KR101236692B1 - Method for manufacturing wavelength selector, wavelength division optical splitter and method for manufacturing thereof using the splitter - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 파장선택장치의 제조방법 및 이를 이용한 파장분할 광 스플리터에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 입력 광신호를 원하는 특정 파장의 광신호로 분할하여 출력하는 파장선택장치의 제조방법 및 이를 이용한 파장분할 광 스플리터에 관한 것이다.
The present invention relates to a method for manufacturing a wavelength selection device and a wavelength splitting optical splitter using the same. It relates to an optical splitter.
지식정보화 사회의 고도화에 따라 정보 전송량의 급격히 증가하고 있으며, 근래 스마트 기기의 보급으로 100Mbps 이상의 통신속도를 요하는 무선 인터넷(모바일 서비스) 트래픽이 폭발적으로 증가하고 있다. 이러한 정보 전송량에 대한 수요를 충족시키기 위하여 초고속 통신망에 필요한 고집적 및 광대역 폭의 소자에 대한 수요가 늘어나고 있으며, 그 범위와 중요성 또한 매우 증가하고 있다. With the advancement of the knowledge and information society, the amount of information transmission is increasing rapidly. Recently, with the spread of smart devices, the traffic of wireless Internet (mobile service), which requires communication speed of 100Mbps or more, has exploded. In order to meet the demand for information transmission, the demand for high integration and wide bandwidth devices required for high-speed communication networks is increasing, and the range and importance thereof are also increasing.
이에 따라 최근에 광집적회로(Photonic Integrated Circuit, PIC)에 대한 연구가 활발히 진행 중이며, 광집적회로의 제작 방식은 평면 광회로 형태가 주를 이루고 있다. 이런 광집적회로 소자들은 광 스플리터(optical splitter)의 입/출력부에 각각 광섬유 어레이를 접속하고 패키징하여 수요자에게 공급한다.Accordingly, researches on photonic integrated circuits (PICs) have been actively conducted in recent years, and the manufacturing method of photonic integrated circuits (PICs) is mainly made of planar optical circuits. These optical integrated circuit devices connect and package optical fiber arrays to input / output portions of optical splitters and supply them to consumers.
일반적으로, 통신에 있어서 광 스플리터는 입력되는 하나의 광신호를 각각 선택된 특성을 가진 주파수 범위로 분리하여 두 개 이상의 광신호를 전송하는 장치로서, 쌍방향 통신의 경우 여러 곳에서 입력되는 광신호를 하나의 광신호로 재조합하는 기능도 수행한다.In general, an optical splitter is a device that transmits two or more optical signals by dividing an input optical signal into a frequency range having selected characteristics, respectively. It also performs the function of recombining with the optical signal of.
도 1은 종래 기술에 따른 광 스플리터의 사시도로서, 상기 광 스플리터는 입력 광섬유(10)가 고정된 입력 광섬유 블록(11)과, 입력 광섬유(10)에 광학적으로 정렬되어 있는 입력 광도파로 코어(21) 및 이 입력 광도파로 코어(21)로부터 분기된 다수의 출력 광도파로 코어들(22)을 갖는 PLC(Planar Lightwave Circuit) 기판(20)과, PLC 기판(20)의 출력 광도파로 코어들(22)에 각각 광학적으로 정렬되는 출력 광섬유들(31)이 고정된 출력 광섬유 블록(30)으로 구성되어 있다. 1 is a perspective view of an optical splitter according to the prior art, wherein the optical splitter includes an input
그러나, 전술한 종래의 광 스플리터는 입력 광섬유 블록(11), PLC 기판(20) 및 출력 광섬유 블록(30)이 서로 분리되어 있으므로, 각각을 광학적으로 정렬하여야 한다. PLC 기판(20)의 입력 광도파로 코어(21) 및 출력 광도파로 코어들(22)을 각각 입력 광섬유(10) 및 출력 광섬유들(31)과 광학적으로 정렬하기 위해서는, x, y, z, xθ, yθ, zθ의 방향으로 정렬 가능한 고가의 6축 고정밀 광학 스테이지가 필요로 하며, 6축 방향으로 정밀하게 정렬하기 위해서는 상당한 소요시간이 요구되는 등의 문제점이 있다. However, in the conventional optical splitter described above, since the input
또한, 광 스플리터는 하나의 입력 광을 다수의 광 파워로 분리하여 출력할 뿐 특정 파장을 분할하여 출력하지 못하는 문제점이 있다.In addition, the optical splitter may separate and output one input light into a plurality of optical powers and may not output a specific wavelength.
더욱이, WDM 광통신에 일반적으로 사용되고 있는 AWG(Arrayed Waveguide Grating) 광 스플리터는 생산성이 좋지 않아 대량생산에 적합하지 않고, 또한 정밀도에 있어 신뢰성을 유지하기가 어려울 뿐만 아니라 제품이 고가인 문제점이 있다. Moreover, AWG (Arrayed Waveguide Grating) optical splitters generally used in WDM optical communication are not suitable for mass production due to poor productivity, and also have difficulty in maintaining reliability in precision and expensive products.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 일반적인 목적은 종래 기술에서의 한계와 단점에 의해 발생되는 다양한 문제점을 실질적으로 보완할 수 있는 파장선택장치의 제조방법 및 이를 이용한 파장분할 광 스플리터를 제공하는 것이다. Accordingly, the present invention has been made to solve the problems of the prior art as described above, the general object of the present invention is to provide a wavelength selection device that can substantially compensate for the various problems caused by the limitations and disadvantages in the prior art. It is to provide a manufacturing method and a wavelength division optical splitter using the same.
본 발명의 보다 구체적인 다른 목적은, WDM 소자를 이용하지 않고 입력 광신호를 원하는 특정 파장의 광신호로 분할하여 출력할 수 있는 파장선택장치의 제조방법 및 이를 이용한 파장분할 광 스플리터를 제공하는 것이다. Another object of the present invention is to provide a method of manufacturing a wavelength selection device capable of dividing and outputting an input optical signal into an optical signal having a desired wavelength without using a WDM device, and a wavelength division optical splitter using the same.
본 발명의 보다 구체적인 다른 목적은, 고집적화, 저가화 및 대량생산에 적합한 파장선택장치의 제조방법 및 이를 이용한 파장분할 광 스플리터를 제공하는 것이다.
Another specific object of the present invention is to provide a method of manufacturing a wavelength selection device suitable for high integration, low cost and mass production, and a wavelength division optical splitter using the same.
이를 위해 본 발명의 일 실시예에 따른 파장분할 광 스플리터는 입력 광신호 중 기 설정된 파장의 광신호를 투과시키고 나머지 광신호를 반사시켜 특정 파장의 광신호를 선택 출력하는 파장선택부와; 상기 파장선택부로부터 출력된 광신호를 일정 방향으로 평행하게 진행시키는 콜리메이터와; 상기 콜리메이터로부터 입력되는 광신호를 적어도 2 이상의 광신호로 분기하여 출력하는 광 스플리터; 및 상기 광 스플리터의 출력단에 광학적으로 정렬되는 광섬유 어레이를 포함하는 것을 특징으로 한다. To this end, a wavelength division optical splitter according to an embodiment of the present invention includes a wavelength selection unit for transmitting an optical signal having a predetermined wavelength among input optical signals and reflecting the remaining optical signals to selectively output an optical signal having a specific wavelength; A collimator for advancing the optical signal output from the wavelength selector in parallel in a predetermined direction; An optical splitter for splitting and outputting an optical signal input from the collimator into at least two optical signals; And an optical fiber array optically aligned to an output end of the optical splitter.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 파장선택부는 광원으로부터 방출된 광신호를 전송하는 제1 광섬유와, 상기 제1 광섬유의 출력단이 삽입되는 피그테일과, 상기 제1 광섬유의 출력단에서 상기 피그테일과 접속되어 입력 광신호를 평행광으로 전환 출력하는 GRIN 렌즈 또는 C-렌즈 중 어느 하나를 구비하는 듀얼콜리메이터와, 상기 듀얼콜리메이터를 통과한 평행광 중 기설정된 파장의 광신호를 투과하고 나머지 파장의 광신호를 전반사하는 박막필터와, 그 입력단이 상기 피그테일 내에 삽입되며 상기 박막필터에 의해 반사된 광신호를 다른 노드로 전송하는 제2 광섬유를 포함할 수 있다. In one embodiment of the present invention, the wavelength selector includes a first optical fiber for transmitting an optical signal emitted from a light source, a pigtail into which an output end of the first optical fiber is inserted, and the pigtail at an output end of the first optical fiber; A dual collimator having any one of a GRIN lens and a C-lens connected to convert the input optical signal into parallel light and output an optical signal having a predetermined wavelength among the parallel light passing through the dual collimator, and the light having the remaining wavelength A thin film filter which totally reflects a signal, and an input terminal thereof is inserted into the pigtail, and a second optical fiber which transmits an optical signal reflected by the thin film filter to another node.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 피그테일의 일단 및 상기 피그테일의 상기 일단과 접속하는 상기 GRIN 렌즈 또는 C-렌즈의 일단은 기설정된 각도로 경사지게 형성될 수 있다. In one embodiment of the present invention, one end of the pigtail and one end of the GRIN lens or C-lens connecting to the one end of the pigtail may be formed to be inclined at a predetermined angle.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 콜리메이터는 GRIN 렌즈 또는 C-렌즈 중 어느 하나로 이루어질 수 있다. In one embodiment of the present invention, the collimator may be made of any one of a GRIN lens or C-lens.
또한, 본 발명은 입력 광신호 중 기 설정된 파장의 광신호를 투과시키고 나머지 광신호를 반사시켜 특정 파장의 광신호를 출력하는 파장선택장치의 제조방법에 있어서, 제1 광섬유의 출력단 및 제2 광섬유의 입력단을 피그테일의 일단으로 삽입하여 고정하는 과정과; GRIN 렌즈 또는 C-렌즈의 일단과 박막필터를 접속하는 과정과; 상기 피그테일의 타단과 상기 GRIN 렌즈 또는 C-렌즈의 타단을 삽입손실이 최소가 되도록 이격시킨 후 광학적으로 정렬하여 접속하는 과정; 및 접속된 상기 피그테일과 상기 GRIN 렌즈 또는 C-렌즈를 글라스튜브에 삽입하여 고정하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
In addition, the present invention is a method of manufacturing a wavelength selection device for transmitting an optical signal of a predetermined wavelength of the input optical signal and reflecting the remaining optical signal to output an optical signal of a specific wavelength, the output terminal of the first optical fiber and the second optical fiber Inserting and fixing the input end of the pigtail into one end of the pigtail; Connecting a thin film filter to one end of a GRIN lens or C-lens; Optically aligning the other end of the pigtail and the other end of the GRIN lens or C-lens so as to minimize insertion loss and then connecting the optically aligned; And inserting the connected pigtail and the GRIN lens or C-lens into a glass tube to fix the pigtail.
본 발명에 따른 파장분할 광 스플리터에 의하면, 광 스플리터의 입력단에 특정 파장의 광신호를 투과하는 파장선택부 및 입력 광을 평행광으로 전환하여 출력하는 콜리메이터를 배치함으로써 AWG 등 고가의 파장분할 다중 장치를 사용하지 않고도 특정파장의 광신호를 분할하여 출력할 수 있다.According to the wavelength division optical splitter according to the present invention, an expensive wavelength division multiplexing device such as AWG by arranging at the input terminal of the optical splitter a wavelength selection unit for transmitting an optical signal of a specific wavelength and a collimator for converting and outputting the input light into parallel light. It is possible to divide and output the optical signal of a specific wavelength without using.
또한, 본 발명에 의하면 파장선택장치와 광 스플리터를 하이브리드화 하여 집적함으로써 패키징이 용이하며 저렴한 비용으로 대량 생산할 수 있는 이점이 있다.
In addition, according to the present invention, by integrating and integrating the wavelength selection device and the optical splitter, the packaging is easy and there is an advantage that mass production can be performed at low cost.
도 1은 종래 기술에 따른 광 스플리터의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 파장분할 광 스플리터의 사시도이다.
도 3은 도 2의 파장선택부의 일 실시예의 구성을 나타낸 단면도이다.
도 4는 도 2의 파장선택부의 일 실시예의 제조과정을 나타낸 도면이다.
도 5는 도 2의 콜리메이터와 스플리터 사이의 광학적 정렬 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 6 및 도 7은 본 발명의 일 실시예에 다른 파장분할 광 스플리터를 통과한 광신호의 투과파장영역 및 반사파장영역 측정그래프이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따라 제조된 파장분할 광 스플리터의 제품형상을 나타낸 도면이다. 1 is a perspective view of an optical splitter according to the prior art.
2 is a perspective view of a wavelength division optical splitter according to an embodiment of the present invention.
3 is a cross-sectional view illustrating a configuration of an embodiment of the wavelength selector of FIG. 2.
4 is a view illustrating a manufacturing process of an embodiment of the wavelength selector of FIG. 2.
FIG. 5 is a diagram for describing an optical alignment process between the collimator and the splitter of FIG. 2.
6 and 7 are graphs of measurement of a transmission wavelength region and a reflection wavelength region of an optical signal passing through a wavelength division optical splitter according to an embodiment of the present invention.
8 is a view showing the product shape of the wavelength division optical splitter manufactured according to an embodiment of the present invention.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 상세히 설명하면 다음과 같다. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 판례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다. In the following description of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear. In addition, the terms described below are defined in consideration of the functions of the present invention, and these may vary depending on the intention of the user, the operator, or the precedent. Therefore, the definition should be based on the contents throughout this specification.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 파장분할 광 스플리터의 사시도이다. 2 is a perspective view of a wavelength division optical splitter according to an embodiment of the present invention.
도 2를 참조하면, 본 실시예에 따른 파장분할 광 스플리터는 입력 광신호 중 기 설정된 파장의 광신호를 투과시키고 나머지 광신호를 반사시켜 특정 파장의 광신호를 선택하는 파장선택부(100)와, 상기 파장선택부(100)로부터 투과된 광신호를 일정 방향으로 평행하게 진행시키는 콜리메이터(200)와, 상기 콜리메이터(200)로부터 입력되는 광신호를 적어도 2 이상의 광신호로 분기하여 출력하는 광 스플리터(300) 및 상기 광 스플리터의 출력단에 광학적으로 정렬되는 광섬유 어레이(400)를 포함한다. Referring to FIG. 2, the wavelength division optical splitter according to the embodiment transmits an optical signal having a predetermined wavelength among input optical signals and reflects the remaining optical signals to select an optical signal having a specific wavelength; And a
도 3은 도 2의 파장선택부의 일 실시예의 구성을 나타낸 단면도이다. 3 is a cross-sectional view illustrating a configuration of an embodiment of the wavelength selector of FIG. 2.
도 3을 참조하면, 파장선택부(100)는 제1 광섬유(110), 듀얼콜리메이터(120), 박막필터(130) 및 제2 광섬유(140)를 포함한다. Referring to FIG. 3, the
상기 제1 광섬유(110)는 광원, 예를 들면 레이저 광원과 같은 광 방출기(미도시)에서 방출된 기설정된 파장의 광신호를 듀얼콜리메이터(120)로 전송한다. The first
상기 듀얼콜리메이터(120)는 제1광섬유(110) 및 제2광섬유(140)를 통해 전송된 광신호를 평행광으로 전환하여 출사시키는 수단이다. 이러한 듀얼콜리메이터(120)는 내부에 GRIN 렌즈(GRIN lens)(122)를 구비하며, GRIN 렌즈(122)에는 제1 광섬유(110)의 출력단과 제2 광섬유(140)의 입력단이 각각 접합된다. 상기 제1 광섬유(110)의 출력단을 통해 출사된 광신호는 GRIN 렌즈(122)에 의해 평행광으로 전환되며, 박막필터(130)에 의해 특정파장 예를 들면 λ1 광신호는 투과되고, 나머지 파장의 광신호는 반사되어 제2 광섬유(140)의 입력단을 통해 입사된다. The
GRIN 렌즈(122) 광섬유 속을 진행하는 광은 모드(mode) 라는 이산적인 에너지 분포를 가진다. 이들은 수 마이크로미터의 좁은 광섬유 코어를 진행하다가 자유공간상으로 방출될 때 강한 회절특성으로 인해 빔이 일정한 발산각을 가지고 퍼져나가게 된다. 일반적으로 낮은 삽입손실을 가지는 광학부품 제작시 회절특성을 억제시켜 입출력간 광신호를 결합시켜주는 광학계가 필수적이다. The light traveling through the
또한, GRIN 렌즈(122)는 직경이 1.6mm~1.8mm 정도이고, 길이가 4.52mm~4.82mm 정도로써 반사손실 특성을 개선하기 위해 AR 코팅 처리하며 단면을 경사지게 연마하는 것이 바람직하다. 광섬유의 종류에 따라서 N.A.값으로부터 계산된 최대 수광각은 7.9°정도가 된다. 따라서 단면 연마를 8°로 가공할 경우 이론적으로 무한대의 반사손실을 얻을 수 있지만 GRIN 렌즈의 경우 콜리메이터 패키징 시 8°각도로 연마된 광섬유와 결합하여 60dB 이상의 높은 반사손실을 얻을 수 있다. In addition, the
한편, GRIN 렌즈(122) 대신 C-렌즈를 사용할 수도 있다. C-렌즈는 직경이 1.6mm~1.8mm 정도이고, 길이가 4.32mm~4.62mm 정도이며, AR 코팅만으로 45dB 이상의 비교적 높은 반사손실을 얻을 수 있으며 GRIN 렌즈에 비해 가격이 저렴하다. Alternatively, a C-lens may be used instead of the
상기 박막필터(130)는 듀얼콜리메이터(120)의 GRIN 렌즈(122)를 통과한 평행광(λ1 내지 λn) 중 미리 설정된 파장의 광신호(λ1)는 투과시키고 나머지 파장의 광신호는 전반사 한다. 여기서, 박막필터(130)는 다층 박막 코팅으로 이루어진 광학필터로서 필요에 따라 단일파장의 광신호(λ1) 또는 여러 파장의 광신호(예를 들면, λ1, λ2, λ3)를 투과시키고 투과되지 않은 나머지 파장의 광신호를 반사시키도록 설계할 수 있다. 즉, WDM 광통신에 주로 사용되는 파장대역인 C-밴드(1530nm~1565nm)와 L-밴드(1565nm~1625nm)의 광신호를 투과하고, O-밴드(1260nm~1360nm), E-밴드(1360nm~1460nm), S-밴드(1460nm~1530nm), U-밴드(1625nm~1675nm) 광신호를 반사시키도록 구현할 수 있다. The
상기 제2 광섬유(140)는 입력단이 듀얼콜리메이터(120)의 GRIN 렌즈(122)에 접합되어 상기 박막필터(130)에서 반사된 광신호(λ2 내지 λn)를 다른 노드로 전송하고, 다른 노드로부터 전송된 파장의 광신호를 듀얼콜리메이터(120)로 출사한다. The second
상기 제1 및 제2 광섬유(110, 140)는 에폭시수지(126)에 의해 피그테일 글라스튜브(124)에 고정되고, 듀얼콜리메이터(120)의 외부는 입력된 파장이 감쇄하지 않고 외부 충격을 완화할 수 있도록 글라스튜브(128)로 둘러싸여 있다. The first and second
다시 도 2를 참조하면, 상기 콜리메이터(200)는 GRIN 렌즈 또는 C-렌즈로 구성되며, 상기 파장선택부(100)의 출력단에 광학적으로 정렬되어 상기 박막필터(130)를 투과한 광신호를 일정 방향으로 평행하게 진행시키는 역할을 한다. Referring to FIG. 2 again, the
상기 광 스플리터(300)는 입력 광도파로 코어(310) 및 상기 입력 광도파로 코어(310)로부터 분기된 적어도 2 이상(본 실시에에서는 8개)의 출력 광도파로 코어들(320)을 포함하며, 상기 콜리메이터(200)의 출력단에 접속되어 상기 GRIN 렌즈로부터 입력되는 광신호를 8개의 광신호로 분기하여 출력한다. 즉, 본 실시예의 광 스플리터(300)는 1x8의 광도파로를 가진 소자이며, 필요에 따라 1xn으로 다중 분기된 광도파로를 구비한 광 스플리터로 구현할 수 있음은 물론이다. The
상기 광섬유 어레이(400)는 광 스플리터부(300)의 출력단에 광학적으로 정렬되며, 출력 광도파로 코어들(320)에 의해 분기된 광신호를 전송한다. The
전술한 구성을 갖는 본 발명의 일 실시예에 따른 파장분할 광 스플리터의 동작을 살펴보면 다음과 같다. Referring to the operation of the wavelength division optical splitter according to an embodiment of the present invention having the above-described configuration is as follows.
다시 도 2 및 도 3을 참조하면, EDFA, SLED 또는 다파장 레이저 광원 등의 WDM-PON용 광대역 광원(미도시)으로부터 출사된 다파장(λ1 내지 λn)의 광신호는 제1 광섬유(110)를 통해 듀얼콜리메이터(120)로 전송된다. 2 and 3 again, the optical signal of the multi-wavelengths λ 1 to λ n emitted from a broadband light source for WDM-PON such as an EDFA, an SLED or a multi-wavelength laser light source (not shown) may be a first optical fiber ( It is transmitted to the
전송된 파장 λ1 내지 λn의 광신호는 듀얼콜리메이터(120)의 GRIN 렌즈(122)를 통과하면서 평행광으로 전환되며, 박막필터(130)에 의해 파장 λ1, λ2, λ3의 광신호는 투과되고 나머지 파장(λ4 내지 λn)의 광신호는 반사되어 제2 광섬유(140)로 입사된다.The transmitted optical signals having wavelengths λ 1 to λ n are converted into parallel light while passing through the
박막필터(130)에 의해 투과된 파장 λ1, λ2, λ3의 광신호는 콜리메이터(200)를 통과하면서 다시 평행광으로 전환된 후 광 스플리터(300)의 입력 광도파로 코어(310)로 입력된다. 입력된 λ1, λ2, λ3의 광신호는 입력 광도파로 코어(310)로부터 분기된 8개의 출력 광도파로 코어들(320)에 의해 8개의 광신호로 분기되어 출력된다. The optical signals of wavelengths λ 1 , λ 2 , and λ 3 transmitted by the
한편, 박막필터(130)에 의해 반사된 파장 λ4 내지 λn의 광신호는 제2 광섬유(140)로 입사되어 다른 노드로 전송된다. Meanwhile, an optical signal having wavelengths λ 4 to λ n reflected by the
도 4는 도 2의 파장선택부의 일 실시예의 제조과정을 나타낸 도면으로, 이를 통해 파장선택부의 제조방법을 설명하면 다음과 같다. FIG. 4 is a view illustrating a manufacturing process of an embodiment of the wavelength selector of FIG. 2.
도 4를 참조하면, 먼저, 도 4a에 도시된 바와 같이 피그테일(124) 내에 제1 광섬유(110) 및 제2 광섬유(140)를 삽입한 후 에폭시수지(126)로 고정시킨다. 통상 피그테일은 유리 재질로 형성되며, 광섬유가 삽입되는 일단과 대향하는 타단에는 경사면(124a)이 형성되도록 연마한다. 또한, Fresnel 반사로 인한 광손실을 최소화하기 위해 AR 코팅한다. Referring to FIG. 4, first, the first
다음으로, 도 4b에 도시된 바와 같이 GRIN 렌즈(122)와 박막필터(130)를 접촉시킨 후 그 사이에 UV 에폭시 수지를 인가하여 가접착한 후 90℃에서 약 30분간 열경화시킨다. 여기서, 상기 GRIN 렌즈(122)는 박막필터(130)와 접착되지 않는 타단에 피그테일(124)의 경사면(124a)과 마찬가지로 경사면(122a)이 형성되어 있다. 여기서, 에폭시 수지는 고점도 및 저수축성이며, 자외선에 의해 경화되는 특성을 갖는 것이 적합하다. Next, as shown in FIG. 4B, the
다음으로, 도 4c에 도시된 바와 같이 피그테일(124) 및 GRIN 렌즈(122)의 각 경사면(124a, 122a)을 상호 대응되게 배치하여 정렬한다. 여기서, 제1 광섬유(110) 또는 제2 광섬유(140) 중 하나의 광섬유에 레이저 신호를 인가하여 피그테일(124)의 단면 AR코팅 등 단면의 결함여부를 검사한 후 GRIN 렌즈(122)의 경사면 위쪽에 유성펜 등으로 마킹하여 피그테일(124)의 경사면과 평행을 유지할 수 있도록 한다. 또한, 박막필터(130)가 접착된 GRIN 렌즈(122)와 듀얼 피그테일(124)을 하나의 광섬유에 레이저 신호를 인가하여 정렬하기 위해서는 x, y, z, xθ, yθ, zθ의 방향으로 정렬 가능한 6축 고정밀 광학 스테이지를 이용하여 정렬시킨다. 즉, W.D. 만큼 피그테일(124)과 GRIN 렌즈(122)를 이격시킨 후 피그테일(124)을 후퇴시키면서 박막필터(130)에서 반사되어 돌아오는 특정 파장 광신호의 삽입손실을 측정하고, 삽입손실이 최소가 되는 지점에서 GRIN 렌즈(122)와 듀얼 피그테일(124) 사이에 UV 에폭시를 인가하여 가접착한 후 90℃에서 약 30분간 열경화시킨다. Next, as shown in FIG. 4C, the
다음으로, 도 4d에 도시된 바와 같이 글라스튜브(128)에 피그테일(124)과 GRIN 렌즈(122)를 압입한 후 에폭시수지를 주입하여 90℃에서 약 30분간 열경화시킨다. 여기서, 글라스튜브(128)의 팁(tip) 길이가 1.5cm 정도가 되도록 피그테일(124)과 GRIN 렌즈(122)를 압입하며, 글라스튜브(128)는 공차가 작은 정교한 내경을 가지기 때문에 피그테일(124)과 GRIN 렌즈(122)의 중심을 정확하게 일치시켜 공간 위치를 유지시켜주는 역할을 한다. Next, as shown in FIG. 4D, the
도 5는 도 2의 콜리메이터와 스플리터 사이의 광학적 정렬 과정을 나타낸 도면이다. FIG. 5 is a diagram illustrating an optical alignment process between the collimator and the splitter of FIG. 2.
도 5를 참조하면, 광 스플리터(300)와 정렬된 다수(본 실시예에서는 8개)의 광섬유 어레이(400) 중 어느 하나의 광섬유에 레이저 광을 인가하며, 광 스플리터(300)와 콜리메이터(200)를 각각 7.9°각도로 정밀하게 정렬하기 위해 x, y, z, xθ, yθ, zθ의 방향으로 정렬 가능한 6축 고정밀 광학 스테이지를 이용하여 정렬시킨다. 레이저 광이 출력되는 콜리메이터(200)의 전단에 싱글 콜리메이터(150)를 위치시키고 파워메타 장비(50)로 콜리메이터(200)를 통과한 광의 파워를 측정하여 삽입손실이 최소가 되는 지점에서 콜리메이터(200)와 스플리터(300)를 광학적으로 정렬한 다음 콜리메이터(200)와 스플리터(300) 사이에 UV 에폭시(250)를 주입하여 가접착한 후 90℃에서 약 30분간 열경화시킨다. Referring to FIG. 5, a laser beam is applied to any one of the plurality of
도 6 및 도 7은 본 발명의 일 실시예에 다른 파장분할 광 스플리터를 통과한 광신호의 측정 그래프로서, 도 6은 투과파장영역 측정 그래프이고, 도 7은 반사파장영역 측정그래프이다. 6 and 7 are graphs of measurement of an optical signal passing through a wavelength division optical splitter according to an embodiment of the present invention. FIG. 6 is a transmission wavelength region measurement graph and FIG. 7 is a reflection wavelength region measurement graph.
도 6은 WDM 광통신에 주로 사용되는 파장대역 1260nm~1620nm 각각 20nm 채널 간격으로 사용되고 있고, 1310nm, 1550nm 투과되는 파장 대역으로 현재 가입자 인터넷 망에 양방향 통신이 사용되고 있는 파장 대역으로 본 발명의 실시예에 따라 제작된 파장분할 광 스플리터의 투과 파장 대역 출력 특성 스펙트럼 그래프이다. FIG. 6 is a wavelength band of 1260 nm to 1620 nm of wavelength band mainly used for WDM optical communication, and is a wavelength band of 1310 nm and 1550 nm of transmission wavelength bands. It is a transmission wavelength band output characteristic spectrum graph of the produced wavelength division optical splitter.
도 7은 도 6의 투과 파장 대역 1310nm, 1550nm 제외한 나머지 1260nm~1620nm 파장 대역에서 반사되는 반사 파장 대역 출력 특성 스펙트럼 그래프이다. 7 is a reflection spectrum band output characteristic spectrum graph reflected in the remaining 1260 nm to 1620 nm wavelength band except for the transmission wavelength band 1310 nm and 1550 nm of FIG. 6.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따라 제조된 파장분할 광 스플리터의 제품형상을 나타낸 도면이다. 8 is a view showing the product shape of the wavelength division optical splitter manufactured according to an embodiment of the present invention.
전술한 바와 같이, 본 실시예에 따르면 광 스플리터의 입력단에 특정 파장의 광신호를 투과하는 파장선택부 및 입력 광을 평행광으로 전환하여 출력하는 콜리메이터를 배치함으로써 원하는 특정 파장의 광신호를 분할하여 출력하며, 투과손실을 감소시킬 수 있다. As described above, according to the present embodiment, by splitting the optical signal of the desired specific wavelength by arranging at the input terminal of the optical splitter a wavelength selector that transmits the optical signal of a specific wavelength and a collimator for converting and outputting the input light into parallel light. Output, and the transmission loss can be reduced.
한편, 본 발명의 상세한 설명 및 첨부도면에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나, 본 발명은 개시된 실시예에 한정되지 않고 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다. 따라서, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들을 포함하는 것으로 해석되어야 할 것이다.
On the other hand, the detailed description and the accompanying drawings of the present invention have been described with respect to specific embodiments, the present invention is not limited to the disclosed embodiments and those skilled in the art to which the present invention pertains the technical idea of the present invention Many substitutions, modifications and variations are possible without departing from the scope of the invention. Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the described embodiments, but should be construed as including not only the claims below but also equivalents thereof.
100 : 파장선택부 110, 140 : 광섬유
120 : 듀얼콜리메이터 124 : 피그테일
122 : GRIN 렌즈 124a, 122a : 경사면
126 : 에폭시 수지 130 : 박막필터
200 : 콜리메이터 300 : 광 스플리터
310, 320 : 광도파로 코어 400 : 광섬유 어레이100:
120: dual collimator 124: pigtail
122:
126: epoxy resin 130: thin film filter
200: collimator 300: optical splitter
310, 320: optical waveguide core 400: optical fiber array
Claims (5)
상기 파장선택부로부터 입력되는 광신호를 일정 방향으로 평행하게 진행시키는 제1 GRIN 렌즈와;
상기 제1 GRIN 렌즈의 출력단과 7.9° 각도로 경사지게 정렬되어, 상기 제1 GRIN 렌즈로부터 입력되는 광신호를 적어도 2 이상의 광신호로 분기하여 출력하는 광 스플리터; 및
상기 광 스플리터의 출력단에 광학적으로 정렬되는 광섬유 어레이를 포함하며, 상기 파장선택부는
광원으로부터 방출된 광신호를 전송하는 제1 광섬유와;
상기 제1 광섬유의 출력단이 삽입되는 피그테일과, 상기 제1 광섬유의 출력단에서 상기 피그테일과 접속되어 입력 광신호를 평행광으로 전환 출력하는 제2 GRIN 렌즈를 구비하는 듀얼콜리메이터와;
상기 듀얼콜리메이터를 통과한 평행광 중 기설정된 파장의 광신호를 투과시키고 나머지 파장의 광신호를 전반사시키는 박막필터; 및
그 입력단이 상기 피그테일 내에 삽입되며 상기 박막필터에 의해 반사된 광신호를 다른 노드로 전송하는 제2 광섬유를 포함하는 것을 특징으로 하는 파장분할 광 스플리터.
A wavelength selecting unit for transmitting an optical signal having a predetermined wavelength among the input optical signals and reflecting the remaining optical signals to selectively output an optical signal having a specific wavelength;
A first GRIN lens for advancing the optical signal input from the wavelength selecting unit in parallel in a predetermined direction;
An optical splitter aligned at an angle of 7.9 ° with an output end of the first GRIN lens, for splitting and outputting an optical signal input from the first GRIN lens into at least two optical signals; And
And an optical fiber array optically aligned at an output end of the optical splitter, wherein the wavelength selector
A first optical fiber transmitting an optical signal emitted from the light source;
A dual collimator including a pigtail into which the output end of the first optical fiber is inserted, and a second GRIN lens connected to the pigtail at the output end of the first optical fiber to convert and output an input optical signal into parallel light;
A thin film filter which transmits an optical signal having a predetermined wavelength among the parallel light passing through the dual collimator and totally reflects the optical signal having the remaining wavelength; And
And a second optical fiber whose input terminal is inserted into the pigtail and transmits the optical signal reflected by the thin film filter to another node.
상기 광섬유 어레이 중 어느 하나의 광섬유에 레이저 광을 인가하는 과정과;
상기 레이저 광이 출력되는 상기 GRIN 렌즈의 전단에 싱글 콜리메이터를 위치시키고 파워메타 장비를 이용하여 상기 GRIN 렌즈를 통과한 상기 레이저 광의 파워를 측정하는 과정; 및
상기 레이저 광의 파워를 측정하여 삽입손실이 최소가 되는 지점에서 상기 GRIN 렌즈와 상기 스플리터를 광학적으로 정렬한 다음 상기 GRIN 렌즈와 상기 스플리터 사이에 에폭시를 주입하여 접착하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 파장분할 광 스플리터의 제조방법.
A wavelength selecting unit for transmitting an optical signal having a predetermined wavelength among the input optical signals and reflecting the remaining optical signals to selectively output an optical signal having a specific wavelength, and for advancing the optical signal input from the wavelength selecting unit in parallel in a predetermined direction. An optical splitter for branching and outputting a GRIN lens and an optical signal input from the GRIN lens into at least two optical signals; And a optical fiber array optically aligned to an output end of the optical splitter.
Applying laser light to any one of the optical fiber arrays;
Positioning a single collimator in front of the GRIN lens to which the laser light is output, and measuring power of the laser light passing through the GRIN lens using a power meter device; And
Measuring the power of the laser light and optically aligning the GRIN lens and the splitter at a point where the insertion loss is minimized, and then injecting and bonding epoxy between the GRIN lens and the splitter, wherein the wavelength comprises Method of manufacturing a split optical splitter.
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