KR102405633B1 - Optical signal monitoring unit for optical communication - Google Patents
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Abstract
타원렌즈 및 포토 다이오드를 포함하는 광 통신용 광신호 감시 장치로, 상기 타원렌즈의 오목면 일부분은 금속 코팅되고, 제1 광섬유에서 나오는 광신호 중 일정량과 상기 제1 광섬유로부터 일정 거리 이격되어 존재하는 제2 광섬유에서 나오는 광신호 중 일정량만이 상기 타원렌즈의 금속 코팅되지 않은 오목면에 입사되어 상기 오목면을 투과하며 상기 타원렌즈의 볼록면에 형성된 포커싱 렌즈를 통해 집속광 형태로 상기 포토 다이오드에 수신되도록 구성된다.An optical signal monitoring device for optical communication including an elliptical lens and a photodiode, a concave surface of the elliptical lens is metal-coated, and a predetermined amount of optical signals emitted from a first optical fiber and a first optical signal spaced apart from the first optical fiber by a predetermined distance 2 Only a certain amount of the optical signal from the optical fiber is incident on the non-metallic concave surface of the elliptical lens, passes through the concave surface, and is received by the photodiode in the form of focused light through a focusing lens formed on the convex surface of the elliptical lens configured to be
Description
본 발명은 광 통신용 광신호 감시 장치에 관한 것으로, 전송되는 광신호의 일부만 특정 방법으로 분리하여 광전자 변환 소자인 포토 다이오드로 수광함으로서 상기 광신호의 품질을 감시하는 광신호 감시 장치이며, 특히 광신호의 일부를 분리시키기 위하여 코팅 면적이나 두께가 조절된 얇은 금속(metal) 코팅 박막을 이용한 광 통신용 광신호 감시 장치에 관한 것이다.
The present invention relates to an optical signal monitoring device for optical communication, and is an optical signal monitoring device for monitoring the quality of an optical signal by separating only a part of a transmitted optical signal by a specific method and receiving light with a photodiode, which is a photoelectric conversion element. It relates to an optical signal monitoring device for optical communication using a thin metal coating thin film whose coating area or thickness is controlled in order to separate a part of it.
특허문헌 1은 코팅된 오목면을 갖는 렌즈를 이용한 광모듈에 관한 것으로, 오목면을 갖는 렌즈면에 WDM 또는 TAP 기능을 하는 박막을 코팅하고, 그 렌즈면에 입력단으로부터 입력된 광의 특정 파장 또는 소정 량의 광은 반사되고, 그 오목면을 투과한 나머지 광은 볼록면을 거쳐 평행광 또는 집속광 형태로 투과시킴으로써 일반적으로 사용되는 GRIN 렌즈와 필터의 부품 조합을 하나의 부품으로 통합시켜 구조를 단순화한 광모듈을 개시하고 있다.Patent Document 1 relates to an optical module using a lens having a coated concave surface, a thin film having a WDM or TAP function is coated on a lens surface having a concave surface, and a specific wavelength or a predetermined wavelength of light input from an input terminal to the lens surface A quantity of light is reflected, and the remaining light passing through the concave surface passes through the convex surface and transmits in the form of collimated or focused light, thereby simplifying the structure by integrating the commonly used GRIN lens and filter components into one component. An optical module is disclosed.
도 1은 기존 광모듈의 일 형태를 도시한 도면으로, 선행 특허문헌 1에 개시된 광모듈 형태들 중 하나의 형태에 해당한다.FIG. 1 is a view showing one form of an existing optical module, and corresponds to one of the optical module forms disclosed in Patent Document 1 in the prior art.
도 1을 참조하여, 선행 특허문헌 1에 개시된 광모듈의 구성을 좀 더 상세히 살펴보면, 다음과 같다.Referring to FIG. 1 , the configuration of the optical module disclosed in Prior Patent Document 1 will be described in more detail as follows.
제1 광섬유에서 나온 광신호는 타원형 렌즈 오목면에 코팅된 탭(TAP) 기능을 하는 유전체 박막 필터 코팅을 통해 일정량의 광이 반사되어 제2 광섬유로 입사되고, 상기 타원형 렌즈 오목면에서 반사되지 않고 투과된 빛은 볼록면에 형성된 집속 렌즈를 통해 포토 다이오드(PD : photo Diode)에 수광 된다. PD는 이렇게 수광된 광을 전기적 신호로 바꿔주는 역할을 하며 PD에서 출력되는 전류량을 모니터링함으로써 광 선로 상의 광 입력 세기 변동을 확인할 수가 있다.The optical signal from the first optical fiber is reflected by a predetermined amount of light through the dielectric thin film filter coating that functions as a tap (TAP) coated on the concave surface of the elliptical lens and is incident on the second optical fiber, and is not reflected from the concave surface of the elliptical lens. The transmitted light is received by a photodiode (PD) through a focusing lens formed on the convex surface. The PD serves to convert the received light into an electrical signal, and by monitoring the amount of current output from the PD, it is possible to check the intensity of the light input on the optical line.
그리고, 제2 광섬유에서 나온 광신호 역시, 상기 제1 광섬유에서 나온 광신호와 서로 대칭 경로를 통해 상기 PD에 일정량의 광이 수광되어 광 입력 세기 변동을 확인 가능하다.Also, a certain amount of light is received by the PD through a path symmetrical to the optical signal from the first optical fiber as well as the optical signal from the second optical fiber, so that it is possible to check the intensity of the optical input.
여기서, 특정 파장의 광에 대해서 일정량의 광만을 투과하고 나머지 광은 반사시키는 탭 기능을 수행하는 유전체 박막 필터는 유전체 (일 예로 SiO2, Ta2O5 등)를 수백nm 두께로 번갈아 가며 증착시켜 원하는 파장만을 선택적으로 투과시키거나 투과율을 조정할 수 있도록 제작된 필터이다. 다층 박막 필터 (Multi-layer thin film filter )로도 불리 우며 tap PD용으로는 통상 30층 내외의 증착 층수를 가지는 것이 일반적이며 증착 층의 총 두께는 대략 수천nm(수um) 정도이다. 그리고, 상기 다층 박막 필터는 각 증착 층을 통해 반사되어진 광신호들이 무한대 또는 하나의 초점면에서 정확히 겹쳐져 상호 간섭이 되어야 설계된 상태로의 실제적인 특성을 얻을 수 있다.Here, the dielectric thin film filter, which performs a tap function of transmitting only a certain amount of light and reflecting the rest of the light with respect to light of a specific wavelength, alternately deposits a dielectric (eg, SiO2, Ta2O5, etc.) to a thickness of several hundred nm to select only a desired wavelength It is a filter manufactured to transmit or adjust the transmittance. It is also called a multi-layer thin film filter, and for tap PD, it is common to have about 30 deposited layers, and the total thickness of the deposited layers is about several thousand nm (several μm). In the multilayer thin film filter, the actual characteristics of the designed state can be obtained only when the optical signals reflected through each deposition layer are accurately overlapped at infinity or one focal plane to cause mutual interference.
하지만, 제1 광섬유 또는 제2 광섬유에서 나온 광신호는 상기 타원형 렌즈 오목면에 다층 코팅된 유전체 박막 층 전부에서 개별 반사가 일어나기 때문에, 도 1에 도시된 바와 같이, 일 예로 제1 광섬유에서 나온 광신호의 일정량은 상기 유전체 박막 층 전부에서 각각 개별 반사되게 되어서, 상기 반사된 광이 제2 광섬유에 맺히는 초점은 단일 초점이 될 수 없다. 그래서, 타원형 렌즈 오목면의 다층 박막 층에서 반사되어 제2 광섬유로 향한 각각의 광신호들은 모두 같은 광량으로 집속되지 못하기 때문에 설계된 바와 같이 간섭이 일어나지 못하고 반사 대역폭 및 추가 결합 손실을 발생하기 된다. 이러한 다층 박막 효과는 WDM 코팅들과 같이 박막의 층수가 많아질수록 커지게 된다.However, since the optical signal emitted from the first optical fiber or the second optical fiber is individually reflected by all of the dielectric thin film layers coated on the concave surface of the elliptical lens, as shown in FIG. A certain amount of the signal is individually reflected from all of the dielectric thin film layers, so that the focus of the reflected light on the second optical fiber cannot be a single focus. Therefore, each optical signal reflected from the multi-layer thin film layer of the concave surface of the elliptical lens and directed to the second optical fiber is not focused with the same amount of light, so interference does not occur as designed, and a reflection bandwidth and additional coupling loss occur. This multi-layer thin film effect increases as the number of thin films increases, as in WDM coatings.
또한, 상기 타원형 렌즈 오목면에 탭(TAP) 기능을 하는 유전체 다층 박막 필터의 코팅은 이하 설명할 본 발명에 비하여 상대적으로 부품 가격 상승을 유발시키는 단점 역시 존재한다.
In addition, the coating of the dielectric multilayer thin film filter having a tap function on the concave surface of the elliptical lens also has a disadvantage in causing a relatively higher component price compared to the present invention, which will be described below.
그러므로 본 발명은 탭(TAP) 기능을 제공하기 위하여 타원렌즈의 오목면에 유전체 다층 박막 코팅 대신에 금속(metal) 코팅 부분을 형성하고 상기 오목면으로 입력된 광신호의 일정량은 반사되고 상기 오목면을 투과한 나머지 광은 상기 타원렌즈의 볼록면을 거쳐 집속광 형태로 포토 다이오드에 수신되는 형태를 가지는 광 통신용 광신호 감시 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.Therefore, the present invention forms a metal coating part instead of a dielectric multilayer thin film coating on the concave surface of the elliptical lens to provide a tap function, and a certain amount of an optical signal input to the concave surface is reflected and the concave surface An object of the present invention is to provide an optical signal monitoring device for optical communication, in which the remaining light passing through is received by a photodiode in the form of focused light through the convex surface of the elliptical lens.
또한 본 발명은 타원렌즈 대신 평행광 렌즈 및 평판형 필터를 포함하는 광통신용 광신호 감시 장치의 경우, 탭(TAP) 기능을 제공하기 위하여 상기 평판형 필터의 광 입사면에 유전체 다층 박막 코팅 대신에 금속(metal) 코팅 부분을 형성하고 상기 평판형 필터의 광 입사면으로 입력된 광신호의 일정량은 반사되고 상기 광 입사면을 투과한 나머지 광은 포커싱 렌즈를 거쳐 집속광 형태로 포토 다이오드에 수신되는 형태를 가지는 광통신용 광신호 감시 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
In addition, in the case of an optical signal monitoring device for optical communication including a parallel light lens and a flat-panel filter instead of an elliptical lens, the present invention provides a tap (TAP) function instead of a dielectric multilayer thin film coating on the light incident surface of the flat-type filter. Forming a metal coating part, a certain amount of an optical signal input to the light incident surface of the flat filter is reflected, and the remaining light passing through the light incident surface is received by a photodiode in the form of focused light through a focusing lens. An object of the present invention is to provide an optical signal monitoring device for optical communication having a shape.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 광 통신용 광신호 감시 장치는 타원렌즈 및 포토 다이오드를 포함하는 광 통신용 광신호 감시 장치로, 상기 타원렌즈의 오목면 일부분은 금속 코팅되되, 제1 광섬유에서 나오는 광신호 중 일정량과 상기 제1 광섬유로부터 일정 거리 이격되어 존재하는 제2 광섬유에서 나오는 광신호 중 일정량만이 상기 타원렌즈의 금속 코팅되지 않은 오목면에 입사되어 상기 오목면을 투과하며 상기 타원렌즈의 볼록면에 형성된 포커싱 렌즈를 통해 집속광 형태로 상기 포토 다이오드에 수신되도록 구성된다. In order to achieve the above object, an optical signal monitoring apparatus for optical communication according to a first embodiment of the present invention is an optical signal monitoring apparatus for optical communication including an elliptical lens and a photodiode, and a concave surface of the elliptical lens is formed of a metal. Coated, only a certain amount of the optical signal emitted from the first optical fiber and a certain amount of the optical signal emitted from the second optical fiber that is spaced apart from the first optical fiber by a certain distance is incident on the concave surface of the elliptical lens that is not coated with the metal It is configured to pass through the surface and to be received by the photodiode in the form of a focused light through a focusing lens formed on the convex surface of the elliptical lens.
본 발명의 제 2 실시 예에 따른 광 통신용 광신호 감시 장치는 타원렌즈 및 포토 다이오드를 포함하는 광 통신용 광신호 감시 장치로, 상기 타원렌즈의 오목면 일부분은 금속 코팅되되, 제1 광섬유에서 나오는 광신호 중 일정량만이 상기 타원렌즈의 금속 코팅되지 않은 오목면에 입사되어 상기 오목면을 투과하여 상기 타원렌즈의 볼록면에 형성된 포커싱 렌즈를 통해 집속광 형태로 상기 포토 다이오드에 수신되도록 구성되고, 상기 제1 광섬유와 일정 거리 이격되어 존재하는 제2 광섬유에서 나오는 광신호 전부는 상기 타원렌즈의 금속 코팅된 오목면에 입사되어 상기 금속 코팅된 오목면에서 모두 반사되며 상기 제1 광섬유으로 집속되도록 구성된다.An optical signal monitoring device for optical communication according to a second embodiment of the present invention is an optical signal monitoring device for optical communication including an elliptical lens and a photodiode, wherein a concave surface of the elliptical lens is metal-coated, and the light emitted from the first optical fiber Only a certain amount of the signal is incident on the non-metallic concave surface of the elliptical lens, passes through the concave surface, and is received by the photodiode in the form of a focused light through a focusing lens formed on the convex surface of the elliptical lens, and All of the optical signals emitted from the second optical fiber spaced apart from the first optical fiber by a predetermined distance are incident on the metal-coated concave surface of the elliptical lens, are reflected by the metal-coated concave surface, and are focused on the first optical fiber. .
본 발명의 제 3 실시 예에 따른 광 통신용 광신호 감시 장치는 타원렌즈 및 포토 다이오드를 포함하는 광 통신용 광신호 감시 장치로, 상기 타원렌즈의 오목면 전체가 금속 코팅되되, 상기 오목면의 금속 코팅 두께에 따라 상기 오목면에 입사된 제1 광섬유에서 나온 광신호 중에서 일정량과 상기 오목면에 입사된 상기 제1 광섬유로부터 일정 거리 이격되어 존재하는 제2 광섬유에서 나오는 광신호 중에서 일정량만이 상기 오목면을 투과하여 상기 타원렌즈의 볼록면에 형성된 포커싱 렌즈를 통해 집속광 형태로 포토 다이오드에 수신되도록 구성된다.An optical signal monitoring device for optical communication according to a third embodiment of the present invention is an optical signal monitoring device for optical communication including an elliptical lens and a photodiode, wherein the entire concave surface of the elliptical lens is coated with metal, the metal coating of the concave surface According to the thickness, only a certain amount of the optical signal from the first optical fiber incident on the concave surface and a certain amount of the optical signal from the second optical signal that is spaced apart from the first optical fiber incident on the concave surface by a certain distance is the concave surface. It is configured to be transmitted and received by the photodiode in the form of focused light through a focusing lens formed on the convex surface of the elliptical lens.
본 발명의 제 4 실시 예에 따른 광 통신용 광신호 감시 장치는 평행광 렌즈, 평판형 필터, 포커싱 렌즈, 및 포토 다이오드를 포함하는 광 통신용 광신호 감시 장치로, 상기 평판형 필터의 광 입사면 일부분은 금속 코팅되되, 제1 광섬유에서 나오는 광신호와 상기 제1 광섬유로부터 일정 거리 이격되어 존재하는 제2 광섬유에서 나오는 광신호는 상기 평행광 렌즈를 통해 평행광 형태로 상기 평판형 필터에 입사되고, 상기 평행광 형태인 상기 제1 광섬유에서 나온 광신호 중 일정량과 상기 제2 광섬유에서 나온 광신호 중 일정량만이 상기 평판형 필터의 금속 코팅되지 않은 면에 입사되어 상기 평판형 필터를 투과하며 상기 포커싱 렌즈를 통해 집속광 형태로 상기 포토 다이오드에 수신되도록 구성된다.An optical signal monitoring apparatus for optical communication according to a fourth embodiment of the present invention is an optical signal monitoring apparatus for optical communication including a parallel light lens, a planar filter, a focusing lens, and a photodiode, and a portion of a light incident surface of the flat filter. Silver metal-coated, the optical signal from the first optical fiber and the optical signal from the second optical fiber spaced apart from the first optical fiber are incident on the flat-panel filter in the form of parallel light through the collimated optical lens, Only a certain amount of the optical signal emitted from the first optical fiber in the form of the parallel light and a certain amount of the optical signal emitted from the second optical fiber are incident on the non-metallic surface of the flat-panel filter to pass through the flat-panel filter, and the focusing and is configured to be received by the photodiode in the form of a focused light through a lens.
본 발명의 제 5 실시 예에 따른 광 통신용 광신호 감시 장치는 평행광 렌즈, 평판형 필터, 포커싱 렌즈, 및 포토 다이오드를 포함하는 광 통신용 광신호 감시 장치로, 상기 평판형 필터의 광 입사면 전체가 금속 코팅되되, 제1 광섬유에서 나오는 광신호와 상기 제1 광섬유로부터 일정 거리 이격되어 존재하는 제2 광섬유에서 나오는 광신호는 상기 평행광 렌즈를 통해 평행광 형태로 상기 평판형 필터에 입사되고, 상기 평판형 필터의 금속 코팅 두께에 따라 상기 평행광 형태인 상기 제1 광섬유에서 나온 광신호 중 일정량과 상기 제2 광섬유에서 나온 광신호 중 일정량만이 상기 평판형 필터를 투과하여 상기 포커싱 렌즈를 통해 집속광 형태로 포토 다이오드에 수신되도록 구성된다.An optical signal monitoring device for optical communication according to a fifth embodiment of the present invention is an optical signal monitoring device for optical communication including a parallel light lens, a flat-panel filter, a focusing lens, and a photodiode, and the entire light incident surface of the flat-panel filter is provided. is metal-coated, the optical signal coming from the first optical fiber and the optical signal coming from the second optical fiber that is spaced apart from the first optical fiber by a predetermined distance are incident on the flat-panel filter in the form of parallel light through the collimated optical lens, According to the metal coating thickness of the flat-panel filter, only a certain amount of the optical signal from the first optical fiber in the form of parallel light and a certain amount of the optical signal from the second optical fiber pass through the flat-panel filter and pass through the focusing lens. configured to be received by a photodiode in the form of a focused light.
여기서, 본 발명의 실시 예들에 따른 상기 금속 코팅은, 각 코팅되는 면에 금속이 직접 코팅되거나 접착성 물질을 통해 금속이 코팅되는 것을 특징으로 한다.Here, the metal coating according to embodiments of the present invention is characterized in that the metal is directly coated on each coated surface or the metal is coated through an adhesive material.
그리고, 상기 금속 코팅은, 금(Au), 은(Ag), 또는 알루미늄 (Al) 코팅이고, 상기 접착성 물질은, 크롬(Cr) 또는 티타늄(Ti)의 접착성 금속 물질일 수 있다.
In addition, the metal coating may be a gold (Au), silver (Ag), or aluminum (Al) coating, and the adhesive material may be an adhesive metal material of chromium (Cr) or titanium (Ti).
본 발명의 실시 예들에 따르면, 탭(TAP) 기능을 제공하기 위하여 타원렌즈의 오목면 또는 평판형 필터의 광 입사면에 유전체 다층 박막 코팅 대신에 금속(metal) 코팅 부분을 형성함에 따라, 기존 대비 코팅 층수가 적어져 전체적으로 1~3 층 정도면 충분하다. According to embodiments of the present invention, as a metal coating part is formed instead of a dielectric multilayer thin film coating on the concave surface of the elliptical lens or the light incident surface of the flat filter to provide a TAP function, compared to the existing As the number of coating layers is reduced, 1-3 layers are sufficient overall.
그리고 상기 오목면에 상기 금속 코팅 전체 두께는 5~50nm 전후로 구성할 수 있어서, 통신 광신호의 파장에 비하여 상기 금속 코팅 두께가 매우 얇기 때문에 간섭효과 없이 상기 오목면의 본래 곡면 특성이 그대로 반영됨에 따라, 기존 다층박막 구성 대비 상기 오목면에서의 반사광의 결합 손실을 최소화할 수 있다. And the total thickness of the metal coating on the concave surface can be configured to be around 5-50 nm, and since the metal coating thickness is very thin compared to the wavelength of the communication optical signal, the original curved surface characteristic of the concave surface is reflected as it is without an interference effect. , it is possible to minimize the coupling loss of reflected light from the concave surface compared to the conventional multilayer thin film configuration.
또한, 본 발명의 실시 예들에 따르면, 기존 유전체 다층 박막 코팅으로 인하여 부품 제작 가격이 상승한 것에 비하여, 보다 저렴한 가격으로 부품 제작이 가능하여 경제적인 효과를 제공한다.
In addition, according to embodiments of the present invention, compared to the increase in the manufacturing price of parts due to the existing dielectric multilayer thin film coating, it is possible to manufacture parts at a lower price, thereby providing an economical effect.
도 1은 기존 광모듈의 일 형태를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 광 통신용 광신호 감시 장치의 구조를 도시한 개념도이다.
도 3은 도 2에 도시된 장치 내 타원렌즈의 오목면 일부분에 금속 코팅된 부분을 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 광 통신용 광신호 감시 장치의 구조를 도시한 개념도이다.
도 5는 도 4에 도시된 장치 내 타원렌즈의 오목면 일부분에 금속 코팅된 부분을 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 제3 실시 예에 따른 광 통신용 광신호 감시 장치의 구조를 도시한 개념도이다.
도 7 및 도 8은 도 6에 도시된 장치 내 타원렌즈의 금속 코팅 두께에 따른 광 특성을 시뮬레이션한 결과이다.
도 9는 본 발명의 제4 실시 예에 따른 광 통신용 광신호 감시 장치의 구조를 도시한 개념도이다.
도 10은 본 발명의 제5 실시 예에 따른 광 통신용 광신호 감시 장치의 구조를 도시한 개념도이다.1 is a view showing one form of an existing optical module.
2 is a conceptual diagram illustrating the structure of an optical signal monitoring apparatus for optical communication according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a view illustrating a metal-coated portion on a concave surface portion of the elliptical lens in the device illustrated in FIG. 2 .
4 is a conceptual diagram illustrating the structure of an optical signal monitoring apparatus for optical communication according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a view illustrating a metal-coated portion on a concave surface portion of the elliptical lens in the device illustrated in FIG. 4 .
6 is a conceptual diagram illustrating the structure of an optical signal monitoring apparatus for optical communication according to a third embodiment of the present invention.
7 and 8 are simulation results of optical characteristics according to the metal coating thickness of the elliptical lens in the device shown in FIG. 6 .
9 is a conceptual diagram illustrating the structure of an optical signal monitoring apparatus for optical communication according to a fourth embodiment of the present invention.
10 is a conceptual diagram illustrating the structure of an optical signal monitoring apparatus for optical communication according to a fifth embodiment of the present invention.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다. 도면들 중 동일한 구성요소들은 가능한 한 어느 곳에서든지 동일한 부호들로 나타내고 있음에 유의해야 한다. 또한 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the drawings. It should be noted that the same components in the drawings are denoted by the same reference numerals wherever possible. In addition, detailed descriptions of well-known functions and configurations that may unnecessarily obscure the gist of the present invention will be omitted.
도 2는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 광 통신용 광신호 감시 장치의 구조를 도시한 개념도이다.2 is a conceptual diagram illustrating the structure of an optical signal monitoring apparatus for optical communication according to a first embodiment of the present invention.
본 발명의 제1 실시 예에 따른 광 통신용 광신호 감시 장치는 도 2(a) 내지 도 2(c)에 도시된 바와 같이, 타원렌즈 및 포토 다이오드(PD)를 포함하는 광 통신용 광신호 감시 장치이다.An optical signal monitoring apparatus for optical communication according to a first embodiment of the present invention is an optical signal monitoring apparatus for optical communication including an elliptical lens and a photodiode (PD), as shown in FIGS. 2(a) to 2(c). to be.
그리고, 도 2(a)를 살펴보면, 본 발명의 제1 실시 예에 따른 광 통신용 광신호 감시 장치는 상기 타원렌즈의 오목면 일부분이 금속 코팅되어, 제1 광섬유에서 나온 광신호 중에서 상기 타원렌즈의 금속 코팅된 오목면 부분에 입사되는 광신호는 반사되어 상기 제1 광섬유와 일정 거리 이격되어 존재하는 제2 광섬유에 집속되도록 구성된다. 그리고, 상기 제1 광섬유에서 나온 광신호 중에서 상기 타원렌즈의 금속 코팅되지 않은 오목면 부분에 입사되는 광신호는 상기 오목면을 투과하여 상기 타원렌즈의 볼록면에 형성된 포커싱 렌즈를 통해 집속광 형태로 상기 포토 다이오드에 수신되도록 구성된다.And, referring to FIG. 2( a ), in the optical signal monitoring apparatus for optical communication according to the first embodiment of the present invention, a concave surface of the elliptical lens is metal-coated, and among the optical signals from the first optical fiber, the An optical signal incident on the metal-coated concave surface is reflected and focused on a second optical fiber that is spaced apart from the first optical fiber by a predetermined distance. And, among the optical signals from the first optical fiber, the optical signal incident on the non-metallic concave surface of the elliptical lens passes through the concave surface and is formed into a focused light through a focusing lens formed on the convex surface of the elliptical lens. configured to be received by the photodiode.
또한, 본 발명의 제1 실시 예에 따른 광 통신용 광신호 감시 장치는 도 2(b)에 도시된 바와 같이, 제2 광섬유에서 나온 광신호 중에서 상기 타원렌즈의 금속 코팅된 오목면 부분에 입사되는 광신호는 반사되어 상기 제2 광섬유와 일정 거리 이격되어 존재하는 제1 광섬유에 집속되도록 구성된다. 그리고, 상기 제2 광섬유에서 나온 광신호 중에서 상기 타원렌즈의 금속 코팅되지 않은 오목면 부분에 입사되는 광신호는 상기 오목면을 투과하여 상기 타원렌즈의 볼록면에 형성된 포커싱 렌즈를 통해 집속광 형태로 상기 포토 다이오드에 수신되도록 구성된다.In addition, in the optical signal monitoring apparatus for optical communication according to the first embodiment of the present invention, as shown in FIG. The optical signal is reflected and focused on the first optical fiber that is spaced apart from the second optical fiber by a predetermined distance. And, among the optical signals emitted from the second optical fiber, the optical signal incident on the concave surface of the elliptical lens that is not coated with the metal passes through the concave surface and forms a focused light through a focusing lens formed on the convex surface of the elliptical lens. configured to be received by the photodiode.
다시 말해서, 본 발명의 제1 실시 예에 따른 광 통신용 광신호 감시 장치는, 도 2(c)에 도시된 바와 같이, 제1 광섬유 및 제2 광섬유에서 나온 광신호 각각에 대해서 일정량의 광만이 상기 타원렌즈의 금속 코팅되지 않은 오목면 부분에 입사되어 집속광 형태로 상기 포토 다이오드에 수신될 수 있도록, 상기 타원렌즈의 일부분에 금속 코팅되는 것을 특징으로 한다. In other words, in the optical signal monitoring apparatus for optical communication according to the first embodiment of the present invention, as shown in FIG. It is characterized in that a portion of the elliptical lens is metal-coated so as to be incident on the concave surface of the elliptical lens and received in the form of a focused light by the photodiode.
이때, 금속 코팅된 면은 일반적인 금속면과 같이 흡수를 제외한 모든 광은 투과됨이 없이 반사시킬 수 있도록 금속 코팅되어야 한다. 일반적으로, 금속 코팅의 두께가 대략 100nm 이상일 경우 그와 같은 특성을 만족할 수 있다.At this time, the metal-coated surface should be metal-coated so that all light except for absorption can be reflected without being transmitted like a general metal surface. In general, when the thickness of the metal coating is about 100 nm or more, such properties may be satisfied.
그에 따라, 본 발명의 제1 실시 예에 따른 광 통신용 광신호 감시 장치는 제1 광섬유에서 나온 광신호에 대한 광 입력 세기의 변화 또는 제2 광섬유에서 나온 광신호에 대한 광 입력 세기의 변화를 감시할 수 있는 형태를 가진다.Accordingly, the optical signal monitoring apparatus for optical communication according to the first embodiment of the present invention monitors a change in the intensity of an optical input with respect to an optical signal from the first optical fiber or a change in the intensity of an optical input with respect to an optical signal from the second optical fiber. have a possible form.
도 3은 도 2에 도시된 장치 내 타원렌즈의 오목면 일부분에 금속 코팅된 부분을 도시한 도면으로, 제1 광섬유 및 제2 광섬유에서 나온 광신호 모두에 대하여 각각의 일정량 광이 상기 오목면을 투과하도록 상기 오목면 일부분에 상기 금속 코팅된 형태를 도시하고 있다.FIG. 3 is a view showing a metal-coated portion on a portion of the concave surface of the elliptical lens in the apparatus shown in FIG. 2 . For both optical signals from the first optical fiber and the second optical fiber, each predetermined amount of light strikes the concave surface. The metal-coated form is shown on a portion of the concave surface to transmit through.
자세하게, 도 3은 상기 타원렌즈의 오목면을 정면으로 봤을 때의 모습을 도시한 것으로, 상기 타원렌즈의 오목면 상에 제1 광섬유 및 제2 광섬유에서 나온 빔 영역이 각각 존재한다. 그리고 상기 제1 광섬유에서 나온 빔 영역과 상기 2 광섬유에서 나온 빔 영역의 일정 부분이 모두 가려지는 상기 오목면의 일 부분에 금속 코팅 영역이 형성된다.In detail, FIG. 3 shows a state when the concave surface of the elliptical lens is viewed from the front, and beam regions from the first optical fiber and the second optical fiber exist on the concave surface of the elliptical lens, respectively. In addition, a metal coating region is formed on a portion of the concave surface in which certain portions of the beam region from the first optical fiber and the beam region from the second optical fiber are all covered.
그에 따라, 도 2에 도시된 본 발명의 제1 실시 예에 따른 장치는, 제 1 광섬유에서 나온 광신호 중 투과 영역(10)에 입사되는 광만이 상기 오목면을 통과하여 집속광 형태로 상기 포토 다이오드에 수신되고, 상기 금속 코팅 영역에 입사된 광은 반사되어 제2 광섬유로 집속된다.Accordingly, in the device according to the first embodiment of the present invention shown in FIG. 2, only light incident on the
이와 마찬가지로, 제2 광섬유에서 나온 광신호는 투과 영역(20)에 입사되는 일정량의 광만이 상기 오목면을 통과하여 집속광 형태로 상기 포토 다이오드에 수신되고, 상기 금속 코팅 영역에 입사된 광은 반사되어 제1 광섬유로 집속된다.Similarly, in the optical signal from the second optical fiber, only a certain amount of light incident on the
도 4는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 광 통신용 광신호 감시 장치의 구조를 도시한 개념도로, 본 발명의 제2 실시 예에 따른 광 통신용 광신호 감시 장치 역시, 타원렌즈 및 포토 다이오드(PD)를 포함하는 광 통신용 광신호 감시 장치이다.4 is a conceptual diagram illustrating the structure of an optical signal monitoring apparatus for optical communication according to a second embodiment of the present invention. The optical signal monitoring apparatus for optical communication according to the second embodiment of the present invention also includes an elliptical lens and a photodiode (PD). ) is an optical signal monitoring device for optical communication including.
그리고, 본 발명의 제2 실시 예에 따른 광 통신용 광신호 감시 장치는 역시, 본 발명의 제1 실시 예와 같이 상기 타원렌즈의 오목면 일부분에 금속 코팅된 형태이나, 다른 점은 제1 광섬유에서 나오는 광신호의 일정량만이 상기 타원렌즈의 오목면을 투과하도록 상기 금속 코팅되거나 아니면 제2 광섬유에서 나오는 광신호의 일정량만이 상기 타원렌즈의 오목면을 투과하도록 상기 금속 코팅된 점이다.And, the optical signal monitoring apparatus for optical communication according to the second embodiment of the present invention is also in the form of a metal coating on a part of the concave surface of the elliptical lens as in the first embodiment of the present invention, but the difference is that in the first optical fiber The metal-coated point is that only a certain amount of the optical signal coming out is coated with the metal so as to pass through the concave surface of the elliptical lens, or only a certain amount of the optical signal emitted from the second optical fiber is metal-coated so that the concave surface of the elliptical lens is transmitted.
즉, 본 발명의 제2 실시 예에 따른 광 통신용 광신호 감시 장치는, 제1 광섬유 및 제2 광섬유를 통한 두 광신호 입력 중에서 어느 한 광신호의 입력에 대해서만 광세기 변화를 감지하는 일방향성(unidirectional) 광신호 감시 형태를 가진다.That is, the optical signal monitoring device for optical communication according to the second embodiment of the present invention is a one-way (one-way () method for detecting a change in light intensity with respect to only one optical signal input among two optical signal inputs through a first optical fiber and a second optical fiber. unidirectional) optical signal monitoring type.
본 발명의 제2 실시 예 역시, 금속 코팅된 면은 일반적인 금속면과 같이 흡수를 제외한 모든 광은 반사시킬 수 있도록 금속 코팅되어야 한다. Also in the second embodiment of the present invention, the metal-coated surface should be metal-coated to reflect all light except for absorption like a general metal surface.
따라서, 본 발명의 제2 실시 예에 따른 광 통신용 광신호 감시 장치는, 도 4에 도시된 바와 같이, 제1 광섬유에서 나오는 광신호의 일정량만이 상기 타원렌즈의 오목면을 투과하도록 상기 오목면에 금속 코팅된 것을 특징으로 한다.Therefore, in the optical signal monitoring apparatus for optical communication according to the second embodiment of the present invention, as shown in FIG. 4, only a certain amount of the optical signal emitted from the first optical fiber passes through the concave surface of the elliptical lens. It is characterized in that it is coated with a metal.
동일한 맥락으로, 본 발명의 제2 실시 예에 따른 광 통신용 광신호 감시 장치는 제2 광섬유에서 나오는 광신호의 일정량만이 상기 타원렌즈의 오목면을 투과하도록 상기 오목면에 금속 코팅된 것을 특징으로 할 수 있다.In the same vein, the optical signal monitoring device for optical communication according to the second embodiment of the present invention is characterized in that the concave surface is metal-coated so that only a certain amount of the optical signal emitted from the second optical fiber passes through the concave surface of the elliptical lens. can do.
이하, 도 5를 참조하여 본 발명의 제2 실시 예에 따른 장치 내 타원렌즈의 오목면 일부분에 금속 코팅한 형태를 자세히 살펴보도록 한다.Hereinafter, with reference to FIG. 5, a form of metal coating on a concave surface of the elliptical lens in the device according to the second embodiment of the present invention will be described in detail.
도 5는 일 예로서 금속 코팅 영역이, 제1 광섬유에서 나온 빔 영역 일부와 제2 광섬유에서 나온 빔 영역 전부가 가려지는 상기 타원렌즈의 오목면의 일부분에 형성된 모습을 도시하고 있다.FIG. 5 shows, as an example, a state in which a metal coating region is formed on a portion of the concave surface of the elliptical lens in which a part of a beam region from the first optical fiber and a beam region from the second optical fiber are all covered.
그에 따라, 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제2 실시 예에 따른 장치는 제 1 광섬유에서 나온 광신호 중 투과 영역(10)에 입사되는 일정량의 광만을 포토 다이오드에 수신하여, 광 입력 세기의 변화를 감지하는 형태를 가진다. 그리고, 제2 광섬유에서 나온 광신호에 대해서는, 상기 제2 광섬유에서 나온 빔 영역 전체가 금속 코팅으로 가려져 있기 때문에, 제2 광섬유에서 나온 광신호 전체가 상기 타원렌즈의 오목면에서 반사되어 결국 상기 포토 다이오드에 수신되지 못하게 된다.Accordingly, as shown in FIG. 5, the device according to the second embodiment of the present invention receives only a certain amount of light incident on the
위와 같이, 본 발명의 제1 실시예 및 제2 실시 예에 따른 광 통신용 광신호 감시 장치는, 기존에 타원렌즈의 오목면에 탭(TAP) 기능을 하는 유전체 다층 박막 필터를 대신하여 상기 오목면의 일부분에 금속(metal) 코팅이 형성된 형태를 가진다.As described above, the optical signal monitoring apparatus for optical communication according to the first and second embodiments of the present invention replaces the concave surface of the conventional dielectric multi-layer thin film filter that functions as a tap on the concave surface of the elliptical lens. It has a form in which a metal coating is formed on a portion of the.
그리고, 본 발명의 제1 실시 예에 따른 상기 오목면 일부분의 금속 코팅은 제1 광섬유 및 제 2 광섬유에서 나오는 각각의 광신호에 대하여 상기 각각의 광신호의 일정량이 상기 오목면을 투과하여 포토 다이오드에 수신 가능하도록 된 것을 특징으로 한다.In addition, in the metal coating of a portion of the concave surface according to the first embodiment of the present invention, a predetermined amount of each optical signal is transmitted through the concave surface with respect to each optical signal emitted from the first optical fiber and the second optical fiber to be a photodiode. It is characterized in that it is possible to receive it.
본 발명의 제2 실시 예에 따른 상기 오목면 일부분의 금속 코팅은, 제1 광섬유에서 나온 광신호 아니면 제2 광섬유에서 나온 광신호에 대해서만 그의 일정량이 상기 오목면을 투과하여 포토 다이오드에 수신 가능하도록 된 것을 특징으로 한다.The metal coating on a portion of the concave surface according to the second embodiment of the present invention is such that a certain amount of only the optical signal from the first optical fiber or the optical signal from the second optical fiber passes through the concave surface so that the photodiode can receive it. characterized by being
도 6은 본 발명의 제3 실시 예에 따른 광 통신용 광신호 감시 장치의 구조를 도시한 개념도이다.6 is a conceptual diagram illustrating the structure of an optical signal monitoring apparatus for optical communication according to a third embodiment of the present invention.
본 발명의 제3 실시 예에 따른 광 통신용 광신호 감시 장치 역시, 본 발명의 제 1 및 제2 실시 예와 같이, 타원렌즈 및 포토 다이오드(PD)를 포함하는 광 통신용 광신호 감시 장치이며, 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 타원렌즈의 오목면 전체가 금속 코팅되는 것을 특징으로 한다.The optical signal monitoring device for optical communication according to the third embodiment of the present invention is also an optical signal monitoring device for optical communication including an elliptical lens and a photodiode (PD), as in the first and second embodiments of the present invention, FIG. 6, it is characterized in that the entire concave surface of the elliptical lens is coated with a metal.
그리고, 도 6의 (a) 도면을 살펴보면, 본 발명의 제3 실시 예에 따른 장치는, 상기 오목면의 금속 코팅 두께에 따라 상기 오목면으로 입사된 제1 광섬유에서 나온 광신호의 일정량은 반사되어 상기 제1 광섬유와 일정 거리 이격되어 존재하는 제2 광섬유에 집속되도록 구성된다. 그리고, 상기 오목면을 투과한 나머지 광은 상기 타원렌즈의 볼록면에 형성된 포커싱 렌즈를 통해 집속광 형태로 포토 다이오드에 수신되도록 구성된다.And, referring to the drawing of FIG. 6A, in the device according to the third embodiment of the present invention, a certain amount of the optical signal emitted from the first optical fiber incident on the concave surface is reflected according to the metal coating thickness of the concave surface. It is configured to be focused on a second optical fiber that is spaced apart from the first optical fiber by a predetermined distance. The remaining light passing through the concave surface is configured to be received by the photodiode in the form of focused light through a focusing lens formed on the convex surface of the elliptical lens.
또한, 도 6의 (b) 도면을 살펴보면, 본 발명의 제3 실시 예에 따른 장치는, 제2 광섬유에서 나온 광신호에 대해서도 역시, 상기 오목면의 금속 코팅 두께에 따라 상기 오목면으로 입사된 광신호 중의 일정량은 반사되어 상기 제1 광섬유에 집속되도록 구성된다. 그리고, 상기 오목면을 투과한 나머지 광은 상기 타원렌즈의 볼록면에 형성된 포커싱 렌즈를 통해 집속광 형태로 포토 다이오드에 수신되도록 구성된다.In addition, referring to the diagram (b) of FIG. 6 , in the device according to the third embodiment of the present invention, the optical signal emitted from the second optical fiber is also incident on the concave surface according to the metal coating thickness of the concave surface. A certain amount of the optical signal is reflected and configured to be focused on the first optical fiber. The remaining light passing through the concave surface is configured to be received by the photodiode in the form of focused light through a focusing lens formed on the convex surface of the elliptical lens.
그러므로, 도 6에 도시된 본 발명의 제3 실시 예에 따른 장치는 앞서 본 발명의 제1 및 제2 실시 예와 달리, 상기 타원렌즈의 오목면 전체가 금속 코팅된 형태를 가진다. 그리고, 상기 오목면의 금속 코팅 두께에 따라 상기 오목면으로 입사된 제1 광섬유에서 나온 광신호 중 일정량과, 제2 광섬유에서 나온 광신호 중 일정량은 각각 상기 오목면에서 반사되되, 그 나머지 금속 코팅을 투과한 광은 상기 타원렌즈의 볼록면에 형성된 포커싱 렌즈를 통해 집속광 형태로 포토 다이오드에 수신되는 구성을 가진다.Therefore, the device according to the third embodiment of the present invention shown in FIG. 6 has a form in which the entire concave surface of the elliptical lens is coated with metal, unlike the first and second embodiments of the present invention. And, according to the metal coating thickness of the concave surface, a certain amount of the optical signal from the first optical fiber incident on the concave surface and a certain amount of the optical signal from the second optical fiber are reflected from the concave surface, respectively, and the remaining metal coating The light passing through is received by the photodiode in the form of focused light through a focusing lens formed on the convex surface of the elliptical lens.
도 7 및 도 8은 도 6에 도시된 장치 내 타원렌즈의 금속 코팅 두께에 따른 광 특성을 시뮬레이션한 결과로, 본 발명의 제3 실시 예에 따른 장치 내에서 상기 타원렌즈의 오목면 전체에 금(Au)의 두께를 달리하며 금속 코팅한 경우 상기 오목면에서의 광신호(1550nm의 파장값을 가지는 광신호) 반사율, 투과율, 및 흡수율에 대한 결과값을 나타내고 있다. 7 and 8 are results of simulating optical characteristics according to the metal coating thickness of the elliptical lens in the device shown in FIG. 6, and in the device according to the third embodiment of the present invention, cracks are formed on the entire concave surface of the elliptical lens. The results for reflectance, transmittance, and absorptivity of an optical signal (an optical signal having a wavelength of 1550 nm) on the concave surface are shown in the case of metal coating with different thicknesses of (Au).
이때, 상기 오목면에 금 코팅은 상기 오목면에 직접 코팅된 형태가 아니라, 일 예로, 금 코팅의 박리를 박기 위하여 접착성 물질인 크롬(Cr)을 10nm 의 두께로 상기 오목면에 코팅하고 상기 크롬 코팅층 상부에 코팅된 형태이다.In this case, the gold coating on the concave surface is not directly coated on the concave surface, but for example, an adhesive material, chromium (Cr), is coated on the concave surface to a thickness of 10 nm in order to peel off the gold coating. It is a form coated on the top of the chrome coating layer.
이러한 경우, 도 7 및 도 8에 도시된 결과를 살펴보면, 본 발명의 제3 실시 예에 따른 장치 내에서 상기 타원렌즈의 오목면 전체에 금(Au)의 두께는 증가할수록 상기 오목면에서의 상기 광신호의 반사율은 증가하고 그에 반해 상기 광신호의 투과율은 감소함을 알 수 있다. 그리고, 상기 광신호가 상기 오목면에서 반사되거나 투과되지 않고 흡수되는 흡수율에 대한 정보도 살펴볼 수 있는데, 위와 같이 상기 오목면에 크롬층을 10nm 두께로 코팅하고 그 상부에 금 코팅이 이루어진 경우에는, 상기 금이 30~ 40nm 의 두께로 코팅되었을 때에, 상기 오목면에서의 상기 코팅층들에 의한 상기 광신호 흡수 손실이 대략적으로 2~3% 존재함을 살펴볼 수 있다.In this case, looking at the results shown in FIGS. 7 and 8 , as the thickness of Au on the entire concave surface of the elliptical lens increases in the device according to the third embodiment of the present invention, the It can be seen that the reflectance of the optical signal increases, whereas the transmittance of the optical signal decreases. In addition, information on the absorption rate at which the optical signal is absorbed without being reflected or transmitted on the concave surface can also be viewed. When gold is coated to a thickness of 30 to 40 nm, it can be seen that the optical signal absorption loss by the coating layers on the concave surface is approximately 2 to 3%.
이상, 종합해 보건데, 본 발명의 실시 예들에 따른 광 통신용 광신호 감시 장치는 기존에 타원렌즈의 오목면에 탭(TAP) 기능을 하는 유전체 다층 박막 코팅 대신에 상기 오목면의 일부분 또는 전체에 금속(metal) 코팅이 형성된 것을 특징으로 한다.In summary, the optical signal monitoring device for optical communication according to embodiments of the present invention has a metal part or all of the concave surface instead of the dielectric multi-layer thin film coating that functions as a tap on the concave surface of the conventional elliptical lens. (metal) It is characterized in that the coating is formed.
그리고, 본 발명의 실시 예들에 따른 상기 금속 코팅은 상기 오목면에 금속이 직접 코팅되거나 도 6에 도시된 바와 같이, 접착성 물질을 통해 상기 오목면에 금속이 코팅될 수 있다. 일 예로서, 상기 금속 코팅은, 금(Au), 은(Ag), 또는 알루미늄 (Al) 등의 코팅이고, 상기 접착성 물질은, 크롬(Cr) 또는 티타늄(Ti) 등의 접착성 물질일 수 있다.Further, in the metal coating according to embodiments of the present invention, a metal may be directly coated on the concave surface or, as shown in FIG. 6 , a metal may be coated on the concave surface through an adhesive material. As an example, the metal coating is a coating such as gold (Au), silver (Ag), or aluminum (Al), and the adhesive material is an adhesive material such as chromium (Cr) or titanium (Ti). can
그에 따라, 기존에 탭(TAP) 기능을 하는 유전체 박막 필터로 다층의 유전체 층(대략 30층)이 상기 타원렌즈의 오목면에 코팅되어 있는 구성과는 달리, 본 발명의 실시 예들에 따른 광신호 감시 장치는 상기 타원렌즈의 오목면에 금속 코팅층 한층 또는 금속 코팅의 접착력을 좋게 하기 위한 접착성 물질 코팅층까지를 포함한 두 층만이 상기 오목면에 코팅되어 있는 구성을 통해서 탭(TAP) 기능을 제공해 준다. Accordingly, unlike the conventional configuration in which a multi-layer dielectric layer (approximately 30 layers) is coated on the concave surface of the elliptical lens as a dielectric thin film filter having a tap function, the optical signal according to embodiments of the present invention The monitoring device provides a tap (TAP) function through a configuration in which only two layers, including a metal coating layer or an adhesive material coating layer to improve adhesion of the metal coating, are coated on the concave surface of the elliptical lens. .
그러므로, 본 발명의 실시 예들에 따른 광신호 감시 장치는 상기 오목면에 코팅 층수가 적어서 입사된 광신호에 대한 개별 반사면이 기존 유전체 다층 박막 코팅에 비하여 매우 적다. 그리고 상기 오목면에 상기 금속 코팅 전체 두께는 5~ 50nm 전후로 구성할 수 있어서, 빛의 파장에 비하여 상기 금속 코팅 두께가 매우 얇기 때문에 간섭 없이 상기 오목면의 본래 곡면 특성이 그대로 반영됨에 따라 앞서 도 1을 통해 살펴본 기존 구성 대비 상기 오목면에서 반사된 광신호의 초점 직경(spot size)이 매우 작게 형성되어 상기 오목면에서의 반사광의 결합 손실을 최소화할 수 있다.Therefore, since the optical signal monitoring device according to the embodiments of the present invention has a small number of coating layers on the concave surface, the individual reflective surface for the incident optical signal is very small compared to the conventional multilayer dielectric thin film coating. And the total thickness of the metal coating on the concave surface can be configured to be around 5 to 50 nm, and since the metal coating thickness is very thin compared to the wavelength of light, the original curved surface characteristic of the concave surface is reflected as it is without interference. The spot size of the optical signal reflected from the concave surface is formed to be very small compared to the conventional configuration examined through , so that coupling loss of the reflected light from the concave surface can be minimized.
또한, 본 발명의 실시 예들에 따른 광신호 감시 장치는 도 7 및 도 8에서 살펴본 바와 같이 상기 타원렌즈의 오목면에 형성된 금속 코팅층에서의 광 흡수 손실이 존재하나, 상기 광 흡수 손실은 금속 코팅층의 두께 조절에 따라서 2~3% 정도로 조절이 가능하고 상기 반사광에 대한 결합 손실을 최소화할 수 있기 때문에 상기 광 흡수 손실 부분은 실용상 문제되지 않는다.In addition, in the optical signal monitoring apparatus according to the embodiments of the present invention, as shown in FIGS. 7 and 8 , there is a light absorption loss in the metal coating layer formed on the concave surface of the elliptical lens, but the optical absorption loss is that of the metal coating layer. The light absorption loss is not a problem in practice because it can be adjusted to about 2 to 3% depending on the thickness control and the coupling loss to the reflected light can be minimized.
더불어, 기존에 상기 타원렌즈의 오목면에 유전체 다층 박막 코팅으로 인한 부품 가격 상승을 고려해 보았을 때에, 본 발명의 실시 예들에 따른 광신호 감시 장치는 상대적으로 보다 저렴한 가격으로 부품 제작이 가능하여 경제적인 효과를 제공한다.In addition, in consideration of the increase in component price due to the dielectric multilayer thin film coating on the concave surface of the elliptical lens, the optical signal monitoring device according to the embodiments of the present invention is economical because components can be manufactured at a relatively low price. provides an effect.
도 9는 본 발명의 제4 실시 예에 따른 광 통신용 광신호 감시 장치의 구조를 도시한 개념도이고, 도 10은 본 발명의 제5 실시 예에 따른 광 통신용 광신호 감시 장치의 구조를 도시한 개념도이다.9 is a conceptual diagram illustrating the structure of an optical signal monitoring apparatus for optical communication according to a fourth embodiment of the present invention, and FIG. 10 is a conceptual diagram illustrating the structure of an optical signal monitoring apparatus for optical communication according to a fifth embodiment of the present invention. to be.
본 발명의 제4 실시 예 또는 제5 실시 예에 따른 광 통신용 광신호 감시 장치는 앞서 살펴본 제1 실시 예 내지 제3 실시 예에서 오목면, 볼록면, 및 오목면 탭(tap) 코팅이 타원렌즈 구성을 통해 일체형으로 구성된 것과 달리 이를 평행광 렌즈, 평판형 필터, 포커싱 렌즈로 분리하여 사용하는 일반적인 광신호 감시 장치 구조에서 얇은 금속 박막을 이용한 광분리 특성이 적용된 것이다. 즉, 본 발명의 제4 실시 예 및 제5 실시 예에 따른 장치는 일반적인 평행광 조건에서 광신호 감시하는 장치에 있어서, 상기 평판형 필터의 광 입사면에 기존의 유전제 다층 박막 코팅 대신 금속 코팅이 된 형태인 것을 특징으로 한다.In the optical signal monitoring apparatus for optical communication according to the fourth or fifth embodiment of the present invention, in the first to third embodiments described above, the concave surface, the convex surface, and the concave surface tap coating are elliptical lenses. Unlike the one-piece configuration, the optical separation characteristic using a thin metal thin film is applied in the structure of a general optical signal monitoring device that separates it into a parallel light lens, a flat filter, and a focusing lens. That is, in the device according to the fourth and fifth embodiments of the present invention, in the device for monitoring an optical signal under a general parallel light condition, a metal coating instead of the conventional multilayer dielectric thin film coating on the light incident surface of the flat-panel filter It is characterized in that it is in this form.
자세하게, 도 9에 도시된 본 발명의 제4 실시 예에 따른 장치는 상기 평판형 필터의 광 입사면 일부분에 금속 코팅된다. 그리고, 제1 광섬유에서 나오는 광신호와 상기 제1 광섬유로부터 일정 거리 이격되어 존재하는 제2 광섬유에서 나오는 광신호는 상기 평행광 렌즈를 통해 평행광 형태로 상기 평판형 필터에 입사되고, 상기 평행광 형태인 상기 제1 광섬유에서 나온 광신호 중 일정량과 상기 제2 광섬유에서 나온 광신호 중 일정량만이 상기 평판형 필터의 금속 코팅되지 않은 면에 입사되어 상기 평판형 필터를 투과하며 상기 포커싱 렌즈를 통해 집속광 형태로 상기 포토 다이오드에 수신되도록 구성된다. In detail, in the device according to the fourth embodiment of the present invention shown in FIG. 9, a portion of the light incident surface of the flat-panel filter is metal-coated. In addition, the optical signal from the first optical fiber and the optical signal from the second optical fiber spaced apart from the first optical fiber are incident on the flat-panel filter in the form of parallel light through the parallel light lens, and the parallel light Only a certain amount of the optical signal from the first optical fiber in the form of an optical signal and a certain amount of the optical signal from the second optical fiber are incident on the non-metallic surface of the flat plate filter and pass through the flat plate filter through the focusing lens and is configured to be received by the photodiode in the form of a focused light.
그리고 도 10에 도시된 본 발명의 제5 실시 예에 따른 장치는 상기 평판형 필터의 광 입사면 전체가 금속 코팅된다. 그리고 제1 광섬유에서 나오는 광신호와 상기 제1 광섬유로부터 일정 거리 이격되어 존재하는 제2 광섬유에서 나오는 광신호는 상기 평행광 렌즈를 통해 평행광 형태로 상기 평판형 필터에 입사되고, 상기 평판형 필터의 금속 코팅 두께에 따라 상기 평행광 형태인 상기 제1 광섬유에서 나온 광신호 중 일정량과 상기 제2 광섬유에서 나온 광신호 중 일정량만이 상기 평판형 필터를 투과하여 상기 포커싱 렌즈를 통해 집속광 형태로 포토 다이오드에 수신되도록 구성된다.And, in the device according to the fifth embodiment of the present invention shown in FIG. 10, the entire light incident surface of the plate-type filter is coated with a metal. In addition, the optical signal from the first optical fiber and the optical signal from the second optical fiber that are spaced apart from the first optical fiber by a predetermined distance are incident on the flat-panel filter in the form of parallel light through the parallel-light lens, and the flat-panel filter According to the metal coating thickness of configured to be received by a photodiode.
본 발명의 제4 실시 예 또는 제5 실시 예에 따른 장치 내 상기 금속 코팅에 대한 설명은 앞서 본 발명의 제1 실시 예 내지 제3 실시 예에 따른 장치의 설명 부분에서 기술한 바와 동일하므로 그 설명을 생략하기로 하겠다.The description of the metal coating in the device according to the fourth or fifth embodiment of the present invention is the same as that described in the description of the device according to the first to third embodiments of the present invention, so the description will be omitted.
위와 같이, 본 발명은 상기 타원렌즈의 오목면이 아닌 일반적인 평행광 조건에서 평판형 필터 광 입사면에도 탭 기능을 제공하기 위하여 상기와 같은 금속 코팅이 적용된 형태일 수 있다. As described above, the present invention may have a form in which the metal coating as described above is applied to provide a tap function even to the plane-type filter light incident surface under general parallel light conditions, not the concave surface of the elliptical lens.
본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 이는 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명 사상은 아래에 기재된 특허청구범위에 의해서만 파악되어야 하고, 이의 균등 또는 등가적 변형 모두는 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.Although the present invention has been described with reference to limited embodiments and drawings, the present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications and variations are possible from these descriptions by those skilled in the art to which the present invention pertains. do. Accordingly, the spirit of the present invention should be understood only by the claims described below, and all equivalents or equivalent modifications thereof will fall within the scope of the spirit of the present invention.
Claims (7)
상기 타원렌즈의 오목면 일부분은 금속 코팅되되, 상기 금속 코팅은 각 코팅되는 면에 금속이 직접 코팅되거나 접착성 물질을 통해 금속이 코팅 되며,
상기 금속 코팅은
제1 광섬유에서 나오는 제1 광신호가 상기 오목면에 입사되는 영역 중 일부를 가리도록 형성되고, 동시에 상기 제1 광섬유로부터 일정 거리 이격된 제2 광섬유에서 나오는 제2 광신호가 상기 오목면에 입사되는 영역 중 일부를 가리도록 형성되며,
상기 오목면 중 금속이 코팅된 부분을 코팅면이라 하고, 금속이 코팅되지 않은 부분을 비코팅면이라 하면,
상기 제1 광신호 중 상기 오목면의 비코팅면에 입사된 광신호와, 상기 제2 광신호 중 상기 오목면의 비코팅면에 입사된 광신호는, 각각 상기 오목면을 투과하여 상기 타원렌즈의 볼록면에 형성된 포커싱 렌즈를 통해 집속광 형태로 상기 포토 다이오드에 수신되도록 구성되고,
상기 제1 광신호 중 상기 오목면의 코팅면에 입사된 광신호는 반사되어 상기 제2 광섬유에 집속되고, 상기 제2 광신호 중 상기 오목면의 코팅면에 입사된 광신호는 반사되어 상기 제1 광섬유에 집속되도록 구성되며,
상기 금속 코팅의 두께는 100nm 이상인,
광 통신용 광신호 감시 장치.
An optical signal monitoring device for optical communication including an elliptical lens and a photodiode,
A portion of the concave surface of the elliptical lens is coated with a metal, and the metal coating is coated with a metal directly on each coated surface or a metal is coated through an adhesive material,
The metal coating is
A region in which the first optical signal from the first optical fiber is formed to cover a part of the region incident on the concave surface, and at the same time, the region where the second optical signal from the second optical signal spaced apart from the first optical fiber by a predetermined distance is incident on the concave surface It is formed to cover some of the
If the metal-coated portion of the concave surface is referred to as a coated surface, and the non-metal coated portion is referred to as an uncoated surface,
An optical signal incident on the concave uncoated surface of the first optical signal and an optical signal incident on the concave uncoated surface of the second optical signal pass through the concave surface and pass through the elliptical lens, respectively is configured to be received by the photodiode in the form of a focused light through a focusing lens formed on a convex surface of
Among the first optical signals, an optical signal incident on the concave coating surface is reflected and focused on the second optical fiber, and among the second optical signals, an optical signal incident on the concave coating surface is reflected to the second optical signal. 1 is configured to focus on an optical fiber,
The thickness of the metal coating is 100 nm or more,
Optical signal monitoring device for optical communication.
상기 타원렌즈의 오목면 전체가 금속 코팅되되, 상기 금속 코팅은 각 코팅되는 면에 금속이 직접 코팅되거나 접착성 물질을 통해 금속이 코팅 되며,
제1 광섬유에서 나온 광신호를 제1 광신호라 하고, 상기 제1 광섬유로부터 일정 거리 이격된 제2 광섬유에서 나온 광신호를 제2 광신호라 하면,
상기 금속이 코팅된 오목면에 입사된 제1 광신호 중 일정량은 반사되어 상기 제2 광섬유로 집속되고, 나머지 일정량은 투과되어 상기 타원렌즈의 볼록면에 형성된 포커싱 렌즈를 통해 집속광 형태로 포토 다이오드에 수신되도록 구성되고,
상기 금속이 코팅된 오목면에 입사된 제2 광신호 중 일정량은 반사되어 상기 제1 광섬유로 집속되고, 나머지 일정량은 투과되어 상기 타원렌즈의 볼록면에 형성된 포커싱 렌즈를 통해 집속광 형태로 포토 다이오드에 수신되도록 구성되며,
상기 금속 코팅의 두께는 100nm 미만인,
광 통신용 광신호 감시 장치.
An optical signal monitoring device for optical communication including an elliptical lens and a photodiode,
The entire concave surface of the elliptical lens is coated with a metal, and the metal coating is coated with a metal directly on each coated surface or a metal through an adhesive material,
If the optical signal emitted from the first optical fiber is referred to as a first optical signal, and the optical signal emitted from the second optical fiber spaced apart from the first optical fiber by a predetermined distance is referred to as the second optical signal,
A predetermined amount of the first optical signal incident on the metal-coated concave surface is reflected and focused on the second optical fiber, and the remaining predetermined amount is transmitted through a focusing lens formed on the convex surface of the elliptical lens to form a focused light photodiode. configured to be received on
A predetermined amount of the second optical signal incident on the metal-coated concave surface is reflected and focused on the first optical fiber, and the remaining predetermined amount is transmitted through a focusing lens formed on the convex surface of the elliptical lens to form a focused light photodiode. is configured to be received in
the thickness of the metallic coating is less than 100 nm;
Optical signal monitoring device for optical communication.
상기 평판형 필터의 광 입사면 일부분은 금속 코팅되되, 상기 금속 코팅은 각 코팅되는 면에 금속이 직접 코팅되거나 접착성 물질을 통해 금속이 코팅 되며,
상기 금속 코팅은
제1 광섬유에서 나오는 제1 광신호가 상기 평판형 필터의 광 입사면에 입사되는 영역 중 일부를 가리도록 형성되고, 동시에 상기 제1 광섬유로부터 일정 거리 이격된 제2 광섬유에서 나오는 제2 광신호가 상기 평판형 필터의 광 입사면에 입사되는 영역 중 일부를 가리도록 형성되며,
상기 제1 광신호와 상기 제2 광신호는 상기 평행광 렌즈를 통해 평행광 형태로 상기 평판형 필터에 입사되고,
상기 평판형 필터의 광 입사면 중 금속이 코팅된 부분을 코팅면이라 하고, 금속이 코팅되지 않은 부분을 비코팅면이라 하면,
상기 제1 광신호 중 상기 평판형 필터의 비코팅면에 입사된 광신호와, 상기 제2 광신호 중 상기 평판형 필터의 비코팅면에 입사된 광신호는, 각각 상기 평판형 필터를 투과하여 상기 포커싱 렌즈를 통해 집속광 형태로 상기 포토 다이오드에 수신되도록 구성되고,
상기 제1 광신호 중 상기 평판형 필터의 코팅면에 입사된 광신호는 반사되어 상기 제2 광섬유에 집속되고, 상기 제2 광신호 중 상기 평판형 필터의 코팅면에 입사된 광신호는 반사되어 상기 제1 광섬유에 집속되도록 구성되며,
상기 금속 코팅의 두께는 100nm 이상인,
광 통신용 광신호 감시 장치.
An optical signal monitoring device for optical communication including a collimated light lens, a flat filter, a focusing lens, and a photodiode,
A portion of the light incident surface of the flat-panel filter is coated with a metal, and the metal coating is coated with a metal directly on each coated surface or a metal through an adhesive material,
The metal coating is
The first optical signal from the first optical fiber is formed to cover a portion of the area incident on the light incident surface of the flat-panel filter, and at the same time, the second optical signal from the second optical fiber spaced apart from the first optical fiber by a predetermined distance is transmitted to the flat plate. It is formed to cover a part of the area incident on the light incident surface of the type filter,
The first optical signal and the second optical signal are incident on the planar filter in the form of parallel light through the parallel light lens,
If the metal-coated portion of the light incident surface of the flat-panel filter is referred to as the coated surface, and the non-metal coated portion is referred to as the uncoated surface,
Among the first optical signals, the optical signal incident on the uncoated surface of the planar filter and the optical signal incident on the uncoated surface of the planar filter among the second optical signals pass through the planar filter, respectively. configured to be received by the photodiode in the form of a focused light through the focusing lens,
Among the first optical signals, an optical signal incident on the coating surface of the flat-panel filter is reflected and focused on the second optical fiber, and among the second optical signals, an optical signal incident on the coating surface of the flat-panel filter is reflected configured to be focused on the first optical fiber,
The thickness of the metal coating is 100 nm or more,
Optical signal monitoring device for optical communication.
상기 평판형 필터의 광 입사면 전체가 금속 코팅되되, 상기 금속 코팅은 각 코팅되는 면에 금속이 직접 코팅되거나 접착성 물질을 통해 금속이 코팅 되며,
제1 광섬유에서 나온 광신호를 제1 광신호라 하고, 상기 제1 광섬유로부터 일정 거리 이격된 제2 광섬유에서 나온 광신호를 제2 광신호라 하면,
상기 제1 광신호와 상기 제2 광신호는 상기 평행광 렌즈를 통해 평행광 형태로 상기 평판형 필터에 입사되고,
상기 금속이 코팅된 평판형 필터의 광 입사면에 입사된 제1 광신호 중 일정량은 반사되어 상기 제2 광섬유로 집속되고, 나머지 일정량은 투과되어 상기 포커싱 렌즈를 통해 집속광 형태로 포토 다이오드에 수신되도록 구성되고,
상기 금속이 코팅된 평판형 필터의 광 입사면에 입사된 제2 광신호 중 일정량은 반사되어 상기 제1 광섬유로 집속되고, 나머지 일정량은 투과되어 상기 포커싱 렌즈를 통해 집속광 형태로 포토 다이오드에 수신되도록 구성되며,
상기 금속 코팅의 두께는 100nm 미만인,
광 통신용 광신호 감시 장치.
An optical signal monitoring device for optical communication including a collimated light lens, a flat filter, a focusing lens, and a photodiode,
The entire light incident surface of the flat-panel filter is coated with a metal, and the metal coating is coated with a metal directly on each coated surface or through an adhesive material,
If the optical signal emitted from the first optical fiber is referred to as a first optical signal, and the optical signal emitted from the second optical fiber spaced apart from the first optical fiber by a predetermined distance is referred to as the second optical signal,
The first optical signal and the second optical signal are incident on the planar filter in the form of parallel light through the parallel light lens,
A predetermined amount of the first optical signal incident on the light incident surface of the metal-coated plate filter is reflected and focused on the second optical fiber, and the remaining predetermined amount is transmitted and received by the photodiode in the form of focused light through the focusing lens. configured to be
A predetermined amount of the second optical signal incident on the light incident surface of the metal-coated flat filter is reflected and focused on the first optical fiber, and the remaining predetermined amount is transmitted and received by the photodiode in the form of focused light through the focusing lens. is configured to be
the thickness of the metallic coating is less than 100 nm;
Optical signal monitoring device for optical communication.
상기 금속 코팅은, 금(Au), 은(Ag), 또는 알루미늄 (Al) 코팅이고,
상기 접착성 물질은, 크롬(Cr) 또는 티타늄(Ti)의 접착성 금속 물질인 광 통신용 광신호 감시 장치.
According to any one of claims 1, 3 to 5,
The metal coating is a gold (Au), silver (Ag), or aluminum (Al) coating,
The adhesive material is an optical signal monitoring device for optical communication, which is an adhesive metal material of chromium (Cr) or titanium (Ti).
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020150030695A KR102405633B1 (en) | 2015-03-05 | 2015-03-05 | Optical signal monitoring unit for optical communication |
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- 2015-03-05 KR KR1020150030695A patent/KR102405633B1/en active IP Right Grant
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