KR20200036222A

KR20200036222A - High Power Laser Diode Module Capable of Passive Alignment

Info

Publication number: KR20200036222A
Application number: KR1020180115599A
Authority: KR
Inventors: 임정운; 장형식
Original assignee: 한국광기술원
Priority date: 2018-09-28
Filing date: 2018-09-28
Publication date: 2020-04-07
Also published as: KR102146989B1

Abstract

Disclosed is a high power laser diode optical module capable of passive alignment. According to an aspect of the present invention, the optical module comprises: a high power laser diode; a fast axis collimator (FAC) lens; a slow axis collimator (SAC) lens; and a submount for a high power laser diode optical module including a first insertion part to which the high power laser diode is to be inserted, a second insertion part to which the FAC lens is to be inserted, and a third insertion part to which the SAC lens is to be inserted.

Description

High Power Laser Diode Module Capable of Passive Alignment

본 발명은 FAC(fast axis collimator) 렌즈를 서브마운트에 본딩하여 접합시키는 공정을 간소화하는 고출력 레이저다이오드 광모듈에 관한 것이다.The present invention relates to a high power laser diode optical module that simplifies the process of bonding and bonding a fast axis collimator (FAC) lens to a submount.

일반적으로, 레이저(Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation, LASER)란 외부의 자극에 의해 매질로부터 빛을 방출하게 하고, 공진기에 의해 증폭된 빛을 말한다. In general, a laser (Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation, LASER) refers to light emitted from a medium by external stimulation and amplified by a resonator.

이러한 레이저는 증폭 매질, 공진기, 펌핑 소스(Pump Source)로 구성되어 있으며, 매질의 종류에 따라 예컨대, 가스 레이저, 고체 레이저, 반도체 레이저, 그리고 광섬유 레이저 등으로 분류된다.The laser is composed of an amplifying medium, a resonator, and a pumping source (Pump Source), and is classified into, for example, a gas laser, a solid laser, a semiconductor laser, and an optical fiber laser according to the type of the medium.

특히, 레이저는 사용이 용이하고 깨끗하며 신속한 가공결과를 제공하기 때문에 여러 산업분야에 응용되고 있으며, 고출력 레이저에 대한 요구 증가로 새로운 산업용 레이저 개발이 꾸준히 이루어지고 있다.In particular, lasers are easy to use, clean and provide rapid processing results, so they have been applied to various industries, and new industrial lasers have been steadily developed due to the increasing demand for high power lasers.

앞서 언급한 광섬유 레이저는 고체 레이저 중에서도 유례없이 높은 광-광 변환 효율을 갖고 있으며, 좋은 빔 품질을 갖고 있을 뿐 아니라 광섬유 자체에 공진기를 형성할 수 있으므로 일반 레이저와 같은 매질과 분리된 공진기를 갖지 않기 때문에 유지보수가 필요 없어 산업용 광원으로서 각광을 받고 있다.The aforementioned optical fiber laser has an unprecedented high light-to-light conversion efficiency among solid-state lasers, has good beam quality, and can form a resonator in the optical fiber itself, so it does not have a resonator separated from the medium like a normal laser. Therefore, it is in the spotlight as an industrial light source because it does not require maintenance.

현재, 시장에서의 광섬유 레이저의 개발은 고출력 연속 동작레이저, 펄스 동작 레이저, 초고속 광원으로써의 개발이 이루어지고 있으며, 지난 수년간 많은 회사들이 산업용으로 사용되는 KW급 레이저를 제작하고 있다.Currently, the development of optical fiber lasers in the market has been developed as a high-power continuous operation laser, pulse operation laser, and ultra-high-speed light source, and over the years, many companies have been manufacturing KW lasers used for industrial purposes.

한편, 종래의 고출력 레이저다이오드 광모듈은 레이저다이오드 칩이 접합되어 있는 서브마운트에 FAC 렌즈를 접합시킬 때는 레이저다이오드에 전류를 공급하여 빛을 발생시킨 후, 해당 FAC 렌즈를 정밀하게 정렬한 뒤, 에폭시를 이용하여 서브마운트 단면에 FAC 렌즈를 접합시키는 방법을 사용하고 있다.On the other hand, in a conventional high-power laser diode optical module, when bonding an FAC lens to a submount to which a laser diode chip is bonded, the current is supplied to the laser diode to generate light, and then the FAC lens is precisely aligned, and then epoxy A method of bonding a FAC lens to a submount end face is used.

구체적으로, 그립퍼(gripper)를 이용해서 FAC 렌즈를 잡은 뒤, 해당 그립퍼를 상하좌우로 움직이면서 정밀하게 정렬한 후에 UV 경화용 에폭시를 이용해서 FAC 렌즈를 접합시켰기 때문에, 가격이 비싼 정렬 장비가 필요하거나 또는 공정시간이 증가되는 문제점이 있다. 통상, 상기와 같은 정렬을 능동 정렬이라고 한다.Specifically, after grasping the FAC lens using a gripper, and then precisely aligning the gripper up, down, left, and right, and then bonding the FAC lens using UV curing epoxy, expensive aligning equipment is required or Or there is a problem that the process time is increased. Usually, such alignment is called active alignment.

생산 비용 절감을 위해서는 능동정렬이 아닌, 수동 정렬이 필요하다.To reduce production cost, passive alignment, not active alignment, is required.

또한, 고출력 레이저를 구성하기 위해서, 복수의 레이저 다이오드를 결합하는 방식이 사용되고 있다. 하지만, 복수의 레이저 다이오드를 사용하기 위해서는 복수의 레이저 다이오드의 출력을 하나의 광섬유에 집광시키기 위해서는 소정의 높이를 갖는 동시에, 배열이 정확하게 되어야 한다.In addition, in order to construct a high-power laser, a method of combining a plurality of laser diodes is used. However, in order to use a plurality of laser diodes, in order to converge the outputs of the plurality of laser diodes into one optical fiber, it must have a predetermined height and be accurately aligned.

본 발명의 일 실시예는, 기존의 레이저다이오드를 켠 상태에서 정렬 후 본딩하는 방식(Active 정렬 방식) 대신에 레이저 다이오드를 켜지 않고 정렬 후 본딩하는 방식(Passive 정렬 방식)을 사용하여, FAC 렌즈를 서브마운트에 접합시키는 고출력 레이저다이오드 광모듈을 제공하는 데 일 목적이 있다.In one embodiment of the present invention, instead of the alignment and bonding method (Active alignment method) in which the existing laser diode is turned on, the FAC lens is used after the alignment and bonding method (Passive alignment method) without turning on the laser diode. The aim is to provide a high power laser diode optical module that is bonded to a submount.

본 발명의 일 실시예는, FAC 렌즈를 서브마운트에 접합시키는 공정을 간소화하여, 공정시간이 단축되고 가격이 높은 정렬 장비가 필요하지 않아 제조 비용을 줄일 수 있는 고출력 레이저다이오드 광모듈용 서브마운트를 제공하는 데 일 목적이 있다.One embodiment of the present invention, by simplifying the process of bonding the FAC lens to the submount, the process time is shortened and the high-power laser diode optical module sub-mount that can reduce the manufacturing cost by not requiring a high-priced alignment equipment It has a purpose to serve.

또한, 본 발명의 일 실시예는, FAC 렌즈를 배열된 형태로 제작하고, 동시에, 높이가 다른 배열된 레이저 다이오드에 결합할 수 있는 광모듈을 제공하는 데 일 목적이 있다.In addition, one embodiment of the present invention is to produce an FAC lens in an arrayed form, and at the same time, an object of the present invention is to provide an optical module that can be coupled to laser diodes of different heights.

본 발명의 일 측면에 의하면, 고출력 레이저 다이오드와 FAC(Fast Axis Collimator) 렌즈와 SAC(Slow Axis Collimator) 렌즈 및 상기 고출력 레이저 다이오드가 삽입될 제1 삽입부, 상기 FAC 렌즈가 삽입될 제2 삽입부 및 상기 SAC 렌즈가 삽입될 제3 삽입부를 포함하는 고출력 레이저 다이오드 광 모듈용 서브마운트를 포함하는 것을 특징으로 하는 광모듈을 제공한다.According to an aspect of the present invention, a high power laser diode, a Fast Axis Collimator (FAC) lens, a SAC (Slow Axis Collimator) lens, and a first insertion unit into which the high power laser diode is inserted, a second insertion unit into which the FAC lens is inserted And a sub-mount for a high-power laser diode optical module including a third insertion portion into which the SAC lens is to be inserted.

본 발명의 일 측면에 의하면, 상기 제2 삽입부는 상기 제1 삽입부를 기준으로 상기 고출력 레이저다이오드가 레이저 빔을 조사하는 방향으로의 전방에 형성되는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, the second insertion portion is characterized in that the high-power laser diode is formed in front of the first insertion portion in the direction of irradiating the laser beam.

본 발명의 일 측면에 의하면, 상기 FAC 렌즈는 상기 제2 삽입부에 삽입된 후, 에폭시를 이용한 UV경화를 통하여 상기 제2 삽입부에 접합되는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, the FAC lens is inserted into the second insertion portion, and then is bonded to the second insertion portion through UV curing using epoxy.

본 발명의 일 측면에 의하면, 상기 FAC 렌즈 및 SAC 렌즈는 상기 제2 삽입부 및 제3 삽입부에 삽입됨으로써, 상기 고출력 레이저다이오드와의 관계에서 자동으로 정렬되는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, the FAC lens and the SAC lens are inserted into the second insertion portion and the third insertion portion, and are automatically aligned in relation to the high power laser diode.

본 발명의 일 측면에 의하면, 고출력 레이저 다이오드와 FAC(Fast Axis Collimator) 렌즈와 SAC(Slow Axis Collimator) 렌즈 및 상기 고출력 레이저 다이오드가 삽입될 제1 삽입부, 상기 FAC 렌즈가 삽입될 제2 삽입부를 포함하는 고출력 레이저 다이오드 광 모듈용 서브마운트를 포함하는 것을 특징으로 하는 광모듈을 제공한다.According to an aspect of the present invention, a high power laser diode, a Fast Axis Collimator (FAC) lens, a SAC (Slow Axis Collimator) lens, a first insertion portion into which the high power laser diode is inserted, and a second insertion portion into which the FAC lens is inserted It provides an optical module characterized in that it comprises a sub-mount for a high-power laser diode optical module containing.

본 발명의 일 측면에 의하면, 고출력 레이저 다이오드, FAC 렌즈 및 SAC 렌즈를 포함하는 광모듈의 각 구성이 접합되는 서브마운트에 있어서, 상기 고출력 레이저 다이오드가 삽입될 제1 삽입부와 상기 FAC 렌즈가 삽입될 제2 삽입부 및 상기 SAC 렌즈가 삽입될 제3 삽입부를 포함하며, 상기 제2 삽입부는 상기 제1 삽입부를 기준으로 상기 고출력 레이저다이오드가 레이저 빔을 조사하는 방향으로의 전방에 형성되는 것을 특징으로 하는 서브마운트를 제공한다.According to an aspect of the present invention, in a submount in which each component of an optical module including a high power laser diode, a FAC lens, and a SAC lens is bonded, the first insertion unit to which the high power laser diode is inserted and the FAC lens are inserted. And a second insertion part to be inserted and a third insertion part into which the SAC lens is to be inserted, wherein the second insertion part is formed in front of the first insertion part in the direction in which the high-power laser diode irradiates a laser beam. Provides a submount.

본 발명의 일 측면에 의하면, 상기 제3 삽입부는 상기 제2 삽입부를 기준으로 상기 고출력 레이저다이오드가 레이저 빔을 조사하는 방향으로의 전방에 형성되는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, the third insertion portion is characterized in that the high-power laser diode is formed in front of the second insertion portion in the direction of irradiating the laser beam.

본 발명에 따른 고출력 레이저다이오드 광모듈의 효과에 대해 설명하면 다음과 같다. The effect of the high power laser diode optical module according to the present invention will be described as follows.

본 발명의 실시예들 중 적어도 하나에 의하면, 기존의 레이저다이오드를 켠 상태에서 정렬 후 본딩하는 방식(Active 정렬 방식) 대신에 레이저다이오드를 켜지 않고 정렬 후 본딩하는 방식(Passive 정렬 방식)을 사용하여, FAC 렌즈를 서브마운트에 접합시킬 수 있다.According to at least one of the embodiments of the present invention, instead of the alignment and bonding method (active alignment method) while the existing laser diode is turned on, the alignment and bonding method (passive alignment method) is used without turning on the laser diode. , FAC lenses can be bonded to the submount.

본 발명의 실시예들 중 적어도 하나에 의하면, FAC 렌즈를 서브마운트에 접합시키는 공정을 간소화하여, 공정시간이 단축되고 가격이 높은 정렬 장비가 필요하지 않아 제조 비용을 줄일 수 있다.According to at least one of the embodiments of the present invention, the process of bonding the FAC lens to the submount is simplified, so that manufacturing time can be shortened and costly alignment equipment is not required, thereby reducing manufacturing cost.

본 발명의 실시예들 중 적어도 하나에 의하면, 복수의 레이저 다이오드를 하나의 광섬유로 집광하기 위한 정렬과 복수의 레이저 다이오드를 한번에 FAC에 정렬할 수 있는 장점이 있다.According to at least one of the embodiments of the present invention, there is an advantage of aligning a plurality of laser diodes with a single optical fiber and aligning the plurality of laser diodes with FAC at a time.

도 1은 본 발명과 관련된 고출력 레이저다이오드 칩을 나타내는 도면이다.
도 2는 기존의 접합형 FAC 렌즈 및 고출력 레이저다이오드 칩을 서브마운트에 접합한 CoS(chip on submount)를 나타내는 도면이다.
도 3은 기존의 접합형 FAC 렌즈 정렬하는데 이용되는 그립퍼를 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 고출력 레이저다이오드 광모듈용 서브마운트를 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 고출력 레이저다이오드 광모듈용 서브마운트에 고출력 레이저다이오드가 정렬되어 접합된 예를 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 고출력 레이저다이오드 광모듈용 서브마운트에 FAC 렌즈가 삽입되는 과정을 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 고출력 레이저다이오드 광모듈용 서브마운트에 FAC 렌즈가 삽입된 예를 나타내는 도면이다.
도 8 본 발명의 일 실시예에 따른 복수의 고출력 레이저다이오드를 사용한 고출력 레이저 다이오드를 포함한 광모듈의 예를 나타내는 도면이다.
도 9은 본 발명의 일 실시예에 따른 배열 FAC 렌즈의 예를 나타내는 도면이다.
도 10 내지 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 배열 FAC 렌즈가 삽입된 예를 나타내는 도면이다.
도 13은 본 발명의 제2 실시예에 따른 고출력 레이저다이오드 광모듈용 서브마운트를 나타내는 도면이다.
도 14는 본 발명의 제2 실시예에 따른 고출력 레이저다이오드 광모듈용 서브마운트에 고출력 레이저 다이오드와 FAC 렌즈가 삽입되는 과정을 도시한 도면이다.
도 15는 본 발명의 제2 실시예에 따른 FAC 렌즈가 삽입된 상태에서 고출력 레이저 다이오드에서 레이저 빔이 출력되는 모습을 도시한 도면이다.
도 16은 본 발명의 제2 실시예에 따른 고출력 레이저다이오드 광모듈용 서브마운트에 SAC 렌즈가 추가로 삽입되는 과정을 도시한 도면이다.
도 17은 본 발명의 제2 실시예에 따른 SAC 렌즈가 추가로 삽입된 상태에서 고출력 레이저 다이오드에서 레이저 빔이 출력되는 모습을 도시한 도면이다.1 is a view showing a high power laser diode chip related to the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing a chip on submount (CoS) in which a conventional FAC lens and a high power laser diode chip are bonded to a submount.
3 is a view showing a gripper used to align a conventional spliced FAC lens.
4 is a view showing a sub-mount for a high power laser diode optical module according to an embodiment of the present invention.
5 is a view showing an example in which a high-power laser diode is aligned and bonded to a sub-mount for a high-power laser diode optical module according to an embodiment of the present invention.
6 is a view showing a process of inserting a FAC lens into a high power laser diode optical module submount according to an embodiment of the present invention.
7 is a view showing an example in which a FAC lens is inserted into a submount for a high power laser diode optical module according to an embodiment of the present invention.
8 is a view showing an example of an optical module including a high power laser diode using a plurality of high power laser diodes according to an embodiment of the present invention.
9 is a view showing an example of an array FAC lens according to an embodiment of the present invention.
10 to 12 are views illustrating an example in which an array FAC lens is inserted according to an embodiment of the present invention.
13 is a view showing a sub-mount for a high power laser diode optical module according to a second embodiment of the present invention.
14 is a view showing a process of inserting a high power laser diode and a FAC lens into a submount for a high power laser diode optical module according to a second embodiment of the present invention.
15 is a view showing a state in which a laser beam is output from a high-power laser diode in a state where the FAC lens according to the second embodiment of the present invention is inserted.
FIG. 16 is a view showing a process in which an SAC lens is additionally inserted into a submount for a high power laser diode optical module according to a second embodiment of the present invention.
17 is a view showing a state in which a laser beam is output from a high power laser diode in a state in which the SAC lens according to the second embodiment of the present invention is additionally inserted.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.The present invention can be applied to various changes and can have various embodiments, and specific embodiments will be illustrated in the drawings and described in detail. However, this is not intended to limit the present invention to specific embodiments, and should be understood to include all modifications, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present invention. In describing each drawing, similar reference numerals are used for similar components.

제1, 제2, A, B 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.Terms such as first, second, A, and B can be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from other components. For example, the first component may be referred to as a second component without departing from the scope of the present invention, and similarly, the second component may be referred to as a first component. The term and / or includes a combination of a plurality of related described items or any one of a plurality of related described items.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에서, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.When an element is said to be "connected" or "connected" to another component, it is understood that other components may be directly connected to or connected to the other component, but other components may exist in the middle. It should be. On the other hand, when a component is said to be "directly connected" or "directly connected" to another component, it should be understood that no other component exists in the middle.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서 "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terms used in this application are only used to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. It should be understood that terms such as “include” or “have” in the present application do not preclude the existence or addition possibility of features, numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof described in the specification. .

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해서 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다.Unless otherwise defined, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by a person skilled in the art to which the present invention pertains.

일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Terms such as those defined in a commonly used dictionary should be interpreted as having meanings consistent with meanings in the context of related technologies, and should not be interpreted as ideal or excessively formal meanings unless explicitly defined in the present application. Does not.

도 1은 본 발명과 관련된 고출력 레이저다이오드 칩을 나타내는 도면이다.1 is a view showing a high power laser diode chip related to the present invention.

도 1을 참조하면, 고출력 레이저다이오드 칩은 n-전극(110)을 구비하는 n-클래딩층, p-전극(120)을 구비하는 p클래딩층 및 해당 n-클래딩층과 p-클래딩층 사이에 형성되는 활성층(130)을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1, a high power laser diode chip includes an n-cladding layer having an n-electrode 110, a p-cladding layer having a p-electrode 120, and a corresponding n-cladding layer and a p-cladding layer. It may include the active layer 130 is formed.

고출력 레이저다이오드 칩에 전류가 인가되면, 활성층(130)에서 레이저 빔(140)이 출력된다. 여기서, 고출력 레이저다이오드 칩의 활성층(130)에서 출력되는 레이저 빔(140)의 특징을 살펴보면, 도 1에서와 같이 출력되는 레이저 빔(140)은 Fast Axis축(142, 수직방향)으로 더 길고 Slow axis축(141, 수평방향)으로 더 짧은 타원형 형상으로 출력된다. 구체적으로, 레이저 빔(140)은 수직방향(142)으로 약 35도의 각도로 발산되고, 수평방향(142)으로는 약 5~8도의 각도로 발산하기 때문에, 레이저 빔(140)의 발산각을 줄이기 위해서는 레이저다이오드의 앞단에 FAC(fast axis collimation) 렌즈 및 SAC(slow axis collimation) 렌즈가 구비될 수 있다. 이는 출력되는 레이저 빔(140)의 발산각을 줄인 후에, 포커싱 렌즈를 사용하여 레이저 빔(140)을 하나의 점으로 만들어 최종적으로 광섬유의 코어(core)에 넣어 주기 위함이다.When a current is applied to the high power laser diode chip, the laser beam 140 is output from the active layer 130. Here, looking at the characteristics of the laser beam 140 output from the active layer 130 of the high power laser diode chip, the laser beam 140 output as shown in FIG. 1 is longer and slower in the Fast Axis axis (142, vertical direction). The axis axis 141 is output in a shorter oval shape in the horizontal direction. Specifically, since the laser beam 140 is emitted at an angle of about 35 degrees in the vertical direction 142, and is emitted at an angle of about 5 to 8 degrees in the horizontal direction 142, the divergence angle of the laser beam 140 is To reduce, a fast axis collimation (FAC) lens and a slow axis collimation (SAC) lens may be provided at the front end of the laser diode. This is to reduce the divergence angle of the output laser beam 140, and then use the focusing lens to make the laser beam 140 into one point and finally put it in the core of the optical fiber.

도 2는 기존의 접합형 FAC 렌즈 및 고출력 레이저다이오드 칩을 서브마운트에 접합한 CoS(chip on submount)를 나타내는 도면이다. 그리고, 도 3은 기존의 접합형 FAC 렌즈 정렬하는데 이용되는 그립퍼를 나타내는 도면이다.FIG. 2 is a diagram showing a chip on submount (CoS) in which a conventional FAC lens and a high power laser diode chip are bonded to a submount. And, Figure 3 is a view showing a gripper used to align the existing spliced FAC lens.

종래에는 레이저다이오드 칩(211)을 서브마운트(210)에 접합하여 CoS(chip on submount)를 형성하고, 형성된 CoS에 FAC 렌즈(220)를 정렬하여 접합한 후, FAC 렌즈(220)가 접합된 CoS를 다시 광섬유 결합형 광모듈 패키지 내부에 접합하였다. 그리고, SAC 렌즈와 미러(mirror)를 정렬하여 접합시킨 뒤, 광섬유에 레이저 빔을 입사시킴으로써 광섬유 레이저용 펌핑광원을 형성하였다.Conventionally, the laser diode chip 211 is bonded to the submount 210 to form a chip on submount (CoS), and the FAC lens 220 is aligned and bonded to the formed CoS, and then the FAC lens 220 is bonded. CoS was again bonded inside the optical fiber-coupled optical module package. Then, after aligning and bonding the SAC lens and the mirror, a laser beam was incident on the optical fiber to form a pumping light source for the optical fiber laser.

한편, 종래에 레이저다이오드 칩(211)이 서브마운트(210)에 접합되어 형성된 CoS에 FAC 렌즈(220)를 접합시키는 방법을 구체적으로 살펴보면, 접합된 레이저다이오드(211)에 직접 전류를 인가하여 레이저 빔을 출력하고, 도 3에 도시된 그립퍼(230)를 이용하여 FAC 렌즈(220)를 홀딩하고, 해당 그립퍼(230)를 형성된 CoS를 기준으로 상하좌우로 움직이면서 정밀하게 정렬한 후에, UV 경화용 에폭시를 이용하여 서브마운트(210) 단면과 FAC 렌즈(220)를 접합시켰다. 이러한 방법을 Active 정렬 방식이라 하는데, 이는 고출력 레이저다이오드(211)를 켠(on) 상태에서 FAC 렌즈(220)를 정렬한 후, 본딩을 수행하기 때문이다.On the other hand, looking at the method of bonding the FAC lens 220 to the CoS formed by bonding the laser diode chip 211 to the sub mount 210 in the related art, the laser is applied by applying a current directly to the laser diode 211. After outputting the beam, holding the FAC lens 220 using the gripper 230 shown in FIG. 3, and precisely aligning the gripper 230 while moving up, down, left, and right based on the formed CoS, for UV curing The cross-section of the submount 210 and the FAC lens 220 were bonded using epoxy. This method is called an active alignment method, because the FAC lens 220 is aligned while the high power laser diode 211 is turned on, and bonding is performed.

위와 같은, Active 정렬 방식은 FAC 렌즈(220)의 정렬을 위해서, 가격이 높은 정렬장비가 필수적으로 요구되고, 정렬을 위한 공정시간이 길어질 수 있는 문제점이 있다. 본 발명은 위와 같은 문제점을 해결하기 위한 수동 정렬이 가능한 새로운 구조의 서브마운트를 제안하고, 이를 이용한 광모듈을 제안한다.As described above, in order to align the FAC lens 220, the active alignment method requires a high-priced alignment device, and has a problem in that a process time for alignment may be lengthened. The present invention proposes a new structure submount capable of manual alignment to solve the above problems, and proposes an optical module using the same.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 고출력 레이저다이오드 광모듈용 서브마운트를 나타내는 도면이다.4 is a view showing a sub-mount for a high power laser diode optical module according to an embodiment of the present invention.

그리고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 고출력 레이저다이오드 광모듈용 서브마운트에 고출력 레이저다이오드가 정렬되어 접합된 예를 나타내는 도면이며, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 고출력 레이저다이오드 광모듈용 서브마운트에 FAC 렌즈가 삽입되는 과정을 나타내는 도면이다.And, Figure 5 is a high power laser diode according to an embodiment of the present invention is a diagram showing an example in which a high power laser diode is aligned and bonded to a submount for a light module, and FIG. 6 is a high power laser diode according to an embodiment of the present invention A diagram showing the process of inserting an FAC lens into a submount for an optical module.

도 4, 도 5 및 도 6을 참조하면, 고출력 레이저다이오드 광모듈용 서브마운트(410)는 삽입부(420, 430)를 포함할 수 있다.4, 5 and 6, the high power laser diode optical module submount 410 may include inserts 420 and 430.

여기서, 삽입부(420, 430)는 서브마운트(410)에 접합되는 고출력 레이저다이오드(440)에서 레이저 빔이 출력되는 전면에 인접하여 구비될 수 있다. 그리고, 삽입부(420, 430)는 앞서 설명한 FAC 렌즈(450)의 일부 영역이 삽입될 수 있는 홈을 포함할 수 있다.Here, the insertion parts 420 and 430 may be provided adjacent to the front surface of the laser beam output from the high power laser diode 440 that is joined to the submount 410. In addition, the insertion units 420 and 430 may include grooves into which some regions of the FAC lens 450 described above can be inserted.

구체적으로, FAC렌즈(450)의 일부 영역이 삽입되는 적어도 하나 이상의 홈을 포함할 수 있으며, 홈의 개수는 특별히 제한되지 않으며, FAC렌즈(450)가 서브마운트(410)에 고정될 수 있는 개수라면 충분하다. 일 예로, 삽입부(420, 430)는 도시된 바와 같이 고출력 레이저다이오드(440)에서 출력되는 레이저 빔의 진행 경로의 확보를 위해서, 접합된 고출력 레이저다이오드(440)를 기준으로, 고출력 레이저다이오드(440)의 전면 양단(일단 및 다른 일단)에 구비되는 2개의 홈(420, 430)을 포함하는 것이 바람직하다.Specifically, the FAC lens 450 may include at least one or more grooves into which some regions are inserted, and the number of grooves is not particularly limited, and the number of FAC lenses 450 that can be fixed to the submount 410 Ramen is enough. As an example, the insertion units 420 and 430 are based on the bonded high-power laser diode 440 to secure the path of the laser beam output from the high-power laser diode 440, as shown, high power laser diode ( It is preferable to include two grooves 420 and 430 provided at both ends (one end and the other end) of the front side of the 440).

한편, 삽입부(420, 430)는 별도의 구성으로 형성될 수도 있지만, 고출력 레이저다이오드 광모듈용 서브마운트(420)와 일체형으로 형성될 수 있다. 이를 위해서, 고출력 레이저다이오드 광모듈용 서브마운트(420)는 고출력 레이저다이오드의 전면이 위치하는 앞부분을 일부 제거하게 될 수 있고, 이를 통하여, 해당 앞부분 좌우 양단에 FAC 렌즈(450)가 삽입될 수 있는 홈(420, 430)이 형성될 수 있다.Meanwhile, the insertion units 420 and 430 may be formed in a separate configuration, but may be integrally formed with the submount 420 for a high power laser diode optical module. To this end, the sub-mount 420 for the high-power laser diode optical module may partially remove the front portion where the front side of the high-power laser diode is located, and through this, the FAC lens 450 may be inserted into the left and right ends of the front portion. Grooves 420 and 430 may be formed.

이러한 방식으로 FAC 렌즈(450)를 정렬하는 방법을 Passive 정렬 방식이라 하는데, 이는 고출력 레이저다이오드(440)를 켜지 않은(off) 상태에서 FAC 렌즈(450)를 정렬하기 때문이다.The method of aligning the FAC lens 450 in this manner is referred to as a passive alignment method because the high power laser diode 440 is aligned with the FAC lens 450 in an off state.

결국, 본 발명에 따른 고출력 레이저다이오드 광모듈용 서브마운트에서 수행되는 Passive 정렬 방식은 FAC 렌즈(450)의 정렬을 위해서, 높은 가격의 정렬장비가 요구되지 않고, 간단한 삽입으로 정렬을 수행할 수 있기 때문에 정렬을 위한 공정시간이 단축될 수 있고, 제조비용을 절감할 수 있다.After all, the passive alignment method performed in the sub-mount for a high-power laser diode optical module according to the present invention does not require a high-priced alignment device for alignment of the FAC lens 450, and can perform alignment by simple insertion. Therefore, the process time for alignment can be shortened and manufacturing cost can be reduced.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 고출력 레이저다이오드 광모듈용 서브마운트에 FAC 렌즈가 삽입된 예를 나타내는 도면이다.7 is a view showing an example in which a FAC lens is inserted into a submount for a high power laser diode optical module according to an embodiment of the present invention.

도 7을 참조하면, FAC 렌즈(450)는 고출력 레이저다이오드 광모듈용 서브마운트(410)에 구비된 삽입부에 삽입되어, 접합된 고출력 레이저다이오드(440)와의 관계에서 자동으로 정렬이 수행될 수 있다. 도 7과 같이 삽입부에 삽입된 FAC 렌즈(450)는 에폭시를 이용한 UV경화를 통하여 해당 삽입부에 접합되어 단단히 고정될 수 있다.Referring to FIG. 7, the FAC lens 450 is inserted into an insertion portion provided in the submount 410 for a high power laser diode optical module, and alignment can be automatically performed in relation to the bonded high power laser diode 440. have. The FAC lens 450 inserted into the insertion portion as shown in FIG. 7 can be fixed to the insertion portion through UV curing using epoxy.

즉, 본 발명에 따른 고출력 레이저다이오드 광모듈용 서브마운트(410)를 사용할 경우, 고출력 레이저다이오드(440)를 켜지 않고도 FAC 렌즈(450)를 접합하여, 수직방향으로 레이저 빔의 퍼지는 현상을 제거할 수 있다는 장점을 가지고 있고, 기존의 방식과 비교하여 공정이 간편해 지고, 제조 비용이 절감될 수 있다.That is, when using the high power laser diode optical module submount 410 according to the present invention, the FAC lens 450 is joined without turning on the high power laser diode 440 to eliminate the spread of the laser beam in the vertical direction. It has the advantage of being able, and the process can be simplified and the manufacturing cost can be reduced compared to the conventional method.

결국, 본 발명에 따른 고출력 레이저다이오드 광모듈용 서브마운트는, 기존의 레이저다이오드를 켠 상태에서 정렬 후 본딩하는 방식(Active 정렬 방식) 대신에 레이저다이오드를 켜지 않고 정렬 후 본딩하는 방식(Passive 정렬 방식)을 사용하여, FAC 렌즈를 서브마운트에 접합시킬 수 있고, FAC 렌즈를 서브마운트에 접합시키는 공정을간소화하여, 공정시간이 단축되고 가격이 높은 정렬 장비가 필요하지 않아 제조 비용을 줄일 수 있다.After all, the sub-mount for a high power laser diode optical module according to the present invention is a method of aligning and bonding without turning on a laser diode (passive alignment method) instead of aligning and bonding (Active alignment method) in the state where the existing laser diode is turned on. ), The FAC lens can be bonded to the submount, and the process of bonding the FAC lens to the submount is simplified, reducing the manufacturing time and eliminating the need for costly alignment equipment.

지금까지는 하나의 레이저 다이오드 광모듈에 관한 내용이었고, 도 8과 같이 고출력의 레이저를 위해서는 레이저 다이오드를 모아서 송출 해야한다.So far, it has been described with respect to one laser diode optical module, and for high-power lasers as shown in FIG. 8, laser diodes must be collected and transmitted.

복수의 레이저 다이오드 모듈(20)을 단차를 두어 형성하고, FAC 렌즈(40), SAC 렌즈(50)를 이용하여 하나의 광섬유(C)에 커플링 시킨다.The plurality of laser diode modules 20 are formed with a stepped gap, and coupled to one optical fiber C using the FAC lens 40 and the SAC lens 50.

본 발명은 결합해야 하는 레이저 다이오드의 수 만큼, 복수의 FAC 렌즈(510)를 구성하여, 배열 FAC 렌즈(500)를 형성한다. 복수의 FAC 렌즈(510)는 일체로 구성할 수 있고, 각각을 결합하여 하나의 배열 FAC 렌즈(500)을 구성할 수도 있다.The present invention configures a plurality of FAC lenses 510 as many as the number of laser diodes to be combined to form an array FAC lens 500. The plurality of FAC lenses 510 may be integrally configured, or each may be combined to form one array FAC lens 500.

종전에는 레이저 다이오드에서 나오는 빛이 포커싱되는 영역이 항상 일정했지만, 복수의 레이저 다이오드는 도8과 같이 단차를 두어 형성하기 때문에, 복수의 FAC 렌즈(510)는 높이 방향으로 초점영역이 단차에 의한 높이 차이보다 커야 한다. 이러한 높이 방향으로 초점영역을 넓지 않은 렌즈를 사용하면 렌즈의 역할을 할 수 없기 때문이다. 즉, 배열 FAC 렌즈(510)는 적어도 하나 이상의 FAC 렌즈(510)을 포함하고, 상기 FAC 렌즈(510)의 높이 방향 초점영역은는 복수의 레이저 다이오드를 형성하는 높이 단차보다 큰 것을 특징으로 한다.In the past, the area where the light emitted from the laser diode was focused was always constant, but since the plurality of laser diodes are formed by forming a step as shown in FIG. 8, the plurality of FAC lenses 510 have a height in the focus area in the height direction due to the step height. Should be greater than the difference. This is because a lens that does not have a wide focus area in such a height direction cannot function as a lens. That is, the array FAC lens 510 includes at least one or more FAC lenses 510, and a height-focusing area of the FAC lens 510 is greater than a height step difference forming a plurality of laser diodes.

도 10은 복수의 레이저 다이오드를 형성하기 위한 서브마운트의 형상이다.10 is a shape of a submount for forming a plurality of laser diodes.

이 처럼 복수의 레이저 다이오드를 사용해야 하는 경우에는 각각의 모듈을 정렬을 다 시켜야 한다.If multiple laser diodes are to be used, each module must be aligned.

도9는 이러한 복수의 모듈을 사용하기 위한 본 발명의 일 실시예이다.9 is an embodiment of the present invention for using such a plurality of modules.

배열 서브 마운트(600)는 복수의 서브 마운트(611, 612, 613)를 포함하고, 배열 FAC 렌즈(500)가 삽입될 수 있는 복수의 홈(621, 622, 623)을 포함하고, 배열 FAC 렌즈(500)가 삽입 안착될 수 있는 저부(650)를 포함한다.The array sub-mount 600 includes a plurality of sub-mounts 611, 612, and 613, and includes a plurality of grooves 621, 622, 623 into which the array FAC lens 500 can be inserted, and the array FAC lens 500 includes a bottom 650 that can be seated.

각각의 복수의 서브 마운트(611, 612, 613)는 소정의 단차를 두어 높이가 서로 다르게 형성되며, 각각의 복수의 서브 마운트(611, 612, 613)의 높이 차이는 동일한 것이 바람직하다.Each of the plurality of sub-mounts 611, 612, and 613 is formed to have different heights by placing a predetermined step, and it is preferable that the height difference of each of the plurality of sub-mounts 611, 612, and 613 be the same.

상기 저부(650)는 상기 복수의 서브 마운트(611, 612, 613)의 높이가 상이하여도, 저부(650)의 높이는 일정하도록 형성할 수 있다. 즉 상기 배열 FAC 렌즈가 삽입부에 삽입되었을 때, 서브 마운트의 높이 차이 없이, 수평되제 형성되도록 형성할 수 있다.The bottom 650 may be formed such that the height of the bottom 650 is constant even though the heights of the plurality of sub-mounts 611, 612, and 613 are different. That is, when the array FAC lens is inserted into the insertion portion, it can be formed to be horizontally formed without a difference in height of the sub-mount.

배열 FAC 렌즈(500)이 안착될 수 있는 높이가 다르기 때문에, 복수의 홈(611, 612, 613)의 지지부의 높이는 서로 다르게 형성할 수 있다. 같게 형성하면, 높이가 높은 부분의 서브 마운트 부분에서 렌즈의 지지력이 약하기 때문에 다르게 형성하는 것이 바람직하다.Since the height at which the array FAC lens 500 can be seated is different, the heights of the support portions of the plurality of grooves 611, 612, and 613 may be formed differently. If formed equally, it is preferable to form it differently because the supporting force of the lens is weak in the sub-mount portion of the high portion.

상기 배열 FAC 렌즈(500)는 렌즈부(511)과 날개부(512)로 형성되며, 렌즈부(511)는 돌출되어 상기 홈(611, 612. 613)에 의해서 가이드 및 지지되는 것을 특징으로 한다.The array FAC lens 500 is formed of a lens part 511 and a wing part 512, and the lens part 511 is protruded and is guided and supported by the grooves 611, 612. 613. .

상기 렌즈부(511)의 폭은 상기 홈의 폭보다 거의 같도록 형성하는 것이 바람직하고, 상기 렌즈부(511)의 일측에는 상기 폭에 가이드될 수 있는 돌출부(미도시)가 형성되고 상기 홈의 내측에는 상기 돌출부에 대응되는 가이드부가 형성되어 상기 돌출부가 상기 가이드부에 의해서 가이드되어 결합되어 질 수 있다.The width of the lens portion 511 is preferably formed to be substantially the same as the width of the groove, a projection (not shown) that can be guided to the width is formed on one side of the lens portion 511 and the groove A guide portion corresponding to the protrusion portion is formed inside, and the protrusion portion is guided and coupled by the guide portion.

도 11은 배열 FAC 렌즈(500)가 안착되어 있는 실시예이다.11 is an embodiment in which the array FAC lens 500 is seated.

복수의 레이저 다이오드는 소정의 높이 차이를 갖고 복수의 빛을 출력하고, 출력된 빛은 배열 FAC 렌즈(500)는 각각 입사되어, 비록 입력되는 빛의 높이가 다르지만, 시준할 수 있다. 시준된 복수의 빛은 서브 마운트의 높이 차 만큼을 갖고 배열되어 출력되는 것을 특징으로 한다.The plurality of laser diodes output a plurality of lights with a predetermined height difference, and the output light can collimate, although the array FAC lenses 500 are respectively incident, although the heights of the input lights are different. The plurality of collimated lights are arranged with a difference in height of the sub-mounts and are output.

이와 같이 배열 FAC 렌즈(500)를 이용하는 경우에는 각각의 모듈별로 정렬을 할 필요 없이, 한 번에 정렬할 수 있는 장점이 있다. When the array FAC lens 500 is used as described above, there is an advantage in that it is possible to align at a time without having to sort each module.

레이저 빔의 높이가 차이가 있어도, 상기 배열 FAC 렌즈(500)는 그 높이 차이 내에서 시준을 할 수 있다.Even if the height of the laser beam is different, the array FAC lens 500 can collimate within the height difference.

도 13은 본 발명의 제2 실시예에 따른 고출력 레이저다이오드 광모듈용 서브마운트를 나타내는 도면이다.13 is a view showing a sub-mount for a high power laser diode optical module according to a second embodiment of the present invention.

도 13을 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 고출력 레이저다이오드 광모듈용 서브마운트(1300)는 제1 삽입부(1314), 제2 삽입부(1318) 및 제3 삽입부(1325)를 포함한다.Referring to FIG. 13, a sub-mount 1300 for a high-power laser diode optical module according to a second embodiment of the present invention includes a first insertion portion 1314, a second insertion portion 1318, and a third insertion portion 1325 It includes.

서브마운트(1300)는 고저차를 갖는 계단형으로 구현될 수 있다. 상단부(1310)에는 제1 삽입부(1314)와 제2 삽입부(1318)가 배치되어 있어, 고출력 레이저다이오드(440)와 FAC 렌즈(450)가 배치될 수 있다. 하단부(1320)에는 제3 삽입부(1325)가 배치되어 있어, SAC 렌즈(도 16을 참조하여 후술할 1610)가 배치될 수 있다.The submount 1300 may be embodied in a stepped shape with a height difference. The first insertion portion 1314 and the second insertion portion 1318 are disposed on the upper portion 1310, so that a high power laser diode 440 and a FAC lens 450 may be disposed. The third insertion portion 1325 is disposed on the lower portion 1320, and an SAC lens (1610 to be described later with reference to FIG. 16) may be disposed.

서브마운트(1300)의 상단부(1310)와 하단부(1320)는 고저차를 갖도록 형성된다. 고출력 레이저다이오드(440)에서 출력되어 FAC 렌즈(450)를 거친 레이저 빔이라도, Fast Axis축(수직 방향)으로 일정 길이를 가질 수 있다. 이에, 상단부(1310)와 하단부(1320)에 고저차가 형성되어 있지 않으면, FAC 렌즈(450)를 거친 레이저 빔의 진행 경로가 하단부(1320)에 의해 방해를 받게 된다. 이러한 문제를 해소하기 위해, 서브마운트(1300)는 고저차를 가져 상단부(1310)와 하단부(1320)로 분리한다. The upper end 1310 and the lower end 1320 of the submount 1300 are formed to have a height difference. Even a laser beam output from the high power laser diode 440 and passing through the FAC lens 450 may have a certain length in the Fast Axis axis (vertical direction). Accordingly, if a height difference is not formed in the upper portion 1310 and the lower portion 1320, the path of the laser beam passing through the FAC lens 450 is interrupted by the lower portion 1320. In order to solve this problem, the submount 1300 has a height difference, and is divided into an upper portion 1310 and a lower portion 1320.

제1 삽입부(1314)는 상단부(1310)에 구현되어, 상단부(1310)에 고출력 레이저다이오드(440)가 배치될 수 있도록 한다. 제1 삽입부(1314)는 일정 깊이의 홈을 구비할 수 있어, 고출력 레이저 다이오드(440)가 제1 삽입부(1314)에 배치될 경우, 좌우로 이동하지 않도록 고정할 수 있다.The first insertion portion 1314 is implemented in the upper portion 1310, so that the high-power laser diode 440 can be disposed in the upper portion 1310. The first insertion portion 1314 may have a groove having a predetermined depth, and when the high-power laser diode 440 is disposed in the first insertion portion 1314, it may be fixed so as not to move from side to side.

제2 삽입부(1318)는 상단부(1310)에 구현되어, 상단부(1310)에 FAC 렌즈(450)가 배치될 수 있도록 한다. 제2 삽입부(1318)는 제1 삽입부(1314)로부터 고출력 레이저다이오드(440)가 레이저 빔을 조사하는 방향의 전방에 형성되어, FAC 렌즈(450)가 고출력 레이저 다이오드(440)의 전방에 배치될 수 있도록 한다.The second insertion portion 1318 is implemented in the upper portion 1310, so that the FAC lens 450 can be disposed in the upper portion 1310. The second insertion unit 1318 is formed in front of the direction in which the high-power laser diode 440 irradiates the laser beam from the first insertion unit 1314, so that the FAC lens 450 is in front of the high-power laser diode 440. To be deployed.

제3 삽입부(1325)는 하단부(1320)에 구현되어, 하단부(1320)에 SAC 렌즈(도 16을 참조하여 후술할 1610)가 배치될 수 있도록 한다. 제3 삽입부(1325)는 제2 삽입부(1318)로부터 고출력 레이저다이오드(440)가 레이저 빔을 조사하는 방향의 전방에 형성되며, FAC 렌즈를 거친 레이저 빔의 폭을 온전히 SAC 렌즈가 줄일 수 있는, 하단부(1320)의 위치에 형성된다.The third insertion portion 1325 is implemented in the lower portion 1320, so that the SAC lens (1610 to be described later with reference to FIG. 16) can be disposed on the lower portion 1320. The third insertion portion 1325 is formed in front of the direction in which the high-power laser diode 440 irradiates the laser beam from the second insertion portion 1318, and the width of the laser beam that has passed through the FAC lens can be reduced by the SAC lens. That is, is formed at the position of the lower end 1320.

각 삽입부(제1 내지 제3 삽입부)에 삽입되는 각 구성(고출력 레이저 다이오드, FAC 렌즈 및 SAC 렌즈)은 도 4 내지 도 12를 참조하여 설명한 방법과 동일한 방법으로 각 삽입부에 삽입될 수 있다.Each component (high power laser diode, FAC lens and SAC lens) inserted into each insertion unit (first to third insertion unit) can be inserted into each insertion unit in the same manner as described with reference to FIGS. 4 to 12. have.

도 14는 본 발명의 제2 실시예에 따른 고출력 레이저다이오드 광모듈용 서브마운트에 고출력 레이저 다이오드와 FAC 렌즈가 삽입되는 과정을 도시한 도면이고, 도 15는 본 발명의 제2 실시예에 따른 FAC 렌즈가 삽입된 상태에서 고출력 레이저 다이오드에서 레이저 빔이 출력되는 모습을 도시한 도면이다.14 is a view showing a process of inserting a high power laser diode and a FAC lens into a submount for a high power laser diode optical module according to a second embodiment of the present invention, and FIG. 15 is a FAC according to the second embodiment of the present invention This is a diagram showing a state in which a laser beam is output from a high-power laser diode while a lens is inserted.

전술한 바와 같이, 상단부(1310)의 제1 삽입부(1314)에는 고출력 레이저 다이오드(440)가, 상단부(1310)의 제2 삽입부(1318)에는 FAC 렌즈(450)가 배치된다.As described above, a high power laser diode 440 is disposed in the first insertion portion 1314 of the upper end portion 1310, and a FAC lens 450 is disposed in the second insertion portion 1318 of the upper portion 1310.

이처럼 각 구성요소가 배치됨으로써, 고출력 레이저 다이오드(440)에서 조사되는 빔이 별도의 정렬과정 없이도 FAC 렌즈(450)를 통과할 수 있으며, 조사된 빔이 Fast Axis축(수직 방향)으로 분산되는 것을 방지할 수 있다.By arranging each component as described above, the beam irradiated from the high power laser diode 440 can pass through the FAC lens 450 without a separate alignment process, and the irradiated beam is distributed in the Fast Axis axis (vertical direction). Can be prevented.

도 15를 참조하면, 고출력 레이저 다이오드(440)에서 조사되어 FAC 렌즈(450)거친 레이저 빔이 Fast Axis축(수직 방향)으로의 분산이 최소화되어 조사되는 것을 확인할 수 있다. 다만, FAC 렌즈(450)만이 서브 마운트(1300)에 장착되어 있기 때문에, 조사된 레이저 빔이 Slow Axis 축으로 분산되어 있는 것을 확인할 수 있다. 이러한 문제를 해소하기 위해, 고출력 레이저 다이오드 칩은 서브 마운트(1300)의 제3 삽입부(1325)에 SAC 렌즈(1610)를 추가로 배치한다.Referring to FIG. 15, it can be seen that the laser beam that is irradiated from the high-power laser diode 440 and rough through the FAC lens 450 is irradiated with minimal dispersion in the Fast Axis axis (vertical direction). However, since only the FAC lens 450 is mounted on the sub-mount 1300, it can be confirmed that the irradiated laser beam is dispersed in the Slow Axis axis. To solve this problem, the high power laser diode chip additionally places the SAC lens 1610 in the third insertion portion 1325 of the sub mount 1300.

도 16은 본 발명의 제2 실시예에 따른 고출력 레이저다이오드 광모듈용 서브마운트에 SAC 렌즈가 추가로 삽입되는 과정을 도시한 도면이고, 도 17은 본 발명의 제2 실시예에 따른 SAC 렌즈가 추가로 삽입된 상태에서 고출력 레이저 다이오드에서 레이저 빔이 출력되는 모습을 도시한 도면이다.FIG. 16 is a view showing a process in which a SAC lens is additionally inserted into a submount for a high power laser diode optical module according to a second embodiment of the present invention, and FIG. 17 is a SAC lens according to the second embodiment of the present invention. It is a figure showing a state in which a laser beam is output from a high-power laser diode in an additionally inserted state.

전술한 바와 같이, 하단부(1320)의 제3 삽입부(1325)에는 SAC 렌즈(1610)가 배치된다.As described above, the SAC lens 1610 is disposed in the third insertion portion 1325 of the lower end portion 1320.

제3 삽입부(1325)에 SAC 렌즈(1610)가 배치됨에 따라, Slow Axis 축으로 분산되는 레이저 빔의 발산각을 감소시킨다.As the SAC lens 1610 is disposed in the third insertion unit 1325, the divergence angle of the laser beam distributed in the Slow Axis axis is reduced.

이상의 설명은 본 실시예의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 실시예들은 본 실시예의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 실시예의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 실시예의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 실시예의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The above description is merely illustrative of the technical spirit of the present embodiment, and those skilled in the art to which this embodiment belongs may be able to make various modifications and variations without departing from the essential characteristics of the present embodiment. Therefore, the present embodiments are not intended to limit the technical spirit of the present embodiment, but to explain, and the scope of the technical spirit of the present embodiment is not limited by these embodiments. The protection scope of the present embodiment should be interpreted by the claims below, and all technical spirits within the equivalent range should be interpreted as being included in the scope of the present embodiment.

110: n-전극
120: p-전극
130: 활성층
140: 레이저 빔 또는 빛
211: 레이저다이오드 칩
210: 서브 마운트
220: FAC 렌즈
410: 고출력 레이저다이오드 광모듈용 서브마운트
420, 430: 삽입부 삽입부
440: 접합된 고출력 레이저다이오드
450: FAC 렌즈
500: 배열 FAC 렌즈
600: 배열 서브 마운트
1300: 고출력 레이저다이오드 광모듈용 서브마운트
1310: 상단부
1314: 제1 삽입부
1318: 제2 삽입부
1320: 하단부
1325: 제3 삽입부
1610: SAC 렌즈110: n-electrode
120: p-electrode
130: active layer
140: laser beam or light
211: laser diode chip
210: sub-mount
220: FAC lens
410: high power laser diode optical module submount
420, 430: insertion section insertion section
440: bonded high-power laser diode
450: FAC lens
500: array FAC lens
600: Array submount
1300: High power laser diode optical module submount
1310: upper part
1314: first insertion
1318: second insert
1320: lower part
1325: third insert
1610: SAC lens

Claims

High power laser diode;
Fast Axis Collimator (FAC) lenses;
SAC (Slow Axis Collimator) lens; And
A sub-mount for a high-power laser diode optical module including a first insertion part to which the high-power laser diode is to be inserted, a second insertion part to which the FAC lens is to be inserted, and a third insertion part to which the SAC lens is to be inserted.
Optical module comprising a.

According to claim 1,
The second insertion portion,
The optical module, characterized in that the high-power laser diode is formed in front of the first insertion portion in the direction of irradiating the laser beam.

According to claim 1,
The FAC lens,
After being inserted into the second insert, an optical module characterized in that it is joined to the second insert through UV curing using epoxy.

According to claim 1,
The FAC lens and SAC lens,
Optical module, characterized in that it is automatically aligned in relation to the high-power laser diode by being inserted into the second insertion portion and the third insertion portion.

High power laser diode;
Fast Axis Collimator (FAC) lenses;
SAC (Slow Axis Collimator) lens; And
A sub-mount for a high-power laser diode optical module including a first insertion part to which the high-power laser diode is to be inserted and a second insertion part to which the FAC lens is to be inserted.
Optical module comprising a.

The method of claim 5,
The second insertion portion,
The optical module, characterized in that the high-power laser diode is formed in front of the first insertion portion in the direction of irradiating the laser beam.

The method of claim 5,
The FAC lens,
After being inserted into the second insert, an optical module characterized in that it is joined to the second insert through UV curing using epoxy.

In the sub-mount to which each component of the optical module including a high power laser diode, FAC lens and SAC lens is bonded,
A first insertion portion into which the high power laser diode is to be inserted;
A second insertion portion into which the FAC lens is to be inserted; And
It includes a third insertion portion to be inserted into the SAC lens,
The second insert is a sub-mount, characterized in that formed in front of the direction in which the high power laser diode is irradiated with a laser beam based on the first insert.

The method of claim 8,
The third insertion portion,
The sub-mount, characterized in that the high-power laser diode is formed in front of the second insertion portion in the direction of irradiating the laser beam.

The method of claim 8,
The FAC lens,
After being inserted into the second insert, the sub-mount is characterized in that it is bonded to the second insert through UV curing using epoxy.