KR20170119479A - 광 커넥터 - Google Patents
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Abstract
본 발명에서는 광 커넥터가 개시된다. 상기 광 커넥터는, 기저면과, 기저면으로부터 제1 레벨의 높이에 형성되고 서로로부터 이격된 제1, 제2 지지면을 포함하는 것으로 일체적으로 형성된 OSA 기판과, 제1 지지면 상에 배치된 발광 소자와, 발광 소자로부터의 제1 광 경로 상이고, 제2 지지면 상에 배치된 광 섬유와, 발광 소자와 광 섬유 사이에 개재된 것으로 발광 소자로부터의 제1 광 경로와 광 섬유로부터의 제2 광 경로를 분리하기 위한 광 필터와, 제2 광 경로 상에 배치된 수광 소자;를 포함한다.
본 발명에 의하면, 하나의 플랫홈을 포함하여 구조가 단순화되고 소형화에 유리하면서도, 광학 부품들 간의 정렬이 자동적으로 이루어질 수 있는 광 커넥터가 제공된다.
본 발명에 의하면, 하나의 플랫홈을 포함하여 구조가 단순화되고 소형화에 유리하면서도, 광학 부품들 간의 정렬이 자동적으로 이루어질 수 있는 광 커넥터가 제공된다.
Description
본 발명은 광 커넥터에 관한 것이다.
종래 발광 소자와 통신선으로서의 광 섬유를 포함하는 광 커넥터는, 둘 이상의 서로 다른 플랫홈(Optical Sub Assembly, OSA)을 포함한다. 이렇게 서로 다른 별개의 플랫폼에 기반하여 제작된 광 커넥터는, 광학 부품들 간의 정렬에 있어 서로 다른 지지기반을 통합하거나 각각의 광학 부품들을 광학적으로 정렬하는 과정에서 미스 얼라인먼트(mis-alignment)가 발생될 가능성이 높다.
특히, 하나의 통신선을 이용하여 양 방향으로 송신 및 수신을 수행하는 양방향 통신에서는 서로 다른 다수의 플랫홈을 갖춘 광 커넥터의 광학 정렬이 쉽지 않은 문제가 있다.
본 발명의 일 실시형태는 하나의 플랫홈을 포함하여 구조가 단순화되고 소형화에 유리한 광 커넥터를 포함한다.
본 발명의 다른 실시형태는, 광학 부품들 간의 정렬이 자동적으로 이루어질 수 있는 광 커넥터를 포함한다.
본 발명의 일 실시형태에 따른 광 커넥터는,
기저면과 상기 기저면으로부터 제1 레벨의 높이에 형성되고 서로로부터 이격된 제1, 제2 지지면을 포함하는 것으로, 일체적으로 형성된 OSA 기판;
상기 제1 지지면 상에 배치된 발광 소자;
상기 발광 소자로부터의 제1 광 경로 상이고, 상기 제2 지지면 상에 배치된 광 섬유;
상기 발광 소자와 광 섬유 사이에 개재된 것으로, 상기 발광 소자로부터의 제1 광 경로와, 상기 광 섬유로부터의 제2 광 경로를 공간적으로 서로 분리하기 위한 광 필터; 및
상기 제2 광 경로 상에 배치된 수광 소자;를 포함한다.
예를 들어, 상기 제1, 제2 지지면 위에는 각각 제1, 제2 폴리머층이 형성되되, 상기 제1, 제2 폴리머층은 상기 발광 소자 및 광 섬유를 상호 정렬시키기 위해 서로 다른 두께로 형성될 수 있다.
예를 들어, 상기 제1 폴리머층 보다 상기 제2 폴리머층이 더 두껍게 형성될 수 있다.
예를 들어, 상기 제1, 제2 폴리머층은 동일한 소재로 형성될 수 있다.
예를 들어, 상기 수광 소자는 상기 기저면 상에 배치될 수 있다.
예를 들어, 상기 제1, 제2 지지면 상에는, 각각 발광 소자와 광 섬유의 단부를 자동으로 정렬시키기 위한 제1, 제2 가이드 벽이 형성될 수 있다.
예를 들어, 상기 제1, 제2 가이드 벽은, 상기 OSA 기판에 일체적으로 형성될 수 있다.
예를 들어, 상기 제1, 제2 가이드 벽은, 상기 제1, 제2 지지면 상에 형성된 제1, 제2 폴리머층 위에 형성되고,
상기 제1, 제2 가이드 벽은, 상기 제1, 제2 폴리머층과 다른 폴리머 소재로 형성될 수 있다.
예를 들어, 상기 기저면 상에는, 상기 수광 소자를 자동으로 정렬시키기 위한 제3 가이드 벽이 형성될 수 있다.
예를 들어, 상기 발광 소자 및 광 섬유는 상기 광 필터를 투과하는 제1 광 경로를 따라 상기 광 필터의 서로 다른 측에 배치되고,
상기 광 섬유와 수광 소자는 상기 광 필터에 반사되는 제2 광 경로를 따라 상기 광 필터의 서로 같은 측에 배치될 수 있다.
예를 들어, 상기 광 섬유와 수광 소자는 상기 광 필터의 하부에 함께 배치되며, 서로 다른 레벨에서 이격될 수 있다.
예를 들어, 상기 제2 지지면 위에는 상기 광 섬유를 제1 레벨보다 높은 레벨에서 지지하기 위한 제2 폴리머층이 형성될 수 있다.
예를 들어, 상기 광 필터는 상기 광 섬유와 수광 소자를 가로질러 비스듬하게 배치될 수 있다.
예를 들어, 상기 광 필터는, 상기 광 섬유의 단부에 지지되는 제1 지지 포인트와, 상기 기저면 상에 지지되는 제2 지지 포인트를 가질 수 있다.
예를 들어, 상기 광 커넥터는, 상기 발광 소자로부터의 또 다른 제3 광 경로 상에 배치되는 검출 소자와,
상기 발광 소자와 검출 소자 사이에 배치된 반사판을 더 포함할 수 있다.
예를 들어, 상기 검출 소자는, 상기 수광 소자와 함께 상기 기저면 상에 배치될 수 있다.
예를 들어, 상기 기저면 상에는 상기 검출 소자를 자동으로 정렬시키기 위한 제4 가이드 벽이 형성될 수 있다.
예를 들어, 상기 발광 소자와 검출 소자는, 반사판의 하부에 함께 배치되고, 서로 다른 레벨에서 이격될 수 있다.
예를 들어, 상기 제1 지지면 위에는 상기 발광 소자를 제1 레벨보다 높은 레벨에서 지지하기 위한 제1 폴리머층이 형성될 수 있다.
예를 들어, 상기 반사판은 상기 발광 소자와 검출 소자를 가로질러 비스듬하게 배치될 수 있다.
예를 들어, 상기 OSA 기판에는 상기 반사판의 단부를 위치 고정하기 위한 걸림턱 블록이 형성될 수 있다.
예를 들어, 상기 걸림턱 블록의 상면은, 상기 제1 레벨의 높이에 형성될 수 있다.
예를 들어, 상기 반사판은, 상기 발광 소자에 지지되는 제1 지지 포인트와, 상기 기저면 위에 지지되는 제2 지지 포인트와, 상기 걸림턱 블록에 지지되는 제3 지지 포인트를 가질 수 있다.
예를 들어, 상기 OSA 기판은, 상기 기저면과 제1, 제2 지지면을 연결하는 제1, 제2 측면을 포함하고,
상기 제2 측면은 상기 기저면 위에서 상기 기저면과 마주하도록 급격하게 경사진 오버행 구조를 형성할 수 있다.
예를 들어, 상기 광 커넥터는,
상기 발광 소자로부터의 또 다른 제3 광 경로 상에 배치되는 검출 소자; 및
상기 발광 소자와 검출 소자 사이에 배치된 반사판을 더 포함하고,
상기 기저면 상에는 상기 수광 소자 및 검출 소자를 자동으로 정렬시키기 위한 제3, 제4 가이드 벽이 상기 OSA 기판에 일체적으로 형성될 수 있다.
본 발명에 의하면, 광 커넥터의 플랫홈(Optical Sub Assembly, OSA)이 하나의 일체적인 구조로 형성되므로, 구조가 단순화되면서도 소형화에 유리하게 된다. 예를 들어, 발광 소자의 장착과 광 섬유의 장착이 모두 OSA 기판 상에서 이루어짐으로써, 발광 소자와 광 섬유 및 이들 사이의 다른 광학 부품들의 위치 정렬이 하나의 OSA 기판에 근거하여 자동적으로 이루어질 수 있다. 또한, 본 발명에 의하면, 하나의 OSA 기판 상에 형성된 가이드 벽을 통하여, 발광 소자와, 광 섬유와, 수광 소자 및 검출 소자가 모두 자동적으로 정렬될 수 있다.
도 1 및 도 2에는 본 발명의 일 실시형태에 관한 광 커넥터가 도시되어 있다.
도 3에는 본 발명에 적용 가능한 반사판의 구조를 설명하기 위한 도면이 도시되어 있다.
도 4에는 도 1에 도시된 광 커넥터의 광학 부품들 간의 정렬을 보여주기 위한 도면이 도시되어 있다.
도 5a 내지 도 5e에는 도 1에 도시된 광 커넥터의 제조 단계별 공정이 개략적으로 도시되어 있다.
도 6에는 본 발명의 다른 실시형태에 적용 가능한 OSA 기판이 도시되어 있다.
도 7에는 본 발명의 다른 실시형태에 관한 광 커넥터가 도시되어 있다.
도 3에는 본 발명에 적용 가능한 반사판의 구조를 설명하기 위한 도면이 도시되어 있다.
도 4에는 도 1에 도시된 광 커넥터의 광학 부품들 간의 정렬을 보여주기 위한 도면이 도시되어 있다.
도 5a 내지 도 5e에는 도 1에 도시된 광 커넥터의 제조 단계별 공정이 개략적으로 도시되어 있다.
도 6에는 본 발명의 다른 실시형태에 적용 가능한 OSA 기판이 도시되어 있다.
도 7에는 본 발명의 다른 실시형태에 관한 광 커넥터가 도시되어 있다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여, 본 발명의 일 실시형태에 관한 광 커넥터에 대해 설명하기로 한다.
도 1 및 도 2에는 본 발명의 일 실시형태에 관한 광 커넥터가 도시되어 있다. 상기 광 커넥터는 서로 다른 제1, 제2 파장대(λ1, λ2)의 광 신호를 하나의 광 섬유(150)를 통하여 전송 및 수신할 수 있는 양 방향성을 지원할 수 있다. 예를 들어, 상기 광 커넥터는 제1 파장대(λ1)의 광 신호에 대한 전송단을 형성하면서 동시에 상기 제1 파장대(λ1)와 다른 제2 파장대(λ2)의 광 신호에 대한 수신단을 형성할 수 있다. 후술하는 바와 같이, 서로 다른 제1, 제2 파장대(λ1,λ2)의 광 신호는 광 필터(130)를 통하여 공간적으로 분리된 제1, 제2 광 경로(L1,L2)를 따라 진행될 수 있다.
도면을 참조하면, 상기 광 커넥터는, 제1, 제3 광 경로(L1,L3)를 따라 광을 출사하는 발광 소자(110)와, 상기 제1 광 경로(L1) 상에 배치된 렌즈 블록(120), 광 필터(130) 및 광 섬유(150)를 포함할 수 있고, 상기 제3 광 경로(L3) 상에 배치된 반사판(160)과 발광 소자(110)의 출력을 검출하기 위한 검출 소자(180)를 포함할 수 있다. 또한, 상기 광 커넥터는, 상기 광 섬유(150) 및 광 필터(130)를 경유하는 제2 광 경로(L2) 상에 배치되고, 광을 입력 받아 전기적인 신호로 변환하는 수광 소자(140)를 포함할 수 있다.
상기 광 커넥터는, 광학 부품들의 장착 위치를 제공하고 이들을 자동으로 정렬시키기 위한 OSA 기판(100)을 더 포함할 수 있다. 상기 OSA 기판(100)은 일체적으로 형성될 수 있고, 이에 따라 광학 부품들은 하나의 OSA 기판(110) 상에 설정된 정 위치에 장착됨으로써 광학 부품들 간의 정렬이 자동으로 이루어질 수 있다(self-alignment). 상기 OSA 기판(110)은, 기저면(S0)과, 상기 기저면(S0)으로부터 제1 레벨(h1)의 높이에 형성되고 서로로부터 이격된 제1, 제2 지지면(S1,S2)을 포함할 수 있다. 이때, 상기 발광 소자(110)는 제1 지지면(S1) 상에 배치될 수 있고, 상기 광 섬유(150)는 제2 지지면(S2) 상에 배치될 수 있다. 상기 발광 소자(110)와 광 섬유(150)를 연결하는 제1 광 경로(L1) 상에는 광 필터(150)가 배치되어, 발광 소자(110)로부터의 제1 광 경로(L1)와, 광 섬유(150)로부터의 제2 광 경로(L2)를 공간적으로 분리할 수 있다.
상기 발광 소자(110)는 제1 파장대(λ1)에서 동작하는 레이저 다이오드일 수 있고, 예를 들어, 에지 발광 레이저 다이오드(edge emitting laser diode) 또는 수직 공진 표면 발광 레이저 다이오드(Vertical Cavity Surface Emitting Laser Diode, VCSEL)일 수 있다.
상기 발광 소자(110)는 서로 반대되는 제1, 제2 발광 면(110a,110b)을 가질 수 있다. 상기 제1 발광 면(110)으로부터 출사된 광은 제1 광 경로(L1)를 따라 렌즈 블록(120)과 광 필터(130)를 순차적으로 통과하여 광 섬유(150)로 입사될 수 있다. 즉, 상기 발광 소자(110)의 제1 광 경로(L1) 상에는 렌즈 블록(120)과, 광 필터(130)와, 광 섬유(150)가 배치될 수 있다.
상기 렌즈 블록(120)은 발광 소자(110)가 제공하는 광을 집속하여 광 섬유(150)에 제공할 수 있다. 상기 렌즈 블록(120)의 일면은 구면 또는 비구면일 수 있고, 타면은 평면일 수 있다.
상기 광 필터(130)는 유리 기판 또는 플라스틱 기판 상에 다중 적층된 유전체 박막들을 포함할 수 있다. 상기 광 필터(130)는 고주파수 투과(high-pass) 또는 저주파수 투과(low-pass)의 에지 필터일 수 있다. 예를 들어, 상기 광 필터(130)는 제1 파장대(λ1)의 광은 투과시키고, 제2 파장대(λ2)의 광은 반사시킬 수 있다. 다만, 상기 광 필터(130)는 상기한 예시에 한정되지 않고 다양한 구조로 변형될 수 있으며, 서로 다른 파장대의 광 신호를 분리하도록 선택적으로 반사/투과가 가능한 여하 형태의 반사투과막으로 형성될 수 있다. 또한, 상기 광 필터는 명칭이나 형태에 구애 받지 않고, 빔 스프리터(beam splitter) 또는 다이크로익 미러(dichroic mirror)와 같은 다른 명칭으로 호칭될 수도 있다.
다만, 상기 광 필터(130)는, 서로 다른 광원으로서의 발광 소자(110) 및 광 섬유(150)로부터의 제1, 제2 광 경로(L1,L2)를 공간적으로 분리하기 위한 것으로, 동일한 광원으로부터의 광을 서로 다른 파장대 또는 편광 성분에 따라 분리하는 소자와는 구별될 수 있다. 여기서, 상기 광 필터(150)가 발광 소자(110)로부터의 제1 광 경로(L1)와 광 섬유(150)로부터의 제2 광 경로(L2)를 공간적으로 분리시킨다는 것은, 발광 소자(110)와 광 섬유(150)를 연결하는 제1 광 경로(L1)와, 광 섬유(150)와 수광 소자(140)를 연결하는 제2 광 경로(L2)가 공간적으로 서로 다른 패스를 따르도록 분리한다는 것을 의미하고, 같은 광원으로부터의 광을 파장대 또는 편광 성분에 따라 서로 다른 패스로 분리시킨다는 것은 아니다.
상기 광 필터(130)는 제1 광 경로(L1) 상에 배치되어 발광 소자(110)로부터 입사되는 제1 파장대(λ1)의 광을 투과시켜 광 섬유(150)에 제공할 수 있고, 제2 광 경로(L2) 상에 배치되어 광 섬유(150)로부터 입사되는 제2 파장대(λ2)의 광을 반사시켜 수광 소자(140)에 제공할 수 있다.
상기 수광 소자(140)는 광 필터(130)에 의해 반사된 광 섬유(150)의 출력 광을 감지하고 광 신호를 전기적인 신호로 출력할 수 있다. 예를 들어, 상기 광 필터(130)는 서로 다른 제1, 제2 파장대(λ1,λ2)의 광 신호를 분리하여 서로 다른 제1, 제2 광 경로(L1,L2)로 제공함으로써, 양방향 통신을 지원할 수 있다.
상기 광 필터(130)와의 관계에서, 상기 발광 소자(110) 및 광 섬유(150)는 상기 광 필터(130)를 투과하는 제1 광 경로(L1)를 따라 광 필터(130)의 서로 다른 측에 배치되고, 상기 광 섬유(150)와 수광 소자(140)는 상기 광 필터(130)에 반사되는 제2 광 경로(L2)를 따라 상기 광 필터(130)의 서로 같은 측에 배치될 수 있다. 예를 들어, 상기 광 섬유(150)와 수광 소자(140)는 상기 광 필터(130)의 하부에 함께 배치될 수 있다. 상기 광 섬유(150)와 수광 소자(140)는 상기 광 필터(130)의 하부에 함께 배치되되, 기저면(S0)으로부터 서로 다른 레벨에 배치되어 서로로부터 이격될 수 있다.
상기 광 필터(130)는 광 섬유(150)와 수광 소자(140)에 걸쳐서 배치될 수 있다. 즉, 상기 광 필터(130)는 광 섬유(150)의 일단과 수광 소자(140)를 가로질러 비스듬히 경사지게 배치될 수 있다. 상기 광 섬유(130)와 수광 소자(140)는 비스듬하게 기울어진 광학 필터(130)의 하부에서 서로 가까운 위치에 배치될 수 있다.
상기 광 섬유(150)와 수광 소자(140) 간의 물리적인 간섭을 피하기 위해, 상기 광 섬유(150)와 수광 소자(140)는 기저면(S0)으로부터 서로 다른 레벨에서 이격되게 배치될 수 있다. 예를 들어, 상기 광 섬유(150)는 기저면(S0)으로부터 제1 레벨(h1)의 높이에 형성된 제2 지지면(S2) 위에 배치될 수 있고, 상기 수광 소자(140)는 기저면(S0) 위에 배치될 수 있다. 이때, 상기 제2 지지면(S2) 위에는 상기 광 섬유(150)를 제1 레벨(h1)보다 높은 레벨에서 지지하기 위한 제2 폴리머층(102)이 개재될 수 있다.
상기 수광 소자(140)를 상대적으로 낮은 기저면(S0) 상에 배치하고, 광 섬유(150)의 단부를 상대적으로 높은 제2 지지면(S2, 또는 제2 지지면 S2 상의 제2 폴리머층 102)에 배치함으로써, 수광 소자(140)와 광 섬유(150) 단부 간의 물리적인 간섭을 피할 수 있다. 본 발명의 다른 실시형태에서, 기저면(S0) 상에 지지된 수광 소자(140)와, 제2 지지면(S2, 또는 그 위의 제2 폴리머층 102) 상에 지지된 광 섬유(150) 단부 간의 충분한 이격을 확보하기 위해, 상기 수광 소자(140)의 위치에는 기저면(S0) 보다 낮은 레벨의 트랜치 홈(미도시)이 형성될 수도 있다.
상기 광 필터(130)는 전체적으로 3개의 지지 포인트(130a,130b,130c)를 가질 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 광 필터(130)는 광 섬유(150)의 모서리와 맞닿는 제1 지지 포인트(130a)와, 상기 기저면(S0)과 맞닿는 제2 지지 포인트(130b)와, 렌즈 블록(120)과 맞닿는 제3 지지 포인트(130c)를 가질 수 있다. 이때, 상기 렌즈 블록(120)과의 관계에서, 상기 제3 지지 포인트(130c)는, 상기 렌즈 블록(120)의 제1 광 경로(L1)를 벗어난 렌즈 블록(120)의 외곽 위치에 형성될 수 있다.
본 발명의 다른 실시형태에서, 상기 광 필터(130)는 전체적으로 3개의 지지 포인트(130a,130b,30c)를 가질 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 광 필터(130)는 광 섬유(150)의 모서리와 맞닿는 제1 지지 포인트(130a)와, 기저면(S0)과 맞닿는 제2 지지 포인트(130b)와, 렌즈 블록(120)과 맞닿는 제3 지지 포인트(130c)와, 수광 소자(140)의 모서리와 맞닿는 제4 지지 포인트(130d)를 가질 수 있다. 상기 광 필터(130)는 4개의 지지 포인트(130a,130b,30c,130d)에 걸쳐서 지지되며, 상기 OSA 기판(100)에 대해 비스듬하게 기울어진 상태로 안정적으로 지지될 수 있다.
상기 제2 폴리머층(102)은 제1 광 경로(L1)의 광축을 따라 상기 발광 소자(110) 및 광 섬유(150)가 서로 정렬되도록 할 수 있다. 이를 위해, 상기 광 섬유(150) 측 제2 폴리머층(102)은, 발광 소자(110) 측 제1 폴리머층(101) 보다 두꺼운 두께로 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 발광 소자(110) 측 제1 폴리머층(101)과 광 섬유(150) 측의 제2 폴리머층(102)은, 기저면(S0)으로부터 동일한 제1 레벨(h1, 제1, 제2 지지면 S1,S2) 위에 형성될 수 있다. 이때, 발광 소자(110)의 광 출구와 광 섬유(150)의 광 입구를 서로 정렬시키기 위해, 발광 소자(110) 측의 제1 폴리머층(101)과 광 섬유(150)의 제2 폴리머층(102)은, 서로 다른 두께(t1,t2)로 형성될 수 있다. 예를 들어, 발광 소자(110)로서의 에지 발광 레이저 다이오드(edge emitting laser diode)의 경우, 상기 발광 소자(110)의 상단 에지로부터 출사된 광이 광 섬유(150)의 센터 위치로 입사되도록, 서로 다른 두께(t1,t2)의 제1, 제2 폴리머층(101,102)은 발광 소자(110)의 상단 에지와 광 섬유(150)의 센터 위치를 서로 정렬시킬 수 있다.
예를 들어, 상기 발광 소자(110)의 두께가 150μm이고, 상기 광 섬유(150)의 두께가 125μm라면, 상기 광 섬유(150) 측 제2 폴리머층(102)의 두께(t2)는 87.5μm이고, 발광 소자(110) 측의 제1 폴리머층(101)의 두께(t1)는 0μm일 수 있다. 즉, 발광 소자(110)의 상단 에지와 광 섬유(150)의 센터를 서로 정렬시키기 위하여, 발광 소자(110) 측 제1 폴리머층(101)의 두께(t1) 보다는, 광 섬유(150) 측의 제2 폴리머층(102)의 두께(t2)가 더 두껍게 형성될 수 있다. 여기서, 발광 소자(110) 측 제1 폴리머층(101)의 두께(t1)는 0μm일 수 있고, 이 경우, 발광 소자(110) 측에는 제1 폴리머층(101)이 형성되지 않는다는 것을 의미한다. 다만, 후술하는 바와 같이, 검출 소자(180)와의 간섭을 피하기 위해, 발광 소자(110) 측에도 제1 폴리머층(101)이 형성될 수 있다.
상기 제1, 제2 폴리머층(101,102) 위에는 각각 발광 소자(110) 및 광 섬유(150)를 자동으로 정렬(self-alignment)시키기 위한 제1, 제2 가이드 벽(g1,g2)이 형성될 수 있다. 이때, 상기 제1, 제2 폴리머층(101,102)은, 동일한 소재로 형성될 수 있고, 상기 제1, 제2 가이드 벽(g1,g2)을 형성하는 가이드용 폴리머 소재와는 다른 폴리머 소재로 형성되어, 제1, 제2 가이드 벽(g1,g2)을 형성하기 위한 에칭의 스톱퍼 역할을 할 수 있다.
상기 광 섬유(150)는, 단일 광 섬유(150)를 통하여 서로 다른 제1, 제2 파장대(λ1,λ2)의 광 신호를 전송함으로써, 양방향 통신을 지원할 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 일 실시형태에서, 상기 광 섬유(150)의 단부는 제1 파장대(λ1)의 광 신호에 대한 송신단을 형성하면서 동시에, 제2 파장대(λ2)의 광 신호에 대한 수신단을 형성할 수 있다. 도면에 도시되어 있지는 않지만, 상기 광 섬유(150)는, 광이 진행하는 코어와, 상기 코어를 둘러싸는 클래딩층을 포함할 수 있다.
상기 발광 소자(110)는 서로 반대되는 제1, 제2 발광 면(110a,110b)을 가질 수 있다. 상기 제2 발광 면(110b)으로부터 출사된 광은 제3 광 경로(L3)를 따라 반사판(160)으로 입사되고, 검출 소자(180)로 반사될 수 있다. 상기 반사판(160)은 발광 소자(110)의 광 출구와 검출 소자(180)의 광 입구가 제3 광 경로(L3) 상에 놓일 수 있도록 할 수 있다.
상기 발광 소자(110)와 검출 소자(180)는, 상기 반사판(160)에 반사되는 제3 광 경로(L3)를 따라 상기 반사판(160)의 서로 같은 측에 배치될 수 있다. 예를 들어, 상기 발광 소자(110)와 검출 소자(180)는, 반사판(160)의 하부에 함께 배치되되, 기저면(S0)으로부터 서로 다른 레벨에 배치되어 서로로부터 이격될 수 있다.
상기 반사판(160)은 발광 소자(110)와 검출 소자(180)에 걸쳐서 배치될 수 있다. 즉, 상기 반사판(160)은 발광 소자(110)와 검출 소자(180)를 가로질러 비스듬히 경사지게 배치될 수 있다. 상기 발광 소자(110)와 검출 소자(180)는 비스듬하게 기울어진 반사판(160)의 하부에서 서로 가까운 위치에 배치될 수 있다.
상기 발광 소자(110)와 검출 소자(180) 간의 물리적인 간섭을 피하기 위해, 상기 발광 소자(110)와 검출 소자(180)는 기저면(S0)으로부터 서로 다른 레벨에서 이격되게 배치될 수 있다. 예를 들어, 상기 발광 소자(110)는 기저면(S0)으로부터 제1 레벨(h1)의 높이에 형성된 제1 지지면(S1) 위에 형성될 수 있고, 상기 검출 소자(180)는 기저면(S0) 위에 형성될 수 있다. 이때, 상기 제1 지지면(S1) 위에는 상기 발광 소자(110)를 제1 레벨(h1)보다 높은 레벨에서 지지하기 위한 제1 폴리머층(110)이 형성될 수 있다.
상기 검출 소자(180)를 상대적으로 낮은 기저면(S0) 상에 배치하고, 발광 소자(110)를 상대적으로 높은 제1 지지면(S1, 또는 제1 지지면 S1 상의 제1 폴리머층 101)에 배치함으로써, 검출 소자(180)와 발광 소자(110) 간의 물리적인 간섭을 피할 수 있다. 본 발명의 다른 실시형태에서, 검출 소자(180)의 두께가 충분히 얇게 형성된다면, 상기 제1 폴리머층(101)은 생략될 수도 있다. 또한, 본 발명의 다른 실시형태에서, 기저면(S0) 상에 지지된 검출 소자(180)와, 제1 지지면(S1, 또는 그 위의 제1 폴리머층 101) 상에 지지된 발광 소자(110) 간의 충분한 이격을 확보하기 위해, 상기 검출 소자(180)의 위치에는 기저면(S0) 보다 낮은 레벨의 트랜치 홈(미도시)이 형성될 수도 있다.
상기 반사판(160)의 지지에 대해, 상기 반사판(160)의 일 측은 발광 소자(110)의 모서리에 걸쳐서 지지될 수 있고, 상기 반사판(160)의 반대 측은 걸림턱 블록(B)에 의해 지지될 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 OSA 기판(100)에는 상기 반사판(160)의 단부를 위치 고정하기 위한 걸림턱 블록(B)이 형성될 수 있다. 이때, 상기 걸림턱 블록(B)의 상면은, 제1 레벨(h1)의 높이에 형성될 수 있다.
상기 걸림턱 블록(B)의 상면은, 제1, 제2 지지면(S1,S2)과 같은 레벨에 형성될 수 있고, 이러한 구조를 통하여 OSA 기판(100)은 1회의 에칭을 통하여 서로 다른 두 레벨의 면, 즉, 기저면(S0)과 제1 레벨(h1)의 면(S1,S2,B)들을 가질 수 있다. 이렇게 OSA 기판(100)을 1회 에칭으로 형성할 수 있게 됨으로써, 제조 공정을 단순화시킬 수 있다.
상기 반사판(160)은 전체적으로 3개의 지지 포인트(160a,160b,160c)를 가질 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 반사판(160)은 발광 소자(110)의 모서리와 맞닿는 제1 지지 포인트(160a)와, OSA 기판(100)의 기저면(S0)과 맞닿는 제2 지지 포인트(160b), 그리고, 걸림턱 블록(B)과 맞닿는 제3 지지 포인트(160c)를 가질 수 있다.
본 발명의 다른 실시형태에서, 상기 반사판(160)은 전체적으로 4개의 지지 포인트(160a,160b,160c,160d)를 가질 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 반사판(160)은 발광 소자(110)의 모서리와 맞닿는 제1 지지 포인트(160a)와, OSA 기판(100)의 기저면(S0)과 맞닿는 제2 지지 포인트(160b)를 가질 수 있다. 또한, 상기 반사판(160)은 걸림턱 블록(B)과 맞닿는 제3 지지 포인트(160c)와, 검출 소자(180)의 모서리와 맞닿는 제4 지지 포인트(160d)를 가질 수 있다.
도 3에는 본 발명에 적용 가능한 반사판의 구조를 설명하기 위한 도면이 도시되어 있다.
도면을 참조하면, 상기 반사판(160)은, 투명판(161) 위에 코팅된 반사층(165)을 포함할 수 있다. 이때, 상기 반사층(165)은 상기 발광 소자(110)와 맞닿는 투명판(161)의 전면과 반대되는 배면에 형성될 수 있다. 상기 투명판(161) 배면에 형성된 반사층(165)은 반사광 위치를 발광 소자(110)로부터 멀어지는 후방으로 이동시켜서 발광 소자(110)로부터 충분히 떨어진 개소(d)에 검출 소자(180)의 장착 위치를 확보할 수 있다. 이렇게 반사광 위치를 후방으로 이동시킴으로써 발광 소자(110)의 광 출구와 검출 소자(180)의 광 입구가 광축 상으로 정렬되도록 검출 소자(180)의 장착 위치를 확보할 수 있다. 검출 소자(180)의 장착 위치가 충분히 확보되지 않으면, 발광 소자(110)와 검출 소자(180)의 광 출입구가 서로 틀어지게 되어 광 손실이 발생되며, 발광 소자(110)의 광량을 정확하게 포착해낼 수 없다.
투명판(161) 배면에 형성된 반사층(165)은 투명판(161)의 두께에 따라 형성 위치가 달라질 수 있고, 이에 따라, 반사광 위치는 투명판(161)의 두께에 따라 전후방으로 변화될 수 있다. 예를 들어, 상기 반사층(161)은 고 반사율의 금속층으로 형성될 수 있고, Au, Ag, Mg, Al, Pt, Pd, Ni, Nd, Ir, Cr, Li, Yb 또는 Ca 등을 포함하여 이루어질 수 있다.
상기 검출 소자(180)는 발광 소자(110)의 광량을 포착하기 위한 것으로, 상기 검출 소자(180)로부터 포착된 광량에 기초하여 발광 소자(110)의 구동 전압을 제어할 수 있고, 발광 소자(110)의 광량이 일정하게 유지되도록 발광 소자(110)의 구동 전압을 제어함으로써 발광 소자(110)로의 주입 전류 및 광량을 일정한 수준으로 유지할 수 있다.
상기 OSA 기판(100)은 실리콘 기판으로 형성될 수 있고, 일체적으로 형성될 수 있다. 상기 OSA 기판(100)은, 기저면(S0)과 상기 기저면(S0)으로부터 제1 레벨(h1)에 형성되어 있는 제1, 제2 지지면(S1,S2)을 포함할 수 있다. 또한, 상기 OSA 기판(100)은 렌즈 블록(120)의 삽입을 위한 그루브(100`)를 포함할 수 있다.
상기 기저면(S0)에는 수광 소자(140)와 검출 소자(180)가 배치될 수 있다. 상기 기저면(S0)은 수광 소자(140)가 배치되는 기저면(S0)과, 검출 소자(180)가 배치되는 기저면(S0)을 포함할 수 있다. 상기 기저면(S0)은, 비스듬하게 경사지게 배치된 광 필터(130) 및 반사판(160)에 의해 반사된 광을 포착하기 위한 수광 소자(140) 및 검출 소자(180)를 반사광 위치에 맞게 상대적으로 낮은 높이에서 지지해줄 수 있다.
상기 제1, 제2 지지면(S1,S2)은, 기저면(S0)으로부터 제1 레벨(h1)에 형성될 수 있는데, 예를 들어, 137.5μm 높이에 형성될 수 있다. 상기 제1 지지면(S1)은 발광 소자(110)를 지지할 수 있고, 상기 제2 지지면(S2)은 광 섬유(150)를 지지할 수 있다. 상기 발광 소자(110) 및 광 섬유(150)는 상대적으로 높은 제1, 제2 지지면(S1,S2) 위에 배치되어 비스듬하게 경사지게 배치된 반사판(160) 및 광 필터(130)에 의해 반사된 광이 상대적으로 낮은 기저면(S0) 위에 배치된 검출 소자(180) 및 수광 소자(140)로 입사될 수 있다.
반사판(160)이 거치되는 걸림턱 블록(B)의 상면은 기저면(S0)으로부터 제1 레벨(h1)에 형성될 수 있다. 즉, 상기 걸림턱 블록(B)의 상면은, 제1, 제2 지지면(S1,S2)과 같은 레벨에 형성될 수 있고, 이러한 구조를 통하여 OSA 기판(100)은 1회의 에칭을 통하여 서로 다른 두 레벨의 면, 즉, 기저면(S0)과 제1 레벨(h1)의 면들(S1,S2,B)을 가질 수 있다. 이렇게 OSA 기판(100)을 1회 에칭으로 형성할 수 있게 됨으로써, 제조 공정을 단순화시킬 수 있다. 추가적으로, 렌즈 블록(120)의 삽입을 위한 그루브(100`)를 형성하기 위한 에칭을 포함하면, 광 커넥터의 플랫홈(Optical Sub Assembly, OSA)을 형성하는 OSA 기판(100)은 전체 2회의 에칭으로 형성될 수 있다.
앞서 설명된 바와 같이, 상기 발광 소자(110) 측의 제1 지지면(S1)과, 광 섬유(150) 측의 제2 지지면(S2) 위에는 각각 서로 다른 두께(t1,t2)로 제1, 제2 폴리머층(101,102)이 형성될 수 있으며, 상기 제1, 제2 폴리머층(101,102)은 서로 다른 두께(t1,t2)로 형성되어, 상기 발광 소자(110)와 광 섬유(150)의 광축을 서로 정렬시킬 수 있다. 예를 들어, 상기 발광 소자(110)의 상단 에지로부터 출사된 광이, 광 섬유(150)의 센터 위치로 입사되도록, 서로 다른 두께(t1,t2)의 제1, 제2 폴리머층(101,102)은 발광 소자(110)의 상단 에지와 광 섬유(150)의 센터 위치를 서로 정렬시킬 수 있다. 그리고, 상기 제1, 제2 폴리머층(101,102)은 발광 소자(110)와 검출 소자(180) 간의 물리적인 간섭이나, 광 섬유(150)와 수광 소자(140) 간의 물리적인 간섭을 회피하게 할 수 있다.
도 4에는 도 1에 도시된 광 커넥터의 광학 부품들 간의 정렬을 보여주기 위한 도면이 도시되어 있다.
이하에서는, 도 4를 참조하여, OSA 기판(100) 상에 배치되는, 발광 소자(110), 검출 소자(180), 광 섬유(150)의 단부, 그리고 수광 소자(140) 간의 간의 정렬에 대해 설명하기로 한다.
상기 발광 소자(110)의 제1 광 경로(L1)를 따라, 발광 소자(110)와 광 섬유(150)의 단부는 일직선 상에 정렬되는 것이 바람직하다. 또한, 그리고, 상기 광 섬유(150)로부터 제2 광 경로(L2)를 따라 광 섬유(150)의 단부와 수광 소자(140)는 일직선 상에 정렬되는 것이 바람직하다. 그리고, 상기 발광 소자(110)의 제3 광 경로(L3)를 따라, 발광 소자(110)와 검출 소자(180)는 일직선 상에 정렬되는 것이 바람직하다. 본 발명의 일 실시형태에서, 상기 발광 소자(110), 검출 소자(180), 광 섬유(150)의 단부 및 수광 소자(140)는, self-alignment에 의해 자동적으로 정렬될 수 있다.
상기 발광 소자(110)는, 제1 가이드 벽(g1)에 의해 정 위치로 정렬될 수 있다. 예를 들어, 상기 발광 소자(110)는, 제1 지지면(S1) 또는 그 위의 제1 폴리머층(101) 위에 형성된 한 쌍의 제1 가이드 벽(g1) 사이로 정의되는 정 위치에 조립될 수 있다.
상기 광 섬유(150)의 단부는, 제2 가이드 벽(g2)에 의해 정 위치로 정렬될 수 있다. 예를 들어, 상기 광 섬유(150)의 단부는, 제2 지지면(S2) 또는 그 위의 제2 폴리머층(102) 위에 형성된 한 쌍의 제2 가이드 벽(g2) 사이로 정의되는 정 위치에 조립될 수 있다.
상기 수광 소자(140)는, 제3 가이드 벽(g3)에 의해 정 위치로 정렬될 수 있다. 예를 들어, 상기 수광 소자(140)는, 기저면(S0) 위에 형성된 한 쌍의 제3 가이드 벽(g3) 사이로 정의되는 정 위치에 조립될 수 있다.
상기 검출 소자(180)는, 제4 가이드 벽(g4)에 의해 정 위치로 정렬될 수 있다. 예를 들어, 상기 검출 소자(180)는, 기저면(S0) 위에 형성된 한 쌍의 제4 가이드 벽(g4) 사이로 정의되는 정 위치에 조립될 수 있다.
도면에서 볼 수 있듯이, 상기 가이드 벽(g1,g2,g3,g4)은, 발광 소자(110)의 정렬을 위한 한 쌍의 제1 가이드 벽(g1)과, 광 섬유(150) 단부의 정렬을 위한 한 쌍의 제2 가이드 벽(g2)과, 수광 소자(140)의 정렬을 위한 한 쌍의 제3 가이드 벽(g3)과, 검출 소자(180)의 정렬을 위한 한 쌍의 제4 가이드 벽(g4)을 포함할 수 있다. 이때, 상기 제1 내지 제4 가이드 벽(g1,g2,g3,g4)의 중심선(C)은 하나의 일직선 상으로 정렬될 수 있다. 즉, 한 쌍의 제1 가이드 벽(g1) 사이의 중심선(C)과, 한 쌍의 제2 가이드 벽(g2) 사이의 중심선(C)과, 한 쌍의 제3 가이드 벽(g3) 사이의 중심선(C)과, 한 쌍의 제4 가이드 벽(g4) 사이의 중심선(C)은, 모두 하나의 일직선 상으로 정렬될 수 있다는 것이다. 이에 따라, 상기 제1 내지 제4 가이드 벽(g1,g2,g3,g4) 사이에 조립되는 각각의 광학 부품이 제1 내지 제3 광 경로(L1,L2,L3)의 광축 상에서 정렬될 수 있다.
상기 가이드 벽(g1,g2,g3,g4)의 높이는 정렬 대상이 되는 광학 부품을 위치 고정시키기에 충분한 높이로 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 가이드 벽(g1,g2,g3,g4)은 40μm 이상의 높이로 형성될 수 있다.
상기 가이드 벽(g1,g2,g3,g4)은 에칭 공정에 의해 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 OSA 기판(100) 상에 가이드용 폴리머층을 도포한 후, 포토리소그래피 공정을 적용하여 소정 패턴의 마스크로부터 노출된 일부를 에칭 제거함으로써, 가이드 벽(g1,g2,g3,g4)의 패턴을 형성할 수 있다. 이때, 상기 가이드용 폴리머층은, 제1, 제2 폴리머층(101,102)과 다른 소재로 형성되는 것이 바람직할 수 있는데, 가이드용 폴리머층에 대해 선택적인 식각 특성을 갖는 에천트를 이용하여 가이드용 폴리머층을 패터닝할 수 있다.
본 발명의 다른 실시형태에서, 상기 가이드 벽(g1,g2,g3,g4)은 OSA 기판(100)에 일체적으로 형성될 수도 있다. 즉, 상기 제1 내지 제4 가이드 벽(g1,g2,g3,g4)의 전부 또는 일부는, OSA 기판(100)의 에칭을 통하여 형성될 수 있고, 별도의 가이드용 폴리머층의 패터닝에 의하지 않고, OSA 기판(100) 자체의 에칭을 통하여 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 제1, 제2 가이드 벽(g1,g2)은, OSA 기판(100)의 제1, 제2 지지면(S1,S2) 상에 일체적으로 형성될 수 있다. 그리고, 상기 제3, 제4 가이드 벽(g3,g4)은, OSA 기판(100)의 기저면(S0) 상에 일체적으로 형성될 수 있다. 상기 가이드 벽(g1,g2,g3,g4)이 OSA 기판(100)에 일체적으로 형성됨으로써, 가이드용 폴리머층의 적층이나 패터닝 공정이 생략될 수 있다.
제1, 제2 가이드 벽(g1,g2) 위에, 별도의 제1, 제2 폴리머층(101,102)이 형성되는 경우, 상기 제1, 제2 가이드 벽(g1,g2)은 가이드용 폴리머층의 패터닝으로 형성될 수 있고, 상기 제3, 제4 가이드 벽(g3,g4)은 OSA 기판(100)의 기저면(S0) 상에 OSA 기판(100)과 함께 일체적으로 형성될 수 있다.
도 5a 내지 도 5e에는 도 1에 도시된 광 커넥터의 제조 단계별 공정이 개략적으로 도시되어 있다. 도면들을 참조하여, 광 커넥터의 형성에 대해 설명하면, 이하와 같다.
도 5a를 참조하면, 실리콘 기판을 준비하고, 실리콘 기판에 제1 에칭을 통하여 제1 레벨(h1)의 면들(S1,S2,B)을 제외한 나머지 부분을 에칭하여 기저면(S0)을 형성할 수 있다. 즉, 상기 제1 에칭에서는 발광 소자(110)와 광 섬유(150)의 단부를 지지하기 위한 제1, 제2 지지면(S1,S2)과, 걸림턱 블록(B)을 형성한다. 그리고, 실리콘 기판의 제2 에칭을 통하여 렌즈 블록(120)이 삽입되기 위한 그루브(100`)를 형성한다. 이렇게 실리콘 기판에 제1, 제2 에칭을 통하여 발광 소자(110)의 장착 위치, 광 섬유(150) 단부의 장착 위치, 그리고 걸림턱 블록(B)을 형성하고, 렌즈 블록(120)이 삽입되기 위한 그루브(100`)를 형성함으로써, OSA 기판(100)을 형성할 수 있다.
다음에, 도 5b에 도시된 바와 같이, 상기 OSA 기판(100)의 제1, 제2 지지면(S1,S2) 상에, 제1, 제2 폴리머층(101,102)을 형성한다. 상기 제1, 제2 폴리머층(101,102)은 발광 소자(110)의 장착 위치 및 광 섬유(150) 단부의 장착 위치에 형성될 수 있으며, 발광 소자(110)의 광 출구와 광 섬유(150)의 광 입구를 상호 정렬시키기 위하여, 서로 다른 두께(t1,t2)로 형성될 수 있다. 이때, 상기 제1, 제2 폴리머층(101,102)의 두께(t1,t2)에 관하여, 상기 발광 소자(110)와 검출 소자(180) 간의 간섭과, 상기 광 섬유(150) 단부와 수광 소자(140) 간의 간섭을 고려하여 적정한 두께로 형성할 수 있다.
다음에, 상기 OSA 기판(100)의 발광 소자(110)의 장착 위치, 광 섬유(150) 단부의 장착 위치, 수광 소자(140)의 장착 위치 및 검출 소자(180)의 장착 위치 각각에, 가이드용 폴리머층을 형성한다. 그리고, 포토리소그래피와 같은 패터닝을 통하여 각각의 광학 부품들을 정 위치로 정렬시키기 위한 가이드 벽(g1,g2,g3,g4)을 형성한다. 즉, 상기 가이드 벽(g1,g2,g3,g4)은 각각의 광학 부품을 사이에 개재하고 서로 마주하는 한 쌍의 가이드 벽(g1,g2,g3,g4)을 포함할 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 발광 소자(110)의 정렬을 위한 제1 가이드 벽(g1)과, 광 섬유(150) 단부의 정렬을 위한 제2 가이드 벽(g2)과, 수광 소자(140)의 정렬을 위한 제3 가이드 벽(g4)과, 검출 소자(180)의 정렬을 위한 제4 가이드 벽(g4)을 일괄적으로 형성할 수 있다. 예를 들어, 각각의 해당 위치에 일정한 두께로 가이드용 폴리머층을 형성하고, 가이드 벽(g1,g2,g3,g4)을 제외한 나머지 부분을 패터닝을 통하여 제거해냄으로써, 가이드 벽(g1,g2,g3,g4)을 형성할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 내지 제4 가이드 벽(g1,g2,g3,g4)의 중심선(C)이 일직선이 되도록 제1 내지 제4 가이드 벽(g1,g2,g3,g4)을 형성함으로써, 상기 발광 소자(110), 광 섬유(150) 단부, 수광 소자(140) 및 검출 소자(180)가 모두 일직선 상에서 광학적으로 정렬될 수 있다.
다음에, 도 5c에 도시된 바와 같이, 상기 가이드 벽(g1,g2,g3,g4) 사이에 해당 광학 부품을 장착한다. 즉, 한 쌍의 제3, 제4 가이드 벽(g3,g4) 사이에, 수광 소자(140) 및 검출 소자(180)를 장착한다. 그리고, 한 쌍의 제1 가이드 벽(g1) 사이에 발광 소자(110)를 장착하고, 발광 소자(110)와 인접하게 형성된 그루브(100`) 내에 렌즈 블록(120)을 삽입한다. 다음에, 한 쌍의 제2 가이드 벽(g2) 사이에 광 섬유(150) 단부를 장착한다. 이렇게 다수의 광학 부품들이 하나의 OSA 기판(100) 상에 형성된 가이드 벽(g1,g2,g3,g4)에 의해 정 위치로 안내됨으로써, 광학 부품들 간의 위치 정렬이 self-alignment 방식으로 자동적으로 이루어질 수 있다.
다음에, 도 5d에 도시된 바와 같이, 상기 발광 소자(110)와 걸림턱 블록(B)에 걸쳐지도록 반사판(160)을 장착한다. 예를 들어, 상기 반사판(160)은 OSA 기판(100)에 대해 비스듬하게 경사진 자세로 배치될 수 있다. 예를 들어, 상기 반사판(160)은, 발광 소자(110)와 걸림턱 블록(B)에 의해 정의된 공간 내에 배치될 수 있다.
다음에, 도 5e에 도시된 바와 같이, 상기 광 섬유(150) 단부와 기저면(S0) 위에 걸쳐지도록 광 필터(130)를 장착한다. 예를 들어, 상기 광 필터(130)는 OSA 기판(100)에 대해 비스듬하게 경사진 자세로 배치될 수 있다. 예를 들어, 상기 광 필터(130)는, 광 섬유(150) 단부와 수광 소자(140) 및 렌즈 블록(120)에 의해 정의된 공간 내에 배치될 수 있다.
본 발명에 의하면, 광 커넥터의 플랫홈(Optical Sub Assembly, OSA)을 형성하는 OSA 기판(100)이 하나의 일체적인 구조로 형성되므로, 구조가 단순화되면서도 소형화에 유리하게 된다. 예를 들어, 발광 소자(110)의 장착과 광 섬유(150)의 장착이 모두 상기 OSA 기판(100) 상에서 이루어짐으로써, 발광 소자(110)와 광 섬유(150) 및 이들 사이의 다른 광학 부품들의 위치 정렬이 하나의 OSA 기판(100)에 근거하여 자동적으로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 하나의 OSA 기판(100) 상에 형성된 가이드 벽(g1,g2,g3,g4)을 통하여, 발광 소자(110)와, 광 섬유(150)와, 수광 소자(140) 및 검출 소자(180)가 모두 자동적으로 정렬될 수 있다.
도 6에는 본 발명의 다른 실시형태에 적용 가능한 OSA 기판(100`)을 보여준다.
도면을 참조하면, 상기 OSA 기판(100`)은, 기저면(S0)과 제1, 제2 지지면(S1,S2)을 연결하는 제1, 제2 측면(A1,A2)을 포함하고, 상기 제2 측면(A2)은 상기 기저면(S0) 위에서 상기 기저면(S0)과 마주하도록 급격한 경사를 갖는 오버행(overhang) 구조를 포함할 수 있다. 상기 오버행 구조는, 수광 소자(140)의 장착 위치를 충분히 확보하고, 제2 광 경로(L2)를 따라 광 섬유(150)와의 광학 정렬이 원활하게 이루어질 수 있도록 할 수 있다. 예를 들어, 상기 제2 측면(A2)이 수직면으로 형성되면, 제2 측면(A2)에 형성될 수 있는 라운드진 언더컷에 의해 제2 측면(A2) 옆에 배치되는 수광 소자(140)의 장착 위치가 확보되기 어려울 수 있다. 상기 오버행 구조는 에칭시 나타날 수 있는 언더컷의 문제를 사전에 방지하고, 언더컷에도 불구하고 수광 소자(140)의 장착 위치를 충분히 확보할 수 있다.
상기 제2 측면(A2)의 팁 부분은 제2 폴리머층(102) 보다는 돌출되도록 형성되는 것이 바람직할 수 있다. 이렇게 제2 측면(A2)의 팁 부분이 상대적으로 돌출됨으로써, 그 위에 형성되는 제2 폴리머층(102) 및 광 섬유(150)의 단부가 충분히 지지되도록 할 수 있다.
상기 오버행 구조는, 실리콘 기판의 이방성 에칭에 의해 형성될 수 있다. 예를 들어, (111) 방향의 실리콘 기판을 이용하고 이방성 에칭을 적용함으로써, 기저면(S0)을 향하여 기울어진 제2 측면(A2)을 형성할 수 있다. 상기 이방성 에칭에서 (111) 면은 (100) 면 보다 간격이 좁게 밀집되어 있으므로, (111) 면의 식각 속도는 (100) 면 보다 느리게 된다. 이러한 이방성 에칭은 습식 에칭으로 진행될 수 있으며, 예를 들어, 이방성 에칭의 식각 용액은, KOH를 물과 이소프로필 알코올에 섞어 만들 수 있다.
상기 오버행 구조는, 도 6에 도시된 바와 같이, 수광 소자(140)와 인접한 제2 측면(A2) 뿐만 아니라, 검출 소자(180)와 인접한 제1 측면(A1)에도 형성될 수 있고, 언더컷에도 불구하고 검출 소자(180)의 장착 위치를 충분히 확보할 수 있다.
도 7에는 본 발명의 다른 실시형태에 따른 광 커넥터가 도시되어 있다. 도면을 참조하면, 상기 OSA 기판(100)에는 반사판(160)을 위치 고정하기 위한 제1 걸림턱 블록(B1)과, 광 필터(130)의 단부를 위치 고정하기 위한 제2 걸림턱 블록(B2)이 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 제1, 제2 걸림턱 블록(B1,B2)의 상면들은 서로 같은 레벨에 형성될 수 있고, 제1, 제2 지지면(S1,S2)과 같은 제1 레벨(h1)에 형성될 수 있다. 이러한 구조를 통하여 OSA 기판(100)은 1회의 에칭을 통하여 서로 다른 두 레벨의 면, 즉, 기저면(S0)과 제1 레벨(h1)의 면(S1,S2,B1,B2)들을 가질 수 있다. 이렇게 OSA 기판(100)을 1회 에칭으로 형성할 수 있게 됨으로써, 제조 공정을 단순화시킬 수 있다.
상기 광 필터(130)는 전체적으로 3개의 지지 포인트(130a,130b,130c)를 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 광 필터(130)는 광 섬유(150)의 모서리와 맞닿는 제1 지지 포인트(130a)와, 상기 기저면(S0)과 맞닿는 제2 지지 포인트(130b)와, 제2 걸림턱 블록(B2)과 맞닿는 제3 지지 포인트(160c)를 가질 수 있다. 이때, 상기 광 필터(130)가 렌즈 블록(120)과 별개의 제2 걸림턱 블록(B2)에 지지됨으로써, 렌즈 블록(120)과 광 필터(130)의 지지가 서로 독립적으로 이루어질 수 있고, 불필요한 간섭을 피할 수 있다.
본 발명은 첨부된 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다.
100 : OSA 기판
100` : 그루브
101 : 제1 폴리머층 102 : 제3 폴리머층
110 : 발광 소자 110a : 제1 발광 면
110b : 제2 발광 면 120 : 렌즈 블록
130 : 광 필터 130a : 제1 지지 포인트
130b : 제2 지지 포인트 130c : 제3 지지 포인트
140 : 수광 소자 150 : 광 섬유
160 : 반사판 160a : 제1 지지 포인트
160b : 제2 지지 포인트 160c : 제3 지지 포인트
160d : 제4 지지 포인트 S0 : 기저면
S1 : 제1 지지면 S2 : 제2 지지면
A1 : 제1 측면 A2 : 제2 측면
L1 : 제1 광 경로 L2 : 제2 광 경로
L3 : 제3 광 경로 h1 : 제1 레벨
g1 : 제1 가이드 벽 g2 : 제2 가이드 벽
g3 : 제3 가이드 벽 g4 : 제4 가이드 벽
101 : 제1 폴리머층 102 : 제3 폴리머층
110 : 발광 소자 110a : 제1 발광 면
110b : 제2 발광 면 120 : 렌즈 블록
130 : 광 필터 130a : 제1 지지 포인트
130b : 제2 지지 포인트 130c : 제3 지지 포인트
140 : 수광 소자 150 : 광 섬유
160 : 반사판 160a : 제1 지지 포인트
160b : 제2 지지 포인트 160c : 제3 지지 포인트
160d : 제4 지지 포인트 S0 : 기저면
S1 : 제1 지지면 S2 : 제2 지지면
A1 : 제1 측면 A2 : 제2 측면
L1 : 제1 광 경로 L2 : 제2 광 경로
L3 : 제3 광 경로 h1 : 제1 레벨
g1 : 제1 가이드 벽 g2 : 제2 가이드 벽
g3 : 제3 가이드 벽 g4 : 제4 가이드 벽
Claims (25)
- 기저면과, 상기 기저면으로부터 제1 레벨의 높이에 형성되고 서로로부터 이격된 제1, 제2 지지면을 포함하는 것으로, 일체적으로 형성된 OSA 기판;
상기 제1 지지면 상에 배치된 발광 소자;
상기 발광 소자로부터의 제1 광 경로 상이고, 상기 제2 지지면 상에 배치된 광 섬유;
상기 발광 소자와 광 섬유 사이에 개재된 것으로, 상기 발광 소자로부터의 제1 광 경로와, 상기 광 섬유로부터의 제2 광 경로를 공간적으로 분리하기 위한 광 필터; 및
상기 제2 광 경로 상에 배치된 수광 소자;를 포함하는 광 커넥터. - 제1항에 있어서,
상기 제1, 제2 지지면 위에는 각각 제1, 제2 폴리머층이 형성되되, 상기 제1, 제2 폴리머층은 상기 발광 소자 및 광 섬유를 상호 정렬시키기 위해 서로 다른 두께로 형성되는 것을 특징으로 하는 광 커넥터. - 제2항에 있어서,
상기 제1 폴리머층 보다 상기 제2 폴리머층이 더 두껍게 형성되는 것을 특징을 하는 광 커넥터. - 제2항에 있어서,
상기 제1, 제2 폴리머층은 동일한 소재로 형성되는 것을 특징으로 하는 광 커넥터. - 제1항에 있어서,
상기 수광 소자는 상기 기저면 상에 배치되는 것을 특징으로 하는 광 커넥터. - 제1항에 있어서,
상기 제1, 제2 지지면 상에는, 각각 발광 소자와 광 섬유의 단부를 자동으로 정렬시키기 위한 제1, 제2 가이드 벽이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 광 커넥터. - 제6항에 있어서,
상기 제1, 제2 가이드 벽은, 상기 OSA 기판에 일체적으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 광 커넥터. - 제6항에 있어서,
상기 제1, 제2 가이드 벽은, 상기 제1, 제2 지지면 상에 형성된 제1, 제2 폴리머층 위에 형성되고,
상기 제1, 제2 가이드 벽은, 상기 제1, 제2 폴리머층과 다른 폴리머 소재로 형성되는 것을 특징으로 하는 광 커넥터. - 제6항에 있어서,
상기 기저면 상에는, 상기 수광 소자를 자동으로 정렬시키기 위한 제3 가이드 벽이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 광 커넥터. - 제1항에 있어서,
상기 발광 소자 및 광 섬유는 상기 광 필터를 투과하는 제1 광 경로를 따라 상기 광 필터의 서로 다른 측에 배치되고,
상기 광 섬유와 수광 소자는 상기 광 필터에 반사되는 제2 광 경로를 따라 상기 광 필터의 서로 같은 측에 배치되는 것을 특징으로 하는 광 커넥터. - 제10항에 있어서,
상기 광 섬유와 수광 소자는 상기 광 필터의 하부에 함께 배치되며, 서로 다른 레벨에서 이격되는 것을 특징으로 하는 광 커넥터. - 제11항에 있어서,
상기 제2 지지면 위에는 상기 광 섬유를 제1 레벨보다 높은 레벨에서 지지하기 위한 제2 폴리머층이 형성되는 것을 특징으로 하는 광 커넥터. - 제11항에 있어서,
상기 광 필터는 상기 광 섬유와 수광 소자를 가로질러 비스듬하게 배치되는 것을 특징으로 하는 광 커넥터. - 제13항에 있어서,
상기 광 필터는, 상기 광 섬유의 단부에 지지되는 제1 지지 포인트와, 상기 기저면 상에 지지되는 제2 지지 포인트를 갖는 것을 특징으로 하는 광 커넥터. - 제1항에 있어서,
상기 발광 소자로부터의 또 다른 제3 광 경로 상에 배치되는 검출 소자와,
상기 발광 소자와 검출 소자 사이에 배치된 반사판을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광 커넥터 - 제15항에 있어서,
상기 검출 소자는, 상기 수광 소자와 함께 상기 기저면 상에 배치되는 것을 특징으로 하는 광 커넥터. - 제16항에 있어서,
상기 기저면 상에는 상기 검출 소자를 자동으로 정렬시키기 위한 제4 가이드 벽이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 광 커넥터. - 제15항에 있어서,
상기 발광 소자와 검출 소자는, 반사판의 하부에 함께 배치되고, 서로 다른 레벨에서 이격되는 것을 특징으로 하는 광 커넥터. - 제18항에 있어서,
상기 제1 지지면 위에는 상기 발광 소자를 제1 레벨보다 높은 레벨에서 지지하기 위한 제1 폴리머층이 형성되는 것을 특징으로 하는 광 커넥터. - 제19항에 있어서,
상기 반사판은 상기 발광 소자와 검출 소자를 가로질러 비스듬하게 배치되는 것을 특징으로 하는 광 커넥터. - 제20항에 있어서,
상기 OSA 기판에는 상기 반사판의 단부를 위치 고정하기 위한 걸림턱 블록이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 광 커넥터. - 제21항에 있어서,
상기 걸림턱 블록의 상면은, 상기 제1 레벨의 높이에 형성되는 것을 특징으로 하는 광 커넥터. - 제21항에 있어서,
상기 반사판은, 상기 발광 소자에 지지되는 제1 지지 포인트와, 상기 기저면 위에 지지되는 제2 지지 포인트와, 상기 걸림턱 블록에 지지되는 제3 지지 포인트를 갖는 것을 특징으로 하는 광 커넥터. - 제1항에 있어서,
상기 OSA 기판은, 상기 기저면과 제1, 제2 지지면을 연결하는 제1, 제2 측면을 포함하고,
상기 제2 측면은 상기 기저면 위에서 상기 기저면과 마주하도록 급격하게 경사진 오버행 구조를 형성하는 것을 특징으로 하는 광 커넥터. - 제1항에 있어서,
상기 발광 소자로부터의 또 다른 제3 광 경로 상에 배치되는 검출 소자; 및
상기 발광 소자와 검출 소자 사이에 배치된 반사판을 더 포함하고,
상기 기저면 상에는 상기 수광 소자 및 검출 소자를 자동으로 정렬시키기 위한 제3, 제4 가이드 벽이 상기 OSA 기판에 일체적으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 광 커넥터.
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