KR101051269B1 - 광아이솔레이터가 부착된 리셉터클 - Google Patents

Abstract

광아이솔레이터를 리셉터클에 장착할 때, 공정의 수와 공정시간을 줄이고 리셉터클의 물리적, 광학적 특성을 향상시키며 스터브의 전면에 에폭시나 용접 등에 의한 불량을 제거하는 리셉터클을 제공한다. 그 리셉터클은 슬리브에 압입되며 일측에 경사진 면을 가진 스터브의 경사진 면에 물리적으로 밀착되어 부착되는 광아이솔레이터 및 슬리브 및 스터브를 내재하며 광아이솔레이터를 수용하기 위하여 광아이솔레이터에 정합되도록 형성된 하우징 홈이 형성된 하우징을 포함한다.

광아이솔레이터, 리셉터클, 경사, 하우징 홈

Description

광아이솔레이터가 부착된 리셉터클{Receptacle with an optical isolator}

본 발명은 광통신에 사용되는 리셉터클(receptacle)에 관한 것으로, 보다 상세하게는 광아이솔레이터(optical isolator)가 직접적으로 부착된 리셉터클에 관한 것이다.

광트랜시버의 출사단 TO-캔(can)에서 광은 광아이솔레이터를 지나 광파이버에 입사하게 된다. 광파이버는 세라믹 스터브 내에 존재하며, 일반적으로 스터브는 연마 과정을 통해 사용자가 원하는 각도로 연마되며, 보통은 4ㅀ, 6ㅀ, 8ㅀ로 연마된 스터브를 사용한다.

이때 스터브에 입사하는 광은 일부가 반사하여 다시 TO-캔으로 입사가 되어 광출력의 품질에 영향을 주게 되는데, 이를 방지하기 위하여 광아이솔레이터를 부착하게 된다. 광아이솔레이터는 편광자, 페러데이 로테이터, 검광자, 마그네틱으로 구성된다. 페러데이 회전자는 일정한 자기장 하에서 수평 편광을 입사하면 일정한 각도로 입사광의 편광면을 시계방향(혹은 반시계 방향) 45ㅀ만큼 회전시키게 되고, 반사되어 오는 45ㅀ 편광된 반사광은 다시 페러데이 로테이터를 지나면서 45ㅀ만큼 회전하여 편광면이 90ㅀ로 회전하게 되어 수평편광자를 통과할 수 없게 된다. 이러 한 원리로서 대부분의 광아이솔레이터는 TO-캔에서 광간섭을 줄이는 수동소자로 사용된다.

한편, 광아이솔레이터를 포함한 모듈의 부피를 줄이기 위해서는 TO-캔, 광아이솔레이터, 리셉터클의 일체형으로 형성하는 것이 요구하며, 이를 위해 광아이솔레이터와 리셉터클을 직접 접촉시키는 방법을 사용한다.

종래에는 직접 접촉시키는 방법으로 1) 별도의 기구물로 광아이솔레이터를 고정시키고, 이를 리셉터클에 고정시키기 위해 레이저용접을 하는 방법 2) 광아이솔레이터를 스터브 전면에 직접 부착하여 고정시키고, 마그넷을 리셉터클 하우징의 기구물에 고정시키는 방법 3) 스터브의 측면 일부에 U홈을 만들어, 여기에 광아이솔레이터를 삽입하여 고정하는 방법 등 다양하게 존재한다.

하지만, 종래와 같이 별도의 기구물을 사용하게 되면 광아이솔레이터를 포함한 모듈을 제조하는 공정의 수와 공정시간이 늘어나게 된다. 또한 광아이솔레이터를 리셉터클에 고정시키기 위한 레이저 용접, 광아이솔레이터를 스터브에 부착시키기 위한 접착제 사용은 스터브 전면에 불량을 야기할 수 있다. 스터브 전면에 불량이 발생하면 리셉터클의 물리적 및 광학적 특성이 저하될 수 있다.

따라서 본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 광아이솔레이터를 리셉터클에 장착할 때, 공정의 수와 공정시간을 줄이고 스터브의 전면에 접착제나 용접 등에 의한 불량을 제거하여 리셉터클의 물리적 및 광학적 특성을 향상시키는 리셉 터클을 제공하는 데 있다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 리셉터클은 슬리브와, 상기 슬리브에 압입되며 일측에 경사진 면을 가진 스터브 및 상기 스터브의 경사진 면에 물리적으로 밀착되어 부착되는 광아이솔레이터를 포함한다. 또한 상기 슬리브 및 스터브를 내재하며, 상기 광아이솔레이터를 수용하기 위하여 상기 광아이솔레이터에 정합되도록 형성된 하우징 홈이 형성된 하우징을 포함한다.

본 발명의 바람직한 리셉터클에 있어서, 상기 광아이솔레이터는 상기 하우징 홈의 외부로 일부가 노출될 수 있고, 상기 광아이솔레이터는 상기 하우징 홈의 내재될 수 있다. 또한, 상기 광아이솔레이터와 상기 하우징 홈이 만나는 부분을 접착제에 의해 고정시킬 수 있다.

본 발명의 광아이솔레이터가 장착된 리셉터클에 의하면, 별도의 기구물이나 마그넷 분리형 직접 아이솔레이터의 스터브 고정 방법을 사용하지 않고, 리셉터클 하우징을 우물 형태로 가공하고 여기에 아이솔레이터 패키징을 측면에 에폭시를 묻혀 직접 조립함으로써, 공정 수와 공정 시간을 줄이고 리셉터클의 물리적, 광학적 특성을 향상시킬 수 있으며 스터브 전면에 접착제를 묻힌다던지 레이저용접을 하면서 생길 수 있는 불량을 예방할 수 있다.

이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한 다. 다음에서 설명되는 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술되는 실시예에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 실시예들은 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이다.

본 발명의 실시예는 광아이솔레이터를 리셉터클에 간단하게 고정시켜 공정의 수와 공정시간을 줄이고 광아이솔레이터를 스터브에 직접 부착하여 리셉터클의 물리적, 광학적 특성을 향상시키고 스터브 전면의 오염을 방지할 수 있는 리셉터클에 대해 설명할 것이다.

도 1은 본 발명의 하나의 실시예에 의한 광아이솔레이터가 부착된 제1 리셉터클(100)을 나타내는 단면도들이다.

도 1을 참조하면, 제1 리셉터클(100)은 스플릿된 슬리브(12)에 탄성적인 유지되도록 끼워진 스터브(16)와, 스터브(16)와 슬리브(12)를 하우징(10)에 고정시키는 보조기구(16)를 포함한다. 이때, 스터브(16)는 산화 지르코늄(zirconia), 알루미나(alumina) 등의 세라믹 또는 유리로 이루어진 페룰(ferrule; 13)의 중심부를 지나도록 끼워진 광파이버(14)로 구성된다.

스터브(16)의 일단면(40)은 단면(40)에서의 반사를 막는 목적으로 광신호의 입사축, 예컨대 광파이버(14)의 연장방향에 수직한 평면에 대하여 4~15ㅀ의 각도(θ)의 경사를 갖도록 연마된다. 광아이솔레이터(36)는 연마된 면(40)에 직접 접촉되도록 밀착된다. 따라서 광아이솔레이터(36)는 연마된 각도(θ)만큼 하우징(10)에 대해서도 경사진 상태로 밀착된다. 여기서, 밀착된다는 것의 의미는 광아이솔레이 터(36)를 종래와 같이 접착제를 이용하여 스터브(16)의 일단면(40)에 부착하는 것이 아니고, 물리적으로 상기 일단면(40)에 광아이솔레이터(36)를 정렬되도록 연결시킨다는 의미이다.

광아이솔레이터(36)는 투과 편광방향이라고 직교하는 편광 방향을 흡수하는 편광자(33), 원하는 편광 성분의 광만을 통과시키는 검광자(31), 예를 들어 Tb, Gd, Ho을 첨가한 Bi 치환 가넷(garnet)이나 YIG 가넷(garnet)으로 이루어진 페러데이 회전자(32) 및 회전자(32)에 자장을 인가하기 위한 마그네틱(34)으로 구성된다. 페러데이 회전자(32)는 일정한 자기장 하에서 수평 편광을 입사하면 일정한 각도로 입사광의 편광면을 시계방향(혹은 반시계 방향) 45ㅀ만큼 회전시키게 되고, 반사되어 오는 45ㅀ로 편광된 반사광은 다시 페러데이 회전자(32)를 지나면서 45ㅀ만큼 회전하여 편광면이 90ㅀ로 회전하게 되어 수평편광자를 통과할 수 없게 된다.

한편, 하우징(10)은 스터브(16), 슬리브(12), 보조기구(16) 및 광아이솔레이터(36)를 내재하도록 하는 통형 구조로 이루어졌다. 또한 하우징(10)의 일측, 광아이솔레이터(36)가 부착되는 부분은 스터브(16)에 경사지어 부착된 광아이솔레이터(36)가 밀착되어 끼워지도록 하우징(10)의 둘레를 따라 하우징 홈(20)이 형성되어 있다. 하우징 홈(20)의 중심부는 스터브(16)와 보조기구(18)가 내재되도록 구멍이 형성되어 있다.

구체적으로, 광아이솔레이터(36)를 수용하는 하우징 홈(20)은 광아이솔레이터(36)의 경사진 각(θ)에 따라 깊이가 변화되며, 광아이솔레이터(36)의 이동을 정지시키는 걸림턱(22)도 스터브(16)의 연마면(40)과 일직선을 이루도록 경사지어 있 다. 다시 말해, 도시된 바와 같은 단면으로 설명하면, 상기 경사진 각(θ)을 유지하도록 일측의 홈의 깊이는 h1, 타측의 홈의 깊이는 h2를 가진다. 이와 같은 깊이 변화는 경사진 홈을 이루기 위하여 하우징(10)의 둘레를 따라 변화된다. 이에 따라, 광아이솔레이터(36)는 부분적으로는 하우징(10)에 밀착되고, 나머지 부분은 하우징(10)으로부터 노출되도록 삽입된다.

한편, 광아이솔레이터(36)와 하우징 홈(20)이 만나는 부분은 접착제(50)에 의해 고정된다. 접착제(50)에 의해 고정되면 광아이솔레이터(36)와 스터브(16)의 오정렬을 방지할 수 있다. 한편, 접착은 광아이솔레이터(36)와 하우징 홈(20)이 만나는 둘레를 따라 전체를 진행할 수도 있고, 필요에 따라 부분적으로 접착할 수도 있다. 접착제(50)는 그 종류를 한정하지 않으나, 에폭시와 같은 경화형 접착제가 바람직하다.

본 발명의 제1 리셉터클(100)에 의하면, 광아이솔레이터(36)는 하우징 홈(20)에 의해 스터브(16)에 정합되도록 밀착되고, 움직임을 방지하도록 하우징(10)에 접착됨으로써, 제1 리셉터클(100)의 기계적인 안정성을 부여하고 광학적인 특성을 향상시킬 수 있다. 또한 광아이솔레이터(36)와 스터브(16)를 접착제를 사용하지 않고 고정시키고, 광아이솔레이터(36)를 하우징(10)에 용접하는 것이 없이 부착함으로써, 접착이나 용접 등에 의한 제1 리셉터클(100)의 물성 저하를 방지할 수 있다. 나아가, 광아이솔레이터(36)를 하우징 홈(20)에 끼워서 고정하는 방식이므로 광아이솔레이터(36)를 고정하는 방법을 단순화할 수 있다.

도 2는 본 발명의 다른 실시예에 의한 광아이솔레이터가 부착된 제2 리셉터 클(200)을 나타내는 단면도들이다. 여기서는 광아이솔레이터(36)를 하우징(60)에 고정하는 방법이 제1 리셉터클(100)과 다른 점이다. 제2 리셉터클(200)의 대부분의 구조는 제1 리셉터클(100)과 동일하므로, 기본적인 구조는 도 1을 참조하기로 한다.

도 2에 의하면, 광아이솔레이터(36)는 하우징(60)에 형성된 하우징 홈(70)에 삽입되어 접착제(50)에 의해 고정된다. 하우징 홈(70)은 제1 리셉터클(100)에서와 같이 걸림턱(72)을 포함하며, 광아이솔레이터(36)를 내포하도록 단면으로 보아 둘레를 따라 h3 및 h4 등으로 깊이가 변화된다.

본 발명의 제2 리셉터클(200)에 의하면, 광아이솔레이터(36), 스터브(16)의 크기나 용도에 따라 리셉터클의 설계를 변경하는 경우에 적용될 수 있다. 다시 말해, 광아이솔레이터(36)는 제1 리셉터클(100)에서와 같이 일부가 하우징의 외부로 노출될 수도 있지만, 제2 리셉터클(200)처럼 외부로 노출되지 않고 하우징에 내재하는 형태로 설계될 수 있다.

이상, 본 발명은 바람직한 실시예를 들어 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형이 가능하다.

도 1은 본 발명에 의한 광아이솔레이터가 부착된 제1 리셉터클을 나타내는 단면도들이다.

도 2는 본 발명에 의한 광아이솔레이터가 부착된 제2 리셉터클을 나타내는 단면도들이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

10; 하우징 12; 슬리브

16; 스터브 18; 보조기구

20, 70; 하우징 홈 36; 광아이솔레이터

50; 접착제

Claims (4)

1. 슬리브;

   상기 슬리브에 압입되며 일측에 경사진 면을 가진 스터브;

   상기 스터브의 경사진 면에 물리적으로 밀착되어 부착되는 광아이솔레이터; 및

   상기 슬리브 및 스터브를 내재하며, 상기 광아이솔레이터를 수용하기 위하여 상기 광아이솔레이터에 정합되도록 형성된 하우징 홈이 형성된 하우징을 포함하는 광아이솔레이터가 부착된 리셉터클.
2. 제1항에 있어서, 상기 광아이솔레이터는 상기 하우징 홈의 외부로 일부가 노출되는 것을 특징으로 하는 광아이솔레이터가 부착된 리셉터클.
3. 제1항에 있어서, 상기 광아이솔레이터는 상기 하우징 홈의 외부로 노출되지 않고 상기 하우징 홈에 내재되는 것을 특징으로 하는 광아이솔레이터가 부착된 리셉터클.
4. 제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 광아이솔레이터와 상기 하우징 홈이 만나는 부분을 접착제에 의해 고정시키는 것을 특징으로 하는 광아이솔레이터가 부착된 리셉터클.

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