KR100822691B1 - 일체형 광모듈 - Google Patents

Abstract

본 발명은 아이솔레이터를 레이저 다이오드와 일정간격을 확보하도록 글래스 페룰쪽으로 이동시켜 배치함으로써 작은 구경의 아이솔레이터(isolator)를 사용 가능하도록 하여 그 비용을 절감하고 구조를 단순화시키는 다이플렉서의 일체형 광모듈에 관한 것으로, 일체형 다이플렉서 광모듈에 있어서, 광신호를 출력하는 레이저 다이오드; 상기 레이저 다이오드의 전면에 설치되고, 상기 레이저 다이오드에서 출력된 광신호를 전달하는 렌즈; 상기 렌즈를 통하여 상기 레이저 다이오드로부터 출력된 광신호를 입력받는 아이솔레이터; 일측이 상기 아이솔레이터측에 배치되고, 타측이 광섬유와 연결되어 광신호를 입출력하는 글래스 페룰; 상기 글래스 페룰 하단에 형성되어 입사광을 50 내지 60 °의 각도로 굴절시켜 전달하는 내부전반사 글래스; 상기 내부전반사 글래스로부터 입사되는 광신호를 수신하는 수신기를 구비하며; 상기 아이솔레이터를 상기 레이저다이오드와 일정간격을 확보하도록 상기 글래스 페룰쪽으로 이동시켜 구성하는 것을 특징으로 한다.

일체형, 다이플렉서, 트리플렉서, 아이솔레이터, 글래스 페룰, 내부전반사 글래스, 광모듈

Description

일체형 광모듈{INTEGRATED OPTICAL SUB-ASSEMBLY}

도 1은 종래의 일체형 다이플렉서 광모듈의 외형을 나타낸 사시도.

도 2 및 도 3은 종래의 일체형 다이플렉서 광모듈의 구성을 나타낸 단면도.

도 3은 도 2의 단면 절개 사시도.

도 4는 본 발명에 따른 일체형 광모듈의 구성을 나타낸 단면도.

도 5는 도 4의 단면 절개 사시도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

20 : 레이저 다이오드(LD)

21 : 렌즈

22 : 아이솔레이터(isolator)

23 : 글래스 페룰(Glass ferrule)

24 : 내부 전반사 글래스

25 : 수신기

본 발명은 광모듈에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 작은 구경의 아이솔레이 트(isolator)를 사용하도록 하는 다이플렉서의 일체형 광모듈에 관한 것이다.

일반적으로 광모듈은 광섬유를 통하여 인터넷등 양방향 디지털 광통신뿐만 아니라, CATV 등 아날로그 광신호 분배까지 수용하는, ITU-T G.983.3 규격에 따른 광가입자망(Optical Passive Network) 용도로 사용되는 것으로 주로 다이플렉서 및 트리플렉서 광모듈이 사용된다.

다이플렉서는, 상하향 신호로서 두개의 광파장을 이용하는 PON 광가입자망을 위해 파장 결합기, 레이저 다이오드, 디지털 수신기 등을 하나의 몸체에 집적시킨 것을 말한다.

아날로그 광신호 분배를 수용하는 시스템에서는 모두 3 종류의 광신호 대역폭이 존재하는데, ITU-T G.983.3 에서 규정하는 주요 광신호들의 대역폭은 가입자에서 발송되는 상향 디지털 광신호(1260~1360nm), 데이터 및 IP 신호를 포함하는 하향 디지털 광신호(1480~1500nm), CATV 등 비디오 신호를 분배하기 위한 하향 아날로그 광신호(1550~1560nm) 등이다.

기존의 양방향 통신에 적용되는 다이플렉서(Diplexer)가 상향신호를 위한 레이저다이오드(Laser Diode, LD), 하향 디지털 신호 수용을 위한 디지털 수신기(PIN-TIA)로 구성된다.

도 1은 종래의 일체형 다이플렉서 광모듈의 외형을 나타낸 사시도이고, 도 2 및 도 3은 종래의 일체형 다이플렉서 광모듈의 구성을 나타낸 단면도이며, 도 3은 도 2의 단면 절개 사시도로서, 그 요부 구성을 살펴보면 레이저 다이오드(LD)(10), 렌즈(11), 45도 반사 필터(12), 페룰(Ferrule)(13) 및 수신기(14)로 구성된다.

레이저 다이오드(LD)(10)는 광신호를 출력하기 위한 것으로, 대략 1310nm FP 레이저 다이오드나 DFB 레이저 다이오드를 채용한다.

렌즈(11)는 일반적으로 비구면(aspherical)렌즈를 적용하며, 레이저 다이오드(10)에서 출력된 광신호를 45도 반사 필터(12)로 전달한다.

45도 반사 필터(12)는 상/하향 신호를 45도에서 분리하는 필터로서, 디지털 신호 사이의 광고립도는 대략 -20dB 이다.

페룰(Ferrule)(13) 상기 45도 반사 필터(12)를 통하여 전달된 광신호를 광섬유로 전달한다.

수신기(14)는 상기 45도 반사 필터(12)를 거쳐 입사되는 광신호를 수신하기 위한 것으로, 아날로그 수신기와 디지털 수신기가 있으며, 디지털 수신기는 일반적으로 InGaAs PIN-TIA가 적용된다.

이와 같이 구성된 종래의 광통신 모듈에 있어서, 레이저 다이오드(10)에서 방출된 광은 렌즈(11), 필터(12), 페룰(13) 표면 등에서 100% 투과가 되지 않고 일부분 반사 되어 레이저 다이오드(10) 쪽으로 다시 되돌아가게 되는데, 이 빛은 레이저 다이오드(10)의 발진에 악영향을 주게 되어 시스템의 잡음을 증가시키게 된다. 이는 시스템 성능 저하를 뜻한다. 이때, 레이저 다이오드(10) 쪽으로 되돌아가는 빛을 차단하기 위하여 일반적으로 옵티컬 아이솔레이터(isolator)를 사용한다.

상기 아이솔레이터란 마이크로파나 광파(光波)의 전송회로로 쓰이는 회로소자로서, 전송선로의 한쪽 방향에는 전자파를 전달할 수 있지만, 그 반대방향에는 전달할 수 없는 기능을 갖는다. 이 소자는 보통, 자성체가 갖는 큰 패러데이 회전 각을 이용한다.

이러한 아이솔레이터의 가격은 일반적으로 고가이며 유효 구경의 크기에 비례하여 그 가격이 상승하게 된다. 이는 광모듈의 저가격화에 커다란 장해 요인으로 작용한다. 즉, 일반적으로 사용된 유효구경 Φ 1.5 의 아이솔레이터는 대략 $70 정도로 고가이며 만약 저가(대략 $20)의 아이솔레이터를 사용하고자 한다면 가능한 한 페룰 쪽으로 아이솔레이터를 위치 시켜서 빔폭이 좁은 영역을 이용하여야 한다.

그러나, 이와 같이 페룰 쪽으로 아이솔레이터를 장착해야 하는 경우, 45도 필터 때문에 페룰 쪽으로 아이솔레이터를 위치시키기는 구조적으로 어려울 뿐만 아니라 수신단의 특성을 저하시키는 요인이 된다. 따라서 레이저 다이오드 쪽으로 이동을 시켜야 하는데, 이럴 경우 빔폭이 넓어지기 때문에 아이솔레이터의 유효 구경이 커질 수 밖에 없고 따라서 저가격을 실현하기가 어려운 문제점이 있었다.

본 발명은 상기한 종래의 제반 문제점을 해결하기 위한 것으로, 아이솔레이터를 레이저 다이오드와 일정간격을 확보하도록 페룰쪽으로 이동시켜 배치함으로써 작은 구경의 아이솔레이터(isolator)를 사용 가능하도록 하여 그 비용을 절감하고 구조를 단순화시키는 다이플렉서의 일체형 광모듈을 제공하는 데에 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 일체형 광모듈은, 일체형 다이플렉서 광모듈에 있어서, 광신호를 출력하는 레이저 다이오드; 상기 레이저 다이오 드의 전면에 설치되고, 상기 레이저 다이오드에서 출력된 광신호를 전달하는 렌즈; 상기 렌즈를 통하여 상기 레이저 다이오드로부터 출력된 광신호를 입력받는 아이솔레이터; 일측이 상기 아이솔레이터측에 배치되고, 타측이 광섬유와 연결되어 광신호를 입출력하는 글래스 페룰; 상기 글래스 페룰 하단에 형성되어 입사광을 50 내지 60 °의 각도로 굴절시켜 전달하는 내부 전반사 글래스; 상기 내부 전반사 글래스로부터 입사되는 광신호를 수신하는 수신기를 구비하며; 상기 아이솔레이터를 상기 레이저다이오드와 일정간격을 확보하도록 상기 글래스 페룰쪽으로 이동시켜 구성하는 것을 특징으로 한다.

상기 아이솔레이터는 상기 글래스 페룰의 전면에 밀착 배치되고, 그 유효구경 Φ이 0.2 ~ 1mm 인 것이 바람직하다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다.

도 4는 본 발명에 따른 일체형 광모듈의 구성을 나타낸 단면도이고, 도 5는 도 4의 단면 절개 사시도이다.

도시된 바와 같이, 본 발명은 일체형 다이플렉서 광모듈에 있어서, 레이저 다이오드(20), 렌즈(21), 아이솔레이터(22), 글래스 페룰(23), 내부 전반사 글래스(24), 광필터(26) 및 수신기(25)를 구비한다.

상기 레이저 다이오드(20)는 광신호를 출력하고, 렌즈(21)는 상기 레이저 다이오드(20)의 전면에 설치되고, 상기 레이저 다이오드(20)에서 출력된 광신호를 전달한다.

아이솔레이터(22)는 상기 렌즈(21)를 통하여 상기 레이저 다이오드(20)로부 터 출력된 광신호를 입력받는다. 전술한 바와 같이 아이솔레이터란 마이크로파나 광파(光波)의 전송회로로 쓰이는 회로소자로서, 전송선로의 한쪽 방향에는 전자파를 전달할 수 있지만, 그 반대방향에는 전달할 수 없는 기능을 갖는다.

글래스 페룰(23)은 일측이 상기 아이솔레이터(22)측에 배치되고, 타측이 광섬유와 연결되어 광신호를 입출력한다.

내부 전반사 글래스(24)는 상기 글래스 페룰(23) 하단에 형성되어 입사광을 50 내지 60 °의 각도로 굴절시켜 전달한다. 내부 전반사 글래스의 수신기측 표면은 특정 파장의 빛만 투과 할 수 있도록 필터가 형성 되어있다.
광필터(26)는 상기 글래스 페룰(23)의 전단에 밀착되며 상기 내부 전반사 글래스(24)로 광신호를 반사하는 역할을 한다.

수신기(25)는 상기 내부 전반사 글래스(24)로부터 입사되는 광신호를 수신한다.

여기서, 상기 아이솔레이터(22)를 상기 레이저다이오드(20)와 일정간격을 확보하도록 상기 글래스 페룰(23)쪽으로 이동시켜 구성한다.

이와 같은 구성으로, 아이솔레이터(22)를 레이저다이오드(20)와 일정간격을 확보하도록 하며 상기 렌즈(21)를 통하여 출력된 광신호를 입력받는 상기 아이솔레이터(22)의 유효구경이 작아지도록 아이솔레이터(22)를 글래스 페룰(23)쪽으로 이동시켜 상기 글래스 페룰(23)의 전면에 인접되어 배치되도록 함으로써 레이저다이오드(20)로부터 아이솔레이터(22)로 출력되는 빔폭을 좁게 할 수 있다.

따라서, 그 유효구경 Φ이 0.2 ~ 1mm 인 저가형의 아이솔레이터(22)를 적용하고, 이를 통하여 렌즈(21)를 통하여 상기 레이저 다이오드(20)로부터 출력된 광신호를 입력받고, 이 광신호를 글래스 페룰(23)로 전달한다.

글래스 페룰(23)은 그 하단의 내부 전반사 글래스(24) 및 그 후단의 광섬유에 상기 광신호를 입출력하며, 내부 전반사 글래스(24)는 상기 글래스 페룰(23) 하 단에 형성되어 입사광을 50 내지 60 °의 각도로 굴절시켜 전달한다.

수신기(25)는 상기 내부 전반사 글래스(24)로부터 입사되는 광신호를 수신한다. 따라서, 아이솔레이터를 레이저다이오드와 일정간격을 확보하도록 글래스 페룰쪽으로 이동시켜 빔폭을 좁게 하여 상기한 저가의 작은 구경의 아이솔레이터(isolator)를 사용하도록 하여 비용을 절감하고 구조를 단순화시키게 된다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 또한 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 기재된 청구범위 내에 있게 된다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 일체형 광모듈은, 다이플렉서의 일체형 광모듈에 있어서, 아이솔레이터를 레이저 다이오드와 일정간격을 확보하도록 글래스 페룰쪽으로 이동시켜 작은 구경의 아이솔레이터(isolator)를 사용하도록 함으로써 구조를 단순화시키는 효과가 있다. 또한, 이와 같은 구조로 제작을 하게 되면 유효구경 Φ이 0.2 ~ 1mm 의 작은 크기의 아이솔레이터를 사용 할 수가 있어서 저가격을 실현 할 수 있다.

Claims (2)

1. 일체형 다이플렉서 광모듈에 있어서,

   광신호를 출력하는 레이저 다이오드(20);

   상기 레이저 다이오드(20)의 전면에 설치되고, 상기 레이저 다이오드(20)에서 출력된 광신호를 전달하는 렌즈(21);

   상기 렌즈(21)를 통하여 상기 레이저 다이오드(20)로부터 출력된 광신호를 입력받는 아이솔레이터(22);

   일측이 상기 아이솔레이터(22)측에 배치되고, 타측이 광섬유와 연결되어 광신호를 입출력하는 글래스 페룰(23);

   상기 글래스 페룰(23) 하단에 형성되어 입사광을 50 내지 60 °로 굴절시켜 전달하는 내부 전반사 글래스(24);

   상기 글래스 페룰(23)의 전단에 밀착되며 상기 내부 전반사 글래스(24)로 광신호를 반사하는 광필터(26);

   상기 내부 전반사 글래스(24)로부터 입사되는 광신호를 수신하는 수신기(25)를 구비하며;

   상기 아이솔레이터(22)가 상기 레이저다이오드(20)와 일정간격을 확보하도록 하며 상기 렌즈(21)를 통하여 출력된 광신호를 입력받는 상기 아이솔레이터(22)의 유효구경이 작아지도록 상기 글래스 페룰(23)의 전면에 인접되어 배치되는 것을 특징으로 하는 일체형 광모듈.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 아이솔레이터(22)는 그 유효구경 Φ이 0.2 ~ 1mm 인 것을 특징으로 하는 일체형 광모듈.

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