KR101300222B1 - 두 파장 광 송신모듈용 서브마운트 - Google Patents

Abstract

본 발명은 광 인터페이스에 사용되는 두 파장 광 송신모듈용 서브마운트에 관한 것으로, 광 DVI(Digital Visual Interface) 또는 광 HDMI(high definition multimedia interface)에 사용되는 두 파장 광 송신모듈용 서브마운트에 관한 것이다.
이를 위해, 본 발명은 하나의 티오 캔(TO-can) 내에 파장이 서로 다른 2 개의 레이저 다이오드와 마이크로 볼 렌즈 및 WDM 필터를 내장하기 위한 서브마운트에 있어서, 상기 서브마운트의 상면에는 상기 WDM필터의 배치를 위해 대각선 방향으로 레이저 마킹 또는 식각되어 필터배치부가 형성되고, 그 필터배치부의 양측으로 일정 거리 이격되어 상기 마이크로 볼 렌즈를 수용하고 일측에 상기 레이저 다이오드가 배치되는 렌즈홀이 각각 형성된 것을 특징으로 한다.

Description

두 파장 광 송신모듈용 서브마운트{submount for 2 wavelength optical transmitter module}

본 발명은 광 인터페이스에 사용되는 두 파장 광 송신모듈용 서브마운트에 관한 것으로, 광 DVI(Digital Visual Interface) 및 광 HDMI(high definition multimedia interface) 등 고화질 영상 또는 멀티미디어 광전송기기에 사용되는 두 파장 광 송신모듈용 서브마운트에 관한 것이다.

일반적으로 2 파장을 사용하는 광 송신 모듈은 2 개의 레이저 다이오드와 WDM 필터, 마이크로 렌즈 등을 구조물에 탑재하여 구성한다.

통상 사용하고 있는 광 송신 모듈은 도 1에서와 같이 하나의 파장을 방출하는 레이저 다이오드(1)를 이른바 TO-56 패키지에 실장시켜 구성한다. 즉, 레이저 다이오드(1)를 TO-CAN 스템(2) 안에 배치하고 TO-CAN 캡(3)을 씌우고 그 상단에 마이크로 볼 렌즈를 배치하여 광 송신 모듈을 구성한다.

상기와 같은 방식으로 구성하는 광 송신 모듈 두 개를 이용하여 2 파장 광 송신 모듈을 제작한다.

도 2는 2 파장 광 송신 모듈의 구조를 나타내고 있다. 도 2에 나타낸 광 송신 모듈인 TO-56 패키지 2개를 금속으로 제작된 블럭에 각각 직각으로 배치하고 그 사이에 WDM 필터를 삽입한 형태로 구성한다.

이와 같은 형태는 전체 광송신 모듈 크기를 줄이기 어렵다는 단점이 있으며 제작 공정시 하나의 레이저 다이오드 TO-56 패키지를 광섬유와 정렬시켜 고정시킨 다음 직각에 위치한 다른 파장의 레이저 다이오드 TO-56 패키지를 광섬유와 정렬시켜야 한다. 이때 각 파장의 레이저 다이오드 사이의 거리가 상당히 떨어져 있어(보통 10 mm이상) 금속 하우징의 정밀도, 렌즈 및 WDM 필터의 위치 오차 등으로 인하여 두 개의 레이저 다이오드 TO-56 패키지의 광축을 각각 정렬하는데 시간이 많이 걸리고 광축 불일치에 의한 제품 불량 비율도 증가한다.

상기한 문제점을 해결하기 위해 특허등록 제1118841호와 제1164377호가 개시되었다.

상기한 기술들은 모두 하나의 티오 캔(TO-can) 내에 파장이 서로 다른 2개의 레이저 다이오드와 볼 및 필터를 배치한 광 송신모듈에 관한 것이다. 그러나 상기한 기술들은 서브마운트를 대략 'ㄱ'자형으로 가공하고, 그 서브마운트의 상면에 레이저 다이오드와 볼을 배치하기 위한 홀더와 WDM 필터를 배치하게 되는데, 정밀한 배치를 위해 두 개의 홀더를 서브마운트 및 WDM 필터에 맞춰 정밀가공하여야 하며, 제작시에는 각각의 홀더와 WDM 필터를 서브마운트 상면에 정확하게 올려놓아야 함으로써 상당히 정렬시간이 소요되었다.

즉, 상기한 기술은 종래보다는 보다 단시간내에 정렬할 수는 있었으나 여전히 상당한 정렬시간이 소요되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로, 본 발명의 목적은 하나의 티오 캔(TO-can) 내에 파장이 서로 다른 2개의 레이저 다이오드와 마이크로 볼 렌즈 및 WDM필터를 보다 쉽고 간단하며 정밀하게 정렬할 수 있는 두 파장 광 송신모듈용 서브마운트를 제공하는 데 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성은, 하나의 티오 캔(TO-can) 내에 파장이 서로 다른 2 개의 레이저 다이오드와 마이크로 볼 렌즈 및 WDM 필터를 내장하기 위한 서브마운트에 있어서, 상기 서브마운트의 상면에는 상기 WDM필터의 배치를 위해 대각선 방향으로 레이저 마킹 또는 식각되어 필터배치부가 형성되고, 그 필터배치부의 양측으로 일정 거리 이격되어 상기 마이크로 볼 렌즈를 수용하고 일측에 상기 레이저 다이오드가 배치되는 렌즈홀이 각각 형성된 것을 특징으로 한다.

상기 서브마운트의 상면에는 상기 렌즈홀의 일측으로 상기 레이저 다이오드를 수용하기 위한 다이오드 수용홈이 서브마운트의 단부와 접하도록 형성된 것을 특징으로 한다.

상기 렌즈홀의 일측에 배치되는 상기 레이저 다이오드는 방출되는 레이저 빔이 서로 직교되도록 배치되는 것을 특징으로 한다.

상기 서브마운트는 사각판체로 형성되고, 세라믹 또는 알루미나로 구성하는 것을 특징으로 한다.

상기 서브마운트는 일측 모서리가 절제된 '

'형 판체로 형성되고, 세라믹 또는 알루미나로 구성하는 것을 특징으로 한다.

상기의 구성으로 이루어진 두 파장 광 송신모듈용 서브마운트에 따르면, 하나의 티오 캔(TO-can) 내에 2개의 파장을 갖는 레이저 다이오드와 마이크로 볼 렌즈 및 WDM 필터를 내장시켜 하나의 광섬유로 2 파장 신호를 전송할 수 있는 광 인터페이스용 집적형 광 송신모듈 제작이 가능하므로 광 송신모듈 부품을 간소화할 수 있게 된다.

특히, 서브마운트 상면에 마이크로 볼 렌즈를 수용하는 렌즈홀과 필터배치부를 형성함으로써 레이저 다이오드와 볼 렌즈 및 WDM 필터를 오차 없이 정밀하게 정렬할 수 있어 제작시간을 대폭 축소할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래의 티오 캔(TO-can) 광 송신모듈을 보여주는 단면도,
도 2는 종래의 티오 캔(TO-can) 광 송신모듈을 이용한 2 파장 광 송신모듈 패키지의 구성도,
도 3은 본 발명에 따른 광 송신모듈의 단면도,
도 4는 본 발명에 따른 광 송신모듈에서 서브마운트 및 그 서브마운트에 배치되는 광소자를 보인 상태도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 두 파장 광 송신모듈용 서브마운트에 대하여 상세히 설명하기로 한다.

도 3은 본 발명에 따른 광 송신모듈의 단면도이고, 도 4는 본 발명에 따른 광 송신모듈에서 서브마운트 및 그 서브마운트에 배치되는 광소자를 보인 상태도이다.

상기 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 두 파장 광 송신모듈용 서브마운트는 하나의 티오 캔(TO-can) 내에 파장이 서로 다른 2 개의 레이저 다이오드(20)와 마이크로 볼 렌즈(22) 및 WDM 필터(24)를 내장하여 두 개의 파장을 하나의 광섬유에 링크시킬 수 있게 된다.

이를 위해, 상기 서브마운트는 평면형상이 사각판체 또는 일측 모서리가 절제된 '

'형 판체로 형성할 수 있고, 그 서브마운트의 상면에는 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 WDM 필터(24)의 배치를 위해 대각선 방향으로 필터배치부(30)가 형성되고, 그 필터배치부(30)의 양측으로 일정 거리 이격되어 상기 마이크로 볼 렌즈(22)를 수용하는 렌즈홀(35)이 각각 형성되어 있다.

상기 필터배치부(30)와 렌즈홀(35)의 형성위치는 레이저 다이오드(20)에서 방출되는 빛이 진행하는 광축에 맞춰 각 부품들을 정확하게 위치시킬 수 있도록 형성된다.

상기 필터배치부(30)는 서브마운트 상면에 레이저 마킹되어 형성되거나 식각되어져 형성될 수 있고, 또한 금속 패턴이 증착되어 형성될 수 있다. 상기 렌즈홀(35)은 레이저 다이오드(20)와 WDM 필터(24) 사이에 형성되어 상기 마이크로 볼 렌즈(22)가 삽입 안착된 상태에서 그 마이크로 볼 렌즈(22)의 일측에 배치되는 상기 레이저 다이오드(20)와 밀접하도록 형성되어 진다.

상기 WDM 필터(24)는 두 개의 레이저 다이오드(20)에 빛을 합쳐주어야 하므로 상기 서브마운트의 대각선 방향 즉, 45°의 경사로 구비되어 진다.

그리고, 상기 레이저 다이오드(20)의 배치를 위해 상기 서브마운트의 상면에는 다이오드 수용홈(40)이 형성될 수 있다. 또한, 상기 다이오드 수용홈(40)을 형성하지 않고 필터배치부(30)와 같이 레이저 마킹 방법을 통해 다이오드의 배치부분을 형성할 수도 있다. 물론 상기 다이오드 수용홈(40)을 형성한다거나 레이저 마킹방법으로 부착부위를 표시하지 않고도 레이저 다이오드(20)를 서브마운트 상면에 부착할 수 있다.

그러나 서브마운트 상면에 레이저 다이오드(20)를 직접 부착하는 방법은 오차가 발생될 수 있으므로, 상기 다이오드 수용홈(40)을 형성하여 그 다이오드 수용홈(40)에 레이저 다이오드(20)를 삽입 설치하도록 한다.

이때, 상기 다이오드 수용홈(40)은 서브마운트의 단부와 접하도록 형성한다.

상기 레이저 다이오드(20)는 상기 렌즈홀(35)의 일측에 배치되어 지되, 레이저 다이오드(20)에서 방출되는 레이저 빔이 서로 직교가 되도록 배치되어 진다.

본 발명의 서브마운트는 사용 중 열팽창으로 인한 손상이 발생되지 않도록 세라믹이나 바람직하게는 알루미나로 제작된다.

상기와 같이 구성된 서브마운트에 광소자를 집적하는 과정을 살펴보면, 서브마운트에 상면의 필터배치부(30)에 WDM 필터(24)를 부착하고, 그 WDM 필터(24)의 양측으로 형성된 렌즈홀(35)에 마이크로 볼 렌즈(22)를 올려놓고 에폭시 수지 등으로 부착하여 고정하면 되고, 서브마운트를 티오 스템(TO-stem, 14)에 접착한 후 다이오드 수용홈(40)에 레이저 다이오드(20)를 삽입 부착시키면 된다.

이와 같이 여러 광소자를 각각 삽입 부착하거나 마킹부위에 올려 놓은 채 고정할 수 있음으로써 광소자의 부착작업을 보다 손쉽게 할 수 있는 것이다.

상기 서브마운트를 티오 스템(TO-stem, 14)에 접착시키고, 모든 광소자의 부착작업과 리드선 연결작업을 완료한 후에는 티오 캔(TO-can)의 캡(12)을 씌우면 광 송신모듈을 완선하게 된다.

본 발명의 서브마운트는 하나의 티오 캔(TO-can) 내에서 파장이 서로 다른 2개의 레이저 다이오드로부터 방출되는 빛을 하나의 광섬유를 통해 전송할 수 있게 되고, 특히 여러 광소자를 보다 손쉽고 용이하게 정렬할 수 있음으로써 광 모듈제작이 편리함은 물론, 종래의 정렬구조에 비해 불량률을 최소화할 수 있게 된다.

또한, 종래에 광소자를 집적하기 위해 블럭 및 홀더의 제작비용 등 소요비용에 비해 저렴한 비용으로 서브마운트를 제작할 수 있음은 물론, 그 서브마운트의 상면에 WDM 필터와 마이크로 볼 렌즈를 안착시키는 과정을 통해 광 송신모듈을 정밀 제작할 수 있음으로써 제작시간을 대폭 줄일 수 있게 된다.

앞에서 설명되고, 도면에 도시된 본 발명의 실시예들은 본 발명의 기술적 사상을 한정하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 보호범위는 청구범위에 기재된 사항에 의하여만 제한되고, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사항을 다양한 형태로 개량 변경하는 것이 가능하다. 따라서, 이러한 개량 및 변경은 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것인 경우에는 본 발명의 보호범위에 속하게 될 것이다.

10: 티오 캔(TO-can) 12: 캡
14: 티오 스템(TO-stem) 20: 레이저 다이오드
22: 마이크로 볼 렌즈 24: WDM 필터
30: 필터배치부 35: 렌즈홀
40: 다이오드수용홈

Claims (5)

1. 하나의 티오 캔(TO-can) 내에 파장이 서로 다른 2 개의 레이저 다이오드(20)와 마이크로 볼 렌즈(22) 및 WDM 필터(24)를 내장하기 위한 서브마운트에 있어서,
   상기 서브마운트의 상면에는 상기 WDM 필터(24)의 배치를 위해 대각선 방향으로 레이저 마킹 또는 식각되어 필터배치부(30)가 형성되고, 그 필터배치부(30)의 양측으로 일정 거리 이격되어 상기 마이크로 볼 렌즈(22)를 수용하고 일측에 상기 레이저 다이오드(20)가 배치되는 렌즈홀(35)이 각각 형성된 것을 특징으로 하는 두 파장 광 송신모듈용 서브마운트.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 서브마운트의 상면에는 상기 렌즈홀(35)의 일측으로 상기 레이저 다이오드(20)를 수용하기 위한 다이오드 수용홈(40)이 서브마운트의 단부와 접하도록 형성된 것을 특징으로 하는 두 파장 광 송신모듈용 서브마운트.
   
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 렌즈홀(35)의 일측에 배치되는 상기 레이저 다이오드(20)는 방출되는 레이저 빔이 서로 직교되도록 배치되는 것을 특징으로 하는 두 파장 광 송신모듈용 서브마운트.
   
4. 제1항에 있어서,
   상기 서브마운트는 사각판체로 형성되고, 세라믹 또는 알루미나로 구성하는 것을 특징으로 하는 두 파장 광 송신모듈용 서브마운트.
   
5. 제1항에 있어서,
   상기 서브마운트는 일측 모서리가 절제된 '

   

   '형 판체로 형성되고, 세라믹 또는 알루미나로 구성하는 것을 특징으로 하는 두 파장 광 송신모듈용 서브마운트.
   

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