KR20160061185A

KR20160061185A - 광개구수를 이용한 파장다중 양방향 광송수신모듈

Info

Publication number: KR20160061185A
Application number: KR1020140163769A
Authority: KR
Inventors: 이병규; 최재영
Original assignee: 주식회사 엠피콤
Priority date: 2014-11-21
Filing date: 2014-11-21
Publication date: 2016-05-31
Also published as: KR101687788B1

Abstract

본 발명은 파장다중 양방향 광송수신모듈 (Wavelength Division Multiplexing Bi-directional Optical Sub-assembly) 에 관한 것으로, 레이저다이오드 (laser diode)와 광화이버 (optical fiber) 사이에 오목렌즈 (concave lens)를 삽입해서 레이저다이오드에서 광화이버로 입사된 광의 개구수 (numerical aperture)는 작아지고 반대로 광화이버에서 포토다이오드 (photodiode)로 입사되는 광의 개구수는 증가하는 현상을 이용하고, 또한 레이저다이오드 빔 (beam)이 투과할 수 있는 구멍이 내장된 파라보릭 반사체 (parabolic mirror with hole)를 사용하여 레이저다이오드 빔은 손실 없이 광화이버로 집속되고 동시에 수광부 (photodiode)로 최대의 광이 입사되어 광손실을 2dB 이하로 감소하는 구조를 특징으로 한다. 기존의 SFP (Small Form Factor) 광송수신모듈에 장착할 수 있도록 소형화가 가능하고 광송신부와 광수신부 사이의 고립도 (optical isolation, optical cross-talk)를 제어하기 위해서 포토다이오드 (photodiode) 앞단에 WDM 차단필터 (WDM blocking filter)를 장착하고 집적광 (focusing beam)을 사용하므로 기존대비 광손실이 향상되고도 저가격화를 이루는 것을 특징으로 한다.

Description

광개구수를 이용한 파장다중 양방향 광송수신모듈{WDM Bi-directional Optical Sub-assembly using Beam Aperture Method}

본 발명은 파장다중 양방향 광송수신모듈 (Wavelength Division Multiplexing Bi-directional Optical Sub-assembly)에 관한 것으로, 특히 기존의 광송신부, 광수신부와 3분기 파장다중소자가 분리된 형태 (discrete type)로 사용되는 것을 WDM 필터 (Wavelength Division Multiplexing filter)를 사용하지 않고 광개구수를 확대하는 오목렌즈와 집속광을 평행광으로 변환해 주는 파라보릭 반사체 (parabolic mirror)를 이용하여 소형화 저가격화를 실현하는 집적화 (integrated)된 양방향 광송수신모듈에 관한 것이다.

광통신 분야에서 기존에는 두개의 광섬유를 사용하거나 두개의 파장을 하나의 광섬유로 양방향 전송하는 구조를 많이 사용하였다.

그러나 점차 광송수신모듈이 고속화하고 대용량화 함에 따라 파장다중을 이용한 CWDM (Corse Wavelength Division Multiplexing), DWDM (Dense Wavelength Division Multiplexing)과 같이 복수의 파장을 동시에 하나의 광섬유에 전송하는 것이 기술의 핵심이다.

종래의 파장다중 양방향 광송수신모듈을 도 1에 도시하였다.

WDM 필터는 광입사각 (angle of incidence)이 0 ~ 1.8도로 작을 경우에는 두개의 인접한 파장 λ1 과 λ2 의 가드밴드 (guard band) 가 수 나노미터인 100G, 50G spacing 의 경우에도 충분히 투과파장과 반사파장을 분리할 수 있으나, 기존의 양방향 광송수신모듈을 구현하기 위해서는 광입사각을 45도 정도로 크게 하는 구조를 필요로 하게 된다. 그러나 WDM 필터의 구조특성상 입사각이 증가할 경우 S-편광(S-polarization)과 P-편광 (P-polarization)의 반사/투과특성 차이가 크게 발생하여서 결국 인접한 파장간의 투과 반사특성이 편광에 따라 왜곡되어 정상적인 WDM 필터의 기능을 상실하게 된다. 이러한 이유로서 WDM 필터를 내장한 양방향송수신모듈의 제작이 어렵고 외장형 WDM coupler를 사용한 구조를 채택하게 되었다.

도 1을 참조하면, 종래의 파장다중 광송수신모듈은 광송신부 (1)과 광수신부 (2)는 분리된 구조를 갖고 λ1, λ2 - λk - λn 의 파장 중 하나의 특정파장 λk 만 투과하고 나머지 파장은 모두 반사하는 기능을 갖는 필터 (5)를 사용한 3분기 WDM coupler (3)와 결합해서 양방향 광송수신을 이루는 구조이다.

그런데 광송신부와 수신부는 3-port coupler 와 서로 광화이버를 융착하거나 광커넥터를 사용하여 결합되므로 복잡한 구조를 가지며 또한 저가격, 소형화에도 문제점이 있다.

이러한 문제를 해결하기 위해 분리된 광송수신부와 WDM coupler를 일체화한 양방향 광송수신모듈로 미국공개특허 2008-0310853이 공개되어 있다.

도 2를 참조하면, 이러한 종래 기술은 양방향의 파장대역이 C-밴드 (파장대역 1530 ~ 1560nm) 와 L-밴드 (파장대역 1570 ~ 1600nm) 인 경우에 10nm 정도의 밴드간 파장차이 (guard band)를 분리하기 위해서 0 ~ 8도 입사각을 갖는 WDM 필터 (9)를 사용해서 레이저다이오드 (7)에서 출력된 빔은 평행광렌즈 (8)를 통해 평행광으로 변환된 후 광화이버 (12)로 집속되고, 반대로 광황이버 (12)에서 출력된 빔은 평행광 렌즈 (11)을 거친 후 WDM 필터 (9)에서 특정 파장만이 반사되어 반사체 (15)를 거친 후 집속광렌즈 (14)를 통해 포토다이오드 (13)로 집속되는 구조이다.

DWDM 과 같이 인접한 파장의 거리가 1 ~ 3nm 로 매우 작은 경우에는 WDM 필터 (9)의 입사각을 1.5도 이내로 할 경우에만 인접파장의 투과반사 특성을 만족하는데, 이 경우 상대적으로 반사되는 빔의 각도가 작으므로 WDM 필터 (9)와 반사체 (15)간의 거리를 충분히 길게 해야 한다.

그러나 양방향 광송수신모듈이 SFP case (small form pluggable case) 에 장착되기에는 길이에 문제점이 생기고, 또한 평행광을 사용함으로서 양산시 정밀한 제어가 요구되고 필연적으로 저가격화에 문제가 발생하게 된다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 종래의 문제점을 해결하고자 하는 것으로, 종래의 광송신부, 광수신부, WDM coupler 가 분리된 형태의 모듈을 WDM 필터를 사용하지 않고, 광개구수 증가를 이용하는 방법을 사용해서 오목렌즈와 파라보릭 반사체를 사용하는 광송수신부를 하나의 모듈로 집적화하여 기존의 레이저다이오드와 포토다이오드 부품은 그대로 사용하면서 소형화 저가격화를 실현하는 파장다중 양방향 광송수신모듈을 제공하는 것이다.

이러한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 특징에 따른 파장다중 양방향 광송수신모듈은,

파장다중 양방향 광송수신모듈에 있어서,

레이저다이오드 (20)에서 출력된 광신호가 집광렌즈 (21)와 광아이소레이터 (22)를 통과해서 집속광 (focusing beam)을 이루고, 파라보릭 반사체 (23)의 구멍과 오목렌즈 (24)를 거치면서 광개구수 (beam aperture)가 감소하고 최종적으로 광화이버 (25)로 집속되는 구조이다.

반대로 상기 광화이버 (25)에서 출력된 광신호는 오목렌즈 (24)를 거치면서 광개구수가 증가하고 상기 파라보릭 반사체 (23)을 통해 평행광으로 변환되어 90도로 광축이 변환되고 WDM 차단필터 (28, WDM blocking filter)를 통해 특정의 파장만이 통과하고 집속광렌즈 (27)를 통해 포토다이오드 (26)로 집속되는 구조를 가진다.

상기 오목렌즈 (24)를 사용해서 상기 레이져다이오드 (20)에서 출력된 광신호의 개구수는 감소하고 상기 광화이버 (25)에서 출력된 광신호의 개구수는 증가하는 구조를 사용한다.

상기 레이저다이오드의 빔 (20)을 상기 오목렌즈 (24) 대비 기울이거나 끝단이 6 내지 8 도로 경사지게 가공된 광화이버 (25)를 사용해서 광결합효율을 저하하지 않으면서 광송수신모듈의 손실을 개선한다.

상기 파라보릭 반사체 (23)는 내부에 구멍을 갖으며, 상기 구멍을 통해서 레지저다이오드(20)에서 출력된 빛을 투과하는 것을 특징으로 한다.

출력 광신호로서 1260 ~ 1610nm 중 단파장대역을 사용하고, 입력광신호로서 출력광신호와 동일한 파장대역을 사용하거나 인접한 복수의 DWDM 파장을 사용하는 것을 특징으로 한다.

레이저다이오드 (20)에서 출력된 광신호가 집광렌즈 (21)와 광아이소레이터 (22)를 통과해서 집속광 (focusing beam)을 이루고, 광화이버(25)로부터 수광되는 광신호가 집속광렌즈 (27)를 통해 포토다이오드 (26)로 집속되는 구조를 가지는 파장다중 양방향 광송수신모듈에 있어서,

상기 광화이버 (25)에서 출력된 광신호는 오목렌즈 (24)를 거치면서 광개구수가 증가하고 상기 파라보릭 반사체 (23)을 통해 평행광으로 변환되어 90도로 광축이 변환되고 WDM 차단필터 (28, WDM blocking filter)를 통해 특정의 파장만이 통과하고 상기 집속광렌즈 (27)를 통해 상기 포토다이오드 (26)로 집속되는 구조를 가지는 것을 특징으로 한다.

상기 광아이소레이터 (22)를 통과한 집속 광신호는 상기 파라보릭 반사체 (23)의 구멍과 오목렌즈 (24)를 거치면서 광개구수 (beam aperture)가 감소하고, 광화이버 (25)로 집속되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 실시예에서는 기존의 광송신부, 광수신부와 3분기 파장다중소자가 분리된 형태 (discrete type)로 사용되는 것을 WDM 필터(Wavelength Division Multiplexing filter)를 사용하지 않고 광개구수를 확대하는 오목렌즈와 집속광을 평행광으로 변환해 주는 파라보릭 반사체 (parabolic mirror)를 이용하여 소형화 저가격화를 실현하는 집적화 (integrated) 된 양방향 광송수신모듈을 제공할 수 있다.

또한, 본 발명은 단일파장을 사용한 경우 이외에도 특별한 구조의 변경 없이 양방향의 파장이 서로 다른 경우에 적용이 가능하며 특히 수광부 앞에 간단히 WDM 블로킹필터 (WDM blocking filter)를 장착함으로서 원하는 파장대역만을 포토다이오드로 투과시켜서 CWDM (coarse wavelength division multiplexing), DWDM (dense wavelength division multiplexing) 양방향 광송수신모듈에 응용할 수 있다.

도 1은 기존 광송신부, 광수신부, 3분기 파장다중소자를 사용한 광송수신모듈의 개략도이다.
도 2 는 기존 파장다중 필터와 반사체를 사용해서 파이버와 레이져다이오드 및 포토다이오드를 평행광을 이용해서 만든 양방향 광송수신모듈의 개락도이다.
도 3 은 본 발명의 실시예에 따른 오목렌즈를 이용해서 광화이버로부터 입사된 광개구수를 증가시키는 개략도이다.
도 4 는 본 발명의 실시예에 따른 광화이버에서 출력된 발산하는 광을 파라보릭 반사체를 사용해서 평행광으로 변환하는 개략도이다.
도 5 는 본 발명의 실시예에 따른 레이저다이오드 빔은 통과하는 구멍을 가지고 포토다이오드로 입력되는 빔은 반사되는 파라보릭 반사체의 구조도면이다.
도 6 은 본 발명의 실시예에 따른 오목렌즈를 거쳐 광개구수가 증가된 빔은 파라보릭 반사체를 통해 평행광으로 변환되고 파장다중차단필터를 통과 후 포토다이오드로 집속되고, 레이저다이오드에서 출력된 빔은 집속광 렌즈를 통해 파라보릭 반사체 내부의 구멍으로 통해서 광화이버로 집속되는 개념도이다.
도 7 은 본 발명의 실시예로서 레이저다이오드와 포토다이오드의 가우시안빔 (Gaussian beam)과 광개구수 (beam aperture)를 나타내는 개략도이다.
도 8 은 본 발명의 실시예로서 오목렌즈와 파라보릭 반사체를 이용한 파장다중 양방향 광송수신모듈의 구조도이다.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

도 3 내지 도 6을 참조하면, 본 발명의 실시예는 파장다중 양방향 광송수신모듈에 있어서, 레이저다이오드 (20)에서 출력된 광신호가 집광렌즈 (21)와 광아이소레이터 (22)를 통과해서 집속광 (focusing beam)을 이루고, 파라보릭 반사체 (23)의 구멍과 오목렌즈 (24)를 거치면서 광개구수 (beam aperture)가 감소하고 최종적으로 광화이버 (25)로 집속되는 구조를 가진다.

상기 광화이버 (25)에서 출력된 광신호는 오목렌즈 (24)를 거치면서 광개구수가 증가하고 파라보릭 반사체(23)를 통해 평행광으로 변환되고 WDM 차단필터 (28)를 통해 특정 파장대역만 투과하고 집속광렌즈 (27)를 통해 포토다이오드 (26)로 집속되는 구조를 가진다.

상기 파라보릭 반사체 (23) 내부에 레이저다이오드 빔이 통과할 수 있는 구멍을 가지며 표면은 금코팅을 추가하여 반사율을 높이고 광화이버 (25)에서 출력된 발산되는 빔을 평행광으로 변화시키는 구조를 사용한다.

상기 광수광부 (26) 앞에 블로킹필터 (27)를 장착함으로서 원하는 파장대역만을 포토다이오드 (26)에 집속시켜 CWDM (coarse wavelength division multiplexing) 또는 DWDM (dense wavelength division multiplexing) 소자에 적용하여 optical cross-talk 을 개선한다.

출력광신호로서 1260 ~ 1610nm 중 단파장대역을 사용하고 입력광신호로서 동일한 파장대역을 사용하거나 복수의 인접한 파장다중대역 (DWDM)을 사용하는 구조를 가진다.

이하에서 본 발명의 실시예에 관하여 상세히 설명하기로 한다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 오목렌즈를 이용해서 광황이버로부터 입사된 광개구수를 증가시키는 개략도이다.

도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예의 핵심 부품인 오목렌즈의 역할을 나타낸 것으로 비구면렌즈 (21)를 통과한 레이저다이오드 (20)의 빔은 NA = 0.1의 값을 가질 경우, 곡률반경 2.0mm 인 오목렌즈 (24)를 통과하면서 개구수는 0.06으로 감소하고 개구수 0.14인 광화이버 (25)로 집속된다.

반대 방향의 경우 광화이버 (25)에서 출사된 개구수 0.14인 빔은 오목렌즈 (24)를 통과하면서 개구수 0.25 빔으로 확장된다.

이러한 오목렌즈 (24)를 투과하는 빔의 좌우방향에 따라서 개구수가 감소하고 증가하는 현상을 이용하여 WDM 필터를 사용하지 않고 파장다중 양방향 광송수신모듈을 구현한다.

도 3의 우측에는 레이저다이오드 (20)와 광화이버 (12)에서 출력된 빔의 Gaussian beam profile 을 도식적으로 나타내었고, 레이저다이오드 (20)에서 출력된 빔과 중복되기 때문에 수광부로 집속되는 빔은 50% 로 3dB의 손실을 갖게 된다.

도 4 는 본 발명의 실시예에 따른 광화이버에서 출력된 발산하는 광을 파라보릭 반사체를 사용해서 평행광으로 변환하는 개략도이고, 도 5 는 본 발명의 실시예에 따른 레이저다이오드 빔은 통과하는 구멍을 가지고 포토다이오드로 입력되는 빔은 반사되는 파라보릭 반사체의 구조도면이다.

도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예의 핵심 부품인 파라보릭 반사체의 역할을 나타낸 것으로 반사체의 일정한 초점 (18)에서 출력된 개구수 0.14의 발산하는 빔은 파라보릭 반사체에서 반사되어 광수광부로 평행광을 이루게 된다. 이렇게 반사된 평행광은 별도의 렌즈를 사용하지 않고 그대로 WDM 차단필터에 수직으로 입사하게 되고, 집속광 렌즈를 통하여 포토다이오드로 집속되게 된다.

또한 레이저다이오드 빔이 통과할 수 있도록 구멍 (16)을 포함하고 있으며 도 5에 파라보릭 반사체의 3차원 형상을 나타내었다. 파라보릭 반사체 제작에 사용된 재료는 알루미늄 6061 로서 3차원 정밀가공기로 성형하였으며 반사율을 높이기 위해서 표면에 금을 증착시켜서 95% 이상의 반사체를 형성하였다.

도 6 은 본 발명의 실시예에 따른 오목렌즈를 거쳐 광개구수가 증가된 빔은 파라보릭 반사체를 통해 평행광으로 변환되고 파장다중차단필터를 통과 후 포토다이오드로 집속되고, 레이저다이오드에서 출력된 빔은 집속광 렌즈를 통해 파라보릭 반사체 내부의 구멍으로 통해서 광화이버로 집속되는 개념도이다.

도 6을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 오목렌즈와 파라보릭 반사체가 내장된 파장다중 양방향 광송수신모듈은, 파라보릭 반사체 (23)와 오목렌즈 (24)가 내장된 광송수신모듈은 레이저다이오드 (20)에서 출력된 개구수 0.5의 빔은 집속광렌즈 (21)를 거치면서 개구수 0.1의 집속광으로 변화하고 광아이솔레이터 (22)와 파라보릭 반사체 (23)의 구멍을 통과한 후 오목렌즈 (24)를 거치면서 개구수 0.06의 빔으로 변화해서 6도 내지 8도로 끝단이 경사지게 연마된 광화이버 (25)에 광결합효율 60% 정도로 집속하게 된다.

반대로 광화이버 (25)에서 출력된 빔은 개구수 0.14의 발산광으로 오목렌즈(24)를 거치면서 개구수 0.25의 빔으로 변환되고 파라보릭 반사체 (23)에 반사된 빔은 평행광으로 변환되어 DWDM 차단필터 (28)를 거치면서 특정 파장만이 투과되고 나머지 파장은 반사되고 집속광렌즈 (27)를 거쳐 포토다이오드 (26)으로 집속되게 된다. 이때, 광화이버 (25)는 레이저다이오드 (20)와 오목렌즈 (24)의 광축과 동일선상에 위치한다.

도 7 은 본 발명의 실시예로서 레이저다이오드와 포토다이오드의 가우시안빔 (Gaussian beam) 과 광개구수(beam aperture) 를 나타내는 개략도이다.

도 7을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 레이저다이오드 (20)와 광화이버 (25)에서 출력된 빔들을 오목렌즈 좌측에서 Gaussian beam profile을 도식적으로 나타내었다.

레이저다이오드 (20)에서 출력된 빔은 개구수 0.1로 빔직경이 0.7mm 정도로 작은 반면 광화이버 (25)에서 출력된 빔은 오목렌즈( 24)를 거치면서 개구수 0.25로 빔 직경이 1.2mm 정도로 크게 형성된다.

따라서, 레이저다이오드(20)로 통과하는 직경 0.7mm의 구멍부분을 제외한 나머지 부분은 광수광부인 포토다이오드(26)에 60% 이상의 빔이 집속된다.

상기 과정에서 양방향 단일파장을 사용한 경우 이외에도 특별한 구조 변경 없이 양방향 파장이 서로 다른 광송수신모듈에 적용이 가능하고, 특히 광수광부인 포토다이오드 (26) 앞에 WDM 차단필터 (27)를 장착함으로서 원하는 파장대역만을 포토다이오드 (26)에 집속시켜 CWDM (coarse wavelength division multiplexing) 또는 DWDM (dense wavelength division multiplexing) 소자에 적용할 수 있다.

도 8은 본 발명의 실시예로서 오목렌즈와 파라보릭 반사체 (23)를 이용한 파장다중 양방향 광송수신모듈의 구조를 나타내었으며, 본 발명의 실시예의 구멍 (16)이 있는 파라보릭 반사체 (23)와 오목렌즈를 사용한 양방향 광송수신모듈의 실시예로서, 레이저다이오드 (22)는 1350nm cooled DFB LD 를 사용하였고 집속광렌즈 (21)를 통과한 개구수는 0.1이고 레이저다이오드(20)의 기울임은 광축대비 0도로 하였다.

파라보릭 반사체 (23)는 구멍의 직경 0.7mm이 내장된 초점거리 2.1mm 로 표면의 반사율을 높이기 위해서 Au 코팅 처리를 하였다.

오목렌즈 (24)는 직경 3mm, 곡률반경 -2.0mm 인 양면이 무반사 코팅된 렌즈를 사용하였고, 광화이버 (25)는 끝단이 6도 또는 8도로 연마된 single mode fiber 를 사용하였고, 연마된 끝단이 수광부방향을 향하도록 수평광축에 대해서 기울임 없이 고정하였다.

광화이버 (25)에는 1353nm 파장의 광을 입력하였고 파라보릭 반사체 (23)를 거친 빔은 직경 1.2mm의 평행광을 이루었다.

포토다이오드 (26)의 집속렌즈 (27)는 초점거리 2.24mm인 평행광렌즈를 사용하였고 포토다이오드 (26)는 수광부 직경 (active area diameter)이 50um 인 칩을 사용하였다. DWDM 차단필터 (28)는 1353nm 파장은 투과하고 나머지 1260nm ~ 1600nm 파장대역은 반사하는 입사각 1.8도의 DWDM 필터를 사용하였다. 6도 연마된 광화이버 (25)의 축에 대해서 레이저다이오드 (20)는 0도의 각도로 입사되도록 정렬되었고 반사경 내부의 구멍의 중심과 일축선상에 놓이도록 설계되었으며 오목렌즈의 중심과도 일치하게 기구물을 설계하였다. 이때 오목렌즈 (24)와 광화이버 (25)의 거리는 2mm 를 유지하였다.

본 발명의 실시예를 통해서 상온에서 광출력을 측정한 결과 레이저다이오드 (20)의 구동전류를 Ith + 20mA 로 할 경우 광화이버 (25)로 3.0mW 의 광출력을 보였다. 레이저다이오드 (20)의 비구면렌즈 앞단에서 측정한 광출력 값이 6mW 임을 감안할 때 광결합효율은 약 50%로 계산된다. 통상적인 비구면렌즈를 사용한 레이저다이오드 (20)와 광화이버 (25)와의 결합효율이 50% 정도임을 감안할 때 광송신모듈의 손실은 거의 없는 것으로 판단된다. 광화이버 (25)에 3.0mW 의 광을 입력할 경우 광수광부 (26)에 인가된 전류는 1.8mA 로 측정되어 수광부의 responsivity는 0.6A/W 로 계산된다.

이러한 본 발명의 실시예에서 기존의 광송신부, 광수신부와 3분기 파장다중소자가 분리된 형태 (discrete type)로 사용되는 것을 WDM 필터 (Wavelength Division Multiplexing filter)를 사용하지 않고 광개구수를 확대하는 오목렌즈와 집속광을 평행광으로 변환해 주는 파라보릭 반사체 (parabolic mirror)를 이용하여 소형화 저가격화를 실현할 수 있다.

또한, 본 발명은 단일파장을 사용한 경우 이외에도 특별한 구조의 변경 없이 양방향의 파장이 서로 다른 경우에 적용이 가능하며 특히 수광부 앞에 간단히 WDM 차단필터 (WDM blocking filter)를 장착함으로서 원하는 파장대역만을 포토다이오드로 투과시켜서 CWDM (coarse wavelength division multiplexing), DWDM (dense wavelength division multiplexing) 양방향 광송수신모듈에 응용할 수 있다.

이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

1. 광송신부 (transmitting optical sub-assembly)
2. 광수신부 (receiving optical sub-assembly)
3. 3-분기 파장다중 소자 (3-port WDM coupler)
4. 평행광 화이버 (fiber collimator)
5. 파장다중 필터 (WDM filter)
6. 평행광 화이버 (fiber collimator)
7. 레이저다이오드 (laser diode)
8. 평행광 렌즈 (collimating lens)
9. 파장다중 필터 (WDM filter)
10. 반사체 (optical mirror)
11. 평행광 렌즈 (collimating lens)
12. 광화이버 (optical fiber)
13. 포토다이오드 (photo diode)
14. 평행광 렌즈 (collimating lens)
16. 레이저다이오드 통과 구멍(laser diode hole)
17. 파라보릭 반사체(parabolic mirror)
18. 입사광(input beam)
19. 반사 평행광 (output collimating beam)
20. 레이저다이오드 (laser diode)
21. 집속광 렌즈 (focusing lens)
22. 광아이소레이터 (optical isolator)
23. 파라보릭 반사체(parabolic mirror)
24. 오목렌즈 (concave lens)
25. 6도 단면연마 광화이버 (6 degree angle polished optical fiber)
26. 포토다이오드 (photo diode)
27. 평행광 렌즈 (collimating lens)
28. WDM 차단필터 (WDM blocking filter)

Claims

파장다중 양방향 광송수신모듈에 있어서,
레이저다이오드 (20)에서 출력된 광신호가 집광렌즈 (21)와 광아이소레이터 (22)를 통과해서 집속광 (focusing beam)을 이루고, 파라보릭 반사체 (23)의 구멍과 오목렌즈 (24)를 거치면서 광개구수 (beam aperture)가 감소하고 최종적으로 광화이버 (25)로 집속되는 구조를 가지는 광송수신모듈.
제 1항에 있어서,
상기 광화이버 (25)에서 출력된 광신호는 오목렌즈 (24)를 거치면서 광개구수가 증가하고, 상기 파라보릭 반사체(23)를 통해 평행광으로 변환되고 WDM 차단 필터 (28)를 통해 특정 파장대역만 투과하고, 집속광렌즈 (27)를 통해 포토다이오드 (26)로 집속되는 구조를 가지는 광송수신모듈.
제 2항에 있어서,
상기 파라보릭 반사체 (23) 내부에 상기 레이저다이오드 빔이 통과할 수 있는 구멍을 가지며, 표면은 금코팅을 추가하여 반사율을 높이고 상기 광화이버 (25)에서 출력된 발산되는 빔을 평행광으로 변화시키는 구조를 사용하는 광송수신모듈.
제 3항에 있어서,

상기 포토다이오드 (26) 앞에 블로킹필터 (27)를 장착함으로서 원하는 파장대역만을 포토다이오드 (26)에 집속시키는 광송수신모듈.
제 4항에 있어서,
출력광신호로서 1260 ~ 1610nm 중 단파장대역을 사용하고 입력광신호로서 동일한 파장대역을 사용하거나 복수의 인접한 파장다중대역 (DWDM)을 사용하는 구조를 가지는 광송수신모듈.
레이저다이오드 (20)에서 출력된 광신호가 집광렌즈 (21)와 광아이소레이터 (22)를 통과해서 집속광 (focusing beam)을 이루고, 광화이버 (12)로부터 수광되는 광신호가 집속광렌즈 (27)를 통해 포토다이오드 (26)로 집속되는 구조를 가지는 파장다중 양방향 광송수신모듈에 있어서,
상기 광화이버 (25)에서 출력된 광신호는 오목렌즈 (24)를 거치면서 광개구수가 증가하고 상기 파라보릭 반사체 (23)을 통해 평행광으로 변환되어 90도로 광축이 변환되고 WDM 차단필터 (28, WDM blocking filter)를 통해 특정의 파장만이 통과하고 상기 집속광렌즈 (27)를 통해 상기 포토다이오드 (26)로 집속되는 구조를 가지는 것을 특징으로 하는 광송수신 모듈.
제 6항에 있어서,
상기 광아이소레이터 (22)를 통과한 집속 광신호는 상기 파라보릭 반사체 (23)의 구멍과 오목렌즈 (24)를 거치면서 광개구수 (beam aperture)가 감소하고, 광화이버 (25)로 집속되는 것을 특징으로 하는 광송수신 모듈.