KR100492884B1

KR100492884B1 - 광통신용 광학필터

Info

Publication number: KR100492884B1
Application number: KR10-2003-0035468A
Authority: KR
Inventors: 심종대
Original assignee: 주식회사 오카스
Priority date: 2003-06-03
Filing date: 2003-06-03
Publication date: 2005-06-21
Also published as: KR20040104064A

Abstract

본 발명은 고밀도 파장분할 다중화(Dense wavelength Division Multiplexing ; DWDM )와 저밀도 파장분할 다중화(Coarse wavelength Division Multiplexing ; CWDM )등에 사용되는 광통신용 광학필터에 관한 것이다.

본 발명은 필터가 안착된 필터홀더를 콜리메이터의 그린렌즈 대신에 페럴과 그린렌즈를 수용하는 유리튜브에 삽입 설치함으로써 필터홀더를 콜리메이터에 설치시 그린렌즈와 필터의 정렬위치를 안정적으로 유지시킬 수 있어 광학필터의 성능을 향상시킨다.

또한, 본 발명은 필터 홀더에 적어도 하나의 관통홀을 형성하여 필터의 내측과 외측의 압력차에 의해 필터의 특성이 변화되는 것을 방지함으로써 광학필터의 성능을 향상시킨다.

Description

광통신용 광학필터{Optical filter for optic telecommunication}

본 발명은 광통신용 광학필터에 관한 것으로, 특히 고밀도 파장분할 다중화(Dense wavelength Division Multiplexing ; 이하 DWDM 라 칭함)와 저밀도 파장분할 다중화(Coarse wavelength Division Multiplexing ; CWDM 라 칭함 )등에 사용되는 광통신용 광학필터에 관한 것이다.

일반적으로 광통신에서는 대용량 신호들을 초고속으로 전송하는 연구가 지속적으로 이루어지고 있다. 이러한 초고속으로 대용량 신호들을 전송하는 기술 중의 하나가 DWDM 전송기술이다. 이러한 DWDM 전송기술은 기존에 구축되어 있는 광섬유 망을 이용 하나의 광섬유에 다수파장의 광신호를 전송하여 통신 용량 및 속도를 대폭 확장시켜주는 기술이다.

광통신용 광학필터는 광섬유 용량을 크게 증대시켜 주는 DWDM기술에서 광신호를 합성하거나 합성된 신호를 다시 분할해주는 핵심부품이다.

이러한 광통신용 광학필터는 도 1에 도시된 바와 같이, 입력 광섬유(Input optical fiber)(18)와 반사 광섬유(Reflective optical fiber)(20)를 수용하는 제1페럴(16), 제1그린렌즈(GRIN lens)(22), 제1페럴(16)과 제1그린렌즈(22) 외측에 설치되는 제1유리튜브(14), 이 제1유리튜브(14) 외측에 설치되는 제1금속튜브(12)를 포함하는 제1콜리메이터와, 내부에 입력 광섬유(18)에서 입사되는 광 중 특정파장의 광은 통과시키고 나머지 파장의 광은 반사 광섬유(20)로 반사시키는 필터(24)를 갖고 제 1그린렌즈(22)에 설치되는 필터홀더(26)와, 제1콜리메이터와 소정거리 이격되어 설치되며 출력 광섬유(38)를 수용하는 제2페럴(38), 제2그린렌즈(34), 제2페럴(38)과 제2그린렌즈(34) 외측에 설치되는 제2유리튜브(36), 이 제2유리튜브(36) 외측에 설치되는 제2금속튜브(37)를 포함하는 제2콜리메이터를 포함한다. 미설명부호 32는 외부하우징이다.

도 1의 조립과정을 살펴보면, 먼저, 필터홀더(26)에 에폭시 또는 UV 접착제를 도포하고 필터(24)를 안착시킨 후 경화로에서 완전 경화시켜 필터(24)를 필터홀더(26)에 고정시킨다.

그리고, 필터(24)가 고정된 필터홀더(26)를 제1콜리메이터의 제1그린렌즈(22)에 삽입시킨 후 삽입손실(Insertion loss)이 최소화되도록 정렬시킨다.

정렬이 완료되면 에폭시 또는 UV(Ultraviolet) 접착제를 도포하고 1차 가경화한 후 다시 고온의 경화로에서 2차 완전 경화하여 필터홀더(26)를 제1콜리메이터에 고정시킨다.

그런 후에 필터홀더(26)가 고정된 제1콜리메이터와 제2콜리메이터를 정렬한 후 일체로 패키징한다.

종래에는 필터홀더(26)를 제1콜리메이터의 제1그린렌즈에 에폭시 또는 UV 접착제로 접착시켜 고정시키는데 1차 가경화와 2차 완전 경화를 거치면서 제1그린렌즈와 필터홀더 사이의 열팽창 계수의 차이에 의해 접착제의 접착력이 약해진다. 이로 인해, 제1그린렌즈와 필터홀더(26)내의 필터의 정렬위치가 틀어짐으로써 삽입손실(Insertion Loss)이 증가하여 광학필터의 효율이 저하되는 문제점이 있다.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 제1콜리메이터의 제1그린렌즈와 필터홀더 내의 필터의 정렬위치를 안정적으로 유지시킴으로써 삽입손실을 최소화하여 광학필터의 효율을 향상시키기 위한 광통신용 광학필터를 제공하는 데 있다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 필터 내측과 외측의 압력차에 의한 필터의 특성변화를 최소화하기 위한 광통신용 광학필터를 제공하는 데 있다.

또한, 본 발명의 또 다른 목적은 필터홀더와 필터의 접촉면적을 최소화하여 필터홀더와 필터의 열팽창 계수 차이에 의한 필터의 특성변화를 최대한 줄이기 위한 광통신용 광학필터를 제공하는 데 있다.

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 광통신용 광학필터는 외부튜브와, 상기 외부튜브 내에 설치되고, 입력 광섬유를 수용하는 제1페럴, 입사되는 광신호를 평행하게 진행시키는 제1그린렌즈, 상기 제1페럴과 제1그린렌즈를 보호하는 제1튜브를 구비하는 제1콜리메이터와, 상기 외부튜브 내에 설치되고, 출력 광섬유를 수용하는 제2페럴, 평행하게 입사되는 광신호를 진행시키는 제2그린렌즈, 상기 제2페럴과 제2그린렌즈를 보호하는 제2튜브를 구비한 제2콜리메이터와, 특정성분의 광신호만을 통과시키고 나머지 광신호는 반사시키는 필터와, 상기 필터를 내부에 수용하고, 상기 제 1콜리메이터에 설치되되, 상기 제1튜브에 삽입 설치되는 필터홀더를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기한 필터홀더에는 필터의 내측과 외측의 압력차에 의한 열 변형을 감소시키도록 적어도 하나의 관통홀이 형성된 것을 특징으로 한다.

상기한 필터홀더는 그 양단이 개방되고 그 내부가 중공 상태인 원통의 몸체를 이루고, 일측 개방구의 내경은 상기 제1튜브의 외경보다는 크고, 상기 외부튜브의 내경보다는 작은 것을 특징으로 한다.

상기한 필터홀더에는 상기 필터와의 접촉면을 최소화하기 위해 필터가 접착되는 위치에 돌출부가 형성된 것을 특징으로 한다.

이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 본 도면을 참조하여 상세하게 설명하도록 한다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 광통신용 광학필터의 단면도이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 광통신용 광학필터(100)는 광신호가 입력되는 제1콜리메이터(110)와, 이 제1콜리메이터(110)와 소정간격을 두고 설치되어 그 광신호를 받아들이는 제2콜리메이터(120)와, 제1콜리메이터(110) 및 제 2콜리메이터(120)의 사이에 배치되며 제1콜리메이터(110)에서 입사되는 광신호 중 특성성분의 광신호만을 통과시키는 필터(130)와, 이 필터(130)를 내부에 수용하고 제1콜리메이터(110)에 설치되는 필터홀더(140)를 포함한다. 또한, 광통신용 광학필터(100)는 제1콜리메이터(110), 필터홀더(140), 제2콜리메이터(120)를 내부에 위치 고정시키기 위한 외부하우징(150)을 포함한다.

제1콜리메이터(110)는 입력 광섬유(Input optical fiber)(111)와 반사 광섬유(Reflective optical fiber)(112)를 수용하는 제1페럴(Ferrule)(113), 입력 광섬유(111)로부터의 광신호를 평행하게 진행시키는 제1그린렌즈(114). 제1페럴(113)과 제1그린렌즈(114)를 내부에 감싸 보호하는 제1유리튜브(115), 제1유리튜브(115)를 외부하우징(150)에 고정시키기 위한 제1금속튜브(116)를 포함한다.

제2콜리메이터(120)는 출력 광섬유(Output optical fiber)(121)를 수용하는 제2페럴(122), 제2그린렌즈(123), 제2페럴(122)과 제2그린렌즈(123)를 내부에 감싸 보호하는 제2유리튜브(124), 제2유리튜브(124)를 외부하우징(150)에 고정시키기 위한 제2금속튜브(125)를 포함한다.

이때, 제1페럴(113)은 입력 광섬유(Input optical fiber)(111)와 반사 광섬유(Reflective optical fiber)(112)를 수용하여 정렬시키는 기능을 수행한다. 제2페럴(122)은 출력 광섬유(Output optical fiber)(121)를 수용하여 정렬시키는 기능을 수행한다.

필터(130)는 입사된 광신호 중 특정파장의 광신호 만을 통과시키고 나머지 파장의 광신호는 반사 광섬유(112)로 반사시킨다.

필터홀더(140)는 그 양단이 개방되고 그 내부가 중공 상태인 소정두께를 갖는 원통의 몸체를 이루고, 이 원통몸체의 일측 개방구에는 제1유리튜브(115)가 삽입 설치되며, 타측 개방구의 내부에는 필터(130)가 수용된다. 이때, 도 3과 같이 원통몸체의 일측 개방구에는 소정간격으로 투과홀(142)이 형성된다.

또한, 필터홀더(140)가 제1유리튜브(115)에 삽입 설치되도록 일측 개방구의 내경을 제1유리튜브(115)의 외경보다 크게 하기 위해 기존보다 내경을 증가시키는 데 이로 인해 접촉면적이 기존보다 커져서 필터홀더(140)가 제1콜리메이터(110)에 더욱 안정적으로 고정시킬 수 있다. 따라서, 제1그린렌즈(114)와 필터홀더(140) 내의 필터(130)의 정렬위치를 안정적으로 유지시킨다.

또한, 필터홀더(140)가 제1그린렌즈(114)에 접착되지 않고 제1그린렌즈(114)와 소정간격을 유지한 채로 제1유리튜브(115)에 삽입 고정될 수 있도록 한다. 이에 따라, 열팽창 계수의 차이에 의해 온도변화의 영향을 많이 받는 제1그린렌즈(114)와 필터홀더(140)의 결합부위를 제거하면서도 필터홀더(140)를 제1콜리메이터(110)에 고정 설치할 수 있어 제1그린렌즈(114)와 필터홀더(140) 내의 필터(130)의 정렬위치를 안정적으로 유지시킬 수 있게 된다.

한편, 도 2와 도 3과 같이, 원통몸체의 외주면에는 적어도 하나의 관통홀(141)이 형성되어 있어 필터 내측과 외측의 압력차에 의해 발생하는 필터의 열적변형을 최소화시킨다.

도 4는 도 3의 필터홀더의 구조를 설명하기 위해 일부분을 절개한 사시도이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 이 필터홀더(140)는 그 양단이 개방되고 그 내부가 중공 상태인 원통의 몸체를 이루고, 그 원통몸체의 내주면에는 필터(130)를 내부에 수용하기 위한 공간과 제 1유리튜브(115)의 일부를 내부에 수용하기 위한 공간으로 구획하기 위해 그 내주면에서 중심원 방향으로 소정길이 돌출된 원형돌기(143)가 형성되어 있다. 또한, 이 원형돌기(143)에는 필터(130)와의 접촉면을 최소화하기 위해 필터 접촉방향으로 돌출된 돌출부(144)가 형성되어 있다. 이러한 돌출부(144)에 의해 필터의 접촉면적이 최소화되어 필터홀더와 필터의 열팽창 계수 차이에 의한 굴절율, 반사율, 두께 등의 필터의 특성변화를 최대한 줄일 수 있게 된다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명은 필터홀더를 제1유리튜브에 설치함으로써 기존보다 내경이 증가되어 접촉면적이 상대적으로 켜지므로 필터홀더를 제1콜리메이터에 더욱 안정적으로 고정시킬 수 있어 제1그린렌즈와 필터의 정렬위치를 더욱 안정적으로 유지시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 필터홀더를 온도변화에 의해 접착강도가 상대적으로 낮은 제1그린렌즈 대신에 접착강도가 상대적으로 높은 제1유리튜브에 고정시킴으로써 제1그린렌즈와 필터의 정렬위치를 안정적으로 유지하여 광학필터의 효율을 향상시키는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 필터홀더에 적어도 하나의 관통홀을 형성함으로써 필터의 내측과 외측의 압력차에 의해 필터의 특성이 변화되는 것을 방지할 수 있어 광학필터의 성능을 향상시키는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 필터를 필터홀더에 안착시 필터홀더와 필터의 접촉면적을 최소화함으로써 필터홀더와 필터의 열팽창 계수 차이에 의해 필터의 특성이 변화되는 것을 방지할 수 있어 광학필터의 성능을 향상시키는 효과가 있다.

도 1은 종래 DWDM기술에 사용되는 광통신용 광학필터의 단면도이다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 광통신용 광학필터의 단면도이다.

도 3은 도 1의 제1콜리메이터와 필터홀더의 결합구조에 대한 사시도이다.

도 4는 도 3의 필터홀더의 구조를 설명하기 위해 일부분을 절개한 사시도이다.

*도면의 주요 기능에 대한 부호의 설명*

100 : 광학필터 110 : 제1콜리메이터

111 : 입력 광섬유 112 : 반사 광섬유

113 : 제1페럴 114 : 제1그린렌즈

115 : 제1유리튜브 116 : 제1금속튜브

120 : 제2콜리메이터 121 : 출력 광섬유

122 : 제2페럴 123 : 제2그린렌즈

124 : 제1유리튜브 125 : 제2금속튜브

130 : 필터 140 : 필터홀더

141 : 관통홀 142 : 투과홀

143 : 원형돌기 144 : 돌출부

Claims

외부튜브와,

상기 외부튜브 내에 설치되고, 입력 광섬유를 수용하는 제1페럴, 입사되는 광신호를 평행하게 진행시키는 제1그린렌즈, 상기 제1페럴과 제1그린렌즈를 수용하는 제1튜브를 구비하는 제1콜리메이터와,

상기 외부튜브 내에 설치되고, 출력 광섬유를 수용하는 제2페럴, 평행하게 입사되는 광신호를 진행시키는 제2그린렌즈, 상기 제2페럴과 제2그린렌즈를 수용하는 제2튜브를 구비한 제2콜리메이터와,

특정성분의 광신호만을 통과시키고 나머지 광신호는 반사시키는 필터와,

상기 필터를 내부에 수용하고, 상기 제1콜리메이터에 설치되되, 상기 제1튜브에 삽입 설치되는 필터홀더를 포함하는 것을 특징으로 하는 광통신용 광학필터.
제1항에 있어서, 상기 필터홀더에는 필터의 내측과 외측의 압력차에 의한 열 변형을 감소시키도록 적어도 하나의 관통홀이 형성된 것을 특징으로 하는 광통신용 광학필터.
제1항에 있어서, 상기 필터홀더는 그 양단이 개방되고 그 내부가 중공 상태인 원통의 몸체를 이루고, 일측 개방구의 내경은 상기 제1튜브의 외경보다는 크고, 상기 외부튜브의 내경보다는 작은 것을 특징으로 하는 광통신용 광학필터.
제1항에 있어서, 상기 필터홀더에는 상기 필터와의 접촉면을 최소화하기 위해 필터가 접착되는 위치에 돌출부가 형성된 것을 특징으로 하는 광통신용 광학필터.