KR101362406B1 - Multi-wavelength optical transmitting and receiving module - Google Patents
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Abstract
여러 파장의 광신호들을 다중화 또는 역다중화 하는데 응용될 수 있는 다파장 광 송신 및 수신 모듈을 개시한다. 광 송신 모듈은 하우징과, 광출력 블록과, 광송신 블록, 및 광먹스(optical MUX) 블록을 포함한다. 하우징은 서로 마주하는 양쪽에 제1,2 결합 홀이 형성된다. 광출력 블록은 하우징에 제1 결합 홀과 대응되게 결합되고 광신호 커넥터와 접속되는 것으로, 제1 렌즈가 내장된다. 광송신 블록은 하우징에 제2 결합 홀과 대응되게 결합되고 전기신호 커넥터와 접속되는 것으로, 서로 다른 파장의 광을 각각 출력하고 광출력 블록에 대해 나란하게 배열된 다수의 송신소자들과, 송신소자들의 광 출력 쪽에 송신소자들에 각각 대응되게 배열된 제2 렌즈들을 구비한다. 광먹스 블록은 하우징 내에 배치되고, 송신소자들로부터 출력되어 제2 렌즈들을 거친 다파장의 광신호들을 다중화하여 광출력 블록으로 전달한다. 이에 따라, 광신호 입출력 커넥터와 전기신호 입출력 커넥터가 일직선으로 배치될 수 있으므로, 모듈화와 소형화에 유리할 수 있다. Disclosed are a multi-wavelength optical transmission and reception module that can be applied to multiplexing or demultiplexing optical signals of various wavelengths. The optical transmission module includes a housing, an optical output block, an optical transmission block, and an optical MUX block. The housing has first and second coupling holes formed at both sides facing each other. The optical output block is coupled to the housing corresponding to the first coupling hole and connected to the optical signal connector, and the first lens is embedded therein. The optical transmission block is coupled to the housing in correspondence with the second coupling hole and connected to the electrical signal connector. The optical transmission block outputs light of different wavelengths and is arranged in parallel with the optical output block. On the light output side of the light emitting device, second lenses are arranged to correspond to the transmitting elements respectively. The optical mux block is disposed in the housing, and is output from the transmission elements and multiplexes the multi-wavelength optical signals passing through the second lenses to the optical output block. Accordingly, since the optical signal input / output connector and the electrical signal input / output connector can be arranged in a straight line, it can be advantageous for modularization and miniaturization.
Description
본 발명은 여러 파장의 광신호들을 다중화 또는 역다중화 하는데 응용될 수 있는 다파장 광 송신 및 수신 모듈에 관한 것이다. 본 연구는 지식경제부의 IT원천기술개발사업의 일환으로 수행한 연구로부터 도출된 것이다. [과제관리번호: 2008-F-017-02, 과제명: 100Gbps급 이더넷 및 광전송기술개발]The present invention relates to a multi-wavelength optical transmission and reception module that can be applied to multiplexing or demultiplexing optical signals of various wavelengths. This study is derived from the research conducted as part of the IT source technology development project of the Ministry of Knowledge Economy. [Task Management No .: 2008-F-017-02, Title: Development of 100Gbps Ethernet and Optical Transmission Technology]
인터넷을 필두로 한 데이터 트래픽의 증가로 인하여 광통신망도 고속, 대용량화되고 있다. 대용량의 데이터 트래픽을 전송하기 위해서 하나의 광섬유에 서로 다른 파장의 광신호들을 파장분할다중화(WDM; wavelength division multiplexing)하여 전송하는 방식이 많이 사용되고 있다. 파장분할다중화 방식은 백본망(backbone network)에서 주로 사용되어 온 기술이지만, 가입자망(Access Loop Network)과 이더넷망(Ethernet Network)에서도 적용되고 있다. Due to the increase in data traffic led by the Internet, optical communication networks are also increasing in speed and capacity. In order to transmit a large amount of data traffic, wavelength division multiplexing (WDM) of optical signals having different wavelengths is widely used in one optical fiber. The wavelength division multiplexing technique has been mainly used in a backbone network, but is also applied to an access loop network and an ethernet network.
40G 이더넷의 경우에는 단일모드 광섬유(Single mode fiber) 10km 전송을 위해서 10Gㅧ4 채널 CWDM(coarse wavelength division multiplexing) 방식을 표준으로 채택했으며, 100G 이더넷의 경우에는 단일모드 광섬유 10km, 40km 전송을 위해 서 25Gㅧ4 채널 LAN-WDM 방식을 표준으로 채택했다. In case of 40G Ethernet, 10G 채널 4 channel coarse wavelength division multiplexing (CWDM) method is adopted as standard for 10km transmission of single mode fiber, and in case of 100G Ethernet, 10km and 40km transmission of single mode fiber is used. 25G ㅧ 4 channel LAN-WDM is adopted as standard.
40G, 100G 이더넷에서 4개의 채널을 다중화하여 전송하는 방식은 광 송수신 모듈이 그 기능을 담당하며, 핵심이 되는 부품은 TOSA(Transmitter Optical Sub-Assembly), ROSA(Receiver Optical Sub-Assembly)이다. TOSA 에서는 4개 채널의 전-광 변환과 파장 다중화 기능을 하며, ROSA 에서는 파장 역다중화와 4개 채널의 광-전 변환 기능을 수행한다. In the 40G and 100G Ethernet, four channels are multiplexed and transmitted by an optical transceiver module. The key components are a transmitter optical sub-assembly (TOSA) and a receiver optical sub-assembly (ROSA). TOSA performs four-channel pre-optical conversion and wavelength multiplexing. ROSA performs wavelength demultiplexing and four-channel photoelectric conversion.
도 1은 종래의 일 예에 따른 광 송수신 모듈을 도시한 것이다(미국출원번호 2004-971462 참조). 1 illustrates an optical transmission / reception module according to a conventional example (see US Application No. 2004-971462).
도 1에 도시된 바에 따르면, 광 송수신 모듈(10)은 ROSA 기능을 포함하도록 구성된 것이다. 이에 따르면, 여러 파장을 갖는 광신호들이 리셉터클(11)을 통해 5각형 형태로 배치된 박막 필터들(12a,12b,12c,12d)로 입사되면, 박막 필터들(12a,12b,12c,12d)에 의해 해당 파장의 광신호만 투과되고 나머지 파장의 광신호는 반사된다. 박막 필터들(12a,12b,12c,12d)을 투과한 광신호들(λ1,λ2,λ3,λ4)은 포토 디텍터 소자들(13a,13b,13c,13d)로 입력되어 전기신호들로 변환된다. As shown in FIG. 1, the optical transmission /
전술한 예에서, 광 송수신 모듈(10)이 TOSA 기능을 포함하도록 구성된다면, 포토 디텍터 소자들은 레이저 다이오드 소자들로 대체된다. 레이저 다이오드 소자들로부터 출력된 여러 파장의 광신호들이 박막 필터들로 입사되면, 박막 필터들에 의해 해당 파장의 광신호만 투과되고 나머지 파장의 광신호는 반사되어 리셉터클을 통해 출력된다. In the above example, if the optical transmission /
그런데, 전술한 예의 광 송수신 모듈(10)은 구조 특성상, 전기신호의 입출력 부분이 여러 위치와 여러 방향으로 흩어져 배열되므로, 전기신호의 인터페이스를 설계하는데 많은 어려움이 있을 수 있고, 광 송수신 모듈(10)을 소형화하는데 있어 제약이 될 수 있다. However, the optical transmission /
도 2는 종래의 다른 예에 따른 광 송수신 모듈을 도시한 것이다(미국등록번호 6198864 참조). 2 illustrates an optical transmission / reception module according to another conventional example (see US Pat. No. 6198864).
도 2에 도시된 바에 따르면, 광 송수신 모듈(20)은 ROSA 기능을 포함하도록 구성된 것이다. 이에 따르면, 광 블록(optical block, 21)에 일련의 릴레이 미러들(relay mirrors, 22a,22b,22c)이 오목하게 가공되어 일체화되어 있다. 여러 파장을 갖는 광신호들이 광섬유(23)를 통해 광 블록(21)으로 입사되면, 필터들(24a,24b,24c,24d)에 의해 해당 파장의 광신호만 투과되고 나머지 파장의 광신호는 반사되는 과정을 반복하면서 전파된다. 필터들(24a,24b,24c,24d)을 차례로 투과한 광신호들은 포토 다이오드들(25a,25b,25c,25d)로 입력되어 전기신호로 변환되며, 필터들(24a,24b,24c,24d)에 의해 반사된 광은 릴레이 미러들(22a,22b,22c)에 의해 연속적으로 초점이 맞추어지게 된다. As shown in FIG. 2, the optical transmission /
그런데, 통상적으로 단일모드 수신의 경우 포토 다이오드의 수광 영역의 직경이 수십㎛ 정도이고, 단일모드 송신의 경우 광섬유의 코어(core)의 직경이 8㎛ 정도이다. 따라서, 전술한 예의 광 송수신 모듈(20)의 경우, 가공 오차가 발생하게 되면, 광신호의 손실이 크게 발생하게 된다. 또한, 렌즈를 사용하는 방식보다 정렬 톨루런스(tolerance)가 적어 정렬에 따른 광 손실이 크게 발생하게 되는바, 궁극적으로 양산성이 떨어지게 되는 단점이 있다. However, in the case of single mode reception, the diameter of the light receiving region of the photodiode is about several tens of micrometers, and in the case of single mode transmission, the diameter of the core of the optical fiber is about 8 μm. Therefore, in the case of the optical transmission /
본 발명의 과제는 광신호 입출력 커넥터와 전기신호 입출력 커넥터가 일직선으로 배치되어 있어 모듈화와 소형화에 유리한 다파장 광 송신 및 수신 모듈을 제공함에 있다. An object of the present invention is to provide a multi-wavelength optical transmission and reception module that is arranged in a straight line and the optical signal input / output connector and the electrical signal input / output connector advantageous for modularization and miniaturization.
그리고, 본 발명의 과제는 다파장 채널을 정렬하는데 톨루런스가 크고, 정렬이 용이하며, 생산 수율이 높아 궁극적으로 양산성이 좋은 다파장 광 송신 및 수신 모듈을 제공함에 있다. In addition, an object of the present invention is to provide a multi-wavelength optical transmission and reception module which has a high tolerance in aligning a multi-wavelength channel, easy alignment, high production yield, and ultimately good productivity.
상기의 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 다파장 광 송신 모듈은, 서로 마주하는 양쪽에 제1,2 결합 홀이 형성된 하우징; 상기 하우징에 상기 제1 결합 홀과 대응되게 결합되고 광신호 커넥터와 접속되는 것으로, 제1 렌즈가 내장된 광출력 블록; 상기 하우징에 상기 제2 결합 홀과 대응되게 결합되고 전기신호 커넥터와 접속되는 것으로, 서로 다른 파장의 광을 각각 출력하고 상기 광출력 블록에 대해 나란하게 배열된 다수의 송신소자들과, 상기 송신소자들의 광 출력 쪽에 상기 송신소자들에 각각 대응되게 배열된 제2 렌즈들이 구비된 광송신 블록; 및 상기 하우징 내에 배치되고, 상기 송신소자들로부터 출력되어 상기 제2 렌즈들을 거친 다파장의 광신호들을 다중화하여 상기 광출력 블록으로 전달하는 광먹스(optical MUX) 블록;을 포함한다. According to an aspect of the present invention, there is provided a multi-wavelength optical transmission module comprising: a housing having first and second coupling holes formed at both sides facing each other; An optical output block coupled to the housing corresponding to the first coupling hole and connected to an optical signal connector, the optical output block having a first lens therein; A plurality of transmission elements coupled to the housing corresponding to the second coupling hole and connected to an electrical signal connector, respectively outputting light having different wavelengths and arranged side by side with respect to the light output block; An optical transmission block having second lenses arranged on the light output side of the light emitting device to correspond to the transmission elements; And an optical mux block disposed in the housing and output from the transmission elements to multiplex the multi-wavelength optical signals passing through the second lenses to the optical output block.
본 발명에 따른 다파장 광 수신 모듈은, 서로 마주하는 양쪽에 제1,2 결합 홀이 형성된 하우징; 상기 하우징에 상기 제1 결합 홀과 대응되게 결합되고 광신호 커넥터와 접속되는 것으로, 제1 렌즈가 내장된 광입력 블록; 상기 하우징에 상기 제2 결합 홀과 대응되게 결합되고 전기신호 커넥터와 접속되는 것으로, 서로 다른 파장의 광신호를 각각 입력 받고 상기 광입력 블록에 대해 나란하게 배열된 다수의 수신소자들과, 상기 수신소자들의 광 입력 쪽에 상기 수신소자들에 각각 대응되게 배열된 제2 렌즈들이 구비된 광수신 블록; 및 상기 하우징 내에 배치되고, 상기 광입력 블록으로부터 입력되어 상기 제1 렌즈를 거친 다중화된 다파장의 광신호들을 역다중화하여 상기 수신소자들로 전달하는 광디먹스(optical DEMUX) 블록;을 포함한다. Multi-wavelength light receiving module according to the present invention, the housing is formed with first and second coupling holes on both sides facing each other; An optical input block coupled to the housing corresponding to the first coupling hole and connected to an optical signal connector, the optical input block having a first lens therein; A plurality of receivers coupled to the housing corresponding to the second coupling hole and connected to an electrical signal connector, respectively receiving optical signals having different wavelengths and arranged side by side with respect to the optical input block; An optical reception block having second lenses arranged on the optical input side of the devices so as to correspond to the receivers; And an optical DEMUX block disposed in the housing and input from the optical input block to demultiplex the multiplexed optical signals passing through the first lens to the receiving elements.
본 발명에 따르면, 광신호 커넥터와 전기신호 커넥터가 일직선 형태로 배치될 수 있으므로, 모듈의 설계 및 제조가 용이하여 모듈화에 유리할 수 있다. 그리고, 광송신 블록에서 송신소자들과 제2 렌즈들이 어레이 형태를 이루기 때문에 소형화가 가능하여, 궁극적으로 모듈의 소형화에 유리할 수 있다. According to the present invention, since the optical signal connector and the electrical signal connector can be arranged in a straight line, it is easy to design and manufacture the module can be advantageous for modularization. In addition, since the transmission elements and the second lenses form an array in the optical transmission block, miniaturization is possible, which may ultimately be advantageous for miniaturization of the module.
본 발명에 따르면, 광출력 블록, 광송신 블록, 광먹스 블록은 서로 독립적으로 제조되어 시험 완료된 후, 블록 단위로 서로 정렬될 수 있으므로, 생산 수율을 높일 수 있을 수 있다. According to the present invention, since the light output block, the optical transmission block, and the optical mux block are manufactured independently of each other and tested, the light output block, the optical transmission block, and the optical mux block may be aligned with each other in units of blocks, thereby increasing production yield.
본 발명에 따르면, 광송신/수신 블록이 독립된 채널 형태의 광송신/수신 서브 블록들로 이루어지는 경우, 각 채널을 티오 공정 등을 통해 용이하게 제조할 수 있다. 그리고, 각 채널을 독립적으로 정렬할 수 있기 때문에, 정렬 공정이 용이하 고, 채널별로 광손실을 최소화할 수 있다. 또한, 채널별로 제조하기 때문에, 불량률을 낮출 수 있으므로, 궁극적으로는 양산성이 좋아질 수 있다. According to the present invention, when the optical transmission / reception block is composed of optical transmission / reception subblocks in the form of independent channels, each channel can be easily manufactured through a thio process. In addition, since each channel can be independently aligned, the alignment process is easy and light loss can be minimized for each channel. In addition, since manufacturing is performed for each channel, the defective rate can be lowered, and ultimately, mass productivity can be improved.
이하 첨부된 도면을 참조하여, 바람직한 실시예에 따른 본 발명을 상세히 설명하기로 한다. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 다파장 광 송신 모듈에 대한 단면도이다. 도 3을 참조하면, 다파장 광 송신 모듈(100)은, 하우징(110)과, 광출력 블록(120)과, 광송신 블록(130), 및 광먹스(optical MUX; optical Multiplexer) 블록(140)을 포함한다. 3 is a cross-sectional view of a multi-wavelength optical transmission module according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 3, the multi-wavelength
하우징(110)은 내부 공간을 갖고, 서로 마주하는 양쪽에 제1,2 결합 홀(111,112)이 형성된 구조를 갖는다. 제1 결합 홀(111)에는 광출력 블록(120)이 대응되어 결합되고, 제2 결합 홀(112)에는 광송신 블록(130)이 대응되어 결합된다. 제1,2 결합 홀(111,112)은 광출력 블록(120)과 광송신 블록(130)이 일부 삽입되어 장착될 수 있는 크기로 이루어질 수 있다. The
광출력 블록(120)은 광신호 커넥터와 접속되는 것으로, 하우징(110)에 제1 결합 홀(111)과 대응되게 결합된다. 광출력 블록(120)은 제1 결합 홀(111)에 일부 끼워져 장착될 수 있다. 광출력 블록(120)에는 제1 렌즈(121)가 내장된다. 제1 렌즈(121)는 광먹스 블록(140)에 의해 다중화된 광신호들을 통과시켜 광신호 커넥터로 전달하도록 배치된다. The
광송신 블록(130)은 전기신호 커넥터와 접속되는 것으로, 하우징(110)에 제2 결합 홀(112)과 대응되게 결합된다. 광송신 블록(130)은 제2 결합 홀(112)에 일부 끼워져 장착될 수 있다. 광송신 블록(130)은 다수의 송신소자들(131a,131b,131c,131d)과 제2 렌즈들(132a,132b,132c,132d)을 구비한다. The
송신소자들(131a,131b,131c,131d)은 전기신호 커넥터로부터 다파장 송신을 위한 전기신호 데이터를 입력 받아, 서로 다른 파장을 갖는 광신호를 각각 출력한다. 송신소자들(131a,131b,131c,131d)은 서로 다른 파장을 갖는 광신호를 발진하는 레이저 다이오드(laser diode)들로 구성될 수 있다. 그리고, 송신소자들(131a,131b,131c,131d)은 광출력 블록(120)에 대해 나란하게 일렬로 배열된다. The
제2 렌즈들(132a,132b,132c,132d)은 송신소자들(131a,131b,131c,131d)의 광 출력 쪽에 송신소자들(131a,131b,131c,131d)에 각각 대응되게 배열된다. 제2 렌즈들(132a,132b,132c,132d)은 송신소자들(131a,131b,131c,131d)과 일정 간격으로 이격되고, 각각의 광축이 송신소자들(131a,131b,131c,131d)의 각 출력축과 일치하도록 배열될 수 있다. The
광먹스 블록(140)은 광출력 블록(120)과 광송신 블록(130) 사이에서 하우징(110) 내에 배치된다. 광먹스 블록(140)은 송신소자들(131a,131b,131c,131d)로부터 출력되어 제2 렌즈들(132a,132b,132c,132d)을 거친 다파장의 광신호들을 다중화하여 광출력 블록(120)으로 전달한다. The
전술한 구성을 갖는 다파장 광 송신 모듈(100)은, 광출력 블록(120)에 접속되는 광신호 커넥터와 광송신 블록(130)에 접속되는 전기신호 커넥터가 일직선 형태로 배치될 수 있으므로, 모듈(100)의 설계 및 제조가 용이하여 모듈화에 유리할 수 있다. 그리고, 광송신 블록(130)에서 송신소자들(131a,131b,131c,131d)과 제2 렌즈들(132a,132b,132c,132d)이 어레이 형태를 이루기 때문에 소형화가 가능하여, 궁극적으로 모듈(100)의 소형화에 유리할 수 있다. In the multi-wavelength
또한, 광출력 블록(120), 광송신 블록(130), 광먹스 블록(140)은 서로 독립적으로 제조되어 시험 완료된 후, 블록 단위로 서로 정렬될 수 있으므로, 생산 수율을 높일 수 있다. In addition, since the
한편, 광출력 블록(120)은 리셉터클(receptacle, 122) 형태로 광신호 커넥터와 접속될 수 있다. 여기서, 광신호 커넥터는 LC(lucent cable) 또는 SC(single coupling) 타입의 것일 수 있다. 다른 예로, 도시하고 있지 않지만, 광출력 블록(120)은 리셉터클(122) 형태에서 광섬유 피그테일(pigtail) 형태로 대체되어 광신호 커넥터와 접속될 수 있다. 광출력 블록(120)에는 광섬유와 커플링될 때, 반사광의 영향을 줄이기 위하여 광 아이솔레이터(isolator)가 추가될 수 있다. Meanwhile, the
그리고, 광송신 블록(130)은 서브 마운트(sub-mount, 133)와, 티오(TO; transistor outline) 스템(stem, 134)과, 렌즈 캡(135), 및 정렬 마크(미도시)를 포함할 수 있다. 서브 마운트(133)는 제2 렌즈들(132a,132b,132c,132d)을 향한 쪽에 어레이 형태의 송신소자들(131a,131b,131c,131d)을 실장한다. 티오 스템은 티오 공정에 의해 제조된 것이다. 티오 스템(134)은 서브 마운트(133)의 바깥쪽에 실장되고 전기신호 커넥터와 접속된다. 티오 스템(134)은 전기신호 커넥터와의 접속을 위한 리드 핀(134a)들을 구비한다. 리드 핀(134a)들은 하우징(110) 외부로 인출되도록 배치된다. In addition, the
렌즈 캡(135)은 제2 렌즈들(132a,132b,132c,132d)과 송신소자들(131a,131b,131c,131d) 사이에서 제2 렌즈들(132a,132b,132c,132d)을 초점 거리에 맞게 지지한다. 제2 렌즈들(132a,132b,132c,132d)은 단일 형태로 연속되어 배열될 수 있는데, 이 경우, 렌즈 캡(135)은 단일 형태의 제2 렌즈들(132a,132b,132c,132d)을 수용해서 지지하도록 광먹스 블록(140)을 향한 면이 함몰 형성된 구조로 이루어질 수 있다. 그리고, 렌즈 캡(135)은 서브 마운트(133)와 티오 스템(134)과 조립될 수 있는 구조로 이루어져, 송신소자(131a,131b,131c,131d)와 제2 렌즈(132a,132b,132c,132d) 간의 초점 거리가 각각 정렬되어 제2 렌즈들(132a,132b,132c,132d)이 고정될 수 있게 한다. The
정렬 마크는 송신소자(131a,131b,131c,131d)와 제2 렌즈(132a,132b,132c,132d) 간을 정렬하기 위한 것이다. 즉, 정렬 마크는 송신소자(131a,131b,131c,131d)의 출력축과 제2 렌즈(132a,132b,132c,132d)의 광축을 정확히 일치시키도록 정렬할 수 있게 한다. 정렬 마크는 렌즈(132a,132b,132c,132d)와 서브 마운트(133)에 각각 형성될 수 있다. The alignment mark is for aligning between the
광송신 블록(130)에는 리드 핀(134a)들에 플렉시블(Flexible) PCB가 실장될 수 있고, 송신소자(131a,131b,131c,131d)의 광세기를 모니터링하기 위한 모니터링 광소자 등이 추가될 수 있다. 또한, 송신소자(131a,131b,131c,131d)로 VCSEL(vertical-cavity surface-emitting laser)이 사용될 경우에는 광출력의 일부를 반사시키는 반사판이 송신소자(131a,131b,131c,131d)와 제2 렌 즈(132a,132b,132c,132d) 사이에 놓일 수 있다. 만일, 송신소자(131a,131b,131c,131d)로 EML(Electro-absorption modulated laser)이 사용될 경우에는 일정 온도를 유지하기 위한 TEC(Thermo-Electric Cooler)가 추가될 수 있다. A flexible PCB may be mounted on the
도 4는 도 3에 있어서, 광송신 블록의 제1 변형예를 도시한 단면도이다. 도 4를 참조하면, 광송신 블록(230)은 광 파장 채널별로 독립되게 분리된 복수의 광송신 서브 블록들(230a,230b,230c,230d)로 이루어진다. 즉, 광송신 서브 블록들(230a,230b,230c,230d)은 서로 다른 파장의 광신호를 출력하는 송신소자(231a,231b,231c,231d)를 독립되게 하나씩 포함한다. 그리고, 광송신 서브 블록들(230a,230b,230c,230d)은 제2 렌즈(232a,232b,232c,232d)와 서브 마운트(233a,233b,233c,233d)와 티오 스템(234a,234b,234c,234d) 및 렌즈 캡(235a,235b,235c,235d)을 하나씩 분리된 형태로 독립되게 포함한다. 4 is a cross-sectional view showing a first modification of the optical transmission block in FIG. Referring to FIG. 4, the
이처럼 광송신 블록(230)이 독립된 채널 형태의 광송신 서브 블록들(230a,230b,230c,230d)로 이루어지면, 각 채널을 티오 공정 등을 통해 용이하게 제조할 수 있다. 그리고, 각 채널을 독립적으로 정렬할 수 있기 때문에, 정렬 공정이 용이하고, 채널별로 광손실을 최소화할 수 있다. 또한, 채널별로 제조하기 때문에, 불량률을 낮출 수 있으므로, 궁극적으로는 양산성이 좋아질 수 있다. As such, when the
도 5는 도 3에 있어서, 광송신 블록의 제2 변형예를 도시한 단면도이다. 도 5를 참조하면, 광송신 블록(330)에서 제2 렌즈들(332a,332b,332c,332d)은 전술한 예에서의 연속된 형태가 아닌, 분리된 형태로 이루어진다. 제2 렌즈들(332a,332b,332c,332d)은 송신소자(131a,131b,131c,131d)마다 대응되게 분리된 형태를 갖는다. 여기서, 렌즈 캡(335)은 제2 렌즈들(332a,332b,332c,332d)을 분리된 형태로 지지하도록 구성될 수 있다. 5 is a cross-sectional view illustrating a second modification of the optical transmission block in FIG. 3. Referring to FIG. 5, in the
도 6a 및 도 6b는 도 3에 있어서, 광송신 블록의 제3 변형예를 도시한 평단면도 및 측단면도이다. 도 6a 및 도 6b를 참조하면, 광송신 블록(430)은 서브 마운트(433)와, 메탈 벽(metal wall, 434)을 포함한다. 서브 마운트(433)는 제2 렌즈들(132a,132b,132c,132d)과 송신소자들(131a,131b,131c,131d)을 실장한다. 여기서, 서브 마운트(433)는 메탈로 이루어질 수 있다. 그리고, 송신소자들(131a,131b,131c,131d)은 서브 마운트(433)에 적층된 세라믹 판(435) 상에 실장되어, 제2 렌즈들(132a,132b,132c,132d)의 각 광축에 대응되게 배치될 수 있다. 세라믹 판(435)은 산화알루미늄 또는 질화알루미늄 등으로 이루어질 수 있다. 6A and 6B are plan cross-sectional views and side cross-sectional views showing a third modification of the optical transmission block in FIG. 3. 6A and 6B, the
메탈 벽(434)은 서브 마운트(433)의 바깥쪽에 실장되고 전기신호 커넥터와 접속된다. 메탈 벽(434)은 전기신호 커넥터와의 접속을 위한 리드 핀(434a)들을 구비한다. 리드 핀(434a)들은 하우징(110) 외부로 인출되도록 배치된다. 리드 핀(434a)들은 와이어 본딩을 통해 송신소자들(131a,131b,131c,131d)과 연결될 수 있다. The
전술한 바와 같이, 광송신 블록(430)은 광송신 블록(130)의 티오 스템(134) 대신 메탈 벽(434)을 이용하게 되면, 티오 스템(134)을 이용하는 것보다 고속의 전기신호 인터페이스에 적용될 수 있다. As described above, when the
도 7은 도 3의 다파장 광 송신 모듈에 있어서, 광먹스 블록의 일 예가 적용된 경우를 도시한 단면도이다. FIG. 7 is a cross-sectional view illustrating an example of an optical mux block applied to the multi-wavelength optical transmission module of FIG. 3.
도 7을 참조하면, 광먹스 블록(240)은 송신소자들(131a,131b,131c,131d) 중 제1 렌즈(121)와 마주하는 송신소자(131a)와의 간격이 가장 넓어지도록 광송신 블록(130)과 일정 각도(θ)로 비스듬히 틀어져 배치될 수 있다. 이는 송신소자들(131a,131b,131c,131d) 중 제1 렌즈(121)와 마주하는 송신소자(131a) 이외의 송신소자들(131b,131c,131d)로부터 출력되는 광신호들이 광출력 블록(120)으로 유도될 수 있도록 하기 위해서이다. 이 경우, 광출력 블록(120)과 광송신 블록(130)은 제1 렌즈(121)가 송신소자들(131a,131b,131c,131d) 중 어느 한쪽 가장자리에 위치한 것과 마주하도록 하우징(110)에 결합될 수 있다.Referring to FIG. 7, the
광먹스 블록(240)은 투명 바디(241)와, 무반사층(242)과, 전반사층(243), 및 박막 필터들(244a,244b,244c,244d)을 포함할 수 있다. 투명 바디(241)는 광 투과를 위한 투명한 재질로 이루어진다. 투명 바디(241)는 광출력 블록(120)과 마주하는 면이 제1 렌즈(121) 쪽으로 갈수록 제1 렌즈(121)와 가까워지게 경사진 제1 경사면(241a)을 이루고, 광송신 블록(130)과 마주하는 면이 제1 경사면(241a)과 나란하게 경사진 제2 경사면(241b)을 이루는 구조를 갖는다. 이에 따라, 투명 바디(241)는 광송신 블록(130)과 일정 각도(θ)로 비스듬히 틀어져 배치될 수 있다. The
무반사층(242)은 제1 경사면(241a)에서 제1 렌즈(121)와 대응되는 영역에 형 성되고, 전반사층(243)은 제1 경사면(241a)에서 무반사층(242)이 형성된 영역 이외의 영역에 형성된다. 이에 따라, 투명 바디(241)의 내부로 진입한 광신호들은 제1 경사면(241a)에서 무반사층(242)이 형성된 영역만을 투과하여 제1 렌즈(121)로 입사될 수 있다. The
그리고, 무반사층(242)은 제2 경사면(241b)의 전체 영역에 형성된다. 이는 박막 필터들(244a,244b,244c,244d)을 투과한 광신호가 제2 경사면(241b)을 투과하여 투명 바디(241)의 내부로 진입할 수 있도록 하기 위해서이다. The
박막 필터들(244a,244b,244c,244d)은 송신소자들(131a,131b,131c,131d)로부터 출력된 여러 파장의 광신호들 중에서 하나의 파장의 광신호만을 선택적으로 투과하고 나머지 파장의 광신호를 반사시키도록 구성된다. 여기서, 박막 필터들(244a,244b,244c,244d)은 제2 경사면(241b)에 송신소자들(131a,131b,131c,131d)과 일대일 대응되게 배치되며, 일대일 대응되는 송신소자들(131a,131b,131c,131d)로부터 출력되는 파장의 광신호만을 각각 투과하도록 배치된다. The
전술한 광먹스 블록(240)이 적용된 다파장 광 송신 모듈의 작용 예를 설명하면 다음과 같다. An example of the operation of the multi-wavelength optical transmission module to which the aforementioned
먼저, 전기신호 커넥터를 통해 다파장 송신을 위한 전기신호 데이터가 송신소자들(131a,131b,131c,131d)로 입력되면, 송신소자들(131a,131b,131c,131d)에서는 전-광 변환이 이루어진다. 송신소자들(131a,131b,131c,131d)의 출력 파장에 따라 서로 다른 파장의 광신호들이 출력되며, 제2 렌즈들(132a,132b,132c,132d)을 거쳐 박막 필터들(244a,244b,244c,244d)로 입사된다. 이때, 제2 렌즈 들(132a,132b,132c,132d)이 콜리메이팅 렌즈로 각각 이루어진 경우, 광신호들은 평행 광으로 만들어져 박막 필터들(244a,244b,244c,244d)로 입사된다. First, when electrical signal data for multi-wavelength transmission is input to the
그러면, 박막 필터들(244a,244b,244c,244d)은 일대일 대응되는 송신소자들(131a,131b,131c,131d)로부터 출력되는 파장의 광신호만을 투과시킨다. 박막 필터들(244a,244b,244c,244d)을 투과한 광신호들은 제2 경사면(241b)의 무반사층(242)을 통과하여 투명 바디(241)의 내부로 진입한다. 이후, 박막 필터들(244a,244b,244c,244d) 중 가장 왼쪽에 위치한 박막 필터(244a)를 투과한 광신호는 제1 경사면(241a)의 무반사층(242)으로 그대로 진행하고, 나머지 박막 필터들(244b,244c,244d)을 투과한 광신호들은 전반사층(243)과 박막 필터들(244a,244b,244c)에 의해 지그재그 형태로 반사되면서 제1 경사면(241a)의 무반사층(242)으로 진행한다. 종국에, 다파장의 광신호들은 다중화된 후 제1 경사면(241a)의 무반사층(242)을 통과한다. 이후, 다중화된 광신호들은 제1 렌즈(121)와 리셉터클(122)을 거쳐 광섬유의 코어(core)에 커플링된다. Then, the
도 8은 도 3의 다파장 광 송신 모듈에 있어서, 광먹스 블록의 다른 예가 적용된 경우를 도시한 단면도이다. 8 is a cross-sectional view illustrating a case where another example of an optical mux block is applied to the multi-wavelength optical transmission module of FIG. 3.
도 8을 참조하면, 광먹스 블록(340)은 실리카(silica) 또는 실리콘(silicon) 등의 광이 투과하고 가이딩(guiding)될 수 있는 PLC(Planar Light-wave Circuit) 소자로 구성된다. Referring to FIG. 8, the
PLC 소자는 광 파장을 분리하거나 합쳐주는 AWG(Arrayed Waveguide Grating) 또는 그레이팅 필터(Grating filter)로 구성될 수 있다. 다른 예로, PLC 소자는 광 파워를 분리하거나 합쳐주는 스플리터(Splitter) 또는 커플러(Coupler)로 구성될 수도 있다. 그리고, 광출력 블록(320)의 제1 렌즈(121)와, 광송신 블록(130)의 제2 렌즈(132a,132b,132c,132d)는 전술한 예의 콜리메이팅 렌즈 대신 커플링 렌즈(coupling lens)로 구성된다. The PLC device may be configured as an arrayed waveguide grating (AWG) or a grating filter for separating or combining light wavelengths. As another example, the PLC device may be configured as a splitter or coupler that separates or combines optical power. The
전술한 광먹스 블록(340)이 적용된 다파장 광 송신 모듈의 작용 예를 설명하면 다음과 같다. An example of the operation of the multi-wavelength optical transmission module to which the aforementioned
먼저, 전기신호 커넥터를 통해 다파장 송신을 위한 전기신호 데이터가 송신소자들로 입력되면, 송신소자들(131a,131b,131c,131d)에서는 전-광 변환이 이루어진다. 송신소자들(131a,131b,131c,131d)의 출력 파장에 따라 서로 다른 파장의 광신호들이 출력되며, 출력된 광신호들은 제2 렌즈들(132a,132b,132c,132d)을 거치면서 광먹스 블록(340)의 도파관(waveguide) 코어에 커플링되어 입력된다. 이후, 다파장의 광신호들은 다중화되고 다중화된 광신호들은 제1 렌즈(121)와 리셉터클(122)을 거쳐 광섬유의 코어에 커플링된다. First, when electrical signal data for multi-wavelength transmission is input to the transmitting elements through the electrical signal connector, all-optical conversion is performed in the transmitting
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 다파장 광 수신 모듈에 대한 단면도이다. 도 9를 참조하면, 다파장 광 수신 모듈(500)은 하우징(510)과, 광입력 블록(520)과, 광수신 블록(530), 및 광디먹스(optical DEMUX) 블록(540)을 포함한다. 본 실시예의 다파장 광 수신 모듈(500)은 전술한 다파장 광 송신 모듈(100)과 대비하여, 송신소자들(131a,131b,131c,131d)이 수신소자들(531a,531b,531c,531d)로 대 체되는 점을 제외하고 실질적으로 동일한 구조로 이루어진다. 9 is a cross-sectional view of a multi-wavelength light receiving module according to an embodiment of the present invention. 9, the multi-wavelength
수신소자들(531a,531b,531c,531d)은 서로 다른 파장의 광신호들을 각각 입력 받아, 전기신호 커넥터로 출력한다. 수신소자들(531a,531b,531c,531d)은 서로 다른 파장을 갖는 광신호를 수신하는 포토 다이오드(photo diode)들로 구성될 수 있다. 한편, 광입력 블록(520)은 다중화된 다파장의 광신호들을 입력 받는다. 광디먹스 블록(530)은 광입력 블록(520)으로부터 다중화된 다파장의 광신호들을 입력 받으면, 입력 받은 광신호들을 역다중화하여 수신소자들(531a,531b,531c,531d)로 전달한다. Receiving
이러한 다파장 광 수신 모듈(500)은 전술한 다파장 광 송신 모듈(100)과 마찬가지로, 모듈(500)의 설계 및 제조가 용이하여 모듈화 및 소형화에 유리할 수 있다. 또한, 광입력 블록(520), 광수신 블록(530), 광디먹스 블록(540)은 서로 독립적으로 제조되어 시험 완료된 후, 블록 단위로 서로 정렬될 수 있으므로, 생산 수율을 높일 수 있다. Like the multi-wavelength
한편, 광수신 블록(530)의 다른 예들로서, 도 4 내지 도 6에 도시된 광송신 블록들(230)(330)(430)과 실질적으로 동일한 구조로 이루어질 수 있다. 다만, 송신소자들(131a,131b,131c,131d)이 수신소자들(531a,531b,531c,531d)로 대체되는 점에 차이가 있다. Meanwhile, as other examples of the
또한, 광디먹스 블록(540)의 예들로서, 도 7 및 도 8에 도시된 광먹스 블록들(240)(340)과 실질적으로 동일한 구조로 이루어질 수 있다. 다만, 광입력 블록(520)으로부터 다중화된 다파장의 광신호들을 입력 받으면, 입력 받은 광신호들 을 역다중화한다는 점에서 차이가 있다. Also, as examples of the
도 10에 도시된 바와 같이, 도 7의 광먹스 블록(240)과 실질적으로 동일한 구조로 이루어진 광디먹스 블록(640)이 적용된 다파장 광 수신 모듈의 작용 예를 설명하면 다음과 같다. 먼저, 광신호 커넥터를 통해 다중화된 다파장 광신호들이 광입력 블록(520)으로 입력된다. 그러면, 광신호들은 제1 렌즈(121)와 제1 경사면(241a)의 무반사층(242)을 통과하여 투명 바디(241)의 내부로 진입한 후, 가장 왼쪽에 위치한 박막 필터(244a)로 진행한다. As shown in FIG. 10, the operation example of the multi-wavelength light receiving module to which the
그러면, 가장 왼쪽에 위치한 박막 필터(244a)는 광신호들 중 해당 파장의 광신호만 투과시키고, 나머지 광신호들을 반사시킨다. 반사된 광신호들은 전반사층(243)과 박막필터들(244b,244c)에 의해 다시 지그재그로 반사되어 진행한다. 이 과정에서, 박막 필터들(244b,244c,244d)은 해당 파장의 광신호만 투과시킨다. 종국에, 다파장의 광신호들은 역다중화된 후 제2 경사면(241b)의 무반사층(242)을 통과한다. 이후, 역다중화된 광신호들은 제2 렌즈들(132a,132b,132c,132d)을 거쳐 수신소자들(531a,531b,531c,531d)로 입력된다. 수신소자들(531a,531b,531c,531d)에서는 광-전 변환이 이루어진 후, 전기신호 커넥터로 출력된다. Then, the leftmost
본 발명은 첨부된 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 청구 범위에 의해서만 정해져야 할 것이다. While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is clearly understood that the same is by way of illustration and example only and is not to be taken by way of limitation and that those skilled in the art will recognize that various modifications and equivalent arrangements may be made therein. It will be possible. Accordingly, the true scope of protection of the present invention should be determined only by the appended claims.
도 1은 종래의 다파장 광 송수신 모듈의 일 예에 대한 단면도.1 is a cross-sectional view of an example of a conventional multi-wavelength optical transmission and reception module.
도 2는 종래의 다파장 광 송수신 모듈의 다른 예에 대한 단면도.Figure 2 is a cross-sectional view of another example of a conventional multi-wavelength optical transmission and reception module.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 다파장 광 송신 모듈에 대한 단면도. 3 is a cross-sectional view of a multi-wavelength light transmission module according to an embodiment of the present invention.
도 4는 도 3에 있어서, 광송신 블록의 제1 변형예를 도시한 단면도. 4 is a cross-sectional view showing a first modification of the optical transmission block in FIG.
도 5는 도 3에 있어서, 광송신 블록의 제2 변형예를 도시한 단면도. 5 is a cross-sectional view showing a second modification of the optical transmission block in FIG.
도 6a 및 도 6b는 도 3에 있어서, 광송신 블록의 제3 변형예를 도시한 평단면도 및 측단면도. 6A and 6B are a plan sectional view and a side sectional view of a third modification of the optical transmission block in FIG.
도 7은 도 3에 있어서, 광먹스 블록의 일 예가 적용된 단면도. FIG. 7 is a cross-sectional view to which an example of an optical mux block is applied in FIG. 3; FIG.
도 8은 도 3에 있어서, 광먹스 블록의 다른 예가 적용된 단면도. 8 is a cross-sectional view to which another example of the optical mux block is applied in FIG. 3.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 다파장 광 수신 모듈에 대한 단면도. 9 is a cross-sectional view of a multi-wavelength light receiving module according to an embodiment of the present invention.
도 10은 도 9에 있어서, 광디먹스 블록의 일 예가 적용된 단면도. FIG. 10 is a cross-sectional view to which an example of the optical demux block is applied in FIG. 9; FIG.
〈도면의 주요 부호에 대한 간단한 설명〉BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG.
110,510..하우징 120..광출력 블록110,510.
130,230,330,430..광송신 블록 131a,131b,131c,131d..송신소자130,230,330,430 ..
140,240,340..광먹스 블록 241..투명 바디140,240,340..Gwangmux Block 241.Transparent Body
242..무반사층 243..전반사층242..
244a,244b,244c,244d..박막 필터 520..광입력 블록244a, 244b, 244c, 244d .. Thin-
530..광수신 블록 531a,531b,531c,531d..수신소자530.
540,640..광디먹스 블록540,640..Gwang Demux Block
Claims (20)
Priority Applications (2)
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