KR20040005254A - 광파워 분할기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 광파워 분할기에 관한 것으로, 하나의 입력 광도파로와 N개의 출력 광도파로를 구비하여 상기 입력 광도파로로부터 입사된 광신호를 N개의 광신호로 분할하는 광파워 분할기에 있어서, 하나의 칩에 평면광파회로 소자 구조로 소정 간격 이격되어 배치된 적어도 둘 이상의 상기 광파워 분할기와; 다수의 상기 광파워 분할기의 입력 및 출력 광도파로의 정렬을 위한 정렬 도파로를 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 함으로써 제조비용을 크게 줄이면서 칩 사이즈 또한 최소화할 수 있다.

Description

광파워 분할기{OPTICAL POWER SPLITTER}

본 발명은 광통신 소자에 관한 것으로, 특히 평면광파회로(PLC-type) 광파워 분할기에 관한 것이다.

일반적으로 광파워 분할기는 입력광을 한 곳에서 원하는 여러 곳으로 분기하는 소자로서, 광통신 시스템이나 광가입자망(optical access network) 등 그 응용분야가 넓으며, 광통신에서 사용되는 기본소자 중 하나이다. 광파워 분할기는 출력단의 수에 따라 1x2, 1x4, 1x8, ..., 1xN(여기서 N은 자연수)으로 구분된다.

광파워 분할기의 제작방법으로는 광섬유를 용융-인장 방식으로 융착시켜 만드는 방식과 평면광파회로(Planar Lightwave Circuit: 이하 PLC라 칭함) 방식이 대표적이다. 일반적으로 1x2, 1x4 등의 저 채널(channel)에서는 용융-인장방식이 주로 이용되며, 8채널 이상에서는 PLC 방식이 선호된다.

PLC 방식이 용융-인장방식에 비해 우수한 광특성이 있음에도 불구하고 저 채널에서 사용되지 못하는 것은 제작비용이 높기 때문이며 이는 제작시 소자 개별적으로 이루어짐에 따라 채널수가 줄어도 단가(cost)가 비례적으로 줄어들지 않기 때문이다. 즉, 1x2 PLC 형(type) 광파워 분할기 4개를 제작하는데 필요한 단가가 1x8 PLC 형 광파워 분할기 1개를 제작하는데 필요한 단가보다 2 내지 3배 가량 많이 들고 채널 별 단가도 2 내지 3배 가량 높다.

도 1은 종래의 4(1x2) 광파워 분할기의 기본 구조를 나타내는 도면으로, 도시된 바와 같이 개별 소자로 자르기 위한 다이싱 라인(dicing line)이 존재한다. 이로 인해 종래의 광파워 분할기는 4개의 분리된 모듈을 설치할 공간이 요구되며, 결국 칩 크기에 제약이 따른다.

또한, 하우징(housing) 시에는 분리된 개별 광파워 분할기를 조립하기 위한 시간 및 케이스(case)가 필요하여 작업시간 및 재료비 면에서도 비효율적이다.

따라서, 본 발명의 목적은 제조비용을 크게 줄이면서 칩 사이즈 또한 최소화하도록 하는 평면광파회로 광파워 분할기를 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 광파워 분할기는 하나의 입력 광도파로와 N개의 출력 광도파로를 구비하여 상기 입력 광도파로로부터 입사된 광신호를 N개의 광신호로 분할하는 광파워 분할기에 있어서, 하나의 칩에 평면광파회로 소자 구조로 소정 간격 이격되어 배치된 적어도 둘 이상의 상기 광파워 분할기와; 다수의 상기 광파워 분할기의 입력 및 출력 광도파로의 정렬을 위한 정렬 도파로를 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 이격 배치되는 광파워 분할기의 도파로 사이의 간격은 적어도 127㎛ 인 것을 특징으로 한다.

더욱 바람직하게는, 상기 이격 배치되는 광파워 분할기의 도파로 사이의 간격은 입력 도파로의 간격은 250㎛, 출력 도파로의 간격은 127㎛ 인 것을 특징으로 한다.

도 1은 종래의 4(1x2) 광파워 분할기의 기본 구조를 나타내는 도면,

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른, 4(1x2) 광파워 분할기의 기본 구조를 나타내는 도면,

도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른, 4(1x2) 광파워 분할기의 PLC칩 부분의 구조를 나타내는 도면.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 도면에서 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 참조번호 및 부호로 나타내고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른, 4(1x2) 광파워 분할기의 기본 구조를나타내는 도면이다.

도 2에 도시된 바와 같이 PLC형 광파워 분할기는 입력 광섬유 어레이(10), PLC칩(100), 출력 광섬유 어레이(20)로 구성된다.

입력 광섬유 어레이(10)의 광섬유 사이(a, b 사이) 간격은 250㎛이며, 출력 광섬유 어레이(20)의 광섬유 사이(c, d 사이) 간격은 127㎛가 표준형이며 사용자의 요구에 따라 다양하게 변화시킬 수 있다. 소자의 크기를 줄이기 위해서는 가능한한 광섬유 사이의 간격을 줄이는 것이 좋겠으나 127㎛ 이하의 간격을 갖도록 하기 위해서는 광섬유 제작시에 어려움이 따른다. 따라서, 광섬유의 직경 및 소자의 크기를 동시에 고려할 때 현재로는 127㎛ 간격이 적절하다.

그러나 도파로의 간격은 응용코자 하는 분야에 따라 다르기 때문에 큰 제약을 받지는 아니한다. 즉, 간격이 250㎛ 이상으로 커질 수도 있고, 입력과 출력 도파로들 사이 간격이 등간격이 아니게 배열될 수도 있다.

PLC칩(100) 부분은 Y-접합 1x2 분할기 4개가 PLC 형태로 하나의 칩에 집적된 구조를 갖는다. 칩의 입력단(110)에서의 광섬유 사이의 간격(di) 및 출력단(120)에서의 광섬유 사이의 간격(do)은 각각 입력 광섬유 어레이(10), 출력 광섬유 어레이(120)에서의 광섬유 사이의 간격(a와 b 사이, c와 d 사이)과 동일하게 배치된다.

이때, 칩의 입력단(110)에서 등간격으로 배치된 광섬유는 출력단으로 분기되는 부분인 Y-접합 부분(130)에 이르기 전에 출력단(120)과의 간격을 고려해 적절한 간격을 갖도록 절곡 배치된다.

또한, 본 실시예에서와 같이 입력단이 여러 개인 경우는 도 3에 도시된 바와 같은 입력 및 출력 광섬유 어레이(10, 20)와의 정렬을 위한 정렬 도파로(50)가 구성되어야 한다. 이에 따른 정렬 방법은, 로 광을 입사시키면 와 으로 나뉘어서 전파되고 이를 이용하여 출력단을 정렬한다. 출력단 정렬 후 로 광을 입사시키면 와 로 전파되고 이를 이용하여 입력단을 정렬한다.

한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 예를 들면, 1x2 분할기가 4개 집적된 구조 외에 1xN(N은 2이상의 정수) 또는 MxN(M은 1이상의 정수, N은 2이상의 정수)이 P(2이상의 정수)개 만큼 집적된 구조에 모두 적용 가능하다.

그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 아니 되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

상술한 바와 같이 본 발명은 하나의 칩에 여러 개의 광파워 분할기를 집적함으로써 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다. 편의상 4(1x2) 광파워 분할기의 경우를 예로 들어 종래기술과 비교 설명하기로 한다.

첫째, 종래에는 1x2 광파워 분할기 4개가 필요하며, 개별 소자가 다이싱 라인(dicing line)을 포함하여 상대적으로 큰 크기를 가진다. 반면, 본 발명에 의하면 1x2 광파워 분할기 4개가 광특성에 영향이 없는 한도 내에서 최소의 크기로, 다이싱 라인 없이 하나의 소자에 집적되므로 소자 사이즈를 크게 줄일 수 있다.

둘째, 종래에는 정렬 및 본딩을 각각 4회 실시해야 하며, 4개의 개별 광파워 분할기를 조립하기 위한 조립시간을 필요로 한다. 반면, 본 발명의 경우 정렬 및 본딩을 한 번씩만 해도 되고, 하나의 소자로 제조되므로 그만큼 작업시간을 단축할 수 있다.

셋째, 종래에는 하우징 시 분리된 개별 광파워 분할기를 위해 4개의 케이스(case)가 필요하고, 1심 4개, 2심 4개의 광섬유 어레이가 필요하나, 본 발명의 경우 하나의 케이스, 4심 한 개, 8심 1개의 광섬유 어레이가 필요하므로 재료비를 1/3가량 절감할 수 있다.

Claims (4)

1. 하나의 입력 광도파로와 N개의 출력 광도파로를 구비하여 상기 입력 광도파로로부터 입사된 광신호를 N개의 광신호로 분할하는 광파워 분할기에 있어서,

   하나의 칩에 평면광파회로 소자 구조로 소정 간격 이격되어 배치된 적어도 둘 이상의 상기 광파워 분할기와;

   다수의 상기 광파워 분할기의 입력 및 출력 광도파로의 정렬을 위한 정렬 도파로를 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 광파워 분할기.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 이격 배치되는 광파워 분할기의 도파로 사이의 간격은

   적어도 127㎛ 인 것을 특징으로 하는 광파워 분할기.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 이격 배치되는 광파워 분할기의 도파로 사이의 간격은

   입력 도파로의 간격이 250㎛, 출력 도파로의 간격이 127㎛ 인 것을 특징으로 하는 광파워 분할기.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 N은 2 이상의 자연수인 것을 특징으로 하는 광파워 분할기.