KR100366044B1 - 레이저 다이오드 모듈 - Google Patents

Abstract

본 발명은 레이저 다이오드 모듈에 관한 것으로, 간단한 제조 공정 및 소형화, 경량화를 이루기 위해, 기판과, 상기 기판상에 장착된 레이저 다이오드와, 상기 레이저 다이오드의 전면부로부터 방출되는 광 신호를 전송하기 위한 광 섬유와, 상기 레이저 다이오드를 중심으로 상기 광 섬유와 대향되는 방향에 설치된 광 검출 수단을 구비한 레이저 다이오드에 있어서,

상기 레이저 다이오드의 후면부로 방출되는 광을 상기 기판상에 직접 장착된 광 검출 수단으로 전달하기 위하여 광 경로를 변경시켜주는 광 반사 수단을 구비한 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 발명을 채용함으로써, 제조 공정이 간단하며 소형화 및 경량화가 가능한 레이저 다이오드 모듈을 제작할 수 있다.

Description

레이저 다이오드 모듈

본 발명은 구조가 간단하고 그 제조 공정이 간략화된 광 통신용 레이저 다이오드 모듈에 관한 것이다.

광대역 정보통신망 등의 가입자 단말기에 사용되는 파장 1.3㎛의 레이저 다이오드 모듈은 동화상 전송을 포함한 광대역 광통신 서비스를 하기 위하여 l55Mbps의 전송속도를 가져야 한다. 이러한 레이저 다이오드 모듈은 입력된 전기적 신호를 1.3㎛ 파장의 광신호로 변환하여 광 섬유를 통해서 전송하는 기능을 가지는 부품이다.

이러한 파장 1.3㎛ 레이저 다이오드 모듈은 광대역망 단말기 시스템 및 광케이블 TV시스템 등에 폭넓게 적용되는 소자중 하나이다.

일반적으로, 이러한 레이저 다이오드 모듈은 광원으로 사용되는 레이저 다이오드와, 그 레이저 다이오드로부터 나오는 광의 신호를 전송하는 광섬유와, 그 광섬유로 전송되는 광 신호의 세기를 검출하는 포토 다이오드로 이루어진다.

제1도는 종래의 레이저 다이오드 모듈을 간략하게 도시한 도면이다.

종래의 레이저 다이오드 모듈은 제l도에 도시된 바와 같이, 기판(1)과, 기판(1)상면에 설치되는 서브 마운트(3)와, 그 서브 마운트(3)의 상면에 설치되는 레이저 다이오드(5)와, 그 레이저 다이오드(5)에서 방출되는 광을 전송하는 광섬유와, 상기 레이저 다이오드(5)에서 방출되는 다른 광을 검출하는 포토 다이오드(4)와, 그 포토 다이오드(4)를 지지하는 포토 다이오드 마운트(2)로 이루어져 있다.

상기 레이저 다이오드(5)에는 전면부(5a)와 후면부(5b)를 구비하며 그 양면부에서 레이저 신호가 방출된다. 상기 전면부(5a)에서 방출되는 광의 신호는 상기 광 섬유(6)를 통해 전송되며, 상기 후면부(l5b)에서 방출되는 광은 상기 포토 다이오드(4)에 의해 수광되어 상기 광섬유(6)로 전송되는 광의 세기가 일정한지를 측정한다. 상기 레이저 다이오드(5)는 기판상에 장착된 서브 마운트(3)에 의해 지지되며, 레이저 다이오드(5)는 서브 마운트(3)와 기판(1)과 금선(gold wire)예 의해 각각 전기적으로 연결된다.

상기한 광 섬유(6)는 기판(1)상에 장착된 지지대(미도시)에 의해 지지되는데, 그 광섬유의 단부(6a)는 상기 레이저 다이오드(5)의 전면부(5a)에서 방출되는 레이저 신호를 최대한 수광할 수 있도록 그 레이저 다이오드의 광축과 일치되게 위치되어 있다. 상기 포토다이오드(4)는 상기 기판(1)상에 장착된 상기 포토다이오드 마운트(2)에 의해 지지되는데, 그 포토 다이오드(4)는 상기 레이저 다이오드(5)의 후면부(5a)에서 방출되는 광의 신호를 수광할 수 있도록 그 광 신호의 광축과 상기 수광부의 면이 광축과 일치되도록 상기 포토 다이오드 마운트(2)의 측면에 설치된다. 그리고, 상기 포토 다이오드 마운트(2)는 포토 다이오드(4)와 기판(1)과 각각 금선(7)에 의해 전기적으로 연결된다.

상기한 바와 같이, 레이저 다이오드 모듈은 레이저 다이오드(5)를 중심으로 광섬유(6)와 포토 다이오드(4)가 그 레이저 다이오드의 광축과 일치되게 설치되어 있는 것이다.

상기한 레이저 다이오드 모듈은 외부에서 들어오는 전기적 신호를 상기 레이저 다이오드(5)에 의해 광의 신호로 변환하고, 그 변환된 광 신호는 상기 광섬유 (6)를 통해서 전송된다. 이때, 상기 광섬유(6)를 통해서 전송되는 광 신호의 세기는 일정하게 유지되어야 하는데, 이러한 역할을 하는 것을 레이저 다이오드(5)의 후면에 설치되어 있는 포토 다이오드이다.

상기 레이저 다이오드는 그 양측 면부를 통해서 광을 방출할 때, 어느 한쪽의 광의 세기는 다른 쪽의 광의 세기와 같은 비율로 변화한다.

따라서 상기 전면부(5a)에서 방출되는 광 신호의 세기는 후면부(5b)에서 방출되는 광의 세기로 알수 있다. 따라서, 상기 후면부(5b)에 설치된 포토 다이오드에 의해 광 신호의 세기의 변화를 검출하여 이를 피드백(feed back)하여 레이저 다이오드(5)에서 나오는 광기 세기를 일정하게 할 수 있다.

그러나, 포토 다이오드의 수광부을 레이저 다이오드의 후면부에서 방출되는 광 신호의 광축과 일치시키는 공정에 있어서,

(Ⅰ) 포토 다이오드를 포토 다이오드 마운트에 고정하여 서로 와이어 본딩 (wire bonding)하고,

(Ⅱ) 와이어 본딩된 포토 다이오드 마운트를 90°회전시켜 기판에 본딩하여 그 마운트와 다시 와이어 본딩을 하여야 하는 복잡한 공정이 있다는 문제점이 있었다.

그리고, 포토 다이오드가 고정되는 수단으로서 포토 다이오드 마운트가 사용되기 때문에 모듈 전체의 부피가 커지는 단점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결 하고자 창안된 것으로써, 제조 공정이 간단하며 소형화 및 경량화가 가능한 레이저 다이오드 모듈을 제공함에 그 목적이 있다.

본 발명은 상기와 같은 목적을 달성하기 위하여,

기판과, 상기 기판상에 장착된 레이저 다이오드와, 상기 레이저 다이오드의 전면부로부터 방출되는 광 신호를 전송하기 위한 광 섬유와, 상기 레이저 다이오드를 중심으로 상기 광 섬유와 대향되는 방향에 설치된 광 검출 수단을 구비한 레이저 다이오드에 있어서,

상기 레이저 다이오드의 후면부로 방출되는 광을 상기 기판상에 직접 장착된 광 검출 수단으로 전달하기 위하여 광 경로를 변경시켜주는 광 반사 수단을 구비한 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 특징에 따르면, 상기 광 검출 수단은 포토 다이오드인 것이 바람직하다.

본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 반사 수단은 직각 프리즘인 것이 바람직하다.

본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 상기 직각 프리즘은 상기 포토다이오의 상면에 위치되는 것이 바람직하다.

이하 본 발명의 실시예를 첨부 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

제2도는 본 발명에 따른 레이저 다이오드 모듈을 도시하고 있다.

본 발명의 실시예에 따른 레이저 다이오드 모듈은 제2도에 도시한 바와 같이, 기판(11)과, 그 기판(11)상면에 설치되는 서브 마운트(13)와, 그 서브 마운트(13)의 상면에 설치되는 레이저 다이오드(15)와, 그 레이저 다이오드(15)에서 방출되는 광을 전송하는 광섬유(16)와, 상기 레이저 다이오드(15)에서 방출되는 다른 광을 검출하는 포토 다이오드(14)와, 그 포토 다이오드(14)의 상면에 설치된 직각 프리즘(20)으로 이루어져 있다.

상기 레이저 다이오드(10)는 전면부(l5a)와 후면부(l5b)를 가지는데, 상기전면부(l5a)에서 방출되는 광의 신호는 광 섬유(16)를 통해 전송되며, 상기 후면부 (l5b)에서 방출되는 광을 포토 다이오드(14)로 수광되어 광 섬유(16)로 전송되는 광 신호의 세기를 측정한다. 상기 레이저 다이오드는 기판(11)상에 장착된 서브 마운트(13)에 의해 지지되며, 그 레이저 다이오드(15)는 서브 마운트(13)와 기판(11)과 각각 금선(gold wire)에 의해 전기적으로 연결된다.

상기한 광 섬유(16)는 기판(11)상에 고정된 지지대(미도시)에 의해 지지되는데, 그 광섬유의 단부(l6a)는 상기 레이저 다이오드(15)의 전면부(l5a)에서 방출되는 광 신호를 최대한 수광할 수 있도록 그 광신호의 광축과 일치되게 위치되어 있다. 상기한 광섬유의 단부(l6a)에서 수광된 광 신호는 그 광섬유(6)를 통해 전송된다.

이때, 상기 광섬유(16)를 통해서 전송되는 신호의 세기는 일정하게 유지되어야 하는데, 그 전송되는 광의 세기를 계속 측정하기 위하여 포토 다이오드가 이용된다.

레이저 다이오드는 그 양측 면부를 통해서 광을 방출하는데, 어느 한쪽의 광의 세기는 다른 쪽의 광의 세기와 같은 비율로 변화한다.

따라서 레이저 다이오드이 전면부에서 방출되는 광 신호의 세기는 그 후면부에서 방출되는 광의 세기로 알수 있다.

상기 포토 다이오드는 상기 후면부(l5b)에서 방출되는 광 신호 세기의 변화를 검출하여 이를 피드백(feed back)하여 레이저 다이오드(15)로 흐르는 전류를 제어한다. 따라서, 상기 전면부(l5a)에서 나오는 광의 세기를 일정하게 할 수 있다.

상기한 포토 다이오드(14)가 상기 레이저 다이오드의 후면부(l5b)에서 방출되는 광 신호를 최대로 수광하기 위해서는 그 포토 다이오드(14)의 수광부(l4a)와 상기 광 신호의 광축과 일치하여야 한다.

그러나, 상기한 포토 다이오드는 기판상에 직접 설치되어 있어, 상기 수광부(l4a)와 상기 광축이 일치되지 않는다. 따라서, 상기 수광부(l4a)에 직각 프리즘을 설치하여 상기 후면부(l5b)에서 방출되는 광이 최대한 수광부로 향하도록 한다.

상기 직각 프리즘(20)은 상기 수광부(l4a)면에 설치되어 상기 레이저 다이오드의 후면부(l5b)로부터 방출 되는 광의 광 경로를 변환한다. 즉, 상기 직각 프리즘(20)은 상기 후면부(l5b)로부터 방출되는 광을 반사시켜 상기 수광부로 향하게 하는 것이다.

그리고, 상기 포토 다이오드(14)는 금선(17)에 의해 기판(11)과 전기적으로 연결되어 있다.

상기한 레이저 다이오드 모듈은 제2도에 도시된 바와 같이, 레이저 다이오드 (15)를 중심으로 그 양측에 광섬유(16)와 포토 다이오드(14)가 상기 광 신호의 광축에 일치되도록 위치되어 있다.

상기 포토 다이오드를 기판에 고정하는 공정에 있어서, 기판(11)에 포토 다이오드를 고정하여 서로 와이어 본딩을 하고, 그 포토 다이오드이 상면에 직각 프리즘을 설치한다.

상기한 포토 다이오드의 수광부를 상기 레이저 다이오드의 광의 광축과 일치시키는 공정에 있어서, 종래에는 포토 다이오드의 수광부를 상기 광 신호의 광축과 일치시키기 위해 포토 다이오드 마운트를 사용하여 그 측부에 설치하였던 반면, 본 발명에서는 포토 다이오드의 수광부의 표면에 직각 프리즘을 설치하였다. 이렇게 함으로써 포토 다이오드로 입사되는 광의 세기를 검출할 수 있으며 광의 세기의 변화를 피드백하여 따라 레이저 다이오드에 인가되는 전류를 조절할 수 있다.

본 발명은 상기와 같은 구조로 되어있으므로,

직각 프리즘을 사용하는 것에 의해, 포토 다이오드 마운트를 사용한 종래의 레이저 다이오드 모듈보다 본딩공정이 1회 줄어들게 되고, 와이어 본딩공정도 1회 줄어들며, 모듈 전체의 크기가 소형화, 경량화된다는 효과가 있다.

본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불광하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 등록 청구 범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

제l도는 종래의 레이저 다이오드 모듈의 개략적 단면도이고,

제2도는 본 발명에 따른 레이저 다이오드 모듈의 개략적 단면도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

Claims (4)

1. 기판과, 상기 기판상에 장착된 레이저 다이오드와, 상기 레이저 다이오드의 전면부로부터 방출되는 광 신호를 전송하기 위한 광 섬유와, 상기 레이저 다이오드를 중심으로 상기 광 섬유와 대향되는 방향에 설치된 광 검출 수단을 구비한 레이저 다이오드에 있어서,

   상기 레이저 다이오드의 후면부로 방출되는 광을 상기 기판상에 직접 장착된 광 검출 수단으로 전달하기 위하여 광 경로를 변경시켜주는 광 반사 수단을 구비한 것을 특징으로 하는 레이저 다이오드 모듈.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 광 검출 수단은 포토 다이오드인 것을 특징으로 하는 레이저 다이오드 모듈.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 반사 수단은 직각 프리즘인 것을 특징으로 하는 레이저 다이오드 모듈.
4. 제 3항에 있어서,

   상기 직각 프리즘은 상기 포토다이오의 상면에 위치되는 것을 특징으로하는 레이저 다이오드 모듈.