KR20190038238A - Optical receiver with an optical demultiplexer - Google Patents

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KR20190038238A
KR20190038238A KR1020180002972A KR20180002972A KR20190038238A KR 20190038238 A KR20190038238 A KR 20190038238A KR 1020180002972 A KR1020180002972 A KR 1020180002972A KR 20180002972 A KR20180002972 A KR 20180002972A KR 20190038238 A KR20190038238 A KR 20190038238A
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한국전자통신연구원
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Abstract

An optical receiver with an optical demultiplexer is disclosed. The optical receiver comprises: an optical demultiplexer for demultiplexing a plurality of wavelength-multiplexed optical signals and separating the optical signals into optical signals corresponding to the plurality of wavelengths, respectively; a reflector for changing a traveling direction of the separated optical signals transmitted from the optical demultiplexer; an optical coupling lens formed with light transmission lenses in an array form through which the separated optical signals reflected through the reflector are individually transmitted; a plurality of photodetectors mounted on a photo diode (PD) substrate disposed on the optical coupling lens, receiving the separated optical signals individually transmitted through light transmitting lenses of the optical coupling lens and converting the separated optical signals into electrical signals; and a plurality of trans-impedance amplifiers disposed at a predetermined interval from the plurality of photodetectors and electrically connected through a wire bonding and amplifying the plurality of electrical signals received from the plurality of photodetectors by a predetermined magnitude, wherein the plurality of photodetectors and the plurality of the trans-impedance amplifiers can be mounted on a substrate having a different thermal conductivity and thermally separated from each other.

Description

광역다중화기를 포함하는 광 수신기{OPTICAL RECEIVER WITH AN OPTICAL DEMULTIPLEXER}[0001] OPTICAL RECEIVER WITH AN OPTICAL DEMULTIPLEXER [0002]

본 발명은 광역다중화기를 포함하는 광 수신기에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 수광소자와 트랜스 임피던스 증폭기(Trans Impedance Amplifier, 이하 TIA)를 열적으로 분리하여 열 잡음 특성을 개선함으로써 수신 성능을 향상시키는 장치에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical receiver including a wide-band multiplexer, and more particularly, to an apparatus for improving reception performance by thermally isolating a light receiving element and a transimpedance amplifier (TIA) .

광통신 시스템에서 주요 핵심 기능 블록으로는 전기 신호를 광신호로 변환하는 광송신부와 광신호를 전기 신호로 변환하는 광수신부가 있다. 이러한 광송수신부는 전송해야 할 데이터의 용량이 늘어남에 따라 복수의 파장 신호를 하나의 광섬유에 다중화하여 전송하는 파장분할 다중(Wavelength Division Multiplexing, 이하 WDM) 전송방식을 적용하고 있다. 이러한 WDM 전송방식은 기간 전송 망뿐만 아니라 단거리 이더넷 전송분야에서도 도입되어, 현재 100G 이더넷 신호를 단일 모드 및 다중 모드 광섬유를 통해 전송하고 있다. The major core functional blocks in the optical communication system are an optical transmitter for converting electrical signals into optical signals and a light receiver for converting optical signals into electrical signals. The optical transmitter / receiver uses a wavelength division multiplexing (WDM) transmission method in which a plurality of wavelength signals are multiplexed and transmitted to one optical fiber as the capacity of data to be transmitted increases. This WDM transmission method has been introduced not only in a periodic transmission network but also in a short-distance Ethernet transmission field, and currently transmits a 100G Ethernet signal through a single mode and a multimode optical fiber.

광송신부의 경우, 복수의 파장을 가지는 광원을 통해 전기신호가 광신호로 변환되고 광다중화기를 통해 하나의 광섬유로 파장분할 다중화되어 전송된다. 광수신부의 경우, 복수의 파장을 갖는 광신호가 입력되면 광역다중화기에서 파장별로 분리되어 각 채널별 PD(Photodiode)로 인가되어 광신호가 전기신호로 변환되고, 변환된 전기신호는 TIA에서 증폭되어 출력된다. In the case of an optical transmission unit, an electrical signal is converted into an optical signal through a light source having a plurality of wavelengths, and is wavelength division multiplexed and transmitted to one optical fiber through an optical multiplexer. In the optical receiver, when an optical signal having a plurality of wavelengths is inputted, the optical signal is separated into wavelengths by a wide-area multiplexer and applied to a PD (Photodiode) for each channel, so that the optical signal is converted into an electric signal. do.

파장분할 다중 방식의 광전송 시스템에서 광수신부는 복수의 파장 신호를 역다중화하기 위해 평판형 광도파로(Planar Lightwave Circuit, 이하 PLC)를 이용하는 방식과 박막 필터(Thin Film Filter)를 이용하는 방식이 주로 사용되고 있다. 기존의 광수신부는 PLC 기반의 광역다중화기(Array Waveguide Grating, AWG)과 APD (Avalanche photodiode)가 적용된 광수신 구조를 가진다. AWG에 의해 역다중화된 광신호는 어레이 형태의 광결합 렌즈를 통해 각각의 수광소자인 APD에 광결합되는 구조가 적용되었다. 상기 PLC에서 출력되는 광신호가 수직으로 APD에 광결합 되는 구조이며 이를 위해서는 측면 패턴을 가지는 기판(APD subcarrier)이 필요하다. 측면 패턴을 가지는 기판은 제조 공정이 복잡하여 모듈 단가가 높아지는 단점이 있으며, 또한 TIA 칩에서 발생되는 열 영향으로 인해 수광소자(APD)의 열적 잡음 증가로 인해 수신 성능을 저하되는 단점을 가지고 있다. In a wavelength division multiplexing optical transmission system, a light receiving part mainly uses a planar lightwave circuit (PLC) or a thin film filter to demultiplex a plurality of wavelength signals . Conventional optical receivers have a PLC-based AWG (Array Waveguide Grating) and an optical reception structure using APD (Avalanche photodiode). The optical signal demultiplexed by the AWG is optically coupled to the APD, which is a light receiving element, through an array of optical coupling lenses. The optical signal output from the PLC is vertically optically coupled to the APD, which requires a substrate (APD subcarrier) having a side pattern. The substrate having the side pattern has a disadvantage that the manufacturing cost is increased due to the complexity of the manufacturing process, and the thermal performance of the TIA chip is deteriorated due to an increase in the thermal noise of the APD due to heat.

본 발명은 수광소자와 트랜스 임피던스 증폭기(Trans Impedance Amplifier, 이하 TIA)를 열적으로 분리하여 열 잡음 특성을 개선함으로써 수신 성능을 향상시키는 장치를 제공한다.The present invention provides an apparatus for improving reception performance by thermally isolating a light receiving element from a transimpedance amplifier (TIA) to improve thermal noise characteristics.

본 발명의 일실시예에 따른 광 수신기는 복수의 파장이 다중화된 광 신호를 역다중화하여 상기 복수의 파장 각각에 대응하는 광 신호들로 분리하는 광역다중화기; 상기 광역다중화기로부터 전달되는 상기 분리된 광 신호들의 진행 방향을 변경하는 반사기; 상기 반사기를 통해 반사된 상기 분리된 광 신호들이 각각 투과되는 광 투과 렌즈들이 어레이 형태로 형성된 광 결합 렌즈; 상기 광 결합 렌즈 상에 배치되는 PD(Photo Diode) 기판에 실장되고, 상기 광 결합 렌즈의 광 투과 렌즈들을 통해 각각 투과되는 상기 분리된 광 신호들을 수신하여 전기 신호들로 변환하는 복수의 광 검출기; 및 상기 복수의 광 검출기와 일정 간격을 두고 배치되고 와이어 본딩을 통해 전기적으로 연결되며, 상기 복수의 광 검출기를 통해 수신된 복수의 전기 신호들을 일정 크기만큼 증폭하는 복수의 트랜스 임피던스 증폭기를 포함하고, 상기 복수의 광 검출기와 상기 복수의 트랜스 임피던스 증폭기는 서로 다른 열전도도를 가지는 기판 상에 실장되어 열적으로 분리될 수 있다.An optical receiver according to an embodiment of the present invention includes: a wide-band multiplexer for demultiplexing a plurality of wavelength-multiplexed optical signals into optical signals corresponding to the plurality of wavelengths; A reflector for changing a traveling direction of the separated optical signals transmitted from the wide-area multiplexer; An optical coupling lens in which light transmission lenses through which the separated optical signals reflected through the reflector are respectively transmitted are formed in an array form; A plurality of photodetectors mounted on a photodiode substrate disposed on the optically coupled lens and receiving the separated optical signals respectively transmitted through the optically transparent lenses of the optically coupled lens and converting the separated optical signals into electrical signals; And a plurality of transimpedance amplifiers arranged at a predetermined distance from the plurality of photodetectors and electrically connected through wire bonding, the plurality of transimpedance amplifiers amplifying a plurality of electrical signals received through the plurality of photodetectors by a predetermined magnitude, The plurality of photodetectors and the plurality of transimpedance amplifiers may be mounted on a substrate having different thermal conductivities and thermally separated from each other.

상기 복수의 트랜스 임피던스 증폭기는 발생하는 열을 상기 광 수신기의 패키지로 방출하기 위한 열전도도를 가지는 별도의 기판 상에 실장되고, 상기 복수의 광 검출기는 상기 복수의 트랜스 임피던스 증폭기가 실장되는 별도의 기판과 일정 간격을 두고 배치되고, 상기 광 수신기의 패키지로부터 전달되는 열을 차단하기 위한 열전도도를 가지는 열적 분리 기판 상에 실장될 수 있다.Wherein the plurality of transimpedance amplifiers are mounted on a separate substrate having a thermal conductivity for emitting generated heat to a package of the optical receiver, and the plurality of photodetectors are mounted on a separate substrate on which the plurality of transimpedance amplifiers are mounted And may be mounted on a thermally isolated substrate having a thermal conductivity for blocking heat transmitted from the package of the optical receiver.

상기 PD 기판은 상기 광 투과 렌즈들을 통해 투과된 광 신호들 각각이 통과되기 위한 복수의 관통홀이 형성되고, 상기 복수의 관통홀을 통해 통과된 광 신호들은 상기 복수의 광 검출기 각각에 수신될 수 있다.The PD substrate has a plurality of through holes through which the optical signals transmitted through the light transmission lenses pass, and the optical signals passed through the plurality of through holes are received by the plurality of optical detectors have.

상기 PD 기판은 상기 광 결합 렌즈와의 정렬을 위한 관통홀을 더 포함하고, 상기 PD 기판과 상기 광 결합 렌즈는, 상기 광 결합 렌즈와의 정렬을 위한 관통홀과 상기 광 결합 렌즈에 형성되는 정렬 렌즈를 통해 정렬될 수 있다.Wherein the PD substrate further comprises a through hole for alignment with the optical coupling lens, wherein the PD substrate and the optical coupling lens have a through hole for alignment with the optical coupling lens, Can be aligned through the lens.

상기 PD 기판은 상기 광 투과 렌즈들을 통해 투과된 광 신호들 각각이 통과되는 영역이 무반사 코팅 처리된 투명 기판으로 형성되고, 상기 투명 기판을 통해 통과된 광 신호들은 상기 복수의 광 검출기 각각에 수신될 수 있다.Wherein the PD substrate is formed of a transparent substrate through which an optical signal transmitted through the light transmission lenses passes through an anti-reflection coating process, and optical signals transmitted through the transparent substrate are received by the plurality of optical detectors .

상기 PD 기판은 상기 광 결합 렌즈와의 정렬을 위한 정렬 마크를 더 포함하고, 상기 PD 기판과 상기 광 결합 렌즈는 상기 광 결합 렌즈와의 정렬을 위한 정렬 마크와 상기 광 결합 렌즈에 형성되는 정렬 렌즈를 통해 정렬될 수 있다.Wherein the PD substrate further comprises an alignment mark for alignment with the optical coupling lens, wherein the PD substrate and the optical coupling lens have alignment marks for alignment with the optical coupling lens and alignment lenses for alignment with the optical coupling lens, Lt; / RTI >

상기 PD 기판은 상기 무반사 코팅 처리된 영역 위에 전극 패턴이 형성되거나, 상기 전극 패턴이 형성될 영역에 위치한 무반사 코팅을 제거하고, 상기 무반사 코팅이 제거된 영역의 PD 기판 위에 전극 패턴이 형성될 수 있다.The PD substrate may have an electrode pattern formed on the anti-reflective coating treated region, an anti-reflective coating disposed on a region where the electrode pattern is to be formed, and an electrode pattern formed on the PD substrate where the anti-reflective coating is removed .

본 발명의 일실시예에 따른 광 수신기는 복수의 파장이 다중화된 광 신호를 역다중화하여 상기 복수의 파장 각각에 대응하는 광 신호들로 분리하는 광역다중화기; 상기 분리된 광 신호들을 각각 수신하여 전기 신호들로 변환하는 복수의 광 검출기; 및 상기 복수의 광 검출기를 통해 수신된 복수의 전기 신호들을 일정 크기만큼 증폭하는 복수의 트랜스 임피던스 증폭기를 포함하고, 상기 복수의 광 검출기와 상기 복수의 트랜스 임피던스 증폭기는 서로 일정 간격을 두고 배치되어 와이어 본딩을 통해 전기적으로 연결되고, 상기 복수의 광 검출기가 실장되는 기판과 상기 복수의 트랜스 임피던스 증폭기가 실장되는 기판을 구분하여 일정 거리만큼 이격되게 배치함으로써 열적으로 분리될 수 있다.An optical receiver according to an embodiment of the present invention includes: a wide-band multiplexer for demultiplexing a plurality of wavelength-multiplexed optical signals into optical signals corresponding to the plurality of wavelengths; A plurality of optical detectors each receiving the separated optical signals and converting the separated optical signals into electrical signals; And a plurality of transimpedance amplifiers for amplifying a plurality of electrical signals received through the plurality of photodetectors by a predetermined magnitude, wherein the plurality of photodetectors and the plurality of transimpedance amplifiers are arranged at regular intervals from each other, The plurality of photodetectors may be thermally isolated by disposing the substrate on which the plurality of photodetectors are mounted and the substrate on which the plurality of transimpedance amplifiers are mounted so as to be separated by a predetermined distance.

상기 복수의 트랜스 임피던스 증폭기가 실장되는 기판은 발생하는 열을 상기 광 수신기의 패키지로 방출하기 위한 열전도도를 가지고, 상기 복수의 광 검출기가 실장되는 기판은 상기 복수의 트랜스 임피던스 증폭기가 실장되는 기판과 일정 간격을 두고 배치되고, 상기 광 수신기의 패키지로부터 전달되는 열을 차단하기 위한 열전도도를 가질 수 있다. Wherein the substrate on which the plurality of transimpedance amplifiers are mounted has a thermal conductivity for discharging generated heat to the package of the optical receiver, and the substrate on which the plurality of photodetectors are mounted includes a substrate on which the plurality of transimpedance amplifiers are mounted, And may have a thermal conductivity for blocking heat transmitted from the package of the optical receiver.

상기 복수의 트랜스 임피던스 증폭기를 통해 증폭된 복수의 전기 신호들을 외부로 출력하기 위한 피드쓰루(Feedthru)를 더 포함하고, 상기 복수의 트랜스 임피던스 증폭기와 상기 피드쓰루는 일정 간격을 두고 배치되고 와이어 본딩을 통해 전기적으로 연결됨으로써 열적으로 분리될 수 있다.Further comprising a feedthrough for externally outputting a plurality of electrical signals amplified through the plurality of transimpedance amplifiers, wherein the plurality of transimpedance amplifiers and the feedthrough are arranged at a predetermined interval, And thus can be thermally isolated.

본 발명의 일실시예에 따른 광 수신기는 복수의 파장이 다중화된 광 신호를 역다중화하여 상기 복수의 파장 각각에 대응하는 광 신호들로 분리하는 광역다중화기; 상기 광역다중화기로부터 전달되는 상기 분리된 광 신호들의 진행 방향을 변경하는 반사기; 상기 반사기를 통해 반사된 상기 분리된 광 신호들이 각각 투과되는 광 투과 렌즈들이 어레이 형태로 형성된 광 결합 렌즈; 상기 광 결합 렌즈 상에 배치되는 PD(Photo Diode) 기판에 실장되고, 상기 광 결합 렌즈의 광 투과 렌즈들을 통해 각각 투과되는 상기 분리된 광 신호들을 수신하여 전기 신호들로 변환하는 복수의 광 검출기; 및 상기 복수의 광 검출기를 통해 수신된 복수의 전기 신호들을 일정 크기만큼 증폭하는 복수의 트랜스 임피던스 증폭기를 포함하고, 상기 광 결합 렌즈 상에 배치되는 PD 기판은 상기 광 투과 렌즈들을 통해 투과된 광 신호들 각각이 통과되기 위한 복수의 관통홀이 형성되거나, 상기 광 투과 렌즈들을 통해 투과된 광 신호들 각각이 통과되는 영역이 무반사 코팅 처리된 투명 기판으로 형성될 수 있다.An optical receiver according to an embodiment of the present invention includes: a wide-band multiplexer for demultiplexing a plurality of wavelength-multiplexed optical signals into optical signals corresponding to the plurality of wavelengths; A reflector for changing a traveling direction of the separated optical signals transmitted from the wide-area multiplexer; An optical coupling lens in which light transmission lenses through which the separated optical signals reflected through the reflector are respectively transmitted are formed in an array form; A plurality of photodetectors mounted on a photodiode substrate disposed on the optically coupled lens and receiving the separated optical signals respectively transmitted through the optically transparent lenses of the optically coupled lens and converting the separated optical signals into electrical signals; And a plurality of trans-impedance amplifiers for amplifying a plurality of electrical signals received through the plurality of photodetectors by a predetermined magnitude, wherein the PD substrate disposed on the optical coupling lens receives the optical signal transmitted through the light- A plurality of through holes through which the respective optical signals transmitted through the optical transmission lenses are passed may be formed or a transparent substrate through which the optical signals transmitted through the optical transmission lenses pass through may be formed by an anti-reflection coating process.

상기 복수의 트랜스 임피던스 증폭기는 발생하는 열을 상기 광 수신기의 패키지로 방출하기 위한 열전도도를 가지는 별도의 기판 상에 실장되고, 상기 복수의 광 검출기는 상기 복수의 트랜스 임피던스 증폭기가 실장되는 별도의 기판과 일정 간격을 두고 배치되고, 상기 광 수신기의 패키지로부터 전달되는 열을 차단하기 위한 열전도도를 가지는 열적 분리 기판 상에 실장될 수 있다. Wherein the plurality of transimpedance amplifiers are mounted on a separate substrate having a thermal conductivity for emitting generated heat to a package of the optical receiver, and the plurality of photodetectors are mounted on a separate substrate on which the plurality of transimpedance amplifiers are mounted And may be mounted on a thermally isolated substrate having a thermal conductivity for blocking heat transmitted from the package of the optical receiver.

상기 PD 기판은 상기 광 결합 렌즈와의 정렬을 위한 관통홀을 더 포함하고, 상기 PD 기판과 상기 광 결합 렌즈는 상기 광 결합 렌즈와의 정렬을 위한 관통홀과 상기 광 결합 렌즈에 형성되는 정렬 렌즈를 통해 정렬될 수 있다.Wherein the PD substrate further includes a through hole for alignment with the optical coupling lens, wherein the PD substrate and the optical coupling lens have a through hole for alignment with the optical coupling lens and an alignment lens Lt; / RTI >

상기 PD 기판은 상기 광 결합 렌즈와의 정렬을 위한 정렬 마크를 더 포함하고, 상기 PD 기판과 상기 광 결합 렌즈는 상기 광 결합 렌즈와의 정렬을 위한 정렬 마크와 상기 광 결합 렌즈에 형성되는 정렬 렌즈를 통해 정렬될 수 있다.Wherein the PD substrate further comprises an alignment mark for alignment with the optical coupling lens, wherein the PD substrate and the optical coupling lens have alignment marks for alignment with the optical coupling lens and alignment lenses for alignment with the optical coupling lens, Lt; / RTI >

상기 PD 기판은 상기 무반사 코팅 처리된 영역 위에 전극 패턴이 형성되거나, 상기 전극 패턴이 형성될 영역에 위치한 무반사 코팅을 제거하고, 상기 무반사 코팅이 제거된 영역의 PD 기판 위에 전극 패턴이 형성될 수 있다.The PD substrate may have an electrode pattern formed on the anti-reflective coating treated region, an anti-reflective coating disposed on a region where the electrode pattern is to be formed, and an electrode pattern formed on the PD substrate where the anti-reflective coating is removed .

상기 광역다중화기를 통해 분리되어 상기 광 투과 렌즈들 각각에 투과되는 광 신호들은 평행빔 형태를 가지거나 상기 광역다중화기의 출사부 경계면과 외부 매질의 굴절율에 따라 발산하는 형태를 가질 수 있다.The optical signals separated through the wide-area multiplexer and transmitted to the respective light transmission lenses may have a parallel beam shape or may have a shape that diverges according to the refractive index of an external medium at an exit portion boundary of the wide-area multiplexer.

본 발명의 일실시예에 의하면, 수광소자와 트랜스 임피던스 증폭기(Trans Impedance Amplifier, 이하 TIA)를 열적으로 분리하여 열 잡음 특성을 개선함으로써 수신 성능을 향상시킬 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the receiving performance can be improved by thermally isolating the light receiving element from the transimpedance amplifier (TIA) to improve the thermal noise characteristic.

도 1a 및 도 1b는 본 발명의 일실시예에 따른 광 수신기 구조를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 전면 방향에서 바라본 광 수신기에서 광 신호가 광결합되는 제1 구조를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 관통홀을 가지는 PD 기판의 구조를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 전면 방향에서 바라본 광 수신기에서 광 신호가 광결합되는 제2 구조를 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 투명 기판으로 형성된 PD 기판의 구조를 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 투명 기판으로 형성된 PD 기판 상에 전극 패턴을 형성하는 방법을 도시한 도면이다.FIGS. 1A and 1B are views illustrating an optical receiver structure according to an embodiment of the present invention.
2 is a view illustrating a first structure in which an optical signal is optically coupled in an optical receiver viewed from a front direction according to an embodiment of the present invention.
3 is a view showing a structure of a PD substrate having a through hole according to an embodiment of the present invention.
4 is a diagram illustrating a second structure in which an optical signal is optically coupled in an optical receiver viewed from a front direction according to an embodiment of the present invention.
5 is a view illustrating the structure of a PD substrate formed of a transparent substrate according to an embodiment of the present invention.
6 is a view illustrating a method of forming an electrode pattern on a PD substrate formed of a transparent substrate according to an embodiment of the present invention.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1a 및 도 1b는 본 발명의 일실시예에 따른 광 수신기 구조를 도시한 도면이다.FIGS. 1A and 1B are views illustrating an optical receiver structure according to an embodiment of the present invention.

도 1a은 본 발명의 일실시예에 따른 광 수신기의 입체도를 보여준다. 도 1a를 참고하면, 광 수신기(100)는 복수의 파장이 광학적으로 다중화된 광 신호가 광 수신기(100)의 입력부(미도시)에 수신될 수 있다. 이때, 광 수신기(100)의 입력부는 외부 광접속을 위해 광섬유 연결 형태이거나 리셉터클(Receptacle) 형태로 광섬유 페룰 (Ferrule)이 접속되도록 구현 될 수 있다. 입력부를 통해 수신된 복수의 파장으로 구성된 광신호는 광역다중화기(102)를 통해 복수의 파장 각각에 대응하는 광 신호들로 역다중화되고, 역다중화된 광 신호들은 각 채널에 대응되는 수광소자 즉, 광 검출기(PD, Photodiode)(110)에 광결합하게 된다. 본 발명은 광역다중화기(102)로부터 출력되는 광신호들의 경로를 90도 변경하여 광결합 렌즈(106)를 통해 광 검출기(PD)(110)에 광결합 시키는 구조에 관한 것이다. 1A is a perspective view of an optical receiver according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 1A, an optical receiver 100 may receive an optical signal in which a plurality of wavelengths are optically multiplexed, in an input unit (not shown) of the optical receiver 100. At this time, the input unit of the optical receiver 100 may be implemented as an optical fiber connection for external optical connection or an optical fiber ferrule connected as a receptacle type. An optical signal composed of a plurality of wavelengths received through an input unit is demultiplexed into optical signals corresponding to a plurality of wavelengths through a wide-area multiplexer 102, and the demultiplexed optical signals are received by corresponding light receiving elements And a photodetector (PD, Photodiode) 110, as shown in FIG. The present invention relates to a structure for optically coupling a light signal output from a wide-area multiplexer (102) to a photodetector (PD) (110) through an optical coupling lens (106) by changing the path of the optical signal by 90 degrees.

도 1b는 본 발명의 일실시예에 따른 광 수신기의 단면도를 보여준다. 도 1b를 참고하면, 광 수신기(100)의 광역다중화기(102)에 의해 역다중화되어 출력된 복수의 광 신호들은 반사기(104)를 통해 광경로가 90도 변경되어 반사기(104) 상단에 위치한 어레이(array) 형태의 광결합 렌즈(106)에 입사될 수 있다. 이때, 반사기(104)는 광 신호의 진행 경로를 변경하기 위하여 반사면이 형성될 수 있으며, 실정의 용이성을 제공하기 위해 하단 및 양측에 실리콘, 유리, 금속과 같은 지지대가 부착 될 수 있다. 1B shows a cross-sectional view of an optical receiver according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 1B, a plurality of optical signals demultiplexed and outputted by the wide-area multiplexer 102 of the optical receiver 100 are changed by 90 degrees through the reflector 104 and positioned at the top of the reflector 104 May be incident on an optical coupling lens 106 in the form of an array. At this time, the reflector 104 may be formed with a reflecting surface to change the traveling path of the optical signal, and a support such as silicon, glass, or metal may be attached to the bottom and both sides to provide a practicality.

광결합 렌즈(106)에 입사되는 복수의 광 신호들은 평행빔의 형태이거나 광역다중화기(102)의 출사부 경계면과 외부 매질의 굴절율에 따라 발산되는 빔의 형태를 가질 수 있다. 본 발명에서는 상기 복수의 광 신호들을 평행빔의 형태로 도시하여 설명한다. 광결합 렌즈(106)를 통해 수렴된 복수의 광 신호들 각각은 대응하는 광 검출기(PD, photodiode)(110)에 수신될 수 있다. 광 검출기(110)는 PD 기판(108) 위의 정해진 위치에 실장될 수 있으며, 이때 광 검출기(110)는 PD 기판(108) 상의 본딩 패드에 형성된 AuSn과 같은 솔더(solder)를 이용하여 실장될 수 있다. 그리고, 광 검출기(110)가 실장되는 PD 기판(108)은 광 결합 렌즈(106)와 조립될 수 있다. 이때, PD 기판(108)은 광 결합 렌즈(106) 상에 형성된 정렬용 렌즈를 이용하여 정렬될 수 있는데 PD 기판(108)의 종류에 따라 정렬 방법이 달라질 수 있다. 구체적으로 PD 기판(108)은 관통홀이 형성된 기판이거나 광학적으로 투명한 기판일 수 있으며, 각각의 PD 기판(108)과 광 결합 렌즈(106) 사이의 조립을 위한 정렬 방법은 이후 도 3 및 도 5를 통해 자세히 설명하도록 한다. The plurality of optical signals incident on the optical coupling lens 106 may be in the form of a parallel beam or may be in the form of a beam that is diverged according to the refractive index of the external medium and the boundary of the exit portion of the WDM 102. In the present invention, the plurality of optical signals are described in the form of parallel beams. Each of the plurality of optical signals converged through the optically coupled lens 106 may be received in a corresponding photodiode (PD) 110. The photodetector 110 may be mounted at a predetermined position on the PD substrate 108 where the photodetector 110 is mounted using a solder such as AuSn formed on the bonding pad on the PD substrate 108 . The PD substrate 108 on which the photodetector 110 is mounted may be assembled with the optical coupling lens 106. At this time, the PD substrate 108 may be aligned using an alignment lens formed on the optical coupling lens 106, and the alignment method may be changed according to the type of the PD substrate 108. Specifically, the PD substrate 108 may be a substrate having a through hole or an optically transparent substrate, and an alignment method for assembling between each PD substrate 108 and the optical coupling lens 106 may be performed later, .

광 검출기(110)에 수신된 복수의 광신호들은 각각 전류 신호로 변환되어 제1 본드와이어를 통해 트랜스 임피던스 증폭기(Trans Impedance Amplifier, 이하 TIA)(112)에 인가되어 전압 신호로 변환되고 크기가 증폭될 수 있다. 그리고 TIA(112) 로부터 출력된 전기 신호는 제2 본드와이어를 통해 광 수신기(100)의 피드쓰루 (Feedthru)(114)에 연결되어 외부로 전송될 수 있다. The plurality of optical signals received by the photodetector 110 are respectively converted into current signals and applied to a transimpedance amplifier (TIA) 112 through a first bond wire to be converted into a voltage signal, . The electrical signal output from the TIA 112 may be connected to the feedthrough 114 of the optical receiver 100 through the second bond wire and transmitted to the outside.

이때, 본 발명에서 제안하는 광 수신기(100)는 주요 발열원인 전자소자인 TIA(112)와 수광소자인 광 검출기(110)를 동일 평면 또는 동일 부품상에 실장하지 않고 일정 간격을 두고 공간적으로 분리하여 실장함으로써 광 수신기(100)의 열 잡음 특성을 개선하여 수신 성능을 향상시킬 수 있다. 추가적으로 광 수신기(100)는 열적 분리 기판(116)을 적용하여 인접한 TIA(112) 또는 광 수신기(100)의 패키지를 통해 광 검출기(110) 측으로 유입되는 열을 차단하는 구조를 제공한다. 구체적으로 열적 분리 기판(116) 상에는 광 검출기(110)가 실장될 수 있고, 열적 분리 기판(116)과 일정 간격을 두고 배치된 별도의 제1 기판 상에는 TIA(112)가 실장될 수 있다. 이때, 열적 분리 기판(116)은 열전도성이 낮은 소재로 구현되어 높은 열차단 성능을 가질 수 있다. 또한, 반사기(104), 광 결합 렌즈(106), PD 기판(108) 등 역시도 열 저항이 큰 물질, 즉 열전도성이 낮은 소재를 사용하여 구현됨으로써 TIA(112)와 광 검출기(110) 사이의 열경로가 차단되는 구조를 가질 수 있다.At this time, the optical receiver 100 proposed in the present invention does not mount the TIA 112, which is an electronic element as a main heat source, and the photodetector 110, which is a light receiving element, on the same plane or on the same part, So that the thermal noise characteristic of the optical receiver 100 can be improved and the reception performance can be improved. In addition, the optical receiver 100 provides a structure for isolating the heat entering the photodetector 110 side through the package of the adjacent TIA 112 or optical receiver 100 by applying a thermal isolation substrate 116 thereto. Specifically, the photodetector 110 may be mounted on the thermal isolation substrate 116, and the TIA 112 may be mounted on a separate first substrate disposed at a certain distance from the thermal isolation substrate 116. At this time, the thermal separation substrate 116 is formed of a material having a low thermal conductivity and can have a high thermal barrier performance. The reflector 104, the optical coupling lens 106 and the PD substrate 108 are also realized using a material having a high thermal resistance, that is, a material having low thermal conductivity, The thermal path may be blocked.

제1 기판(118)은 광 수신기(100)의 구조에 따라 전기적으로 절연성을 가지면서 열전도성이 높은 소재를 사용할 수 있다. 전기적으로 광 수신기(100)의 케이스와 TIA(112)에 사용되는 그라운드가 동일할 경우 금속과 같은 재질로 구성될 수 있다. 그리고 제2 기판(120)은 TIA(112) 및 기타 주변 수동소자 실장을 위해 금도금된 금속 재질로 구성될 수 있다. The first substrate 118 may be made of a material having electrical insulation and high thermal conductivity according to the structure of the optical receiver 100. And may be made of the same material as the metal if the case of the optical receiver 100 is electrically identical to the ground used for the TIA 112. And the second substrate 120 may be constructed of a gold-plated metal material for TIA 112 and other peripheral passive device mounting.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 전면 방향에서 바라본 광 수신기에서 광 신호가 광결합되는 제1 구조를 도시한 도면이다.2 is a view illustrating a first structure in which an optical signal is optically coupled in an optical receiver viewed from a front direction according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참고하면, 광 수신기(100)의 PD 기판(108)은 관통홀이 형성된 기판의 구조일 수 있다. 도2는 도 1B의 전면 방향(광신호가 입사되는 방향)에서 바라보았을 때 반사기(104)의 반사면에 입사되는 파장별 광신호가 90도 방향으로 수직 반사되어 광결합 렌즈(106) 및 PD 기판(108)을 통해 광 검출기(110)에 광결합되는 양상을 보여주고 있다. Referring to FIG. 2, the PD substrate 108 of the optical receiver 100 may have a structure of a substrate having a through-hole formed therein. FIG. 2 is a plan view of the optical coupling lens 106 and the PD substrate (not shown) when the optical signal of each wavelength incident on the reflective surface of the reflector 104 is vertically reflected in the direction of 90 degrees when viewed from the front direction 108 are optically coupled to the photodetector 110.

광 결합 렌즈(106)의 광 투과 렌즈를 통해 투과되는 복수의 광 신호들 각각은 PD 기판(108)의 대응되는 관통홀을 통해 광 검출기(110)에 인가될 수 있다. 이와 같은 PD 기판(108)의 관통홀은 기판으로 사용되는 소재에 따라 물리적 또는 화학적인 방법에 의해 생성될 수 있다. 예를 들면, PD 기판(108)으로 실리콘 웨이퍼를 사용하는 경우, 화학적으로 습식 식각(wet etching) 또는 건식 식각(dry etching)을 통해 PD 기판(108)의 상하면을 관통하는 홀이 형성될 수 있다. Each of the plurality of optical signals transmitted through the optically transparent lens of the optically coupled lens 106 may be applied to the photodetector 110 through a corresponding through hole in the PD substrate 108. The through hole of the PD substrate 108 may be formed by a physical or chemical method depending on the material used as the substrate. For example, when a silicon wafer is used as the PD substrate 108, holes may be formed through the upper and lower surfaces of the PD substrate 108 through chemical wet etching or dry etching .

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 관통홀을 가지는 PD 기판의 구조를 도시한 도면이다.3 is a view showing a structure of a PD substrate having a through hole according to an embodiment of the present invention.

도 3을 참고하면, 관통홀은 PD 기판(108)의 상하면을 관통하여 형성될 수 있다. 이때, 형성되는 관통홀은 복수의 광신호들 각각을 통과시키기 위한 관통홀과 PD 기판(108)과 광 결합 렌즈(106) 간의 정렬을 위한 정렬용 관통홀로 구성될 수 있다. Referring to FIG. 3, the through holes may be formed through the upper and lower surfaces of the PD substrate 108. In this case, the through holes may be formed as through holes for passing the plurality of optical signals, and through holes for alignment between the PD substrate 108 and the optical coupling lens 106.

한편, 도 2를 참고하면, 광 결합 렌즈(106)는 복수의 광신호들의 광결합을 위한 어레이 형태의 광 투과 렌즈들과 PD 기판(108)과의 정렬을 위한 정렬 렌즈로 구성될 수 있다. 이때, 광 결합 렌즈(106)에서 렌즈의 형성 방향은 광신호가 입력되는 면 또는 출력되는 면 중 어느 한면에 형성되거나 또는 양면에 모두 형성 될 수 있다.Referring to FIG. 2, the optical coupling lens 106 may be an array lens for optical coupling of a plurality of optical signals, and an alignment lens for aligning the PD substrate 108 with the optical transmission lens. At this time, the lens formation direction in the optical coupling lens 106 may be formed on either one of the surface on which the optical signal is input or the output surface, or on both surfaces.

광 결합 렌즈(106)와 PD 기판(108)은 광 결합 렌즈(106) 상에 형성된 정렬 렌즈를 이용하여 PD 기판(108) 상에 형성된 정렬용 관통홀을 통해 수동 정렬에 의해 조립될 수 있다.The optical coupling lens 106 and the PD substrate 108 may be assembled by manual alignment through alignment through holes formed on the PD substrate 108 using an alignment lens formed on the optical coupling lens 106. [

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 전면 방향에서 바라본 광 수신기에서 광 신호가 광결합되는 제2 구조를 도시한 도면이다.4 is a diagram illustrating a second structure in which an optical signal is optically coupled in an optical receiver viewed from a front direction according to an embodiment of the present invention.

도 4를 참고하면, 광 수신기(100)의 PD 기판(108)은 광학적으로 투명한 기판의 구조일 수 있다. 도 4는 도 1B의 전면 방향(광신호가 입사되는 방향)에서 바라보았을 때 반사기(104)의 반사면에 입사되는 파장별 광신호가 90도 방향으로 수직 반사되어 광결합 렌즈(106) 및 PD 기판(108)을 통해 광 검출기(110)에 광결합되는 양상을 보여주고 있다. Referring to FIG. 4, the PD substrate 108 of the optical receiver 100 may be a structure of an optically transparent substrate. FIG. 4 is a view showing an example of a case where an optical signal for each wavelength incident on the reflective surface of the reflector 104 is vertically reflected in a direction of 90 degrees when viewed from the front direction of FIG. 1B (direction in which the optical signal enters) 108 are optically coupled to the photodetector 110.

광 결합 렌즈(106)의 광 투과 렌즈를 통해 투과되는 복수의 광신호들 각각은 투명한 PD 기판(108)을 반사 및 손실 없이 통과하여 광 검출기(110)에 인가될 수 있다. 이를 위해 투명한 PD 기판(108)은 무반사 코팅(AR coating)이 처리됨으로써 광신호가 반사 및 손실 없이 통과될 수 있다. Each of the plurality of optical signals transmitted through the light transmission lens of the optical coupling lens 106 may be applied to the photodetector 110 by passing through the transparent PD substrate 108 without reflection and loss. To this end, the transparent PD substrate 108 is treated with anti-reflective coating (AR coating) so that the optical signal can be passed through without reflection and loss.

도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 투명 기판으로 형성된 PD 기판의 구조를 도시한 도면이다.5 is a view illustrating the structure of a PD substrate formed of a transparent substrate according to an embodiment of the present invention.

도 5를 참고하면, 투명한 PD 기판(108)은 상하면 전체에 무반사 코팅이 처리되거나 광신호가 통과되는 영역만이 무반사 코팅 처리될 수 있다. 또한, 투명한 PD 기판(108)에는 PD 기판(108)과 광 결합 렌즈(106) 사이의 정렬을 위한 정렬 마크가 형성될 수 있다. 광 결합 렌즈(106)와 PD 기판(108)은 광 결합 렌즈(106) 상에 형성된 정렬 렌즈를 이용하여 PD 기판(108) 상에 형성된 정렬 마크를 통해 수동 정렬에 의해 조립될 수 있다. Referring to FIG. 5, the transparent PD substrate 108 may be subjected to an anti-reflective coating treatment only on the entire upper and lower surfaces, or to an anti-reflection coating treatment only on areas where optical signals are passed. In addition, an alignment mark for alignment between the PD substrate 108 and the optical coupling lens 106 may be formed on the transparent PD substrate 108. The optically coupled lens 106 and the PD substrate 108 may be assembled by passive alignment through an alignment mark formed on the PD substrate 108 using an alignment lens formed on the optically coupled lens 106. [

도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 투명 기판으로 형성된 PD 기판 상에 전극 패턴을 형성하는 방법을 도시한 도면이다.6 is a view illustrating a method of forming an electrode pattern on a PD substrate formed of a transparent substrate according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 광 수신기(100)를 구성하는 투명한 PD 기판(108)은 도 6과 같이 기판 상에 전극 패턴(광 검출 소자 본딩 패드 및 전기 신호용 전극 패드등을 포함)이 형성될 수 있다. 이때, 전극 패턴의 형성 방법은 두 가지 방법이 존재할 수 있는데 첫번째 방법은 도 6의 (a)와 같이 투명한 PD 기판(108)의 상하면에 무반사 코팅 처리 후 전극 패턴을 무반사 코팅면 위에 직접 형성하는 방법이다. 6, an electrode pattern (including a photodetector element bonding pad and an electrode pad for an electric signal) may be formed on a transparent PD substrate 108 constituting the optical receiver 100 of the present invention. In this case, there are two methods of forming the electrode pattern. The first method is to form an electrode pattern directly on the anti-reflective coating surface on the upper and lower surfaces of the transparent PD substrate 108 as shown in FIG. 6 (a) to be.

두번째 방법은 도 6의 (b)와 같이 투명한 PD 기판(108)의 상하면에 무반사 코팅 처리 후 전극 패턴이 형성될 영역의 무반사 코팅을 제거하고, 무반사 코팅이 제거된 PD 기판(108)면 위에 전극 패턴을 형성하는 방법이다. The second method is to remove the anti-reflective coating in the area where the electrode pattern will be formed after the anti-reflective coating process on the upper and lower surfaces of the transparent PD substrate 108 as shown in FIG. 6 (b) Thereby forming a pattern.

이와 같이 본 발명은 고가의 측면 패턴이 형성된 기판 기술을 적용하지 않고 저비용으로 구현이 가능한 광신호의 진행 경로를 변경하는 기술을 적용하여 저가의 광 수신기(100)를 제공한다. 이때, 본 발명의 광 수신기(100)는 주요 발열원인 TIA(112)와 광 검출기(110)와의 열적 분리(thermal separation)를 통해 광 검출기(110)의 열 잡음 특성을 개선함으로써 수신 성능을 높일 수 있는 장점이 있다.As described above, the present invention provides a low-cost optical receiver 100 by applying a technique for changing the traveling path of an optical signal that can be implemented at low cost without applying a substrate technique in which an expensive side pattern is formed. At this time, the optical receiver 100 of the present invention improves the thermal noise characteristics of the photodetector 110 through thermal separation between the TIA 112 and the photodetector 110, There is an advantage.

한편, 본 발명에 따른 방법은 컴퓨터에서 실행될 수 있는 프로그램으로 작성되어 마그네틱 저장매체, 광학적 판독매체, 디지털 저장매체 등 다양한 기록 매체로도 구현될 수 있다.Meanwhile, the method according to the present invention may be embodied as a program that can be executed by a computer, and may be embodied as various recording media such as a magnetic storage medium, an optical reading medium, and a digital storage medium.

본 명세서에 설명된 각종 기술들의 구현들은 디지털 전자 회로조직으로, 또는 컴퓨터 하드웨어, 펌웨어, 소프트웨어로, 또는 그들의 조합들로 구현될 수 있다. 구현들은 데이터 처리 장치, 예를 들어 프로그램가능 프로세서, 컴퓨터, 또는 다수의 컴퓨터들의 동작에 의한 처리를 위해, 또는 이 동작을 제어하기 위해, 컴퓨터 프로그램 제품, 즉 정보 캐리어, 예를 들어 기계 판독가능 저장 장치(컴퓨터 판독가능 매체) 또는 전파 신호에서 유형적으로 구체화된 컴퓨터 프로그램으로서 구현될 수 있다. 상술한 컴퓨터 프로그램(들)과 같은 컴퓨터 프로그램은 컴파일된 또는 인터프리트된 언어들을 포함하는 임의의 형태의 프로그래밍 언어로 기록될 수 있고, 독립형 프로그램으로서 또는 모듈, 구성요소, 서브루틴, 또는 컴퓨팅 환경에서의 사용에 적절한 다른 유닛으로서 포함하는 임의의 형태로 전개될 수 있다. 컴퓨터 프로그램은 하나의 사이트에서 하나의 컴퓨터 또는 다수의 컴퓨터들 상에서 처리되도록 또는 다수의 사이트들에 걸쳐 분배되고 통신 네트워크에 의해 상호 연결되도록 전개될 수 있다.Implementations of the various techniques described herein may be implemented in digital electronic circuitry, or in computer hardware, firmware, software, or combinations thereof. Implementations may be implemented in a computer program product, such as an information carrier, e.g., a machine readable storage device, such as a computer readable storage medium, for example, for processing by a data processing apparatus, Apparatus (computer readable medium) or as a computer program tangibly embodied in a propagation signal. A computer program, such as the computer program (s) described above, may be written in any form of programming language, including compiled or interpreted languages, and may be stored as a stand-alone program or in a module, component, subroutine, As other units suitable for use in the present invention. A computer program may be deployed to be processed on one computer or multiple computers at one site or distributed across multiple sites and interconnected by a communications network.

컴퓨터 프로그램의 처리에 적절한 프로세서들은 예로서, 범용 및 특수 목적 마이크로프로세서들 둘 다, 및 임의의 종류의 디지털 컴퓨터의 임의의 하나 이상의 프로세서들을 포함한다. 일반적으로, 프로세서는 판독 전용 메모리 또는 랜덤 액세스 메모리 또는 둘 다로부터 명령어들 및 데이터를 수신할 것이다. 컴퓨터의 요소들은 명령어들을 실행하는 적어도 하나의 프로세서 및 명령어들 및 데이터를 저장하는 하나 이상의 메모리 장치들을 포함할 수 있다. 일반적으로, 컴퓨터는 데이터를 저장하는 하나 이상의 대량 저장 장치들, 예를 들어 자기, 자기-광 디스크들, 또는 광 디스크들을 포함할 수 있거나, 이것들로부터 데이터를 수신하거나 이것들에 데이터를 송신하거나 또는 양쪽으로 되도록 결합될 수도 있다. 컴퓨터 프로그램 명령어들 및 데이터를 구체화하는데 적절한 정보 캐리어들은 예로서 반도체 메모리 장치들, 예를 들어, 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(Magnetic Media), CD-ROM(Compact Disk Read Only Memory), DVD(Digital Video Disk)와 같은 광 기록 매체(Optical Media), 플롭티컬 디스크(Floptical Disk)와 같은 자기-광 매체(Magneto-Optical Media), 롬(ROM, Read Only Memory), 램(RAM, Random Access Memory), 플래시 메모리, EPROM(Erasable Programmable ROM), EEPROM(Electrically Erasable Programmable ROM) 등을 포함한다. 프로세서 및 메모리는 특수 목적 논리 회로조직에 의해 보충되거나, 이에 포함될 수 있다.Processors suitable for processing a computer program include, by way of example, both general purpose and special purpose microprocessors, and any one or more processors of any kind of digital computer. Generally, a processor will receive instructions and data from a read-only memory or a random access memory or both. The elements of a computer may include at least one processor for executing instructions and one or more memory devices for storing instructions and data. Generally, a computer may include one or more mass storage devices for storing data, such as magnetic, magneto-optical disks, or optical disks, or may receive data from them, transmit data to them, . ≪ / RTI > Information carriers suitable for embodying computer program instructions and data include, for example, semiconductor memory devices, for example, magnetic media such as hard disks, floppy disks and magnetic tape, compact disk read only memory A magneto-optical medium such as a floppy disk, an optical disk such as a DVD (Digital Video Disk), a ROM (Read Only Memory), a RAM , Random Access Memory), a flash memory, an EPROM (Erasable Programmable ROM), an EEPROM (Electrically Erasable Programmable ROM), and the like. The processor and memory may be supplemented or included by special purpose logic circuitry.

또한, 컴퓨터 판독가능 매체는 컴퓨터에 의해 액세스될 수 있는 임의의 가용매체일 수 있고, 컴퓨터 저장매체 및 전송매체를 모두 포함할 수 있다.In addition, the computer-readable medium can be any available media that can be accessed by a computer, and can include both computer storage media and transmission media.

본 명세서는 다수의 특정한 구현물의 세부사항들을 포함하지만, 이들은 어떠한 발명이나 청구 가능한 것의 범위에 대해서도 제한적인 것으로서 이해되어서는 안되며, 오히려 특정한 발명의 특정한 실시형태에 특유할 수 있는 특징들에 대한 설명으로서 이해되어야 한다. 개별적인 실시형태의 문맥에서 본 명세서에 기술된 특정한 특징들은 단일 실시형태에서 조합하여 구현될 수도 있다. 반대로, 단일 실시형태의 문맥에서 기술한 다양한 특징들 역시 개별적으로 혹은 어떠한 적절한 하위 조합으로도 복수의 실시형태에서 구현 가능하다. 나아가, 특징들이 특정한 조합으로 동작하고 초기에 그와 같이 청구된 바와 같이 묘사될 수 있지만, 청구된 조합으로부터의 하나 이상의 특징들은 일부 경우에 그 조합으로부터 배제될 수 있으며, 그 청구된 조합은 하위 조합이나 하위 조합의 변형물로 변경될 수 있다.While the specification contains a number of specific implementation details, it should be understood that they are not to be construed as limitations on the scope of any invention or claim, but rather on the description of features that may be specific to a particular embodiment of a particular invention Should be understood. Certain features described herein in the context of separate embodiments may be implemented in combination in a single embodiment. Conversely, various features described in the context of a single embodiment may also be implemented in multiple embodiments, either individually or in any suitable subcombination. Further, although the features may operate in a particular combination and may be initially described as so claimed, one or more features from the claimed combination may in some cases be excluded from the combination, Or a variant of a subcombination.

마찬가지로, 특정한 순서로 도면에서 동작들을 묘사하고 있지만, 이는 바람직한 결과를 얻기 위하여 도시된 그 특정한 순서나 순차적인 순서대로 그러한 동작들을 수행하여야 한다거나 모든 도시된 동작들이 수행되어야 하는 것으로 이해되어서는 안 된다. 특정한 경우, 멀티태스킹과 병렬 프로세싱이 유리할 수 있다. 또한, 상술한 실시형태의 다양한 장치 컴포넌트의 분리는 그러한 분리를 모든 실시형태에서 요구하는 것으로 이해되어서는 안되며, 설명한 프로그램 컴포넌트와 장치들은 일반적으로 단일의 소프트웨어 제품으로 함께 통합되거나 다중 소프트웨어 제품에 패키징 될 수 있다는 점을 이해하여야 한다.Likewise, although the operations are depicted in the drawings in a particular order, it should be understood that such operations must be performed in that particular order or sequential order shown to achieve the desired result, or that all illustrated operations should be performed. In certain cases, multitasking and parallel processing may be advantageous. Also, the separation of the various device components of the above-described embodiments should not be understood as requiring such separation in all embodiments, and the described program components and devices will generally be integrated together into a single software product or packaged into multiple software products It should be understood.

한편, 본 명세서와 도면에 개시된 본 발명의 실시 예들은 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것에 지나지 않으며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시 예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형 예들이 실시 가능하다는 것은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.It should be noted that the embodiments of the present invention disclosed in the present specification and drawings are only illustrative of specific examples for the purpose of understanding and are not intended to limit the scope of the present invention. It will be apparent to those skilled in the art that other modifications based on the technical idea of the present invention are possible in addition to the embodiments disclosed herein.

100 : 광 수신기
102 : 광역다중화기
104 : 반사기
106 : 광 결합 렌즈
108 : PD 기판
110 : 광 검출기
112 : 트랜스 임피던스 증폭기
114 : 피드쓰루
116 : 열적 분리 기판
118 : 제1 기판
120 : 제2 기판100: optical receiver
102: wide-area multiplexer
104: reflector
106: optical coupling lens
108: PD substrate
110: photodetector
112: Transimpedance amplifier
114: Feed thru
116: Thermal separation substrate
118: first substrate
120: second substrate

Claims (16)

복수의 파장이 다중화된 광 신호를 역다중화하여 상기 복수의 파장 각각에 대응하는 광 신호들로 분리하는 광역다중화기;
상기 광역다중화기로부터 전달되는 상기 분리된 광 신호들의 진행 방향을 변경하는 반사기;
상기 반사기를 통해 반사된 상기 분리된 광 신호들이 각각 투과되는 광 투과 렌즈들이 어레이 형태로 형성된 광 결합 렌즈;
상기 광 결합 렌즈 상에 배치되는 PD(Photo Diode) 기판에 실장되고, 상기 광 결합 렌즈의 광 투과 렌즈들을 통해 각각 투과되는 상기 분리된 광 신호들을 수신하여 전기 신호들로 변환하는 복수의 광 검출기; 및
상기 복수의 광 검출기와 일정 간격을 두고 배치되고 와이어 본딩을 통해 전기적으로 연결되며, 상기 복수의 광 검출기를 통해 수신된 복수의 전기 신호들을 일정 크기만큼 증폭하는 복수의 트랜스 임피던스 증폭기
를 포함하고,
상기 복수의 광 검출기와 상기 복수의 트랜스 임피던스 증폭기는 서로 다른 열전도도를 가지는 기판 상에 실장되어 열적으로 분리되는 광 수신기.A wide-band multiplexer for demultiplexing an optical signal in which a plurality of wavelengths are multiplexed and separating the optical signals into optical signals corresponding to the plurality of wavelengths;
A reflector for changing a traveling direction of the separated optical signals transmitted from the wide-area multiplexer;
An optical coupling lens in which light transmission lenses through which the separated optical signals reflected through the reflector are respectively transmitted are formed in an array form;
A plurality of photodetectors mounted on a photodiode substrate disposed on the optically coupled lens and receiving the separated optical signals respectively transmitted through the optically transparent lenses of the optically coupled lens and converting the separated optical signals into electrical signals; And
A plurality of trans-impedance amplifiers arranged at predetermined intervals from the plurality of photodetectors and electrically connected through wire bonding, amplifying a plurality of electrical signals received through the plurality of photodetectors by a predetermined magnitude,
Lt; / RTI >
Wherein the plurality of photodetectors and the plurality of transimpedance amplifiers are mounted on a substrate having different thermal conductivities and thermally separated. 제1항에 있어서,
상기 복수의 트랜스 임피던스 증폭기는,
발생하는 열을 상기 광 수신기의 패키지로 방출하기 위한 열전도도를 가지는 별도의 기판 상에 실장되고,
상기 복수의 광 검출기는,
상기 복수의 트랜스 임피던스 증폭기가 실장되는 별도의 기판과 일정 간격을 두고 배치되고, 상기 광 수신기의 패키지로부터 전달되는 열을 차단하기 위한 열전도도를 가지는 열적 분리 기판 상에 실장되는 광 수신기.The method according to claim 1,
Wherein the plurality of trans- impedance amplifiers comprise:
Mounted on a separate substrate having a thermal conductivity for discharging the generated heat to the package of the optical receiver,
Wherein the plurality of photodetectors comprise:
Wherein the plurality of transimpedance amplifiers are mounted on a thermally isolated substrate having a thermal conductivity for shielding heat transmitted from a package of the optical receiver. 제1항에 있어서,
상기 PD 기판은,
상기 광 투과 렌즈들을 통해 투과된 광 신호들 각각이 통과되기 위한 복수의 관통홀이 형성되고, 상기 복수의 관통홀을 통해 통과된 광 신호들은 상기 복수의 광 검출기 각각에 수신되는 광 수신기.The method according to claim 1,
In the PD substrate,
A plurality of through holes through which the optical signals transmitted through the optical transmission lenses pass are formed, and optical signals passed through the plurality of through holes are received in each of the plurality of optical detectors. 제3항에 있어서,
상기 PD 기판은,
상기 광 결합 렌즈와의 정렬을 위한 관통홀
을 더 포함하고,
상기 PD 기판과 상기 광 결합 렌즈는,
상기 광 결합 렌즈와의 정렬을 위한 관통홀과 상기 광 결합 렌즈에 형성되는 정렬 렌즈를 통해 정렬되는 광 수신기.The method of claim 3,
In the PD substrate,
A through hole for alignment with the optical coupling lens,
Further comprising:
Wherein the PD substrate and the optically-
And is aligned through a through hole for alignment with the optical coupling lens and an alignment lens formed on the optical coupling lens. 제1항에 있어서,
상기 PD 기판은,
상기 광 투과 렌즈들을 통해 투과된 광 신호들 각각이 통과되는 영역이 무반사 코팅 처리된 투명 기판으로 형성되고, 상기 투명 기판을 통해 통과된 광 신호들은 상기 복수의 광 검출기 각각에 수신되는 광 수신기.The method according to claim 1,
In the PD substrate,
Wherein a region through which the optical signals transmitted through the optical transmission lenses pass is formed by a transparent substrate coated with an anti-reflection coating, and optical signals transmitted through the transparent substrate are received by the plurality of optical detectors. 제5항에 있어서,
상기 PD 기판은,
상기 광 결합 렌즈와의 정렬을 위한 정렬 마크
를 더 포함하고,
상기 PD 기판과 상기 광 결합 렌즈는,
상기 광 결합 렌즈와의 정렬을 위한 정렬 마크와 상기 광 결합 렌즈에 형성되는 정렬 렌즈를 통해 정렬되는 광 수신기.6. The method of claim 5,
In the PD substrate,
An alignment mark for alignment with the optical coupling lens
Further comprising:
Wherein the PD substrate and the optically-
And an alignment lens for alignment with the optical coupling lens and an alignment lens formed on the optical coupling lens. 제5항에 있어서,
상기 PD 기판은,
상기 무반사 코팅 처리된 영역 위에 전극 패턴이 형성되거나,
상기 전극 패턴이 형성될 영역에 위치한 무반사 코팅을 제거하고, 상기 무반사 코팅이 제거된 영역의 PD 기판 위에 전극 패턴이 형성되는 광 수신기.6. The method of claim 5,
In the PD substrate,
An electrode pattern is formed on the anti-reflective coating treated region,
And an electrode pattern is formed on a PD substrate in a region where the anti-reflective coating is removed. 복수의 파장이 다중화된 광 신호를 역다중화하여 상기 복수의 파장 각각에 대응하는 광 신호들로 분리하는 광역다중화기;
상기 분리된 광 신호들을 각각 수신하여 전기 신호들로 변환하는 복수의 광 검출기; 및
상기 복수의 광 검출기를 통해 수신된 복수의 전기 신호들을 일정 크기만큼 증폭하는 복수의 트랜스 임피던스 증폭기
를 포함하고,
상기 복수의 광 검출기와 상기 복수의 트랜스 임피던스 증폭기는,
서로 일정 간격을 두고 배치되어 와이어 본딩을 통해 전기적으로 연결되고, 상기 복수의 광 검출기가 실장되는 기판과 상기 복수의 트랜스 임피던스 증폭기가 실장되는 기판을 구분하여 일정 거리만큼 이격되게 배치함으로써 열적으로 분리되는 광 수신기.A wide-band multiplexer for demultiplexing an optical signal in which a plurality of wavelengths are multiplexed and separating the optical signals into optical signals corresponding to the plurality of wavelengths;
A plurality of optical detectors each receiving the separated optical signals and converting the separated optical signals into electrical signals; And
A plurality of transimpedance amplifiers for amplifying a plurality of electrical signals received through the plurality of photodetectors by a predetermined magnitude;
Lt; / RTI >
Wherein the plurality of photodetectors and the plurality of trans-
The substrate on which the plurality of photodetectors are mounted and the substrate on which the plurality of transimpedance amplifiers are mounted are separated from each other by a predetermined distance to be thermally separated from each other Optical receiver. 제8항에 있어서,
상기 복수의 트랜스 임피던스 증폭기가 실장되는 기판은,
발생하는 열을 상기 광 수신기의 패키지로 방출하기 위한 열전도도를 가지고,
상기 복수의 광 검출기가 실장되는 기판은,
상기 복수의 트랜스 임피던스 증폭기가 실장되는 기판과 일정 간격을 두고 배치되고, 상기 광 수신기의 패키지로부터 전달되는 열을 차단하기 위한 열전도도를 가지는 광 수신기.9. The method of claim 8,
Wherein the substrate on which the plurality of trans- impedance amplifiers are mounted comprises:
Having a thermal conductivity for discharging the generated heat to the package of the optical receiver,
The substrate on which the plurality of photodetectors are mounted,
Wherein the plurality of transimpedance amplifiers are disposed at a predetermined distance from a substrate on which the plurality of transimpedance amplifiers are mounted, and have thermal conductivity for shielding heat transmitted from the package of the optical receiver. 제8항에 있어서,
상기 복수의 트랜스 임피던스 증폭기를 통해 증폭된 복수의 전기 신호들을 외부로 출력하기 위한 피드쓰루(Feedthru)
를 더 포함하고,
상기 복수의 트랜스 임피던스 증폭기와 상기 피드쓰루는 일정 간격을 두고 배치되고 와이어 본딩을 통해 전기적으로 연결됨으로써 열적으로 분리되는 광 수신기.9. The method of claim 8,
A feedthrough for outputting a plurality of electric signals amplified through the plurality of transimpedance amplifiers to the outside,
Further comprising:
Wherein the plurality of trans-impedance amplifiers and the feed-throughs are arranged at regular intervals and thermally separated by being electrically connected through wire bonding. 복수의 파장이 다중화된 광 신호를 역다중화하여 상기 복수의 파장 각각에 대응하는 광 신호들로 분리하는 광역다중화기;
상기 광역다중화기로부터 전달되는 상기 분리된 광 신호들의 진행 방향을 변경하는 반사기;
상기 반사기를 통해 반사된 상기 분리된 광 신호들이 각각 투과되는 광 투과 렌즈들이 어레이 형태로 형성된 광 결합 렌즈;
상기 광 결합 렌즈 상에 배치되는 PD(Photo Diode) 기판에 실장되고, 상기 광 결합 렌즈의 광 투과 렌즈들을 통해 각각 투과되는 상기 분리된 광 신호들을 수신하여 전기 신호들로 변환하는 복수의 광 검출기; 및
상기 복수의 광 검출기를 통해 수신된 복수의 전기 신호들을 일정 크기만큼 증폭하는 복수의 트랜스 임피던스 증폭기
를 포함하고,
상기 광 결합 렌즈 상에 배치되는 PD 기판은,
상기 광 투과 렌즈들을 통해 투과된 광 신호들 각각이 통과되기 위한 복수의 관통홀이 형성되거나, 상기 광 투과 렌즈들을 통해 투과된 광 신호들 각각이 통과되는 영역이 무반사 코팅 처리된 투명 기판으로 형성되는 광 수신기.A wide-band multiplexer for demultiplexing an optical signal in which a plurality of wavelengths are multiplexed and separating the optical signals into optical signals corresponding to the plurality of wavelengths;
A reflector for changing a traveling direction of the separated optical signals transmitted from the wide-area multiplexer;
An optical coupling lens in which light transmission lenses through which the separated optical signals reflected through the reflector are respectively transmitted are formed in an array form;
A plurality of photodetectors mounted on a photodiode substrate disposed on the optically coupled lens and receiving the separated optical signals respectively transmitted through the optically transparent lenses of the optically coupled lens and converting the separated optical signals into electrical signals; And
A plurality of transimpedance amplifiers for amplifying a plurality of electrical signals received through the plurality of photodetectors by a predetermined magnitude;
Lt; / RTI >
Wherein the PD substrate disposed on the optically-
A plurality of through holes through which the optical signals transmitted through the optical transmission lenses pass are formed or a region through which the optical signals transmitted through the optical transmission lenses pass is formed of a transparent substrate coated with an anti- Optical receiver. 제11항에 있어서,
상기 복수의 트랜스 임피던스 증폭기는,
발생하는 열을 상기 광 수신기의 패키지로 방출하기 위한 열전도도를 가지는 별도의 기판 상에 실장되고,
상기 복수의 광 검출기는,
상기 복수의 트랜스 임피던스 증폭기가 실장되는 별도의 기판과 일정 간격을 두고 배치되고, 상기 광 수신기의 패키지로부터 전달되는 열을 차단하기 위한 열전도도를 가지는 열적 분리 기판 상에 실장되는 광 수신기.12. The method of claim 11,
Wherein the plurality of trans- impedance amplifiers comprise:
Mounted on a separate substrate having a thermal conductivity for discharging the generated heat to the package of the optical receiver,
Wherein the plurality of photodetectors comprise:
Wherein the plurality of transimpedance amplifiers are mounted on a thermally isolated substrate having a thermal conductivity for shielding heat transmitted from a package of the optical receiver. 제11항에 있어서,
상기 PD 기판은,
상기 광 결합 렌즈와의 정렬을 위한 관통홀
을 더 포함하고,
상기 PD 기판과 상기 광 결합 렌즈는,
상기 광 결합 렌즈와의 정렬을 위한 관통홀과 상기 광 결합 렌즈에 형성되는 정렬 렌즈를 통해 정렬되는 광 수신기.12. The method of claim 11,
In the PD substrate,
A through hole for alignment with the optical coupling lens,
Further comprising:
Wherein the PD substrate and the optically-
And is aligned through a through hole for alignment with the optical coupling lens and an alignment lens formed on the optical coupling lens. 제11항에 있어서,
상기 PD 기판은,
상기 광 결합 렌즈와의 정렬을 위한 정렬 마크
를 더 포함하고,
상기 PD 기판과 상기 광 결합 렌즈는,
상기 광 결합 렌즈와의 정렬을 위한 정렬 마크와 상기 광 결합 렌즈에 형성되는 정렬 렌즈를 통해 정렬되는 광 수신기.12. The method of claim 11,
In the PD substrate,
An alignment mark for alignment with the optical coupling lens
Further comprising:
Wherein the PD substrate and the optically-
And an alignment lens for alignment with the optical coupling lens and an alignment lens formed on the optical coupling lens. 제11항에 있어서,
상기 PD 기판은,
상기 무반사 코팅 처리된 영역 위에 전극 패턴이 형성되거나,
상기 전극 패턴이 형성될 영역에 위치한 무반사 코팅을 제거하고, 상기 무반사 코팅이 제거된 영역의 PD 기판 위에 전극 패턴이 형성되는 광 수신기.12. The method of claim 11,
In the PD substrate,
An electrode pattern is formed on the anti-reflective coating treated region,
And an electrode pattern is formed on a PD substrate in a region where the anti-reflective coating is removed. 제11항에 있어서,
상기 광역다중화기를 통해 분리되어 상기 광 투과 렌즈들 각각에 투과되는 광 신호들은 평행빔 형태를 가지거나 상기 광역다중화기의 출사부 경계면과 외부 매질의 굴절율에 따라 발산하는 형태를 가지는 광 수신기.
12. The method of claim 11,
Wherein the optical signals separated through the wide-area multiplexer and transmitted through the respective light transmission lenses have a parallel beam shape or have a shape diverging according to a refractive index of an external medium and an interface between an emission part of the wide-area multiplexer.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20150057505A (en) * 2013-11-19 2015-05-28 한국전자통신연구원 Multi-wavelength optical receiving apparatus and method
KR20160145957A (en) * 2015-06-11 2016-12-21 주식회사 지피 Multi-channel optical receiver module and methods of optical alignment thereof
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KR20170057037A (en) * 2015-11-16 2017-05-24 한국전자통신연구원 Multi-channel Receiver Optical Sub-assembly and manufacture method thereof

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