KR20040100234A - Passive aligned optical module - Google Patents

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KR20040100234A
KR20040100234A KR1020030032506A KR20030032506A KR20040100234A KR 20040100234 A KR20040100234 A KR 20040100234A KR 1020030032506 A KR1020030032506 A KR 1020030032506A KR 20030032506 A KR20030032506 A KR 20030032506A KR 20040100234 A KR20040100234 A KR 20040100234A
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Abstract

PURPOSE: A passive aligned optical module having an optical transmitting function and an optical receiving function is provided to minimize the size of the optical module by forming a groove on a bottom face of a substrate for an optical package to align an optical axis. CONSTITUTION: A couple of grooves are formed on a bottom face of a first optical element(230). A first support member(211) is formed with a shape of box having one open side and includes a couple of projections coupled to the first grooves of the first optical element. An optical element package(210) has a couple of alignment pins which are formed on a sidewall of the first support member. A second optical element(240) and the first optical element are aligned passively. A second support member(220) is used for fixing the second optical element and includes a second groove into which the alignment pins are inserted.

Description

수동 정렬된 광모듈{PASSIVE ALIGNED OPTICAL MODULE}Passively Aligned Optical Modules {PASSIVE ALIGNED OPTICAL MODULE}

본 발명은 광 송신 및 수신이 가능한 광모듈에 관한 것으로써, 특히, 다수의 광소자들간 수동 정렬이 용이한 광모듈 구조에 관한 것이다.The present invention relates to an optical module capable of transmitting and receiving light, and more particularly, to an optical module structure in which manual alignment between a plurality of optical elements is easy.

도 1은 종래 기술에 따른 수동 정렬된 광모듈의 구성을, 도 2는 도 1에 도시된 광패키지와, 상부 및 하부 하우징간 수동 정렬된 광모듈의 일부분을 확대하여 나타낸다. 도 1과 도 2를 참조하면, 종래 기술에 따른 광모듈은 기판 상면에 능동형 소자들이 집적된 광소자(130)와, 상기 광소자(130)를 그 내부에 실장하는 하부 하우징(110)과, 상기 하부 하우징(11)의 상면을 덮으며 기결정된 간격 이격된 한 쌍의 가이드 핀(121)을 갖는 상부 하우징(120)을 포함한다.1 is a configuration of a manually aligned optical module according to the prior art, Figure 2 is an enlarged view of a portion of the optical module and the optical module manually aligned between the upper and lower housings shown in FIG. 1 and 2, an optical module according to the related art includes an optical device 130 in which active devices are integrated on an upper surface of a substrate, a lower housing 110 mounting the optical device 130 therein; It includes an upper housing 120 covering the upper surface of the lower housing 11 and having a pair of guide pins 121 spaced apart from each other at predetermined intervals.

상기 광소자(130)는 기판(131) 상에 발광 또는 수광 기능을 수행할 수 있는 능동 소자(132)들이 집적되어져 있으며, 상기 능동 소자(132)가 집적된 상기 기판(131) 상면의 양 끝단에는 기결정된 간격 이격되도록 한 쌍의 제1 홈(131a)이 형성되어져 있다.The optical element 130 has active elements 132 capable of emitting or receiving light on the substrate 131, and both ends of the upper surface of the substrate 131 on which the active element 132 is integrated. A pair of first grooves 131a are formed at the predetermined intervals.

상기 하부 하우징(110)는 안착 홈(112)에 상기 광소자(130)가 안착되어지며, 상기 광소자(130)가 안착되는 상기 하부 하우징(110)의 안착 홈(112)을 중심으로 그 좌우에 한 쌍의 제2 홈(111)이 형성되어져 있다.The lower housing 110 has the optical device 130 is seated in the mounting groove 112, the left and right around the mounting groove 112 of the lower housing 110 on which the optical device 130 is seated. A pair of second grooves 111 are formed in the grooves.

상기 상부 하우징(120)은 양 끝단에 위치된 한 쌍의 가이드 핀(121)과, 상기 광소자(130)의 상면에 형성된 제1 홈(131a)에 삽입되는 한 쌍의 돌기(123)와, 홀(122)을 구비함으로써 상기 하부 하우징(110)에 안착된 상기 광소자(130)를 고정 시킨다. 상기 가이드 핀(121)은 상기 하부 하우징(110)의 제2 홈(111)에 삽입되어 지며, 상기 돌기(123)는 상기 광소자(130)의 기판 상면에 형성된 제1 홈(131a)에삽입됨으로써, 상기 광소자(130)를 지지한다.The upper housing 120 includes a pair of guide pins 121 positioned at both ends, a pair of protrusions 123 inserted into the first groove 131a formed on the upper surface of the optical device 130, The hole 122 is fixed to the optical device 130 seated in the lower housing 110. The guide pin 121 is inserted into the second groove 111 of the lower housing 110, and the protrusion 123 is inserted into the first groove 131a formed on the upper surface of the substrate of the optical device 130. As a result, the optical device 130 is supported.

그러나, 종래 기술에 따른 광모듈은 능동 소자가 집적된 광소자의 기판 상면에 광축 정렬 시키기 위한 한 쌍의 홈을 더 형성함으로써, 상기 광소자 기판의 크기가 커지는 문제가 있다. 더욱이 상술한 광소자가 안착되는 하부 하우징의 안착 홈은 상술한 광소자의 크기와 동일한 크기를 갖도록 형성함으로써 서로 다른 크기를 갖는 다양한 형태의 광소자의 광축 정렬에 적용이 용이하지 않다는 문제가 있다. 더욱이 종래의 광모듈은 하부 하우징에 형성된 홈에 상부 하우징의 가이드 핀이 삽입되는 구조를 갖음으로써, 그 부피가 과도하게 커지는 문제가 있다.However, the optical module according to the related art has a problem in that the size of the optical device substrate is increased by forming a pair of grooves for aligning the optical axis on the upper surface of the substrate of the optical device in which the active device is integrated. Furthermore, since the seating groove of the lower housing in which the above-described optical device is seated is formed to have the same size as that of the above-described optical device, there is a problem in that it is not easy to apply to the optical axis alignment of various types of optical devices having different sizes. Furthermore, the conventional optical module has a structure in which the guide pin of the upper housing is inserted into a groove formed in the lower housing, thereby causing an excessively large volume thereof.

본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로서, 본 발명의 목적은 그 부피가 최소화되고, 서로 다른 크기를 갖는 광소자들의 수동 정렬에 적용할 수 있는 호환성이 큰 수동 정렬된 광모듈을 제공함에 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned conventional problems, and an object of the present invention is to minimize the volume thereof and to provide a highly compatible manually aligned optical module that can be applied to manual alignment of optical elements having different sizes. In providing.

상기한 목적들을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 수동 정렬된 광모듈은,In order to achieve the above objects, a manually aligned optical module according to the present invention,

그 하면에 기결정된 간격만큼 이격된 한 쌍의 제1 홈이 형성된 제1 광소자와,A first optical element having a pair of first grooves spaced by a predetermined interval on a lower surface thereof;

상면이 개방된 박스 형태로서 그 내측면에 상기 제1 광소자의 제1 홈이 삽입될 수 있도록 한 쌍의 돌기를 구비한 제1 지지 부재와,A first support member having a pair of protrusions in which an upper surface is open and having a first groove of the first optical element inserted into an inner surface thereof;

상기 제1 지지 부재의 양 측벽에 형성된 한 쌍의 정렬 핀을 갖는 광소자 패키지와;An optical device package having a pair of alignment pins formed on both sidewalls of the first support member;

상기 제1 광소자와 수동 정렬 되는 제2 광소자와,A second optical element manually aligned with the first optical element,

상기 제2 광소자를 고정하며, 상기 한 쌍의 정렬 핀을 삽입되는 제2 홈을 구비한 제2 지지 부재를 포함한다.And a second support member for fixing the second optical device, the second support member having a second groove into which the pair of alignment pins are inserted.

도 1은 종래 기술에 수동 정렬을 위한 광소자 패키지의 구성을 나타내는 도면,1 is a view showing the configuration of an optical device package for manual alignment in the prior art,

도 2는 도 1에 도시된 광소자 패키지의 일부를 확대한 도면으로서, 제1 지지 부재와 제2 지지 부재와, 광소자가 수동 정렬되는 나타내는 도면,FIG. 2 is an enlarged view of a portion of an optical device package shown in FIG. 1, illustrating a first support member, a second support member, and an optical device in manual alignment; FIG.

도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 제1 지지 부재와 제2 지지 부재가 수동 정렬된 광모듈의 구성을 나타내는 도면,3 is a view illustrating a configuration of an optical module in which a first support member and a second support member are manually aligned according to a first embodiment of the present invention;

도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 수동 정렬된 광모듈을 나타내는 도면,4 is a view showing a manually aligned optical module according to a second embodiment of the present invention;

도 5는 본 발명의 제3 실시예에 따른 광섬유 페롤과, 광소자 페키지가 수동 정렬된 광모듈을 나타내는 도면,5 is a view illustrating an optical module in which an optical fiber ferrule and an optical device package are manually aligned according to a third embodiment of the present invention;

도 6은 본 발명의 제4 실시예에 따른 평면 광도파로 소자를 더 포함하는 과모듈을 나타내는 도면,6 is a diagram illustrating an overmodule further including a planar optical waveguide device according to a fourth exemplary embodiment of the present invention;

이하에서는 첨부도면들을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능, 혹은 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 모호하지 않게 하기 위하여 생략한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described an embodiment of the present invention; In describing the present invention, detailed descriptions of related well-known functions or configurations are omitted in order not to obscure the subject matter of the present invention.

도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 수동 정렬된 광모듈의 구성을 나타낸다. 도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 수동 정렬된 광모듈은 제1 광소자(230)와, 상기 제1 광소자(230)가 안착되는 제1 지지 부재(211)를 포함하는 광소자 패키지(210)와, 제2 광소자(240)와, 한 쌍의 제2 홈(221)이 형성된 제2 지지 부재(220)를 포함한다.3 shows a configuration of a manually aligned optical module according to the first embodiment of the present invention. Referring to FIG. 3, a passively aligned optical module according to the present invention includes an optical device package including a first optical device 230 and a first support member 211 on which the first optical device 230 is mounted. 210, a second optical element 240, and a second support member 220 having a pair of second grooves 221.

상기 광소자 패키지(210)는 제1 광소자(230)와, 상기 제1 광소자(230)가 그 내측면에 안착되는 제1 지지 부재(211)를 포함하며, 상기 제1 광소자(230)는 기판(231)의 하면에 기결정된 간격만큼 이격된 한 쌍의 제1 홈(231a)이 형성되어져 있으며, 상기 기판(231)의 상면에 광신호를 전기 신호로, 또는 전기 신호를 광신호로 변환시킬 수 있는 능동 소자(232)가 형성되어져 있다. 상술한 능동 소자(232)로는 수광형 능동 소자로서 포토 다이오드, 발광형 능동 소자로서 단면 발산 레이저(VCESL; Vertical CavitySurface Emitting Laser) 등을 사용할 수 있다.The optical device package 210 includes a first optical device 230 and a first support member 211 on which the first optical device 230 is seated on an inner surface thereof, and the first optical device 230. ) Has a pair of first grooves 231a spaced apart from each other by a predetermined interval on a lower surface of the substrate 231, and an optical signal as an electrical signal or an electrical signal as an optical signal on an upper surface of the substrate 231. The active element 232 which can be converted into is formed. As the active element 232 described above, a photodiode may be used as the light receiving active element, and a vertical cavity surface emitting laser (VCESL) may be used as the light emitting active element.

상기 제1 지지 부재(211)는 상면이 개방된 박스 형태로서 그 내측면에 상기 제1 광소자(230)의 제1 홈(231a)이 삽입될 수 있도록 한 쌍의 돌기(211a)가 형성되어져 있으며, 상기 제1 지지 부재(211)의 양 측벽에는 상기 제2 지지 부재(212)와 연결시키기 위한 한 쌍의 정렬 핀(212)이 형성되어져 있다.The first support member 211 has a box shape having an open upper surface, and a pair of protrusions 211a are formed on an inner surface thereof so that the first grooves 231a of the first optical device 230 can be inserted therein. In addition, a pair of alignment pins 212 are formed on both sidewalls of the first support member 211 to connect with the second support member 212.

즉, 상기 광소자 패키지(210)는 상기 제1 광소자(230)의 제1 홈(231a)이 삽입될 수 있도록 그 내측면에 한 쌍의 돌기(211a)가 형성된 제1 지지 부재(211)와, 상기 제1 지지 부재(211)의 내측벽에 안착된 상기 제1 광소자(230)를 포함하며, 상기 제1 지지 부재(211)의 정렬 핀(212)은 상기 제2 지지 부재(220)의 제2 홈(221)에 삽입됨으로써, 상기 제1 지지 부재(211)와 상기 제2 지지 부재(220)를 연결한다.That is, the optical device package 210 includes a first support member 211 having a pair of protrusions 211 a formed on an inner side thereof so that the first groove 231 a of the first optical device 230 can be inserted therein. And the first optical device 230 mounted on an inner wall of the first support member 211, wherein the alignment pin 212 of the first support member 211 is the second support member 220. The first support member 211 and the second support member 220 are connected to each other by being inserted into the second groove 221.

상기 제2 지지 부재(220)는 상기 제2 광소자(240)를 고정시키기 위한 홀(222)과, 상기 제1 지지 부재(211)의 측벽에 형성된 한 쌍의 정렬 핀(212)이 그 내부에 삽입되는 제2 홈(221)을 구비한다. 즉 상기 제2 지지 부재(220)는 상기 제1 지지 부재(211)의 내부에 실장된 상기 제1 광소자(230)를 외부 환경으로부터 보호한다.The second support member 220 has a hole 222 for fixing the second optical device 240 and a pair of alignment pins 212 formed on the sidewall of the first support member 211. It has a second groove 221 inserted into the. That is, the second support member 220 protects the first optical device 230 mounted in the first support member 211 from an external environment.

상기 제2 홈(221)은 상기 제2 지지 부재(220)의 양 끝단에 상기 제1 지지 부재(211)의 정렬 핀(212)에 대응 되도록 형성되어져 있으며, 상기 제1 지지 부재(211)의 정렬 핀(212)이 그 내부에 삽입됨으로써, 상기 제1 지지 부재(211)가 상기 제2 지지 부재(220)와 연결되도록 한다.The second grooves 221 are formed at both ends of the second support member 220 to correspond to the alignment pins 212 of the first support member 211. An alignment pin 212 is inserted therein to allow the first support member 211 to be connected to the second support member 220.

상기 홀(222)은 상기 제2 지지 부재(220)의 중심부에 형성되어져 있다. 상기홀(222)은 그 내부에 상기 제2 광소자(240)가 삽입됨으로써 상기 제2 광소자(240)가 상기 제1 광소자(230)에 대향 되도록 지지한다.The hole 222 is formed at the center of the second support member 220. The hole 222 supports the second optical device 240 to face the first optical device 230 by inserting the second optical device 240 therein.

상기 제2 광소자(240)는 상기 제1 광소자(230)에서 입출력 되는 광신호를 다른 광소자와 커플링(Coupling)시킬 수 있는 렌즈계 등을 사용하며, 상기 제2 지지 부재(220)의 홀(222)에 상기 제1 광소자(230)에 대향되도록 고정되어진다.The second optical device 240 uses a lens system that can couple the optical signal input and output from the first optical device 230 with another optical device, and the like. The hole 222 is fixed to face the first optical device 230.

도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 수동 정렬된 광모듈을 나타낸다. 도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 수동 정렬된 광모듈은 광소자 패키지(310)와, 제2 광소자(340)와, 제2 지지 부재(320)를 포함한다.4 shows a passively aligned optical module according to a second embodiment of the invention. Referring to FIG. 4, a passively aligned optical module according to the present invention includes an optical device package 310, a second optical device 340, and a second support member 320.

상기 광소자 패키지(310)는 제1 광소자(330)와, 상기 제1 광소자(330)가 그 내측면에 안착되는 제1 지지 부재(311)를 포함한다. 상기 제1 광소자(330)는 기판(331)의 하면에 기결정된 간격만큼 이격된 한 쌍의 제1 홈(331a)이 형성되어져 있으며, 상기 제1 홈(331a)이 형성된 기판(331)의 타면에 수광 또는 발광 기능을 수행할 수 있는 다수의 능동 소자(332)들이 집적되어져 있다. 본 발명의 제3 실시예에 따른 수동 정렬된 광모듈은 하나는 단면 발산 레이저 등과 같은 발광 기능을, 또 다른 하나는 포토 다이오드 등과 같은 수광 기능을 수행할 수 있는 다수의 능동 소자(332)들을 집적함으로써 양방향 광송수신이 가능한 광모듈에도 적용 가능하다.The optical device package 310 includes a first optical device 330 and a first support member 311 on which the first optical device 330 is mounted. The first optical device 330 has a pair of first grooves 331a spaced apart from each other by a predetermined interval on a lower surface of the substrate 331, and the first optical device 330 of the substrate 331 on which the first grooves 331a are formed. On the other side, a plurality of active elements 332 capable of performing light receiving or light emitting functions are integrated. The passively aligned optical module according to the third embodiment of the present invention integrates a plurality of active elements 332 capable of performing a light emitting function, such as a single-sided divergence laser and the like, and a light receiving function, such as a photodiode. This can be applied to an optical module capable of bidirectional optical transmission and reception.

상기 제1 지지 부재(311)는 상면이 개방된 박스 형태로서 그 내측면에 상기 제1 광소자(330)의 제1 홈(331a)에 삽입되는 한 쌍의 돌기(311a)가 형성되어져 있으며, 상기 제1 지지 부재(311)의 양 측벽에는 상기 제2 지지 부재(320)와 상기 제1 지지 부재(311)를 연결하기 위한 한 쌍의 정렬 핀(312)이 형성되어져 있다.The first support member 311 has a box shape having an open upper surface, and a pair of protrusions 311a inserted into the first groove 331a of the first optical element 330 are formed on an inner surface thereof. A pair of alignment pins 312 are formed on both sidewalls of the first supporting member 311 to connect the second supporting member 320 and the first supporting member 311.

즉, 본발명에 따른 수동 정렬된 광모듈은 상기 제1 지지 부재(311)의 내측면의 기설정된 간격만큼 이격된 상기 돌기(311a)들을 형성함으로써, 상기 제1 광소자(330)의 안착이 용이할 뿐만 아니라, 상기 돌기(311a)에 삽입되는 제1 홈(331a)을 상기 제1 광소자(330) 기판(331)의 하면에 형성함으로써, 그 부피를 최소화시킬 수 있다는 이점이 있다.That is, the manually aligned optical module according to the present invention forms the protrusions 311 a spaced apart by a predetermined interval of the inner surface of the first support member 311, whereby the seating of the first optical device 330 is prevented. In addition, the volume of the first groove 331a inserted into the protrusion 311a may be formed on the bottom surface of the substrate 331 of the first optical device 330.

상기 제2 지지 부재(320)는 상기 제2 광소자(340)를 고정시키기 위한 홀(322)과, 상기 제1 지지 부재(311)의 정렬 핀(312)이 삽입되는 제2 홈(321)을 구비한다.The second support member 320 has a hole 322 for fixing the second optical element 340 and a second groove 321 into which the alignment pin 312 of the first support member 311 is inserted. It is provided.

상기 홀(322)은 상기 제2 지지 부재(320)의 상면에 상기 제1 광소자(330)의 기판(331) 상면에 집적된 능동 소자(332)들 각각에 대응될 수 있도록 형성된다. 상기 홀(322)의 내부에는 상기 제2 광소자(340)가 위치되어 진다.The hole 322 is formed on the top surface of the second support member 320 to correspond to each of the active devices 332 integrated on the top surface of the substrate 331 of the first optical device 330. The second optical device 340 is positioned inside the hole 322.

상기 제2 광소자(340)는 상기 제1 광소자(330)에서 입출력 되는 광신호를 다른 광소자와 커플링시킬 수 있는 렌즈계 등을 사용하며, 상기 제1 광소자(330)의 기판(331)에 집적된 능동 소자(332)들 각각에 대응된다.The second optical device 340 uses a lens system that can couple the optical signal input and output from the first optical device 330 with another optical device, and the substrate 331 of the first optical device 330. Corresponds to each of the active elements 332 integrated in the array.

도 5는 본 발명의 제3 실시예에 따른 광섬유 페롤과, 광소자 페키지가 수동 정렬된 광모듈을 나타낸다. 도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 수동 정렬된 광모듈은 광소자 패키지(410)와, 제2 광소자(440)와, 제2 지지 부재(430)를 포함한다.5 shows an optical module in which an optical fiber ferrule and an optical device package are manually aligned according to a third embodiment of the present invention. Referring to FIG. 5, a manually aligned optical module according to the present invention includes an optical device package 410, a second optical device 440, and a second support member 430.

상기 광소자 패키지(410)는 상기 제1 지지 부재(411)와, 제1 광소자(420)를 포함하며, 상기 제2 지지 부재(430)의 일측에 수동 정렬되어진다. 상기 제1 지지 부재(411)는 측면이 개방된 박스 형태로서 그 내측면에 상기 제1 광소자(420)의제1 홈(421a)에 삽입되는 한 쌍의 돌기(411a)를 구비하며, 상기 제1 지지 부재(411)의 일 측벽에는 상기 제2 지지 부재(430)와 상기 제1 지지 부재(411)를 연결하기 위한 한 쌍의 정렬 핀(412)이 형성되어져 있다.The optical device package 410 includes the first support member 411 and the first optical device 420, and is manually aligned with one side of the second support member 430. The first support member 411 has a box shape having an open side and has a pair of protrusions 411a inserted into the first groove 421a of the first optical element 420 on an inner side thereof. One sidewall of the first support member 411 is provided with a pair of alignment pins 412 for connecting the second support member 430 and the first support member 411.

상기 제1 광소자(420)는 기판(421)의 하면에 상기 제1 홈(421a)이 형성되어져 있으며, 상기 제1 홈(421a)이 형성된 기판(421)의 상면에 능동 소자(422)가 집적되어져 있다. 상기 능동 소자(422)는 광신호를 수신할 수 있는 수광형 능동 소자 또는 광신호를 출력할 수 있는 발광형 능동 소자 등을 필요에 따라 상기 기판(421)의 상면에 집적시킬 수 있으며, 수광형 능동 소자로는 포토 다이오드를, 발광형 능동 소자로는 단면 발산 레이저 등을 사용할 수 있다.In the first optical device 420, the first groove 421a is formed on the bottom surface of the substrate 421, and the active element 422 is formed on the top surface of the substrate 421 on which the first groove 421a is formed. It is integrated. The active element 422 may integrate a light receiving active element capable of receiving an optical signal or a light emitting active element capable of outputting an optical signal, etc., on the upper surface of the substrate 421 as necessary. A photodiode can be used as the active element, and a cross-sectional divergent laser can be used as the light emitting active element.

상기 제2 지지 부재(430)는 그 양 끝단에 상기 광소자 패키지(410)의 정렬 핀(412)이 삽입될 수 있도록 한 쌍의 제2 홈(431)이 형성되어져 있으며, 상기 제2 지지 부재(430)는 그 상면에 상기 광소자 패키지(410)와 상기 제2 광소자(440)가 안착되어지며, 상기 제2 광소자(440)는 그 일측이 상기 제1 광소자(420)에 대향되도록 위치되어진다.The second support member 430 has a pair of second grooves 431 formed at both ends thereof to allow the alignment pin 412 of the optical device package 410 to be inserted therein, and the second support member The optical device package 410 and the second optical device 440 are mounted on the upper surface 430, and one side of the second optical device 440 faces the first optical device 420. Is positioned to

상기 제2 광소자(440)는 광섬유 페롤로서, 상기 제1 광소자(420)에 대향되며 외부와 입출력되는 광신호의 전송 매체인 광섬유(441)와, 상기 광섬유(441)의 외주면을 둘러싸며 상기 광섬유(441)의 일단이 상기 제1 광소자(420)에 대향될 수 있도록 상기 제2 지지 부재(430)의 일측에 고정시키는 슬리브(442)를 포함한다.The second optical element 440 is an optical fiber ferrule, which is opposite to the first optical element 420 and surrounds an optical fiber 441 that is a transmission medium for optical signals input and output to and from the outside, and surrounds an outer circumferential surface of the optical fiber 441. A sleeve 442 is fixed to one side of the second support member 430 so that one end of the optical fiber 441 may face the first optical device 420.

도 6은 본 발명의 제4 실시예에 따른 평면 광도파로 소자를 더 포함하는 광모듈을 나타낸다. 도 6을 참조하면, 본 발명에 따른 수동 정렬된 광모듈은 측면이개방된 박스 형태로서 그 내측면에 제1 광소자(520)가 안착되며 일 측벽에 형성된 한 쌍의 정렬 핀(512)을 갖는 제1 지지 부재(511)를 포함하는 광소자 패키지(510)와, 상기 제1 광소자(520)에 대향되는 제2 광소자(540)와, 상기 제1 지지 부재(511)의 정렬 핀(512)이 삽입되는 제2 홈(531)을 구비한 제2 지지 부재(530)와, 상기 광소자 패키지(510)와 상기 제2 광소자(540)의 사이에 위치된 평면 광도파로 소자(Plannar Light Wave Circuit, 550)를 포함한다.6 shows an optical module further comprising a planar optical waveguide device according to a fourth embodiment of the present invention. Referring to FIG. 6, the manually aligned optical module according to the present invention has a box shape having an open side and a pair of alignment pins 512 formed on one sidewall of the first optical device 520 mounted on an inner side thereof. An optical device package 510 including a first support member 511 having a second optical path, a second optical device 540 facing the first optical device 520, and an alignment pin of the first support member 511. A second support member 530 having a second groove 531 into which the 512 is inserted, and a planar optical waveguide device positioned between the optical device package 510 and the second optical device 540. Plannar Light Wave Circuit, 550).

상기 광소자 패키지(510)는 상기 제1 지지 부재(511)와, 상기 제1 광소자(520)를 포함하며, 상기 제2 지지 부재(530)의 일측에 수동 정렬되어진다. 상기 제1 지지 부재(511)는 그 내측면에 상기 제1 광소자(520)의 제1 홈(521a)이 삽입되는 한 쌍의 돌기(511a)를 구비하며, 상기 제1 지지 부재(511)의 일 측벽에는 상기 제2 지지 부재(530)와 상기 제1 지지 부재(511)를 연결하는 한 쌍의 정렬 핀(512)이 형성되어져 있다.The optical device package 510 includes the first support member 511 and the first optical device 520, and is manually aligned with one side of the second support member 530. The first support member 511 has a pair of protrusions 511a into which the first grooves 521a of the first optical device 520 are inserted, and the first support member 511 is disposed on an inner side thereof. A pair of alignment pins 512 are formed on one sidewall of the second support member 530 and the first support member 511.

상기 제1 광소자(520)는 기판(521)의 하면에 상기 제1 홈(521a)이 형성되어져 있으며, 상기 기판(521)의 상면에는 광전 변환이 가능한 능동 소자(522)가 집적되어져 있다. 상기 능동 소자(522)로는 수광형 능동 소자로서 포토 다이오드를, 발광형 능동 소자로서 단면 발산 레이저 등을 사용할 수 있다.In the first optical device 520, the first groove 521a is formed on a lower surface of the substrate 521, and an active element 522 capable of photoelectric conversion is integrated on the upper surface of the substrate 521. As the active element 522, a photodiode may be used as the light receiving active element, and a cross-sectional emission laser may be used as the light emitting active element.

상기 제2 지지 부재(530)는 그 상면에 상기 광소자 패키지(510)와, 상기 제2 광소자(540)와, 상기 평면 광도파로 소자(550)가 안착되며, 상기 평면 광도파로 소자(550)는 그 양단이 각각 상기 광소자 패키지(510)와, 상기 제2 광소자(540)의 일단에 대향되도록 위치되어진다.The optical element package 510, the second optical element 540, and the planar optical waveguide device 550 are mounted on the second support member 530, and the planar optical waveguide device 550 is mounted thereon. ) Are positioned so that both ends thereof face the one end of the optical device package 510 and the second optical device 540, respectively.

상기 제2 광소자(540)는 광섬유 페롤로서, 상기 평면 광도파로 소자(550)의 일면에 대향되며 광신호의 전송 매체인 광섬유(541)와, 상기 광섬유(541)의 외주면을 둘러싸며 상기 광섬유(541)의 일단이 상기 제1 광소자에 대향될 수 있도록 상기 제2 지지 부재(530)의 일측에 상기 광섬유(541)를 고정시키는 슬리브(542)를 포함한다.The second optical device 540 is an optical fiber ferrule, which is opposed to one surface of the planar optical waveguide device 550 and surrounds an optical fiber 541 which is a transmission medium of an optical signal, and surrounds an outer circumferential surface of the optical fiber 541. It includes a sleeve 542 for fixing the optical fiber 541 on one side of the second support member 530 so that one end of the 541 can be opposed to the first optical device.

상기 평면 광도파로 소자(550)는 반도체 기판(551)의 상면에 클래드(553), 코아(552), 클래드(553) 층을 순차적으로 적층하며, 상기 코아 층(552)에 다양한 형태의 광도파로 패턴을 형성한다. 본 발명의 제4 실시예에 따른 광모듈은 상기 코아 층(552) 상에 이분기 광도파로 패턴을 형성하고, 상기 제1 광소자(520)의 능동 소자(522)로서 포토 다이오드와, 단면 발산 레이저를 사용함으로써, 단일 광섬유를 광신호의 입출력 매체로 하는 양방향 광송수신이 가능한 광모듈에도 적용 가능하다.The planar optical waveguide device 550 sequentially stacks the cladding 553, the core 552, and the cladding 553 on the top surface of the semiconductor substrate 551, and forms various types of optical waveguides on the core layer 552. Form a pattern. The optical module according to the fourth embodiment of the present invention forms a bi-branched optical waveguide pattern on the core layer 552, and emits a photodiode and cross-sectional emission as an active element 522 of the first optical element 520. By using a laser, it is also applicable to the optical module which can perform bidirectional optical transmission and reception which uses a single optical fiber as an input / output medium of an optical signal.

본 발명은 광소자 패키지를 구성하는 기판의 하부면에 광축 정렬시키기 위한 홈을 형성함으로써, 기판 및 광소자 패키지, 광모듈의 크기를 최소화시킬 수 있다는 이점이 있다. 또한, 제1 광소자는 제1 홈이 형성된 타면에 능동 소자등을 형성함으로써, 제1 광소자, 광소자 패키지 및 광소자 패키지가 수동 정렬된 광모듈의 크기를 최소화 시킬 수 있는 이점이 있다. 그 외에도, 제1 지지 부재를 다양한 형태와, 크기를 갖는 제2 지지 부재에도 적용 가능하다는 이점이 있다.The present invention has the advantage of minimizing the size of the substrate, the optical device package, and the optical module by forming a groove for aligning the optical axis on the lower surface of the substrate constituting the optical device package. In addition, the first optical device has an advantage of minimizing the size of the optical module in which the first optical device, the optical device package, and the optical device package are manually aligned by forming an active device on the other surface where the first groove is formed. In addition, there is an advantage that the first support member can be applied to a second support member having various shapes and sizes.

Claims (9)

수동 정렬된 광모듈에 있어서,In a manually aligned optical module, 그 하면에 기결정된 간격만큼 이격된 한 쌍의 제1 홈이 형성된 제1 광소자와,A first optical element having a pair of first grooves spaced by a predetermined interval on a lower surface thereof; 일면이 개방된 박스 형태로서 그 내측면에 상기 제1 광소자의 제1 홈이 삽입될 수 있도록 한 쌍의 돌기를 구비한 제1 지지 부재와,A first supporting member having a pair of protrusions in which one surface is open and having a first groove of the first optical element inserted into an inner surface thereof; 상기 제1 지지 부재의 측벽에 형성된 한 쌍의 정렬 핀을 갖는 광소자 패키지와;An optical device package having a pair of alignment pins formed on sidewalls of the first support member; 상기 제1 광소자와 수동 정렬 되는 제2 광소자와,A second optical element manually aligned with the first optical element, 상기 제2 광소자를 고정하며, 상기 한 쌍의 정렬 핀을 삽입되는 제2 홈을 구비한 제2 지지 부재를 포함함을 특징으로 하는 수동 정렬된 광모듈.And a second support member for fixing the second optical element, the second support member having a second groove into which the pair of alignment pins are inserted. 제1 항에 있어서, 상기 제1 광소자는,The method of claim 1, wherein the first optical device, 상기 제1 홈이 형성된 기판의 상면에 하나 이상의 능동 소자가 집적됨을 특징으로 하는 수동 정렬된 광모듈.Passively aligned optical module, characterized in that one or more active elements are integrated on the upper surface of the substrate on which the first groove is formed. 제2 항에 있어서,The method of claim 2, 상기 능동 소자는 기결정된 세기의 광을 검출해낼 수 있는 수광 소자임을 특징으로 하는 수동 정렬된 광모듈.And said active element is a light receiving element capable of detecting light of a predetermined intensity. 제2 항에 있어서,The method of claim 2, 상기 능동 소자는 기결정된 파장의 광을 출력할 수 있는 발광 소자임을 특징으로 하는 수동 정렬된 광모듈.And the active element is a light emitting element capable of outputting light of a predetermined wavelength. 제1 항에 있어서,According to claim 1, 상기 제2 지지 부재는 상기 제1 지지 부재의 내측면에 안착된 상기 제1 광소자에 대향될 수 있도록 상기 제2 지지 부재의 중심부에 형성된 홀을 구비하며,The second support member has a hole formed in the center of the second support member so as to be opposed to the first optical element seated on the inner surface of the first support member, 상기 제1 지지 부재를 덮음으로써 상기 제1 지지 부재의 내부에 실장된 상기 광패키지를 외부 환경으로부터 밀폐시키며,By covering the first support member to seal the optical package mounted inside the first support member from an external environment, 상기 홀에 상기 제2 광소자의 일단이 상기 제1 광소자에 대향될 수 있도록 고정됨을 특징으로 하는 수동 정렬된 광모듈.And one end of the second optical device is fixed to the hole such that the one end of the second optical device is opposite to the first optical device. 제 5항에 있어서,The method of claim 5, 상기 제2 광소자는 기결정된 곡률을 갖도록 성형된 렌즈계임을 특징으로 하는 수동 정렬된 광모듈.And said second optical element is a lens system molded to have a predetermined curvature. 제1 항에 있어서,According to claim 1, 상기 제2 홈에 상기 광소자 패키지의 정렬 핀이 삽입됨으로써, 상기 제2 지지 부재의 상면에 상기 광소자 패키지가 안착되며,By inserting the alignment pin of the optical device package into the second groove, the optical device package is seated on the upper surface of the second support member, 상기 제2 지지 부재의 상면에 안착된 상기 광소자 패키지로부터 기결정된 간격 이격된 위치에 상기 광소자 패키지의 내부에 실장된 상기 제1 광소자의 일단에 대향되도록 상기 제2 광소자가 위치됨을 특징으로 하는 수동 정렬된 광모듈.And the second optical device is positioned to face one end of the first optical device mounted in the optical device package at a predetermined distance from the optical device package seated on the upper surface of the second support member. Manually aligned optical module. 제 7항에 있어서, 상기 제2 광소자는,The method of claim 7, wherein the second optical device, 광신호의 입출력 매체인 광섬유와;An optical fiber which is an input / output medium of an optical signal; 상기 광섬유를 둘러싸며, 상기 제2 지지 부재의 일측에 상기 광섬유의 일단이 상기 제1 광소자의 일단에 대향될 수 있도록 고정시키는 슬리브를 구비한 광섬유 페롤을 포함함을 특징으로 하는 수동 정렬된 광모듈.And a fiber optic ferrule surrounding the optical fiber and having a sleeve on one side of the second support member to fix one end of the optical fiber to be opposite to the one end of the first optical element. . 상기 제 7항에 있어서,According to claim 7, 상기 제1 광소자와 상기 제2 광소자의 사이에 위치된 평면 광도파로 소자를더 포함함을 특징으로 하는 수동 정렬된 광모듈.And further comprising a planar optical waveguide device positioned between the first optical device and the second optical device.
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CN112859238A (en) * 2021-02-09 2021-05-28 西安理工大学 Method and device for coupling optical fiber array and optical waveguide passive end face

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