KR100480252B1 - 이중 캡 구조의 양방향 광송수신기 모듈 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 양방향 광송수신기 모듈은 그 상단에 슬리브가 삽입되어 경통 역할을 하는 실린더 구조의 렌즈 홀더와, 상기 렌즈 홀더의 상측에 설치되어, 입출력 광신호 각각을 수렴시키는 렌즈와, 상기 렌즈 홀더의 하단을 지지하는 스템과, 입력 광신호를 수신하는 포토 다이오드와, 상기 출력 광신호를 발진하는 반도체 레이저와, 상기 입력 광신호의 출력 광신호의 교차로 상에 기결정된 기울기로 삽입된 파장 분할 다중화기를 내부에 실장하며, 상기 스템의 상면에 위치하는 외부 캡과, 상기 외부 캡의 내부에 실장되어 상기 포토 다이오드를 격리시키며, 상기 파장 분할 다중화 필터가 안착되는 절곡진 경사부를 구비한 내부 캡을 포함한다.

Description

이중 캡 구조의 양방향 광송수신기 모듈{BI-DIRECTIONAL OPTICAL TRANSCEIVER MODULE WITH DOUBLE CAP}

본 발명은 양방향 광송수신기 모듈(BI-DIRECTIONAL OPTICAL TRANSCEIVER MODULE)에 관한 것으로서, 특히, 캡 내부에 반도체 레이저와, 포토 다이오드가 집적된 구조의 양방향 광송수신기 모듈에 관한 것이다.

종래의 양방향 광송수신기 모듈의 구성을 나타내는 도 1을 참조하면, 양방향 광송수신기 모듈은 슬리브(131)와, 경통 역할을 하는 실린더 구조의 렌즈 홀더(120)와, 입출력 광신호 각각을 수렴시키는 렌즈(140)와, 상기 렌즈 홀더(120)의 하단을 지지하는 스템(114)과, 상기 스템(114) 상에 연장된 캡(110)으로 구성된다.

상기 슬리브(131)는 공동(132)이 형성되어 있어서, 외부에서 상기 양방향 광송수신기 모듈의 내부로 입력되는 입력 광신호(160)와 상기 양방향 광송수신기 모듈에서 외부로 출력되는 출력 광신호(170)의 전송 매체가 되는 광섬유 등이 실장된다.

상기 렌즈 홀더(120)는 실린더 형태의 구조로서, 상기 렌즈를 지지하며, 상기 입력 광신호(160)와 출력 광신호(170)의 통로를 형성하는 경통 역할을 한다. 상기 렌즈 홀더(120)의 상단에는 상기 슬리브(131)가 삽입, 고정된다.

상기 렌즈(140)는 상기 입력 광신호(160)를 상기 캡(110)의 내부로 수렴시키고, 상기 출력 광신호(170)를 상기 슬리브(131)의 끝단에 수렴시키는 소자로서, 상기 렌즈(140)는 상기 렌즈 홀더(120)의 상측에 실장된다. 통상적으로, 상기 입력 광신호(160)와 상기 출력 광신호(170) 각각은 상호 상이한 대역의 파장이 사용된다.

도 2를 참조하면, 상기 캡(110)은 상기 스템(114) 상면에 연장되어 있으며, 상기 캡(110)의 중앙에는 입출력 광신호가 송수신이 가능하도록 홀이 형성되어 있다. 또한 홀의 하부에는 상기 캡(110)을 외부와 차단하며, 입출력 광신호는 투과 시키는 시창(117)이 접합되어 있다.

상기 캡(110)은 상기 입력 광신호(160)를 수신하여 전기 신호로 전환시키는 포토 다이오드(112)와, 전기적인 신호를 상기 출력 광신호(170)로 변조시키는 반도체 레이저(113)와, 상기 입력 광신호(160)와 상기 출력 광신호(170)를 분리하여 각각의 경로로 전송시키는 파장 분할 다중화 필터(115) 등의 광학 소자들을 그 내부에 실장하고 있다.

상기 스템(114)은 그 하부에 상기 포토 다이오드(112)와, 상기 반도체 레이저(113)를 작동시키기 위한 다수의 금속 리드(150)들이 돌출 되어 있다. 특히 상기 반도체 레이저(113)에 연결된 리드(150)는 상기 반도체 레이저(113)에 입력되는 고주파 신호의 전도체 역할을 한다. 상기 반도체 레이저에 연결된 리드(150)에 의하여 발생한 전자파는 상기 포토 다이오드(112)에 의하여 전환된 전기 신호를 교란시킨다.

상기 스템(114)은 상기 캡(110)을 구성하는 광학 소자들의 기판 역할을 하며, 상기 렌즈 홀더(120)의 하단을 지지한다.

이러한 양방향 광송수신기 모듈은 캡의 내부에 반도체 레이저와, 포토 다이오드를 동시에 실장함으로써, 그 부피가 축소되어 보다 작은 형태의 시스템에 적용 가능하다.

그러나, 양방향 광송수신기 모듈은 상기 파장 분할 다중화 필터의 조립시 입출력 광신호의 광경로 상에 기결정된 각도로 삽입되어야 하므로, 조립 공정에 소요되는 시간이 많다는 문제점이 있다. 또한, 상기 파장 분할 다중화기 필터와 시창등에서 발생한 일부 난반사, 산란광들이 포토 다이오드에 유입되면, 정상적인 입력 광신호와 중첩되어 광학적 크로스 토크 현상을 유발하는 문제점이 있다. 그 외에, 반도체 레이저의 리드선에 의하여 발생된 전자파는 포토 다이오드에 유입되어, 포토 다이오드에서 전환된 전기 신호를 교란시키는 문제점이 있다.

본 발명의 목적은 광학적 크로스 토크 현상을 최소화시키고, 파장 분할 다중화 필터의 조립이 용이하여 생산성 및 제품 신뢰성이 향상된, 양방향 광송수신기 모듈을 제공하는데 있다.

또한, 본 발명의 또 다른 목적은 포토 다이오드의 광신호를 전기 신호로 전환시키는 동작이 전자파에 의하여 교란 받는 것을 방지하기 위한 양방향 광송수신기 모듈을 제공하는데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 양방향 광송수신기 모듈은,

그 상단에 슬리브가 삽입되어 경통 역할을 하는 실린더 구조의 렌즈 홀더와;

상기 렌즈 홀더의 상측에 설치되어, 입출력 광신호 각각을 수렴시키는 렌즈와;

상기 렌즈 홀더의 하단을 지지하는 스템과;

입력 광신호를 수신하는 포토 다이오드와, 상기 출력 광신호를 발진하는 반도체 레이저와, 상기 입력 광신호의 출력 광신호의 교차로 상에 기결정된 기울기로 삽입된 파장 분할 다중화기를 내부에 실장하며, 상기 스템의 상면에 위치하는 외부 캡과;

상기 외부 캡의 내부에 실장되어 상기 포토 다이오드를 격리시키며, 상기 파장 분할 다중화 필터가 안착되는 절곡진 경사부를 구비한 내부 캡을 포함한다.

이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

이중 캡 구조의 양방향 광송수신기 모듈의 구성을 나타내는 도 3을 참조하면, 상기 양방향 광송수신기 모듈은 슬리브(331)와, 경통 역할을 하는 실린더 구조의 렌즈 홀더(320)와, 상기 렌즈 홀더(320)의 상측에 설치된 렌즈(340)와, 상기 렌즈 홀더(320)의 하단을 지지하는 스템(314)과, 상기 스템(314) 상에 연장된 외부 캡(310)과, 상기 외부 캡(310)의 내부에 실장된 내부 캡(311)으로 구성된다.

상기 슬리브(331)는 공동(332)이 형성되어 있어서, 외부에서 상기 양방향 광송수신기 모듈의 내부로 입력되는 입력 광신호(360)와 상기 양방향 광송수신기 모듈에서 외부로 출력되는 출력 광신호(370)의 전송 매체가 되는 광섬유 등이 실장된다.

상기 렌즈 홀더(320)는 실린더 형태의 구조로서, 상기 렌즈를 지지하며, 상기 입력 광신호(360)와 출력 광신호(370)의 통로를 형성하는 경통 역할을 한다. 상기 렌즈 홀더(320)의 상단에는 상기 슬리브(331)가 삽입, 고정된다.

상기 렌즈(340)는 상기 입력 광신호(360)를 상기 캡(310)의 내부로 수렴시키고, 상기 출력 광신호(370)를 상기 슬리브(331)의 끝단에 수렴시키는 소자로서, 상기 렌즈(340)는 상기 렌즈 홀더(320)의 상측에 실장된다. 상기 렌즈(340)는 비구면 형태의 렌즈 등이 사용 가능하다.

상기 스템(314)은 상기 렌즈 홀더(320)의 하단을 지지하고, 상기 외부 캡(310)을 구성하는 소자들의 기판 역할을 한다. 상기 스템(314)의 하부에는 상기 포토 다이오드(312)와, 상기 반도체 레이저(313)를 작동시키기 위한 다수의 금속 리드(150)들이 돌출 되어 있다. 특히 상기 반도체 레이저(313)에 연결된 리드는 상기 반도체 레이저(313)에 입력되는 고주파 신호의 전도체 역할을 한다.

도 4와 도 5를 참조하면, 상기 외부 캡(310)은 상기 스템(314) 상면에 연장되어 있으며, 상기 외부 캡(310)의 중앙에는 입출력 광신호가 송수신이 가능하도록 홀(316)이 형성되어 있다. 또한 상기 홀(316)의 하부에는 상기 외부 캡(310)을 외부와 차단하면, 입출력 광신호는 투과시키는 시창(317)이 접합되어 있다.

상기 외부 캡(310)은 입력 광신호(360)를 수신하여 전기 신호로 전환시키는 포토 다이오드(312)와, 전기적인 신호를 출력 광신호(370)로 변조시키는 반도체 레이저(313)와, 입력 광신호(360)와 출력 광신호(370)를 분리하여 각각의 경로로 전송시키는 파장 분할 다중화 필터(315) 등의 광학 소자들을 그 내부에 실장하고 있다.

상기 파장 분할 다중화 필터(315)는 상기 입력 광신호(360)와, 상기 출력 광신호(370)가 교차하는 지점에 기결정된 각도의 기울기로 삽입되어져 있어서, 상기 입력 광신호(360)와 출력 광신호(370)를 선택적으로 투과 또는 반사시킨다. 즉, 상기 파장 분할 다중화 필터(315)는 상기 입력 광신호(360)와 상기 출력 광신호(370)가 중첩되지 않고 각각의 광경로로 진행 가능하도록 분리시키는 소자이다.

상기 내부 캡은(311)은 상기 파장 분할 다중화 필터(315)의 기울기와 동일한 각도로 절곡된 경사부(311a)를 구비하며, 상기 외부 캡(310)의 내부에 실장되어 있다. 또한 상기 내부 캡(311)은 상기 포토 다이오드(312)를 둘러싸고 있어서, 상기 포토 다이오드(312)를 외부와 격리시킨다. 상기 내부 캡(311)은 금속 재질 등을 사용하여 상기 포토 다이오드(312)에 전자파가 도달하는 것을 방지하기도 한다.

또한, 상기 경사부(311a)의 일측에는 홀이 형성되어 있어서, 상기 입력 광신호(360)와 출력 광신호(370)의 송수신이 가능하다.

상기 경사부(311a)에는 상기 파장 분할 다중화 필터(315)가 안착되므로, 상기 파장 분할 다중화 필터(315)의 각도 조정이 용이하여 조립 공정에 소요되는 시간이 단축된다. 또한, 상기 내부 캡(311)은 상기 포토 다이오드(312)를 외부와 격리시키는 구조로서, 외부에서 상기 포토 다이오드(312)로 유입되는 일부 산란광과 난반사광을 차단시킨다. 즉, 상기 내부 캡(311)은 일부 산란광과 난반사광 등을 차단하여 노이즈와 광학적 크로스 토크 현상을 방지한다. 그 외에, 상기 내부 캡(311)은 그 재질이 금속으로 이루어져 있어서, 전자파가 상기 포토 다이오드(312)에 유입되는 것을 차단하여, 전자파에 의한 전기 신호의 교란을 방지한다.

상술한 바와 같이, 외부 캡과 내부 캡을 구비한 양방향 광송수신기 모듈을 사용함으로서, 조립 공정이 단축되고, 광학적 크로스 토그를 감소시키고, 반도체 레이저에서 발생된 전자파를 차단하여, 포토 다이오드가 광학신호를 전기신호로 전환시키는 과정중에 전자파로 인한 포토 다이오드의 오동작을 방지하는 등의 이점이 있다.

본 발명은 외부 캡의 내부에 파장 분할 다중화 필터의 기울기와 동일한 각도로 절곡된 경사부가 형성된 내부 캡을 구비함으로써, 파장 분할 다중화 필터의 조립이 용이하여, 조립 공정 시간이 단축되는 이점이 있다. 또한, 금속 재질의 내부 캡은 전자파의 포토 다이오드로의 유입을 차단하여, 광학신호를 전기신호로 전환하는 과정에서 전자파로 인한 포토 다이오드의 오동작을 방지한다. 더불어, 내부 캡은 일부 산란광과 난반사광이 포토 다이오드로 입력됨을 차단하기 위하여, 포토 다이오드를 격리시킴으로서, 광학적 크로스 토크 현상을 최소화시키는 이점이 있다.

도 1은 종래 기술에 의한 양방향 광송수신기 모듈의 구성을 나타내는 단면도,

도 2는 종래 기술에 의한 양방향 광송수신기 모듈을 구성하는 캡의 구조를 나타내는 단면도,

도 3은 본 발명에 따른 이중 캡 구조의 양방향 광송수신기 모듈의 구성을 나타내는 단면도,

도 4는 도 3에 도시된 양방향 광송수신기 모듈을 구성하는 이중 캡의 구조를 나타내는 부분도,

도 5는 도 4에 도시된 이중 캡의 구조를 나타내는 평면도.

Claims (5)

1. 삭제
2. 양방향 광송수신기 모듈에 있어서,

   그 상단에 슬리브가 삽입되어 경통 역할을 하는 실린더 구조의 렌즈 홀더와;

   상기 렌즈 홀더의 상측에 설치되어, 입출력 광신호 각각을 수렴시키는 렌즈와;

   상기 렌즈 홀더의 하단을 지지하는 스템과;

   입력 광신호를 수신하는 포토 다이오드와, 상기 출력 광신호를 발진하는 반도체 레이저와, 상기 입력 광신호의 출력 광신호의 교차로 상에 기결정된 기울기로 삽입된 파장 분할 다중화기를 내부에 실장하며, 상기 스템의 상면에 위치하는 외부 캡과;

   상기 외부 캡의 내부에 실장되어 상기 포토 다이오드를 격리시키며, 상기 파장 분할 다중화 필터가 안착되는 절곡진 경사부를 구비한 내부 캡을 포함함을 특징으로 하는 이중 캡 구조의 양방향 광송수신기 모듈.
3. 제 2항에 있어서,

   전자파 차단이 가능하도록 상기 내부 캡은 금속 재질을 사용함을 특징으로 하는 이중 캡 구조의 양방향 광송수신기 모듈.
4. 제 2항에 있어서,

   일부 산란광과 난반사광의 상기 포토 다이오드로 입력됨을 차단하기 위하여, 상기 내부 캡이 상기 포토 다이오드의 외부를 둘러싸고 있는 구조임을 특징으로 하는 이중 캡 구조의 양방향 광송수신기 모듈.
5. 제 2항에 있어서,

   상기 슬리브의 내부에 외부에서 상기 양방향 광송수신기 모듈의 내부로 입력 광신호를 입력시키고, 상기 양방향 광송수신기 모듈의 외부로 출력 광신호를 출력하는 광섬유 등의 광신호 전송 매체가 삽입됨을 특징으로 하는 이중 캡 구조의 양방향 광송수신기 모듈.