KR20140088435A - 하이브리드 광결합 모듈 및 그 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 광을 전송하는 광학부와 광신호를 전기신호로 변환하는 전기부를 효율적으로 광결합하기 위하여 광학부와 전기부를 별도 제작한 후 결합한 것을 하이브리드 광결합 모듈 및 그 제조방법에 관한 것으로, 광신호를 전송하는 광전송수단과, 상기 광전송수단의 광신호가 출력되는 지점에 접합되어 출력된 광을 집속하는 어레이 렌즈를 포함하는 광학부와, 상기 어레이렌즈를 통해 집속된 광신호를 수신하여 전기신호로 변환하는 전기부를 포함하되, 상기 광전송수단과 상기 어레이 렌즈에는 상기 어레이 렌즈가 상기 광전송수단의 광이 출력되는 지점에 접합되도록 정렬마크(Align mark)를 형성한다.
Description
본 발명은 하이브리드 광결합 모듈 및 그 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 광을 전송하는 광학부와 광신호를 전기신호로 변환하는 전기부를 효율적으로 광결합하기 위하여 광학부와 전기부를 별도 제작한 후 결합한 것을 하이브리드 광결합 모듈 및 그 제조방법에 관한 것이다.
스마트폰과 스마트 패드 등을 비롯한 모바일 기기 들이 보편화됨에 따라 인터넷 트래픽은 지속적으로 증가하고 있으며, 인터넷 트래픽을 효율적으로 전달하기 위하여 라우터, 스위치, 전송장치 등이 고속화 대용량화 되고 있다. 단위 시간 당 전송용량을 높이기 위해서 기간전송 망에서는 하나의 광섬유에 서로 다른 파장의 광신호를 파장분할(WDM) 다중화하여 보내는 방식이 2000년 이후로 주로 사용되고 있고, 가입자 망의 경우도 하나의 광섬유에 서로 다른 파장으로 양방향 전송하는 기술이 상용화되어 있다. 이더넷 분야에 있어서도 파장분할 다중화 방식이나 리본 광섬유(Ribbon fiber)를 통해 병렬 (parallel) 전송하는 방식이 표준화 되고 있다. 40G 이더넷의 경우에는 단일모드 광섬유(Single mode fiber) 10km 전송을 위해서 10G × 4 채널 CWDM 방식을 표준으로 채택했으며, 100G 이더넷의 경우에는 단일모드 광섬유 10km, 40km 전송을 위해서 25G × 4채널 LAN-WDM 방식을 표준으로 채택했다.
광트랜시버는 광섬유를 매체로 하는 광전송 시스템, 대용량 라우터 및 스위치 등의 광통신 장치에서 광송신과 광수신 기능을 담당하는 모듈을 말한다. 이러한 광트랜시버 모듈에서 광전 변환 및 전광 변환 기능을 담당하는 광부품이 있으며, 대용량 신호를 수용하기 위하여 여러 개의 광신호를 동시에 접속할 수 있는 구조가 제안되고 있다.
그 예로 파장분할 다중화 방식에서 여러 파장의 신호를 다중화(MUX)하거나 분리(DMUX)하기 위해서는 평판형 광도파로(PLC; Planar Lightwave Circuit)를 이용하는 방식이 주로 사용되고 있다. 이중 평판형 광도파로의 경우 배열 도파로 회절격자(AWG: Arrayed Waveguide Grating)를 이용하거나 여러 가지 그레이팅 기술을 실리카 또는 실리콘 기반의 공정을 사용하여 제작하게 된다. 평판형 도파로 소자는 수동 부품이기 때문에 PD 같은 능동 부품과 결합해야만 광수신기 모듈과 같은 완제품이 될 수 있으며, 이들은 서로 다른 물질로 이루어져 있기 때문에 한 기판 위에 동일한 공정으로 동시에 제작하는데 어려움이 있다. 따라서, 각각의 개별 공정에 의해 제작된 평판형 광도파로와 발광소자(LD:Laser Diode) 및 수광소자(PD)를 결합시켜야 하며 이를 하이브리드 집적 (hybrid integration) 이라고 한다.
평판형 광도파로에 PD를 결합하는 방식은 광도파로의 코어(Core)에서 출력된 빛을 직접 커플링하는 접촉결합(butt coupling) 방식이나 도 1에 도시한 것처럼 45° 각도의 거울면(1)을 사용하여 빛의 경로를 90° 각도로 반사시켜 결합하는 방식을 많이 사용하고 있다.
기존의 90° 반사 결합 방식의 경우에는 평판 도파로(2) 위에 PD를 실장하거나 평판 도파로(2) 위에 실장기판(3)을 얹고 PD(Photo Diode) 및 TIA(Transimpedance Amflifier)를 순차적으로 배치하는 구조이기 때문에 모든 부품(4)을 조립한 후에나 시험이 가능하고 불량이 발생하게 되면 통째로 버려야 하므로 양산성이 떨어지는 단점이 있다. 특히, 채널 수가 많을 경우에는 불량이 생길 확률이 더 높아지며 한 채널이라도 제대로 동작하지 않을 경우 전체를 다 버려야 하는 단점이 있다. 또한 고속으로 갈수록 빛을 감지하는 PD의 능동영역(active area)이 작아지기 때문에 평판 도파로(2)의 반사면(1)과 PD의 능동영역이 멀어질수록 커플링 효율이 떨어지게 된다.
본 발명에서는 전술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여, 광전송수단에 어레이 렌즈를 접합하여 이루어진 광학부와 기판위에 PD와 TIA를 실장한 전기부를 독립적으로 제작, 시험한 다음 능동 정렬하여, 불량률을 낮출 수 있고, 불량이 생기더라도 광학부 또는 전기부 중 어느 하나만 손실 되므로 생산 단가를 낮출 수 있으며, 어레이 렌즈를 광전송수단에 일체형으로 접합하는 구조이기 때문에 PD의 능동 영역에 빛의 포커싱이 용이하고, 손실률을 줄일 수 있는 하이브리드 광결합 모듈 및 그 제조방법을 제공한다.
상기의 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일실시예에 따른 하이브리드 광결합 모듈은 광신호를 전송하는 광전송수단과, 상기 광전송수단의 광신호가 출력되는 지점에 접합되어 출력된 광을 집속하는 어레이 렌즈를 포함하는 광학부와, 상기 어레이렌즈를 통해 집속된 광신호를 수신하여 전기신호로 변환하는 전기부를 포함하되, 상기 광전송수단과 상기 어레이 렌즈에는 상기 어레이 렌즈가 상기 광전송수단의 광이 출력되는 지점에 접합되도록 정렬마크(Align mark)가 형성된다.
한편, 본 발명의 일 실시 예에 따른 하이브리드 광결합 모듈 제조방법은 광신호를 전송하는 광전송수단과, 상기 광전송수단의 광신호가 출력되는 지점에 접합되어 출력된 광을 집속하는 어레이 렌즈를 포함하는 광학부와, 상기 어레이렌즈를 통해 집속된 광신호를 수신하여 전기신호로 변환하는 전기부를 포함하는 하이브리드 광결합 모듈의 제조방법으로, 상기 광전송수단과 어레이 렌즈에 정렬마크를 형성하는 단계와, 상기 정렬마크에 맞춰 광전송수단에 어레이 렌즈를 접합하여 광학부를 형성하는 단계와, 상기 광전송수단의 일측에 경사면을 형성하는 단계와, 상기 경사면에 반사(HR: high reflection)코팅을 하여 반사층을 형성하는 단계와, 상기 반사층이 형성된 광학부와 상기 전기부를 능동정렬하는 단계를 포함한다.
본 발명에 따른 하이브리드 광결합 모듈 및 그 제조방법은 광섬유 또는 광도파로와 같은 광전송수단에 어레이 렌즈를 접합하고, 상기 광전송수단에 경사진 반사층을 형성하여 이루어진 광학부와 기판위에 PD와 TIA를 실장한 전기부를 독립적으로 제작, 시험한 다음 능동 정렬하여, 불량률을 낮출 수 있고, 불량이 생기더라도 광학부 또는 전기부 중 어느 하나만 손실 되므로 생산 단가를 낮출 수 있으며, 어레이 렌즈를 광전송수단에 일체형으로 접합하는 구조이기 때문에 PD의 능동 영역에 빛의 포커싱이 용이하고, 손실률을 줄일 수 있는 유용한 효과가 있다.
도 1은 종래 수직방식의 광결합 모듈의 구조를 보인 단면도,
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 하이브리드 광결합 모듈을 도시한 단면도,
도 3은 광전송수단과 어레이렌즈가 접합된 모습을 보인 도면,
도 4는 접합된 광전송수단과 어레이렌즈에 경사면을 형성한 모습을 보인 도면,
도 5는 도 4의 경사면에 반사층을 형성한 모습을 보인 도면,
도 6은 도12 광학부를 도시한 평면도,
도 7은 도1의 전기부를 도시한 평면도,
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 하이브리드 광결합 모듈을 도시한 단면도,
도 9는 도8에 도시된 광학부를 도시한 평면도,
도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 하이브리드 광결합 모듈을 도시한 단면도,
도 11은 도 10에 도시된 광학부를 도시한 평면도,
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 광결합 모듈 제조방법의 순서도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 하이브리드 광결합 모듈을 도시한 단면도,
도 3은 광전송수단과 어레이렌즈가 접합된 모습을 보인 도면,
도 4는 접합된 광전송수단과 어레이렌즈에 경사면을 형성한 모습을 보인 도면,
도 5는 도 4의 경사면에 반사층을 형성한 모습을 보인 도면,
도 6은 도12 광학부를 도시한 평면도,
도 7은 도1의 전기부를 도시한 평면도,
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 하이브리드 광결합 모듈을 도시한 단면도,
도 9는 도8에 도시된 광학부를 도시한 평면도,
도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 하이브리드 광결합 모듈을 도시한 단면도,
도 11은 도 10에 도시된 광학부를 도시한 평면도,
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 광결합 모듈 제조방법의 순서도이다.
본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 여기서 동일한 구성에 대해서는 동일부호를 사용하며, 반복되는 설명, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다. 본 발명의 실시형태는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 하이브리드 광결합 모듈을 도시한 단면도이고, 도 6은 도2의 광학부를 도시한 평면도이다. 도 2와 도 6에 도시한 것처럼, 본 발명의 하이브리드 광결합 모듈은 광신호를 전송하는 광전송수단과, 상기 광전송수단의 광신호가 출력되는 지점에 접합되어 출력된 광을 집속하는 어레이 렌즈(200)를 포함하는 광학부(300)와, 상기 어레이 렌즈(200)를 통해 집속된 광신호를 수신하여 전기신호로 변환하는 전기부(400)를 포함하고, 상기 광전송수단과 상기 어레이 렌즈(200)에는 상기 어레이 렌즈(200)가 상기 광전송수단의 광이 출력되는 지점에 정확하게 접합되도록 정렬마크(101,201)가 형성된다.
일반적으로, 광 트랜시버(transceiver) 모듈에서 광신호를 전기신호를 변환하는 부품을 ROSA(Receiver Optical Sub-Assembly)라고 한다. 광통신의 속도가 증가함에 따라 병렬전송 방식이 증가하게 되어 ROSA 모듈에는 광출력이 다심(multi-core) 형태인 평판형 광도파로 또는 실리콘 광학벤치의 V홈(V-groove)을 이용한 광섬유 어레이가 많이 사용된다. 상기 광도파로 또는 광섬유에서 출력된 광신호는 PD(photo diode)를 통해서 전기신호로 바뀌고 TIA(Transimpedance Amflifier)를 거쳐 상기 PD의 출력전류를 증폭하고 전압으로 변환되는 데, 광신호가 전기신호로 변환되기 위해서는 PD의 능동영역에 효율적으로 커플링이 되어야 한다.
본 발명에 따른 하이브리드 광결합 모듈은 도 2에 도시한 바와 같이, 광학부(300)와 전기부(400)로 구성되며, 광학부(300)는 광전송수단과 상기 광전송수단에서 출력된 빛을 집속하기 위한 어레이 렌즈(200)를 포함하고, 전기부(400)는 상기 어레이 렌즈(200)를 통과하면서 집속된 광신호를 입력받아 전기신호로 변환하도록 구성된다.
도 7은 도1의 전기부를 도시한 평면도이다. 본 발명의 일실시예에 따르면, 상기 전기부(400)는 서브마운트(410)와, 상기 서브마운트(410) 상단에 장착되는 기판(420)과, 상기 기판(420)의 상단에 실장되고 와이어 본딩(450,wire-bonding)되는 PD(430) 및 TIA(440)를 포함한다. 만약 채널 수가 많을 경우 상기 기판(420)을 다수의 기판으로 분리하여 제작할 수 있으며, 상기 TIA(440)는 고속 전기신호 전송을 위해 기판(420)의 상단에 형성된 패턴(460)과 와이어 본딩(wire-bonding)처리될 수 있다.
본 발명의 경우 상기한 바와 같이 광학부(300)와 전기부(400)가 물리적으로 분리되어 있어 각각을 따로 독립적으로 제작하여 시험한 후에 능동정렬(Active alignment)을 통하여 하나의 금속판 위에 결합할 수 있기 때문에 전체적인 불량률을 줄일 수 있는 장점이 있다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 하이브리드 광결합 모듈을 도시한 단면도이고, 도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 하이브리드 광결합 모듈을 도시한 단면도이다.
상기 광전송수단은 도 8과 도 10에 도시한 바와 같이 광신호를 전송하는 공지의 다양한 실시의 형태로 구비될 수 있고, 상기 광전송수단은 별도의 서브마운트(140)의 상단에 장착된 형태를 취할 수 있다. 일례로, 상기 광전송수단은 다심(multi-core)형태의 평판형 광도파로(110)로 구비될 수 있다. 또한, 다른 실시예로, 상기 광전송수단은 V홈(121)이 형성된 실리콘 광학벤치(120)와, 상기 V홈(121)에 끼워지고 에폭시로 고정되는 광섬유(130)를 포함할 수 있다.
상기 광전송수단이 평판형 광도파로(110)일 경우에 대해 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 일실시예에 따른 상기 광학부(300)는 도 6에서 보는 바와 같이, 평판형 광도파로(110)의 코어(113)를 통해 전송된 빛이 출력되는 지점에 어레이 렌즈(200)의 중심이 놓일 수 있도록 평판형 광도파로(110)와 어레이 렌즈(200)에 각각 정렬 마크(101,201)를 새겨 놓는 것을 특징으로 한다. 상기 정렬 마크(101,201)는 여러 가지 모양이 존재할 수 있다. 상기 정렬 마크(101,201)를 형성하여 평판형 광도파로(110)에 어레이 렌즈(200)를 정위치에 접합시킬 수 있다. 본 발명의 일실시예에 따르면, 상기 광전송수단과 어레이 렌즈(200)는 에폭시계 접착제를 이용하여 접합가능하다.
한편, 도 3은 광전송수단과 어레이렌즈가 접합된 모습을 보인 도면이고, 도 4는 접합된 광전송수단과 어레이렌즈에 경사면을 형성한 모습을 보인 도면이며, 도 5는 도 4의 경사면에 반사층을 형성한 모습을 보인 도면이다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 상기 평판형 광도파로(110)의 일측단부에는 전체 또는 일부분에 경사면(111)이 형성되고, 상기 경사면(111)에는 광신호를 수직하게 반사시키는 반사층(112)이 형성되며, 상기 어레이 렌즈(200)는 강기 반사층(112)에서 반사된 광신호가 출력되는 지점에 접합된다.
상기 경사면(111)은 상기 평판형 광도파로(110) 또는 어레이렌즈(200)에 형성된 정렬마크(101,201)를 기준으로 하여 45도 각도로 형성되고, 연마(polishing) 또는 식각(etching)의 공정을 통해 형성될 수 있다. 상기와 같은 방법으로 형성된 경사면(111)에는 반사(HR; High Reflection)코팅을 진행하여 광신호가 반사되는 반사층(112)을 형성할 수 있다. 상기 경사면(111)의 각도는 45도가 가장 이상적이나 실제 구현에서는 정확하게 연마가 어렵기 때문에 45도 각도로 한정되지 않는다.
도 8은 본 발명에 따른 다른 실시 예를 도시한 것으로, 상기 평판형 광도파로(110)와 어레이 렌즈(200) 전체를 45도 각도로 연마하는 것이 아니라, 코어(113)의 빛이 출력되는 평판형 광도파로(110)의 일부분에 식각(etching) 공정을 통하여 요입공간(115)을 형성하고, 상기 요입공간(115)의 단부에 45도의 경사면(111)을 형성하고, 이 경사면(111)에 반사층(112)을 형성하는 것이다.
한편, 상기 광학부(300)는 도 9에서 보는 바와 같이, 빛이 반사되는 지점이 어레이 렌즈(200)의 중심에 놓일 수 있도록 평판형 광도파로(110)에 형성된 경사면(111)에 반사층(112)을 형성한 뒤, 정렬 마크(101)를 새겨 놓는다. 마찬가지로 어레이 렌즈(200)에도 정렬 마크(201)를 새겨 놓는다. 상기 평판형 광도파로(110)와 어레이 렌즈(200)에 형성된 정렬 마크(101,201)를 기준으로 평판형 광도파로(110)와 어레이 렌즈(200)를 정해진 위치에 접합시킬 수 있다.
도 10은 본 발명에 따른 또 다른 실시 예로서, 상기 광전송수단이 V홈(121)이 형성된 실리콘 광학벤치(120)와, 상기 V홈(121)에 끼워지고 에폭시로 고정되는 광섬유(130)를 포함하는 경우에 대해 설명한다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 상기 V홈(121)의 일측면에는 경사면(122)이 형성되고, 상기 경사면(122)에는 광신호를 수직하게 반사시키는 반사층(123)이 형성되며, 상기 어레이 렌즈(200)는 상기 반사층(123)에서 반사된 광신호가 출력되는 지점에 접합된다.
도 11은 도 10에 도시된 광학부를 도시한 평면도로서, 도 11을 참조하여 보다 구체적으로 설명하면, 상기 실리콘 광학벤치(120)의 V홈(121)에 끼워진 광섬유(130)에서 출력된 빛이 반사되는 지점이 어레이 렌즈(200)의 중심에 놓일 수 있도록 V홈(121)의 일측면에 경사면(122)을 형성하고, 상기 경사면(122)에 반사층(123)을 형성한 다음 정렬 마크(101)를 새겨 놓는다. 그리고, 광섬유(130)의 단부가 반사층(123) 앞까지 오도록 V홈(121)속에 광섬유(130)를 배치하고 에폭시를 사용하여 고정시킨다. 마찬가지로 어레이 렌즈(200)에도 정렬 마크(201)가 새겨져 있기 때문에 어레이 렌즈(200)와 실리콘 광학벤치(120)의 정렬마크(101,201)를 기준으로 어레이 렌즈(200)를 실리콘 광학벤치(120)에 접합시킬 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 상기 광전송수단과 어레이렌즈(200)의 접합면에는 빛의 손실을 줄이도록 AR(anti-reflecting)코팅처리가 이루어진다. 또한, 상기 어레이 렌즈(200)의 광이 출력되는 면에는 빛의 손실을 줄이도록 AR(anti-reflecting)코팅처리가 추가로 이루어질 수 있다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 광결합 모듈 제조방법의 순서도이다. 본 발명의 일실시예에 따른 하이브리드 광결합 모듈 제조방법은 광전송수단과 어레이 렌즈(200)에 정렬마크(101,201)를 형성하는 단계(S100)와, 상기 정렬마크(101,201)에 맞춰 광전송수단에 어레이 렌즈(200)를 접합하여 광학부(300)를 형성하는 단계(S200)와, 상기 광전송수단의 일측에 연마(polishing) 또는 식각(etching) 등의 공정을 통해 경사면(111,122)을 형성하는 단계(S300)와, 상기 경사면(111,122)에 반사(HR: high reflection)코팅을 하여 반사층(112,123)을 형성하는 단계(S400)와, 상기 반사층(112,123)이 형성된 광학부(300)와 상기 전기부(400)를 능동정렬하는 단계(S500)를 포함한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 광결합 모듈 제조방법의 구체적 설명에 앞서, 상기 하이브리드 광결합 모듈과 동일하게 적용되는 상세한 설명은 생략하며, 상기 하이브리드 광결합 모듈의 설명을 참조하여 이해될 수 있음을 밝혀두는 바이다.
본 발명에서 지칭하는 하이브리드 광결합 모듈은 광신호를 전송하는 광전송수단과, 상기 광전송수단의 광신호가 출력되는 지점에 접합되어 출력된 광을 집속하는 어레이 렌즈(200)를 포함하는 광학부(300)와, 상기 어레이렌즈(200)를 통해 집속된 광신호를 수신하여 전기신호로 변환하는 전기부(400)를 포함한다.
상기 S100단계는 광전송수단과 어레이 렌즈(200)에 정렬마크(101,201)를 형성하는 단계이다. 상기 광전송수단은 광신호를 전송하는 공지의 다양한 실시의 형태로 구비될 수 있지만, 일례로, 상기 광전송수단은 다심(multi-core)형태의 평판형 광도파로(110)로 구비될 수 있다. 또한, 다른 실시예로, 상기 광전송수단은 V홈(121)이 형성된 실리콘 광학벤치(120)와, 상기 V홈(121)에 끼워지고 에폭시로 고정되는 광섬유(130)를 포함할 수 있다. 상기 정렬 마크(101,201)는 여러 가지 모양이 존재할 수 있다.
상기 S200단계는 상기 정렬마크(101,201)에 맞춰 광전송수단에 어레이 렌즈(200)를 접합하여 광학부(300)를 형성하는 단계이다. 상기 정렬 마크(101,201)가 형성됨에 따라 평판형 광도파로(110) 또는 실리콘 광학벤치(120)와 어레이 렌즈(200)를 정위치에 접합시킬 수 있다. 본 발명의 일실시예에 따르면, 상기 S200단계에서 상기 광전송수단과 어레이 렌즈(200)는 에폭시계 접착제로 접합된다.
상기 S300단계는 상기 광전송수단의 일측에 연마(polishing) 또는 식각(etching) 등의 공정을 통해 경사면(111,122)을 형성하는 단계이다. 상기 광전송수단이 다심(multi-core)형태의 평판형 광도파로(110)의 형태를 취할 경우, 상기 경사면(111)은 상기 평판형 광도파로(110)의 일측단부에 연마(polishing) 또는 식각(etching)의 공정을 거쳐 형성되고, 상기 광전송수단이 V홈(131)이 형성된 실리콘 광학벤치(120)와, 상기 V홈(121)에 끼워지고 에폭시로 고정되는 광섬유(130)를 포함할 경우, 상기 경사면(122)은 V홈(121)의 일측면에 식각(etching)의 공정을 거쳐 형성된다.
상기 S400단계는 상기 경사면(111,122)에 반사(HR: high reflection)코팅을 하여 반사층(112,123)을 형성하는 단계이다. 상기 반사층(112,123)은 상기 광전송수단에서 출력된 광신호를 반사시켜 광신호의 경로를 변환시켜준다.
상기 S500단계는 상기 반사층(112,123)이 형성된 광학부(300)와 상기 전기부(400)를 능동정렬하는 단계이다. 본 발명의 일실시예에 따르면, 상기 전기부(400)는, 서브마운트(410) 위에 기판(420)을 장착하고, 상기 기판(420) 위에 수광소자(430, photo diode) 및 전치증폭기(440, Transimpedance Amflifier)를 실장한 다음 상기 수광소자(430)와 전치증폭기(440) 및 전치증폭기(440)와 기판(420)을 와이어 본딩(wire-bonding)하여 구성된다. 본 발명의 경우 상기한 바와 같이 광학부(300)와 전기부(400)가 물리적으로 분리되어 있어 각각을 따로 독립적으로 제작하여 시험한 후에 능동정렬(Active alignment)을 통하여 하나의 금속판 위에 결합할 수 있기 때문에 전체적인 불량률을 줄일 수 있는 장점이 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
110 : 평판형 광도파로
111,122 : 경사면
112,123 : 반사층
120 : 실리콘광학벤치
121 : V홈
130 : 광섬유
200 : 어레이렌즈
300 : 광학부
400 : 광변환모듈
410 : 서브마운트
420 : 기판
430 : PD
440 : TIA
111,122 : 경사면
112,123 : 반사층
120 : 실리콘광학벤치
121 : V홈
130 : 광섬유
200 : 어레이렌즈
300 : 광학부
400 : 광변환모듈
410 : 서브마운트
420 : 기판
430 : PD
440 : TIA
Claims (16)
- 광신호를 전송하는 광전송수단과, 상기 광전송수단의 광신호가 출력되는 지점에 접합되어 출력된 광을 집속하는 어레이 렌즈를 포함하는 광학부;
상기 어레이렌즈를 통해 집속된 광신호를 수신하여 전기신호로 변환하는 전기부;를 포함하되, 상기 광전송수단과 상기 어레이 렌즈에는 상기 어레이 렌즈가 상기 광전송수단의 광이 출력되는 지점에 접합되도록 정렬마크(Align mark)가 형성된 것을 특징으로 하는 하이브리드 광결합 모듈. - 제 1항에 있어서,
상기 광전송수단은 다심(multi-core)형태의 평판형 광도파로를 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 광결합 모듈. - 제 1항에 있어서,
상기 광전송수단은 V홈(V-groove)이 형성된 실리콘 광학벤치(SiOB)와, 상기 V홈에 끼워지고 에폭시로 고정되는 광섬유를 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 광결합 모듈. - 제 1항에 있어서,
상기 광전송수단과 어레이렌즈는 에폭시로 접합되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 광결합 모듈. - 제 2항에 있어서,
상기 평판형 광도파로의 일측단부에는 경사면이 형성되고, 상기 경사면에는 광신호를 수직하게 반사시키는 반사층이 형성되며, 상기 어레이 렌즈는 강기 반사층에서 반사된 광신호가 출력되는 지점에 접합된 것을 특징으로 하는 하이브리드 광결합 모듈. - 제 3항에 있어서,
상기 V홈의 일측면에는 경사면이 형성되고, 상기 경사면에는 광신호를 수직하게 반사시키는 반사층이 형성되며, 상기 어레이 렌즈는 강기 반사층에서 반사된 광신호가 출력되는 지점에 접합된 것을 특징으로 하는 하이브리드 광결합 모듈. - 제 1항에 있어서,
상기 전기부는 서브마운트와, 상기 서브마운트 상단에 장착되는 기판과, 상기 기판의 상단에 실장되는 수광소자(PD) 및 전치증폭기(TIA)를 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 광결합 모듈. - 제 1항에 있어서,
상기 광전송수단과 어레이렌즈의 접합면에는 빛의 손실을 줄이도록 AR(anti-reflecting)코팅처리가 이루어진 것을 특징으로 하는 하이브리드 광결합 모듈. - 제 1항에 있어서,
상기 어레이 렌즈의 광이 출력되는 면에는 빛의 손실을 줄이도록 AR(anti-reflecting)코팅처리가 이루어진 것을 특징으로 하는 하이브리드 광결합 모듈. - 광신호를 전송하는 광전송수단과, 상기 광전송수단의 광신호가 출력되는 지점에 접합되어 출력된 광을 집속하는 어레이 렌즈를 포함하는 광학부와, 상기 어레이렌즈를 통해 집속된 광신호를 수신하여 전기신호로 변환하는 전기부를 포함하는 하이브리드 광결합 모듈 제조방법에 있어서,
상기 광전송수단과 어레이 렌즈에 정렬마크를 형성하는 단계;
상기 정렬마크에 맞춰 광전송수단에 어레이 렌즈를 접합하여 광학부를 형성하는 단계;
상기 광전송수단의 일측에 경사면을 형성하는 단계;
상기 경사면에 반사(high reflection)코팅을 하여 반사층을 형성하는 단계;
상기 반사층이 형성된 광학부와 상기 전기부를 능동정렬하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 광결합 모듈 제조방법. - 제 10항에 있어서,
광전송수단은 다심(multi-core)형태의 평판형 광도파로를 포함하고, 상기 경사면은 상기 평판형 광도파로의 일측단부에 형성된 것을 특징으로 하는 하이브리드 광결합 모듈 제조방법. - 제 10항에 있어서,
상기 광전송수단은 V홈(V-groove)이 형성된 실리콘 광학벤치(SiOB)와, 상기 V홈에 끼워지고 에폭시로 고정되는 광섬유를 포함하되, 상기 경사면은 V홈의 일측면에 형성된 것을 특징으로 하는 하이브리드 광결합 모듈 제조방법. - 제 10항에 있어서,
상기 전기부는, 서브마운트 위에 기판을 장착하고, 상기 기판 위에 수광소자(PD) 및 전치증폭기(TIA)를 실장한 다음 상기 수광소자와 전치증폭기 및 전치증폭기와 기판을 와이어 본딩(wire-bonding)하여 구성된 것을 특징으로 하는 하이브리드 광결합 모듈 제조방법. - 제 10항에 있어서,
상기 광전송수단과 어레이 렌즈는 에폭시계 접착제로 접합된 것을 특징으로 하는 하이브리드 광결합 모듈 제조방법. - 제 11항에 있어서,
상기 경사면은 상기 평판형 광도파로의 일측단부를 연마하여 형성된 것을 특징으로 하는 하이브리드 광결합 모듈 제조방법. - 제 12항에 있어서,
상기 경사면은 상기 V홈(V-groove)의 일측면을 식각(etching)하여 형성된 것을 특징으로 하는 하이브리드 광결합 모듈 제조방법.
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