WO2011008041A2 - 파장분할 다중화 광 모듈 - Google Patents

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WO2011008041A2
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    • G02B6/4292—Coupling light guides with opto-electronic elements the light guide being disconnectable from the opto-electronic element, e.g. mutually self aligning arrangements

Definitions

  • the present invention separates the optical signals of different wavelengths output from a single optical fiber and transmits them to the light receiving elements for each channel, and the wavelength division for integrating a plurality of optical signals from the light emitting elements of different wavelengths into one and transmitting them to the optical fiber.
  • the present invention relates to a multiplexing optical module.
  • wavelength division multiplexing technology that uses independent characteristics of light without mutual interference between wavelengths, collects independent information on different wavelengths and sends them to one optical fiber. I am in the limelight.
  • Typical use of wavelength division multiplexing technology is to separate the optical signals of different wavelengths transmitted from the optical cable into individual wavelengths and input them to the optical cables for each channel or to receive different wavelengths of optical signals from the multiple channels of optical cables. It combines the signals into a single optical cable.
  • the bidirectional optical transceiver module 10 shown in FIG. 1 is the simplest form of wavelength division multiplexing technology. As shown in FIG. 1, the conventional bidirectional optical transmission / reception module 10 places the transmitter 11 and the receiver 12 at right angles, and the optical filter 13 is positioned at 45 ° to between the wavelengths. It selectively transmits or reflects, separates and integrates optical signals of different wavelengths and transmits them to a single optical cable 14.
  • the conventional structure shown in FIGS. 1 to 2 has a limitation in the wavelength division multiplexing optical transmission / reception module including a plurality of channels such as a coarse wavelength division multiplexer (CWDM) having a narrow channel spacing between channels.
  • CWDM coarse wavelength division multiplexer
  • the light output from the optical cable 31 is transferred using the collimating lens 32 and the reflector 33 to the reflecting surface 35 and a plurality of band pass filters 36.
  • the optical block (34) consisting of the optical block (34)
  • the light in the transmission wavelength band of the filter when entering the optical band pass filter 35 is transmitted through the filter and the light outside the band is reflected again to zigzag
  • such a structure has a problem in that the optical path is sensitively changed in the reference path due to the change in the thickness dimension of the optical block that creates the zigzag optical path as shown in FIG.
  • the optical path is sensitively changed in the reference path due to the change in the thickness dimension of the optical block that creates the zigzag optical path as shown in FIG.
  • the farther the zigzag path the more the error accumulates and deviates as much as ⁇ L from the reference light path, making it difficult to properly align the light.
  • An object of the present invention for solving the above problems has a high optical coupling efficiency to minimize the optical loss in the wavelength division, significantly reduce the error caused by the assembly of the optical components constituting the optical transmission module, and very precise and It is to provide an optical module including an optical receiving module, an optical transmitting module and an optical transmitting and receiving module which are easily optically aligned, the structure thereof is simple, the manufacturing process is simple, the mass production is possible, and the manufacturing cost is low. It is to provide a bidirectional transmission optical transmission / reception module that can effectively divide the transmission wavelength and the reception wavelength even in the narrow band of 20nm wavelength interval.
  • the present invention provides an optical module using a single optical fiber, and the optical module according to the present invention means a wavelength division optical reception module, a wavelength division optical transmission module, or a bidirectional transmission wavelength division optical transmission and reception module.
  • the optical module according to the present invention is a wavelength-division light receiving module using a single optical fiber, and includes an optical fiber, an optical collimating lens, an optical filter, a refraction unit, an optical collimating lens, and an optical element as a light receiving element. do.
  • the optical module according to the present invention comprises an input collimator lens (collimate len) for making the multi-wavelength light output from the optical fiber to parallel light; Two or more optically tilted at a predetermined angle with respect to the traveling direction of the parallel light by the input collimating lens, spaced apart from each other at a predetermined distance in the traveling direction of the parallel light, and reflecting and transmitting light for each wavelength.
  • an input collimator lens collimate len
  • a refraction unit provided corresponding to each of the optical filters and refracting the traveling direction of the reflected light reflected by the optical filter to be perpendicular to the traveling direction of the parallel light;
  • An output collimator lens provided corresponding to each of the refracting portions and condensing the reflected light refracted by the refracting portion;
  • a light receiving element provided corresponding to each of the output collimating lenses and receiving the light condensed by the output collimating lens.
  • the optical module according to the present invention is a wavelength division optical transmission module using a single optical fiber, and includes an optical fiber, an optical collimating lens, an optical filter, a refraction unit, an optical collimating lens, and an optical element as a light emitting element. do.
  • the optical module according to the present invention comprises at least two light emitting elements for generating transmission light of different wavelengths;
  • An output collimator lens provided on an upper portion of the light emitting element corresponding to each of the light emitting elements and configured to convert light output from the light emitting element into parallel light;
  • a refractive unit provided corresponding to each of the output collimating lenses and receiving the parallel light and outputting the parallel light to an optical filter at a predetermined angle;
  • An optical filter provided corresponding to each of the refraction parts and configured to receive light refracted by the refraction part to reflect light refracted by the corresponding refraction part and transmit wavelengths in other regions;
  • An input collimator lens for condensing the light reflected by the optical filter;
  • an optical fiber receiving the light collected by the input collimating lens, wherein the optical filter is disposed to be spaced apart from each other by a predetermined distance in a horizontal direction extending between the optical fiber and the input collimating lens, and the refraction unit emits light.
  • the parallel light traveling in the vertical direction which is an extension direction between the device and the output collimating lens, is input to the optical filter to be reflected in the horizontal direction by the optical filter, and is reflected and transmitted in the horizontal direction by the optical filter.
  • the integrated light is input to the single optical fiber by the single input collimating lens.
  • the optical module according to the present invention is a wavelength division optical transmission and reception module using a single optical fiber, an optical element that is an optical fiber, an input collimating lens, an optical filter, a refraction unit, an output collimating lens and a light receiving element or a light emitting element; It is configured to include.
  • the optical module according to the present invention comprises an input collimator lens (collimate len) for making the multi-wavelength light output from the optical fiber to parallel light; Two or more optically tilted at a predetermined angle with respect to the traveling direction of the parallel light by the input collimating lens, spaced apart from each other at a predetermined distance in the traveling direction of the parallel light, and reflecting and transmitting light for each wavelength.
  • an input collimator lens collimate len
  • a refraction unit provided corresponding to each of the optical filters and refracting the traveling direction of the reflected light reflected by the optical filter to be perpendicular to the traveling direction of the parallel light;
  • An output collimator lens provided corresponding to each of the refracting portions and condensing the reflected light refracted by the refracting portion;
  • light-receiving elements for receiving the light focused by the output collimating lens, the output collimating lens, the refraction unit, the optical filter, and the input collimating lens.
  • two or more optical elements including a light emitting element for generating transmission light input to the optical fiber through a furnace.
  • the single optical device when the optical module according to the present invention is a receiving module, the single optical device means a single light receiving device, and when the optical module according to the present invention is a transmitting module, the single optical device means a single light emitting device.
  • the two or more optical elements when the optical module according to the present invention is an optical transmitting and receiving module, the two or more optical elements means at least one light receiving element and at least one light emitting element.
  • the refraction portion has a polygonal shape having at least a first refractive surface and a second refractive surface, based on an optical receiving module or an optical transmitting / receiving module, wherein the first refractive surface is between the optical fiber and the input collimating lens.
  • the reflected light is a plane parallel to the horizontal direction in the extending direction, and the reflected light is incident on the first refractive surface and refracted according to Snell's law between air and the refracting portion, and the reflected light refracted by the first refractive surface is refracted and air at the second refractive surface.
  • Snell's law of the liver it is characterized in that it is output from the refracting portion so as to be perpendicular to the traveling direction of the parallel light.
  • the refracting portion has a polygonal shape having at least a first refractive surface and a second refractive surface, based on an optical transmission module, wherein the first refractive surface is a horizontal direction extending between the optical fiber and the input collimating lens.
  • the parallel light (transmission parallel light) output from the output collimating lens is incident on the second refractive surface and refracted according to Snell's law between air and the refracting portion, and is refracted by the second refractive surface.
  • the optical filter is re-reflected by the optical filter according to Snell's law between the refracting portion and the air at the first refractive surface, so that the optical filter is reflected by the optical filter in the horizontal direction in the extending direction between the optical fiber and the input collimating lens.
  • Snell's law between the refracting portion and the air at the first refractive surface
  • the optical filter is characterized in that the optical filter is tilted so that the angle between the vertical axis of the optical filter and the traveling direction of the parallel light is 10 to 25 °.
  • the optical element is embedded in an optical element block which is a single transparent optical plastic injection molding, and the lens surface of the output collimating lens is a curved protruding surface of the optical element block.
  • the optical filter is characterized in that it is attached to the filter holder formed on the optical coupling block which is a single transparent optical plastic injection molding with an optical adhesive, the tilt angle of the optical filter is controlled by the inclination of the filter holder.
  • the filter holder has an inclined surface that is inclined at 10 to 25 ° with respect to the traveling direction of the parallel light.
  • the refraction unit is integral with the optical coupling block, and the optical coupling block includes a receptacle for fixing a ferrule coupled to the optical fiber, and the lens surface of the input collimating lens is spaced apart from the receptacle by a predetermined distance. And a protruding surface of the optical coupling block curvature perpendicular to the horizontal direction, the extension direction between the optical fiber and the input collimating lens.
  • the optical device block includes a guide hole, the optical coupling block comprises a guide pin, the optical device block and the optical coupling block is assembled by the coupling of the guide hole and the guide pin is characterized in that the optical alignment have.
  • a lower portion of the optical coupling block is sealed by the optical device block by coupling the guide hole and the guide pin.
  • the optical module includes a cover block that is a single transparent optical plastic injection molding, the cover block includes a guide pin, the optical coupling block includes a guide hole, and the guide pin of the cover block and the optical coupling block The guide hole is coupled to the cover block and the optical coupling block is assembled, the cover block is characterized in that the top of the optical coupling block is sealed.
  • the optical module In the optical module according to the present invention, after the light output from the optical fiber is changed into parallel light, the light is sequentially input to the plurality of optical filters to sequentially divide the wavelength, and the parallel light is input to the optical filter by the refraction unit.
  • the optical fiber has a stable optical path of horizontal (optical fiber) to vertical (receiving device) that is refracted in a direction perpendicular to the light receiving element, and the transmitted light output from the light emitting element formed at a position corresponding to the light receiving element
  • the optical filter has a stable optical path of vertical (light emitting device) -horizontal (optical fiber) input to the optical filter and reflected from the optical filter to the optical fiber, thereby preventing deterioration of optical coupling efficiency due to manufacturing error and preventing optical module. Miniaturization and high integration are possible.
  • the optical module according to the present invention can easily manufacture an optical transmission module, an optical reception module or an optical transmission module easily by varying the configuration of the optical device.
  • the optical module according to the present invention has a structure in which the optical device is sealed in the optical plastic without being exposed to external air by the optical device block structure of the transparent optical plastic material in which the optical device is embedded, and thus deterioration due to contamination and oxidation of the optical device. To prevent.
  • the lens surface of the output collimating lens is formed on the surface of the optical element block and the optical element is integrated inside the optical element block, the output collimating lens and the optical element have an integrated structure, so that the collimating lens can be attached and the optical element It is possible to prevent assembly errors that occur during assembly of attachments.
  • the optical device block can minimize the manufacturing tolerance by the configuration of the injection molded body, and by the stable light path configuration according to the characteristics of the present invention described above can also minimize the decrease in the optical coupling efficiency according to the manufacturing tolerances. It also has a very strong advantage in physical impact.
  • the optical module according to the present invention has a receptacle for fixing the optical fiber at a physically accurate position, a filter cradle in which each of the plurality of optical filters is located, and a refraction unit having an integrated structure formed in an optical coupling block made of a transparent optical plastic material.
  • the optical coupling block may minimize the manufacturing tolerance by the injection molded configuration, and by the stable optical path configuration according to the above-described features of the present invention it is also possible to minimize the decrease in the optical coupling efficiency according to the manufacturing tolerance. It also has a very strong advantage in physical impact.
  • the optical module according to the present invention comprises a transparent optical plastic injection molded to bond with each other, in detail, the cover block for sealing the upper portion of the optical coupling block, the optical coupling block and the lower portion of the optical coupling block
  • Optical fiber, input collimating lens, optical filter, refraction, output collimating lens and optical element are precisely optically aligned by simple mechanical coupling between blocks of the optical element block, and have high optical coupling efficiency and very precise optical alignment. It is possible to mass-produce the aligned optical transmission / reception module in a short time and improve productivity.
  • Figure 4 is an example showing the optical path error according to the manufacturing error in the conventional optical module
  • Figure 5 is an example showing the configuration of a wavelength division optical module according to the present invention
  • Figure 5 (a) is an optical receiving module according to the present invention
  • Figure 5 (b) is an optical transmission module according to the present invention
  • 5 (c) is a configuration diagram of an optical transmission and reception module according to the present invention
  • FIG. 6 is another example showing the configuration of an optical module according to the present invention.
  • FIG. 8 is a diagram showing transmittances of S and P polarization components of an optical filter having an incident angle of 20 degrees (FIG. 8 (b)) and 45 degrees (FIG. 8 (a)), respectively.
  • FIG 9 is an example illustrating optical path control according to a wavelength performed by an optical filter and a refraction unit in an optical coupling block in an optical module according to the present invention.
  • FIG. 10 is an example of a partial cross-sectional perspective view of an optical coupling block in an optical module according to the present invention.
  • FIG. 11 is a perspective view of an optical device block in an optical module according to the present invention.
  • FIG. 12 is a cross-sectional view of an optical device block in an optical module according to the present invention.
  • FIG. 13 is an example illustrating optical alignment and coupling by physical assembly of an optical device block, an optical coupling block and a cover block in the optical module according to the present invention.
  • optical fiber 111 input collimated lens
  • optical element 120 optical element block
  • optical coupling block 130 cover block
  • Receptacle 112 Filter Holder
  • recessed grooves 128 optical element guide hole
  • optical coupling guide hole 116 optical coupling guide pin
  • Figure 5 is a configuration diagram of an optical module according to the present invention
  • Figure 5 (a) is an optical receiving module according to the present invention
  • Figure 5 (b) is an optical transmission module according to the present invention
  • Figure 5 (c) is 1 is a block diagram of an optical transmission module according to the present invention.
  • the light receiving module of the present invention uses a multi-wavelength diverging light (received light) output from a single optical fiber 1 by using an input collimating lens 111 to provide parallel light ( Reception parallel light), and the plurality of optical filters 200 sequentially receive the parallel light by the input collimating lens 111 to reflect and transmit light for each wavelength, and in the optical filter 200
  • the reflected reflected light is refracted by the refraction unit 113 to be perpendicular to the traveling direction of the parallel light, and is collected by the output collimating lens 121 and input to the light receiving element 122.
  • FIG. 5 (a) is a diagram illustrating a case of splitting light having multiple wavelengths output from the optical fiber 1, but as shown in FIG. 5 (b), the optical module according to the present invention is an optical transmission module.
  • the light output from the one or more light emitting devices 123 that generate transmission light having different wavelengths may include the output collimating lens 121, the refraction unit 113, the optical filter 200, and the input collimating lens. It is integrated through the path of 111 and is input to the optical fiber 1.
  • the transmission divergence light (transmission light) generated by the light emitting element 123 is made into parallel light (transmission parallel light) by the output collimating lens 121, and the refraction portion is generated. And input to the optical filter 200 by the refraction unit 113 in the reverse direction of the reflection path of the optical filter 200.
  • the parallel light incident on the optical filter 200 is reflected in a direction perpendicular to the advancing direction of the parallel light (transmission parallel light), and the parallel light reflected by the optical filter 200 receives the input collimating lens 111. Is focused by the light source and input into the single optical fiber 1.
  • FIG. 5 (c) illustrates a case in which the optical module according to the present invention is an optical transmitting / receiving module including a light receiving element and a light emitting element.
  • the light splitting and light emitting element of FIG. Based on the above, the integration of the light of FIG. 5 (b) is simultaneously performed.
  • the optical transmission module is composed of at least one light receiving element 122 and at least one light emitting element 123, the input collimating lens 111, optical filter 200, refraction unit 113 ), The light having different wavelengths is split and integrated by the output collimating lens 121 and input / output through a single optical fiber.
  • the present invention performs input, output or input / output of light through a single optical fiber, it includes the single input collimating lens, and corresponds to the number (N> 1 natural number) of optical elements that are light receiving elements or light emitting elements. N output collimating lenses and N optical filters corresponding to the number of output collimating lenses.
  • Transmitted light having different wavelengths generated by one or more light emitting devices includes the output collimating lens 121, the refraction unit 113, the optical filter 200, and the single input collimating lens 111 corresponding to each of the light emitting devices. ), Which are integrated into a single optical fiber and input into a single optical fiber, and the received light having different wavelengths output from the single optical fiber 1 is an optical filter 200 corresponding to each of the single input collimating lens 111 and the light receiving element. ), Divided by the light receiving elements 122 by the refraction unit 113 and the output collimating lens 121, and input to each light receiving element 122.
  • the optical module after the light outputted from the optical fiber is changed into parallel light, the optical module is sequentially input to a plurality of optical filters to perform wavelength division, and the divided wavelength is transmitted to the optical filter by the refraction unit.
  • the optical filter is input by the refraction unit to the optical filter and has a stable optical path of vertical (light emitting device) and horizontal (optical fiber) reflected from the optical filter and input to the optical fiber. It is prevented and has the advantage of miniaturization and high integration of the optical module.
  • optical module according to the present invention will be described with reference to the optical transmission / reception module according to the present invention, and the present invention will be described with reference to the optical division of the received light output from the optical fiber.
  • optical transmitting and receiving module if the optical elements are all light receiving elements, it is an example of the optical receiving module according to the present invention, and if the optical elements are all light emitting elements, it is obvious that the optical transmitting module according to the present invention is an example, and the division of light And it is apparent that the technical spirit of the present invention described on the basis of the optical transmission and reception module in which all the integration of light is maintained in the optical reception module and the optical transmission module.
  • the light receiving element and the light emitting element in the optical transmitting and receiving module are collectively referred to as an optical element, the technical spirit of the present invention is described in detail based on the light splitting of the received light, but the optical configuration of the present invention (input / output collimated lens, refraction unit) It is apparent that light is processed in the reverse direction with respect to the light splitting in the optical filter), so that light integration of the transmitted light is performed.
  • the dotted line means the progress of light.
  • FIG. 6 illustrates an example of an optical module according to the present invention, in which a path of an optical signal is precisely controlled, light loss is prevented, light coupling efficiency is increased, and manufacturing error and assembly error can be minimized.
  • the optical module according to the present invention includes the optical device block 120, the optical coupling block 110, and the cover block 130.
  • the optical device block 120, the optical coupling block 110, and the cover block 130 are integrally molded bodies injection molded from a transparent optical plastic material, respectively.
  • optical plastic materials of the optical coupling block 110, the optical element block 120, and the cover block 130 are poly-methylmethacrylate (PMMA), polycarbonate (PCMA) having a refractive index of 1.49 to 1.58, or COC Cyclic olefin copolymer) and the like, but the present invention is not limited by the optical plastic material.
  • PMMA poly-methylmethacrylate
  • PCMA polycarbonate
  • the optical device block 120 includes two or more optical devices 124 embedded in the optical device block 120, and the lens surface 121 ′ of the output collimating lens is formed of the optical device block 120. It is a structure formed integrally on the surface.
  • the two or more optical elements 124 are all light receiving elements
  • one example of the optical receiving module according to the present invention is provided.
  • one example of the optical transmitting module according to the present invention is provided.
  • an example of an optical transmitting and receiving module according to the present invention is provided.
  • the optical device 124 is positioned below the lens surface 121 ′ of the output collimating lens formed as a curved curved surface on the surface of the optical device block 120.
  • the optical device 124 is positioned to correspond to each of the two or more lens surfaces 121 'formed to be spaced apart from each other by the predetermined distance, and the optical device 124 is positioned at a focal plane of the lens surface 121'. desirable.
  • the output collimating lens and the optical element 124 have a high optical coupling efficiency without being tilted at a specific angle.
  • the lens surfaces 121 ′ of two or more output collimating lenses formed to be spaced apart from each other by a predetermined distance are integrally formed in the optical element block 120.
  • a step difference between the lens surface (lens surface of the output collimating lens) and the edge region of the optical device block formed on the surface of the optical device block 120 may be obtained. It is preferable to form H) to form the step to protect the lens surface from handling including inter-block coupling and the like.
  • recessed grooves are formed in one region of the surface of the optical device block 120 in a direction in which light is received, and output collimated lens surfaces 121 ′ spaced apart from each other by a predetermined distance are formed in the recessed grooves.
  • the optical coupling block 110 is a receptacle 114 for fixing the optical fiber in a physically accurate position, in detail, by physically fixing the ferrule of the optical fiber cable to adjust the output position of the received light
  • the input collimating lens 111 to make the divergent light output from the optical fiber into parallel light
  • the filter holder 112 to which the optical filter 200 is attached
  • the refraction unit 113 is formed to integrally receive light (reflected light) having a reflected wavelength and refract light in a vertical direction based on the traveling direction of the parallel light by the input collimating lens 111.
  • the receptacle 114 is preferably in the shape of an attachment groove physically coupled to the ferrule of the optical fiber cable to fix the ferrule, and the lens surface 111 ′ of the input collimating lens 111 is predetermined with the receptacle 114.
  • a protruding surface 111 ′ of the optical coupling block that is curved at a distance and perpendicular to the traveling direction of the multi-wavelength light output from the optical fiber fixed by the receptacle 114.
  • the input collimating lens 111 is made of a material forming the optical coupling block 110, and a lens surface spaced apart from the receptacle 114 at a rear end of the receptacle 114 by a predetermined distance ( One area of the optical coupling block 110 having 111 ') becomes an input collimating lens.
  • the received light output from the optical fiber fixed at the correct position by the receptacle 114 becomes parallel light by the input collimating lens.
  • the optical coupling block 110 has a cavity in a horizontal direction formed in a rearward direction of the input collimating lens, that is, a stable optical path of the horizontal (optical fiber) -vertical (light receiving element) of the present invention.
  • the parallel light propagates in the air other than the intentional optical element, and the filter holder 112 is formed so that the optical filters may be spaced apart from each other by a predetermined distance in the traveling direction of the parallel light.
  • 6 to 7 illustrate an example of a saw-type filter holder 112 having two surfaces inclined at a predetermined angle, but the optical filter 200 can be easily attached without an error in an attachment position. It can be any shape if it is mounted.
  • An optical filter 200 for transmitting and reflecting light for each wavelength is attached to each of the filter holders using an optical adhesive, so that parallel light generated by the input collimating lens travels in the air in a horizontal direction, and a plurality of optical filters 200 are provided. Are sequentially entered.
  • the refraction unit 113 receives the light reflected by the optical filter 200 (reflected light) and refracts the reflected light to be perpendicular to the traveling direction of the parallel light, thereby providing the optical filter 200 with each other. It is formed on the lower portion of the optical filter 200 to correspond.
  • the refracting portion 113 has a polygonal shape having at least a first refractive surface and a second refractive surface, and the first refractive surface is a surface parallel to the traveling direction of the parallel light by the input collimating lens, and the reflected light is the first refractive surface. And reflected light refracted according to Snell's law between the air and the refracting portion and refracted at the first refractive surface are re-reflected according to Snell's law between the refracting portion and the air at the second refractive surface to be perpendicular to the direction of travel of the parallel light. It is output from the refraction unit 113.
  • the optical coupling block 110 has the refraction in which the receptacle 114, the input collimating lens 111, the cavity, the filter holder 112, and the first refractive surface and the second refractive surface are formed.
  • the part 113 is integrally formed.
  • the cover block 130 is positioned above the optical coupling block 110 to seal the upper portion of the optical coupling block 110.
  • the optical module according to the present invention includes an optical coupling block 110 to which the optical filter 200 is attached, and an optical element block 120 positioned below the optical coupling block 110 and sealing the lower portion of the optical coupling block 110. And a cover block 130 positioned above the optical coupling block 110 and sealing an upper portion of the optical coupling block 110, wherein the optical element block 120, the optical coupling block 110, and As the cover block 130 is physically coupled, optical alignment and optical coupling of the entire module are performed.
  • optical transmission / reception module of the present invention will be described in more detail with reference to FIG. 6 in terms of division of received light.
  • Optical signals of various wavelengths are transmitted to the optical coupling block 110 to which the optical filter 200 is attached through the optical fiber.
  • the coupling between the optical fiber and the optical filter 200 for wavelength division of the optical coupling block 110 is made through the receptacle 114 of the optical coupling block. More specifically, the receptacle 114 positions the outer diameter of the precise optical connector ferrule to match the position of the optical fiber to which the optical signal is transmitted (actually the optical fiber core of the optical cable) to suppress optical loss. To be correctly coupled through the receptacle 114.
  • the optical signal from the optical fiber core end of the optical cable fixed by the receptacle 114 diverges with a constant angle in the optical path indicated by dotted lines in FIG. 6.
  • the diverging light passes through the input collimating lens surface 111 ′ of the optical coupling block 110 and changes into parallel light.
  • Parallel light can transmit a relatively long distance with little light loss since little light is dispersed with respect to the traveling distance.
  • the optical signal of various wavelengths passing through the input collimating lens 111 and traveling in parallel light passes through the optical filter 200 in which transmission and reflection occur for each wavelength.
  • optical filters are made by coating a multilayer thin film on a glass substrate of constant thickness. By controlling the thickness of the material or the thin film of the thin film to control the amount of reflection and transmission according to the wavelength.
  • the distance between the wavelengths of transmission and reflection must be narrowed so that light of many wavelengths can be used.
  • the wavelength spacing used in low density wavelength division multiplexing (CWDM) systems is 20 nm. Therefore, the optical filter of the present invention should also be designed and manufactured in accordance with these characteristics.
  • Fig. 8 shows the transmittances of the S-polarized light and the P-polarized light of the filters having incident angles of 20 degrees (Fig. 8 (b)) and 45 degrees (Fig. 8 (a)), respectively.
  • the difference in the transmission characteristics according to the wavelengths of the S-polarized component and the P-polarized component included in the light increases, making it difficult to coat the optical filter with a narrow wavelength interval between the transmission band and the reflection band.
  • the incident angle should be as small as 20 degrees or less.
  • a filter holder is implemented on the optical coupling block.
  • the tilt angle of the optical filter 200 is controlled by the inclination of the filter holder 112 of the optical coupling block 110, so that the position and the incident angle of the optical filter can be precisely and accurately controlled.
  • FIG. 9 is a diagram illustrating optical path control according to wavelengths performed by the optical filter 200 and the refraction unit 113 of the optical coupling block 110.
  • the light reflected by the optical filter 200 is incident on the primary refractive surface 113A of the refracting portion 113 of the optical coupling block 110 and then passes through the secondary refractive surface 113B through the optical coupling block material. To proceed. At this time, the light passing through the primary refraction surface 113A and the secondary refraction surface 113B is changed by the refraction phenomenon to change the direction of the light propagation path.
  • the refraction of the optical path follows Snell's law as we know it.
  • the refraction (advancing) path of light is determined by Fermat's principle that light passing through two media having different refractive indices n 1 and n 2 takes a path that can travel in the shortest time.
  • Snell's law regarding the refractive indices n 1 and n 2 , the incident angle ⁇ 1, and the refractive angle ⁇ 2 is as follows.
  • n 1 sin ⁇ 1 n 2 sin ⁇ 2
  • the light reflected by the optical filter 200 is incident at an angle ⁇ into the primary refractive surface 113A of the optical coupling block 110 having the refractive index n in air.
  • the optical path is refracted at an angle ⁇ by Snell's law.
  • the light traveling in the optical coupling block 110 having the refractive index n is emitted from the secondary refractive surface 113B at an angle ⁇ into the air in the optical path at an angle ⁇ by Snell's law. Is refracted.
  • the angle between the primary refracting surface 113A and the secondary refracting surface 113B of the optical coupling block 110 is the direction of the optical coupling block and the direction of diverging from the optical fiber to parallel light (
  • the angle between the optical paths passing through the secondary refracting surface 113B of 110 is 90 degrees.
  • the direction of the N optical paths divided through the optical coupling block 110 to be the same vertical direction as the connection direction of the optical fiber, so that the light receiving element 122 and the surface emitting laser diode such as a photodiode (Vertical Cavity Surface Emitting) This is to ensure a stable structure by allowing the light emitting device 123 such as a laser) to be positioned on the same horizontal plane.
  • the light emitting device 123 such as a laser
  • the specific wavelength suitable for the characteristics of the optical filter 200 is reflected and the path is changed to pass through the primary refractive surface 113A and the secondary refractive surface 113B to enter the optical device 124, and the optical signal of the remaining wavelength band is optical It passes through the filter 200.
  • the optical signal transmitted through the optical filter 200 without being reflected is transmitted through the optical filter 200 to the air.
  • the optical transmission module according to the present invention has a structure in which an optical path control unit including the optical filter 200 and the refraction unit 113 shown in FIG. 9 is sequentially formed in the direction of diverging from the optical fiber and traveling in parallel light. .
  • the optical path controller When the optical path controller is formed again behind the optical path controller according to the wavelength and reflects a part of the transmitted wavelength bands without being reflected by the previous optical filter, the optical path controller of the same wavelength selected by the aforementioned method of reflection refraction and transmission is formed. Only the optical signal is separated and the rest is transmitted. In this way, the optical path control unit according to the wavelength can be extended up to N, thereby separating the N wavelengths input through the optical fiber.
  • the light transmitted through the secondary refracting surface 113B of the optical coupling block 110 travels in the air and passes through the output collimating lens surface 121 'of the optical element block 120 and changes from parallel light to focus light. Will come into focus.
  • the optical signal starting from the optical fiber is converted into an electrical signal by photoelectric conversion.
  • the light emitting device including the laser diode is formed at the position of the light receiving device, the light path is exactly reversed to the above-described light path.
  • an optical signal emitted from a light emitting device including a vertical cavity surface emitting laser (LED) operated by a predetermined electrical signal may cause the output collimating lens surface 121 'of the optical device block 120 to face. As it passes through, it turns into parallel light.
  • LED vertical cavity surface emitting laser
  • the light converted into parallel light 502 while passing through the output collimating lens surface 121 ′ of the optical element block 120 may be configured to convert the secondary refractive surface 113B and the primary refractive surface 113A of the optical coupling block 110.
  • the path is changed by the above-described refraction principle and enters the optical filter 200 of the optical coupling block 110, and is reflected back from the optical filter 200 to travel in the optical fiber direction.
  • a plurality of optical signals having different wavelengths reflected from the optical filter 200 of the optical coupling block 110 including the plurality of optical path controllers are combined into one to travel toward the optical fiber.
  • the multi-wavelength optical signal traveling in the optical fiber direction changes from parallel light to focus light passing through the input collimating lens surface 111 'in the optical coupling block 110, and the multiple optical signals collected at one point are the core of the optical fiber. Is inputted and transmitted.
  • the present invention is implemented as an optical transmission module when the optical element is composed of only the light emitting element,
  • the light receiving element is composed of only the optical transmission module, if the optical element is at least one light receiving element and at least one light emitting element is implemented as an optical transmission module.
  • FIG. 10 is a partial cross-sectional perspective view of the optical coupling block 110. As shown in FIG. 10, the optical coupling block 110 is positioned in the filter holder 112 of the optical coupling block which is integrally ejected. And attach using a heat or ultraviolet curing adhesive.
  • the heat or ultraviolet curing adhesive may be an epoxy-based having a heat or ultraviolet curing functional group.
  • FIG. 11 is a perspective view of an optical device block 120
  • FIG. 12 is a cross-sectional view of the optical device block 120.
  • the optical device block 120 includes two or more optical devices including one or more light receiving devices and one or more light emitting devices in the optical device block 120.
  • recessed grooves 125 are formed in one region of the surface of the device block 120 in the direction in which light is received, and curved recessed surfaces spaced apart from each other by a predetermined distance are formed in the recessed grooves 125 to output collimation.
  • a lens surface 121 ' is formed.
  • the light reflected by the optical filter 200 and refracted by the refraction unit 113 passes through the output collimating lens surface 121 ′ and changes to focus light, and is generated in an optical device (light emitting device) 124.
  • the divergent light passes through the output collimating lens surface 121 'and changes parallel light.
  • the output collimating lens surface 121 ′ is formed on a surface of the optical element block 120, so that the output collimating lens is integrally provided with the optical element block 120.
  • the output collimating lens is made of a material forming the optical element block 120, and an area of the optical element block 110 between the optical element 124 and the output collimating lens surface 121 ′ is output. It becomes a collimated lens.
  • the input collimating lens and the output collimating lens will be described in detail.
  • the lens surface 111 'of the input collimating lens and the lens surface 121' of the output collimating are defined, it is obvious that the input collimating lens and the output collimating lens are predefined.
  • FIG. 12 is a cross-sectional view of the optical device block 120 in a state in which the light emitting device 124 or the light receiving device 124 is electrically connected to a pad of the lead frame 126 patterned as shown in FIG. 12. It may be embedded in the optical device block, and an amplifier for amplifying an electrical signal generated from the optical device may be included together.
  • the electronic devices including the optical device may be die attached and connected by wire bonding between the optical device and the lead frame lead or between the optical device and the electronic device, and then surround the device by using an optical transparent plastic injection molding. It can be produced via injection molding.
  • the lead frame 126 is preferably connected to an external connection terminal 127 electrically connected to an external circuit.
  • FIG. 13 is a view illustrating optical alignment and coupling by physical assembly of the optical device block 120, the optical coupling block 110, and the cover block 130.
  • the optical device block 120, the optical coupling block It is a structure that is fastened and sealed between blocks by coupling between the guide hole and the guide pin between the 110 and the cover block 130.
  • the optical device block 120 includes a guide hole 128 integrally
  • the optical coupling block 110 includes a guide pin 116 integrally.
  • 120 and the optical coupling block 110 are assembled by the coupling of the guide hole 128 and the guide pin 116 to output the collimating lens surface of the optical element block 120 and the optical coupling block 110.
  • the optical path control unit including the optical filter 200 and the refraction unit 113 of FIG. 1 is optically aligned, and the lower portion of the optical coupling block 110 is sealed.
  • the cover block 130 which is a single transparent optical plastic injection molded body includes a guide pin 131 integrally, the optical coupling block 110 includes a guide hole 115 integrally, the cover block 130 Guide pin 131 of the) and the guide hole 115 of the optical coupling block 110 is coupled to the cover block 130 and the optical coupling block 110 is assembled by the cover block 130 The upper portion of the light coupling block 110 is sealed.
  • a predetermined adhesive may be applied to the bonding surface when the guide pin or the guide hole is integrally injected for each block to be bonded to each other.
  • the optical module according to the present invention described above with reference to FIGS. 5 to 13 has a structure in which an optical device is sealed in the optical plastic without being exposed to external air by an optical device block structure of a transparent optical plastic material in which the optical device is embedded. This prevents deterioration due to contamination and oxidation of the optical device.
  • the lens surface of the output collimating lens is formed on the surface of the optical element block, and the optical element is combined at the focus of the lens surface corresponding to each of the lens surfaces within the optical element block, the output collimating lens and the optical element are integrated. It is possible to prevent assembly errors caused during assembly of the collimated lens, the optical element, and the like.
  • the optical device block can minimize the manufacturing tolerance by the configuration of the injection molded body, and by the stable light path configuration according to the characteristics of the present invention described above can also minimize the decrease in the optical coupling efficiency according to the manufacturing tolerances. It also has a very strong advantage in physical impact.
  • the optical module according to the present invention has a receptacle for fixing the optical fiber at a physically accurate position, a filter cradle in which each of the plurality of optical filters is located, and a refraction unit having an integrated structure formed in an optical coupling block made of a transparent optical plastic material.
  • the optical coupling block may minimize the manufacturing tolerance by the injection molded configuration, and by the stable optical path configuration according to the above-described features of the present invention it is also possible to minimize the decrease in the optical coupling efficiency according to the manufacturing tolerance. It also has a very strong advantage in physical impact.
  • the optical module according to the present invention is a single transparent optical plastic injection molded body, the cover block for sealing the upper portion of the optical coupling block, the simple block between the optical coupling block and the optical element block sealing the lower portion of the optical coupling block.
  • the optical coupling of optical fiber, input collimating lens, optical filter, refracting part, output collimating lens and optical element by mechanical coupling is precise. And it has high optical coupling efficiency and very precise optical alignment. As it can be mass-produced in a short time, there is an advantage to improve the productivity (yield).

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Abstract

본 발명은 단일한 광섬유부터 출력되는 서로 다른 파장의 광 신호를 분리하여 각각의 채널에 맞는 수광 소자로 전달하고 서로 다른 파장의 발광 소자로부터 나오는 다수의 광 신호를 하나로 통합하여 광섬유로 전달하는 파장 분할 다중화(Wavelength Division Multiplexing) 광 모듈에 관한 것으로, 높은 광결합 효율을 가지며, 단순 결합에 의해 매우 정밀하게 광 정렬되며, 저렴한 가격으로 대량 생산할 수 있는 양방향 전송 광 모듈에 관한 것이다.

Description

파장분할 다중화 광 모듈
본 발명은 단일한 광섬유부터 출력되는 서로 다른 파장의 광 신호를 분리하여 각각의 채널에 맞는 수광 소자로 전달하고 서로 다른 파장의 발광 소자로부터 나오는 다수의 광 신호를 하나로 통합하여 광섬유로 전달하는 파장 분할 다중화 광 모듈에 관한 것이다.
광통신으로 주고 받는 고속 대용량의 데이터 전송의 필요성이 점점 커짐에 따라 파장 간 상호 간섭성이 없는 광의 성질을 이용하여 서로 다른 여러 파장에 각각 독립된 정보를 실어 이를 모아 한 개의 광섬유로 보내는 파장분할 다중화 기술이 각광을 받고 있다.
파장 분할 다중화 기술의 일반적인 사용 예는 광 케이블로부터 전달되는 여러 파장의 광 신호를 개개의 파장으로 분리하여 각각의 채널에 맞는 광 케이블로 입력시키거나 다수 채널의 광 케이블로부터 전해오는 서로 다른 여러 파장의 광 신호를 하나로 통합하여 단일 광 케이블로 보내는 것이다.
그러나 파장이 서로 다른 여러 발광 소자로부터 나오는 광 신호를 하나로 통합하여 단일 광 케이블로 결합하여 전송하거나 광 케이블로부터 전송되는 여러 파장의 광 신호를 분할하여 각각의 파장에 맞는 광 수신기로 결합 시키는 기술은 그리 많지 않다.
도 1에 도시한 양방향 광 송수신 모듈(10)은 파장 분할 다중화 기술의 가장 단순한 형태이다. 도 1에 도시한 바와 같이 통상적인 양방향 광 송수신 모듈(10)은 송신부(11)와 수신부(12)를 직각으로 위치시키고, 그 사이에 광학 필터(13)를 45°??로 위치시켜 파장을 선택적으로 투과 또는 반사시켜 서로 다른 파장의 광 신호를 분리 및 통합하여 단일 광 케이블(14)로 전송하는 구조이다.
또한 도 2에 도시한 바와 같이, 콜리메이트 렌즈(21)를 이용하여 광원(22)에서 발산하는 광을 평행광을 만들어 주면 송신부(22)와 광케이블(24) 또는 광케이블과 수신부(23) 사이의 거리가 멀어져도 광이 거의 퍼지지 않아 광 결합 세기가 약해지지 않기 때문 채널의 확장이 가능하다.
보다 많은 양의 데이터를 효과적으로 전송하기 위해서는 보다 많은 파장을 이용하여야 하고 따라서 채널간 파장 간격이 작아야 한다. 그러나 상기 양방향 송수신 모듈은 필터(25) 입사각이 45°로 각도가 상대적으로 크기 때문에 광의 S편광 성분과 P편광 성분이 파장에 따른 투과 특성의 차이가 커지게 되어 투과 대역과 반사 대역 사이의 파장 간격이 넓은 단점이 있다. 따라서 도 1 내지 도 2에 도시한 종래의 구조는 채널간 파장 간격이 좁은 CWDM(Coarse Wavelength Division Multiplexer)와 같은 다수의 채널을 포함하는 파장분할다중화 광 송수신 모듈로는 한계가 있다.
채널간 파장 간격이 좁은 여러 채널을 전송할 수 있는 기술로는 '지그재그(zigzag)'광 경로를 이용한 파장 분할 다중화 기술이 제안된 바 있다.
도 3에 도시한 바와 같이, 콜리메이트 렌즈(32)) 및 반사경(33)을 이용하여광 케이블(31)에서 출력된 광을 반사면(35)과 다수개의 밴드 패스 필터(Band pass filter, 36)로 이루어진 광 블록(Optical block, 34)에 입사시키면, 광 밴드 패스 필터(35)에 입사될 때 필터의 투과 파장 대역에 있는 광은 필터를 투과하고 해당 대역 이외의 광은 다시 반사되어 지그재그로 광 경로가 형성되는 기술이다. 이러한 지그재그 광경로를 따라 파장이 분할 또는 합쳐지게 된다. 이때 지그재그 광 경로로 진행하는 광 신호의 필터 입사각이 작기 때문에 파장 간격이 좁고 따라서 많은 채널을 수용할 수 있다.
그러나, 이러한 구조는 도 4에 도시한 바와 같이 지그재그 광 경로를 만드는 광 블록의 두께 치수의 변화 의해 광 경로가 기준 경로에서 민감하게 변하는 문제가 있다. 특히 광 블록의 두께 치수에 오차(△T)가 있다면 지그재그 경로가 먼 쪽일수록 오차가 누적 되어 기준 광 경로에서 △L 만큼 많이 벗어나서 적절한 광 정렬이 어렵게 된다.
또한 지그재그 블록과 광결합 블록을 조립할 때 발생하는 조립오차에 의해 실제 광 입사 경로가 기준 입사경로로부터 틀어진다면 이때 역시 광이 멀리까지 진행할수록 오차가 누적되어 기준 광 경로를 벗어나 광 결합효율이 떨어지는 문제점이 있다.
상술한 문제점들을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 높은 광결합 효율을 가져 파장 분할시의 광손실을 최소화하며, 광송수신 모듈을 구성하는 광학 부품들의 조립에 의한 오차를 획기적으로 감소시키며, 매우 정밀하고 용이하게 광정렬되며, 그 구조가 간단하고, 제작공정이 단순하고, 대량 생산 가능하며, 제조비용이 낮은광수신모듈, 광송신모듈 및 광송수신모듈을 포함하는 광모듈을 제공하는 것이며, 특히, 파장간격이 20nm 수준의 좁은 밴드 경우에도 효과적으로 송신파장과 수신파장을 분할할 수 있는 양방향 전송 광송수신 모듈을 제공하는 것이다.
본 발명은 단일한 광섬유를 이용한 광모듈을 제공하는 것으로, 본 발명에 따른 광모듈은 파장분할 광수신모듈, 파장분할 광송신모듈 또는 양방향 전송 파장분할 광송수신모듈을 의미한다.
상세하게, 본 발명에 따른 광모듈은 단일한 광섬유를 이용한 파장분할 광수신 모듈로, 광섬유, 입력 콜리메이트 렌즈, 광학 필터, 굴절부, 출력 콜리메이트 렌즈 및 수광소자인 광소자;를 포함하여 구성된다.
보다 상세하게, 본 발명에 따른 광모듈은 광섬유로부터 출력되는 다파장 광을 평행광으로 만드는 입력 콜리메이트 렌즈(collimate len); 상기 입력 콜리메이트 렌즈에 의한 상기 평행광의 진행 방향에 대해 소정의 각도로 틸트(tilt)되어, 상기 평행광의 진행 방향으로 소정의 거리로 서로 이격 배치되며, 파장별로 광을 반사 및 투과시키는 둘 이상의 광학 필터; 상기 광학 필터 각각에 대응하여 구비되며, 상기 광학 필터에서 반사된 반사광의 진행방향이 상기 평행광의 진행방향과 수직이 되도록 굴절시키는 굴절부; 상기 굴절부 각각에 대응하여 구비되며, 상기 굴절부에 의해 굴절된 반사광을 집광하는 출력 콜리메이트 렌즈(collimate len); 및 상기 출력 콜리메이트 렌즈 각각에 대응하여 구비되며, 상기 출력 콜리메이트 렌즈에 의해 집광된 광을 입력받는 수광소자;를 포함하여 구성되는 특징이 있다.
상세하게, 본 발명에 따른 광모듈은 단일한 광섬유를 이용한 파장분할 광송신 모듈로, 광섬유, 입력 콜리메이트 렌즈, 광학 필터, 굴절부, 출력 콜리메이트 렌즈 및 발광소자인 광소자;를 포함하여 구성된다.
보다 상세하게, 본 발명에 따른 광모듈은 서로 다른 파장의 송신광을 생성하는 둘 이상의 발광 소자; 상기 발광소자 각각에 대응하여 상기 발광 소자의 상부에 구비되며 상기 발광 소자로부터 출력되는 광을 평행광으로 만드는 출력 콜리메이트 렌즈(collimate len); 상기 출력 콜리메이트 렌즈 각각에 대응하여 구비되며 상기 평행광을 입력받아 소정의 각도로 광학 필터에 출력하는 굴절부; 상기 굴절부 각각에 대응하여 구비되며, 상기 굴절부에서 굴절된 광을 입력받아, 대응하는 굴절부에서 굴절된 광은 반사시키고 그 외 영역의 파장은 투과시키는 광학 필터; 상기 광학 필터에서 반사된 광을 집광하는 입력 콜리메이트 렌즈(collimate len); 및 상기 입력 콜리메이트 렌즈에서 집광된 광을 입력받는 광섬유;를 포함하며, 상기 광학 필터는 상기 광섬유와 상기 입력 콜리메이트 렌즈간의 연장방향인 수평방향으로 소정 거리 서로 이격 배치되며, 상기 굴절부는 상기 발광소자와 상기 출력 콜리메이트 렌즈간의 연장방향인 수직방향으로 진행하는 상기 평행광을 입력받아 상기 광학필터에 의해 수평방향으로 반사되도록 상기 광학필터에 입력시키며, 상기 광학 필터에 의해 수평 방향으로 반사 및 투과되어 통합된 광은 단일한 상기 입력 콜리메이트 렌즈에 의해 단일한 상기 광섬유로 입력되는 특징이 있다.
상세하게, 본 발명에 따른 광모듈은 단일한 광섬유를 이용한 파장분할 광송수신 모듈로, 광섬유, 입력 콜리메이트 렌즈, 광학 필터, 굴절부, 출력 콜리메이트 렌즈 및 수광소자 또는 발광소자인 광소자;를 포함하여 구성된다.
보다 상세하게, 본 발명에 따른 광모듈은 광섬유로부터 출력되는 다파장 광을 평행광으로 만드는 입력 콜리메이트 렌즈(collimate len); 상기 입력 콜리메이트 렌즈에 의한 상기 평행광의 진행 방향에 대해 소정의 각도로 틸트(tilt)되어, 상기 평행광의 진행 방향으로 소정의 거리로 서로 이격 배치되며, 파장별로 광을 반사 및 투과시키는 둘 이상의 광학 필터; 상기 광학 필터 각각에 대응하여 구비되며, 상기 광학 필터에서 반사된 반사광의 진행방향이 상기 평행광의 진행방향과 수직이 되도록 굴절시키는 굴절부; 상기 굴절부 각각에 대응하여 구비되며, 상기 굴절부에 의해 굴절된 반사광을 집광하는 출력 콜리메이트 렌즈(collimate len); 및 상기 출력 콜리메이트 렌즈 각각에 대응하여 구비되며, 상기 출력 콜리메이트 렌즈에 의해 집광된 광을 입력받는 수광소자와 상기 출력 콜리메이트 렌즈, 상기 굴절부, 상기 광학 필터 및 상기 입력 콜리메이트 렌즈의 광경로를 통해 상기 광섬유로 입력되는 송신광을 생성하는 발광 소자를 포함하는 둘 이상의 광소자;를 포함하여 구성되는 특징이 있다.
이때, 본 발명에 따른 광모듈이 수신모듈인 경우, 단일한 상기 광소자는 단일한 수광 소자를 의미하며, 본 발명에 따른 광모듈이 송신모듈인 경우, 단일한 상기 광소자는 단일한 발광 소자를 의미하며, 본 발명에 따른 광모듈이 광송수신모듈인 경우, 상기 둘 이상의 광소자는 적어도 하나의 수광 소자 및 적어도 하나의 발광 소자를 의미한다.
본 발명에 따른 광모듈 중, 광수신모듈 또는 광송수신모듈을 기준으로, 상기 굴절부는 적어도 제1굴절면과 제2굴절면을 갖는 다각 형상이며, 상기 제1굴절면은 상기 광섬유와 상기 입력 콜리메이트 렌즈간의 연장방향인 수평방향과 평행한 면이며, 상기 반사광은 상기 제1굴절면으로 입사되어 공기와 굴절부간 스넬의 법칙에 따라 굴절하고 상기 제1굴절면에서 굴절된 반사광은 상기 제2굴절면에서 굴절부와 공기간의 스넬의 법칙에 따라 재 굴절하여 상기 평행광의 진행방향과 수직이 되도록 상기 굴절부로부터 출력되는 특징이 있다.
본 발명에 따른 광모듈 중, 광송신모듈을 기준으로, 상기 굴절부는 적어도 제1굴절면과 제2굴절면을 갖는 다각 형상이며, 상기 제1굴절면은 상기 광섬유와 상기 입력 콜리메이트 렌즈간의 연장방향인 수평방향과 평행한 면이며, 상기 출력 콜리메이트 렌즈로부터 출력된 평행광(송신평행광)은 상기 제2굴절면으로 입사되어 공기와 굴절부간 스넬의 법칙에 따라 굴절하고, 상기 제2굴절면에서 굴절된 평행광(송신평행광)은 상기 제1굴절면에서 굴절부와 공기간의 스넬의 법칙에 따라 재 굴절하여 상기 광학필터에 의해 상기 광섬유와 상기 입력 콜리메이트 렌즈간의 연장방향인 수평방향으로 반사되도록 상기 광학필터에 입력시키는 특징이 있다.
상기 광학 필터는 상기 광학 필터는 상기 광학 필터의 수직축과 상기 평행광의 진행 방향간의 각도가 10 내지 25°가 되도록 틸트된 특징이 있다.
상기 광소자는 단일한 투명 광학 플라스틱 사출체인 광소자 블록에 내장되며, 상기 출력 콜리메이트 렌즈의 렌즈면은 상기 광소자 블록의 곡률진 돌출 표면인 특징이 있다.
상기 광학 필터는 단일한 투명 광학 플라스틱 사출체인 광결합 블록에 형성된 필터 거치대에 광학 접착제로 부착된 특징이 있으며, 상기 광학 필터의 틸트 각도는 상기 필터 거치대의 경사에 의해 제어되는 특징이 있다. 상세하게, 상기 필터 거치대는 상기 평행광의 진행 방향에 대해 10 내지 25°로 경사진 경사면을 갖는 특징이 있다.
상기 굴절부는 상기 광결합 블록과 일체인 특징이 있으며, 상기 광결합 블록은 상기 광섬유와 결합하는 페룰을 고정하는 리셉터클을 포함하며, 상기 입력 콜리메이트 렌즈의 렌즈면은 상기 리셉터클과 소정 거리 이격되어 상기 광섬유와 상기 입력 콜리메이트 렌즈간의 연장방향인 수평방향에 대해 수직으로 곡률진 광결합 블록의 돌출 표면인 특징이 있다.
상기 광소자 블록은 가이드 홀을 포함하고, 상기 광결합 블록은 가이드 핀을 포함하며, 상기 광소자 블록과 상기 광결합 블록은 상기 가이드 홀과 상기 가이드 핀의 결합에 의해 조립되어 광 정렬되는 특징이 있다. 또한, 상기 가이드 홀과 상기 가이드 핀의 결합에 의해 상기 광결합 블록의 하부가 상기 광소자 블록에 의해 밀폐되는 특징이 있다.
상기 광모듈은 단일한 투명 광학 플라스틱 사출체인 덮개 블록을 포함하며, 상기 덮개 블록은 가이드 핀을 포함하고, 상기 광결합 블록은 가이드 홀을 포함하며, 상기 덮개 블록의 가이드 핀과 상기 광결합 블록의 가이드 홀이 결합하여 상기 덮개 블록과 상기 광결합 블록이 조립되어 상기 덮개 블록에 의해 상기 광결합 블록 상부가 밀폐되는 특징이 있다.
본 발명에 따른 광모듈은 광섬유에서 출력되는 광이 평행광으로 변화된 후 곧바로 다수개의 광학 필터에 순차적으로 입력되어 파장의 분할이 수행되고, 분할된 파장이 굴절부에 의해 광학 필터에 입력되는 평행광과 수직인 방향으로 굴절되어 수광소자에 입력되는 수평(광섬유)-수직(수광소자)의 안정적 광경로를 가지며, 상기 수광소자에 대응하는 위치에 형성된 발광소자에서 출력된 송신광이 상기 굴절부에 의해 상기 광학 필터로 입력되고, 상기 광학 필터에서 반사되어 상기 광섬유로 입력되는 수직(발광소자)-수평(광섬유)의 안정적 광경로를 가져, 제조 오차에 따른 광 결합 효율의 저하가 방지되며 광모듈의 소형화, 고 집적화가 가능한 장점이 있다.
본 발명에 따른 광모듈은 광소자의 구성을 달리하여 용이하게 광송신모듈, 광수신모듈 또는 광송수신모듈을 선택적으로 제조할 수 있다.
본 발명에 따른 광모듈은 광소자가 내부에 함입된 투명 광학 플라스틱 재질의 광소자블록 구성에 의해 광소자가 외부 공기에 노출되지 않고 광학 플라스틱 내부에 밀봉된 구조를 가져, 광소자의 오염 및 산화에 따른 열화를 방지한다.
이와 함께, 상기 광소자블록 표면에 출력 콜리메이트 렌즈의 렌즈면이 형성되어 있고 광소자블록 내부에 광소자가 합임되어 있으므로, 출력콜리메이트 렌즈 및 광소자가 일체형 구조를 가져 콜리메이트 렌즈의 부착, 광소자의 부착등의 조립시 발생하는 조립 오차를 방지할 수 있다.
이와 함께, 상기 광소자블록이 사출 성형체인 구성에 의해 제조 공차를 최소화할 수 있으며, 상술한 본 발명의 특징에 따른 안정적 광경로 구성에 의해 제조 공차에 따른 광 결합 효율의 저하 또한 최소화 할 수 있으며, 물리적 충격에도 매우 강한 장점이 있다.
본 발명에 따른 광모듈은 상기 광섬유를 물리적으로 정확한 위치에 고정시키는 리셉터클, 다수개의 광학 필터 각각이 위치하는 필터 거치대 및 굴절부가 투명 광학 플라스틱 재질의 광결합 블록에 형성된 일체형 구조를 가져, 상기 리셉터클에 상기 광섬유(의 페롤)를 고정시키고, 광학용 접착제를 이용하여 필터 거치대에 광학 필터를 부착시키는 단순 결합에 의해 수광되는 광의 분할 및 송신되는 광의 결합이 수행되며, 이에 의해 광학 요소들의 조립 및 부착에 의한 오차를 방지할 수 있으며, 상기 리셉터클에 의해 광섬유(코어)의 위치가 엄밀하게 제어되고, 상기 필터 거치대에 의해 광학 필터의 위치 및 틸트 각도가 엄밀하게 제어됨에 따라 높은 광결합 효율을 갖는 장점이 있다.
이와 함께, 상기 광결합 블록이 사출 성형체인 구성에 의해 제조 공차를 최소화할 수 있으며, 상술한 본 발명의 특징에 따른 안정적 광경로 구성에 의해 제조 공차에 따른 광 결합 효율의 저하 또한 최소화 할 수 있으며, 물리적 충격에도 매우 강한 장점이 있다.
본 발명에 따른 광모듈은 서로 결합하는 투명 광학 플라스틱 사출체를 포함하여 구성되며, 상세하게, 상기 광결합 블록의 상부를 밀폐하는 덮개 블록, 상기 광결합 블록 및 상기 광결합 블록의 하부를 밀폐하는 상기 광소자 블록의 블록간 단순한 기계적 결합에 의해 광섬유, 입력 콜리메이트 렌즈, 광학필터, 굴절부, 출력 콜리메이트 렌즈 및 광소자가 정확하게 광정렬되는 장점이 있으며, 높은 광결합 효율을 가지며 매우 정밀하게 광 정렬되는 광송수신 모듈을 저렴한 가격으로 단시간에 대량 생산 할 수 있으며, 생산성(yield)을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.
도 1은 종래의 광모듈의 일 예이며,
도 2는 종래의 광모듈의 다른 예이며,
도 3은 종래의 광모듈의 또 다른 예이며,
도 4는 종래의 광모듈에서 제조 오차에 따른 광경로 오차를 도시한 일 예이며,
도 5는 본 발명에 따른 파장분할 광모듈의 구성도를 도시한 일 예이며, 상세하게 도 5(a)는 본 발명에 따른 광수신모듈, 도 5(b)는 본 발명에 따른 광송신모듈, 도 5(c)는 본 발명에 따른 광송수신모듈의 일 구성도이며,
도 6은 본 발명에 따른 광모듈의 구성을 도시한 다른 예이며,
도 7은 본 발명에 따른 광모듈의 구성을 도시한 또 다른 예이며,
도 8은 입사각이 각각 20도(도 8(b)), 45도(도 8(a))인 광학 필터의 S편광과 P편광 성분의 투과율을 나타내 도시한 도면이며,
도 9는 본 발명에 따른 광모듈에서 광결합 블록에서 광학 필터 및 굴절부에서 수행되는 파장에 따른 광 경로 제어를 도시한 일 예이며,
도 10은 본 발명에 따른 광모듈에서 광결합 블록의 부분 단면 사시도의 일 예이며,
도 11은 본 발명에 따른 광모듈에서 광소자 블록의 일 사시도이며,
도 12는 본 발명에 따른 광모듈에서 광소자 블록의 일 단면도이며,
도 13은 본 발명에 따른 광모듈에서 광소자 블록, 광결합 블록 및 덮개 블록의 물리적 조립에 의한 광 정렬 및 결합을 도시한 일 예이다.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
1: 광섬유 111: 입력 콜리메이트 렌즈
111': 입력 콜리메이트 렌즈면 200 :　광학 필터
113: 굴절부 113A: 1차 굴절 면
113B: 2차 굴절 면 121': 출력 콜리메이트 렌즈면
122: 수광소자 123: 발광소자
124: 광소자 120: 광소자 블록
110: 광결합 블록 130: 덮개 블록
114: 리셉터클 112: 필터 거치대
125: 요부 홈 128: 광소자 가이드홀
115: 광결합 가이드홀 116: 광결합 가이드핀
131: 덮개 가이드핀
이하 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 광모듈을 상세히 설명한다. 다음에 소개되는 도면들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 따라서, 본 발명은 이하 제시되는 도면들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 또한 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.
이때, 사용되는 기술 용어 및 과학 용어에 있어서 다른 정의가 없다면, 이 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 통상적으로 이해하고 있는 의미를 가지며, 하기의 설명 및 첨부 도면에서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 설명은 생략한다.
도 5는 본 발명에 따른 광모듈의 일 구성도로, 상세하게 도 5(a)는 본 발명에 따른 광수신모듈, 도 5(b)는 본 발명에 따른 광송신모듈, 도 5(c)는 본 발명에 따른 광송수신모듈의 일 구성도이다.
도 5(a)에 도시한 바와 같이, 본 발명의 광수신 모듈은 단일한 광섬유(1)로부터 출력되는 다파장의 발산광(수신광)을 입력 콜리메이트 렌즈(111)를 이용하여 평행광(수신평행광)으로 만들고, 상기 입력 콜리메이트 렌즈(111)에 의한 상기 평행광을 다수개의 광학 필터(200)가 순차적으로 입력받아, 파장별로 광을 반사 및 투과시키며, 상기 광학 필터(200)에서 반사된 반사광은 굴절부(113)에 의해 상기 평행광의 진행방향과 수직이 되도록 굴절되며 출력 콜리메이트 렌즈(121)를 통해 집광되어 수광소자(122)에 입력된다.
상기 도 5(a)는 광섬유(1)에서 출력되는 다파장의 광을 분할하는 경우를 기준으로 도시한 도면이나, 도 5(b)에 도시한 바와 같이 본 발명에 따른 광모듈이 광송신 모듈인 경우, 서로 다른 파장의 송신광을 발생하는 하나 이상의 발광소자(123)에서 출력된 광은 상술한 출력 콜리메이트 렌즈(121), 굴절부(113), 광학 필터(200) 및 입력 콜리메이트 렌즈(111)의 경로를 통해 통합되어 상기 광섬유(1)로 입력된다.
상세하게, 도 5(b)에 도시한 바와 같이 발광소자(123)에서 발생한 송신 발산 광(송신광)은 상기 출력 콜리메이트 렌즈(121)에 의해 평행광(송신평행광)으로 만들어져 상기 굴절부(113)로 입력되고, 상기 굴절부(113)에 의해 상기 광학 필터(200)의 반사 경로의 역방향으로 상기 광학 필터(200)에 입사된다.
상기 광학 필터(200)에 입사된 평행광은 상기 평행광(송신평행광)의 진행방향과 수직인 방향으로 반사되며, 상기 광학 필터(200)에서 반사된 평행광들이 상기 입력 콜리메이트 렌즈(111)에 의해 집광되어 상기 단일한 광섬유(1)로 입력된다.
도 5(c)는 본 발명에 따른 광모듈이 수광소자 및 발광소자를 포함하여 구성된 광송수신모듈인 경우를 도시한 것으로, 수광소자를 기준으로 상술한 도 5(a)의 광의 분할 및 발광소자를 기준으로 상술한 도 5(b)의 광의 통합이 동시에 수행된다.
상세하게, 본 발명에 따른 광송수신모듈은 적어도 하나 이상의 수광소자(122) 및 적어도 하나 이상의 발광소자(123)로 구성되며, 입력 콜리메이트 렌즈(111), 광학 필터(200), 굴절부(113), 출력 콜리메이트 렌즈(121)에 의해 서로 다른 파장의 광들이 분할 및 통합되어 단일한 광섬유를 통해 입출력된다.
본 발명은 단일한 광섬유를 통해 광의 입력, 출력 또는 입/출력이 수행되므로, 단일한 상기 입력 콜리메이트 렌즈를 포함하며, 수광소자 또는 발광소자인 광소자의 수(N>1인 자연수)에 대응하는 출력 콜리메이트 렌즈(N개), 출력 콜리메이트 렌즈의 수에 대응하는 광학 필터(N개)를 포함한다.
하나 이상의 발광 소자에서 생성되는 서로 다른 파장의 송신광은 발광 소자 각각에 대응하는 상기 출력 콜리메이트 렌즈(121), 굴절부(113), 광학 필터(200) 및 상기 단일한 입력 콜리메이트 렌즈(111)에 의해 하나로 통합되어 단일한 광섬유로 입력되며, 단일한 광섬유(1)로부터 출력되는 서로 다른 파장의 수신광은 상기 단일한 입력 콜리메이트 렌즈(111), 수광 소자 각각에 대응하는 광학 필터(200), 굴절부(113) 및 출력 콜리메이트 렌즈(121)에 의해 수광 소자 별로 분할되어 각각의 수광 소자(122)에 입력된다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 광모듈은 광섬유에서 출력되는 광이 평행광으로 변화된 후 곧바로 다수개의 광학 필터에 순차적으로 입력되어 파장의 분할이 수행되고, 분할된 파장이 굴절부에 의해 광학 필터에 입력되는 평행광과 수직인 방향으로 굴절되어 수광소자에 입력되는 수평(광섬유)-수직(수광소자)의 안정적 광경로를 가지며, 상기 수광소자에 대응하는 위치에 형성된 발광소자에서 출력된 송신광이 상기 굴절부에 의해 상기 광학 필터로 입력되고, 상기 광학 필터에서 반사되어 상기 광섬유로 입력되는 수직(발광소자)-수평(광섬유)의 안정적 광경로를 가져, 제조 오차에 따른 광 결합 효율의 저하가 방지되며 광모듈의 소형화, 고 집적화가 가능한 장점이 있다.
이하, 본 발명에 따른 광송수신모듈을 기준으로 본 발명에 따른 광모듈을 상술하며, 광섬유로부터 출력되는 수신광의 광 분할을 기준으로 본 발명을 상술한다.
상술하는 광송수신모듈에서 광소자가 모두 수광소자인 경우 본 발명에 따른 광수신모듈의 일예가 되며, 광소자가 모두 발광소자인 경우 본 발명에 따른 광송신모듈의 일예가 됨은 자명한 사실이며, 광의 분할 및 광의 통합이 모두 발생하는 광송수신모듈을 기준으로 기재되는 본 발명의 기술적 사상이 광수신모듈 및 광송신모듈에서도 유지됨은 자명하다.
또한, 광송수신모듈에서 수광소자 및 발광소자를 모두 광소자로 통칭하며, 수신광의 광 분할을 기준으로 본 발명의 기술적 사상을 상술하나, 본 발명의 광학 구성(입/출력 콜리메이트 렌즈, 굴절부, 광학 필터)에서 광 분할에 대해 역방향으로 광이 처리되고 진행되어 송신광의 광 통합이 수행됨은 자명한 사실이다. 하기의 도면에서 점선은 광의 진행을 의미한다.
도 6은 광 신호의 경로가 정밀하게 제어되며, 광 손실을 방지하며, 광 결합 효율을 높일 수 있으며, 제조 오차 및 조립 오차를 최소화 할 수 있는 본 발명에 따른 광 모듈의 예를 도시한 것이다.
도 6에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 광모듈은 광소자 블록(120), 광결합 블록(110) 및 덮개 블록(130)의 구성을 포함한다. 광소자 블록(120), 광결합 블록(110) 및 덮개 블록(130)은 각각 투명한 광학 플라스틱 재질로 사출 성형된 일체의 성형체이다.
의도적인 광학 구성들을 제외하고 광이 공기 중으로 진행하도록 형성된 캐비티(cavity), 입/출력 콜리메이트 렌즈의 렌즈면, 필터 거치대를 포함하는 복잡한 형상을 정밀하게 구현해야 하고 또한 광이 상기 콜리메이트 렌즈나 굴절부를 투과하여 진행할 때 광 손실이 없어야 하기 때문이다.
광결합 블록(110), 광소자 블록(120) 및 덮개 블록(130) 각각의 광학 플라스틱 재료의 예로 굴절률이 1.49~1.58인 PMMA(Poly-methylmethacrylate), PC(Polycarbonate) 또는 최근 주목받고 있는 COC(Cyclic olefin copolymer)등을 들 수 있으나, 본 발명이 상기 광학 플라스틱 재료에 의해 한정되는 것은 아니다.
상기 광소자 블록(120)은 상기 광소자 블록(120) 내부에 둘 이상의 광소자(124)가 함입되어 있으며, 상기 출력 콜리메이트 렌즈의 렌즈면(121')이 상기 광소자 블록(120)의 표면에 일체로 형성된 구조이다.
이때, 상술한 바와 같이, 상기 둘 이상의 광소자(124)가 모두 수광소자인 경우 본 발명에 따른 광수신모듈의 일 예가 되며, 모두 발광소자인 경우 본 발명에 따른 광송신모듈의 일 예가 되며, 수광소자와 발광소자인 경우 본 발명에 따른 광송수신모듈의 일 예가 된다.
상기 광소자 블록(120)의 표면에 곡률진 돌출면으로 형성된 출력 콜리메이트 렌즈의 렌즈면(121') 하부에 상기 광소자(124)가 위치한다. 상기 소정거리 서로 이격되어 형성된 둘 이상의 렌즈면(121') 각각에 대응하도록 상기 광소자(124)가 위치하며, 상기 광소자(124)는 상기 렌즈면(121')의 초점면에 위치하는 것이 바람직하다.
상술한 바와 같이 수평(광섬유)-수직(수광소자)의 안정적 광경로에 의해, 상기 출력 콜리메이트 렌즈 및 상기 광소자(124)는 특정 각도로 틸트되지 않아도 높은 광결합 효율을 갖게 된다.
도 6에 도시한 바와 같이, 소정거리 서로 이격되어 형성된 둘 이상의 출력 콜리메이트 렌즈의 렌즈면(121')이 광소자 블록(120)에 일체형으로 형성된다.
광소자 블록(120)의 일 변형 예로, 도 7에 도시한 바와 같이, 상기 광소자 블록(120) 표면에 형성된 렌즈면(출력 콜리메이트 렌즈의 렌즈면) 영역과 광소자블록 가장자리 영역에 단차(H)를 형성하여 상기 단차를 형성하여 블록간 결합등을 포함하는 핸들링(handling)으로부터 상기 렌즈면을 보호하는 것이 바람직하다.
바람직하게, 상기 광소자 블록(120)에서 광이 수광되는 방향의 표면 일 영역에 요부 홈이 형성되며, 상기 요부 홈에 소정 거리로 서로 이격된 출력 콜리메이트 렌즈면(121')이 형성된다.
도 6 내지 도 7에 도시한 바와 같이 상기 광결합 블록(110)은 상기 광섬유를 물리적으로 정확한 위치에 고정시키는 리셉터클(114), 상세하게 광섬유 케이블의 페롤을 물리적으로 고정시켜 수신광의 출력 위치를 정확하게 제어하는 리셉터클(114), 상기 광섬유에서 출력되는 발산 광을 평행광으로 만드는 입력 콜리메이트 렌즈(111), 상기 광학 필터(200)가 부착되는 필터 거치대(112), 상기 광학 필터(200)에서 반사되는 파장의 광(반사광)을 입력받아 상기 입력 콜리메이트 렌즈(111)에 의한 평행광의 진행 방향을 기준으로 수직 방향으로 광을 굴절시키는 굴절부(113)가 일체로 형성된 구조이다.
상기 리셉터클(114)은 바람직하게 광섬유 케이블의 페롤과 물리적으로 결합 체결되어 페롤을 고정시키는 부착 홈 형상이며, 상기 입력 콜리메이트 렌즈(111)의 렌즈면(111')은 상기 리셉터클(114)과 소정 거리 이격되어 상기 리셉터클(114)에 의해 고정된 상기 광섬유에서 출력되는 다파장 광의 진행방향에 대해 수직으로 곡률진 광결합 블록의 돌출 표면(111')이다.
도 6에 도시한 바와 같이 상기 입력 콜리메이트 렌즈(111)는 상기 광결합 블록(110)을 형성하는 물질로 구성되며, 상기 리셉터클(114) 후단에 리셉터클(114)과 소정 거리 이격된 렌즈면(111')을 갖는 광결합 블록(110)의 일 영역이 입력 콜리메이트 렌즈가 된다.
리셉터클(114)에 의해 정확한 위치에 고정된 광섬유에서 출력되는 수신광은 상기 입력 콜리메이트 렌즈에 의해 평행광이 된다. 상기 광결합 블록(110)은 상기 입력 콜리메이트 렌즈 후단에 상기 평행광의 진행 방향, 즉 본 발명의 수평(광섬유)-수직(수광소자)의 안정적 광경로에 따른 수평 방향의 캐비티(cavity)가 형성되어 상기 평행광이 의도적인 광학 요소 이외에는 공기중 진행되도록 하며, 상기 평행광의 진행방향으로 광학 필터가 소정의 거리로 서로 이격 배치될 수 있도록 필터 거치대(112)가 형성된다.
도 6 내지 도 7에는 소정 각도로 기울어진 두 면을 갖는 톱니(saw)형 필터 거치대(112)의 일 예를 도시한 것이나, 광학 필터(200)를 부착 위치의 오차 없이 용이하게 부착할 수 있는 거치대면 어떤 형상이든 무방하다.
광학 접착제를 이용하여 상기 필터 거치대 각각에 파장별로 광을 투과 및 반사시키는 광학 필터(200)가 부착됨으로써 상기 입력 콜리메이트 렌즈에 의한 평행광이 수평 방향으로 공기중을 진행하며 다수개의 광학 필터(200)에 순차적으로 입력된다.
상기 굴절부(113)는 상기 광학 필터(200)에 의해 반사된 광(반사광)을 입력받아 상기 반사광을 상기 평행광의 진행 방향에 대해 수직이 되도록 굴절시키며, 이에 따라 상기 광학 필터(200) 각각에 대응하도록 상기 광학 필터(200)의 하부에 형성된다.
상기 굴절부(113)는 적어도 제1굴절면과 제2굴절면을 갖는 다각 형상이며, 제1굴절면은 상기 입력 콜리메이트 렌즈에 의한 상기 평행광의 진행 방향과 평행한 면이며, 상기 반사광은 상기 제1굴절면으로 입사되어 공기와 굴절부간 스넬의 법칙에 따라 굴절하고 상기 제1굴절면에서 굴절된 반사광은 상기 제2굴절면에서 굴절부와 공기간의 스넬의 법칙에 따라 재 굴절하여 상기 평행광의 진행방향과 수직이 되도록 상기 굴절부(113)로부터 출력된다.
상술한 바와 같이 상기 광결합 블록(110)은 상기 리셉터클(114), 상기 입력 콜리메이트 렌즈(111), 상기 캐비티, 상기 필터 거치대(112) 및 상기 제1굴절면과 제2굴절면이 형성되는 상기 굴절부(113)가 일체로 형성된다.
상기 광결합 블록(110) 상부에는 덮개 블록(130)이 위치하여 상기 광결합 블록(110)의 상부를 밀폐시킨다.
본 발명에 따른 광모듈은 광학 필터(200)가 부착된 광결합 블록(110), 상기 광결합 블록(110) 하부에 위치하며 광결합 블록(110)의 하부를 밀폐하는 광소자 블록(120), 상기 광결합 블록(110) 상부에 위치하며 광결합 블록(110)의 상부를 밀폐하는 덮개 블록(130)을 포함하여 구성되며, 상기 광소자 블록(120), 상기 광결합 블록(110) 및 상기 덮개 블록(130)이 물리적으로 결합함에 따라 모듈 전체의 광 정렬 및 광 결합이 이루어진다.
도 6을 기반으로 수신광의 분할 측면에서 본 발명의 광 송수신 모듈을 보다 상세히 기술한다.
여러 파장의 광 신호들은 광섬유를 통해 광학 필터(200)가 부착된 광결합 블록(110)로 전달된다. 이때 광섬유와 광결합 블록(110)의 파장 분할을 위한 광학 필터(200)와의 결합은 광결합 블록의 리셉터클(114)을 통해 이루어 진다. 보다 상세하게, 상기 리셉터클(114)은 정밀한 광 커넥터 페룰의 외경의 위치를 잡아주어 광 신호가 전송되는 광섬유(실질적으로는 광케이블의 광섬유 코어)의 위치를 맞추어 광 손실을 억제하는 광 어댑터와 동일한 방식으로 리셉터클(114)을 통해 정확하게 결합하도록 한다.
상기 리셉터클(114)에 의해 고정된 광 케이블의 광 섬유 코어 끝에서 나온 광 신호는 도 6에 점선으로 표시한 광 경로로 일정한 각도를 가지고 발산한다. 발산하는 광은 광결합 블록(110)의 입력 콜리메이트 렌즈면(111')을 통과하면서 평행광으로 바뀌어 진행하게 된다. 평행광은 진행하는 거리에 대하여 거의 광이 분산되지 않기 때문에 광 손실이 거의 없이 비교적 먼 거리를 전송할 수 있다.
입력 콜리메이트 렌즈(111)를 통과하면서 평행광으로 진행하는 여러 파장의 광 신호는 파장별로 투과 및 반사가 발생하는 광학 필터(200)를 지나가게 된다.
통상적으로, 광학 필터는 일정한 두께의 유리 기판에 다층의 얇은 박막을 코팅하여 만들어진다. 박막의 물질 또는 박막들의 두께를 조절하여 파장에 따른 반사와 투과의 양을 조절하게 된다.
많은 양의 데이터를 전송하기 위해서 투과와 반사의 파장의 간격이 좁게 하여 많은 파장의 광을 사용할 수 있어야 한다. 통상적으로 저밀도 파장 분할 다중화(CWDM; Coarse Wavelength Division Multiplexing) 시스템에서 사용하는 파장 간격은 20nm이다. 따라서 본 발명의 광학 필터도 이 정도 특성에 맞게 설계 및 제작되어야 한다.
도 8은 입사각이 각각 20도(도 8(b)), 45도(도 8(a))인 필터의 S편광과 P편광 성분의 투과율을 나타내 도면이다.
광학 필터의 입사각이 커지면 광에 포함되어 있는 S편광 성분과 P편광 성분의 파장에 따른 투과 특성의 차이가 커지게 되어 투과 대역과 반사 대역 사이의 파장 간격을 좁게 광학 필터를 코팅하는 것이 어렵다.
양방향 송수신 모듈에서 일반적으로 사용하는 입사각이 45°인 광학 필터의 경우 CWDM에서와 같이 파장 간격을 20nm 정도로 필터링하는 것이 불가능하다. 따라서 파장 간격이 CWDM과 같이 20nm 정도로 좁은 광학 필터의 제작이 현실적으로 가능 하려면 입사각이 20도 이하 정도로 작아야 한다.
상기 광학 필터를 광결합 블록에 오차 없이 용이하게 부착하기 위해서 광 결합 블록에 필터 거치대를 구현한다. 상기 광결합 블록(110)의 필터 거치대(112)의 경사에 의해 상기 광학 필터(200)의 틸트 각도가 제어되어, 엄밀하고 정확하게 광학 필터의 위치 및 입사각을 제어할 수 있다.
도 9는 상기 광결합 블록(110)의 광학 필터(200) 및 굴절부(113)에서 수행되는 파장에 따른 광 경로 제어를 도시한 도면이다.
광학 필터(200)에서 반사된 광은 광결합 블록(110)의 굴절부(113)의 1차 굴절 면(113A)에 입사한 후 광결합 블록 재질을 지나서 다시 2차 굴절 면(113B)을 통과하여 진행하게 된다. 이 때 1차 굴절 면(113A)과 2 차 굴절 면(113B)을 투과하는 광은 굴절 현상으로 말미암아 광의 진행 경로의 방향이 바뀌게 된다.
광 경로의 굴절은 우리가 잘 알고 있는 스넬(Snell)의 법칙을 따른다. 굴절률이 n1, n2로 서로 다른 두 매질을 지나가는 광은 최단시간으로 이동할 수 있는 경로를 취한다는 페르마의 원리에 의해 광의 굴절(진행) 경로가 결정된다. 이 때 굴절률 n1 및 n2와 입사각 θ1 및 굴절각 θ2에 관한 스넬의 법칙은 다음과 같다.
n1 sinθ1 = n2 sinθ2
도 9에 도시한 바와 같이 광학 필터(200)에서 반사된 광은 공기 중에서 굴절률 n의 광결합 블록(110)의 1차 굴절 면(113A)으로 각도 β로 입사된다. 이 때 스넬의 법칙에 의해 γ의 각도로 광 경로는 굴절된다.
γ = sin-1(1/n sin β )
또한 도 9에 도시한 바와 같이 굴절률 n의 광결합 블록(110) 내를 진행하는 광은 2차 굴절 면(113B)에서 공기 중으로 δ의 각도로 나오는 광은 스넬의 법칙에 의해 각도 ε로 광 경로가 굴절된다.
ε = sin-1(n sin δ)
상술한 스넬의 법칙을 기반으로, 광결합 블록(110)의 1차 굴절 면(113A)과 2차 굴절 면(113B)간의 각도는 상기 광섬유에서 발산하여 평행광으로 진행하는 방향과 광결합 블록(110)의 2차 굴절 면(113B)을 통과해 나오는 광 경로 사이의 각도를 90°로 만드는 각도이다.
이는 광결합 블록(110)을 통해 분할된 N개의 광 경로의 방향이 광 섬유의 접속 방향과 모두 동일한 수직방향이 되도록 하여 포토다이오드와 같은 수광 소자(122) 및 표면 방출 레이저 다이오드(Vertical Cavity Surface Emitting Laser)와 같은 발광소자(123)를 동일 수평 평면상에 위치할 수 있도록 하여 안정적 구조를 갖게 하기 위함이다.
광학 필터(200)의 특성에 맞는 특정 파장은 반사되어 1차 굴절면(113A), 2차 굴절 면(113B)을 지나면서 경로가 바뀌어 광소자(124)로 들어가게 되고 나머지 파장 대역의 광 신호는 광학 필터(200)를 투과하여 지나가게 된다.
광학 필터(200)에서 반사되지 않고 투과되는 광 신호는 광학 필터(200)를 투과해 공기 중으로 진행하게 된다.
본 발명에 따른 광송수신 모듈은 상기 도 9로 도시한 광학 필터(200) 및 굴절부(113)를 포함하는 광경로 제어부가 상기 광 섬유에서 발산하여 평행광으로 진행하는 방향으로 순차적으로 형성된 구조이다.
파장에 따른 광경로 제어부 뒤에 다시 광경로 제어부가 형성되어 앞선 광학 필터에서 반사되지 않고 투과된 파장 대역 중 일부를 반사하는 광학 필터를 놓게 되면 전술한 반사 굴절 및 투과의 방법에 의해 동일하게 선택된 파장의 광 신호만 분리되고 나머지는 투과하게 된다. 이런 방법으로 파장에 따른 광 경로 제어부를 N개까지 확장할 수 있고 이를 통해 광섬유를 통해 입력된 N개의 파장을 분리할 수 있다.
광결합 블록(110)의 2차 굴절면(113B)을 투과한 광은 공기중 진행하여 광소자 블록(120)의 출력 콜리메이트 렌즈 면(121')을 통과하면서 평행광에서 초점 광으로 바뀌어 한 점으로 초점이 맺히게 된다.
광이 한 점으로 모이는 초점 영역에 포토다이오드를 포함한 수광 소자를 위치시켜 광 섬유에서부터 출발한 광 신호는 광-전 변환을 하여 전기적 신호로 바뀌게 된다.
상술한 바와 같이 레이저 다이오드를 포함한 발광 소자가 상기 수광 소자의 위치에 형성되는 경우, 전술한 광 경로에 정확히 역순으로 진행한다.
상세하게, 소정의 전기 신호로 동작되는 표면 방출 레이저 다이오드(Vertical Cavity Surface Emitting Laser)를 포함하는 발광 소자에서 발산해 나오는 광 신호는 광소자 블록(120)의 출력 콜리메이트 렌즈 면(121')을 통과해 나오면서 평행광으로 바뀐다.
광소자 블록(120)의 출력 콜리메이트 렌즈 면(121')을 통과하면서 평행광(502)으로 변환된 광은 광결합 블록(110)의 2차 굴절면(113B) 및 1차 굴절면(113A)을 통과하면서 상기한 굴절 원리에 의해 경로가 바뀌어 광결합 블록(110)의 광학 필터(200)로 입사해 들어가게 되고 광학 필터(200)에서 다시 반사하여 광 섬유 방향으로 진행하게 된다. 다수의 광 경로 제어부로 이루어진 광결합 블록(110)의 광학 필터(200)에서 반사된 파장이 다른 다수의 광 신호들은 하나로 합쳐져 광섬유 쪽으로 진행하게 된다.
광섬유 방향으로 진행하는 다파장의 광 신호는 광결합 블록(110)에 있는 입력 콜리메이트 렌즈 면(111')을 지나면서 평행광에서 초점광으로 변하게 되고 한 점으로 모아진 다중 광 신호는 광섬유의 코어로 입력되어 전송되게 된다.
전술한 바와 같이 광섬유로부터 수광 소자로 입력되는 광 신호의 경로와 발광 소자로부터 광섬유로 입력되는 광 신호의 경로가 동일하기 때문에 본 발명은 광소자가 발광 소자만으로 이루어진 경우 광송신모듈로 구현되며, 광 소자가 수광 소자만으로 이루어진 경우 광송신모듈로 구현되며, 광 소자가 하나 이상의 수광소자 및 하나 이상의 발광 소자인 경우 광송수신모듈로 구현된다.
도 10은 광결합 블록(110)의 부분 단면 사시도로, 도 10에 도시한 바와 같이 광결합 블록(110)은 일체형으로 사출된 광결합 블록의 필터 거치대(112)에 광학 필터(200)를 위치시키고 열 또는 자외선 경화 접착제를 이용하여 부착한다.
상기 열 또는 자외선 경화 접착제는 열 또는 자외선 경화 관능기를 갖는 에폭시계를 사용할 수 있다.
상술한 바와 같이 상기 도 10에서 상기 필터 거치대(112)에 부착되는 광학 필터(200) 이외의 상기 리셉터클(114), 입력 콜리메이트 렌즈(111), 필터 거치대(112) 및 굴절부(113)는 일체의 사출체이다.
도 11은 광소자 블록(120)의 일 사시도이며, 도 12는 광소자 블록(120)의 단면도이다.
도 11에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 광소자 블록(120)은 상기 광소자 블록(120) 내부에 하나 이상의 수광소자 및 하나 이상의 발광소자를 포함하는 둘 이상의 광소자가 함입되어 있으며, 상기 광소자 블록(120)에서 광이 수광되는 방향의 표면 일 영역에 요부 홈(125)이 형성된 것이 바람직하며, 상기 요부 홈(125)에 소정 거리로 서로 이격된 곡률진 돌출면이 형성되어 출력 콜리메이트 렌즈면(121')을 이룬다.
상기 광학필터(200)에 의해 반사되고 상기 굴절부(113)에 의해 굴절된 광은 상기 출력 콜리메이트 렌즈면(121')을 통과하며 초점광으로 변하고, 광소자(발광소자, 124)에서 발생하는 발산광은 상기 출력 콜리메이트 렌즈면(121')을 통과하며 평행광을 변한다. 상기 광소자 블록(120) 표면에 상기 출력 콜리메이트 렌즈면(121')이 형성됨으로써, 출력 콜리메이트 렌즈는 상기 광소자 블록(120)에 일체로 구비되게 된다. 상기 출력 콜리메이트 렌즈는 상기 광소자 블록(120)을 형성하는 물질로 구성되며, 상기 광소자(124)와 상기 출력 콜리메이트 렌즈면(121') 사이의 광소자 블록(110) 일 영역이 출력 콜리메이트 렌즈가 된다.
이때, 서로 다른 굴절률을 갖는 두 물질(공기와 광학 플리스틱 물질)간 곡률진 경계면에 의해 광이 초점광 또는 평행광으로 변화되므로, 상기 입력 콜리메이트 렌즈 및 출력 콜리메이트 렌즈를 상술함에 있어, 상기 입력 콜리메이트 렌즈의 렌즈면(111')과 상기 출력 콜리메이트의 렌즈면(121')이 규정됨에 따라, 입력 콜리메이트 렌즈 및 출력 출리메이트 렌즈가 기 규정됨은 자명하다.
도 12는 광소자 블록(120)의 일 단면도로, 도 12에 도시한 바와 같이 패턴화 되어 있는 리드프레임(126) 패드에 발광 소자(124) 또는 수광 소자(124)가 전기적으로 접속한 상태로 상기 광소자 블록 내부에 함입될 수 있으며, 광소자에서 발생한 전기적 신호를 증폭시키는 증폭기가 같이 함입되어 있을 수 있다.
일 예로, 상기 광소자를 포함한 전자 소자들은 다이 접착(Die Attach)을 하고 광 소자와 리드프레임 리드 사이 또는 광 소자와 전자 소자 사이를 와이어 본딩으로 연결한 후 광학 투명 플라스틱 사출체를 이용하여 소자를 에워싸는 사출 성형을 통해 제조될 수 있다. 이때, 도 11에 도시한 바와 같이, 상기 리드프레임(126)은 외부 회로와 전기적으로 연결되는 외부연결단자(127)와 접속된 것이 바람직하다.
도 13은 상기 광소자 블록(120), 광결합 블록(110) 및 덮개 블록(130)의 물리적 조립에 의한 광 정렬 및 결합을 도시한 도면으로, 상기 광소자 블록(120), 광결합 블록(110) 및 덮개 블록(130) 간의 가이드 홀과 가이드 핀간의 결합에 의해 블록간 체결 및 밀봉되는 구조이다.
도 13의 일 예와 같이 상기 광소자 블록(120)은 가이드 홀(128)을 일체로 포함하고, 상기 광결합 블록(110)은 가이드 핀(116)을 일체로 포함하여, 상기 광소자 블록(120)과 상기 광결합 블록(110)은 상기 가이드 홀(128)과 상기 가이드 핀(116)의 결합에 의해 조립되어 상기 광소자 블록(120)의 출력 콜리메이트 렌즈면과 상기 광결합 블록(110)의 광학 필터(200) 및 굴절부(113)를 포함하는 광경로 제어부가 광 정렬되며, 상기 광결합 블록(110)의 하부가 밀폐된다.
또한, 단일한 투명 광학 플라스틱 사출체인 덮개 블록(130)은 가이드 핀(131)을 일체로 포함하고, 상기 광결합 블록(110)은 가이드 홀(115)을 일체로 포함하여, 상기 덮개 블록(130)의 가이드 핀(131)과 상기 광결합 블록(110)의 가이드 홀(115)이 결합하여 상기 덮개 블록(130)과 상기 광결합 블록(110)이 조립되어 상기 덮개 블록(130)에 의해 상기 광결합 블록(110) 상부가 밀폐된다.
가이드 핀과 가이드 홀의 체결시, 각 블록별로 일체형으로 사출된 가이드 핀 또는 가이드 홀의 결합시 결합 면에 소정의 접착제를 도포하여 접합시킬 수 있음은 물론이다.
도 5 내지 도 13을 기반으로 상술한 본 발명에 따른 광모듈은 광소자가 내부에 함입된 투명 광학 플라스틱 재질의 광소자 블록 구성에 의해 광소자가 외부 공기에 노출되지 않고 광학 플라스틱 내부에 밀봉된 구조를 가져, 광소자의 오염 및 산화에 따른 열화를 방지한다.
이와 함께, 상기 광소자블록 표면에 출력 콜리메이트 렌즈의 렌즈면이 형성되어 있고 광소자블록 내부에 렌즈면 각각에 대응하여 렌즈면의 초점에 광소자가 합임되어 있으므로, 출력콜리메이트 렌즈 및 광소자가 일체형 구조를 가져 콜리메이트 렌즈의 부착, 광소자의 부착등의 조립시 발생하는 조립 오차를 방지할 수 있다.
이와 함께, 상기 광소자블록이 사출 성형체인 구성에 의해 제조 공차를 최소화할 수 있으며, 상술한 본 발명의 특징에 따른 안정적 광경로 구성에 의해 제조 공차에 따른 광 결합 효율의 저하 또한 최소화 할 수 있으며, 물리적 충격에도 매우 강한 장점이 있다.
본 발명에 따른 광모듈은 상기 광섬유를 물리적으로 정확한 위치에 고정시키는 리셉터클, 다수개의 광학 필터 각각이 위치하는 필터 거치대 및 굴절부가 투명 광학 플라스틱 재질의 광결합 블록에 형성된 일체형 구조를 가져, 상기 리셉터클에 상기 광섬유(의 페롤)를 고정시키고, 광학용 접착제를 이용하여 필터 거치대에 광학 필터를 부착시키는 단순 결합에 의해 수광되는 광의 분할 및 송신되는 광의 결합이 수행되며, 이에 의해 광학 요소들의 조립 및 부착에 의한 오차를 방지할 수 있으며, 상기 리셉터클에 의해 광섬유(코어)의 위치가 엄밀하게 제어되고, 상기 필터 거치대에 의해 광학 필터의 위치 및 틸트 각도가 엄밀하게 제어됨에 따라 높은 광결합 효율을 갖는 장점이 있다.
이와 함께, 상기 광결합 블록이 사출 성형체인 구성에 의해 제조 공차를 최소화할 수 있으며, 상술한 본 발명의 특징에 따른 안정적 광경로 구성에 의해 제조 공차에 따른 광 결합 효율의 저하 또한 최소화 할 수 있으며, 물리적 충격에도 매우 강한 장점이 있다.
본 발명에 따른 광모듈은 단일한 투명 광학 플라스틱 사출체이며, 상기 광결합 블록의 상부를 밀폐하는 덮개 블록, 상기 광결합 블록 및 상기 광결합 블록의 하부를 밀폐하는 상기 광소자 블록의 블록간 단순한 기계적 결합에 의해 광섬유, 입력 콜리메이트 렌즈, 광학필터, 굴절부, 출력 콜리메이트 렌즈 및 광소자가 정확하게 광정렬되는 장점이 있으며, 높은 광결합 효율을 가지며 매우 정밀하게 광 정렬되는 광송수신 모듈을 저렴한 가격으로 단시간에 대량 생산 할 수 있으며, 생산성(yield)을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.
이상과 같이 본 발명에서는 특정된 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.

Claims (12)

  1. 단일한 광섬유를 이용한 파장분할 광모듈로,
    광섬유, 입력 콜리메이트 렌즈, 광학 필터, 굴절부, 출력 콜리메이트 렌즈 및 수광소자인 광소자를 포함하여 구성되어,
    광섬유로부터 출력되는 다파장 광을 평행광으로 만드는 입력 콜리메이트 렌즈(collimate len);
    상기 입력 콜리메이트 렌즈에 의한 상기 평행광의 진행 방향에 대해 소정의 각도로 틸트(tilt)되어, 상기 평행광의 진행 방향으로 소정의 거리로 서로 이격 배치되며, 파장별로 광을 반사 및 투과시키는 둘 이상의 광학 필터;
    상기 광학 필터 각각에 대응하여 구비되며, 상기 광학 필터에서 반사된 반사광의 진행방향이 상기 평행광의 진행방향과 수직이 되도록 굴절시키는 굴절부;
    상기 굴절부 각각에 대응하여 구비되며, 상기 굴절부에 의해 굴절된 반사광을 집광하는 출력 콜리메이트 렌즈(collimate len); 및
    상기 출력 콜리메이트 렌즈 각각에 대응하여 구비되며, 상기 출력 콜리메이트 렌즈에 의해 집광된 광을 입력받는 수광소자;
    를 포함하는 파장분할 광모듈.
  2. 단일한 광섬유를 이용한 파장분할 광모듈로,
    광섬유, 입력 콜리메이트 렌즈, 광학 필터, 굴절부, 출력 콜리메이트 렌즈 및 발광소자인 광소자를 포함하여 구성되어,
    서로 다른 파장의 송신광을 생성하는 둘 이상의 발광 소자;
    상기 발광소자 각각에 대응하여 상기 발광 소자의 상부에 구비되며 상기 발광 소자로부터 출력되는 광을 평행광으로 만드는 출력 콜리메이트 렌즈(collimate len);
    상기 출력 콜리메이트 렌즈 각각에 대응하여 구비되며 상기 평행광을 입력받아 소정의 각도로 광학 필터에 출력하는 굴절부;
    상기 굴절부 각각에 대응하여 구비되며, 상기 굴절부에서 굴절된 광을 입력받아, 대응하는 굴절부에서 굴절된 광은 반사시키고 그 외 영역의 파장은 투과시키는 광학 필터;
    상기 광학 필터에서 반사된 광을 집광하는 입력 콜리메이트 렌즈(collimate len); 및
    상기 입력 콜리메이트 렌즈에서 집광된 광을 입력받는 광섬유;
    를 포함하며,
    상기 광학 필터는 상기 광섬유와 상기 입력 콜리메이트 렌즈간의 연장방향인 수평방향으로 소정 거리 서로 이격 배치되며, 상기 굴절부는 상기 발광소자와 상기 출력 콜리메이트 렌즈간의 연장방향인 수직방향으로 진행하는 상기 평행광을 입력받아 상기 광학필터에 의해 수평방향으로 반사되도록 상기 광학필터에 입력시키며, 상기 광학 필터에 의해 수평 방향으로 반사 및 투과되어 통합된 광은 단일한 상기 입력 콜리메이트 렌즈에 의해 단일한 상기 광섬유로 입력되는 것을 특징으로 하는 파장분할 광모듈.
  3. 단일한 광섬유를 이용한 파장분할 광모듈로,
    광섬유, 입력 콜리메이트 렌즈, 광학 필터, 굴절부, 출력 콜리메이트 렌즈, 수광소자인 광소자 및 발광소자인 광소자를 포함하여 구성되어,
    광섬유로부터 출력되는 다파장 광을 평행광으로 만드는 입력 콜리메이트 렌즈(collimate len);
    상기 입력 콜리메이트 렌즈에 의한 상기 평행광의 진행 방향에 대해 소정의 각도로 틸트(tilt)되어, 상기 평행광의 진행 방향으로 소정의 거리로 서로 이격 배치되며, 파장별로 광을 반사 및 투과시키는 둘 이상의 광학 필터;
    상기 광학 필터 각각에 대응하여 구비되며, 상기 광학 필터에서 반사된 반사광의 진행방향이 상기 평행광의 진행방향과 수직이 되도록 굴절시키는 굴절부;
    상기 굴절부 각각에 대응하여 구비되며, 상기 굴절부에 의해 굴절된 반사광을 집광하는 출력 콜리메이트 렌즈(collimate len); 및
    상기 출력 콜리메이트 렌즈 각각에 대응하여 구비되며, 상기 출력 콜리메이트 렌즈에 의해 집광된 광을 입력받는 수광소자와 상기 출력 콜리메이트 렌즈, 상기 굴절부, 상기 광학 필터 및 상기 입력 콜리메이트 렌즈의 광경로를 통해 상기 광섬유로 입력되는 송신광을 생성하는 발광 소자를 포함하는 둘 이상의 광소자;를 포함하여 구성된 파장분할 광모듈.
  4. 제 1항 또는 제 3항에 있어서,
    상기 굴절부는 적어도 제1굴절면과 제2굴절면을 갖는 다각 형상이며, 상기 제1굴절면은 상기 광섬유와 상기 입력 콜리메이트 렌즈간의 연장방향인 수평방향과 평행한 면이며, 상기 반사광은 상기 제1굴절면으로 입사되어 공기와 굴절부간 스넬의 법칙에 따라 굴절하고 상기 제1굴절면에서 굴절된 반사광은 상기 제2굴절면에서 굴절부와 공기간의 스넬의 법칙에 따라 재 굴절하여 상기 평행광의 진행방향과 수직이 되도록 상기 굴절부로부터 출력되는 것을 특징으로 하는 파장분할 광모듈.
  5. 제 1항 내지 제 3항에서 선택된 어느 한 항에 있어서,
    상기 광학 필터는 상기 광학 필터의 수직축과 상기 평행광의 진행 방향간의 각도가 10 내지 25°가 되도록 틸트된 것을 특징으로 하는 파장분할 광모듈.
  6. 제 1항 내지 제 3항에서 선택된 어느 한 항에 있어서,
    상기 광소자는 단일한 투명 광학 플라스틱 사출체인 광소자 블록에 내장되며, 상기 출력 콜리메이트 렌즈의 렌즈면은 상기 광소자 블록의 곡률진 돌출 표면인 것을 특징으로 하는 파장분할 광모듈.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 광학 필터는 단일한 투명 광학 플라스틱 사출체인 광결합 블록에 형성된 필터 거치대에 광학 접착제로 부착된 것을 특징으로 하는 파장분할 광모듈.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 광학 필터의 틸트 각도는 상기 필터 거치대의 경사에 의해 제어되는 것을 특징으로 하는 파장분할 광모듈.
  9. 제 7항에 있어서,
    상기 굴절부는 상기 광결합 블록과 일체인 것을 특징으로 하는 파장분할 광모듈.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 광결합 블록은 상기 광섬유와 결합하는 페룰을 고정하는 리셉터클을 포함하며, 상기 입력 콜리메이트 렌즈의 렌즈면은 상기 리셉터클과 소정 거리 이격되어 상기 광섬유와 상기 입력 콜리메이트 렌즈간의 연장방향인 수평방향에 대해 수직으로 곡률진 광결합 블록의 돌출 표면인 것을 특징으로 하는 파장분할 광모듈.
  11. 제 7항에 있어서,
    상기 광소자 블록은 가이드 홀을 포함하고, 상기 광결합 블록은 가이드 핀을 포함하며, 상기 광소자 블록과 상기 광결합 블록은 상기 가이드 홀과 상기 가이드 핀의 결합에 의해 조립되어 광 정렬되며 상기 광결합 블록 하부가 밀폐되는 것을 특징으로 하는 파장분할 광모듈.
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 광모듈은 단일한 투명 광학 플라스틱 사출체인 덮개 블록을 포함하며, 상기 덮개 블록은 가이드 핀을 포함하고, 상기 광결합 블록은 가이드 홀을 포함하며, 상기 덮개 블록의 가이드 핀과 상기 광결합 블록의 가이드 홀이 결합하여 상기 덮개 블록과 상기 광결합 블록이 조립되어 상기 덮개 블록에 의해 상기 광결합 블록 상부가 밀폐되는 것을 특징으로 하는 파장분할 광모듈.
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