KR101516643B1 - 광학 모듈 및 광 통신 모듈 - Google Patents

광학 모듈 및 광 통신 모듈 Download PDF

Info

Publication number
KR101516643B1
KR101516643B1 KR1020130085561A KR20130085561A KR101516643B1 KR 101516643 B1 KR101516643 B1 KR 101516643B1 KR 1020130085561 A KR1020130085561 A KR 1020130085561A KR 20130085561 A KR20130085561 A KR 20130085561A KR 101516643 B1 KR101516643 B1 KR 101516643B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
substrate
alignment
lens
pocket
pockets
Prior art date
Application number
KR1020130085561A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20150010887A (ko
Inventor
주영구
Original Assignee
경북대학교 산학협력단
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 경북대학교 산학협력단 filed Critical 경북대학교 산학협력단
Priority to KR1020130085561A priority Critical patent/KR101516643B1/ko
Publication of KR20150010887A publication Critical patent/KR20150010887A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101516643B1 publication Critical patent/KR101516643B1/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
    • G02B6/43—Arrangements comprising a plurality of opto-electronic elements and associated optical interconnections
    • 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
    • G02B6/4219—Mechanical fixtures for holding or positioning the elements relative to each other in the couplings; Alignment methods for the elements, e.g. measuring or observing methods especially used therefor
    • G02B6/4228—Passive alignment, i.e. without a detection of the degree of coupling or the position of the elements
    • 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
    • G02B6/4249—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details comprising arrays of active devices and fibres
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/40—Arrangement of two or more semiconductor lasers, not provided for in groups H01S5/02 - H01S5/30
    • H01S5/42—Arrays of surface emitting lasers
    • H01S5/423—Arrays of surface emitting lasers having a vertical cavity
    • 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
    • H04B10/43—Transceivers using a single component as both light source and receiver, e.g. using a photoemitter as a photoreceiver

Landscapes

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

Abstract

본 발명은 광학 모듈 및 광 통신 모듈에 관한 것으로, 광학 모듈은 제1 기판; 제1 기판상에 배치되고, 제1 기판에 대해 수직으로 광을 방출하는 수직 공진 표면광 레이저; 수직 공진 표면광 레이저로부터의 광을 수신하는 수신 포트; 수직 공진 표면광 레이저와 수신 포트 사이에 위치하는 제2 기판; 제2 기판에서 광의 진행 경로에 배치되는 제1 렌즈; 제1 기판상에 수직 공진 표면광 레이저를 둘러싸도록 형성되는 복수 개의 제1 정렬 포켓; 제2 기판에서 제1 기판의 제1 정렬 포켓과 마주보는 위치에 형성되는 복수 개의 제2 정렬 포켓; 제1 기판과 제2 기판 사이에 구비되고, 구형의 볼 및 원통형의 실린더 중의 적어도 하나의 형상으로 이루어지며, 대응하는 제1 정렬 포켓 및 제2 정렬 포켓에 맞물리도록 접촉되는 복수 개의 정렬 부재를 포함한다.

Description

광학 모듈 및 광 통신 모듈{OPTICAL MODULE AND OPTICAL COMMUNICATION MODULE}
본 발명은 광학 모듈 및 광 통신 모듈(optical connection module)에 관한 것으로, 보다 상세하게는 광 연결 구조(optical inter-connection structure)에 의하여 수직 공진 표면광 레이저(VCSEL; Vertical-Cavity Surface-Emitting Laser)와 렌즈 간의 상대적인 위치가 수동적으로 정렬되는 광학 모듈 및 광 통신 모듈에 관한 것이다.
기존의 무선 통신에서의 전송 속도의 제한을 극복하기 위해, 최근 Gbps의 전송을 지원하는 광 통신 기술에 대한 연구가 이루어지고 있다. 도 1은 기존의 광학 모듈을 개략적으로 보여주는 단면도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 송신부의 수직 공진 레이저(VCSEL; Vertical-Cavity Surface-Emitting Laser)(2)에서 나온 빛은 미세 렌즈(4)에 의해 평행광으로 변환된 후, 수신부의 미세 렌즈(6)에서 집속되어 광검출기(photo diode)(8)로 보내진다. 미세 렌즈(4,6)에는 평행광이 통과되기 때문에 회절 한계에 의한 빔 퍼짐 현상만이 존재하며, 비교적 먼 거리(수십 mm 정도)를 자유 공간을 통해 전송할 수 있다.
이러한 광학 모듈에서는 광 소자 간의 정렬 오차를 얼마나 줄일 수 있는지가 매우 중요하다. 그런데, 기존의 광 연결 방식은 광 소자들(2,4) 간의 정렬 오차를 마이크론 수준 이하로 줄이는데 어려움이 있으며, 이로 인해 광량의 손실을 초래한다. 예를 들어, 수직 공진 표면광 레이저(2)와 미세 렌즈 사이 거리가 1 mm 일 때, 수직 공진 표면광 레이저(2)와 미세 렌즈(4)의 중심이 어긋나는 디센터(decenter) 오차가 10 micron 정도이면, 약 0.01 radian의 오차가 발생한다.
이에 따라, 미세 렌즈(4,6) 간의 거리가 10 mm 라고 할 경우, 미세 렌즈(6)에서 빔이 횡 방향으로 약 0.1 mm 정도 이동되며, 미세 렌즈(6)의 직경이 약 0.5 mm 정도라고 가정하면, 상당한 크기의 광량이 손실되는 결과를 가져온다. 수신단에서 송신단의 미세 렌즈(4)와 같은 초점 거리 렌즈를 갖는 미세 렌즈(6)를 사용한다면, 수신단의 상점도 약 10 micron 이동하는 결과로 나타나는데, 모듈별로 이러한 오차가 무작위로 나타나기 때문에 광 결합 효율(coupling efficiency)을 저하시키게 된다.
또한, 광학 모듈은 광 소자 간의 디센터뿐 아니라, 미세 렌즈의 광축 방향으로 이동과 미세 렌즈의 기울기에 따라 발생하는 상점의 스폿 직경 변화에 의해서도 정렬 오차에 영향을 받는다. 광축 방향의 정렬 오차에 따라서 상점의 디포커스(defocus) 오차가 발생하며, 소자의 기울기 오차는 틸트(tilt)에 따른 코마(coma), 비점수차(astigmatism)에 영향을 주게 된다.
따라서, 기존에는 광 부품 간의 정렬을 위해 광 소자가 설치되는 기판(1,3,5,7) 등의 각 부품을 x, y, z 방향으로 이동(translation)하고, x, y, z 축을 따라 회전하는 능동 정렬 장치를 사용하고 있으나, 이러한 기존의 광 연결 방식은 광 소자들을 개별적으로 위치 조절하여 능동 정렬하는 방식이기 때문에, 광 소자들을 연결하고 위치를 결정하는데 시간이 오래 걸리고, 또한 많은 비용이 소요된다. 뿐만 아니라, 광 소자들이 정렬이 된 이후에, 온도나 습도 등의 변화에 따라 부품이 팽창, 수축하기 때문에, 광 소자들 간의 정렬이 틀어지고, 광 결합 효율이 변하게 되어 광학 모듈의 품질에 대한 신뢰성을 저하시킨다.
본 발명은 수직 공진 표면광 레이저(VCSEL; Vertical-Cavity Surface-Emitting Lasers)와 렌즈 간의 정렬 오차를 마이크론 수준 이하로 줄일 수 있는 광학 모듈 및 광 통신 모듈을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는 광 소자들 간을 정렬하는 정렬 속도를 향상시킬 수 있는 광학 모듈 및 광 통신 모듈을 제공하는 것에 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 과제는 낮은 비용으로 광 소자 간을 정렬할 수 있는 광학 모듈 및 광 통신 모듈을 제공하는 것에 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급된 과제로 제한되지 않는다. 언급되지 않은 다른 기술적 과제들은 이하의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 광학 모듈은, 제1 기판; 상기 제1 기판상에 배치되고, 상기 제1 기판에 대해 수직으로 광을 방출하는 수직 공진 표면광 레이저; 상기 수직 공진 표면광 레이저로부터의 광을 수신하는 수신 포트; 상기 수직 공진 표면광 레이저와 상기 수신 포트 사이에 위치하는 제2 기판; 상기 제2 기판에서 상기 광의 진행 경로에 배치되는 제1 렌즈; 상기 제1 기판상에 상기 수직 공진 표면광 레이저를 둘러싸도록 형성되는 복수 개의 제1 정렬 포켓; 상기 제2 기판에서 상기 제1 기판의 제1 정렬 포켓과 마주보는 위치에 형성되는 복수 개의 제2 정렬 포켓; 및 상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이에 구비되고, 구형의 볼 및 원통형의 실린더 중의 적어도 하나의 형상으로 이루어지며, 대응하는 제1 정렬 포켓 및 제2 정렬 포켓에 맞물리도록 접촉되는 복수 개의 정렬 부재를 포함한다.
본 발명의 일 실시 예에서, 상기 복수 개의 정렬 부재는, 상기 수직 공진 표면광 레이저에 대한 상기 제1 렌즈의 위치를 수평 방향으로 정렬한다.
본 발명의 일 실시 예에서, 상기 제1 정렬 포켓과 상기 제2 정렬 포켓은, 상기 제1 기판과 상기 제2 기판에 요입 형성되는 정렬 홈 및 상기 제1 기판과 상기 제2 기판으로부터 돌출 형성되는 정렬 돌기 중의 적어도 하나를 포함한다.
본 발명의 일 실시 예에서, 상기 수직 공진 표면광 레이저와 상기 제1 정렬 포켓은 하나의 포토마스크를 이용한 반도체 공정을 통해 상기 제1 기판상에 형성된다.
본 발명의 일 실시 예에서, 상기 제1 정렬 포켓과 상기 제2 정렬 포켓 및 상기 정렬 부재는, 상기 정렬 부재가 구형의 볼 형상으로 이루어지는 경우, 상기 제1 기판과 상기 제2 기판에 적어도 3개 이상 형성되고, 상기 정렬 부재가 원통형의 실린더 형상으로 이루어지는 경우, 상기 제1 기판과 상기 제2 기판에 적어도 2개 이상 형성된다.
본 발명의 일 실시 예에서, 상기 복수 개의 제1 정렬 포켓과 상기 복수 개의 제2 정렬 포켓은, 서로 동일한 배치 구조를 갖도록 상기 제1 기판과 상기 제2 기판에 형성된다.
본 발명의 일 실시 예에서, 상기 제2 기판, 상기 제2 기판에 위치한 상기 제1 렌즈 및 상기 제2 정렬 포켓은 일체화된 구조를 갖는다.
본 발명의 일 실시 예에서, 상기 수직 공진 표면광 레이저와 상기 제1 렌즈는, 상기 제1 기판과 제2 기판에 2개 이상 병렬로 배치된다.
본 발명의 일 실시 예에서, 상기 광학 모듈은, 상기 제1 렌즈와 상기 수신 포트 사이에 위치한 제2 렌즈를 더 포함하며, 상기 수직 공진 표면광 레이저, 상기 제1 렌즈 및 상기 제2 렌즈는 동일한 중심 축을 갖는다.
본 발명의 일 실시 예에서, 상기 수신 포트는, 광 검출기 또는 광 섬유를 포함한다.
상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 다른 일 측면에 따르면, 수신단으로 광을 송신하는 송신단을 포함하는 광 통신 모듈에 있어서, 상기 송신단은, 제1 기판; 상기 제1 기판상에 배치되고, 상기 제1 기판에 대해 수직으로 광을 방출하는 수직 공진 표면광 레이저; 상기 제1 기판과 평행하게 배치되는 제2 기판; 상기 제2 기판에서 상기 광의 진행 경로에 배치되는 제1 렌즈; 상기 제1 기판상에 상기 수직 공진 표면광 레이저를 둘러싸도록 형성되는 복수 개의 제1 정렬 포켓; 상기 제2 기판에서 상기 제1 기판의 제1 정렬 포켓과 마주보는 위치에 형성되는 복수 개의 제2 정렬 포켓; 및 상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이에 구비되고, 구형의 볼 및 원통형의 실린더 중의 적어도 하나의 형상으로 이루어지며, 대응하는 제1 정렬 포켓 및 제2 정렬 포켓에 맞물리도록 접촉되어 상기 수직 공진 표면광 레이저에 대한 상기 제1 렌즈의 위치를 수평 방향으로 정렬하는 복수 개의 제1 정렬 부재를 포함한다.
본 발명의 일 실시 예에서, 상기 수신단은, 상기 수직 공진 표면광 레이저로부터의 광을 수신하는 수신 포트; 상기 수신 포트가 배치되는 제3 기판에 상기 수신 포트를 둘러싸도록 형성되는 복수 개의 제3 정렬 포켓; 상기 제3 기판과 상기 제2 기판 사이에 위치하며, 제2 렌즈가 배치되는 제4 기판; 상기 제4 기판에서 상기 제3 정렬 포켓과 마주보는 위치에 형성되는 복수 개의 제4 정렬 포켓; 및 상기 제3 기판과 상기 제4 기판 사이에 구비되고, 구형의 볼 및 원통형의 실린더 중의 적어도 하나의 형상을 가지며, 대응하는 제3 정렬 포켓 및 제4 정렬 포켓에 맞물리도록 접촉되어 상기 수신 포트와 상기 제2 렌즈 간의 상대적 위치를 수평 방향으로 정렬하는 복수 개의 제2 정렬 부재를 포함한다.
상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 또 다른 일 측면에 따르면, 제1 기판; 상기 제1 기판상에 배치되고, 상기 제1 기판에 대해 수직으로 광을 방출하는 수직 공진 표면광 레이저; 상기 제1 기판과 평행하게 배치되는 제2 기판; 상기 제2 기판에서 상기 광의 진행 경로에 배치되는 제1 렌즈; 상기 제1 기판상에 상기 수직 공진 표면광 레이저를 둘러싸도록 형성되는 복수 개의 제1 정렬 포켓; 상기 제2 기판에서 상기 제1 기판의 제1 정렬 포켓과 마주보는 위치에 형성되는 복수 개의 제2 정렬 포켓; 및 상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이에 구비되고, 구형의 볼 및 원통형의 실린더 중의 적어도 하나의 형상으로 이루어지며, 대응하는 제1 정렬 포켓 및 제2 정렬 포켓에 맞물리도록 접촉되는 복수 개의 정렬 부재를 포함하는 광 송신 모듈이 제공된다.
상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 또 다른 일 측면에 따르면, 제1 기판; 상기 제1 기판상에 배치되고, 광을 수신하는 수신 포트; 상기 제1 기판과 평행하게 배치되는 제2 기판; 상기 제2 기판에서 상기 광의 진행 경로에 배치되는 제1 렌즈; 상기 제1 기판상에 상기 수신 포트를 둘러싸도록 형성되는 복수 개의 제1 정렬 포켓; 상기 제2 기판에서 상기 제1 기판의 제1 정렬 포켓과 마주보는 위치에 형성되는 복수 개의 제2 정렬 포켓; 및 상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이에 구비되고, 구형의 볼 및 원통형의 실린더 중의 적어도 하나의 형상으로 이루어지며, 대응하는 제1 정렬 포켓 및 제2 정렬 포켓에 맞물리도록 접촉되는 복수 개의 정렬 부재를 포함하는 광 수신 모듈이 제공된다.
본 발명의 실시 예에 의하면, 수직 공진 표면광 레이저(VCSEL; Vertical-Cavity Surface-Emitting Lasers)와 렌즈 간의 정렬 오차를 마이크론 수준 이하로 줄일 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 의하면, 광 소자들의 정렬 속도를 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 의하면, 낮은 비용으로 광 소자들 간을 정렬할 수 있다.
본 발명의 효과는 상술한 효과들로 제한되지 않는다. 언급되지 않은 효과들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 기존의 광학 모듈을 개략적으로 보여주는 종단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 광학 모듈을 보여주는 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 광학 모듈을 보여주는 분해 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 광학 모듈을 보여주는 종단면도이다.
도 5는 본 발명의 다른 일 실시 예에 따른 광학 모듈을 보여주는 종단면도이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 일 실시 예에 따른 광학 모듈을 보여주는 종단면도이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 일 실시 예에 따른 광학 모듈의 종단면도이다.
도 8은 본 발명의 또 다른 일 실시 예에 따른 광학 모듈을 보여주는 분해 사시도이다.
도 9는 도 8에 도시된 광학 모듈을 보여주는 종단면도이다.
도 10은 본 발명의 또 다른 일 실시 예에 따른 광학 모듈을 보여주는 종단면도이다.
도 11은 본 발명의 또 다른 일 실시 예에 따른 광학 모듈을 보여주는 종단면도이다.
도 12은 본 발명의 또 다른 일 실시 예에 따른 광학 모듈을 보여주는 분해 사시도이다.
도 13은 본 발명의 또 다른 일 실시 예에 따른 광학 모듈을 보여주는 종단면도이다.
도 14는 본 발명의 일 실시 예에 따른 광 송신 모듈을 보여주는 종단면도이다.
도 15는 본 발명의 일 실시 예에 따른 광 수신 모듈을 보여주는 종단면도이다.
본 발명의 다른 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술하는 실시 예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
만일 정의되지 않더라도, 여기서 사용되는 모든 용어들(기술 혹은 과학 용어들을 포함)은 이 발명이 속한 종래 기술에서 보편적 기술에 의해 일반적으로 수용되는 것과 동일한 의미를 갖는다. 일반적인 사전들에 의해 정의된 용어들은 관련된 기술 그리고/혹은 본 출원의 본문에 의미하는 것과 동일한 의미를 갖는 것으로 해석될 수 있고, 그리고 여기서 명확하게 정의된 표현이 아니더라도 개념화되거나 혹은 과도하게 형식적으로 해석되지 않을 것이다. 공지된 구성에 대한 일반적인 설명은 본 발명의 요지를 흐리지 않기 위해 생략될 수 있다. 본 발명의 도면에서 동일하거나 상응하는 구성에 대하여는 가급적 동일한 도면부호가 사용된다. 본 발명의 이해를 돕기 위하여, 도면에서 일부 구성 요소는 다소 과장되게 도시될 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 광학 모듈은 수직 공진 표면광 레이저 기판과 렌즈 기판의 마주보는 위치에 각각 정렬 포켓이 형성되고, 수직 공진 표면광 레이저 기판과 렌즈 기판 사이에는 서로 대응하는 정렬 포켓에 접촉되도록 볼이나 원통형 실린더의 형상을 갖는 정렬 부재가 구비된다. 본 발명의 실시 예에 의하면, 수직 공진 표면광 레이저(VCSEL; Vertical-Cavity Surface-Emitting Lasers)와 렌즈 간의 정렬 오차를 마이크론 수준 이하로 줄일 수 있어 광 소자들 간의 정렬 정확도가 향상된다. 따라서, 광 통신 시에 있어 광 손실량을 줄일 수 있다. 또한, 본 발명의 실시 예에 의하면, 부품 사이에 한 번의 수동 정렬에 의해 수직 공진 표면광 레이저와 렌즈가 정렬되므로, 광 소자들의 정렬 속도가 향상되고 능동 정렬 장치를 필요로 하지 않아 적은 비용으로 광학 모듈의 광 소자들을 정렬할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 광학 모듈을 보여주는 사시도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 광학 모듈을 보여주는 분해 사시도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 광학 모듈을 보여주는 종단면도이다. 도 2 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 광학 모듈(100)은 제1 기판(110), 수직 공진 표면광 레이저(120), 복수 개의 제1 정렬 포켓(130), 제2 기판(140), 제1 렌즈(150), 복수 개의 제2 정렬 포켓(160), 복수 개의 정렬 부재(170) 및 광검출기(180)를 포함한다.
수직 공진 표면광 레이저(VCSEL; Vertical-Cavity Surface-Emitting Lasers)(120)는 제1 기판(110)의 상면에 배치되고, 제1 기판(110)의 상면에 대해 수직한 방향으로 광을 방출한다. 수직 공진 표면광 레이저(120)는 제1 기판(110)에 수직으로 형성되는 작은 크기의 공진기로 이루어지며, 적은 전류로 고밀도의 레이저 배열을 구동시킬 수 있다.
복수 개의 제1 정렬 포켓(130)은 제1 기판(110)의 상면에 형성되며, 수직 공진 표면광 레이저(120)를 둘러싸도록 배치된다. 제1 정렬 포켓(130)은 오목하게 형성되는 정렬 홈 혹은 볼록하게 형성되는 정렬 돌기의 형상을 가질 수 있다. 도 2 내지 도 4에 도시된 실시 예에서, 제1 정렬 포켓(130)은 제1 기판(110)의 상면에 요입 형성되는 정렬 홈의 형태로 이루어져 있다.
제1 기판(110)상에서 제1 정렬 포켓(130)은 수직 공진 표면광 레이저(120)와 미리 결정된 일정한 위치 관계를 갖는다. 각각의 제1 정렬 포켓(130)과 수직 공진 표면광 레이저(120)의 중심 간의 거리는 대응하는 각각의 제2 정렬 포켓(160)과 제1 렌즈(150)의 중심 간의 거리와 동일한 값으로 결정된다.
제2 기판(140)은 수직 공진 표면광 레이저(120)와 광검출기(180) 사이에 위치한다. 제2 기판(140)은 투명한 재질을 갖는 기재로 이루어질 수 있다. 제1 렌즈(150)는 제2 기판(140)에서 광의 진행 경로상에 배치된다. 제1 렌즈(150)는 수직 공진 표면광 레이저(120)로부터의 광을 굴절시키는 볼록 렌즈일 수 있다. 도 2 내지 도 4에 도시된 실시 예에서, 제1 렌즈(150)는 제2 기판(140)의 하면에 형성되어 있지만, 변형된 실시 예로서, 제1 렌즈(150)는 제2 기판(140)의 상면에 형성되거나, 제2 기판(140)의 상,하면 모두에 형성될 수도 있다.
복수 개의 제2 정렬 포켓(160)은 제2 기판(140)에서 제1 기판(110)의 제1 정렬 포켓(130)과 마주보는 위치에 형성된다. 제2 기판(140)상에서 제2 정렬 포켓(160)은 제1 렌즈(150)와 미리 결정된 일정한 위치 관계를 갖는다. 각각의 제2 정렬 포켓(160)과 제1 렌즈(150)의 중심 축 간의 거리는 대응하는 각각의 제1 정렬 포켓(130)과 수직 공진 표면광 레이저(120)의 중심 간의 거리와 동일한 값으로 결정된다. 제1 정렬 포켓(130)들과 제2 정렬 포켓(160)들은 동일한 배치 구조를 갖도록 형성된다.
복수 개의 정렬 부재(170)는 제1 기판(110)과 제2 기판(140) 사이에 구비되고, 제1 정렬 포켓(130)과 제2 정렬 포켓(160)과의 사이에서 제1 정렬 포켓(130) 및 제2 정렬 포켓(160)에 맞물리도록 접촉된다. 도 2 내지 도 3에 도시된 실시 예에서, 정렬 부재(170)는 구형의 볼(ball)의 형상을 갖는다. 다만, 도 12를 참조하여 후술하는 바와 같이, 정렬 부재(170)는 원통형의 실린더의 형상을 가질 수도 있다.
각 정렬 부재(170)는 대응하는 제1 정렬 포켓(130) 및 제2 정렬 포켓(160)에 맞물리도록 접촉되며, 정렬 부재(170)와 정렬 포켓(130,160)의 결합 구조에 의하여, 수직 공진 표면광 레이저(120)에 대한 제1 렌즈(150)의 위치가 수평 방향으로 정렬된다. 본 명세서에서 수평 방향이란 수직 공진 표면광 레이저(120)의 광이 진행하는 상하 방향에 대하여 직교하는 평면상의 방향을 의미한다.
정렬 부재(170)는 정렬 포켓(130,160)의 단면에서의 내접원보다 큰 반경을 갖도록 형성될 수 있다. 이에 따라, 정렬 부재(170)는 제1 기판(110)에 위치한 제1 정렬 포켓(130) 및 제2 기판(140)에 위치한 제2 정렬 포켓(160)에 접촉되는데, 정렬 포켓(130,160)의 모양에 따라 정렬 부재(170)와 정렬 포켓(130,160) 간의 접촉점의 수는 달라질 수 있다.
도 2 내지 도 4에 도시된 실시 예와 같이, 정렬 포켓(130,160)의 모양이 삼각형일 때, 정렬 부재(170)는 정렬 포켓(130,160)에서 3점에서 접촉되며, 정렬 포켓(130,160) 내에서 이탈하지 않고 안정적으로 지지된다. 다만, 정렬 포켓(130,160)은 도 5에 도시된 바와 같이 원통 형상을 갖거나, 사각형, 그 밖의 다른 단면 형상으로 이루어지거나, V자형, 반원형 등의 종단면 형상을 갖도록 이루어질 수도 있다.
정렬 부재(130)가 구형의 볼 형상으로 이루어지는 경우, 제1 정렬 포켓(130)과 제2 정렬 포켓(160) 및 정렬 부재(130)는 제1 기판(110)과 제2 기판(140) 간의 상대적인 위치 결정을 위해 제1 기판(110)과 제2 기판(140)에 적어도 3개 이상 형성되고, 정렬 부재(130)가 원통형의 실린더 형상으로 이루어지는 경우, 제1 정렬 포켓(130)과 제2 정렬 포켓(160) 및 정렬 부재(130)는 제1 기판(110)과 제2 기판(140)에 적어도 2개 이상 형성될 수 있다.
광검출기(180)는 광 수신단인 제3 기판(181)에 설치되고, 수직 공진 표면광 레이저(120)로부터 광 수신단(181)에 수직으로 입사되는 광을 수신하여 검출한다. 광검출기(180)는 수신 포트에 상응한다. 일 실시 예에 있어서, 광검출기(180)는 입사되는 광을 전류로 바꾸어 광 신호를 검출하는 포토 다이오드(photo diode)일 수 있다. 대안적으로, 광 수신단(181)에는 광검출기(180) 대신 광 섬유가 설치될 수도 있다.
일 실시 예에 있어서, 수직 공진 표면광 레이저(120)와 제1 정렬 포켓(130)은 제1 기판(110)에 일체화되도록 제작될 수 있다. 이때, 하나의 포토마스크(photomask)를 이용하여 제1 기판(110)의 상면에 수직 공진 표면광 레이저(120)와 제1 정렬 포켓(130)을 형성할 수 있다.
수직 공진 표면광 레이저(120)의 위치와 제1 정렬 포켓(130)의 위치 정확도는 포토마스크 패턴의 정확도에 의해 좌우된다. 반도체 포토마스크는 패턴의 정확도가 보통 0.1 마이크론 이하이므로, 하나의 포토마스크에 의해서 제1 기판(110)상에 수직 공진 표면광 레이저(120)와 제1 정렬 포켓(130)을 형성하면, 수직 공진 표면광 레이저(120)에 대하여 제1 정렬 포켓(130)의 위치를 정확하게 결정할 수 있다.
마찬가지로, 제1 렌즈(150)과 제2 정렬 포켓(160)은 제2 기판(140)에 일체화되도록 제작될 수 있다. 반도체 공정을 사용한 리플로우(reflow) 방식으로 제1 렌즈(150)를 제작시, 제1 렌즈(150)과 제2 정렬 포켓(160)의 위치 정확도는 포토마스크의 정확도를 따르게 된다.
수직 공진 표면광 레이저(120)와 제1 정렬 포켓(130) 간의 상대적인 위치 관계 및 제1 렌즈(150)와 제2 정렬 포켓(160) 간의 상대적인 위치 관계가 정확하게 결정되어 있기 때문에, 정렬 부재(170)를 정렬 포켓(130,160)에 맞물리는 것에 의하며, 수직 공진 표면광 레이저(120)에 대한 제2 기판(140)의 제1 렌즈(150)의 수평 방향으로의 정렬 정확도를 크게 향상시킬 수 있다.
즉, 정렬 부재(170)가 정렬 포켓(130,160)과 접촉함에 따라, 정렬 부재(170)의 중심은 정렬 포켓(130,160)의 중앙에 위치하게 되고, 결과적으로 정렬 포켓(130,160)과 마이크론 정도의 오차 이내에서 정렬될 수 있다. 정렬 부재(170)를 구형의 볼 형상을 갖도록 제조하는 경우, 볼의 구형 오차(deviation from spherical form)에 따라 정렬 오차가 결정되는데, 가공 기술의 발달로 인해 볼의 구형 정밀도는 1 마이크론 이내로 비교적 쉽게 제어가 가능하다. 또한, 전술한 바와 같이, 정렬 포켓(130,160)을 반도체 공정을 통해 제조할 경우, 정렬 포켓(130,160)의 폭이나 높이를 매우 적은 오차로 제어할 수 있다. 따라서, 횡 방향으로의 빔의 이동을 방지하여, 제1 렌즈(150)에서의 광량의 손실을 줄일 수 있다.
제1 기판(110)과 제2 기판(140) 간의 틸트 오차는 정렬 부재(170)인 볼의 직경 균일도에 의해 좌우된다. 정렬 부재(170)가 1.0 mm 직경의 볼의 형상을 갖는 경우, 두 볼 간의 거리가 1.0 mm이고, 볼의 직경 오차가 5 마이크론일 때, 제1 기판(110)과 제2 기판(140) 간의 경사각은 0.005 radian 이내가 된다. 이것은 약 0.3°에 해당하는 각도로서, 이에 따른 수차 증가는 미미한 수준이다.
따라서, 본 발명의 실시 예에 따른 광학 모듈(100)은 수직 공진 표면광 레이저(120)와 제1 렌즈(150) 간의 디센터 오차를 현저하게 줄이는 것과 동시에, 제1 기판(110)와 제2 기판(140) 간의 틸트 오차를 줄일 수 있다. 또한, 정렬 부재(170)와 정렬 포켓(130,160)에 의한 수동 정렬 방식에 의하여 광 정렬 속도가 향상되며, 능동 정렬 기구를 필요로 하지 않아 비용을 절감할 수 있다.
정렬 부재(170)와 정렬 포켓(130,160)에 의해, 제1 기판(110)의 수직 공진 표면광 레이저(120)와 제2 기판(120)의 제1 렌즈(150)의 위치가 정밀하게 수동 정렬되면, 에폭시나 웰딩 기술을 이용하여 부품들을 고정할 수 있다. 에폭시나 웰딩 기술을 이용하여 부품들이 고정되면, 광학 모듈(100)의 방향을 조절하여 다양한 방향으로 광 신호를 전송할 수 있다.
도 2 내지 도 4에 도시된 실시 예는 3개의 제1 정렬 포켓(130), 3개의 제2 정렬 포켓(160) 및 3개의 정렬 부재(170)가 120°간격으로 설치되어 있으나, 정렬 포켓(130,160)과 정렬 부재(170)의 개수는 4개 이상 설치될 수도 있으며, 정렬 포켓(130,160) 간의 각도와 정렬 부재(170) 간의 각도 역시 다양하게 변형될 수 있다.
도 6은 본 발명의 다른 일 실시 예에 따른 광학 모듈을 보여주는 종단면도이다. 도 6에 도시된 실시 예에서, 도 2 내지 도 4에 도시된 실시 예와 동일하거나 상응하는 구성에 대하여는 중복되는 설명을 생략한다. 도 6을 참조하면, 제1 기판(110)에는 복수 개의 수직 공진 표면광 레이저(120)가 병렬 배치되고, 제2 기판(140)에는 복수 개의 제1 렌즈(150)가 병렬 배치된다. 도 6에 도시된 실시 예에서, 정렬 부재(170)와 정렬 포켓(130,160)으로 이루어지는 광 연결 구조(optical interconnection structure)에 의하여, 각각의 제1 렌즈(150)는 대응하는 수직 공진 표면광 레이저(120)에 대해 높은 정확도로 정렬된다. 도 6에 도시된 실시 예에 의하면, 복수 개의 수직 공진 표면광 레이저(120)를 이용하여 광 통신 모듈의 병렬 링크를 쉽게 제작할 수 있다. 또한, 서로 다른 파장의 레이저 광을 발생하는 수직 공진 표면광 레이저(120)들을 이용하면, CWDM(Coarse Wave Division Multiplexing) 시스템의 구현이 가능하다.
도 7은 본 발명의 또 다른 일 실시 예에 따른 광학 모듈의 종단면도이다. 도 7에 도시된 실시 예에서, 도 2 내지 도 4에 도시된 실시 예와 동일하거나 상응하는 구성에 대하여는 중복되는 설명을 생략한다. 도 7을 참조하면, 제2 기판(140)과 광검출기(180)가 설치된 광 수신단(181)의 사이에는 제2 렌즈(190)가 구비될 수 있다. 도 7에 도시된 실시 예에서, 제1 렌즈(150)는 수직 공진 표면광 레이저(120)에서 나온 빛의 발산각을 작게 하는 역할을 한다. 제2 렌즈(190)는 제1 렌즈(150)로부터의 광을 평행광으로 변환한다.
수직 공진 표면광 레이저(120)에서 나오는 빛의 발산각 또는 수치 구경(NA; numerical aperture)이 클 경우에는 초점 심도(DOF; depth of focus)가 작아진다. 초점 심도가 작아지면 렌즈의 초점 거리에 오차가 있을 경우 평행광으로 만들기 어려워진다. 수치 구경 NA는 1/(2f/#)와 같고, 여기서 f/#는 렌즈의 f-number 또는 (초점 거리/렌즈 직경)에 해당하는 값이다. 초점 심도는 파장이 λ일 경우, 4λ(f/#)2 과 같다. 예를 들어 850 nm 레이저 광의 경우, f/#가 1이면 초점 심도는 3.4 μm 정도로서, 수직 방향으로 정렬 허용 공차가 4 μm 이내여야 한다는 것을 나타낸다.
렌즈의 초점 거리를 이렇게 정밀하게 미리 가공하기란 상당히 어렵기 때문에, 도 7에 도시된 바와 같이, 제1 렌즈(150)에서 발산각을 충분히 줄여 주고 제2 렌즈(190)를 조정해서 평행광을 만드는 것이 좀 더 쉬운 방법이다. 그리고, 수직 방향 허용 공차가 너무 작으면, 온도 변화에 따른 열 팽창에 의해서 광 정렬 상태가 변형되는 결과를 초래한다. 제2 렌즈(190)의 f/#가 5가 되면, 수직 방향 정렬 공차는 90 μm 정도로 늘어나서 정렬이 훨씬 쉬워진다.
도 8은 본 발명의 또 다른 일 실시 예에 따른 광학 모듈을 보여주는 사시도이고, 도 9는 도 8에 도시된 광학 모듈을 보여주는 종단면도이다. 도 8 내지 도 9에 도시된 실시 예에서, 도 2 내지 도 7에 도시된 실시 예와 동일하거나 상응하는 구성에 대하여는 중복되는 설명을 생략한다. 도 8 내지 도 9를 참조하면, 제1 정렬 포켓(130)은 제1 기판(110)의 표면에서 오목하게 들어가는 정렬 홈의 구조 대신, 제1 기판(110)의 표면으로부터 볼록한 형태로 돌출하는 정렬 돌기(131)로 이루어진다.
도 8 내지 도 9에 도시된 실시 예에서, 각각의 제1 정렬 포켓(130)은 3개의 정렬 돌기(131)로 이루어져 있지만, 정렬 돌기(131)의 개수는 4개 이상으로 변형될 수도 있다. 각각의 제1 정렬 포켓(130)을 이루는 정렬 돌기(131)들의 중심점은 대응하는 정렬 부재(170)의 중심점을 연결하는 수직 축 상에 배치된다.
다른 예로, 제1 정렬 포켓(130) 및/또는 제2 정렬 포켓(160)은 도 10에 도시된 바와 같이, 제1 기판(110)의 표면으로부터 링 형상으로 돌출하는 정렬 돌기(132)로 이루어질 수도 있다. 정렬 부재(170)는 정렬 돌기(131,132)의 내접원보다 큰 직경을 갖도록 설계될 수 있다. 도 8 내지 도 10에 도시된 바와 같은 제1 정렬 포켓(130)의 변형된 형상은 제2 정렬 포켓(160)에도 적용될 수 있다.
도 11은 본 발명의 또 다른 일 실시 예에 따른 광학 모듈을 보여주는 종단면도이다. 도 11에 도시된 실시 예에서, 도 2 내지 도 10에 도시된 실시 예와 동일하거나 상응하는 구성에 대하여는 중복되는 설명을 생략한다. 도 11에 도시된 실시 예서, 제2 정렬 포켓(160)은 구의 일부를 이루는 곡면(161) 형상으로 이루어진다. 곡면(161)의 반경은 정렬 부재(170)의 반경보다 작게 설계된다. 이에 따라, 정렬 부재(170)는 곡면(161)의 모서리부 둘레에 접촉되고, 정렬 부재(170)과 곡면(161)의 중심은 상하 방향으로의 수직 축 상에 결정된다. 이러한 제2 정렬 포켓(160)의 형상은 제1 정렬 포켓(130)에도 적용될 수 있다.
도 12는 본 발명의 또 다른 일 실시 예에 따른 광학 모듈을 보여주는 종단면도이다. 도 12에 도시된 실시 예에서, 도 2 내지 도 11에 도시된 실시 예와 동일하거나 상응하는 구성에 대하여는 중복되는 설명을 생략한다. 도 12에 도시된 실시 예에서, 정렬 부재(170)는 원통형의 실린더 형상으로 이루어지고, 제1 정렬 포켓(130) 및 제2 정렬 포켓(160)은 사각형의 단면 형상을 갖는다. 다만, 정렬 포켓(130,160)의 형상은 V자형의 홈 등으로 변형될 수도 있다.
도 12에는 원통형의 실린더 형상을 갖는 정렬 부재(170)의 실린더 축이 수직 공진 표면광 레이저(120)를 향하도록 형성되어 있으나, 실린더 축의 방향은 다른 방향으로 설정될 수 있다. 이때, 제1 정렬 포켓(130)과 제2 정렬 포켓(160)은 동일한 크기와 방향을 갖도록 설계된다. 정렬 포켓(130,160)의 폭은 원통형 실린더 형상을 갖는 정렬 부재(170)의 직경보다 작도록 설계된다. 이에 따라, 정렬 부재(170)의 원통형 측면이 정렬 포켓(130,160)의 표면 모서리부에 접촉되도록 형성된다.
도 13은 본 발명의 또 다른 일 실시 예에 따른 광학 모듈을 보여주는 단면도이다. 도 13에 도시된 실시 예에서, 도 2 내지 도 12에 도시된 실시 예와 동일하거나 상응하는 구성에 대하여는 중복되는 설명을 생략한다. 도 13을 참조하면, 제2 기판(140)과 광 수신단인 제3 기판(181)의 사이에는 제4 기판(183)이 배치된다. 제1 기판(110)과 제2 기판(140)은 송신부를 구성하고, 제3 기판(181)과 제4 기판(183)은 수신부를 구성한다.
제3 기판(181)의 하면에는 제3 정렬 포켓(182)이 형성되고, 제4 기판(183)의 상면에는 제3 정렬 포켓(182)과 대응하는 위치에 제4 정렬 포켓(184)이 형성된다. 또한, 대응하는 제3 정렬 포켓(182)과 제4 정렬 포켓(184)의 사이에는 정렬 포켓(200)이 배치되어 있어 제4 기판(183)에 배치된 미세 렌즈(185)와 제3 기판(181)에 배치된 광검출기(180) 간의 상대적인 위치가 정렬되도록 되어 있다.
도 13에 도시된 실시 예에 의하면, 송신부에서의 수직 공진 표면광 레이저(120)에 대한 제1 렌즈(150)의 수평 방향으로의 위치뿐 아니라, 수신부에서의 미세 렌즈(185)에 대한 광검출기(180)의 수평 방향으로의 위치를 정렬할 수 있으므로, 광 결합 효율(coupling efficiency)을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 광학 모듈은 수신단으로 광을 송신하는 송신단을 포함하는 광 통신 모듈(optical connection module)에 적용될 수 있다. 이때, 광학 모듈(100)의 제1 기판(110), 수직 공진 표면광 레이저(120), 제1 정렬 포켓(130), 제2 기판(140), 제1 렌즈(150), 제2 정렬 포켓(160) 및 정렬 부재(170)는 송신단을 구성하고, 제3 기판(181) 및 광검출기(180)는 수신단을 구성한다.
도 14는 본 발명의 일 실시 예에 따른 광 송신 모듈을 보여주는 종단면도이다. 도 14에 도시된 실시 예에서, 도 2 내지 도 4에 도시된 실시 예와 동일하거나 상응하는 구성에 대하여는 중복되는 설명을 생략한다. 도 14를 참조하면, 수직 공진 표면광 레이저(120)로부터 발생된 광은 제1 렌즈(150)에 의해 평행광으로 변환된 후, 수신 모듈(186)로 입력된다. 제1 기판(110), 수직 공진 표면광 레이저(120), 제1 정렬 포켓(130), 제2 기판(140), 제1 렌즈(150), 제2 정렬 포켓(160) 및 정렬 부재(170)는 광 송신 모듈을 구성한다. 수신 모듈(186)은 예를 들어, 광 섬유일 수 있으나, 광 검출기 등의 다른 광학 부재일 수도 있다.
도 15는 본 발명의 일 실시 예에 따른 광 수신 모듈을 보여주는 종단면도이다. 도 15를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 광 수신 모듈은 제1 기판(40), 제1 기판(40)상에 배치되고, 광을 수신하는 수신 포트(41)들, 제1 기판(40)과 평행하게 배치되는 제2 기판(20), 제2 기판(20)에서 광의 진행 경로에 배치되는 제1 렌즈(21)들, 제1 기판(40)상에 수신 포트(41)들을 둘러싸도록 형성되는 제1 정렬 포켓(42)들, 제2 기판(20)에서 제1 기판(40)의 제1 정렬 포켓(42)들과 마주보는 위치에 형성되는 제2 정렬 포켓(22)들, 제1 기판(40)과 제2 기판(20) 사이에 구비되고, 구형의 볼 및 원통형의 실린더 중의 적어도 하나의 형상으로 이루어지며, 대응하는 제1 정렬 포켓(42) 및 제2 정렬 포켓(22)에 맞물리도록 접촉되는 정렬 부재(30)들을 포함한다. 송신 모듈(10)로부터 송신된 평행광은 제1 렌즈(21)에 의해 집속되어 수신 포트(41)들로 수신된다. 수신 모듈(186)은 예를 들어, 광 검출기일 수 있으나, 광 섬유 등의 다른 광학 부재일 수도 있다. 도 15에 도시된 광 수신 모듈은, 광의 진행 방향을 반대인 점과, 제1 기판(40)에 수직 공진 표면광 레이저 대신 수신 포트(41)가 배치되는 점을 제외하면 도 14에 도시된 광 송신 모듈과 동일한 구조를 갖는다. 따라서, 동일한 광학 모듈의 정렬 구조를 이용하여 광 송신 모듈과 광 수신 모듈을 구현할 수 있다.
이상의 실시 예들은 본 발명의 이해를 돕기 위하여 제시된 것으로, 본 발명의 범위를 제한하지 않으며, 이로부터 다양한 변형 가능한 실시 예들도 본 발명의 범위에 속하는 것임을 이해하여야 한다. 본 발명의 기술적 보호범위는 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이며, 본 발명의 기술적 보호범위는 특허청구범위의 문언적 기재 그 자체로 한정되는 것이 아니라 실질적으로는 기술적 가치가 균등한 범주의 발명에 대하여까지 미치는 것임을 이해하여야 한다.
100: 광학 모듈 110: 제1 기판
120: 수직 공진 표면광 레이저 130: 제1 정렬 포켓
140: 제2 기판 150: 제1 렌즈
160: 제2 정렬 포켓 161: 제3 정렬 포켓
170: 정렬 부재 180: 광검출기
181: 제3 기판 182: 제3 정렬 포켓
183: 제4 기판 184: 제4 정렬 포켓
185,190: 제2 렌즈 200: 정렬 부재

Claims (14)

  1. 제1 기판;
    상기 제1 기판상에 배치되고, 상기 제1 기판에 대해 수직으로 광을 방출하는 수직 공진 표면광 레이저;
    상기 수직 공진 표면광 레이저로부터의 광을 수신하는 수신 포트;
    상기 수직 공진 표면광 레이저와 상기 수신 포트 사이에 위치하는 제2 기판;
    상기 제2 기판에서 상기 광의 진행 경로에 배치되는 제1 렌즈;
    상기 제1 기판상에 상기 수직 공진 표면광 레이저를 둘러싸도록 형성되는 복수 개의 제1 정렬 포켓;
    상기 제2 기판에서 상기 제1 기판의 제1 정렬 포켓과 마주보는 위치에 형성되는 복수 개의 제2 정렬 포켓; 및
    상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이에 구비되고, 구형의 볼 및 원통형의 실린더 중의 적어도 하나의 형상으로 이루어지며, 대응하는 제1 정렬 포켓 및 제2 정렬 포켓에 맞물리도록 접촉되는 복수 개의 정렬 부재를 포함하며,
    상기 수직 공진 표면광 레이저와 상기 제1 정렬 포켓은 하나의 포토마스크를 이용한 반도체 공정을 통해 상기 제1 기판상에 형성되는 광학 모듈.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 복수 개의 정렬 부재는,
    상기 수직 공진 표면광 레이저에 대한 상기 제1 렌즈의 위치를 수평 방향으로 정렬하는 광학 모듈.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 정렬 포켓과 상기 제2 정렬 포켓은,
    상기 제1 기판과 상기 제2 기판에 요입 형성되는 정렬 홈 및 상기 제1 기판과 상기 제2 기판으로부터 돌출 형성되는 정렬 돌기 중의 적어도 하나를 포함하는 광학 모듈.
  4. 삭제
  5. 제1 항 내지 제3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 정렬 포켓과 상기 제2 정렬 포켓 및 상기 정렬 부재는,
    상기 정렬 부재가 구형의 볼 형상으로 이루어지는 경우, 상기 제1 기판과 상기 제2 기판에 적어도 3개 이상 형성되고,
    상기 정렬 부재가 원통형의 실린더 형상으로 이루어지는 경우, 상기 제1 기판과 상기 제2 기판에 적어도 2개 이상 형성되는 광학 모듈.
  6. 제1 항 내지 제3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 복수 개의 제1 정렬 포켓과 상기 복수 개의 제2 정렬 포켓은,
    서로 동일한 배치 구조를 갖도록 상기 제1 기판과 상기 제2 기판에 형성되는 광학 모듈.
  7. 제1 항 내지 제3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제2 기판, 상기 제2 기판에 위치한 상기 제1 렌즈 및 상기 제2 정렬 포켓은 일체화된 구조를 갖는 광학 모듈.
  8. 제1 항 내지 제3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 수직 공진 표면광 레이저와 상기 제1 렌즈는,
    상기 제1 기판과 제2 기판에 2개 이상 병렬로 배치되는 광학 모듈.
  9. 제1 항 내지 제3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 렌즈와 상기 수신 포트 사이에 위치한 제2 렌즈를 더 포함하며,
    상기 수직 공진 표면광 레이저, 상기 제1 렌즈 및 상기 제2 렌즈는 동일한 중심 축을 갖는 광학 모듈.
  10. 제1 항 내지 제3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 수신 포트는,
    광 검출기 또는 광 섬유를 포함하는 광학 모듈.
  11. 수신단으로 광을 송신하는 송신단을 포함하는 광 통신 모듈에 있어서,
    상기 송신단은,
    제1 기판;
    상기 제1 기판상에 배치되고, 상기 제1 기판에 대해 수직으로 광을 방출하는 수직 공진 표면광 레이저;
    상기 제1 기판과 평행하게 배치되는 제2 기판;
    상기 제2 기판에서 상기 광의 진행 경로에 배치되는 제1 렌즈;
    상기 제1 기판상에 상기 수직 공진 표면광 레이저를 둘러싸도록 형성되는 복수 개의 제1 정렬 포켓;
    상기 제2 기판에서 상기 제1 기판의 제1 정렬 포켓과 마주보는 위치에 형성되는 복수 개의 제2 정렬 포켓; 및
    상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이에 구비되고, 구형의 볼 및 원통형의 실린더 중의 적어도 하나의 형상으로 이루어지며, 대응하는 제1 정렬 포켓 및 제2 정렬 포켓에 맞물리도록 접촉되어 상기 수직 공진 표면광 레이저에 대한 상기 제1 렌즈의 위치를 수평 방향으로 정렬하는 복수 개의 제1 정렬 부재를 포함하며,
    상기 수직 공진 표면광 레이저와 상기 제1 정렬 포켓은 하나의 포토마스크를 이용한 반도체 공정을 통해 상기 제1 기판상에 형성되는 광 통신 모듈.
  12. 제11 항에 있어서,
    상기 수신단은,
    상기 수직 공진 표면광 레이저로부터의 광을 수신하는 수신 포트;
    상기 수신 포트가 배치되는 제3 기판에 상기 수신 포트를 둘러싸도록 형성되는 복수 개의 제3 정렬 포켓;
    상기 제3 기판과 상기 제2 기판 사이에 위치하며, 제2 렌즈가 배치되는 제4 기판;
    상기 제4 기판에서 상기 제3 정렬 포켓과 마주보는 위치에 형성되는 복수 개의 제4 정렬 포켓; 및
    상기 제3 기판과 상기 제4 기판 사이에 구비되고, 구형의 볼 및 원통형의 실린더 중의 적어도 하나의 형상을 가지며, 대응하는 제3 정렬 포켓 및 제4 정렬 포켓에 맞물리도록 접촉되어 상기 수신 포트와 상기 제2 렌즈 간의 상대적 위치를 수평 방향으로 정렬하는 복수 개의 제2 정렬 부재를 포함하는 광 통신 모듈.
  13. 제1 기판;
    상기 제1 기판상에 배치되고, 상기 제1 기판에 대해 수직으로 광을 방출하는 수직 공진 표면광 레이저;
    상기 제1 기판과 평행하게 배치되는 제2 기판;
    상기 제2 기판에서 상기 광의 진행 경로에 배치되는 제1 렌즈;
    상기 제1 기판상에 상기 수직 공진 표면광 레이저를 둘러싸도록 형성되는 복수 개의 제1 정렬 포켓;
    상기 제2 기판에서 상기 제1 기판의 제1 정렬 포켓과 마주보는 위치에 형성되는 복수 개의 제2 정렬 포켓; 및
    상기 제1 기판과 상기 제2 기판 사이에 구비되고, 구형의 볼 및 원통형의 실린더 중의 적어도 하나의 형상으로 이루어지며, 대응하는 제1 정렬 포켓 및 제2 정렬 포켓에 맞물리도록 접촉되는 복수 개의 정렬 부재를 포함하며,
    상기 수직 공진 표면광 레이저와 상기 제1 정렬 포켓은 하나의 포토마스크를 이용한 반도체 공정을 통해 상기 제1 기판상에 형성되는 광 송신 모듈.
  14. 삭제
KR1020130085561A 2013-07-19 2013-07-19 광학 모듈 및 광 통신 모듈 KR101516643B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130085561A KR101516643B1 (ko) 2013-07-19 2013-07-19 광학 모듈 및 광 통신 모듈

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130085561A KR101516643B1 (ko) 2013-07-19 2013-07-19 광학 모듈 및 광 통신 모듈

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20150010887A KR20150010887A (ko) 2015-01-29
KR101516643B1 true KR101516643B1 (ko) 2015-05-06

Family

ID=52482465

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020130085561A KR101516643B1 (ko) 2013-07-19 2013-07-19 광학 모듈 및 광 통신 모듈

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101516643B1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20170142602A (ko) 2016-06-20 2017-12-28 주식회사 하우앳 무선 광 송수신장치

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000206376A (ja) 1999-01-08 2000-07-28 Furukawa Electric Co Ltd:The 受発光素子モジュ―ルおよびその作製方法

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000206376A (ja) 1999-01-08 2000-07-28 Furukawa Electric Co Ltd:The 受発光素子モジュ―ルおよびその作製方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20170142602A (ko) 2016-06-20 2017-12-28 주식회사 하우앳 무선 광 송수신장치

Also Published As

Publication number Publication date
KR20150010887A (ko) 2015-01-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10754107B2 (en) Coupling device having a structured reflective surface of stamped malleable metal for coupling input/output of an optical fiber
US10429597B2 (en) Interposer assemblies and arrangements for coupling at least one optical fiber to at least one optoelectronic device
US6654517B2 (en) Optical devices engaged to fibers with angle-polished facets
US9804348B2 (en) Silicon photonics connector
US10416398B2 (en) Optical assembly for light transmission and reception
US10345542B2 (en) Opto-mechanical coupler
US10651948B2 (en) Coherent receiver module
US20140086528A1 (en) Optical communication module
US9869833B2 (en) Optical receiver using a photodetector with a self-aligned lens
GB2416941A (en) Passive alignment and coupling of an optical fibre with an optoelectonic device using a dual lens arrangement
US20130294726A1 (en) Optical module having enhanced optical coupling efficiency between laser diode and optical fiber
US7146082B2 (en) Steering isolator for an opto-electronic assembly focusing apparatus
US10156688B1 (en) Passive alignment system and an optical communications module that incorporates the passive alignment system
KR102353432B1 (ko) 광송수신용 조립체
KR101516643B1 (ko) 광학 모듈 및 광 통신 모듈
US20180180830A1 (en) Optical module
US9651749B1 (en) Interposer with opaque substrate
US10656349B2 (en) Optical coupler and optical fiber passive alignment
KR101994201B1 (ko) 광송수신용 조립체 및 그를 이용한 광송수신기
US12001068B2 (en) Optical assembly for optical transceiver and optical transceiver using same
KR101543392B1 (ko) 광 연결 모듈
JP2012133191A (ja) 光学装置
KR100492846B1 (ko) 반도체 광원의 출력 제어 광송신기
JPH0232583A (ja) 光通信用半導体素子モジュール

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180404

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190401

Year of fee payment: 5