiver module basically includes an optical transmitter, an optical receiver, an optical filter, a receptacle, and the like. In addition, an isolator is installed to prevent the characteristics of the laser diode from becoming unstable due to reflected noise.
光送信機は、レーザーダイオードの温度を調節するTECと、レーザーダイオードの光出力を監視するモニタリングPDと、レーザーダイオードの温度をセンシングするサーミスタと、を含むことができる。このような光送信機は、TO−56ヘッダーを持つTO−CAN(TO−CONTROLLER AREA NETWORK)タイプであることができる。 The optical transmitter can include a TEC that regulates the temperature of the laser diode, a monitoring PD that monitors the optical output of the laser diode, and a thermistor that senses the temperature of the laser diode. Such an optical transmitter can be a TO-CAN (TO-CONTROLLER AREA NETWORK) type with a TO-56 header.
一般的に、モニタリングPDは、外部チャネル(光ファイバ)とカップリングされるレーザーダイオードの前面(Front Facet)の光ではなく、背面(Back Facet)から出力される光をモニタリングする。したがって、実際の通信に使用される光の出力を正確にモニターできない問題があって、光出力を安定化するための回路を動作する場合、正確性が落ちる問題がある。 Generally, the monitoring PD monitors the light output from the back surface (Back Facet), not the light from the front surface (Front Facet) of the laser diode coupled to the external channel (optical fiber). Therefore, there is a problem that the output of light used for actual communication cannot be accurately monitored, and there is a problem that the accuracy drops when operating a circuit for stabilizing the optical output.
また、サーミスタ(Thermistor)は、空間上の問題でレーザーダイオードから遠く離れて配置される。したがって、DWDMのように波長安全性が要求される製品の場合、レーザーダイオードの波長を微細に調整するのに難しさがある。 Also, the thermistor is located far away from the laser diode due to spatial issues. Therefore, in the case of a product such as DWDM that requires wavelength safety, it is difficult to finely adjust the wavelength of the laser diode.
本発明の実施例は、レーザーダイオードの光出力を正確にモニタリングすることができる光送信機及びこれを含む光モジュールを提供する。 An embodiment of the present invention provides an optical transmitter capable of accurately monitoring the optical output of a laser diode and an optical module including the same.
本発明の実施例は、レーザーダイオードの温度を正確にセンシングすることができる光送信機及びこれを含む光モジュールを提供する。 An embodiment of the present invention provides an optical transmitter capable of accurately sensing the temperature of a laser diode and an optical module including the same.
本発明の実施例は、光部品の組み立てが容易な光送信機及びこれを含む光モジュールを提供する。 An embodiment of the present invention provides an optical transmitter in which optical components can be easily assembled and an optical module including the same.
本発明の実施例は、光送信機とレセプタクルの光結合が優れた光モジュールを提供する。 The embodiments of the present invention provide an optical module in which the optical coupling between the optical transmitter and the receptacle is excellent.
本発明が解決しようとする課題は、以上で言及された課題に限定されず、ここで言及されていない他の課題は、下記の記載から当業者に明確に理解できるであろう。 The problems to be solved by the present invention are not limited to the problems mentioned above, and other problems not mentioned here will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
本発明の一実施例による光送信機は、支持基板と、前記支持基板上に配置される温度調節モジュールと、前記温度調節モジュール上に配置されるサブマウントと、前記温度調節モジュール上に配置され、傾斜面を有するプリズムと、前記温度調節モジュール上に配置される受光素子と、前記サブマウント上に配置される発光素子と、前記サブマウント上に配置されるサーミスタと、を含み、前記受光素子は、前記サブマウントから第1方向に離隔して配置され、前記プリズムは、前記受光素子とサブマウントとの間に配置され、前記発光素子から出射された第1光の一部は、前記プリズムの傾斜面によって反射され、前記第1光の一部は、前記プリズムを通過して前記受光素子に受光される。 The optical transmitter according to the embodiment of the present invention is arranged on the support substrate, the temperature control module arranged on the support substrate, the submount arranged on the temperature control module, and the temperature control module. The light receiving element includes a prism having an inclined surface, a light receiving element arranged on the temperature control module, a light emitting element arranged on the submount, and a thermistor arranged on the submount. Is arranged apart from the submount in the first direction, the prism is arranged between the light receiving element and the submount, and a part of the first light emitted from the light emitting element is the prism. A part of the first light is reflected by the inclined surface of the above, passes through the prism, and is received by the light receiving element.
前記温度調節モジュールは、前記支持基板上に配置される第1パッドと、前記第1パッド上に配置される第2パッドと、前記第1パッドと第2パッドとの間に配置される少なくとも一つ以上の熱電半導体と、を含むことができる。 The temperature control module is at least one arranged between the first pad arranged on the support substrate, the second pad arranged on the first pad, and the first pad and the second pad. It can include one or more thermoelectric semiconductors.
前記プリズム、受光素子及びサブマウントは、前記第2パッド上に配置されることができる。 The prism, light receiving element and submount can be arranged on the second pad.
前記第2パッドは、前記受光素子と電気的に連結される導電層を含むことができる。 The second pad may include a conductive layer that is electrically connected to the light receiving element.
前記第2パッドは、前記導電層上に形成されて前記プリズムが配置されるアライン(Align)溝を含むことができる。 The second pad may include an align groove formed on the conductive layer on which the prism is arranged.
前記発光素子は、前記プリズムに向かって前記第1光を出射する第1側面及び第1側面と対向する第2側面を含み、前記サーミスタは、一面が前記発光素子の第2側面と対向するように配置されることができる。 The light emitting element includes a first side surface that emits the first light toward the prism and a second side surface that faces the first side surface, and the thermistor has one surface that faces the second side surface of the light emitting element. Can be placed in.
前記サーミスタの一面と前記発光素子の第2側面が成す角度は、25度ないし45度であることができる。 The angle formed by one surface of the thermistor and the second side surface of the light emitting element can be 25 degrees to 45 degrees.
前記発光素子は、前記プリズムに向かって前方に第1光を出射する第1側面、第1側面と対向する第2側面、前記第1側面と第2側面を連結する第3側面及び第4側面を含み、前記サーミスタは、前記第3側面に隣接して配置されることができる。 The light emitting element has a first side surface that emits first light forward toward the prism, a second side surface that faces the first side surface, and a third side surface and a fourth side surface that connect the first side surface and the second side surface. The thermistor can be placed adjacent to the third side surface.
前記サブマウントの幅は、前記温度調節モジュールの幅よりも大きく、前記サブマウントの幅と温度調節モジュールの幅は、前記第1方向と垂直な第2方向の長さであることができる。 The width of the submount is larger than the width of the temperature control module, and the width of the submount and the width of the temperature control module can be the length in the second direction perpendicular to the first direction.
前記温度調節モジュールの一側面に沿って配置される複数の第1リード電極、及び前記温度調節モジュールの他側面に沿って配置される複数の第2リード電極を含み、前記温度調節モジュールの一側面と他側面は、前記第1方向と平行な側面であることができる。 One side surface of the temperature control module, including a plurality of first lead electrodes arranged along one side surface of the temperature control module and a plurality of second lead electrodes arranged along the other side surface of the temperature control module. And the other side surface can be a side surface parallel to the first direction.
前記支持基板に結合するハウジングと、前記ハウジングに配置されて前記傾斜面によって反射された第1光を集光するレンズと、を含むことができる。 A housing coupled to the support substrate and a lens arranged in the housing and condensing the first light reflected by the inclined surface can be included.
本発明の一実施例による光モジュールは、ケースと、前記ケースに挿入される光送信機と、光受信機と、レセプタクルと、を含み、前記光送信機は、支持基板と、前記支持基板上に配置される温度調節モジュールと、前記温度調節モジュール上に配置されるサブマウントと、前記温度調節モジュール上に配置され、傾斜面を有するプリズムと、前記温度調節モジュール上に配置される受光素子と、前記サブマウント上に配置される発光素子と、前記サブマウント上に配置されるサーミスタと、を含み、前記受光素子は、前記サブマウントから第1方向に離隔して配置され、前記プリズムは、前記受光素子とサブマウントとの間に配置され、前記発光素子から出射された第1光の一部は、前記プリズムの傾斜面によって反射され、前記第1光の一部は、前記プリズムを通過して前記受光素子に受光される。 An optical module according to an embodiment of the present invention includes a case, an optical transmitter inserted into the case, an optical receiver, and a receptacle, wherein the optical transmitter is on a support substrate and the support substrate. A temperature control module arranged in, a submount arranged on the temperature control module, a prism arranged on the temperature control module having an inclined surface, and a light receiving element arranged on the temperature control module. A light emitting element arranged on the submount and a thermistor arranged on the submount are included, the light receiving element is arranged apart from the submount in a first direction, and the prism is arranged. A part of the first light emitted from the light emitting element, which is arranged between the light receiving element and the submount, is reflected by the inclined surface of the prism, and a part of the first light passes through the prism. Then, the light is received by the light receiving element.
前記レセプタクルは、第1光がカップリングされる光ファイバを含み、前記光ファイバの端面は傾斜することができる。 The receptacle includes an optical fiber to which the first light is coupled, and the end face of the optical fiber can be inclined.
本発明の実施例よると、モニタリングPDが通信に使用される光の出力を直接モニタリングすることができる。したがって、光出力の安定化が可能になる。 According to the embodiment of the present invention, the monitoring PD can directly monitor the output of light used for communication. Therefore, the light output can be stabilized.
また、サーミスタがレーザーダイオードに近接配置されるので、温度変化による波長安全性が優秀になる。 Further, since the thermistor is arranged close to the laser diode, the wavelength safety due to the temperature change becomes excellent.
また、レセプタクルの光ファイバの研磨角度に応じて、プリズムの傾斜面の角度を調節して光ファイバ端面で反射を減らすことができる。したがって、光結合効率を向上させることができる。 Further, the angle of the inclined surface of the prism can be adjusted according to the polishing angle of the optical fiber of the receptacle to reduce the reflection at the end surface of the optical fiber. Therefore, the photocoupling efficiency can be improved.
また、光部品のダイボンディング、及びワイヤボンディングが容易くなる。 In addition, die bonding and wire bonding of optical components are facilitated.
本発明の多様かつ有益な利点と効果は、前述した内容に限定されず、本発明の具体的な実施形態を説明する過程で、より容易に理解できるであろう。 The diverse and beneficial advantages and effects of the present invention are not limited to those described above and will be more easily understood in the process of explaining specific embodiments of the present invention.
本発明は、多様な変更を加えることができ、様々な実施例を有することができるところ、特定の実施例を図面に例示して詳細に説明する。 The present invention can be modified in various ways and can have various examples, and specific examples will be described in detail by exemplifying the drawings.
しかし、これは本発明を特定の実施形態に対して限定することではなく、本発明の思想及び技術範囲に含まれるすべての変更、均等物ないし代替物を含むものと理解されるべきである。 However, this is not intended to limit the invention to any particular embodiment, but should be understood to include all modifications, equivalents or alternatives contained within the ideas and technical scope of the invention.
本発明において、「含む」または「有する」などの用語は、明細書上に記載された特徴、数字、段階、動作、構成要素、部品またはこれらを組み合わせたものが存在することを指定しようとすることであって、一つまたはそれ以上の他の特徴や数字、段階、動作、構成要素、部品またはこれらを組み合わせたものなどの存在または付加の可能性をあらかじめ排除しないものと理解されるべきである。 In the present invention, terms such as "including" or "having" are intended to specify the existence of features, numbers, stages, actions, components, parts or combinations thereof described herein. It should be understood that it does not preclude the possibility of existence or addition of one or more other features or numbers, stages, actions, components, parts or combinations thereof. is there.
また、本発明で添付された図面は、説明の便宜のために拡大または縮小して図示されたものと理解されるべきである。 It should also be understood that the drawings attached in the present invention are shown enlarged or reduced for convenience of explanation.
以下、本発明に対して図面を参考して詳細に説明し、図面符号にかかわらず同一または対応する構成要素は、同じ参照番号を付与してこれに対する重複される説明は省略する。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings, and the same or corresponding components will be given the same reference number regardless of the drawing reference numerals, and duplicate description thereof will be omitted.
図1は本発明の一実施例による光モジュールを示す図面である。 FIG. 1 is a drawing showing an optical module according to an embodiment of the present invention.
図1を参照すると、本発明の一実施例による光モジュールは、ケース100と、ケース100に挿入されるレセプタクル200と、光送信機300と、光受信機400と、を含む。
Referring to FIG. 1, the optical module according to an embodiment of the present invention includes a
ケース100は、レセプタクル200と、光送信機300と、光受信機400が挿入される複数の開口と、を含む。具体的に、レセプタクル200と光送信機300は、ケース100内で互いに対向するように配置され、光受信機400は、光送信機300が挿入された方向と垂直な方向に配置されることができる。しかし、必ずしもこれに限定されるものではなく、レセプタクル200、光送信機300、及び光受信機400の配置は多様に変形することができる。
The
レセプタクル200は、外部コネクタと連結されて外部から出力された第2光信号を第1光学フィルター510に向かって出力する。レセプタクル200は、ケース100に結合される第1ホルダー230と、第1ホルダー230に挟まれて内部に光ファイバ211が配置されるスタブ210と、スタブ210に結合されるスリーブ240と、第1ホルダー230に結合されて外部コネクタが連結可能な第2ホルダー250と、を含むことができる。
The
光送信機300は、レセプタクル200の光ファイバ211を介して外部に第1光信号を送信する。第1光信号は、光ファイバ211から出力される第2光信号の波長と異なる波長を有する。光送信機300は、光源340、支持基板、及びレンズを含む一般的なTO−CAN(TO−CONTROLLER AREA NETWORK)の構造がすべて適用されることができる。
The
光源340は、半導体発光素子で構成され、電気的信号を光信号に変換して出力する。光源は、レーザーダイオード(Laser Diode)であることができる。レーザーダイオードは、電力消費が少なく、スペクトルの幅が狭く、高い出力の光を微細に集光することができる長所がある。以下では、光源をレーザーダイオードとして説明する。
The
レーザーダイオード340が安着される支持基板310は、円板状で形成され、複数のリード電極311、312が貫通挿入される。リード電極311、312は、光源と外部の回路基板(図示せず)との間の電気的なパスを形成する。一例として、それぞれのリード電極には、正極性(+)信号、負極性(−)信号、及びグラウンド信号が出力されることができる。
The
レンズ390は、第1光信号を集光してレセプタクル200側に伝達する。レンズ390は、レセプタクル200の光ファイバ211と光学的に結合されるように適切な位置に配置されることができる。
The
距離調節部材600は、ケース100の他側に配置される第1調節部材610と、第1調節部材610に挿入固定される第2調節部材620と、を含む。第2調節部材620と第1調節部材610の挿入の程度に応じ、光送信機300から出射される第1光信号が光ファイバ211に到逹する距離が調節されることができる。したがって、第2調節部材620と第1調節部材610の挿入の程度に応じ、光送信機300の出力が調節されることができる。光送信機300は、第2調節部材620の一側に挿入固定される。
The
第1調節部材610と第2調節部材620は、内部が空の円筒形状で製作され、直径は互いに異なるように形成される。第2調節部材620は、第1調節部材610の適切な位置に挿入された後、溶接などによって固定される。このとき、適切な位置というのは、要求される第1光信号の出力レベルに調節された位置をいう。
The
光受信機400は、外部から光ファイバ211を介して受信された第2光信号を電気的信号に変換する。光受信機400は、フォトダイオード(Photo Diode)を含む。フォトダイオードに光信号が入射すると、入射光量に比例する逆方向電流が流れる。すなわち、光受信機400は,入射する光量によって出力電流を変化させて光信号を電気的信号に変換することができる。
The
第1光学フィルター510は、光フィルター(Optical Filter)として、光送信機300とレセプタクル200との間に配置されることができ、光送信機300から送信された光信号を通過させてレセプタクル200の光ファイバ211に伝達する。
The first
第1光学フィルター510は、特定の波長の光信号のみを通過させるように設計されることができる。例えば、第1光学フィルター510は、光送信機300から出力される第1光信号は通過させ、外部からレセプタクル200の光ファイバ211を介して出力される第2光信号は反射させることができる。第1光学フィルター510は、45度フィルターで構成されて第2光信号を入射方向と垂直な方向に反射させることができるが、第1光学フィルター510の配置及び反射角度は必ずしもこれに限定しない。第1光学フィルターは、スプリッタ(Splitter)であることもできる。
The first
第2光学フィルター530は、第1光学フィルター510によって反射された第2光信号を通過させる。第2光学フィルター530を通過した第2光信号は、光受信機400に送信され、光受信機400によって電気的信号に変換されることができる。
The second
第2光学フィルター530は、第1光学フィルター510によって垂直するように反射された光信号を通過させるために第1光学フィルター510と対向するように配置することができ、0度フィルターで構成することができる。
The second
アイソレーター520は、光ファイバ211または光モジュール内に備えた光部品によって反射されて受信される光信号を遮断することができる。アイソレーター520は、あらかじめ設定された偏光成分の光信号のみを通過させる偏光子と、検光子と、内部に入力された光信号を45度旋偏光回転させるファラデー回転子と、を含むことができる。
The
図2はレセプタクルの光ファイバと光送信機から出力された第1光がカップリングされる状態を説明するための図面である。 FIG. 2 is a drawing for explaining a state in which the optical fiber of the receptacle and the first light output from the optical transmitter are coupled.
図2を参考すると、光ファイバ211の先端211aは、垂直線を基準に約8度程度の角度θ1を有するように研磨されることができる。したがって、光ファイバ211から出射される第2光信号L2の光経路は、中心軸P1を基準に角度θ2が約4度傾いて出射される。しかし、光ファイバ211の先端の傾斜角度、及び出射角度は、光モジュールの種類によって多様に変形することができる。
With reference to FIG. 2, the
光ファイバ211から出力される第2光信号L2の光経路と、光送信機300から出力された第1光信号L1が光ファイバ211に入射される光経路が一致する場合、光ファイバの端面での反射が減少されることができる。したがって、光結合効率が向上することができる。ここで、光経路は主光線の経路であることができる。
When the optical path of the second optical signal L 2 output from the
すなわち、第2光信号L2を延長した第1仮想線が中心軸P1と約4度の角度を有する場合、第1光信号L1を延長した第2仮想線も中心軸P1と4度の角度を有するようになる。ここで、出射光経路とは、光ファイバ211に出射された第2光信号L2の経路であることができ、入射光経路とは、第1光信号L1が光ファイバ211に入射される最終の光経路であることができる。
That is, when the first virtual line extending the second optical signal L 2 has an angle of about 4 degrees with the central axis P 1 , the second virtual line extending the first optical signal L 1 also has the central axes P 1 and 4 Will have a degree angle. Here, the emitted optical path can be the path of the second optical signal L 2 emitted to the
第2光信号L2の出射光経路と第1光信号L1の入射光経路が一致すれば、光結合効率が向上することができる。また、光送信機300から出射された光が光ファイバ211に反射されるノイズを減らすことができて信頼性が向上される。
If the outgoing light path of the second light signal L 2 and the incident light path of the first light signal L 1 match, the optical coupling efficiency can be improved. Further, the noise that the light emitted from the
本発明の実施例では、レーザーダイオード340で出射される第1光信号L1を反射するプリズム360の傾斜面361の角度θ3を調節して第1光信号L1の入射光経路を調節することができる。このとき、傾斜面の角度θ3は下記の式1を満足することができる。
In the embodiment of the present invention, the angle θ 3 of the
θ3=45°±θ1/2(式1) θ 3 = 45 ° ± θ 1 /2 ( Equation 1)
ここで、θ1は、レセプタクル200の光ファイバ211の研磨角度である。
Here, θ 1 is the polishing angle of the
例示的に、光ファイバ211の先端が垂直線を基準に約8度程度に研磨される場合、第2光信号L2の出射光経路の角度θ2は、中心軸P1を基準に約4度である。このとき、プリズム360の傾斜面361の角度が約41度または49度になると、光結合効率を向上させることができる。図2を基準に傾斜面の角度θ3は、約41度であることができる。しかし、光送信機の傾斜面の角度が中心軸P1を基準に180度回転対称の場合には、傾斜面の角度θ3は、49度であることができる。
Illustratively, when the tip of the
図3は本発明の一実施例による光送信機を示す図面であり、図4は光送信機の具体的な構成を示す図面である。 FIG. 3 is a drawing showing an optical transmitter according to an embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a drawing showing a specific configuration of the optical transmitter.
図3を参考すると、実施例による光送信機300は、支持基板310と、支持基板310上に配置される温度調節モジュール320と、温度調節モジュール320上に配置されるサブマウント330と、温度調節モジュール320上に配置されて傾斜面361を有するプリズム360と、温度調節モジュール320上に配置される受光素子370と、サブマウント330上に配置されるレーザーダイオード340と、サブマウント330上に配置されるサーミスタ350と、を含む。
With reference to FIG. 3, the
支持基板310は、円板状を有し、一面310aと他面を有する。支持基板310は、複数のリード電極311、312が挿入されることができる。支持基板310は、TO−56ヘッダーであることができるが、これに限定しない。
The
受光素子370は、サブマウント330から第1方向Dに離隔して配置され、プリズム360は、受光素子370とサブマウント330との間に配置されることができる。第1方向は、支持基板310と平行して、中心軸P1と垂直な方向であることができる。
The
レーザーダイオード340で出射された第1光の一部L1は、プリズム360の傾斜面361によって反射され、残りの第1光の一部L3は、プリズム360を通過することができる。プリズム360の傾斜面361は、第1光と41度ないし49度の角度を有し、反射率は、92%ないし98%であることができる。したがって、第1光の92%ないし98%は、反射してレンズ390を介して外部に放出させることができる。前述のように、傾斜面361の角度を調節して出射光とレセプタクル200の光ファイバ211の光結合効率を向上させることができる。
A part L 1 of the first light emitted by the
残りの2%ないし8%の光L3は、プリズム360を通過して受光素子370のアクティブ領域に入射されることができる。受光素子370は、レーザーダイオード340で出射された第1光の出力をモニタリングすることができる。実施例によると、受光素子370が光ファイバ211と結合する光出力を直接モニタリングするので、より安定的に光出力を制御することができる。
The remaining 2% to 8% of the light L 3 can pass through the
ハウジング380は、支持基板310上に配置されて光部品を保護することができる。ハウジング380の中央に配置されたレンズ390は、傾斜面によって反射されて出射される第1光を集光したり、平行光に変換することができる。
The
図4を参考すると、温度調節モジュール320は、支持基板310上に配置される第1パッド321と、第1パッド321上に配置される第2パッド322と、第1パッド321と第2パッド322との間に配置される少なくとも一つ以上の熱電半導体323と、を含むことができる。温度調節モジュール320は、熱電素子であることができるが、光送信機300内部の温度を調節することができる多様な構成がすべて適用されることができる。
With reference to FIG. 4, the
第1パッド321は、絶縁層上に 第1、2電極パターン321a、321bが形成されることができる。絶縁層は、Al2O3、AINの中のいずれか一つであることができ、 第1、2電極パターン321a、321bは、絶縁層上にめっきされたAuであることができるが、絶縁層と導電パターンの材質は、特別に限定されない。
In the
第2パッド322は、絶縁層上に導電パターンが形成されることができる。絶縁層と導電パターンの材質は、第1パッド321と同一することができる。第2パッド322は、冷却パッドであることができる。
The
複数の第1リード電極311は、温度調節モジュール320の一側面に沿って配置され、複数の第2リード電極312は、温度調節モジュール320の他側面に沿って配置されることができる。複数の第1リード電極311と第2リード電極312は、第1方向に行くほど突出されるように配置されることができる。すなわち、温度調節モジュール320と電気的に連結される第1−1リード電極311aは、レーザーダイオード340と電気的に連結される第1−3リード電極311cよりも低く配置されることができる。
The plurality of first
プリズム360は、第2パッド322に形成されたアライン溝322bに配置され、サブマウント330と密着配置されることができる。サブマウント330上には、レーザーダイオード340とサーミスタ350が配置されることができる。
The
図5は各構成部品がリード電極と電気的に連結された状態を示す図面であり、図6はレーザーダイオードとサーミスタの配置関係を示す図面であり、図7は図5の変形例である。 FIG. 5 is a drawing showing a state in which each component is electrically connected to a lead electrode, FIG. 6 is a drawing showing an arrangement relationship between a laser diode and a thermistor, and FIG. 7 is a modification of FIG.
図5を参考すると、第1パッド321上に配置された第1電極パターン321bは、第1−1リード電極311aと電気的に連結され、第2電極パターン321aは、第2−1リード電極312aと電気的に連結されることができる。第1電極パターン321bと第2電極パターン321aは、熱電半導体323に電源を印加することができる。
With reference to FIG. 5, the
受光素子370の上面に形成された電極は、第1−2リード電極311bと電気的に連結され、第2パッド322の上面に配置された電極パターン322aは、第2−2リード電極312bと電気的に連結されることができる。
The electrode formed on the upper surface of the
レーザーダイオード340が配置された電極パターン331は、第1−3リード電極311cと電気的に連結されることができ、レーザーダイオード340に隣接配置されて電気的に連結された電極パターン334は、第2−3リード電極312cと電気的に連結されることができる。このような構成によると、第2−3リード電極312cの熱源がレーザーダイオード340に直接伝達されなくて、熱的信頼性を確保することができる。また、ワイヤWの長さを短くすることができる。
The
サーミスタ350が配置された電極パターン332は、第1−4リード電極311dと電気的に連結されることができ、サーミスタ350に隣接配置された電極パターン333は、第2−4リード電極312dと電気的に連結されることができる。このような構成によると、第2−4リード電極312dの熱源がサーミスタ350に直接伝達されなくて、熱的信頼性を確保することができる。
The
本発明の実施例によると、サブマウント330の幅W1は、温度調節モジュール320の幅W2より大きくすることができる。サブマウント330の幅W1と温度調節モジュール320の幅W2は、第1方向Dと垂直な第2方向の長さであることができる。このような構成によると、サブマウント330の幅W3を大きくするほどワイヤの長さを短くすることができるので、ワイヤWのL成分(インダクタンス)を減らすことができる。
According to the embodiment of the present invention, the width W 1 of the submount 330 can be made larger than the width W 2 of the
サブマウント330の幅W1と前記温度調節モジュール320の幅W2の差(W3+W3)は、約20mmないし40mmであることができる。例示的に、温度調節モジュール320の幅は120mmであり、サブマウントの幅は150mmであることができるが、これに限定しない。
The difference (W 3 + W 3 ) between the width W 1 of the submount 330 and the width W 2 of the
図6を参考すると、レーザーダイオード340は、プリズム360に向かって第1光を出射する第1側面341と、第1側面341と対向する第2側面342と、を含み、サーミスタ350は、一面351がレーザーダイオード340の第2側面342と対向するように配置されることができる。実施例よると、サーミスタ350がレーザーダイオード340に近接配置されてレーザーダイオード340の温度変化を正確に測定することができる。したがって、温度変化による光の波長の変化を効果的に抑制することができる。
Referring to FIG. 6, the
このとき、サーミスタ350の一面351とレーザーダイオード340の第2側面342が成す角度θ4は、25度ないし45度であることができる。角度θ4が25度未満の場合には、第2側面342に出力された光がサーミスタ350の一面351に反射され、再びレーザーダイオード340に入射することができる。この場合、レーザーダイオード340の出力が不安定になることができる。角度θ4が45度を超過する場合、レーザーダイオード340と対向する有効面積が少なくなり、正確な温度測定が難しいことができる。
At this time, the angle θ 4 formed by the one
図7を参考すると、サーミスタ350は、レーザーの光出射面ではなく側面に隣接して配置されることができる。この場合、レーザーの後方に出力された光が反射されない。この場合、レーザーダイオード340が配置された電極パターン331は、第1−3リード電極311cと電気的に連結され、レーザーダイオード340とワイヤによって連結された電極パターン332は、第1−4リード電極311dと電気的に連結されることができる。
With reference to FIG. 7, the
サーミスタ350が配置された電極パターン334は、第2−3リード電極312cと電気的に連結され、レーザーダイオード340とワイヤによって連結された電極パターン334は、第2−4リード電極312dと電気的に連結されることができる。すなわち、本発明の実施例によると、レーザーダイオード340とサーミスタ350は、同じ側面に配置されたリード電極に電気的に連結されることができる。
The
図8aないし図8gは本発明の一実施例による光送信機の製作過程を説明するための図面である。 8a to 8g are drawings for explaining a manufacturing process of an optical transmitter according to an embodiment of the present invention.
図8aを参考すると、複数の第1リード電極311は、一側に配置され、複数の第2リード電極312は、第1リード電極311から離隔して配置されることができる。複数の第1リード電極311と第2リード電極312は、絶縁部材313に貫通挿入されて互いに電気的に絶縁されることができる。
With reference to FIG. 8a, the plurality of first
図8bを参考すると、複数の第1リード電極311と第2リード電極312との間に温度調節モジュール320をダイボンディングすることができる。第2パッド322の電極パターン322aには、アライン溝322bを形成することができる。図8cを参考すると、アライン溝322bにプリズム360をダイボンディングすることができる。
With reference to FIG. 8b, the
図8dを参考すると、サブマウント330を第2パッド322のアライン溝322bにダイボンディングすることができる。このとき、サブマウント330の一面は、プリズム360に接触することができる。すなわち、アライン溝322bにプリズム360を固定した後、プリズム360に密着するようにサブマウント330を固定すると、レーザーダイオード340とプリズム360が光整列されることができる。以後、図8e及び図8fのようにサーミスタ350と受光素子370をダイボンディングすることができる。
With reference to FIG. 8d, the
以後、図8gを参考すると、各電極パターン331、332、333、334をワイヤWを用いて、各リード電極311、312と電気的に連結することができる。以後、支持基板310上にハウジング380を付着(Welding)して光部品を保護することができる。
After that, referring to FIG. 8g, each
本発明の実施例よると、初めて整列した状態で、回転なしにそれぞれの部品を順次に組み立て(ダイボンディング)すればよい。したがって、生産性が向上して、不必要な工程を最小化して作業の中に発生することができる不良を最小化することができる。 According to the embodiment of the present invention, each component may be assembled (die-bonded) in sequence without rotation in the state of being aligned for the first time. Therefore, productivity can be improved, unnecessary steps can be minimized, and defects that can occur during work can be minimized.
さらに、ワイヤボンディングをするにおいても、回転なしに同じ平面で高さのみを調節してワイヤボンディングをすることができる。したがって、生産性を向上させることができる。 Further, even in wire bonding, wire bonding can be performed by adjusting only the height on the same plane without rotation. Therefore, productivity can be improved.
図9は本発明の他の実施例による光モジュールを示す図面である。 FIG. 9 is a drawing showing an optical module according to another embodiment of the present invention.
図9を参考すると、他の実施例による光モジュールは、ケース100と、ケース100に挿入されるレセプタクル200と、第1光送信機300と、第2光送信機600と、光受信機400と、を含むことができる。レセプタクル200を介して外部から入射された光信号は、第1光学フィルター510によって反射されて光受信機400に入射されることができる。
Referring to FIG. 9, the optical modules according to the other embodiments include a
第1光送信機300を介して出力された光信号は、第1−2光学フィルター540によって反射されて第1光学フィルター510を通過して外部に出力され、第2光送信機600を介して出力された光信号は、第1−2光学フィルター540と第1光学フィルター510を通過して外部に出力されることができる。
The optical signal output via the first
反射ノイズを遮断するために、第1光学フィルター510と第1−2光学フィルター540との間には、アイソレーター520が配置されることができる。このようなタイプの光モジュールは、トリプレクサ(Triplexer)タイプであることができる。
An
このとき、第1光送信機300及び/または第2光送信機600は、前述した光送信機の構成をそのまま含むことができる。また、第1光送信機300または第2光送信機600は、電界吸収型レーザーダイオード(Electro−Absorptive Laser、EML)であることができる。
At this time, the first
100:ケース
200:レセプタクル
300:光送信機
310:支持基板
320:温度調節モジュール
330:サブマウント
340:レーザーダイオード
350:サーミスタ
360:プリズム
370:受光素子
400:光受信機
100: Case 200: Receptacle 300: Optical transmitter 310: Support substrate 320: Temperature control module 330: Submount 340: Laser diode 350: Thermistor 360: Prism 370: Light receiving element 400: Optical receiver
Claims (11)
前記支持基板上に配置される温度調節モジュールと、
前記温度調節モジュール上に配置されるサブマウントと、
前記温度調節モジュール上に配置され、傾斜面を有するプリズムと、
前記温度調節モジュール上に配置される受光素子と、
前記サブマウント上に配置される発光素子と、
前記サブマウント上に配置されるサーミスタと、
前記温度調節モジュールの一側面に沿って配置される複数個の第1リード電極、および前記温度調節モジュールの他側面に沿って前記複数個の第1リード電極と並んで配置される複数個の第2リード電極を含み、
前記受光素子は前記サブマウントと第1方向に離隔配置され、前記プリズムは前記受光素子とサブマウントの間に配置され、
前記発光素子から出射された第1光の一部は、前記プリズムの傾斜面によって反射され、前記第1光の残りは、前記プリズムを通過して前記受光素子に受光され、
前記発光素子は前記プリズムに向かって前記第1光を出射する第1側面および第1側面と向かい合う第2側面を含み、
前記サーミスタは一面が前記発光素子の第2側面と向かい合うように配置され、
前記サーミスタの一面と前記発光素子の第2側面がなす角度は25度〜45度であり、
前記サブマウントは上面に配置される複数個の電極パターンを含み、
前記複数個の電極パターンは前記発光素子が配置される第1電極パターン、前記サーミスタが配置される第2電極パターン、前記第1電極パターンと前記第2リード電極の間に配置される第3電極パターン、前記第2電極パターンと前記第2リード電極の間に配置される第4電極パターン、前記第1電極パターンを前記複数の第1リード電極のいずれか一つに連結する第1ワイヤー、前記第2電極パターンを前記複数の第1リード電極の他の一つに連結する第2ワイヤー、前記第3電極パターンを前記複数の第2リード電極のいずれか一つに連結する第3ワイヤー、前記第4電極パターンを前記複数の第2リード電極の他の一つに連結する第4ワイヤー、前記発光素子を前記第3電極パターンに電気的に連結する第5ワイヤー、および前記サーミスタを前記第4電極パターンに電気的に連結する第6ワイヤーを含み、
前記サブマウントの幅は前記温度調節モジュールの幅より大きく、
前記サブマウントの幅と温度調節モジュールの幅は前記第1方向と垂直な第2方向の長さである光送信機。 Support board and
A temperature control module arranged on the support substrate and
With the sub-mount placed on the temperature control module,
A prism arranged on the temperature control module and having an inclined surface,
The light receiving element arranged on the temperature control module and
The light emitting element arranged on the submount and
The thermistor placed on the sub mount and
The plurality arranged alongside one plurality of first lead electrode arranged along the sides, and said plurality along the other side of the first lead electrode of said temperature regulating module of the temperature control module Includes 2 lead electrodes
The light receiving element is spaced apart from the submount in the first direction, and the prism is placed between the light receiving element and the submount.
A part of the first light emitted from the light emitting element is reflected by the inclined surface of the prism, and the rest of the first light passes through the prism and is received by the light receiving element.
The light emitting element includes a first side surface that emits the first light toward the prism and a second side surface that faces the first side surface.
The thermistor is arranged so that one side faces the second side surface of the light emitting element.
The angle formed by one surface of the thermistor and the second side surface of the light emitting element is 25 degrees to 45 degrees.
The submount contains a plurality of electrode patterns arranged on the upper surface.
The plurality of electrode patterns are a first electrode pattern in which the light emitting element is arranged, a second electrode pattern in which the thermistor is arranged, and a third electrode arranged between the first electrode pattern and the second lead electrode. The pattern, the fourth electrode pattern arranged between the second electrode pattern and the second lead electrode, the first wire connecting the first electrode pattern to any one of the plurality of first lead electrodes, the said. A second wire connecting the second electrode pattern to the other one of the plurality of first lead electrodes, a third wire connecting the third electrode pattern to any one of the plurality of second lead electrodes, said. The fourth wire that connects the fourth electrode pattern to the other one of the plurality of second lead electrodes, the fifth wire that electrically connects the light emitting element to the third electrode pattern , and the thermistor are the fourth. Includes a sixth wire that electrically connects to the electrode pattern
The width of the submount is larger than the width of the temperature control module.
An optical transmitter in which the width of the submount and the width of the temperature control module are the lengths in the second direction perpendicular to the first direction.
前記支持基板上に配置される第1パッドと、
前記第1パッド上に配置される第2パッドと、
前記第1パッドと第2パッドとの間に配置される少なくとも一つ以上の熱電半導体と、
を含む、請求項1に記載の光送信機。 The temperature control module
The first pad arranged on the support substrate and
The second pad arranged on the first pad and
At least one or more thermoelectric semiconductors arranged between the first pad and the second pad,
The optical transmitter according to claim 1.
前記ハウジングに配置されて前記傾斜面によって反射された第1光を集光するレンズと、を含む請求項1に記載の光送信機。 A housing to be bonded to the support substrate and
The optical transmitter according to claim 1, further comprising a lens arranged in the housing and condensing the first light reflected by the inclined surface.
前記ケースに挿入される光送信機と、光受信機と、レセプタクルと、を含み、
前記光送信機は、
支持基板と、
前記支持基板上に配置される温度調節モジュールと、
前記温度調節モジュール上に配置されるサブマウントと、
前記温度調節モジュール上に配置され、傾斜面を有するプリズムと、
前記温度調節モジュール上に配置される受光素子と、
前記サブマウント上に配置される発光素子と、
前記サブマウント上に配置されるサーミスタと、
前記温度調節モジュールの一側面に沿って配置される複数個の第1リード電極、および前記温度調節モジュールの他側面に沿って配置される複数個の第2リード電極を含み、
前記受光素子は、前記サブマウントと第1方向に離隔配置され、前記プリズムは、前記受光素子とサブマウントとの間に配置され、
前記発光素子から出射された第1光の一部は、前記プリズムの傾斜面によって反射され、前記第1光の残りは、前記プリズムを通過して前記受光素子に受光され、
前記発光素子は前記プリズムに向かって前記第1光を出射する第1側面および第1側面と向かい合う第2側面を含み、
前記サーミスタは一面が前記発光素子の第2側面と向かい合うように配置され、
前記サーミスタの一面と前記発光素子の第2側面がなす角度は25度〜45度であり、
前記サブマウントは上面に配置される複数個の電極パターンを含み、
前記複数個の電極パターンは前記発光素子が配置される第1電極パターン、前記サーミスタが配置される第2電極パターン、前記第1電極パターンと前記第2リード電極の間に配置される第3電極パターン、前記第2電極パターンと前記第2リード電極の間に配置される第4電極パターン、前記第1電極パターンを前記複数の第1リード電極のいずれか一つに連結する第1ワイヤー、前記第2電極パターンを前記複数の第1リード電極の他の一つに連結する第2ワイヤー、前記第3電極パターンを前記複数の第2リード電極のいずれか一つに連結する第3ワイヤー、前記第4電極パターンを前記複数の第2リード電極の他の一つに連結する第4ワイヤー、前記発光素子を前記第3電極パターンに電気的に連結する第5ワイヤー、および前記サーミスタを前記第4電極パターンに電気的に連結する第6ワイヤーを含み、
前記サブマウントの幅は前記温度調節モジュールの幅より大きく、
前記サブマウントの幅と温度調節モジュールの幅は前記第1方向と垂直な第2方向の長さである光モジュール。 With the case
Includes an optical transmitter, an optical receiver, and a receptacle that are inserted into the case.
The optical transmitter
Support board and
A temperature control module arranged on the support substrate and
With the sub-mount placed on the temperature control module,
A prism arranged on the temperature control module and having an inclined surface,
The light receiving element arranged on the temperature control module and
The light emitting element arranged on the submount and
The thermistor placed on the sub mount and
A plurality of first lead electrodes arranged along one side surface of the temperature control module and a plurality of second lead electrodes arranged along the other side surface of the temperature control module are included.
The light receiving element is disposed apart from the submount in the first direction, and the prism is arranged between the light receiving element and the submount.
A part of the first light emitted from the light emitting element is reflected by the inclined surface of the prism, and the rest of the first light passes through the prism and is received by the light receiving element.
The light emitting element includes a first side surface that emits the first light toward the prism and a second side surface that faces the first side surface.
The thermistor is arranged so that one side faces the second side surface of the light emitting element.
The angle formed by one surface of the thermistor and the second side surface of the light emitting element is 25 degrees to 45 degrees.
The submount contains a plurality of electrode patterns arranged on the upper surface.
The plurality of electrode patterns are a first electrode pattern in which the light emitting element is arranged, a second electrode pattern in which the thermistor is arranged, and a third electrode arranged between the first electrode pattern and the second lead electrode. The pattern, the fourth electrode pattern arranged between the second electrode pattern and the second lead electrode, the first wire connecting the first electrode pattern to any one of the plurality of first lead electrodes, the said. A second wire connecting the second electrode pattern to the other one of the plurality of first lead electrodes, a third wire connecting the third electrode pattern to any one of the plurality of second lead electrodes, said. The fourth wire that connects the fourth electrode pattern to the other one of the plurality of second lead electrodes, the fifth wire that electrically connects the light emitting element to the third electrode pattern , and the thermistor are the fourth. Includes a sixth wire that electrically connects to the electrode pattern
The width of the submount is larger than the width of the temperature control module.
An optical module in which the width of the submount and the width of the temperature control module are the lengths in the second direction perpendicular to the first direction.
前記光ファイバの端面は傾斜した請求項9に記載の光モジュール。 The receptacle comprises an optical fiber to which the first light is coupled.
The optical module according to claim 9, wherein the end face of the optical fiber is inclined.
θ3=45°±θ1/2
ここで、θ3は傾斜面の角度であり、θ1は前記レセプタクルの光ファイバの端面の研
磨角度である。 The optical module according to claim 10, wherein the inclination angle of the inclined surface of the prism satisfies the following equation.
θ 3 = 45 ° ± θ 1 /2
Here, θ 3 is the angle of the inclined surface, and θ 1 is the polishing angle of the end surface of the optical fiber of the receptacle.
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