KR101127633B1 - 반사 노이즈를 감소시키는 구조를 갖는 양방향 광 서브 어셈블리 - Google Patents

반사 노이즈를 감소시키는 구조를 갖는 양방향 광 서브 어셈블리 Download PDF

Info

Publication number
KR101127633B1
KR101127633B1 KR1020100127670A KR20100127670A KR101127633B1 KR 101127633 B1 KR101127633 B1 KR 101127633B1 KR 1020100127670 A KR1020100127670 A KR 1020100127670A KR 20100127670 A KR20100127670 A KR 20100127670A KR 101127633 B1 KR101127633 B1 KR 101127633B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
optical
optical fiber
opening
transmitter
transmission signal
Prior art date
Application number
KR1020100127670A
Other languages
English (en)
Inventor
황미희
신동진
윤석한
정은교
Original Assignee
주식회사 오이솔루션
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 오이솔루션 filed Critical 주식회사 오이솔루션
Priority to KR1020100127670A priority Critical patent/KR101127633B1/ko
Priority to US13/176,706 priority patent/US20120148256A1/en
Priority to CN201110312285.9A priority patent/CN102565969B/zh
Application granted granted Critical
Publication of KR101127633B1 publication Critical patent/KR101127633B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24—Coupling light guides
    • G02B6/42—Coupling light guides with opto-electronic elements
    • G02B6/4201—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details
    • G02B6/4246—Bidirectionally operating package structures
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24—Coupling light guides
    • G02B6/42—Coupling light guides with opto-electronic elements
    • G02B6/4201—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details
    • G02B6/4204—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details the coupling comprising intermediate optical elements, e.g. lenses, holograms
    • G02B6/4207—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details the coupling comprising intermediate optical elements, e.g. lenses, holograms with optical elements reducing the sensitivity to optical feedback
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
    • H04B10/25—Arrangements specific to fibre transmission
    • H04B10/2589—Bidirectional transmission
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
    • H04B10/40—Transceivers

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Optical Couplings Of Light Guides (AREA)

Abstract

본 발명은 광섬유, 45도필터를 통과한 광 송신신호를 상기 광섬유를 통해 외부로 전송하는 송신부, 상기 광섬유를 통해서 외부로부터 수신된 광 수신신호 중 상기 45도필터에 의해 반사되고 0도필터를 통과하는 상기 광 수신신호를 수신하는 수신부 및 상기 광섬유, 상기 송신부 및 상기 수신부의 일부를 둘러싸는 몸체를 갖추어 이루어진 반사 노이즈를 감소시키는 구조를 갖는 양방향 광 서브 어셈블리에 있어서, 상기 송신부의 일부를 감싸고, 상기 송신부에서 상기 광섬유로 상기 광 송신신호의 통로를 제공하기 위한 개구를 갖춘 캡 하우징; 및 상기 몸체의 내부에서 상기 45도필터 및 상기 0도필터를 부착하는 필터 홀더;를 갖추어 이루어지되, 상기 캡 하우징의 개구가, 상기 광 송신신호를 손실없이 통과시키면서, 상기 광섬유에 의해서 반사되어 상기 송신부로 유입되는 것을 차단할 수 있도록, 개구의 최소값(Xmin) 내지 개구의 최대값(Xmax)으로 설계되고, 상기 필터 홀더는, 상기 45도필터와 연결되는 제 1 통로 및 상기 0도필터와 연결되는 제 2 통로를 포함하고, 상기 광 송신신호가 상기 광섬유에 반사되어 상기 수신부로 유입되는 것을 차단하도록, 상기 제 1 통로의 크기가 설정 필터 홀더 크기(dh)로 설계되는 것을 특징으로 한다.

Description

반사 노이즈를 감소시키는 구조를 갖는 양방향 광 서브 어셈블리{BIDIRECTIONAL OPTICAL SUB ASSEMBLY HAVING STRUCTURE TO REDUCE REFLECTION NOISE}
본 발명은 양방향 광 서브 어셈블리에 관한 것으로, 보다 상세하게는 광통신 양방향 광 서브 어셈블리 내부에서 발생하는 광 반사에 의한 노이즈를 감소시키는 구조를 갖추어서 신호 왜곡을 줄여주는 양방향 광 서브 어셈블리에 관한 것이다.
일반적으로, 광통신용 트랜시버(Transceiver)는 레이저 다이오드(LD : Laser Diode)를 이용하여 광통신을 하는 송신용 트랜스미터와 포토 다이오드(PD : Photo Diode)을 이용하여 광통신을 하는 수신용 리시버로 구분된다. 최근에는 송신용 트랜스미터와 수신용 리시버를 하나로 구성하는 양방향 트랜시버가 주류로 사용되고 있다. 이런 양방향 트랜시버가 주류로 구성된 구조를 양방향 광 서브 어셈블리(Bidirectional Optical Sub Assembly; BOSA)라고 한다.
도 1은 종래의 양방향 광 서브 어셈블리의 구조도를 도시한다. 도 1을 참고하면, BOSA는 송신부(100), 캡 하우징(110), 아이솔레이터(120), 수신부(130), 광섬유(140), 광필터(150), 필터 홀더(160) 및 몸체(170)를 포함한다. 송신부(100)인 반도체 레이저 다이오드에서 광이 발진하여 광섬유(160)에 집속된다. 또한, 수신부(130)인 반도체 포토 다이오드가 광섬유(140)를 통해 전송되는 광신호를 수신한다.
이때 아이솔레이터(120)는 송신부(100)인 반도체 레이저 다이오드를 광원으로 하는 광통신에서, 송신부(100)의 광 송신신호의 일부가 광 부품 혹은 커넥터에 의해 반사되고, 송신부(100)로 재입사되어 발생하는 반사 노이즈를 차단하기 위해서, 송신부(100)와 광섬유(140) 사이에 구성된다.
이런 아이솔레이터(120)는 편광자, 검광자 및 패러데이 회전자로 구성될 수 있다. 편광자와 검광자는 광의 특정한 방향 성분에 대해서만 투과시키며, 패러데이 회전자는 통과하는 광의 편광 방향을 45도 회전시킨다.
따라서, 송신부(100)에서 발진된 광 송신신호는 광 전송방향으로 진행하고, 아이솔레이터(120)의 패러데이 회전자를 통과하게 되면 편광 방향이 45도 회전하여 검광자를 통과하게 된다. 이때, 광섬유(140) 단면 또는 BOSA 내부에서 재 반사하여 송신부(100) 쪽으로 광 송신신호가 진행하면 패러데이 회전자에서 45도 회전하여 편광자에 의해서 반사된 광 송신신호가 차단되는 원리이다.
특히, 광통신에서 장거리 전송을 하게 되면 광의 산란, 흡수, 분산 등에 의해 광의 출력이 감소하고, 내부 노이즈로 인하여 파형 왜곡이 발생한다. 내부 노이즈는 장거리 송신시 광통신의 전송 품질을 떨어지게 함으로 BOSA에 있어서 아이솔레이터(120)는 장거리 전송을 위하여 필수적인 구성요소이다.
하지만, 이런 아이솔레이터(120)는 고가의 광학 부품으로 BOSA 모듈의 가격 상승의 주된 요인이 되고, 제조 공정의 추가를 가져오게 되는 문제점이 있다. 따라서, BOSA 구조를 갖는 모듈에 있어 아이솔레이터(120)를 구비하지 않고도 반사 노이즈를 감소시켜 파형 왜곡을 방지하는 BOSA 구조에 대한 요구가 증대되고 있다.
본 발명은 상기의 문제를 해결하기 위한 것으로, 아이솔레이터를 구비하지 않고도 송신부에서 발진된 광 송신신호가 광섬유, 필터 홀더 등에 의해서 반사되어 송신부로 재 입사됨으로써 발생하는 반사 노이즈를 감소시키도록 캡 하우징의 개구의 직경값 및 필터 홀더 내의 광 송신신호가 통과하는 통로의 크기를 최적으로 설계하고, 몸체의 일부에 광을 흡수하는 흡수체를 구성하는 구조를 갖춤으로써, 반사 노이즈를 감소시키는 구조를 갖는 양방향 광 서브 어셈블리를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명의 실시 예에 따른 반사 노이즈를 감소시키는 구조를 갖는 양방향 광 서브 어셈블리는, 광섬유, 45도필터를 통과한 광 송신신호를 상기 광섬유를 통해 외부로 전송하는 송신부, 상기 광섬유를 통해서 외부로부터 수신된 광 수신신호 중 상기 45도필터에 의해 반사되고 0도필터를 통과하는 상기 광 수신신호를 수신하는 수신부 및 상기 광섬유, 상기 송신부 및 상기 수신부의 일부를 둘러싸는 몸체를 갖추어 이루어진 반사 노이즈를 감소시키는 구조를 갖는 양방향 광 서브 어셈블리에 있어서, 상기 송신부의 일부를 감싸고, 상기 송신부에서 상기 광섬유로 상기 광 송신신호의 통로를 제공하기 위한 개구를 갖춘 캡 하우징; 및 상기 몸체의 내부에서 상기 45도필터 및 상기 0도필터를 부착하는 필터 홀더;를 갖추어 이루어지되, 상기 캡 하우징의 개구가, 상기 광 송신신호를 손실없이 통과시키면서, 상기 광섬유에 의해서 반사되어 상기 송신부로 유입되는 것을 차단할 수 있도록, 개구의 최소값(Xmin) 내지 개구의 최대값(Xmax)으로 설계되고, 상기 필터 홀더는, 상기 45도필터와 연결되는 제 1 통로 및 상기 0도필터와 연결되는 제 2 통로를 포함하고, 상기 광 송신신호가 상기 광섬유에 반사되어 상기 수신부로 유입되는 것을 차단하도록, 상기 제 1 통로의 크기가 설정 필터 홀더 크기(dh)로 설계되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시 예에 따른 반사 노이즈를 감소시키는 구조를 갖는 양방향 광 서브 어셈블리는, 상기 송신부가, 상기 광섬유에 입사하는 상기 광 송신신호의 광축에 일치되도록 정렬되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시 예에 따른 반사 노이즈를 감소시키는 구조를 갖는 양방향 광 서브 어셈블리는, 상기 개구의 최소값(Xmin)이, Xmin = 2×((F-D-L)×tanθ) (여기서, D는 송신부의 렌즈 캡에서 상기 개구까지의 거리, F는 송신부의 렌즈의 초점거리, L는 송신부의 렌즈 캡 높이 및 θ는 렌즈에서 발산되는 광의 각도를 의미) 에 의해서 상기 개구의 최소값(Xmin)이 연산되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시 예에 따른 반사 노이즈를 감소시키는 구조를 갖는 양방향 광 서브 어셈블리는, 상기 개구의 최대값(Xmax)이, Xmax = Xmin + 300㎛ 인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시 예에 따른 반사 노이즈를 감소시키는 구조를 갖는 양방향 광 서브 어셈블리는, 상기 설정 필터 홀더 크기(dh)가, 0.4 mm 내지 0.6 mm 인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시 예에 따른 반사 노이즈를 감소시키는 구조를 갖는 양방향 광 서브 어셈블리는, 상기 몸체가, 상기 광섬유에 의해서 반사되어 상기 몸체의 내벽에 도달하는 상기 광 송신신호를 흡수하는 흡수체를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시 예에 따른 반사 노이즈를 감소시키는 구조를 갖는 양방향 광서브 어셈블리는, 상기 광섬유의 경사진 면의 방향이 상기 필터 홀더와 같은 방향으로 구성하여 내부반사에 의한 광을 흡수체가 있는 방향으로 유도함으로써 내부 반사를 감소시키는 구조를 갖는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 반사 노이즈를 감소시키는 구조를 갖는 양방향 광 서브 어셈블리는, 아이솔레이터를 구비하지 않고도 송신부에서 발진된 광 송신신호가 광섬유, 필터 홀더 등에 의해서 반사되어 송신부로 재 입사됨으로써 발생하는 반사 노이즈를 감소시키도록 캡 하우징의 개구의 직경값 및 필터 홀더 내의 광 송신신호가 통과하는 통로의 크기를 최적으로 설계하고, 몸체의 일부에 광을 흡수하는 흡수체를 구성하는 구조를 갖춤으로써, 반사 노이즈를 감소시키는 효과가 있다.
도 1은 종래의 양방향 광 서브 어셈블리의 구조도,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 양방향 광 서브 어셈블리의 구조도,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 양방향 광 서브 어셈블리의 캡 하우징의 개구의 단면도,
도 4a는 본 발명의 일 실시예에 따른 양방향 광 서브 어셈블리의 필터 홀더의 단면도,
도 4b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 양방향 광 서브 어셈블리의 필터 홀더의 단면도,
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 송신부의 중심축과 광섬유의 정렬축이 정렬된 단면도,
도 6a,6b는 아이솔레이터를 구비하지 않은 경우의 양방향 광 서브 어셈블리의 아이 다이어그램(eye diagram) 측정결과,
도 6c는 본 발명에 따른 반사 노이즈를 감소시키는 구조를 갖춘 양방향 광 서브 어셈블리의 아이 다이어그램(eye diagram) 측정결과,
도 7a는 종래 BOSA의 광 경로 추적 시뮬레이션 결과,
도 7b는 본 발명의 일 실시예에 따른 광섬유와 필터홀더가 반대방향일 경우의 광 경로 추적 시뮬레이션 결과,
도 7c는 본 발명의 다른 실시예에 따른 광섬유와 필터홀더가 같은방향일 경우의 광 경로 추적 시뮬레이션 결과이다.
이하 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있는 가장 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 양방향 광 서브 어셈블리의 구성도를 도시한다. 도 2를 참고하면, 반사 노이즈를 감소시키는 구조를 갖는 양방향 광 서브 어셈블리는 송신부(100), 캡 하우징(110), 개구(112), 수신부(130), 광섬유(140), 광필터(150,152), 필터 홀더(160), 몸체(170) 및 흡수체(172)를 포함할 수 있다.
송신부(100)는 광 송신신호를 발진하여 광섬유(140)를 통해서 광 송신신호를 외부로 전송할 수 있다. 바람직하게는 송신부(100)는 레이저 다이오드(Laser Diode; LD)로 구성될 수 있다.
캡 하우징(110)은 송신부(100)를 둘러싸도록 구성되고, 송신부(100)에서 발진된 광 송신신호를 광섬유(140)로 전달되도록 통로 역할을 하는 개구(112)를 포함할 수 있다.
개구(112)는 송신부(100)에서 발진된 광 송신신호가 광섬유(140)로 입사될 수 있도록 캡 하우징(110)을 통과하는 통로 역할을 하고, 캡 하우징(110)의 일부 영역에 형성될 수 있다. 이런 개구(112)의 직경은 손실없이 송신부(100)에서 발진된 광 송신신호를 통과시키기 위해서는 광 송신신호의 크기와 같거나 더 크게 설계되어야 한다. 또한, 광섬유(140)에 의해서 반사된 광 송신신호가 개구(112)를 통해 송신부(100)로 입사되는 것을 차단하기 위해서 개구(112)의 최대값(Xmax) 이하로 개구(112)의 크기를 설정해야한다. 이러한 개구(112)의 직경(X)의 설계 조건에 대해서는 이하에서 상세히 설명한다.
수신부(130)는 광섬유(140)를 통해 외부로부터 전송된 광 수신신호를 수신함으로써 광통신을 할 수 있다. 바람직하게는 수신부(130)는 포토 다이오드(Photo Diode)로 구성될 수 있다.
광필터(150,152)는 45도필터(150) 및 0도필터(152)로 구성될 수 있다. 45도필터(150)는 송신부(100)로부터의 광 송신신호를 통과시키면서, 광섬유(140)를 통해 외부로부터 수신한 광 수신신호에 대해서는 0도필터(152)로 반사시킬 수 있다. 0도필터(152)는 반사된 광 수신신호를 통과시켜서 수신부(130)로 전달할 수 있다.
광섬유(140)는 코어 및 그것을 둘러싼 클래딩으로 구성될 수 있다(미도시). 광섬유(140)는 광 송신신호의 에너지를 코어 및 코어 부근의 클래딩 속에 가두어져서 근거리 또는 원거리로 전송되는 기능을 수행한다. 일반적으로 광섬유의 클래딩의 표면에는 수지가 유리표면을 기계적으로 보호하기 위해 코팅된다. 광섬유(140)는 용도에 따라 필요한 기능 또는 요구되는 특성이 다르고 중점을 두는 설계조건에 따라 다양하게 설계될 수 있다.
필터 홀더(160)는 외부에 45도필터(150) 및 0도필터(152)를 부착할 수 있다. 또한, 필터 홀더(160)는 광섬유(140)의 소정 영역이 필터 홀더(160)의 내부에 삽입되어 결합될 수 있도록 구성될 수 있다. 필터 홀더(160)의 내부에는 45도필터(150)와 연결되어 광 송신신호가 통과하는 제 1 통로(162)와 0도필터(152)와 연결되어 광 수시신신호가 통과하는 제 2 통로(164)를 포함할 수 있다. 이때, 45도필터(150)를 통과한 광 송신신호가 광섬유(140)에 의해서 반사되어 수신부(130)로 유입되는 것을 방지하기 위해 제 1 통로(162)의 크기를 소정의 설정 필터 홀더 크기(dh)로 설계할 수 있다. 이런 설정 필터홀더 크기를 연산하는 방법은 이하에서 상세히 설명한다.
몸체(170)는 캡 하우징(110)의 일부, 수신부(130)의 일부, 광섬유(140)의 일부, 광필터(150,152), 필터 홀더(160)를 포함하도록 구성될 수 있다. 몸체(170)는 광 송신신호 또는 광 수신신호가 외부로 빠져나가지 않도록 구성될 수 있고, 몸체(170) 내부에서 반사되는 광 송신신호 또는 광 수신신호를 흡수하는 흡수체(172)를 더 포함할 수 있다.
흡수체(172)는 반사된 광 송신신호 또는 광 수신신호를 흡수하기 위해서 바람직하게는 흡수계수가 뛰어난 Cu, Cr, Mo, Fe, Ni, 무정형 Si, SiC, Ge, WSi2, Ti, TiN, Ta, TiW, Co, SiGe, TiSi2, CrSi2, MoSi2, FeSi2, CoSi2, NiSi2, CrN 및 Mo2N 중에서 선택된 적어도 1개로 구성될 수 있다.
따라서, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면, 아이솔레이터(120)를 구비하지 않으면서도 BOSA 구조 내부에서 발생하는 반사에 의한 노이즈를 감소시킬 수 있는 구조를 갖는 양방향 광 서브 어셈블리를 제공할 수 있다. 이로인해 BOSA 모듈의 제조 단가를 낮출 수 있고, BOSA 모듈의 제조 공정이 단순해지는 효과를 제공할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 양방향 광 서브 어셈블리의 캡 하우징의 개구의 구조도를 도시한다. 도 3을 참조하면 송신부(100)로부터 발진되어 나가는 광 송신신호가 손실없이 캡 하우징(110)을 통과하고, 통과된 광 송신신호가 광섬유(140)에 의해서 반사되어 송신부(100)로 재입사되는 것을 감소시키기 위해서, 캡 하우징(110)의 개구(112)의 직경(X)는 광 송신신호의 크기에 따라 설계될 수 있다.
광 송신신호의 크기는 다음 식에 의해서 연산할 수 있다.
Xmin = 2×((F-D-L)×tanθ)
여기서, F는 초점거리이고, D는 송신부의 렌즈 캡에서 개구까지의 거리, L는 렌즈 캡의 높이, θ는 송신부의 렌즈 캡에서 발산되는 광의 각을 의미한다.
개구(112)의 최소값(Xmin)은 광 송신신호가 캡 하우징(110)을 손실없이 통과하기 위한 최소한의 개구(112)의 직경(X) 크기를 의미한다. 따라서, 개구의 최소값(Xmin)은 광 송신신호의 크기 이상으로 설계해야 한다.
다만, 개구(112)의 직경(X) 크기가 너무 크게 설계될 경우에는 광섬유(140)에 의해 반사된 광 송신신호가 다시 개구(112)를 통해 송신부(100)로 유입될 수 있다. 따라서, 개구(112)의 직경(X)은 개구의 최대값(Xmax) 이하로 설계되어야 한다.
이러한 개구의 최대값(Xmax)은 개구의 최소값(Xmin)보다 약 200 ~ 300㎛ 정도 더 크게 설계하는 것이 바람직하다.
예컨대, 광 송신신호가 송신부(100)의 전단부를 구성하는 렌즈(예컨대, 초점거리(F)는 10.18mm, NA(광섬유 측) 0.1)를 투과하여 광섬유(140)에 집속할 때의 각도(θ)는 일반적으로±5.73°이다. 송신부(100)에 포함되는 렌즈의 캡에서 개구(112)까지의 거리(D)가 3mm이면, 개구(112)를 통과하는 광 송신신호의 크기는 660㎛로 연산된다. 이때 개구(112)의 직경(X)은, 광 송신신호의 크기보다는 크거나 적어도 같아야 하므로, 개구(112)의 직경(X)은 최소 660㎛ 이상이 되어야 한다. 개구(112)의 직경(X)이 광 송신신호의 크기(예컨대, 660㎛)보다 작을 경우 광 송신신호는 개구(112)를 손실없이 통과하지 못하고 반사됨으로써 파형 왜곡이 생길 수 있다.
반면, 개구(112)의 최대값(Xmax)은 최소값(Xmin)보다 300㎛ 더 크게 설계하는 것이 바람직하다. 최소값(Xmin)보다 300㎛을 초과하여 개구(112)의 직경을 설계하게 되면 광섬유(140)에 의해 반사된 광 송신신호가 송신부(100)로 재입사되어서 반사 노이즈가 발생하게 된다.
따라서, 바람직하게는, 개구(112)의 직경(X)은 0.7mm 에서 1mm 사이로 설계할 수 있고, 이렇게 개구(112)의 직경(X)이 설계될 경우 광 송신신호가 손실없이 개구(112)를 통과할 수 있으면서 동시에 광섬유(140)에 의해서 광 송신신호가 재반사되어 개구(112)로 유입되는 것을 감소시킬 수 있어서, 반사 노이즈에 의한 신호 왜곡을 줄여주는 효과가 있다.
도 4a는 본 발명의 일 실시예에 따른 양방향 광 서브 어셈블리의 필터홀더의 단면도를 도시한다. 도 4a를 참조하면, 45도필터(150)를 통과하여 제 1 통로(162)를 지난 광 송신신호의 입사광이 광섬유(140)의 코어부분에 입사되지 않게 되면, 광섬유(140)에 의해서 반사하여 0도필터(152)의 통로인 제 2 통로(164)를 통해 수신부(130) 방향으로 진행하게 된다. 이때, 광섬유(140)에 의해서 반사되는 광 송신신호가 수신부(130)로 들어가는 것을 방지하기 위해서는, 45도필터(150)의 통로인 제 1 통로(162)의 필터홀더 크기(dh)를 소정의 값으로 설계해야 한다.
보다 구체적으로 살펴보면, 송신부(100)에서 전송된 광 송신신호가 45도필터(150)를 통과한 광 송신신호는 일정 크기를 갖는다. 이때 필터 홀더(160)의 위치에 따라 제 1 통로(162)의 필터 홀더 크기가 결정되는데, 제 1 통로(162)의 필터 홀터 크기는 설정 필터 홀더 크기(dh)로 설계하는 것이 바람직하다. 이런 설정 필터 홀더 크기(dh)는 0.4 mm 에서 0.6 mm 으로 설정될 수 있다.
따라서, 필터 홀더(160)의 제 1 통로(162)를 설정 필터홀더 크기(dh)로 설계함으로써, 광 송신신호가 필터 홀더(160)를 통과하여 광섬유(140)로 입사할 때 반사에 의한 노이즈 발생을 감소시켜서 신호 왜곡를 줄여주는 효과가 있다.
도 4b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 양방향 광 서브 어셈블리의 필터 홀더의 단면도를 도시한다. 도 4a와 도 4b를 비교하여 살펴보면, 광섬유(140)의 경사면의 각도가 180°회전되어 필터홀더(160)에 삽입된 것임을 알 수 있다.
즉, 광섬유(140)의 경사진 방향은 일반적으로 필터홀더(160)의 45도 면과 반대방향으로 설계될 수 있으며(도 4a 참조), 본 발명은 이때의 반사에 의한 노이즈를 최소한으로 할 수 있다. 또한, 광섬유(140)의 경사진 면의 방향을 반대 방향으로 180도 회전하면, 광섬유(140)에서 반사되는 광의 방향을 포토 다이오드가 아닌, 흡수체가 있는 방향으로 유도함으로써, 내부 반사를 더 줄일 수 있다(도 4b 참조).
도 5는 본 발명에 따른 송신부의 중심축과 광섬유의 정렬축이 정렬된 단면도를 도시한다. 도 5를 참고하면, BOSA에서 내부 반사를 줄이기 위해서 종단면이 일정한 각도로 경사진 단면을 갖는 광섬유(140)를 사용한다. 일반적으로 이런 경사각은 6°또는 8°를 많이 사용한다.
광섬유(140)는 공기와 굴절률이 다르므로, 광이 공기 중에서 광섬유(140)로 입사하는 경우 또는 광섬유(140)에서 공기 중으로 입사할 경우에, 스넬의 법칙(Snell's law)에 의해서 굴절이 일어난다.
보다 구체적으로 살펴보면, 송신부(100)를 광섬유(140)의 중심축에 맞춰서 정렬하게 되면, 송신부(100)에서 발진된 광 송신신호의 광축과 광섬유(140)의 중심축이 각도가 다르므로 광섬유(140)의 코어에 집속하지 못한 광 송신신호가 생기게 된다. 이런 광 송신신호들이 반사하여 송신부(100)로 재입사하여 광 송신신호에 대한 반사 노이즈로 작용하게 된다.
즉, 송신부(100)로 광 송신신호가 재반사되는 것을 감소시키기 위해서는 송신부(100)를 광축에 일치되도록 정렬한다. 예컨대, 광섬유(140)가 8°비스듬한 경우에는 중심축에서 3.64°광축이 벗어나게 된다. 따라서, 송신부(100)는 중심축에서 3.64°기울어지도록 정렬한다면, 광축이 광섬유(140)의 중심축 각도와 상이함으로 인하여 발생하는 광 송신신호의 반사를 감소시킬 수 있게 된다.

광섬유가 8°인 경우
광섬유가 6°인 경우


스넬의 법칙
1.45×sin 8° = 1× sin θ1
θ1 = 11.64°
1.45×sin 6° = 1× sin θ1
θ1 = 8.71°

광축
중심축에서 3.64° 벗어나 있음
중심축에서 2.71° 벗어나 있음
도 6a,6b는 아이솔레이터를 구비하지 않은 경우의 양방향 광 서브 어셈블리의 아이 다이어그램(eye diagram)의 측정결과를 도시한다. 도 6a,6b를 참조하면 반사 노이즈가 섞여 있어서 불안정한 아이 다이어그램의 측정결과를 보여준다. 이는 광 송신신호 또는 광 수신신호가 반사 노이즈에 의해서 많은 영향을 받았음을 알 수 있다. 이는 전술한 대로 반사로 인한 노이즈를 차단시키지 못하여서 신호 왜곡이 발생하였음을 알 수 있다.
도 6c는 본 발명에 따른 반사 노이즈를 감소시키는 구조를 갖춘 양방향 광 서브 어셈블리의 아이 다이어그램의 측정결과를 도시한다. 도 6c를 참조하면 아이 다이어 그램의 안정적인 측정결과를 보여준다. 이는 본 발명에 따른 반사 노이즈를 감소시키는 구조를 갖춤으로써 양방향 광 서브 어셈블리의 반사에 의한 노이즈가 감소되어 신호 왜곡이 상당히 줄어들게 된다.
도 7a는 종래 BOSA의 광 경로 추적 시뮬레이션 결과를 도시한다. 도 7a를 참고하면, 송신부(도 7a의 좌측부분)에서 출력된 광이 광섬유(도 7a의 우측부분)에 의해 반사되어 송신부로 재입사되는 광이 상당히 많음을 확인할 수 있다. 즉, 종래 BOSA의 경우에는 내부 반사로 인하여 반사 노이즈가 많이 발생하는 구조임을 알 수 있다.
도 7b는 본 발명의 일 실시예에 따른 광섬유와 필터홀더가 반대 방향일 경우에 광 경로 추적 시뮬레이션 결과를 도시한다. 도 7b를 참고하면, 도 7a와 비교했을 때, 송신부(도 7b의 좌측부분)에서 출력된 광이 광섬유(도 7b의 우측부분)에 의해서 반사되어 송신부로 재입사되는 광이 훨씬 줄었음을 확인할 수 있다. 이는 본 발명의 일 실시예 따를 경우 내부 반사를 줄여줌으로써 이로인한 반사 노이즈가 상당히 감소함을 알 수 있다.
도 7c는 본 발명의 다른 실시예에 따른 광섬유와 필터홀더가 같은 방향일 경우에 광 경로 추적 시뮬레이션 결과를 도시한다. 도 7c를 참고하면, 도 7a와 비교했을 때, 송신부(도 7c의 좌측부분)에서 출력된 광이 광섬유(도 7c의 우측부분)에 의해서 반사되어 송신부로 재입사되는 광이 상당히 감소함을 알 수 있다. 또한 도 7b와 비교했을 때, 광섬유(140)의 경사진 면을 도 7b의 광섬유(140)의 경사진 면에 대하여 180°회전하도록 설계함으로써, 내부반사로 인하여 발생하는 광을 흡수체로 전달할 수 있도록 구성함으로써 내부반사가 도 7b에 비하여 훨씬 감소하였음을 확인할 수 있다.
따라서, 본 발명에 따른 반사 노이즈를 감소시키는 구조를 갖는 양방향 광 서브 어셈블리는 내부반사로 인한 반사 노이즈를 현저하게 감소시킴으로써 파형 왜곡을 방지하는 BOSA 구조를 제공할 수 있다.
아울러 본 발명의 바람직한 실시 예들은 예시의 목적을 위해 개시된 것이며, 당업자라면 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정, 변경, 부가 등이 가능할 것이며, 이러한 수정, 변경 등은 이하의 특허청구의 범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.
100 : 송신부 110 : 캡 하우징
112 : 개구 120 : 아이솔레이터
130 : 수신부 140 : 광섬유
150 : 45도 필터 152 : 0도 필터
160 : 필터 홀더 162 : 제 1 통로
164 : 제 2 통로 170 : 몸체
172 : 흡수체

Claims (7)

  1. 광섬유, 45도필터를 통과한 광 송신신호를 상기 광섬유를 통해 외부로 전송하는 송신부, 상기 광섬유를 통해서 외부로부터 수신된 광 수신신호 중 상기 45도필터에 의해 반사되고 0도필터를 통과하는 상기 광 수신신호를 수신하는 수신부 및 상기 광섬유, 상기 송신부 및 상기 수신부의 일부를 둘러싸는 몸체를 갖추어 이루어진 반사 노이즈를 감소시키는 구조를 갖는 양방향 광 서브 어셈블리에 있어서,
    상기 송신부의 일부를 감싸고, 상기 송신부에서 상기 광섬유로 상기 광 송신신호의 통로를 제공하기 위한 개구를 갖춘 캡 하우징; 및
    상기 몸체의 내부에서 상기 45도필터 및 상기 0도필터를 부착하는 필터 홀더;를 갖추어 이루어지되,
    상기 캡 하우징의 개구가, 상기 광 송신신호를 손실없이 통과시키면서, 상기 광섬유에 의해서 반사되어 상기 송신부로 유입되는 것을 차단할 수 있도록, 개구의 최소값(Xmin) 내지 개구의 최대값(Xmax)으로 설계되고,
    상기 필터 홀더는, 상기 45도필터와 연결되는 제 1 통로 및 상기 0도필터와 연결되는 제 2 통로를 포함하고, 상기 광 송신신호가 상기 광섬유에 반사되어 상기 수신부로 유입되는 것을 차단하도록, 상기 제 1 통로의 크기가 설정 필터 홀더 크기(dh)로 설계되는 것을 특징으로 하는 반사 노이즈를 감소시키는 구조를 갖는 양방향 광 서브 어셈블리.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 송신부가, 상기 광섬유에 입사하는 상기 광 송신신호의 광축에 일치되도록 정렬되는 것을 특징으로 하는 반사 노이즈를 감소시키는 구조를 갖는 양방향 광 서브 어셈블리.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 개구의 최소값(Xmin)이,
    Xmin = 2×((F-D-L)×tanθ)
    (여기서, D는 송신부의 렌즈 캡에서 상기 개구까지의 거리, F는 송신부의 렌즈의 초점거리, L는 송신부의 렌즈 캡 높이 및 θ는 렌즈에서 발산되는 광의 각도를 의미)
    에 의해서 상기 개구의 최소값(Xmin)이 연산되는 것을 특징으로 하는 반사 노이즈를 감소시키는 구조를 갖는 양방향 광 서브 어셈블리.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 개구의 최대값(Xmax)이,
    Xmax = Xmin + 300㎛
    인 것을 특징으로 하는 반사 노이즈를 감소시키는 구조를 갖는 양방향 광 서브 어셈블리.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 설정 필터 홀더 크기(dh)가, 0.4 mm 내지 0.6 mm 인 것을 특징으로 하는 반사 노이즈를 감소시키는 구조를 갖는 양방향 광 서브 어셈블리.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 몸체가, 상기 광섬유에 의해서 반사되어 상기 몸체의 내벽에 도달하는 상기 광 송신신호를 흡수하는 흡수체를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반사 노이즈를 감소시키는 구조를 갖는 양방향 광 서브 어셈블리.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 광섬유의 경사진 면의 방향이 상기 필터 홀더와 같은 방향으로 구성하여 내부반사에 의한 광을 흡수체가 있는 방향으로 유도함으로써 내부 반사를 감소시키는 구조를 갖는 양방향 광 서브 어셈블리.
KR1020100127670A 2010-12-14 2010-12-14 반사 노이즈를 감소시키는 구조를 갖는 양방향 광 서브 어셈블리 KR101127633B1 (ko)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020100127670A KR101127633B1 (ko) 2010-12-14 2010-12-14 반사 노이즈를 감소시키는 구조를 갖는 양방향 광 서브 어셈블리
US13/176,706 US20120148256A1 (en) 2010-12-14 2011-07-05 Bidirectional optical sub assembly having structure to reduce reflection noise
CN201110312285.9A CN102565969B (zh) 2010-12-14 2011-10-14 具有减少反射噪声结构的双向光组件

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020100127670A KR101127633B1 (ko) 2010-12-14 2010-12-14 반사 노이즈를 감소시키는 구조를 갖는 양방향 광 서브 어셈블리

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR101127633B1 true KR101127633B1 (ko) 2012-03-22

Family

ID=46142389

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020100127670A KR101127633B1 (ko) 2010-12-14 2010-12-14 반사 노이즈를 감소시키는 구조를 갖는 양방향 광 서브 어셈블리

Country Status (3)

Country Link
US (1) US20120148256A1 (ko)
KR (1) KR101127633B1 (ko)
CN (1) CN102565969B (ko)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101741039B1 (ko) * 2015-07-13 2017-06-01 주식회사 오이솔루션 양방향 광송수신 모듈
KR102332244B1 (ko) * 2021-04-29 2021-12-01 주식회사 에니트 소광비를 개선한 광 서큘레이터 및 이 광 서큘레이터를 이용한 광파이버 센서 시스템

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NO331034B1 (no) * 2010-03-16 2011-09-19 Polewall As Framgangsmate for a rette en optisk mottaker mot en lyskilde og et apparat for utovelse av framgangsmaten
CN105717588A (zh) * 2016-04-15 2016-06-29 武汉华工正源光子技术有限公司 光发射组件的抗反射装置及其制造方法和使用方法
CN106646775A (zh) * 2016-10-26 2017-05-10 青岛海信宽带多媒体技术有限公司 一种双纤光模块
CN109212690A (zh) * 2018-10-29 2019-01-15 青岛海信宽带多媒体技术有限公司 单纤双向光组件及光模块

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5867622A (en) 1997-07-15 1999-02-02 Kyocera Corporation Module for optical communication
US20070047880A1 (en) 2005-08-25 2007-03-01 Takeshi Okada Optical module
KR20070098959A (ko) * 2006-09-26 2007-10-08 주식회사 오이솔루션 광모듈의 양방향 트랜시버
US7762730B2 (en) 2008-04-08 2010-07-27 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Bi-directional optical module and a method for assembling the same

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007187793A (ja) * 2006-01-12 2007-07-26 Nec Corp 光モジュール

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5867622A (en) 1997-07-15 1999-02-02 Kyocera Corporation Module for optical communication
US20070047880A1 (en) 2005-08-25 2007-03-01 Takeshi Okada Optical module
KR20070098959A (ko) * 2006-09-26 2007-10-08 주식회사 오이솔루션 광모듈의 양방향 트랜시버
US7762730B2 (en) 2008-04-08 2010-07-27 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Bi-directional optical module and a method for assembling the same

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101741039B1 (ko) * 2015-07-13 2017-06-01 주식회사 오이솔루션 양방향 광송수신 모듈
KR102332244B1 (ko) * 2021-04-29 2021-12-01 주식회사 에니트 소광비를 개선한 광 서큘레이터 및 이 광 서큘레이터를 이용한 광파이버 센서 시스템

Also Published As

Publication number Publication date
CN102565969A (zh) 2012-07-11
CN102565969B (zh) 2014-09-10
US20120148256A1 (en) 2012-06-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101127633B1 (ko) 반사 노이즈를 감소시키는 구조를 갖는 양방향 광 서브 어셈블리
JP3941873B2 (ja) 二方向性光学データ送信のための送受信配置
US9568680B1 (en) Optical received with reduced cavity size and methods of making and using the same
US20090016678A1 (en) Optical module
CN109324376A (zh) 一种同轴空间光收发通信器件
JP2007212795A (ja) 光半導体モジュール、その調整方法、及びその製造方法
US20130294726A1 (en) Optical module having enhanced optical coupling efficiency between laser diode and optical fiber
US9596032B2 (en) Bi-directional optical transceiver module
JP2007017903A (ja) 一芯双方向光モジュール
KR101040316B1 (ko) 단일파장 양방향 광 송수신 모듈
US7585120B2 (en) Optical device and method of manufacturing the same, optical device adaptor, and optical component stopper
JP2003207695A (ja) 光通信モジュール及び一芯双方向光通信モジュール
CN110806623A (zh) 光收发器件
US7206140B2 (en) Lens, lens array and optical receiver
CN107250863B (zh) 具有与壳体被动对准的分波滤光器的光学组件
CN108873189A (zh) 光模块及其光发射次模块
KR101674005B1 (ko) 단파장 양방향 광송수신모듈
WO2020000776A1 (zh) 一种光学装置
JP2009258320A (ja) 光サブアセンブリ
CN110542961B (zh) 一种高性能的高速率单纤双向光器件及其与pcb的组装方法
CN210166540U (zh) 一种高性能的高速率单纤双向光器件
JP2005084098A (ja) 双方向光通信用光学部品
JP2012027410A (ja) 光モジュール
JP4999114B2 (ja) 一芯双方向光モジュール
JP2001194560A (ja) 双方向光通信器および双方向光通信装置装置

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20150227

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160308

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170309

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180308

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190311

Year of fee payment: 8