KR20230078355A

KR20230078355A - 광 서브어셈블리

Info

Publication number: KR20230078355A
Application number: KR1020210166054A
Authority: KR
Inventors: 김광택
Original assignee: 호남대학교 산학협력단
Priority date: 2021-11-26
Filing date: 2021-11-26
Publication date: 2023-06-02
Also published as: KR102572335B1

Abstract

본 발명은 광 서브어셈블리에 관한 것으로서, 광섬유가 내장된 페룰이 돌출되게 형성된 광커넥터의 페룰이 진입될 수 있게 상부가 열린 제1수용홈이 형성된 제1 수용부분과, 제1수용부분의 제1수용홈의 바닥면 중앙에 수직상으로 형성된 관통홀로부터 하방으로 연장되며 상기 관통홀과 연통되는 이격공간을 갖는 이격부분과, 이격부분으로부터 하방으로 연장되되 이격공간보다 확장된 내경을 갖으며 하부가 열린 장착공간을 갖는 장착부분을 포함하는 하우징과, 장착부분의 장착공간에 장착되어 관통홀을 향하는 방향으로 광을 출사하는 레이저 다이오드와, 레이저 다이오드에서 출사되는 광을 관통홀을 통해 페룰 내의 광섬유에 집속시키는 집속렌즈와, 집속렌즈를 지지하며 장착부분의 장착공간에 장착되는 지지바디를 갖는 렌즈모듈을 구비한다. 이러한 광 서브어셈블리에 의하면, 레이저 다이오드에서 출사되는 광의 접속대상 광섬유로의 광결합효율을 향상시키면서 방열성도 향상시킬 수 있는 장점을 제공한다.

Description

광 서브어셈블리{optical subassembly}

본 발명은 광 서브어셈블리에 관한 것으로서, 상세하게는 레이저 다이오드에서 출사되는 광을 광커넥터를 통해 전송할 수 있도록 된 광 서브어셈블리에 관한 것이다.

일반적으로, 광송수신 모듈은 각종 광통신 기능을 하나의 패키지 내에 수용하여 광섬유와 연결이 가능하도록 모듈화한 것을 말한다. 광송신기는 국내 등록특허 제10-0492846호 등 다양하게 개시되어 있다.

한편, 최근에는 전력 소비가 적고 장거리에 활용 가능한 레이저 다이오드를 광원으로 이용한 광송신기가 통신 용도 이외에도 다양한 분야에 이용되고 있다. 또한, 고출력의 레이저 다이오드에서 출사된 광의 광섬유로의 전송에 대한 광결합효율을 향상시키고, 접속 편리성도 향상시킬 수 있는 구조가 꾸준히 요구되고 있다.

본 발명은 상기와 같은 요구사항을 해결하기 위하여 창안된 것으로서, 레이저 다이오드에서 출사되는 광의 접속대상 광섬유로의 결합효율을 향상시키면서 방열성도 향상시킬 수 있는 광 서브어셈블리를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 광 서브어셈블리는 광섬유가 내장된 페룰이 돌출되게 형성된 광커넥터의 상기 페룰이 진입될 수 있게 상부가 열린 제1수용홈이 형성된 제1 수용부분과, 상기 제1수용부분의 제1수용홈의 바닥면 중앙에 수직상으로 형성된 관통홀로부터 하방으로 연장되며 상기 관통홀과 연통되는 이격공간을 갖는 이격부분과, 상기 이격부분으로부터 하방으로 연장되되 상기 이격공간보다 확장된 내경을 갖으며 하부가 열린 장착공간을 갖는 장착부분을 포함하는 하우징과; 상기 장착부분의 장착공간에 장착되어 상기 관통홀을 향하는 방향으로 광을 출사하는 레이저 다이오드와; 상기 레이저 다이오드에서 출사되는 광을 상기 관통홀을 통해 상기 페룰 내의 광섬유에 집속시키는 집속렌즈와, 상기 집속렌즈를 지지하며 상기 장착부분의 장착공간에 장착되는 지지바디를 갖는 렌즈모듈;을 구비한다.

또한, 상기 이격부분에 형성된 이격공간은 상기 장착부분의 장착공간 상단에서 수직상으로 연장된 제1수직연장부분과, 상기 제1수직연장부분의 상단에서 내경이 점진적으로 좁게 형성된 경사부분과, 상기 경사부분의 상단에서 수직상으로 연장되어 상기 관통홀와 연통되는 제2수직연장부분을 갖게 형성될 수 있다.

바람직하게는 상기 제1수용부분의 외주면에는 상기 광커넥터와 나사결합될 수 있게 나사선이 길이방향을 따라 형성된다.

또한, 상기 광섬유는 다중모드 광섬유가 적용되고, 상기 집속렌즈는 상기 레이저 다이오드에서 출사된 광을 상기 관통홀을 통해 상기 다중모드 광섬유에 집속시키는 비구면렌즈가 적용될 수 있다.

또한, 상기 장착부분은 상기 장착공간의 하부영역에 해당하며 상기 레이저 다이오드가 압입되어 장착되는 메인 공간을 형성하는 메인 장착부분과; 상기 메인장착부분의 상기 메인공간 보다 작은 내경을 갖는 서브 공간을 갖게 형성되며 상기 렌즈모듈이 접착제로 접합되게 장착되는 서브 장착부분을 갖게 형성되어 있고, 상기 하우징은 상기 레이저다이오드에서 발생되는 열의 방출 효율을 높이기 위해 금속소재로 형성된 것을 적용한다.

본 발명에 따른 광 서브어셈블리에 의하면, 레이저 다이오드에서 출사되는 광의 접속대상 광섬유로의 광결합효율을 향상시키면서 방열성도 향상시킬 수 있는 장점을 제공한다.

도 1은 본 발명에 따른 광 서브어셈블리를 광커넥터와 함께 분리하여 나타내 보인 사시도이고,
도 2는 도 1의 광 서브어셈블리와 광커넥터의 분리 상태에 대한 단면도이고,
도 3은 도 2의 광 서브어셈블리와 광커넥터의 결합 상태에 대한 단면도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 광 서브어셈블리를 더욱 상세하게 설명한다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 광 서브어셈블리(100)는 광커넥터(200)와 나사결합방식으로 결합 및 분리될 수 있게 되어 있다.

광 서브어셈블리(100)는 하우징(110), 레이저 다이오드(150), 렌즈모듈(160)을 구비한다.

하우징(110)은 레이저 다이오드(150) 및 렌즈모듈(160)의 장착을 지원하면서 결합된 광커넥터(200)의 광섬유(210)로 광을 전송할 수 있는 구조로 되어 있다.

여기서, 광커넥터(200)에 적용되는 광섬유(210)는 다중모드 광섬유가 적용된다.

또한, 광커넥터(200)는 광섬유(210)가 중앙에 내장되며 외부로 돌출되게 연장된 페룰(220)을 지지하는 접속바디(225)를 따라 이동가능하며 내주면에 나사선이 형성되어 하우징(110)과 나사결합되는 결합너트(230)를 갖는 구조로 된 것이 적용된다.

하우징(110)은 길이방향을 따라 구분하면, 제1 수용부분(112), 이격부분(114), 장착부분(116)으로 되어 있다.

제1수용부분(112)은 광섬유(210)가 내장된 페룰(220)이 돌출되게 형성된 광커넥터(200)의 페룰(220)이 진입될 수 있게 상부가 열린 제1수용홈(112a)이 형성된 부분이다.

제1 수용부분(112)의 외주면에는 광커넥터(200)와 나사결합될 수 있게 나사선(113)이 길이방향을 따라 형성되어 있다.

이격부분(114)은 제1수용부분(112)의 제1수용홈(112a)의 바닥면 중앙에 수직상으로 형성된 관통홀(112b)로부터 하방으로 연장되며 관통홀(112b)과 연통되는 이격공간(115)을 갖게 형성된 부분이다.

이격부분(114)의 제1수용부분(112)의 하단과 접하는 부분은 제1수용부분(112)보다 확장된 외경을 갖게 형성되어 있다.

이격부분(114)에 형성된 이격공간(115)은 광의 도파경로를 제공하며 후술되는 집속렌즈(161)의 초점거리에 대응되게 적절한 길이를 적용한다.

여기서 이격부분(114)을 이격공간(115)의 형상에 따라 길이방향을 따라 구분하면, 장착부분(116)의 장착공간(116a) 상단에서 수직상으로 연장된 제1수직연장부분(114a)과, 제1수직연장부분(114a)의 상단에서 내경이 점진적으로 좁게 형성된 경사부분(114b)과, 경사부분(114b)의 상단에서 수직상으로 연장되어 관통홀(112b)와 연통되는 제2수직연장부분(114c)을 갖게 형성되어 있다. 이러한 이격공간(115)은 광의 집속을 가이드하는 기능도 한다.

장착부분(116)은 이격부분(114)으로부터 하방으로 연장되되 이격공간(115)보다 확장된 내경을 갖으며 하부가 열린 장착공간(116a)을 갖게 형성된 부분이다.

장착부분(116)을 길이방향을 따라 구분하면, 장착공간(116)의 하부영역에 해당하며 레이저 다이오드(150)가 압입되어 장착되는 메인 공간을 형성하는 메인 장착부분(118)과, 메인장작부분(118)의 메인공간 보다 작은 내경을 갖는 서브 공간을 갖게 형성되며 렌즈모듈(160)이 접착제로 접합되게 장착되는 서브 장착부분(117)을 갖게 형성되어 있다.

한편, 하우징(110)의 이격부분(114) 및 장착부분(116)의 외형 형상은 장착대상체와의 결합 등 요구되는 형상에 따라 길이방향을 따라 외경이 다른 턱부분을 갖게 형성될 수 있음은 물론이다.

이러한 하우징(110)은 레이저다이오드(150)에서 발생되는 열의 방출 효율을 높이기 위해 금속소재 예를 들면 스테인레스 스틸소재로 형성된 것을 적용한다.

레이저 다이오드(150)는 메인 장착부분(117)의 메인 공간내에 압입되게 장착되어 관통홀(112b)을 향하는 방향으로 광을 출사한다.

레이저 다이오드(150)는 티오-캔 타입으로 형성된 것이 적용되어 있다.

렌즈모듈(160)은 레이저 다이오드(150)에서 출사되는 광을 관통홀(112b)을 통해 페룰(120) 내의 광섬유(210)에 집속시키는 집속렌즈(161)와, 집속렌즈(161)의 가장자리를 지지하며 서브 장착부분(117)의 서브 공간에 장착되는 지지바디(162)를 갖는 구조로 되어 있다.

집속렌즈(161)는 레이저 다이오드(150)에서 출사된 광을 관통홀(112b)을 통해 다중모드 광섬유(210)에 집속시키는 비구면렌즈가 적용된다. 여기서, 집속렌즈(161)는 레이저 다이오드(150)에서 출사되는 광빔의 다이버전스(divergence)를 측정하고 이로부터 다중모드 광섬유(210)로의 집속효율을 향상시킬 수 있는 설계과정을 거쳐 비구면 형태로 형성된 것을 적용하면 된다.

지지바디(162)는 에폭시와 같은 접착제로 접착된다.

이러한 광 서브어셈블리(100)는 광커넥터(200)의 페룰(220)이 제1수용부분(112)의 제1수용홈(112a)내로 진입되게 삽입하고, 결합너트(230)를 제1수용부분(112)의 외주면에 진입되게 나사결합하면 광전송 접속결합이 완료되며 레이저 다이오드(150)에서 출사되는 광은 집속렌즈(161)에 집속되어 페룰(220)내의 광섬유(210)의 선단을 통해 입사된다.

이상에서 설명된 광 서브어셈블리(100)는 레이저 다이오드(150)에서 출사되는 광의 접속대상 광섬유(210)로의 광결합 효율을 향상시키면서 방열성도 향상시킬 수 있는 장점을 제공한다.

110: 하우징
150: 레이저 다이오드
160: 렌즈모듈

Claims

광섬유가 내장된 페룰이 돌출되게 형성된 광커넥터의 상기 페룰이 진입될 수 있게 상부가 열린 제1수용홈이 형성된 제1 수용부분과, 상기 제1수용부분의 제1수용홈의 바닥면 중앙에 수직상으로 형성된 관통홀로부터 하방으로 연장되며 상기 관통홀과 연통되는 이격공간을 갖는 이격부분과, 상기 이격부분으로부터 하방으로 연장되되 상기 이격공간보다 확장된 내경을 갖으며 하부가 열린 장착공간을 갖는 장착부분을 포함하는 하우징과;
상기 장착부분의 장착공간에 장착되어 상기 관통홀을 향하는 방향으로 광을 출사하는 레이저 다이오드와;
상기 레이저 다이오드에서 출사되는 광을 상기 관통홀을 통해 상기 페룰 내의 광섬유에 집속시키는 집속렌즈와, 상기 집속렌즈를 지지하며 상기 장착부분의 장착공간에 장착되는 지지바디를 갖는 렌즈모듈;을 구비하는 것을 특징으로 하는 광 서브어셈블리.
제1항에 있어서, 상기 이격부분에 형성된 이격공간은 상기 장착부분의 장착공간 상단에서 수직상으로 연장된 제1수직연장부분과, 상기 제1수직연장부분의 상단에서 내경이 점진적으로 좁게 형성된 경사부분과, 상기 경사부분의 상단에서 수직상으로 연장되어 상기 관통홀와 연통되는 제2수직연장부분을 갖게 형성된 것을 특징으로 하는 광 서브어셈블리.
제1항에 있어서, 상기 제1수용부분의 외주면에는 상기 광커넥터와 나사결합될 수 있게 나사선이 길이방향을 따라 형성된 것을 특징으로 하는 광 서브어셈블리.
제1항에 있어서, 상기 광섬유는 다중모드 광섬유가 적용되고,
상기 집속렌즈는 상기 레이저 다이오드에서 출사된 광을 상기 관통홀을 통해 상기 다중모드 광섬유에 집속시키는 비구면렌즈가 적용된 것을 특징으로 하는 광 서브어셈블리.
제1항에 있어서, 상기 장착부분은
상기 장착공간의 하부영역에 해당하며 상기 레이저 다이오드가 압입되어 장착되는 메인 공간을 형성하는 메인 장착부분과;
상기 메인장착부분의 상기 메인공간 보다 작은 내경을 갖는 서브 공간을 갖게 형성되며 상기 렌즈모듈이 접착제로 접합되게 장착되는 서브 장착부분을 갖게 형성되어 있고,
상기 하우징은 상기 레이저다이오드에서 발생되는 열의 방출 효율을 높이기 위해 금속소재로 형성된 것을 적용하는 것을 특징으로 하는 광 서브어셈블리.