KR20140021483A - Optical transmitter and optical transceiver comprising optical transmitter - Google Patents

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KR20140021483A
KR20140021483A KR1020130088948A KR20130088948A KR20140021483A KR 20140021483 A KR20140021483 A KR 20140021483A KR 1020130088948 A KR1020130088948 A KR 1020130088948A KR 20130088948 A KR20130088948 A KR 20130088948A KR 20140021483 A KR20140021483 A KR 20140021483A
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이지현
조승현
두경환
명승일
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한국전자통신연구원
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Abstract

An optical transmitter and an optical transceiver comprising an optical transmitter are disclosed. The optical transmitter includes a semiconductor laser diode outputting an optical signal; a multi-layered thin film filter receiving the optical signal and allowing the optical signal corresponding to a transparent wavelength range to pass; and a concave lens collecting the optical signal passing through the multi-layered thin film filter. [Reference numerals] (AA) External resonance

Description

광송신기 및 이를 포함한 광송수신기{OPTICAL TRANSMITTER AND OPTICAL TRANSCEIVER COMPRISING OPTICAL TRANSMITTER}Optical transmitter and optical transmitter including the same {OPTICAL TRANSMITTER AND OPTICAL TRANSCEIVER COMPRISING OPTICAL TRANSMITTER}

아래의 설명은 광송신기 및 이를 포함하는 광송수신기에 관한 것이다. 보다 구체적으로 다층박막필터를 기반의 광송신기와 이를 이용하여 양방향으로 광을 송수신할 수 있도록 하는 광송수신기에 관한 것이다.The following description relates to an optical transmitter and an optical transmitter including the same. More specifically, the present invention relates to an optical transmitter based on a multilayer thin film filter and an optical transmitter to transmit and receive light in both directions using the same.

유선 가입자 망 또는 분리형 기지국 지원을 위한 모바일 백홀/프론트홀, 및 유무선 통합 가입자 망을 운용하는데 있어서, 시스템 성능은 광통신 모듈 및 광 부품들로 인해 결정된다. 그 중에서도 OSA(optical sub-assembly)는 광전 변환 혹은 전광 변환을 담당하는 핵심 부품으로 용도에 따라 TOSA (transmitter optical sub-assembly), ROSA (receiver optical sub-assembly), 또는 BOSA (bi-directional optical sub-assembly)로 나뉜다.In operating mobile backhaul / fronthaul for wired subscriber network or separate base station support, and wired / wireless integrated subscriber network, system performance is determined by optical communication modules and optical components. Among them, OSA (optical sub-assembly) is a core component responsible for photoelectric conversion or all-optical conversion. Depending on the application, a transmitter optical sub-assembly (TOSA), a receiver optical sub-assembly (ROSA), or a bi-directional optical sub (BOSA) may be used. -assembly).

특히, BOSA는 하나의 광섬유를 이용하여 동일한 또는 서로 다른 파장의 신호를 송신과 수신을 같이 할 수 있는 양방향 광 송수신기로서, 제품 자체의 크기를 줄여 집적도를 높이고, 제품의 단가를 낮출 수 있는 장점이 있다. 그리고, BOSA은 광송신 모듈과 수신 모듈 및 송신 신호와 수신 신호를 분리해내는 광 필터를 포함한다. 이 때, 광 필터는 송신 신호, 수신 신호 및 크로스톡을 고려하여 edge filter 또는 bandpass filter, tap filter 등을 사용한다. 또한, BOSA는 송신 모듈로 사용되는 광원에 따라 BOSA의 출력 파장과 광 세기 등 광학적 성능이 결정될 뿐 아니라 가격도 많이 좌우된다.In particular, BOSA is a bi-directional optical transceiver that can transmit and receive signals of the same or different wavelengths by using a single optical fiber, and has the advantage of reducing the size of the product itself, increasing the integration level, and lowering the cost of the product. have. The BOSA includes an optical transmission module and a reception module, and an optical filter for separating the transmission signal and the reception signal. In this case, the optical filter uses an edge filter, a bandpass filter, a tap filter, etc. in consideration of a transmission signal, a reception signal, and crosstalk. In addition, depending on the light source used as the transmission module, the optical performance such as the output wavelength and the light intensity of the BOSA is determined, and the price depends a lot.

최근에는 휴대가 가능한 다기능 디바이스 등장으로 유무선 네트워크에 과도한 트래픽이 유발된다. 이를 효율적으로 대처하기 위해 유선 가입자 망 또는 유무선 통합 가입자 망에 파장 분할 다중화 방식(WDM: Wavelength Division Multiplexing)의 연구가 진행되고 있다. 파장 분할 다중화 방식은 한 가닥의 광섬유에 복수의 광 파장을 다중화하여 송수신하는 기술이다. 파장 분할 다중화 방식은 한 가닥의 광섬유에 수용하는 광 파장의 수만큼 선로 비용이 절감될 뿐 아니라, 광 파장으로 채널을 분리하기 때문에 보안, QoS 및 프로토콜 투명성 측면에서 타 기술에 비하여 많은 장점이 있다.In recent years, the introduction of portable multifunction devices has caused excessive traffic to wired and wireless networks. In order to cope with this efficiently, a study of wavelength division multiplexing (WDM) has been conducted in a wired subscriber network or a wired / wireless integrated subscriber network. The wavelength division multiplexing method is a technique of multiplexing and transmitting a plurality of optical wavelengths to one strand of optical fiber. The wavelength division multiplexing method not only reduces the line cost by the number of optical wavelengths accommodated in a single optical fiber, but also separates channels by optical wavelengths, and thus has many advantages over other technologies in terms of security, QoS, and protocol transparency.

그러나, 파장 분할 다중화 방식을 활용하기 위해서는 광 종단장치마다 각각 다른 파장이 할당되어야 통신이 이루어지므로, 원격 노드 (Remote node)에 의해 분기되는 유선 가입자 망의 가입자 수, 또는 유무선 통합 망에 사용되는 분리형 기지국의 숫자만큼의 고유의 파장을 갖는 광트랜시버가 요구된다. 이와 같이, 파장 분할 다중화 방식은 광가입자 장치의 개수에 대응하여 WDM 광원의 개수가 증가하기 때문에, 전체 시스템 비용의 절감을 위해서 저가 WDM 광원의 요구가 증가하고 있다. 또한, 채널 간 크로스톡을 방지하기 위하여 출력 파장이 안정적으로 유지되어야 한다.However, in order to utilize the wavelength division multiplexing method, communication is required only when different wavelengths are allocated to each optical end device, and thus, the number of subscribers of the wired subscriber network branched by a remote node or the separate type used for wired / wireless integrated network. There is a need for an optical transceiver with a wavelength as unique as the number of base stations. As described above, the wavelength division multiplexing method increases the number of WDM light sources corresponding to the number of optical subscriber devices, so that the demand for low-cost WDM light sources is increasing to reduce overall system cost. In addition, the output wavelength must be kept stable to prevent crosstalk between channels.

다층 박막 필터 기반의 외부 공진 레이저를 소형화한 광송신기 및 이를 포함하는 광송수신기를 제공하는 것이다.The present invention provides an optical transmitter miniaturizing an external resonant laser based on a multilayer thin film filter and an optical transmitter including the same.

다층 박막 필터 기반의 외부 공진 레이저를 소형화함으로써, 외부 공진 레이저의 변조 대역폭을 확보할 수 있는 광송신기 및 이를 포함하는 광송수신기를 제공하는 것이다.By miniaturizing an external resonant laser based on a multilayer thin film filter, an optical transmitter and an optical transmitter including the same capable of securing a modulation bandwidth of an external resonant laser are provided.

다층 박막 필터 기반의 외부 공진 레이저를 포함하는 광송신기와 광수신기를 같이 패키징함으로써, 양방향으로 광송수신이 가능하도록 하여 유선망 광 가입자 단말 장치 또는 유무선 통합망의 분리형 기지국 등에 저가의 광송수신기로 사용될 수 있는 광송신기 및 이를 포함하는 광송수신기를 제공하는 것이다.By packaging the optical transmitter and optical receiver together with an external resonant laser based on a multilayer thin film filter, optical transmission and reception are possible in both directions, which can be used as an inexpensive optical transmitter for a wired optical subscriber terminal device or a separate base station of a wired / wireless integrated network. It is to provide an optical transmitter and an optical transmitter including the same.

일실시예에 따른 광송신기는 광신호를 출력하는 반도체 레이저 다이오드; 상기 광신호를 수신하여 투과 파장 대역에 대응하는 광신호를 통과시키는 다층 박막 필터; 및 상기 다층 박막 필터로부터 통과된 광신호를 모으는 오목 렌즈를 포함할 수 있다.In one embodiment, an optical transmitter includes a semiconductor laser diode that outputs an optical signal; A multilayer thin film filter which receives the optical signal and passes an optical signal corresponding to a transmission wavelength band; And a concave lens collecting the optical signals passed from the multilayer thin film filter.

일실시예에 따른 광송수신기는 반도체 레이저 다이오드로부터 출력된 광신호가 다층 박막 필터를 통과하고 통과된 광신호를 모으는 오목 렌즈를 포함하는 광송신기; 광송신기에서 출력되는 광신호와 광수신기로 입력되는 광신호를 분리해주는 빔 스플리터 및 광송수신기로 입력되는 광신호를 수신하는 광 수신기를 포함할 수 있다. In one embodiment, an optical transmitter includes: an optical transmitter including a concave lens in which an optical signal output from a semiconductor laser diode passes through a multilayer thin film filter and collects the optical signals passed through; It may include a beam splitter for separating the optical signal output from the optical transmitter and the optical signal input to the optical receiver and an optical receiver for receiving the optical signal input to the optical receiver.

다른 실시예에 따른 광송신기는 광신호를 출력하는 반도체 레이저 다이오드; 상기 광신호를 수신하여 투과 파장 대역에 대응하는 광신호를 통과시키는 다층 박막 필터; 및 상기 반도체 레이저 다이오드가 위치한 방향으로 상기 다층 박막 필터로부터 통과된 광신호를 모으는 오목거울을 포함할 수 있다.According to another embodiment, an optical transmitter includes a semiconductor laser diode that outputs an optical signal; A multilayer thin film filter which receives the optical signal and passes an optical signal corresponding to a transmission wavelength band; And a concave mirror collecting the optical signals passed from the multilayer thin film filter in a direction in which the semiconductor laser diode is located.

다른 실시예에 따른 광송수신기는 반도체 레이저 다이오드로부터 출력된 광신호가 다층 박막 필터를 통과하고 상기 반도체 레이저 다이오드가 위치한 방향으로 모으는 상기 통과된 광신호를 오목거울을 포함하는 광송신기; 및 광송신기에서 출력되는 광신호와 광수신기로 입력되는 광신호를 분리해주는 빔 스플리터; 및 광송수신기로 입력되는 광신호를 수신하는 광 수신기를 포함할 수 있다.According to another embodiment, an optical transmitter includes an optical transmitter including a concave mirror, in which an optical signal output from a semiconductor laser diode passes through a multilayer thin film filter and is collected in a direction in which the semiconductor laser diode is located; And a beam splitter for separating the optical signal output from the optical transmitter and the optical signal input to the optical receiver. And it may include an optical receiver for receiving an optical signal input to the optical transmitter.

또 다른 실시예에 따른 광송신기는 광신호를 출력하는 반도체 레이저 다이오드; 상기 광신호를 수신하여 투과 파장 대역에 대응하는 광신호를 통과시키는 다층 박막 필터; 및 상기 다층 박막 필터로부터 통과된 광신호를 모으는 시준화 렌즈를 포함할 수 있다.In another embodiment, an optical transmitter includes a semiconductor laser diode that outputs an optical signal; A multilayer thin film filter which receives the optical signal and passes an optical signal corresponding to a transmission wavelength band; And it may include a collimation lens for collecting the optical signal passed from the multilayer thin film filter.

또 다른 실시예에 따른 광송수신기는 시준화 렌즈를 이용하여 반도체 레이저 다이오드로부터 출력된 광신호를 평행한 광선의 광신호로 변환하고, 변환된 광신호가 다층 박막 필터를 통과하여 통과된 광신호를 전달받는 반사체를 포함하는 광송신기; 및 광송신기에서 출력되는 광신호와 광수신기로 입력되는 광신호를 분리해주는 빔 스플리터; 및 광송수신기로 입력되는 광신호를 수신하는 광 수신기를 포함할 수 있다.According to another embodiment, the optical transmitter converts an optical signal output from a semiconductor laser diode into an optical signal of parallel rays using a collimating lens, and transmits the optical signal passed through the multilayer thin film filter. An optical transmitter comprising a receiving reflector; And a beam splitter for separating the optical signal output from the optical transmitter and the optical signal input to the optical receiver. And it may include an optical receiver for receiving an optical signal input to the optical transmitter.

광송신기 및 이를 포함하는 광송수신기는 광송신기를 구성하는 렌즈로 시준화 렌즈 또는 오목 렌즈를 사용함으로써, 다층 박막 필터 기반의 외부 공진 레이저를 소형화 할 수 있다.An optical transmitter and an optical transmitter including the same can be miniaturized by using a collimating lens or a concave lens as a lens constituting the optical transmitter, and miniaturizing an external resonant laser based on a multilayer thin film filter.

광송신기 및 이를 포함하는 광송수신기는 광송신기를 구성하는 렌즈로 시준화 렌즈 또는 오목 렌즈를 사용하여 다층 박막 필터 기반의 외부 공진 레이저를 소형화함으로써, 외부 공진기의 길이가 짧아짐에 따라 레이저의 변조 대역폭도 확보할 수 있다.The optical transmitter and the optical transmitter including the optical transmitter are the lenses that make up the optical transmitter, and by using the collimating lens or the concave lens, the external resonant laser based on the multilayer thin film filter is miniaturized, and as the length of the external resonator is shortened, the modulation bandwidth of the laser is also reduced. It can be secured.

광송신기 및 이를 포함하는 광송수신기는 시준화 렌즈 또는 오목 렌즈를 이용한 다층 박막 필터 기반의 외부 공진 레이저를 포함하는 광송신기와 광수신기를 같이 패키징함으로써, 양방향으로 광송수신이 가능하도록 하여 유선망 광 가입자 단말 장치 또는 유무선 통합망의 분리형 기지국 등에 저가의 광송수신기로 사용될 수 있다.An optical transmitter and an optical transmitter including the same are packaged together with an optical transmitter and an optical receiver including a multi-layer thin film filter-based external resonant laser using a collimating lens or a concave lens to enable optical transmission and reception in both directions, thereby providing a wired network optical subscriber terminal. It can be used as an inexpensive optical transceiver for a device or a separate base station of a wired / wireless integrated network.

도 1은 일실시예에 따른 오목 렌즈를 포함하는 광송신기를 도시한 도면이다.
도 2는 일실시예에 따른 오목 렌즈를 포함하는 광송수신기를 도시한 도면이다.
도 3은 다른 실시예에 따른 오목 렌즈를 포함하는 광송수신기를 도시한 도면이다.
도 4는 일실시예에 따른 오목 거울을 포함하는 광송신기를 도시한 도면이다.
도 5는 일실시예에 따른 오목 거울을 포함하는 광송수신기를 도시한 도면이다.
도 6은 다른 실시예에 따른 오목 거울을 포함하는 광송수신기를 도시한 도면이다.
도 7은 일 실시예에 따른 시준화 렌즈를 포함하는 광송신기를 도시한 도면이다. 1 is a diagram illustrating an optical transmitter including a concave lens according to an embodiment.
2 is a diagram illustrating an optical transceiver including a concave lens according to an embodiment.
3 is a view illustrating an optical transmitter including a concave lens according to another embodiment.
4 is a view illustrating an optical transmitter including a concave mirror according to an embodiment.
5 is a view illustrating an optical transmitter including a concave mirror according to an embodiment.
6 is a view illustrating an optical transmitter including a concave mirror according to another embodiment.
FIG. 7 illustrates an optical transmitter including a collimating lens according to an exemplary embodiment.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 아래의 특정한 구조적 내지 기능적 설명들은 단지 발명의 실시예들을 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 발명의 범위가 본문에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 안된다. 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The specific structural or functional descriptions below are merely illustrative for purposes of illustrating embodiments of the invention and are not to be construed as limiting the scope of the invention to the embodiments described in the text. Like reference numerals in the drawings denote like elements.

도 1은 일실시예에 따른 오목 렌즈를 포함하는 광송신기를 도시한 도면이다.1 is a diagram illustrating an optical transmitter including a concave lens according to an embodiment.

도 1은 파장 분할 다중화 방식(WDM: Wavelength Division Multiplexing)에서 사용될 수 있는 광송신기를 도시한 도면이다. 이 때, 광송신기는 고유의 파장을 수용함으로써 파장 분할 다중화 방식이 사용되는 유선망 광 가입자 단말 또는 유/무선 통신망의 분리형 기지국에서 사용될 수 있다. 1 is a diagram illustrating an optical transmitter that may be used in wavelength division multiplexing (WDM). In this case, the optical transmitter may be used in a wired optical subscriber station or a separate base station of a wired / wireless communication network in which wavelength division multiplexing is used by accommodating a unique wavelength.

구체적으로, 도 1을 참고하면, 광송신기는 반도체 레이저 다이오드(101), 다층 박막 필터(102), 오목 렌즈(103)를 포함할 수 있다.Specifically, referring to FIG. 1, the optical transmitter may include a semiconductor laser diode 101, a multilayer thin film filter 102, and a concave lens 103.

반도체 레이저 다이오드(101)는 이득 매질로써, 광 신호를 출력할 수 있다. 그리고, 반도체 레이저 다이오드(101)는 경우에 따라, 반도체 광 증폭기로 대체될 수 있다. 그리고, 반도체 레이저 다이오드(101)의 출사면은 무반사 코팅 (anti-reflectin coating)이 되어 있고, 후면은 고반사 코팅 (high-reflection coating)이 되어 있을 수 있다. 그리고, 반도체 레이저 다이오드(101)는 다층 박막 필터(102) 및 오목 렌즈(103)와 결합하여 외부 공진기를 형성할 수 있다.The semiconductor laser diode 101 may output an optical signal as a gain medium. In addition, the semiconductor laser diode 101 may be replaced with a semiconductor optical amplifier in some cases. In addition, the emission surface of the semiconductor laser diode 101 may be an anti-reflectin coating, and the rear surface may be a high-reflection coating. The semiconductor laser diode 101 may be combined with the multilayer thin film filter 102 and the concave lens 103 to form an external resonator.

다층 박막 필터(102)는 반도체 레이저 다이오드(101)로부터 출력된 광신호를 수신하여 투과 파장 대역에 대응하는 광신호를 통과시킬 수 있다. 다층 박막 필터의 한쪽 면은 멀티 레이어 박막 코팅이 되어 있고, 다른 쪽 면에는 무반사 코팅이 되어 있을 수 있다. 또한, 다층 박막 필터(102)는 반도체 레이저 다이오드(102)와 오목 렌즈(103) 사이에 위치할 수 있다.The multilayer thin film filter 102 may receive an optical signal output from the semiconductor laser diode 101 and pass an optical signal corresponding to a transmission wavelength band. One side of the multilayer thin film filter may have a multilayer thin film coating and the other side may have an antireflective coating. In addition, the multilayer thin film filter 102 may be positioned between the semiconductor laser diode 102 and the concave lens 103.

오목 렌즈(103)는 다층 박막 필터(102)로부터 통과된 광신호를 모을 수 있다. 구체적으로, 오목 렌즈(103)는 부분 반사 코팅을 한 렌즈(partial coated lens)일 수 있다. 그리고, 부분 코팅 렌즈는 오목-볼록 렌즈(concavo-convex lens), 볼록-오목 렌즈(convex-concavo lens), 또는 한 쪽이 납작하고 다른 쪽은 오목한 렌즈( Plano-concave lens)와 양쪽이 볼록한 렌즈(double convex lens)가 조합된 렌즈 등에 부분 반사 코팅을 할 수 있다. 또한, 오목 렌즈(103)는 전반사 코팅이 되어 있을 수 있다.The concave lens 103 may collect the optical signals passed from the multilayer thin film filter 102. Specifically, the concave lens 103 may be a partial coated lens. The partially coated lens may be a concavo-convex lens, a convex-concavo lens, or a plano-concave lens on one side and a convex on both sides. (reflective coating may be applied to a lens including a double convex lens). In addition, the concave lens 103 may be a total reflection coating.

위에 구성을 포함하는 광송신기는 외부 공진 레이저를 소형화함으로써, 외부 공진기의 길이가 짧아짐에 따라 레이저의 변조 대역폭도 확보할 수 있다.The optical transmitter including the above structure can be miniaturized by the external resonant laser, so that the modulation bandwidth of the laser can be secured as the length of the external resonator is shortened.

또한, 광송수신기는 도2에 도시된 것과 같이 광수신기(205), 그리고 빔스플리터(204)를 포함할 수 있다. 광송신기는 반도체 레이저 다이오드(201), 다층 박막 필터(202) 및 오목 렌즈(203)를 포함할 수 있다. 이 때, 광송수신기는 오목 렌즈(203)을 이용한 다층 박막 필터(202) 기반의 외부 공진을 이용하여 양방향 광송수신을 할 수 있다.In addition, the optical transmitter may include an optical receiver 205 and a beam splitter 204 as shown in FIG. The optical transmitter may include a semiconductor laser diode 201, a multilayer thin film filter 202, and a concave lens 203. In this case, the optical transmitter and the receiver may perform bidirectional optical transmission using an external resonance based on the multilayer thin film filter 202 using the concave lens 203.

그리고, 광송수신기는 도3에 도시된 것과 같이 광송수신기는 광송신기와 광수신기, 빔스플리터(304), 그리고 아이솔레이터(307)를 포함할 수 있다. 광송신기는 반도체 레이저 다이오드(301), 다층 박막 필터(302) 및 오목 렌즈(303)를 포함할 수 있다. 아이솔레이터(307)는 광송신기에서 출력된 광신호의 일부가 반사되어 광송신기로 재입사되지 않도록 차단할 수 있다.As shown in FIG. 3, the optical transmitter may include an optical transmitter, an optical receiver, a beam splitter 304, and an isolator 307. The optical transmitter may include a semiconductor laser diode 301, a multilayer thin film filter 302, and a concave lens 303. The isolator 307 may block a portion of the optical signal output from the optical transmitter to be reflected back to the optical transmitter.

위에 구성을 포함하는 광송신기는 다층 박막 필터(302)로부터 통과된 광신호를 오목 렌즈(303)을 이용하여 모은 후, 모은 광신호를 광섬유로 출력함으로써, 외부 공진 레이저를 소형화할 수 있다. 또한, 광송신기는 외부 공진 레이저를 소형화함에 따라 직접 변조 가능한 속도를 높일 수 있는 장점이 있다.
The optical transmitter including the above structure collects the optical signals passed from the multilayer thin film filter 302 using the concave lens 303 and outputs the collected optical signals to the optical fiber, thereby miniaturizing the external resonant laser. In addition, the optical transmitter has an advantage of increasing the speed that can be directly modulated by miniaturizing the external resonant laser.

도 4는 일실시예에 따른 오목 거울을 포함하는 광송신기를 도시한 도면이다.4 is a view illustrating an optical transmitter including a concave mirror according to an embodiment.

도 4는 파장 분할 다중 방식에서 사용될 수 있는 광송신기로써, 파장 분할 다중화 방식이 사용되는 유선망 광 가입자 단말 또는 유/무선 통신망의 분리형 기지국에서 사용될 수 있다.4 is an optical transmitter that can be used in a wavelength division multiplexing scheme, and can be used in a wired network optical subscriber station or a separate base station of a wired / wireless communication network using a wavelength division multiplexing scheme.

도 4를 참고하면, 광송신기는 반도체 레이저 다이오드(401), 다층 박막 필터(402), 오목 거울(403)을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 4, the optical transmitter may include a semiconductor laser diode 401, a multilayer thin film filter 402, and a concave mirror 403.

오목 거울(403)은 오목 렌즈에 부분 반사 코팅이 아닌, 전반사 코팅을 함으로써 구현할 수 있다. 반도체레이저 다이오드(401)는 이득 매질로써, 광 신호를 출력할 수 있다. 그리고, 반도체 레이저 다이오드(401)는 경우에 따라, 반도체 광 증폭기로 대체될 수 있다. 그리고, 반도체 레이저 다이오드(401)는 다층 박막 필터(402) 및 오목 거울(403)과 결합하여 외부 공진을 형성할 수 있다.The concave mirror 403 may be implemented by applying a total reflection coating to the concave lens, rather than a partial reflection coating. The semiconductor laser diode 401 may output an optical signal as a gain medium. In addition, the semiconductor laser diode 401 may be replaced with a semiconductor optical amplifier in some cases. The semiconductor laser diode 401 may be combined with the multilayer thin film filter 402 and the concave mirror 403 to form an external resonance.

다층 박막 필터(402)는 반도체 레이저 다이오드(401)로부터 출력된 광신호를 수신하여 투과 파장 대역에 대응하는 광신호를 통과시킬 수 있다. 또한, 다층 박막 필터(402)는 오목 거울(403)에 의하여 투과 파장 대역이 새롭게 정의될 수 있다. 다층 박막 필터(402)는 레이저 다이오드(402)와 오목 거울(403) 사이에 위치할 수 있다. 또한, 광송신기의 출력은 반도체 레이저 다이오드(401)의 back-facet으로 출력될 수 있다. The multilayer thin film filter 402 may receive an optical signal output from the semiconductor laser diode 401 and pass an optical signal corresponding to a transmission wavelength band. In addition, in the multilayer thin film filter 402, a transmission wavelength band may be newly defined by the concave mirror 403. The multilayer thin film filter 402 may be located between the laser diode 402 and the concave mirror 403. In addition, the output of the optical transmitter may be output to the back-facet of the semiconductor laser diode 401.

그리고, 광송수신기는 도 5에 도시된 것과 같이 광송신기와 광수신기(505), 그리고 빔 스플리터(504)를 포함할 수 있다. 광송신기는 반도체 레이저 다이오드(501), 다층 박막 필터(502), 오목 거울(503)을 포함할 수 있다. 이 때, 광송수신기는 오목 거울(503)을 이용한 다층 박막 필터(502) 기반의 외부 공진을 이용하여 양방향 광송수신을 할 수 있다.The optical transmitter may include an optical transmitter, an optical receiver 505, and a beam splitter 504 as shown in FIG. 5. The optical transmitter may include a semiconductor laser diode 501, a multilayer thin film filter 502, and a concave mirror 503. At this time, the optical transmitter and the receiver may perform bidirectional optical transmission using an external resonance based on the multilayer thin film filter 502 using the concave mirror 503.

또한, 광송수신기는 도 6에 도시된 것과 같이 광송신기와 광수신기(605), 빔스플리터(604), 그리고 아이솔레이터(608)을 포함할 수 있다. 광송신기는 반도체 레이저 다이오드(601), 다층 박막 필터(602), 오목 거울(603)을 포함할 수 있다. 아이솔레이터(608)은 광송신기에서 출력된 광신호의 일부가 광송신기로 재입사되지 않도록 할 수 있다.
In addition, the optical transmitter may include an optical transmitter, an optical receiver 605, a beam splitter 604, and an isolator 608 as shown in FIG. 6. The optical transmitter may include a semiconductor laser diode 601, a multilayer thin film filter 602, and a concave mirror 603. The isolator 608 may prevent a portion of the optical signal output from the optical transmitter not to be reincident to the optical transmitter.

도 7은 일 실시예에 따른 시준화 렌즈를 포함하는 광송신기를 도시한 도면이다. 이 때, 광 송신기는 고유의 파장을 안정적으로 출력함으로써 파장 분할 다중화 방식이 사용되는 유선망 광 가입자 단말 또는 유/무선 통신망의 분리형 기지국에서 사용될 수 있다.FIG. 7 illustrates an optical transmitter including a collimating lens according to an exemplary embodiment. At this time, the optical transmitter can be used in a wired network optical subscriber station or a separate base station of a wired / wireless communication network in which wavelength division multiplexing is used by stably outputting a unique wavelength.

구체적으로, 도 7을 참고하면, 광송신기는 반도체 레이저 다이오드(701), 시준화 렌즈 (702), 다층 박막 필터 (703), 그리고 반사체(704)를 포함할 수 있다.Specifically, referring to FIG. 7, the optical transmitter may include a semiconductor laser diode 701, a collimating lens 702, a multilayer thin film filter 703, and a reflector 704.

반도체 레이저 다이오드(701)는 이득 매질로써, 광 신호를 출력할 수 있다. 그리고, 반도체 레이저 다이오드(701)의 출사면은 무반사 코팅 (anti-reflectin coating)이 되어 있고, 후면은 고반사 코팅 (high-reflection coating)이 되어 있을 수 있다.The semiconductor laser diode 701 may output an optical signal as a gain medium. In addition, the emission surface of the semiconductor laser diode 701 may be an anti-reflectin coating, and the rear surface may be a high-reflection coating.

시준화 렌즈(702)는 반도체 레이저 다이오드(701)로부터 출력된 광신호를 수신할 수 있다. 그리고, 시준화 렌즈(702)는 수신한 광신호를 평행한 광선의 광신호로 변환할 수 있다. 이 때, 평행한 광선의 광신호는 시준화 렌즈(702)의 축을 기준으로 평행한 광선을 유지할 수 있다.The collimation lens 702 may receive an optical signal output from the semiconductor laser diode 701. The collimating lens 702 may convert the received optical signal into an optical signal of parallel rays. In this case, the optical signal of the parallel light beam may maintain the parallel light beam with respect to the axis of the collimation lens 702.

그리고, 다층 박막 필터(703)은 시준화 렌즈(702)로부터 변환된 광신호를 수신하여 투과 파장 대역에 대응하는 변환된 광신호를 통과시킬 수 있다. 다층 박막 필터(703)의 한쪽 면은 멀티 레이어 박막 코팅이 되어 있고, 다른 쪽 면에는 무반사 코팅이 되어 있을 수 있다. 다층 박막 필터(703)의 투과 파장 스펙트럼은 로렌치안 모양 또는 협대역 가우시안으로 표현될 수 있다. 또한, 다층 박막 필터(703)의 박막은 투과 파장 스펙트럼이 로렌치안 모양으로 표현되도록 설계될 수 있다.The multilayer thin film filter 703 may receive the converted optical signal from the collimation lens 702 and pass the converted optical signal corresponding to the transmission wavelength band. One side of the multilayer thin film filter 703 may be a multilayer thin film coating, and the other side may be an antireflective coating. The transmission wavelength spectrum of the multilayer thin film filter 703 may be represented by a Lorentzian shape or a narrowband Gaussian. In addition, the thin film of the multilayer thin film filter 703 may be designed such that the transmission wavelength spectrum is represented by a Lorentzian shape.

그리고, 반도체 레이저 다이오드(701)는 다층 박막 필터(703) 및 시준화 렌즈(702), 반사체 (704)와 결합하여 외부 공진기를 형성할 수 있다. 외부 공진기의 공진 조건과 다층 박막 필터(703)의 투과 특성에 따라 외부 공진 레이저의 출력 파장이 결정될 수 있다. 이 때 외부 공진 레이저의 광 출력이 출사되는 방향은 반도체 레이저 다이오드(701)의 후면일 수도 있으며, 반사체 (704) 후면일 수도 있다. 외부 공진 레이저의 광 출력이 반사체(704) 후면으로 나오게 하는 경우 반사체(704)는 부분 반사 코팅을 할 수 있다.The semiconductor laser diode 701 may be combined with the multilayer thin film filter 703, the collimating lens 702, and the reflector 704 to form an external resonator. The output wavelength of the external resonant laser may be determined according to the resonance condition of the external resonator and the transmission characteristic of the multilayer thin film filter 703. In this case, the light output direction of the external resonant laser may be emitted from the rear surface of the semiconductor laser diode 701 or the rear surface of the reflector 704. The reflector 704 may be partially reflective coated when the light output of the external resonant laser is directed to the back of the reflector 704.

그리고, 도면으로 개시되어 있지는 않지만, 광송수신기는 광송신기와 광수신기, 그리고 빔 스플리터를 포함할 수 있다. 광송신기는 반도체 레이저 다이오드(701), 시준화 렌즈 (702), 다층 박막 필터 (703), 그리고 반사체(704)를 포함할 수 있다. 이 때, 광송수신기는 시준화 렌즈(702)를 이용한 다층 박막 필터(703) 기반의 외부 공진을 이용하여 양방향 광송수신을 할 수 있다.Although not shown in the drawings, the optical transmitter may include an optical transmitter, an optical receiver, and a beam splitter. The optical transmitter may include a semiconductor laser diode 701, a collimating lens 702, a multilayer thin film filter 703, and a reflector 704. In this case, the optical transmitter and receiver may perform bidirectional optical transmission using an external resonance based on the multilayer thin film filter 703 using the collimation lens 702.

또한, 도면으로 개시되어 있지는 않지만, 광송수신기는 시준화 렌즈(702)를 포함하는 광송신기와 광수신기, 빔스플리터, 그리고 아이솔레이터를 포함할 수 있다. 여기서, 아이솔레이터는 광송신기에서 출력된 광신호의 일부가 광송신기로 재입사되지 않도록 할 수 있다.
In addition, although not shown in the drawings, the optical transmitter may include an optical transmitter including a collimating lens 702, an optical receiver, a beam splitter, and an isolator. Here, the isolator may prevent a part of the optical signal output from the optical transmitter from being reincident to the optical transmitter.

본 발명의 실시 예에 따른 방법들은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다.The methods according to embodiments of the present invention may be implemented in the form of program instructions that can be executed through various computer means and recorded in a computer-readable medium. The computer-readable medium may include program instructions, data files, data structures, and the like, alone or in combination. The program instructions recorded on the medium may be those specially designed and constructed for the present invention or may be available to those skilled in the art of computer software.

이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.As described above, the present invention has been described by way of limited embodiments and drawings, but the present invention is not limited to the above embodiments, and those skilled in the art to which the present invention pertains various modifications and variations from such descriptions. This is possible.

그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the described embodiments, but should be determined by the equivalents of the claims, as well as the claims.

101: 레이저 다이오드
102: 다층 박막 필터
103: 오목 렌즈101: laser diode
102: multilayer thin film filter
103: concave lens

Claims (15)

광신호를 출력하는 반도체 레이저 다이오드;
상기 광신호를 수신하여 투과 파장 대역에 대응하는 광신호를 통과시키는 다층 박막 필터; 및
상기 다층 박막 필터로부터 통과된 광신호를 모으는 오목 렌즈
를 포함하는 광송신기.A semiconductor laser diode for outputting an optical signal;
A multilayer thin film filter which receives the optical signal and passes an optical signal corresponding to a transmission wavelength band; And
Concave lens for collecting the optical signal passed from the multilayer thin film filter
Optical transmitter including a. 제1항에 있어서,
상기 오목 렌즈는,
부분 반사 코팅이 된 렌즈(partial coated lens)로써, 오목-볼록 렌즈(coated concavo-convex lens), 볼록-오목 렌즈(coated convex-concavo lens), 또는 한쪽이 납작하고 반대쪽은 오목한 렌즈와 양쪽이 볼록한 렌즈가 조합된 형태인 광송신기.The method of claim 1,
Wherein the concave lens comprises:
Partial coated lenses, such as a coated concavo-convex lens, a coated convex-concavo lens, or a flat concave lens on one side and a convex on both sides. Optical transmitter in the form of a combined lens. 제1항에 있어서,
상기 오목 렌즈는,
상기 다층 박막 필터로부터 이격되어 위치하고, 상기 다층박막 필터는, 상기 반도체 레이저 다이오드로부터 이격되어 위치하는 광송신기.The method of claim 1,
Wherein the concave lens comprises:
An optical transmitter positioned apart from the multilayer thin film filter, wherein the multilayer thin film filter is spaced apart from the semiconductor laser diode. 반도체 레이저 다이오드로부터 출력된 광신호가 다층 박막 필터를 통과하고 통과된 광신호를 모으는 오목 렌즈를 포함하는 광송신기; 및
광송신기에서 출력되는 광신호와 광수신기로 입력되는 광신호를 분리해주는 빔 스플리터; 및 광송수신기로 입력되는 광신호를 수신하는 광 수신기;
를 포함하는 광송수신기An optical transmitter including a concave lens through which the optical signal output from the semiconductor laser diode passes through the multilayer thin film filter and collects the optical signals that have passed; And
A beam splitter for separating an optical signal output from the optical transmitter and an optical signal input to the optical receiver; And an optical receiver configured to receive an optical signal input to the optical transmitter.
Optical transceiver including 제4항에 있어서,
상기 광송수신기는,
상기 광송신기에서 출력된 광신호의 일부가 반사되어 광송신기로 재입사되지 않도록 하는 아이솔레이터(isolator)를 더 포함하는 광송수신기.5. The method of claim 4,
The optical transmitter,
And an isolator to prevent a part of the optical signal output from the optical transmitter from being reflected back into the optical transmitter. 광신호를 출력하는 반도체 레이저 다이오드;
상기 광신호를 수신하여 투과 파장 대역에 대응하는 광신호를 통과시키는 다층 박막 필터; 및
상기 반도체 레이저 다이오드가 위치한 방향으로 상기 다층 박막 필터로부터 통과된 광신호를 모으는 오목거울
을 포함하는 광송신기.A semiconductor laser diode for outputting an optical signal;
A multilayer thin film filter which receives the optical signal and passes an optical signal corresponding to a transmission wavelength band; And
A concave mirror that collects the optical signals passed from the multilayer thin film filter in a direction in which the semiconductor laser diode is located
Optical transmitter including a. 제6항에 있어서,
상기 오목거울은,
상기 다층 박막 필터로부터 이격되어 위치하고, 상기 다층박막 필터는, 상기 반도체 레이저 다이오드로부터 이격되어 위치하는 광송신기.The method according to claim 6,
The concave mirror,
An optical transmitter positioned apart from the multilayer thin film filter, wherein the multilayer thin film filter is spaced apart from the semiconductor laser diode. 반도체 레이저 다이오드로부터 출력된 광신호가 다층 박막 필터를 통과하고 상기 반도체 레이저 다이오드가 위치한 방향으로 모으는 상기 통과된 광신호를 오목거울을 포함하는 광송신기; 및
광송신기에서 출력되는 광신호와 광수신기로 입력되는 광신호를 분리해주는 빔 스플리터; 및 광송수신기로 입력되는 광신호를 수신하는 광 수신기;
를 포함하는 광송수신기.An optical transmitter including a concave mirror, in which the optical signal output from the semiconductor laser diode passes through the multilayer thin film filter and collects in the direction in which the semiconductor laser diode is located; And
A beam splitter for separating an optical signal output from the optical transmitter and an optical signal input to the optical receiver; And an optical receiver configured to receive an optical signal input to the optical transmitter.
Optical transmitter including a. 제8항에 있어서,
상기 광송수신기는,
상기 반도체 레이저 다이오드의 반대 방향에서 출력된 광신호를 모이기 위한 렌즈를 더 포함하는 광송수신기.9. The method of claim 8,
The optical transmitter,
And a lens for collecting the optical signal output from the opposite direction of the semiconductor laser diode. 제9항에 있어서,
상기 렌즈는,
상기 반도체 레이저 다이오드를 중심으로 상기 오목거울의 반대 방향에 위치하는 광송수신기.10. The method of claim 9,
The lens,
And an optical transceiver positioned in an opposite direction to the concave mirror with respect to the semiconductor laser diode. 제8항에 있어서,
상기 광송수신기는,
상기 광송신기에서 출력된 광신호의 일부가 반사되어 광송신기로 재입사되지 않도록 하는 아이솔레이터(isolator)를 더 포함하는 광송수신기.9. The method of claim 8,
The optical transmitter,
And an isolator to prevent a part of the optical signal output from the optical transmitter from being reflected back into the optical transmitter. 광신호를 출력하는 반도체 레이저 다이오드;
상기 출력된 광신호를 평행한 광선의 광신호로 변환하는 시준화 렌즈;
상기 변환된 광신호를 수신하여 투과 파장 대역에 대응하는 상기 변환된 광신호를 통과시키는 다층 박막 필터; 및
상기 다층 박막 필터를 통과한 광신호를 전달받는 반사체
를 포함하는 광송신기.A semiconductor laser diode for outputting an optical signal;
A collimation lens for converting the output optical signal into an optical signal of parallel rays;
A multilayer thin film filter which receives the converted optical signal and passes the converted optical signal corresponding to a transmission wavelength band; And
Reflector for receiving the optical signal passing through the multilayer thin film filter
Optical transmitter including a. 제12항에 있어서,
상기 다층 박막 필터는,
상기 다층 박막 필터의 투과 파장 스펙트럼이 로렌치안 모양 또는 협대역 가우시안을 띄도록 하는 광송신기.The method of claim 12,
The multilayer thin film filter,
And a transmission wavelength spectrum of the multilayer thin film filter having a Lorentzian shape or a narrow band Gaussian. 시준화 렌즈를 이용하여 반도체 레이저 다이오드로부터 출력된 광신호를 평행한 광선의 광신호로 변환하고, 변환된 광신호가 다층 박막 필터를 통과하여 통과된 광신호를 전달받는 반사체를 포함하는 광송신기; 및
광송신기에서 출력되는 광신호와 광수신기로 입력되는 광신호를 분리해주는 빔 스플리터; 및 광송수신기로 입력되는 광신호를 수신하는 광 수신기;
를 포함하는 광송수신기.An optical transmitter including a reflector for converting an optical signal output from the semiconductor laser diode into a parallel light signal using a collimating lens and receiving the optical signal passed through the multilayer thin film filter; And
A beam splitter for separating an optical signal output from the optical transmitter and an optical signal input to the optical receiver; And an optical receiver configured to receive an optical signal input to the optical transmitter.
Optical transmitter including a. 제14항에 있어서,
상기 광송수신기는,
상기 광송신기에서 출력된 평행한 광선의 광신호 일부가 반사되어 광송신기로 재입사되지 않도록 하는 아이솔레이터(isolator)를 더 포함하는 광송수신기.15. The method of claim 14,
The optical transmitter,
And an isolator for preventing a part of the optical signal of parallel rays output from the optical transmitter to be reflected and re-entered into the optical transmitter.
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