KR20050073907A - 방향성 결합기 및 이를 이용한 양방향 광송수신 모듈 - Google Patents

방향성 결합기 및 이를 이용한 양방향 광송수신 모듈 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따른 방향성 결합기는, 제1 결합부, 상기 제1 결합부와 연결된 제1 곡선부, 상기 제1 곡선부와 연결된 입출력부 및 상기 제1 결합부와 연결된 제1 연결부를 갖는 제1 결합 도파로와; 상기 제1 결합부와 함께 광신호의 결합 영역을 형성하는 제2 결합부, 상기 제2 결합부와 연결된 제2 연결부를 갖는 제2 결합 도파로를 포함하며, 상기 입출력부의 선폭은 상기 제1 및 제2 결합부들의 선폭보다 크다.

Description

방향성 결합기 및 이를 이용한 양방향 광송수신 모듈{DIRECTIONAL COUPLER AND BI-DIRECTIONAL OPTICAL TRANSCEIVER MODULE USING IT}
본 발명은 파장분할다중 필터(wavelength division multiplexing filter: WDM filter)에 관한 것으로서, 특히 방향성 결합기 및 이를 이용한 양방향 광송수신 모듈에 관한 것이다.
파장분할다중 필터로 사용되는 방향성 결합기는 집적화가 간단하고, 크기가 작으며, 크로스토크(crosstalk) 특성이 좋다는 이점이 있다. 통상적으로, 이러한 방향성 결합기는 광신호를 송수신하기 위한 양방향 광송수신 모듈에 평면 광파 회로(planar lightwave circuit: PLC)의 형태로 제공된다. 통상적으로, 평면 광파 회로는 고굴절률의 코어(core)와, 상기 코어를 둘러싸는 저굴절률의 클래딩(cladding)과, 상기 코어 및 클래딩이 그 상면에 적층되는 기판(substrate)을 포함한다.
도 1은 종래의 방향성 결합기의 구성을 나타내는 도면이다. 상기 방향성 결합기(100)는 서로 나란하게 배치되며 그 가로 중심선을 기준으로 상하 대칭적으로 형성된 제1 및 제2 결합 도파로(coupling waveguide, 110,130)를 포함한다. 상기 제1 결합 도파로(110)는 입출력부(input/output section, 112), 제1 곡선부(curved section, 114), 제1 결합부(coupling section, 116), 제2 곡선부(118) 및 제1 연결부(connecting section, 120)를 포함하고, 상기 제2 결합 도파로(130)는 더미부(dummy section, 132), 제3 곡선부(134), 제2 결합부(136), 제4 곡선부(138) 및 제2 연결부(140)를 포함한다. 상기 제1 및 제2 결합부들(116,136)은 결합 영역(coupling region, 150)을 형성하며, 상기 결합 영역(150) 내에서 광신호의 전이(transition)가 발생한다. 상기 입출력부(112)에 입력된 제1 광신호는 상기 결합 영역(150)을 지나면서 상기 제1 결합 도파로(110)에서 상기 제2 결합 도파로(130)로 전이되며, 전이된 상기 제1 광신호는 상기 제2 연결부(140)로 출력된다. 상기 제2 연결부(140)는 상기 제1 광신호를 검출하기 위한 포토다이오드(photodiode)에 연결될 수 있다. 상기 제1 연결부(120)에 입력된 제2 광신호는 상기 결합 영역(150)을 거쳐서 상기 입출력부(112)로 출력된다. 상기 제1 연결부(120)는 상기 제1 광신호를 생성하기 위한 레이저 다이오드(laser diode: LD)에 연결될 수 있다. 또한, 상기 결합 영역(150)의 길이 l1와, 상기 제1 및 제2 결합부들(116,136)의 간격(또는 상기 제1 및 제2 결합 도파로들(110,130)의 간격) d1을 조절함으로써, 상기 제1 광신호가 상기 제1 연결부(120)로 출력되고, 상기 제2 연결부(140)에 입력된 제2 광신호가 상기 입출력부(112)로 출력되도록 할 수 있다. 이 때, 포토다이오드는 상기 제1 연결부(120)에 연결되고, 레이저 다이오드는 상기 제2 연결부(140)에 연결된다. 상기 제1 및 제2 결합 도파로들(110,130)은 동일한 선폭 W1 및 두께를 가지며, 상기 선폭 W1 및 두께는 상기 방향성 결합기(100)의 성능을 최적화하는 값들로 결정된다. 상기 입출력부(112)는 외부 도파로(external waveguide)와 연결되며, 상기 제1 및 제2 결합 도파로들(110,130)의 선폭 W1 및 두께는 광신호의 결합 효율(coupling efficiency)을 최대화하는 값들로 결정된다. 이를 위해, 상기 입출력부(112)의 선폭 W1이 증가함에 따라, 상기 제1 및 제2 결합 도파로들(110,130)은 각각 다중 모드 도파로로서 기능하게 된다.
도 2는 도 1에 도시된 방향성 결합기에서 발생하는 크로스토크를 설명하기 위한 도면이다. 입출력부(112)에 입력된 광신호의 기본 모드(fundamental mode)(실선의 화살표로 표시)와 고차 모드(higher mode)(점선의 화살표로 표시)는 결합 영역(150)에서 제2 결합 도파로(130)로 모두 전이되어야 하지만, 상기 고차 모드 중 일부는 전이되지 못하고 제1 연결부(120)로 출력된다. 상기 제1 연결부(120)로 출력되는 고차 모드는 노이즈(noise)로 기능함으로써 크로스토크를 증가시킨다. 이러한 크로스토크의 발생 원인에 대해 살펴보자면 아래와 같다. 모드의 결합 길이(즉, 모드가 상기 제1 결합 도파로(110)에서 제2 결합 도파로(130)로 완전히 전이되는 길이)는 모드의 유효 굴절률에 의존하는 값이므로, 기본 모드와 고차 모드의 결합 길이들이 서로 다르게 된다. 따라서, 입력 광신호의 대부분의 파워가 분포된 기본 모드에 맞추어 설계된 방향성 결합기(100)에서 기본 모드의 파워가 제1 결합 도파로(110)에서 제2 결합 도파로(130)로 전이되더라도, 고차 모드는 완전 전이되지 못하고 그 일부가 크로스토크로서 기능하게 된다.
상술한 바와 같이, 종래의 방향성 결합기(100)는 제1 결합 도파로(110)와 제2 결합 도파로(130)의 선폭이 일정함으로 인하여, 고차 모드의 불완전 전이를 야기하고, 이로 인해 크로스토크를 발생시킨다는 문제점이 있다.
본 발명은 상술한 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로서, 본 발명의 목적은 집적화가 쉽고 소자의 크기가 작으면서도 손실 및 크로스토크 특성이 좋은 방향성 결합기 및 이를 이용한 양방향 광송수신 모듈을 제공함에 있다.
상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 방향성 결합기는, 제1 결합부, 상기 제1 결합부와 연결된 제1 곡선부, 상기 제1 곡선부와 연결된 입출력부 및 상기 제1 결합부와 연결된 제1 연결부를 갖는 제1 결합 도파로와; 상기 제1 결합부와 함께 광신호의 결합 영역을 형성하는 제2 결합부, 상기 제2 결합부와 연결된 제2 연결부를 갖는 제2 결합 도파로를 포함하며, 상기 입출력부의 선폭은 상기 제1 및 제2 결합부들의 선폭보다 크다.
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.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 방향성 결합기의 구성을 나타내는 도면이고, 도 4는 도 3에 도시된 제1 곡선 도파로를 나타내는 도면이다. 상기 방향성 결합기(200)는 서로 나란하게 배치되며, 그 가로 중심선을 기준으로 상하 대칭적으로 형성된 제1 및 제2 결합 도파로들(210,230)을 포함한다. 상기 제1 결합 도파로(210)는 입출력부(212), 제1 곡선부(214), 제1 결합부(216), 제2 곡선부(218) 및 제1 연결부(220)를 포함하고, 상기 제2 결합 도파로(230)는 더미부(232), 제3 곡선부(234), 제2 결합부(236), 제4 곡선부(238) 및 제2 연결부(240)를 포함한다. 상기 제1 및 제2 결합부들(216,236)은 결합 영역(250)을 형성하며, 상기 결합 영역(250) 내에서 광신호의 전이가 발생한다. 상기 입출력부(212)에 입력된 제1 광신호는 상기 결합 영역(250)을 지나면서 상기 제1 결합 도파로(210)에서 상기 제2 결합 도파로(230)로 전이되며, 전이된 상기 제1 광신호는 상기 제2 연결부(240)로 출력된다. 상기 제2 연결부(240)는 상기 제1 광신호를 검출하기 위한 포토다이오드에 연결될 수 있다. 상기 제1 연결부(220)에 입력된 제2 광신호는 상기 결합 영역(250)을 거쳐서 상기 입출력부(212)로 출력된다. 상기 제1 연결부(220)는 상기 제1 광신호를 생성하기 위한 레이저 다이오드에 연결될 수 있다. 또한, 상기 결합 영역(250)의 길이 l2와, 상기 제1 및 제2 결합부들(216,236)의 간격(또는 상기 제1 및 제2 결합 도파로들(210,230)의 간격) d2을 조절함으로써, 상기 제1 광신호가 상기 제1 연결부(220)로 출력되고, 상기 제2 연결부(240)에 입력된 제2 광신호가 상기 입출력부(212)로 출력되도록 할 수 있다. 이 때, 포토다이오드는 상기 제1 연결부(220)에 연결되고, 레이저 다이오드는 상기 제2 연결부(240)에 연결된다.
상기 제1 및 제2 결합부들(216,236)의 선폭 W3은 상기 입출력부(212)의 선폭 W2보다 작으며, 이로 인해 상기 제1 및 제2 결합부들(216,236)은 단일 모드 도파로로서 기능하고 상기 입출력부(212)는 다중 모드 도파로로서 기능한다. 상기 입출력부(212)는 외부 도파로와 연결되며, 상기 입출력부(212)의 선폭 W2 및 두께는 광신호의 결합 효율을 최대화하는 값들로 결정된다. 이를 위해 상기 입출력부(212)의 선폭 W2이 큰 값을 가짐에 따라, 상기 입출력부(212)는 다중 모드 도파로로서 기능하게 된다. 상기 제1 및 제2 결합부들(216,236)은 크로스토크를 방지하기 위해 그 선폭 W3이 작은 값을 가짐에 따라, 상기 제1 및 제2 결합부들(216,236)은 각각 단일 모드 도파로로서 기능하게 된다.
도 4를 참조하면, 상기 제1 곡선부(214)는 다항 곡선 구조(polynomial curve structure)를 가짐으로써, 상기 입출력부(212)의 선폭 W2와 상기 제1 결합부(216)의 선폭 W3의 차이를 보정하는 기능을 수행한다. 즉, 상기 제1 곡선부(214)는 상기 입출력부(212)과 연결된 일 단면에서 상기 제1 결합부(216)와 연결된 타 단면으로 갈수록 그 선폭이 감소된다. 상기 제1 내지 제4 곡선부(214,218,234,238)는 모두 동일한 구조를 갖는다.
도 5는 도 3에 도시된 방향성 결합기에서의 광신호 전이 과정을 설명하기 위한 도면이다. 입출력부(212)에 입력된 광신호의 기본 모드(실선의 화살표로 표시)와 고차 모드(점선의 화살표로 표시)는 제1 곡선부(214)를 거쳐 결합 영역(250)에 입력된다. 상기 기본 모드는 상기 결합 영역(250)을 거치면서 상기 제2 결합 도파로(230)로 모두 전이되어 제2 연결부(240)로 출력된다. 상기 고차 모드는 상기 제1 곡선부(214) 및 결합 영역(250)을 거치면서, 도파로 선폭과의 모드 부정합(mode mismatch)으로 인해 점차 감쇠되고 상기 제1 또는 제2 연결부(220,240)로 출력되기 전에 대부분 소멸된다.
상기 입출력부(212)의 선폭 W2은 외부 도파로와의 결합 효율을 최대화하고, 편광 의존성 손실(polarization dependent loss: PDL)을 최소화하며, 상기 제1 곡선부(214)에서의 광신호의 도파 손실을 최소화하도록(즉, 최소 곡률 반경을 최소화하도록) 설정된다. 예를 들어, Δn=0.3, 0.45, 0.75 %이면, 위 조건들을 고려한 상기 입출력부(212)의 치수는 8㎛×8㎛, 7㎛×7㎛, 6.5㎛×6.5㎛이 된다. 이러한 치수는 단일 모드 도파(single mode propagation)의 조건이 되지 못하고, 광신호의 결합 효율을 최대화하기 위해 약간의 고차 모드가 포함되는 다중 모드 도파(multimode propagation)의 조건이다.
도 6은 도 3에 도시된 방향성 결합기를 이용한 양방향 광송수신 모듈의 구성을 나타내는 사시도이며, 도 7은 도 6에 도시된 양방향 광송수신 모듈을 나타내는 평면도이다. 상기 모듈(300)은 기판(320)과, 상기 기판(320) 상에 적층된 코어(322) 및 상기 코어(322)를 감싸는 클래딩(324)을 갖는 평면 광파 회로(310)와, 상기 기판(320) 상에 탑재된 레이저 다이오드(370), 모니터 포토다이오드(monitor photodiode: MPD, 375) 및 수신용 포토다이오드(receiver photodiode: RPD, 360)를 포함한다.
상기 평면 광파 회로(310)는 제1 단부에 제1 식각부(etched section, 352)를 갖고, 제2 단부에 서로 이격된 제2 및 제3 식각부들(354,356)을 갖는다. 상기 제2 식각부(354)의 일측면에는 미러(mirror, 380)가 적층된다. 상기 평면 광파 회로(310)를 제작하는 예를 들면 아래와 같다. 실리카(silica) 혹은 폴리머(polymer) 기판 위에 언더 클래딩 층(undercladding layer)과 코어층을 형성하고 사진 및 식각 공정들을 통해 코어를 형성한 후 오버 클래딩 층(overcladding layer)을 증착한다. 이후, 사진 및 식각 공정, 또는 절단(dicing) 및 연마(polishing) 공정을 통해 제1 내지 제3 식각부들을 형성하고, 금속 증착을 통해 상기 제2 식각부의 일측면에 미러를 형성한다.
상기 코어(322)는 제1 내지 제4 연결 도파로들(connecting waveguide, 332,334,336,338)과, 방향성 결합기(200)와, 보조체(340)를 포함한다.
상기 보조체(340)는 제3 및 제4 결합 도파로(342,344)를 포함하고, 상기 미러(380)와 접하는 반사형 결합 영역(reflective coupling region, 346)을 형성한다. 상기 보조체(340)와 미러(380)는 실질적으로 상기 방향성 결합기(200)와 동일한 원리로 유사한 기능을 수행한다. 즉, 상기 제3 결합 도파로(342)에 입력된 광신호는 상기 미러(380)에 의해 상기 반사형 결합 영역(346)을 왕복하면서 상기 제4 결합 도파로(344)로 전이된다. 이와 반대로 동작하는 것도 가능한데, 즉 상기 제4 결합 도파로(344)에 입력된 광신호가 상기 미러(380)에 의해 상기 반사형 결합 영역(346)을 왕복하면서 상기 제3 결합 도파로(342)로 전이될 수 있다. 또한, 상기 반사형 결합 영역(346)의 길이 및 상기 제3 및 제4 결합 도파로(342,344)의 간격을 조절함으로써, 특정 파장의 광에 대한 결합 정도를 조절할 수 있다.
상기 제1 연결 도파로(332)는 상기 평면 광파 회로(310)의 제1 단부와 상기 방향성 결합기(200)의 제1 결합 도파로(210)를 연결하고, 상기 제1 연결 도파로(332)는 외부 도파로와 연결된다. 상기 제2 연결 도파로(334)는 상기 방향성 결합기(200)의 제2 결합 도파로(230)와 상기 제3 식각부(356)를 연결한다. 상기 제3 연결 도파로(336)는 상기 방향성 결합기(200)의 제1 결합 도파로(210)와 상기 보조체(340)의 제4 결합 도파로(344)를 연결한다. 상기 제4 연결 도파로(338)는 상기 보조체(340)의 제3 결합 도파로(342)와 상기 제1 식각부(352)를 연결한다.
상기 수신용 포토다이오드(360)는 상기 제3 식각부(356) 내에 배치되도록 상기 기판(356) 상에 탑재되며, 상기 수신용 포토다이오드(360)의 수광면(light receiving surface)은 상기 제2 연결 도파로(334)의 단면과 대향된다. 상기 수신용 포토다이오드(360)와 상기 제2 연결 도파로(334) 사이의 광결합 방식은 다양하게 적용될 수 있다.
상기 레이저 다이오드(370)는 상기 제1 식각부(352) 내에 배치되도록 상기 기판(320) 상에 탑재되며, 상기 레이저 다이오드(370)의 발광면(light emitting surface)은 상기 제4 연결 도파로(338)의 단면과 대향된다. 상기 레이저 다이오드(370)와 상기 제4 연결 도파로(338) 사이의 광결합 방식은 다양하게 적용될 수 있다.
상기 모니터 포토다이오드(375)는 상기 레이저 다이오드(370)의 후면으로부터 방출된 광을 검출하기 위해 상기 제1 식각부(352) 내에 배치되도록 상기 기판(320) 상에 탑재된다.
도 7을 참조하여, 상기 양방향 광송수신 모듈(300)의 광송수신 동작을 설명하면 다음과 같다.
상기 제1 연결 도파로(332)의 일단에 입력된 제1 광신호는 상기 방향성 결합기(200)의 제1 결합 도파로(210)에 입력된 후, 결합 영역을 거치면서 제2 결합 도파로(230)로 전이된다. 전이된 상기 제1 광신호는 상기 제2 결합 도파로(230)와 연결된 제2 연결 도파로(334)를 통해 출력된다. 상기 수신용 포토다이오드(360)는 상기 제2 연결 도파로(334)로부터 출력된 제1 광신호를 수신하고, 수신된 제1 광신호를 전기 신호로 검출한다.
상기 레이저 다이오드(370)의 발광면을 통해 출력된 제2 광신호는 상기 제4 연결 도파로(338)에 입력되고, 상기 모니터 포토다이오드(375)는 상기 레이저 다이오드(370)의 후면으로부터 출력된 광을 검출하여, 상기 레이저 다이오드(370)의 동작 상태를 모니터링한다. 상기 제4 연결 도파로(338)에 입력된 제2 광신호는 상기 보조체(340)의 제3 결합 도파로(342)에 입력된 후, 상기 미러(380)에 의해 반사형 결합 영역(346)을 왕복하면서 제4 결합 도파로(344)로 전이된다. 전이된 상기 제2 광신호는 상기 제4 결합 도파로(344)와 연결된 제3 연결 도파로(336)를 통해 상기 방향성 결합기(200)의 제1 결합 도파로(210)에 입력된 후, 결합 영역을 거쳐서 상기 제1 결합 도파로(210)와 연결된 제1 연결 도파로(332)를 통해 외부로 출력된다.
도 8은 도 6에 도시된 양방향 광송수신 모듈의 변형예를 나타내는 도면이다. 상기 변형예는 도 6에 도시된 구조에서 수신용 포토다이오드(360)와 레이저 다이오드(370) 및 모니터 포토다이오드(375)의 위치를 서로 바꾼 것을 제외하고는 전체적인 구성이 동일하다. 또한, 이러한 변형에 맞추어 방향성 결합기(200')의 출력 특성과 보조체(340')의 출력 특성이 변경된다. 이러한 출력 특성의 변경은 전술한 바와 같이 결합 영역의 길이와 결합 도파로들의 간격을 조절함으로써 이루어진다. 이하, 상기 변형된 양방향 광송수신 모듈(300')의 광송수신 동작만을 간략히 설명하면 아래와 같다.
상기 제1 연결 도파로(332)에 입력된 제1 광신호는 상기 방향성 결합기(200')의 결합 영역을 거쳐서 상기 제3 연결 도파로(336)를 통해 상기 보조체(340')에 입력된다. 상기 보조체(340')에 입력된 제1 광신호는 상기 미러(380)에 의해 반사형 결합 영역에서의 전이 과정을 거쳐서 상기 제4 연결 도파로(338)를 통해 출력된다. 상기 수신용 포토다이오드(360)는 상기 제4 연결 도파로(338)로부터 출력된 제1 광신호를 수신하고, 수신된 제1 광신호를 전기 신호로 검출한다.
상기 레이저 다이오드(360)의 발광면을 통해 출력된 제2 광신호는 상기 제2 연결 도파로(334)에 입력되고, 상기 모니터 포토다이오드(375)는 상기 레이저 다이오드(370)의 후면으로부터 출력된 광을 검출하여 상기 레이저 다이오드(370)의 동작 상태를 모니터링한다. 상기 제2 연결 도파로(334)에 입력된 제2 광신호는 상기 방향성 결합기(200')에 입력되고, 상기 방향성 결합기(200')에 입력된 제2 광신호는 결합 영역에서의 전이 과정을 거쳐서 상기 제1 연결 도파로(332)를 통해 외부로 출력된다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 방향성 결합기는 입출력부와 결합부의 선폭들을 서로 다르게 함으로써, 크기가 작으면서도 손실 및 크로스토크 특성들이 좋다는 이점이 있다.
또한, 본 발명에 따른 방향성 결합기는 외부 도파로의 선폭과 입출력부의 선폭을 근접시킬 수 있기 때문에 결합 효율을 높이기 위한 다른 인터페이스(interface)를 고려할 필요가 없고, 상기 방향성 결합기를 마치 블랙-박스(black-box)처럼 취급하여 집적화할 수 있기 때문에 집적화 프로세스가 간단해진다는 이점이 있다.
도 1은 종래의 방향성 결합기의 구성을 나타내는 도면,
도 2는 도 1에 도시된 방향성 결합기에서 발생하는 크로스토크를 설명하기 위한 도면,
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 방향성 결합기의 구성을 나타내는 도면,
도 4는 도 3에 도시된 제1 곡선 도파로를 나타내는 도면,
도 5는 도 3에 도시된 방향성 결합기에서의 광신호 전이 과정을 설명하기 위한 도면,
도 6은 도 3에 도시된 방향성 결합기를 이용한 양방향 광송수신 모듈의 구성을 나타내는 사시도,
도 7은 도 6에 도시된 양방향 광송수신 모듈을 나타내는 평면도,
도 8은 도 6에 도시된 양방향 광송수신 모듈의 변형예를 나타내는 도면.

Claims (5)

  1. 방향성 결합기에 있어서,
    제1 결합부, 상기 제1 결합부와 연결된 제1 곡선부, 상기 제1 곡선부와 연결된 입출력부 및 상기 제1 결합부와 연결된 제1 연결부를 갖는 제1 결합 도파로와;
    상기 제1 결합부와 함께 광신호의 결합 영역을 형성하는 제2 결합부, 상기 제2 결합부와 연결된 제2 연결부를 갖는 제2 결합 도파로를 포함하며,
    상기 입출력부의 선폭은 상기 제1 및 제2 결합부들의 선폭보다 큰 것을 특징으로 하는 방향성 결합기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 입출력부는 다중 모드 도파 조건을 만족하며, 상기 제1 및 제2 결합부들은 단일 모드 도파 조건을 만족함을 특징으로 하는 방향성 결합기.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 곡선부는 다항 곡선 구조를 가짐을 특징으로 하는 방향성 결합기.
  4. 양방향 광송수신 모듈에 있어서,
    입출력부와, 상기 입출력부와 연결되며 광신호의 결합 영역을 형성하는 제1 및 제2 결합부들과, 상기 결합 영역과 연결된 제1 및 제2 연결부들을 갖고, 상기 입출력부의 선폭이 상기 제1 및 제2 연결부들의 선폭보다 큰 방향성 결합기와;
    상기 제2 연결부에서 출력된 제1 광신호를 검출하기 위한 수신용 포토다이오드와;
    상기 제1 연결부로 제1 광신호를 입력시키기 위한 레이저 다이오드를 포함함을 특징으로 하는 양방향 광송수신 모듈.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 레이저 다이오드의 후면으로부터 방출된 광을 검출하여 상기 레이저 다이오드의 작동 상태를 모니터링하기 위한 모니터 포토다이오드를 더 포함함을 특징으로 하는 양방향 광송수신 모듈.
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4983006A (en) * 1988-03-29 1991-01-08 Nec Corporation Polarization-independent optical waveguide switch
JPH04179905A (ja) * 1990-11-14 1992-06-26 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 導波型光分岐素子
JPH05210029A (ja) * 1992-01-31 1993-08-20 Hitachi Ltd 双方向光伝送モジュール
JPH05333243A (ja) * 1992-06-03 1993-12-17 Hitachi Ltd 双方向モジュール
JP2000056149A (ja) * 1998-08-04 2000-02-25 Fujitsu Ltd 光方向性結合器

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4983006A (en) * 1988-03-29 1991-01-08 Nec Corporation Polarization-independent optical waveguide switch
JPH04179905A (ja) * 1990-11-14 1992-06-26 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 導波型光分岐素子
JPH05210029A (ja) * 1992-01-31 1993-08-20 Hitachi Ltd 双方向光伝送モジュール
JPH05333243A (ja) * 1992-06-03 1993-12-17 Hitachi Ltd 双方向モジュール
JP2000056149A (ja) * 1998-08-04 2000-02-25 Fujitsu Ltd 光方向性結合器

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