KR101445675B1 - 광송신 서브어셈블리 - Google Patents

Abstract

DWDM 광통신망에서 자원의 할당/관리/운용 기능을 수행할 수 있는 광송신 서브어셈블리가 개시된다.
본 발명의 광송신 서브어셈블리는 광대역 광원 LD 칩(101), 광검출기(104), 열전소자(105), 서미스터(106)로 되는 TOSA 하우징(500)이 광결합 렌즈(301)를 통하여 브라그 격자(303)를 구비하는 광섬유(302)가 실장되는 광출력부(300)에 광결합되어, 상기 광대역 광원 LD 칩(101)의 후면부와 외부 공진을 발진하는 광송신 서브어셈블리에 있어서, 광대역 광원 LD 칩(101)의 출력측과 광결합 렌즈(301)의 입력측 사이에 콜리메이터렌즈(102)와 파장가변필터(103)와 같은 파장 안정 수단을 구비하여, 상기 파장가변필터(103)에 의하여 형성되는 반사스펙트럼에 의하여 발진 파장 안정성을 갖게 되며, 또한 상기 파장 안정 수단에는 콜리메이터 렌즈(102)와 파장가변필터(103)사이의 광경로 상에 배치되어 광대역 광원 LD칩(101)으로부터 콜리메이터 렌즈(102)에서 출사되는 입력광의 경로를 분리하여 출사하는 탭필터(107)와; 상기 탭필터(107)에서 분리되어 출사되는 출력광의 일부가 입사되는 파장선형필터(108)와; 상기 파장선형필터(108)의 반사광이 입력되는 제1광검출기(109)와; 상기 파장선형필터(109)의 투과광이 입력되는 제2광검출기(110)를 포함하는 파장 정보 추출 수단을 구비하여 광통신망에서 자원의 할당/관리/운용 기능을 수행할 수 있게 되는 것이다.

Description

광송신 서브어셈블리 {Transmitter optical sub-assembly}

본 발명은 광송신 서브어셈블리(Transmitter optical sub-assembly, TOSA)에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 반도체 레이저 다이오드 광원, 광검출기, 열전소자, 서미스터, 그리고 콜리메이터 렌즈 및 파장가변필터와 같은 파장 안정 수단을 구비하여 외부 공진 레이저 광원을 구성함으로써, 고밀도파장분할다중(Dense Wavelength Division Multiplexing, DWDM) 광통신망에서 요구되는 파장 정밀도를 만족시키고, 상기 파장 안정 수단에는 파장 정보를 추출 수단으로서 탭필터, 선형필터, 제1광검출기 및 제2광검출기를 구비하여 발진 파장 정보를 추출할 수 있게 됨으로써 DWDM 광통신망에서 자원할당/관리/운용 기능을 수행할 수 있는 광송신 서브어셈블리에 관한 것이다.

고속 광통신망 및 광센서에 사용되는 광원에는 다양한 종류의 광송신 서브어셈블리가 사용된다.

광송신 서브어셈블리에서 티오형(TO type), 버터플라이형(butterfly type), 미니플랫형(miniflat type) 등과 같은 패키지 하우징의 내부는 광원을 생성하는 반도체 레이저 다이오드(laser diode, LD)칩, 광검출기, 광결합 렌즈, 리셉터클(receptacle) 혹은 광섬유 피그테일(pigtail) 등으로 구성된다. 또한, 필요시 반도체 LD 칩의 온도를 일정하게 유지하는 열전소자 및 서미스터(thermistor)가 내장될 수 있다.

상기 통상의 TOSA에 사용되는 반도체 LD 칩은, 페브리페로 (Fabry-Perrot, FP) LD 및 분포궤환(distributed feedback, DFB) LD 이다. FP-LD 칩은 발진 파장 범위가 수 nm 이상으로 넓어서 DWDM 광통신망에 적용할 수가 없고, DFB-LD 칩은 발진 파장 선폭이 0.1nm 이하로서 DWDM 광통신망에 널리 사용되고 있다. 그러나, DFB-LD 칩의 경우 발진 파장이 결정되어 있으므로, 파장이 고정된 DWDM 광통신망에 주로 사용된다. 또한, DWDM 파장 채널 별로 그 채널에 맞는 DFB-LD칩이 사용된 TOSA를 구비해야 하기 때문에, DWDM 채널수가 증가할수록 각 파장 채널마다 재고 관리 문제가 심각해진다.

상기 DFB-LD 칩의 파장 고정성 문제를 해결하기 위하여 다양한 구조의 외부 공진 레이저를 형성할 수 있는 구조가 제시되었다.

대한민국 특허 10-1038264(외부 공진형 파장가변 모듈)에서는 파장이 고정되지 않은 광대역광원 LD 칩과 평판형 실리콘 온 인슐레이터(silicon-on-insulator, SOI)소자와 도파로 브라그 격자를 광결합함으로써 외부 공진기를 형성하고, 발진 파장은 브라그 격자의 파장에 의하여 결정되는 구조를 제시하였다.

대한민국 공개특허 10-2013-0017822(직접변조 외부 공진 레이저 장치 10-2013-0017822)에서는 파장이 고정되지 않은 광대역광원 LD 칩과 광섬유 브라그 격자를 광결합함으로써 외부 공진기를 형성하고, 발진 파장은 브라그 격자의 파장에 의하여 결정되는 구조를 제시하였다.

상기 외부 공진 레이저 장치의 구조를 [도 1]에 도시하였다.

[도 1]에서 참조되는 바와 같이 외부 공진 레이저 TOSA(600)는 TOSA 패키지(500), 광결합 렌즈(301), 그리고 광출역부(300)로 구성된다.

TOSA패키지(500) 내부에는 발진파장이 결정되지 않은 광대역 광원칩(101), 광세기를 검출하는 광검출기(104), 열전소자(105), 서미스터(106)이 포함되고, 광결합렌즈(301)을 통하여 광출력부(300)에 광결합 된다.

광대역 광원칩(101)의 후면(111)은 반사율이 80% 이상이 되도록 고반사 코팅이 되고, 전면(112)의 반사율은 1% 이하가 되도록 무반사 코팅이 된다.

광출력부(300)은 광섬유(302)와 브라그 격자(303)로 구성되어 TOSA 패키지(500)의 외곽에 부착된다. 상기 광섬유(302)의 광원은 브라그 격자(303)에서 특정한 파장 대역만 반사된다. 따라서 광원은 광대역 광원칩(101)로 궤환되어 광대역 광원칩(101) 후면(111)과 외부 공진기를 형성하고, 브라그 격자(303)의 반사 파장 대역 내에서 발진 파장이 결정된다.

상기 광출력부(300)은 TOSA 조립 시 발진 파장을 TOSA 패키지(500) 내부에서 결정하지 않고, 외부에서 쉽게 조절하기 위하여 광섬유 피그태일(pigtail) 혹은 리셉터클(receptacle) 형태로 TOSA 패키지(500) 외부에 부착된다. 그러나, 브라그 격자303)이 외부 환경에 노출되어 있어서, 브라그 격자(303)의 반사 파장은 환경 온도 변화, 외부 응력, 기계적 충격 등에 의하여 민감하게 변한다. 통상, 무응력 상태에서의 환경 온도 변화에 대한 브라그 격자(303)의 반사 파장 변화는 약 10pm/deg 값을 갖는다.

[도 2]를 참조하여 브라그 격자(303)에 의한 외부 공진 레이저 구성에서 발진 파장이 변화하는 상태를 설명한다. 초기에는 브라그 격자(303)의 반사스펙트럼(304) 내에 있는 여러 개의 외부 공진 모드에서 가장 반사도가 높은 모드(311)가 발진된다. 환경 변화에 의하여 반사스펙트럼의 중심 파장이 변하화게 되면, 초기 반사스펙트럼(304)에서 반사스펙트럼(305, 306)으로 변화되고, 그 변경된 반사스펙트럼(305, 306) 내에 있는 외부 공진 모드 중에서 가장 반사도가 높은 모드(310, 312)가 발진되므로, 출력 파장 변화(Δλl)가 발생한다.

그런데, 통상적으로 고밀도 WDM 광통신망에서 요구하는 파장 안정성은 통상적인 시스템 수명을 기준으로 ±50pm가 요구되는 것을 고려하면, 브라그 격자의 파장 안정성은 외부 환경 변화에 대하여 최소 ±50pm 이내로 제어가 되어야 한다. 그러나 일반적으로 실리카 재질로 제조된 브라그 격자에서 온도에 대한 파장의 변이가 10pm/deg이므로 사용 가능한 환경 온도의 범위가 ±10℃로 제약되는 문제가 발생한다.

상기한 브라그 격자에서 반사 파장의 안정성을 개선하기 위하여, 대한민국 특허 10-1016179(브라그 격자 내장 광섬유 커넥터)에서는 브라그 격자가 내장된 광섬유 커넥터 구조가 개시되었고, 온도 보상체를 삽입하여 외부 환경 온도 변화에 대한 브라그 격자 반사 파장 변화를 상쇄하는 구조가 제시되었다. 광통신 시스템에서 요구되는 80~120℃의 사용 온도 범위에서 Δλ<±50pm 로 제작하는 것은, 온도 보상체에 의한 브라그 격자 파장 변화도가 0.9~1.2pm/deg 이하가 되도록 제작하여야 하므로 소자의 수율이 하락하고 공정의 난이도가 높아지게 되어 단가가 상승되는 문제가 발생한다.

상기한 외부 공진 레이저 TOSA 구조의 또 다른 문제점으로는 통신망의 자원할당과 관리 및 운용을 수행할 수 있게 하는 발진 파장 정보를 추출하는 기능이 없다는 것이다. DWDM 광통신망에서 파장 채널은 매우 중요한 자원이다. DWDM 광통신망 시스템에서는 발진 파장에 대한 정보를 수집하여 통신망 전체 파장 자원을 할당/관리/운용하는 기능을 수행해야 하므로, TOSA에서 발진 파장 정보를 제공해야 한다.

예를 들면, 파장의 효율적인 관리를 위하여, [도 1]의 브라그 격자(303)을 포함한 광출력부(300)은 통상 리셉터클 형태로 제작되어 브라그 격자(303)이 TOSA(600)에 실장 및 탈장 가능한 구조로 제작된다. 이때, 어떤 반사 파장을 갖는 브라그 격자(303)가 실장되었는지, 혹은 탈장되었는지에 대한 정보를 TOSA를 사용하는 광송신기 및 상위 시스템에 제공하여야 한다.

대한민국 특허 10-1038264 대한민국 공개특허 10-2013-0017822 대한민국 특허 10-1016179

본 발명의 목적은 종래의 TOSA 패키지 외곽에 부착 또는 실장 및 탈장되는 브라그 격자를 활용하는 외부 공진 레이저 TOSA 구조에서 환경 온도 변화에 의하여 브라그 격자의 반사 파장이 변화되는 현상을 감안하여 외부 공진기에서의 발진 파장이 변화되는 크기가 DWDM 광통신망에서 요구하는 파장 안정성 수준인 ±50pm 이하가 되도록 개선하여 안정적인 발진 파장을 나타낼 수 있는 광송신 서브어셈블리를 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 다른 목적은 DWDM 광통신망에서 요구하는 파장 안정성 수준인 ±50pm 이하가 되도록 개선하여 안정적인 발진 파장을 나타낼 수 있는 TOSA 패키지 내부에 발진 파장 정보를 추출할 수 있는 기능을 부여하여 통신망의 자원할당/관리/운용 기능을 수행할 수 있는 광송신 서브어셈블리를 제공하기 위한 것이다.

본 발명이 의도하는 목적을 달성하기 위한 기술적인 특징은 광대역 광원 LD 칩, 광검출기, 열전소자, 서미스터로 되는 TOSA 하우징이 광결합 렌즈를 통하여 브라그 격자를 구비하는 광섬유가 실장되는 광출력부에 광결합되어, 상기 광대역 광원 LD 칩의 후면부와 외부 공진을 발진하는 광송신 서브어셈블리에 있어서, 광대역 광원 LD 칩의 출력측과 광결합 렌즈의 입력측 사이에 파장 안정 수단을 구비하여 광대역 광원 LD 칩의 출력측에 상기 파장 안정 수단이 광결합되면서, 상기 파장 안정 수단의 출력측은 광결합 렌즈의 입력측과 광결합되어 형성되는 반사스펙트럼에 의하여 발진 파장 안정성을 갖게 되는 것을 특징으로 하는 것이다.
즉, 본 발명은 광검출기(104)와 광대역 광원 LD 칩(101) 및 파장가변필터(103)가 광경로상에 배치되는 TOSA 하우징(500)이 광결합 렌즈(301)를 통하여 광출력부(300)에 광결합되어 발진 파장 안정성을 가지며 외부 공진을 발진하는 공지된 광통신 서브어셈블리에 있어서, 부가적인 기술적 구성으로서 콜리메이터 렌즈(102)와 파장가변필터(103)사이의 광경로 상에 배치되어 광대역 광원 LD칩(101)으로부터 콜리메이터 렌즈(102)에서 출사되는 입력광의 경로를 분리하여 출사하는 탭필터(107)와; 상기 탭필터(107)에서 분리되어 출사되는 출력광의 일부가 입사되는 파장선형필터(108)와; 상기 파장선형필터(108)의 반사광이 입력되는 제1광검출기(109)와; 상기 파장선형필터(108)의 투과광이 입력되는 제2광검출기(110)를 구비하여 파장정보를 추출함으로써 광통신망에서 자원의 할당/관리/운용 기능을 수행할 수 있게 되는 것을 특징으로 하는 것이다.

상기 파장 안정 수단은 광대역 광원 LD 칩의 초점 위치에서 통과하는 광원을 평행광선으로 입사되게 하는 콜리메이터 렌즈와 상기 콜리메이터 렌즈에서 입사되는 빛 중에서 조절되어 선택 될 수 있는 특정 파장의 빛을 특정 각도로 투과 또는 반사할 수 있도록 투과 중심 파장이 국제전기통신연합(ITU)의 파장 그리드(grid)에 정렬되는 파장가변필터로 이루어진다.

따라서 파장가변필터의 투과 특성과 광섬유 브라그 격자의 반사측성이 결합되어 광대역 광원 LD칩으로 궤환되는 반사스펙트럼을 형성하게 됨으로써 발진 파장의 안정성을 갖게 된다.

본 발명의 다른 특징은 상기 파장 안정 수단으로부터 파장 정보 추출 수단을 더 포함하는 것이다.

상기 파장 정보 추출 수단은 콜리메이터 렌즈와 파장가변필터 사이의 광경로 상에 배치되어 광대역 광원 LD칩으로부터 콜리메이터 렌즈에서 출사되는 입력광의 경로를 분리하여 출사하는 탭필터와; 상기 탭필터에서 분리되어 출사되는 출력광의 일부가 입사되는 파장선형필터와; 상기 파장선형필터의 반사광이 입력되는 제1광검출기와; 상기 파장선형필터의 투과광이 입력되는 제2광검출기를 포함하여 발진 파장 정보를 추출함으로써 DWDM 광통신망에서 자원의 할당/관리/운용 기능을 수행할 수 있게 되는 것이다.

이와 같은 본 발명은 발진 파장 안정성을 확보할 수 있도록 TOSA 내부에 파장 안정 수단으로서 콜리메이터 렌즈와 ITU 파장 그리드에 정렬된 파장가변필터를 내장하고, 발진 파장 정보 추출 기능을 위하여 파장 정보 추출 수단으로서 탭필터, 파장선형필터, 제1검출기 및 제2검출기를 내장하여 앞서 설명한 종래의 브라그 격자를 활용한 외부 공진기 광원 TOSA 구조의 문제점을 해결할 수 있게 된다.

본 발명에 의하면, 첫째, 파장 기준 역할을 수행하는 파장가변필터를 내장함으로써, TOSA 패키지 외곽에 부착 또는 실장 및 탈장되는 브라그 격자에서 환경 온도 변화에 따라 반사 파장의 변화가 발생하더라도 발진 파장 정밀도를 ±50pm 이하로 개선할 수 있고, 둘째, 파장선형필터에 의하여 발진 파장 정보를 추출할 수 있는 기능을 구비함으로써 TOSA를 사용하여 광송신기를 제작하는 경우 광통신 시스템의 상위계에 발진 파장 정보를 제공하여 DWDM 광통신망을 효울적으로 관리/운용/할당할 수 있는 파장 자원을 제공한다.

도 1은 종래의 TOSA 구조를 나타낸 블록도
도 2는 종래의 TOSA 구조에서 환경 온도 변화에 대한 브라그 격자 반사 파장 변화 및 이에 따른 발진 파장의 변화를 나타낸 그래프
도 3은 본 발명의 TOSA 구조를 나타낸 블록도
도 4는 본 발명에서 에탈론 필터에 의하여 파장 안정성이 개선되는 원리를 설명한 그래프로서,
(a) 에탈론 필터 투과 특성
(b) 브라그 격자 반사 특성
(c) 에탈론 필터 투과 특성과 브라그 격자 반사 특성이 결합된 LD 칩으로 궤환되는 반사 스펙트럼
도 5는 본 발명에서 파장 정보 추출 기능이 구현되는 TOSA 구조의 불록도
도 6은 본 발명에서 파장선형필터 특성을 나타낸 그래프
도 7은 본 발명에서 파장선형필터에 의한 파장 정보 추출 측정값을 나타낸 그래프

아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시 예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 본 발명의 구성설명에 직접적으로 관련이 없는 부분은 부호 및 설명을 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

[도 3]을 참고하여, 본 발명에서 제안하는 외부 공진 레이저 TOSA(200)의 구조를 설명한다. TOSA 하우징(500) 내부에는 광대역광원 LD 칩(101), 광검출기(104), 콜리메이터렌즈(102), 열전소자(105), 서미스터(106) 및 파장가변필터(103)가 존재한다.

TOSA하우징(500) 외부에는 광결합렌즈(301)을 통하여 광출력부(300)의 광섬유(302)와 광결합되고, 광결합된 광은 광섬유 브라그 격자(303)에 의하여 특정 파장 대역을 반사시켜 LD칩(101)로 궤환되어 외부 공진기를 형성한다.

광출력부(300)은 TOSA하우징(500) 외곽에 리셉터클 혹은 피그테일 형태로 부착된다. 광섬유 브라그 격자(303)은 통상적인 방법과 같이 리셉터클 내부에 실장 및 탈장 가능하게 부착된다.

광대역광원 LD 칩(101) 전면부(112)는 반사율이 1% 이하로 무반사 코팅되고, 후면부(111)은 60% 이상의 반사율이 되도록 고반사 코팅된다. 이러한 광대역광원 LD 칩(101)은, InP 기판 상부에 InGaAsP, InGaAlAs, InAlAs 등의 III-V 혹은 II-VI 족 원소의 조합으로 제작되고, 활성층은 멀티 퀀텀 웰(multi-quantum-well, MQW) 혹은 벌크 액티브(bulk active) 구조이다. 통상 광대역광원 LD 칩(101)은 반사형 레이저 다이오드(Reflective laser diode, R-LD), 혹은 반사형 광증폭기(Reflective semiconductor optical amplifier, R-SOA)로 불리운다.

콜리메이터 렌즈(102)는 광대역 광원 LD 칩(101)의 초점 위치에서 통과하는 광원을 파장가변필터(103)에 평행광선으로 입사되게 한다.

파장가변필터(103)로서 에탈론 필터을 이용하여 파장안정성을 개선시키는 원리를 [도 4]에 도시하였다.

[도 4]의 (a)를 참고하면, 상기 에탈론 필터의 투과특성파형(120)은 파장에 대하여 주기성을 갖고 이를 프리 스펙트럼 레인지(free spectral range, FSR)라고 하며 인접한 최대 투과를 갖는 파장값들(…, λ_j-1, λ_j, λ_j+1, …)의 차이와 같다. 에탈론 피네스(Finesse, F) 값은, 아래 수식(1)에 의해서 계산되며, 최대 투과 파장 근처에서의 투과대역폭을 결정한다.

수식(1) : F = FSR / FWHM

상기 수식(1)에서 FWHM은 반치대역폭(full-width half maximum)을 의미한다.

통상, DWDM 광통신망에서 사용되는 파장 간격은 100GHz 혹은 50GHz를 갖기 때문에, 에탈론 FSR 값은 100GHz 혹은 50GHz로 맞추어 사용한다.

[도 4]의 (b)를 참고하면, 파장(304, 305, 306)은 온도와 같은 환경 변화에 따라 브라그 격자(303)에서 반사 파장의 변화를 나타낸 것이고, 주어진 환경 온도 변화에 대한 파장 변화의 크기를 Δλ로 표시하였다. 통상 광섬유 브라그 격자(303) 파장의 온도 변화량은 약 10pm/deg로서, ±30℃의 온도가 변화할 경우, Δλ = ±300pm의 값을 갖는다.

[도 4]의 (c)는 상기 에탈론 필터의 투과 특성과 브라그 격자(303)의 반사 특성이 결합되면서 형성되어 광대역광원 LD칩(101)으로 궤환되는 반사스펙트럼을 도시하였다. 이 반사스펙트럼의 특징은 환경 온도 변화에 대한 브라그 격자(303) 자체의 반사 파장 변화 크기 Dl에비해서에탈론 필터(103)와 결합된 반사 파장 변화의 크기(δλ)가 매우 작아진다. 이는, 에탈론 필터의 투과 파장이 [도 3]의 열전소자(105)와 서미스터(106)에 의하여 일정하게 유지되기 때문이다.

하나의 실시예로서, 에탈론 피네스 F = 3~8, FSR = 100GHz, 환경 온도 변화 ΔT = ±20℃의 경우, 광섬유 브라그 격자(303) 파장의 온도 변화량을 약 10pm/deg로 가정하면 Δλ = ±200pm의 값을 갖지만, δλ < ±50pm의 값을 갖는다. 만약, 광섬유 브라그 격자(303) 파장의 온도 변화량을 약 5pm/deg로 가정하면, Δλ < ±50pm을 위한 사용 가능 온도 범위(ΔT)는 ±40℃가 되어 실제 통신 시스템에서 요구하는 안정적인 온도 범위인 80℃가 충족된다.

[도 5]를 참조하여, 본 발명에서 제안하는 다른 외부 공진 레이저 TOSA(400)의 구조를 설명한다.

기본적인 구조는 [도 4]의 외부 공진 레이저 TOSA(200)과 동일하나, 파장 정보 추출 기능을 수행할 수 있도록, 탭필터(107), 파장선형필터(108), 제1광검출기(109), 제2광검출기(110)이 추가되었다.

탭필터(107)은 콜리메이터 렌즈(102)로부터 출력되어 입력되는 입력광(122) 세기 중에서 5~10%을 파장선형필터(108)로 광경로를 변경시키고, 나머지 90~95%는 에탈론 필터(103)로 보낸다.

파장선형필터(108)의 전면부(121)은 선형파장필터 코팅면으로서, 입력광은 [도 6]에 도시된 파장선형필터의 반사특성(610)을 따라서 반사되어 제1광검출기(109)에 입력되어 광세기가 검출된다.

파장선형필터(108)의 전면부(121)에서 투과된 광은 [도 6]에 도시된 파장선형필터의 투과특성(611)를 따라서 투과되어, 제2광검출기(110)에 입력되어 광세기가 검출된다.

한편, 파장가변필터(103)에 입력된 광은 광결합렌즈(301)을 통하여 광출력부(300)에 광결합되고, 브라그 격자(303)에서 특정 파장 대역만 반사되어 광대역광원 LD 칩(101)로 궤환된다.

광출력부(300)은 TOSA하우징(500) 외곽에 리셉터클 혹은 피그테일 형태로 부착된다. 도면에는 표시되지 않았지만, 광섬유 브라그 격자(303)은 리셉터클 내부에 부착 혹은 실장 및 탈장될 수 있다.

광통신용 C-band 대역에서의 파장 정보 추출 일시 예로서, [도 6]의 파장선형필터의 투과(T) 및 반사(R) 특성식은 아래 수식(2) 및 수식(3)과 같다.

수식(2) : T(λ) = 0.9 - 0.8*(λ-1530)/50,

수식(3) : R(λ) = 1 - T(λ)

상기 수식(2)와 수식(3)에서 l은 nm 단위의 파장 값이다. 상기 수식(2)는 일시 예로서, 다양한 선형적인 수식 및 파장 범위가 가능함은 주지의 사실이다. 또한, 현실적으로 외부 공진광원이 형성되면,

광파장 스펙트럼 상에서 피크 모드(Peak mode)의 첨두 전력과 그 다음 모드에서의 첨두 전력 간의 비(side-mode suppression ratio, SMSR)는 50dB 이상으로 외부 공진기 내부에 존재하는 광은 단일 파장으로 근사화 가능하다.

그리고 파장선형필터(108)의 반사광에서 제1광검출기의 광결합 효율과 투과광의 제2광검출기에서의 광결합 효율은 동일하다.

파장 정보 추출 공식은, 상기한 수식(2)와 수식(3)을 이용하면 아래의 수식(4)와 같이 된다.

수식(4) : L(l) = (L(2)-L(1))/(L(2)+L(1)) ~ 2T(λ) 1

L(1) = 제1광검출기 전기신호

L(2) = 제2광검출기 전기신호

수식(2)에서 T(l)이 파장에 대하여 선형적인 특성을 보이므로, 수식(4)에 의한 파장 정보 신호 L(l) 역시 파장에 대하여 선형적으로 변한다. 실제 소자를 제작하여 측정한 파장 정보 신호 L(l)의 일시 예가 [도 7]에 도시되었다. 파장 변화 대비 L(l) 값은 일대일 대응이 가능하여 L(l) 값으로부터 파장 정보를 추출할 수 있다.

상기 수식(4)의 파장 정보 추출 공식은 다양한 형태가 가능하다. 일시 예로서, 아래 수식(5), 수식(6), 수식(7)이 가능하다.

수식(5) : L(λ) = L(1)/L(2) ~ 1/T(λ) - 1

수식(6) : L(λ) = L(1)/(L(1)+L(2)) ~ T(λ)

수식(7) : L(λ) = L(2)/(L(1)+L(2)) ~ 1 - T(λ)

전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상적인 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.

101 : 광대역 광원 레이저 다이오드 칩
102 : 콜리메이터 렌즈
103 : 파장가변필터
104 : 광검출기
105 : 열전소자
106 : 서미스터
107 : 탭필터
108 : 파장선형필터
109 : 제1광검출기
110 : 제2광검출기
120 : 에탈론 필터 투과특성 파형
303 : 광섬유 브라그 격자
304, 305, 306 : 반사스펙트럼
310, 311, 312 : 모드
610, 611 : 반사특성

Claims (9)

1. 광검출기(104)와 광대역 광원 LD 칩(101) 및 파장가변필터(103)가 광경로상에 배치되는 TOSA 하우징(500)이 광결합 렌즈(301)를 통하여 광출력부(300)에 광결합되어 발진 파장 안정성을 가지며 외부 공진을 발진하는 광통신 서브어셈블리에 있어서,
   콜리메이터 렌즈(102)와 파장가변필터(103)사이의 광경로 상에 배치되어 광대역 광원 LD칩(101)으로부터 콜리메이터 렌즈(102)에서 출사되는 입력광의 경로를 분리하여 출사하는 탭필터(107)와;
   상기 탭필터(107)에서 분리되어 출사되는 출력광의 일부가 입사되는 파장선형필터(108)와;
   상기 파장선형필터(108)의 반사광이 입력되는 제1광검출기(109)와;
   상기 파장선형필터(108)의 투과광이 입력되는 제2광검출기(110)를 구비하여 파장정보를 추출함으로써 광통신망에서 자원의 할당/관리/운용 기능을 수행할 수 있게 되는 것을 특징으로 하는 광송신 서브어셈블리.
   
2. 제 1 항에 있어서, 탭필터(107)에서 파장선형필터(108)로 광경로가 변경되는 광세기가 10% 이하이고, 파장가변필터(103)로 변경되는 광세기는 90% 이상인 것을 특징으로 하는 광송신 서브어셈블리.
3. 삭제
4. 삭제
5. 삭제
6. 삭제
7. 삭제
8. 삭제
9. 삭제

Images