KR101686601B1 - 리셉터클 조립체 및 이를 포함하는 광모듈 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 광모듈은 광섬유가 수용되는 리셉터클, 송신부와 광섬유 사이에 배치되고 리셉터클에 결합되는 아이솔레이터 및 아이솔레이터와 광섬유 사이에 배치되는 광필터를 포함하고, 아이솔레이터가 광섬유와 인접하게 배치됨으로써, 클리어 어퍼쳐가 작은 아이솔레이터를 이용할 수 있으므로 광모듈의 제조 단가를 낮출 수 있다.

Description

리셉터클 조립체 및 이를 포함하는 광모듈{RCEPTACLE ASSEMBLY AND OPTICAL SUB ASSEMBLY INCLUDING THE SAME}
본 발명은 광모듈에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 리셉터클 조립체와 이를 포함하는 광모듈에 관한 것이다.
일반적으로, 광모듈은 각종 광통신 기능을 하나의 패키지 내에 수용하여 광섬유와 연결이 가능하도록 모듈화한 것을 말한다. 최근에는 전력 소비가 적고 장거리에 활용가능한, 레이저 다이오드를 광원으로 이용한 광 송신기와 포토 다이오드를 이용하여 광통신을 하는 광 수신기를 하나로 모듈화한 양방향 광모듈이 주로 사용되고 있다.
양방향 광모듈은 기본적으로 광송신기, 광수신기, 광필터, 광섬유 및 광섬유가 수용되는 리셉터클 등을 포함한다. 또한, 반사노이즈에 의해 레이저 다이오드의 특성이 불안해지는 것을 방지하기 위해 광섬유와 레이저 다이오드 사이에 아이솔레이터가 장착된다. 아이솔레이터는 특정 편광 성분의 광만을 통과시키는 편광자와 검광자 및 입력된 광의 편광방향을 45도 회전시키는 패러데이 회전자로 구성될 수 있다. 또한, 아이솔레이터는 레이저 다이오드의 부근, 즉 광송신기에 구비되는 렌즈와 가깝게 배치된다.
그러나, 아이솔레이터가 렌즈와 가깝게 배치되면 클리어 어퍼쳐(Clear Aperture)가 큰 아이솔레이터를 사용해야만 결합손실(Coupling Loss)을 줄일 수 있는데, 아이솔레이터의 클리어 어퍼쳐가 클수록 단가가 상승하는 문제가 있다.
또한 동일한 클리어 어퍼쳐 (Clear Aperture)의 아이솔레이터를 사용할 경우, 비구면에 비해서 비교적 단가가 저렴하고 작업거리가 짧은 볼 렌즈 타입 티오-캔 레이저 다이오드를 적용한 광 모듈 제작이 어렵다는 문제점이 있다.
또한 기존의 리셉터클은 광필터를 부착할 때, 가이드 라인(guide line)이 없어 정확한 위치에 부착하기 어려우며 에폭시 큐어링(Epoxy curing)시 위치가 변경되어 광 경로를 이탈하는 문제가 있다.
본 발명은 아이솔레이터를 광섬유와 인접하게 배치하여 제조 단가를 절감할 수 있고, 광필터를 리셉터클에 안정적으로 고정시킬 수 있는 광모듈을 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 양방향으로 송수신하는 광모듈에 있어서,광섬유가 수용되는 리셉터클; 상기 광섬유에 송신신호를 출력하는 송신부; 상기 광섬유로부터 전송된 수신신호를 수신하는 수신부; 상기 송신부와 상기 광섬유 사이에 배치되는 아이솔레이터; 및 상기 아이솔레이터와 상기 광섬유 사이에 배치되어, 상기 송신신호는 투과하고 상기 수신신호는 반사하는 광필터; 를 포함하고, 상기 리셉터클은 상기 송신부와 마주보는 측에 형성되어 상기 아이솔레이터를 수용하는 장착홈, 및 상기 장착홈의 바닥면에서 상기 리셉터클의 길이방향으로 연장 형성된 가이드부를 포함하고, 상기 가이드부는 상기 광필터의 일 면을 지지하는 경사면, 및 상기 광필터의 양측면을 지지하는 지지턱을 포함하고, 상기 가이드부의 연장길이는 상기 광필터의 길이보다 길게 형성되는 광모듈이 제공된다.
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또한, 상기 아이솔레이터는 상기 광섬유로부터 반사되어 상기 광필터를 통과한 광신호를 차단할 수 있다.
상기 아이솔레이터와 상기 광섬유의 거리는 2.5 mm 보다 작게 제작될 수 있 있고 상기 아이솔레이터의 클리어 어퍼쳐는 0.80 mm 보다 작은 것을 사용할 수 있다.
한편, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 광모듈에 구비되는 리셉터클 조립체에 있어서, 일측에 광섬유가 수용되고 타측에 장착홈이 형성된 리셉터클; 및 상기 장착홈에 삽입되어 상기 리셉터클에 결합되는 아이솔레이터; 를 포함하는 리셉터클 조립체가 제공된다.
또한, 상기 아이솔레이터와 상기 광섬유 사이에 배치되는 광필터를 더 포함할 수 있다.
상기 리셉터클에 상기 광필터를 지지하는 가이드부가 형성될 수 있고, 상기 가이드부는 상기 광필터의 일 측을 지지하는 지지턱 및 상기 광필터의 일 면을 지지하는 경사면을 포함할 수 있다.
상기 아이솔레이터와 상기 광섬유의 거리는 2.5 mm 보다 작게 제작될 수 있 있고 상기 아이솔레이터의 클리어 어퍼쳐는 0.80 mm 보다 작은 것을 사용할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 아이솔레이터를 광섬유와 인접하게 배치함으로써 클리어 어퍼쳐가 작은 아이솔레이터를 이용할 수 있으므로, 광모듈의 제조 단가를 낮출 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 양방향 광모듈 구조에 볼 렌즈 타입의 티오-캔 레이저 다이오드를 사용할 수 있게되어, 제조 단가를 낮출 수 있을 뿐만 아니라, 소형의 광모듈을 제작할 수 있으며, 트래킹 에러 특성이 개선되어 수율을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 광필터가 리셉터클의 가이드 라인을 통해서 안정적으로 지지될 수 있으므로, 광필터가 광 경로를 벗어나는 것을 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 양방향 광모듈의 단면도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 리셉터클 조립체의 사시도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 리셉터클 조립체의 단면도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 광섬유에 광신호가 집광되는 경로를 나타낸 도면.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제2, 제1 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제2 구성요소는 제1 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제1 구성요소도 제2 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 실시예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 양방향 광모듈의 단면도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 리셉터클 조립체의 사시도이다. 구체적으로, 도 2의 (a)는 리셉터클(100)에 장착홈(101) 및 가이드부(102)가 형성된 모습, 도 2의 (b)는 장착홈(101)에 아이솔레이터(60)가 결합되고 가이드부(102)에 제1 필터(40)가 배치된 모습을 나타낸 도면이다.
또한, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 리셉터클 조립체의 단면도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 광섬유에 광신호가 집광되는 경로를 나타낸 도면이다.
도 1내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 광모듈은 송신부(10), 광섬유(20), 수신부(30), 제1 필터(40), 제2 필터(50), 아이솔레이터(60) 및 리셉터클(100)을 포함한다.
송신부(10)는 후술할 광섬유(20)를 통해 외부로 광신호를 전송하며, 광원(11)과 렌즈(12)를 포함할 수 있다.
광원(11)은 반도체 발광소자로 이루어지며, 전기적 신호를 광신호로 변환하여 출력한다. 광원(11)으로는 레이저 다이오드(Laser Diode)가 사용될 수 있다. 레이저 다이오드는 전력소비가 적고 스펙트럼의 폭이 좁아, 높은 출력의 광을 미세하게 집광할 수 있기 때문에 광통신용 광원(11)으로 적합하다.
렌즈(12)는 광원(11)으로부터 출력된 광신호를 광섬유(20) 측으로 전달한다. 렌즈(12)는 광신호를 광섬유(20) 측으로 전달할 수 있는 송신부(10) 내의 다양한 영역에 배치될 수 있다.
광섬유(20)는 송신부(10)로부터 전송된 광신호 또는 외부로부터 수신된 광신호의 통로 역할을 한다. 광섬유(20)는 기본적으로 광이 통과되는 광 코어, 광 코어의 표면을 보호하는 클래딩 및 코팅 영역으로 구성된다. 가느다란 유리선으로 이루어진 광섬유(20)는 광 코어보다 클래딩의 굴절율이 약간 낮게 제조되어 내부 전반사를 유도함으로써, 광섬유(20)의 역학적 특성을 향상시킬 수 잇다.
수신부(30)는 외부로부터 광섬유(20)를 통해 수신된 광신호를 전기적 신호로 변환한다. 수신부(30)는 포토 다이오드(Photo Diode)로 구성될 수 있다. 포토 다이오드에 광신호가 입사하면, 입사 광량에 비례하는 역방향 전류가 흐른다. 즉, 수신부(30)는 입사하는 광량에 따라 출력 전류를 변화시켜 광신호를 전기적신호로 변환할 수 있다.
제1 필터(40)는 광필터(Optical Filter)로서, 송신부(10)와 광섬유(20) 사이에 배치될 수 있고, 송신부(10)로부터 전송된 광신호를 통과시켜 광섬유(20)로 전달한다. 이때, 제1 필터(40)는 특정한 파장의 광신호만 통과시키도록 설계될 수 있다. 예를 들어, 제1 필터(40)는 송신부(10)로부터 전송되는 제1파장의 광신호는 통과시키고, 외부로부터 광섬유(20)를 통해 수신되는 제2파장의 광신호는 반사시킬 수 있다.
즉, 제1 필터(40)는 송신부(10)부로부터 전송되는 광신호를 통과시켜 광섬유(20)로 전달하는 한편 외부로부터 광섬유(20)를 통해 수신된 광신호를 후술할 제2 필터(50)로 반사시킬 수 있다. 이때, 제1 필터(40)는 45도 필터로 구성되어 외부로부터 광섬유(20)를 통해 수신되는 광신호를 입사 방향과 수직한 방향으로 반사시킬 수 있다.
도 2의 (b) 및 도 3에 도시된 바와 같이, 제1 필터(40)는 리셉터클(100)에 형성된 가이드부(102)에 배치될 수 있다. 이러한 구성을 통해, 제1 필터(40)가 가이드부(102)에 의해 안정적으로 지지될 수 있어 제1 필터(40)가 광 경로를 벗어나는 것을 방지할 수 있다.
제2 필터(50)는 광필터(Optical Filter)로서, 제1 필터(40)에 의해 반사된 광신호를 통과시킨다. 제2 필터(50)를 통과한 광신호는 수신부(30)로 전송되어 전술한 바와 같이, 수신부(30)에 의해 전기적 신호로 변환된다. 일 예로, 제2 필터(50)는 제1 필터(40)에 의해 수직하게 반사된 광신호를 통과시키기 위해 제1 필터(40)의 상부에 배치될 수 있고, 0도 필터로 구성될 수 있다. 하지만, 제2 필터(50)는 제1 필터(40)로부터 반사된 광신호를 수신부(30)로 전달할 수 있는 기타 다양한 위치에 배치될 수도 있다.
아이솔레이터(60)는 광섬유(20) 또는 광모듈 내에 구비된 광부품에 의해 반사되어 수신되는 광신호를 차단한다. 외부로부터 정상적으로 수신된 광신호는 송신된 광신호와 다른 파장을 가지기 때문에 제1 필터(40)에 의해 반사되어 수신부(30)로 전달된다. 하지만, 송신된 광신호는 광섬유(20)나 기타 광부품에 의해 반사될 수 있고, 반사된 광신호는 송신된 광신호와 동일한 파장을 가지기 때문에 송신부(10)로 전달될 수 있다. 따라서, 아이솔레이터(60)는 광섬유(20) 또는 광부품에 의해 반사된 광신호를 차단하여 반사노이즈를 제거할 수 있다.
이를 위해, 아이솔레이터(60)는 미리 설정된 편광 성분의 광신호만을 통과시키는 편광자와 검광자 및 내부에 입력된 광신호를 45도 선편광 회전시키는 패러데이 회전자를 포함할 수 있다.
도 2의 (b) 및 도 3을 참조하면, 본 실시예에 따른 아이솔레이터(60)는 광섬유(20)가 수용되는 리셉터클(100)에 결합된다. 일 예로, 아이솔레이터(60)는 리셉터클(100)의 일 측에 형성된 장착홈(101)에 삽입되어 리셉터클(100)과 결합될 수 있다. 한편, 아이솔레이터(60)와 리셉터클(100)는 장착홈(101)에 삽입되는 방식 외에 기타 다양한 방식에 의해 결합될 수 있다. 이처럼 아이솔레이터(60)가 리셉터클(100)에 직접 결합되면, 아이솔레이터(60)를 광섬유(20)와 인접하게 배치할 수 있다.
도 3을 참조하면, 본 실시예에서 아이솔레이터(60)가 리셉터클(100)에 직접 결합됨에 따라 아이솔레이터(60)와 광섬유(20)의 거리(x)는 2.5 mm보다 작아질 수 있다. 이에 따라 클리어 어퍼쳐가 0.80 mm 보다 작은 아이솔레이터(60)를 사용할 수 있다.
아이솔레이터(60)와 광섬유(20) 간의 최소거리는 1.8 mm일 수 있고, 이에 따라 클리어 어퍼쳐가 0.65 mm인 아이솔레이터(60)가 사용될 수 있다. 하지만, 아이솔레이터(60)와 광섬유(20) 간의 거리(x)는 제1 필터(40)에 의해 차지되는 공간에 따라 1.8 mm 보다 작을 수도 있고, 이에 따라 클리어 어퍼쳐가 0.65 mm 보다 작은 아이솔레이터(60)가 사용될 수도 있다.
이처럼 아이솔레이터(60)와 광섬유(20)를 인접 배치하면, 클리어 어퍼쳐가 작은 아이솔레이터(60)를 이용할 수 있으므로, 광모듈의 제조 단가를 낮출 수 있다.
리셉터클(100)의 일측에는 광섬유(20)가 수용되며 타측에는 아이솔레이터(60)가 장착될 수 있는 장착홈(101)이 형성된다. 이때, 장착홈(101)의 형상이나 사이즈는 삽입되는 아이솔레이터(60)이 사양에 따라 다양하게 선택될 수 있다.
또한, 리셉터클(100)의 내측에는 제1 필터(40)를 지지하는 가이드부(102)가 형성될 수 있다. 이러한 가이드부(102)는 제1 필터(40)의 일측을 지지하는 지지턱과 제1 필터(40)의 일면을 지지하는 경사면을 포함할 수 있다. 이러한 구성에 의한 효과는 도 4를 참조하여 후술한다.
도 4에 도시된 바와 같이, 광원(11)으로부터 발진된 광신호는 렌즈(12)를 통해 광섬유(20)로 집광된다. 광신호가 집광되는 경로를 살펴보면, 광섬유(20)에 가까워질수록 빔(Beam)의 크기가 작아지는 것을 확인할 수 있다. 따라서, 아이솔레이터(60)가 광섬유(20)에 인접하게 배치될수록 클리어 어퍼쳐가 작은 아이솔레이터(60)를 이용한 광모듈의 제조가 가능하다.
이와 같이, 본 발명의 실시예에 따르면, 아이솔레이터를 광섬유와 인접하게 배치함으로써 클리어 어퍼쳐가 작은 아이솔레이터를 이용할 수 있으므로, 광모듈의 제조 단가를 낮출 수 있다. 또한, 양방향 광 모듈에 볼 렌즈 타입의 티오-캔 레이저 다이오드를 사용할 수 있게 되어 제조 단가를 낮출 수 있을 뿐만 아니라, 소형의 광모듈을 제작할 수 있으며, 트래킹 에러 특성이 개선되어 수율을 향상시킬 수 있다.
한편, 광필터가 리셉터클에 안정적으로 지지될 수 있으므로, 광필터가 광 경로를 벗어나는 것을 방지할 수 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
10: 송신부 11: 광원
12: 렌즈 20: 광섬유
30: 수신부 40: 제1 필터
50: 제2 필터 60: 아이솔레이터
100: 리셉터클 101: 장착홈
102: 가이드부

Claims (13)

  1. 양방향으로 송수신하는 광모듈에 있어서,
    광섬유가 수용되는 리셉터클;
    상기 광섬유에 송신신호를 출력하는 송신부;
    상기 광섬유로부터 전송된 수신신호를 수신하는 수신부;
    상기 송신부와 상기 광섬유 사이에 배치되는 아이솔레이터;
    상기 아이솔레이터와 상기 광섬유 사이에 배치되어, 상기 송신신호는 투과하고 상기 수신신호는 반사하는 제1광필터; 및
    상기 수신부와 상기 제1광필터 사이에 배치되는 제2광필터를 포함하고,
    상기 리셉터클은 상기 송신부와 마주보는 측에 형성되어 상기 아이솔레이터를 수용하는 장착홈, 상기 장착홈의 바닥면에서 상기 리셉터클의 길이방향으로 연장 형성된 가이드부, 상기 가이드부와 연통되고 상기 제2광필터가 배치되는 관통홀을 포함하고,
    상기 가이드부는 상기 제1광필터의 일 면을 지지하는 경사면, 및 상기 제1광필터의 양측면을 지지하는 지지턱을 포함하고,
    상기 가이드부의 연장길이는 상기 제1광필터의 길이보다 긴 광모듈.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 아이솔레이터는 상기 광섬유로부터 반사되어 상기 제1광필터를 통과한 광신호를 차단하는 광모듈.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 아이솔레이터와 상기 광섬유의 거리는 2.50 mm보다 작은 광모듈.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 아이솔레이터의 클리어 어퍼쳐는 0.80 mm보다 작은 광모듈.
  8. 광모듈에 구비되는 리셉터클 조립체에 있어서,
    일측에 광섬유가 수용되는 리셉터클;
    상기 리셉터클에 결합되는 아이솔레이터;
    상기 아이솔레이터와 상기 광섬유 사이에 배치되는 제1광필터;
    수신부와 상기 제1광필터 사이에 배치되는 제2광필터를 포함하고,
    상기 리셉터클은 송신부와 마주보는 측에 형성되어 상기 아이솔레이터를 수용하는 장착홈, 상기 장착홈의 바닥면에서 상기 리셉터클의 길이방향으로 연장 형성된 가이드부, 상기 가이드부와 연통되고 상기 제2광필터가 배치되는 관통홀을 포함하고,
    상기 가이드부는 상기 제1광필터의 일 면을 지지하는 경사면, 및 상기 제1광필터의 양측면을 지지하는 지지턱을 포함하고,
    상기 가이드부의 연장길이는 상기 제1광필터의 길이보다 긴 리셉터클 조립체.
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 제 8항에 있어서,
    상기 아이솔레이터와 상기 광섬유의 거리는 2.50 mm보다 작은 리셉터클 조립체.
  13. 제 12항에 있어서,
    상기 아이솔레이터의 클리어 어퍼쳐는 0.80 mm보다 작은 리셉터클 조립체.
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