KR20010003115A

KR20010003115A - 광학장치에서 콜리메이터를 고정하는 방법과 그 방법을 이용하여 제조된 광학장치

Info

Publication number: KR20010003115A
Application number: KR1019990023277A
Authority: KR
Inventors: 이준섭; 서만수
Original assignee: 윤종용; 삼성전자 주식회사
Priority date: 1999-06-21
Filing date: 1999-06-21
Publication date: 2001-01-15

Abstract

본 발명은 광학장치에서 입력 및 출력 콜리메이터를 고정하는 방법과 그 방법을 이용하여 제조된 광학장치에 관한 것으로, 그 방법은 광학장치에서 출력 콜리메이터의 광축이 입력 콜리메이터의 광축과 일치하도록 출력 콜리메이터를 고정하는 방법에 있어서, 상기 광학장치의 내부 하우징면의 일측에 입력 콜리메이터를 고정하는 단계; 새들형태의 구조물에 상기 출력 콜리메이터를 장착하는 단계; 상기 장착된 출력 콜리메이터를 상기 광학장치의 내부 하우징면의 타측에 위치시키고, 상기 출력 콜리메이터의 광축이 상기 고정된 입력 콜리메이터의 광축과 일치하도록 그 위치를 조정하는 단계; 및 상기 새들형태의 구조물과 상기 광학장치의 내부 하우징면이 접촉하는 부분, 그리고 상기 새들형태의 구조물과 상기 출력 콜리메이터의 접촉부분을 레이저 용접기를 이용하여 용접하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하며, 출력 콜리메이터의 고정용으로 레이저 용접기를 시용하여 직접 접촉부분을 결합 고정시킴으로써 광학장치의 제작시간을 단축할 수 있을 뿐만 아니라 광정렬상태의 틀어짐을 최소화할 수 있어 광학장치의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

Description

광학장치에서 콜리메이터를 고정하는 방법과 그 방법을 이용하여 제조된 광학장치 {Method for fixing collimator and optical device fabricated using the same}

본 발명은 광학장치에서 입력 및 출력 콜리메이터를 고정하는 방법과 그 방법을 이용하여 제조된 광학장치에 관한 것이다.

광학장치에서 광섬유를 통하여 입사된 광을 렌즈를 통하여 집광시켜주는 콜리메이터(collimator)가 필수적으로 필요하다. 일정한 기능을 수행하는 광학소자는 입력 및 출력 콜리메이터의 광축에 삽입함으로써 원하는 광부품의 성능을 실현할 수 있다. 따라서, 입력측 및 출력측에 있는 콜리메이터를 안정적으로 정렬하여 고정하는 것이 광특성을 향상시키는데 매우 중요하다. 특히 입력 콜리메이터는 수동으로 일정한 위치에 고정시킨 다음 출력 콜리메이터는 서로 광축이 일치하도록 미세 정렬하여 고정하여야 한다.

종래에 출력 콜리메이터를 고정하는 방법은 콜리메이터의 고정에 사용되는 접착제의 종류에 따라 자외선 경화 에폭시를 사용하는 방법 및 열경화 에폭시를 사용하는 방법으로 나눌 수 있다.

도 1은 자외선 경화 에폭시를 사용하여 출력 콜리메이터를 고정하는 방법을 설명하는 도면이다. 입력 광섬유(11)와 연결된 입력 콜리메이터(12)는 광학장치내의 일정한 위치에 고정시킨 다음, 출력 광섬유(15)와 연결된 출력 콜리메이터(14)를 입력 콜리메이터(12)의 광축과 맞추어 정렬한다. 이 때 출력 콜리메이터(14)는 V-홈(groove)(13)에 얹혀 있으며, 출력 콜리메이터(14)와 V-홈(groove)(13) 사이와 V-홈(groove)(13)와 광학장치의 하우징면 사이에는 자외선 경화 에폭시(17)를 바른다. 출력 콜리메이터(14)의 정렬이 끝나면 적정한 파워를 갖는 자외선 소스(도시 되지 않음)에 의하여 자외선을 조사하여 에폭시를 경화시켜 출력 콜리메이터(14), V-홈(13) 및 광학장치의 하우징들이 서로 결합되도록 한다.

도 1에 도시된 자외선 경화 에폭시를 사용하는 방법 이외에 열경화 에폭시를 사용하는 방법은 상기에서 설명된 것과 유사한 방법으로 출력 콜리메이터를 고정시키지만, 자외선 경화 에폭시 대신에 열경화 에폭시를 사용하여 정렬이 끝난 후 열을 가하여 서로 고정시킨다.

종래의 방법에 의하면 에폭시를 균일하게 접촉면에 발라야 하며, 또한 이를 경화시키는데 상당한 시간이 소요되어 결국 제품의 생산기간이 길어지게 된다. 또한 에폭시가 경화하면서 그 자체가 수축되므로 경화 도중 정렬상태가 틀어져 광손실을 유발할 유려가 있으며, 광학장치를 환경시험하는 중에도 에폭시가 수축 및 팽창을 반복하게 되어 기계적인 특성이 약화되고 신뢰성을 저하시키는 문제점이 있었다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 광학장치의 제작시간을 단축시킬 뿐만 아니라 제작 후 광 정렬의 틀어짐을 방지할 수 있는, 광학장치에서 콜리메이터를 고정하는 방법을 제공하는데 있다.

본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는, 레이저 용접에 의하여 콜리메이터를 고정하여 제작된 광학장치를 제공하는데 있다.

도 1은 자외선 경화 에폭시를 사용하여 출력 콜리메이터를 고정하는 방법을 설명하는 도면이다.

도 2는 본 발명에 따른, 광학장치에서 콜리메이터를 고정하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.

상기의 과제를 이루기 위하여 본 발명에 의한 광학장치에서 콜리메이터를 고정하는 방법은, 광학장치에서 출력 콜리메이터의 광축이 입력 콜리메이터의 광축과 일치하도록 출력 콜리메이터를 고정하는 방법에 있어서, 상기 광학장치의 내부 하우징면의 일측에 입력 콜리메이터를 고정하는 단계; 새들형태의 구조물에 상기 출력 콜리메이터를 장착하는 단계; 상기 장착된 출력 콜리메이터를 상기 광학장치의 내부 하우징면의 타측에 위치시키고, 상기 출력 콜리메이터의 광축이 상기 고정된 입력 콜리메이터의 광축과 일치하도록 그 위치를 조정하는 단계; 및 상기 새들형태의 구조물과 상기 광학장치의 내부 하우징면이 접촉하는 부분, 그리고 상기 새들형태의 구조물과 상기 출력 콜리메이터의 접촉부분을 레이저 용접기를 이용하여 용접하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기의 다른 과제를 이루기 위하여 본 발명에 의한 광학장치는, 하우징 내부에 소정의 광학 기능을 수행하는 광학소자를 내장하는 광학장치에 있어서, 상기 하우징 내부의 일면에 고정되어 입사된 광을 상기 광학소자로 출력하는 입력콜리메이터; 새들형태의 구조로 되어 있으며, 상기 하우징 내부의 타면에 레이저 용접에 의하여 상기 하우징과 결합된 받침대; 및 상기 광학소자로부터 출력된 광이 입사되며, 상기 받침대에 장착되어 레이저 용접에 의하여 상기 받침대와 결합된 출력 콜리메이터를 구비하는 것을 특징으로 한다.

이하에서, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세히 설명한다.

광학장치의 하우징면(21)의 일측에는 입력 광섬유(22)와 연결된 입력 콜리메이터(23)를 고정한다. 출력 광섬유(26)가 연결된 출력 콜리메이터(25)를 새들형태의 구조물(24)에 장착한 다음 출력 콜리메이터(25)를 광학장치의 내부 하우징면(21)의 타측에 위치시키고, 출력 콜리메이터(25)의 광축이 입력 콜리메이터(22)의 광축과 일치하도록 위치조정기(27)에 의하여 그 위치를 조정한다. 위치조정기(27)는 출력 콜리메이터(25)를 x,y,z 축 변진운동 및 ??,?? 회전운동하여 손실이 최소화될 때까지 미세정렬한다.

광축 정렬이 끝나면, 새들형태의 구조물(24)과 광학장치의 내부 하우징면(21)이 접촉하는 부분(29c, 29d), 그리고 새들형태의 구조물(24)과 출력 콜리메이터(25)의 접촉부분(29a, 29b)을 레이저 용접기(28)를 이용하여 스폿 용접하여 출력 콜리메이터(25)를 고정한다. 여기서, 새들형태의 구조물(24)의 재질은 출력 콜리메이터(25) 케이스의 재질과 광학장치의 내부 하우징면(21)의 재질과 동종의 금속으로 하면 보다 용접이 용이하고 고정상태가 견고하게 된다.

따라서, 본 발명에서는 출력 콜리메이터를 고정함에 있어서, 새들 형태의 구조물을 이용하여 에폭시에 의하지 아니하고 용접에 의함으로써 광학장치의 제작시간을 단축시킬 뿐만 아니라 제작 후 광 정렬의 틀어짐을 방지할 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의한 광학장치에서 콜리메이터를 고정하는 방법과 그 방법을 이용하여 제조된 광학장치에 의하면, 종래에 출력 콜리메이터의 고정용으로 사용되는 열경화 에폭시 또는 자외선 경화 에폭시 대신에 레이저 용접기를 시용하여 직접 접촉부분을 결합 고정시킴으로써 광학장치의 제작시간을 단축할 수 있을 뿐만 아니라 광정렬상태의 틀어짐을 최소화할 수 있어 광학장치의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

Claims

광학장치에서 출력 콜리메이터의 광축이 입력 콜리메이터의 광축과 일치하도록 출력 콜리메이터를 고정하는 방법에 있어서,

상기 광학장치의 내부 하우징면의 일측에 입력 콜리메이터를 고정하는 단계;

새들형태의 구조물에 상기 출력 콜리메이터를 장착하는 단계;

상기 장착된 출력 콜리메이터를 상기 광학장치의 내부 하우징면의 타측에 위치시키고, 상기 출력 콜리메이터의 광축이 상기 고정된 입력 콜리메이터의 광축과 일치하도록 그 위치를 조정하는 단계; 및

상기 새들형태의 구조물과 상기 광학장치의 내부 하우징면이 접촉하는 부분, 그리고 상기 새들형태의 구조물과 상기 출력 콜리메이터의 접촉부분을 레이저 용접기를 이용하여 용접하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 광학장치에서 콜리메이터를 고정하는 방법.
제1항에 있어서, 상기 새들형태의 구조물의 재질은 상기 출력 콜리메이터 케이스의 재질과 동종의 것임을 특징으로 하는 광학장치에서 콜리메이터를 고정하는 방법.
제1항에 있어서, 상기 새들형태의 구조물의 재질은 상기 광학장치의 내부 하우징면의 재질과 동종의 것임을 특징으로 하는 광학장치에서 콜리메이터를 고정하는 방법.
하우징 내부에 소정의 광학 기능을 수행하는 광학소자를 내장하는 광학장치에 있어서,

상기 하우징 내부의 일면에 고정되어 입사된 광을 상기 광학소자로 출력하는 입력콜리메이터;

새들형태의 구조로 되어 있으며, 상기 하우징 내부의 타면에 레이저 용접에 의하여 상기 하우징과 결합된 받침대; 및

상기 광학소자로부터 출력된 광이 입사되며, 상기 받침대에 장착되어 레이저 용접에 의하여 상기 받침대와 결합된 출력 콜리메이터를 구비하는 것을 특징으로 하는 광학장치.
제1항에 있어서, 상기 출력 콜리메이터는 상기 입력 콜리메이터와 광축이 일치되게 조정되어 있는 것을 특징으로 하는 광학장치.