KR100566256B1

KR100566256B1 - 양방향 광송수신 모듈

Info

Publication number: KR100566256B1
Application number: KR1020040009521A
Authority: KR
Inventors: 마사히코쯔모리
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2004-02-13
Filing date: 2004-02-13
Publication date: 2006-03-29
Also published as: JP2005227777A; US20050180755A1; CN1654996A; US7369776B2; JP4102369B2; CN100362378C; KR20050081328A

Abstract

본 발명에 따른 양방향 광송수신 모듈은 제1 광신호를 생성하기 위한 티오-캔 구조의 광송신기와, 제2 광신호를 검출하기 위한 티오-캔 구조의 광수신기와, 상기 광송신기가 수용되는 제1 수용부와, 상기 제1 수용부에 대향되는 위치의 제2 수용부와, 상기 광수신기가 수용되며 그 하측에 형성된 제3 수용부와, 상기 제3 수용부에 대향되는 위치의 제4 수용부와, 상기 제1 내지 제4 수용부들을 소통시키기 위한 홀들을 갖는 하우징과, 상기 제2 수용부에 수용되며, 상기 제2 광신호를 상기 양방향 광송수신 모듈의 내부에 입력시키고, 상기 제1 광신호를 상기 양방향 광송수신 모듈의 외부로 출력시키는 광섬유를 지지하기 위한 광섬유 페롤과, 상기 제3 수용부에 수용되며, 상기 제1 광신호를 상기 제2 수용부로 출력하고, 상기 광섬유로부터 입력된 상기 제2 광신호를 상기 제1 광신호의 광경로에 대해서 기설정된 각도로 반사시키기 위한 필터와, 상기 필터에서 반사된 상기 제2 광신호를 상기 광수신기로 반사시키기 위한 반사경을 지지하기 위한 블록을 포함한다.

양방향 광송수신, 티오-캔, 파장 분할 다중

Description

양방향 광송수신 모듈{BI-DIRECTIONAL OPTICAL TRANSCEIVER MODULE}

도 1은 종래 기술에 따른 양방향 광송수신 모듈의 구성을 나타내는 도면,

도 2는 종래 기술에 따른 양방향 광송수신 모듈의 구성을 나타내는 도면,

도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 양방향 광송수신 모듈의 구성을 나타내기 위한 도면,

도 4는 도 3에 도시된 블록을 나타내기 위한 도면,

도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 양방향 광송수신 모듈의 구성을 나타내기 위한 도면.

본 발명은 양방향 광송수신 모듈에 관한 것으로서, 특히, 티오-캔(TO-CAN) 구조의 광송신기와 광수신기를 포함하는 양방향 광송수신 모듈에 관한 것이다.

양방향 광송수신 모듈은 단일 광섬유를 통해서 상호 다른 파장을 갖는 광신호들을 송수신하기 위한 통신 시스템으로써, 단일 하우징 또는 기판 상에 광송신기 와 광수신기를 포함하는 구조를 갖는다.

상술한 양방향 광송수신 모듈의 광수신기와 광송신기는 버터플라이(Butterfly) 구조, 티오-캔(TO-can) 구조의 광송신기와 광수신기를 포함할 수 있다. 일반적으로, 저가의 티오-캔 구조의 광송신기와 광수신기를 포함하는 양방향 광송수신 모듈은 저렴한 가격으로 인해서 단거리 통신망 등에 사용 가능하다.

도 1은 종래 기술에 따른 양방향 광송수신 모듈의 구성을 나타내는 도면이다. 도 1을 참조하면, 종래의 양방향 광송수신 모듈은 그 외부로 송신하기 위한 제1 광신호를 생성하는 티오-캔 구조의 광송신기(110)와, 외부로부터 수신된 제2 광신호를 검출해내기 위한 티오-캔 구조의 광수신기(120)와, 상기 제1 및 제2 광신호를 입출력시키기 위한 광섬유 페롤(130)을 포함한다. 또한, 상기 제1 및 제2 광신호의 광경로를 분할하기 위한 필터(160)와, 상기 광신호들을 시준화 또는 수렴시키기 위한 제1 내지 제3 렌즈계들(140, 150, 170)을 포함한다.

일반적으로, 상기 제1 광신호와 상기 제2 광신호는 상호 다른 파장 대역을 사용한다. 예를 들어서, 상기 제1 광신호는 C-Band 파장 대역을 사용하고 상기 제2 광신호는 L-Band 파장 대역을 사용한다면, 상기 제1 및 제2 광신호 사이의 파장 간격은 대략 17㎚로서 그 간격이 매우 좁다. 결과적으로 상기 필터는 상기 제1 광신호의 광경로에 대해서 10도 미만의 각도를 갖도록 정렬해야한다.

그러나, 제1 광신호와 제2 광신호의 파장 대역 간격이 좁을 경우는 필터에서 반사되는 제2 광신호의 제1 광신호 진행 경로에 대한 각도가 매우 작아지는 문제가 있다. 즉, 양방향 광송수신 모듈을 구성하기 위해서는 제1 및 제2 광신호의 광경로가 길어지고, 전체 부피가 커져야 하는 문제가 있다.

도 2는 종래 기술에 따른 양방향 광송수신 모듈의 구성을 나타내는 도면이다. 도 2를 참조하면, 종래의 양방향 광송수신 모듈은 제1 광신호를 생성하기 위한 티오-캔 구조의 광송신기(210)와, 제2 광신호를 검출해내기 위한 티오-캔 구조의 광수신기(220)와, 광섬유 페롤(230)과, 필터(260)와, 반사경(280)과, 상기 제1 및 제2 광신호를 수렴 또는 시준화시키기 위한 제1 내지 제3 렌즈계들(240, 250, 270)과, 하우징(290)을 포함한다.

상기 제1 렌즈계(240)는 상기 제1 광신호를 시준화시켜서 상기 광섬유 페롤(230)로 출력한다. 상기 제2 렌즈계(250)는 상기 제1 광신호를 상기 광섬유(231)의 일단으로 수렴시키고, 상기 제2 광신호를 시준화시켜서 상기 필터(260)로 출력한다. 상기 제3 렌즈계(270)는 상기 제2 광신호를 상기 광수신기(220)로 수렴시킨다.

상기 필터(260)는 상기 광송신기(210)와 상기 광섬유(231)의 사이에 위치됨으로써 상기 광송신기(210)에서 생성된 상기 제1 광신호를 상기 광섬유(231)로 출력하고, 상기 광섬유(231)로부터 입력받은 상기 제2 광신호를 상기 제1 광신호에 대해서 기설정된 각도를 갖도록 반사시킨다.

상기 반사경(280)은 상기 필터(260)에서 반사된 상기 제2 광신호를 상기 광수신기(220)로 반사시킨다.

상기 반사경(280)과 상기 필터(260)는 상기 하우징(290) 상에 광축 정렬되 며, 상기 필터(260)는 상기 제1 광신호의 광경로에 대해서 기설정된 각도로 기울어지게 정렬된다.

그러나, 필터의 정렬 오차에 따라서 제2 광신호의 반사각이 크게 변화되는 문제가 있다. 반면에, 단일 하우징 내에 양방향 광송수신 모듈을 구성하는 구성 요소들을 모두 집적시킴으로써 광축 정렬이 용이하지 않고, 광축 정렬 과정 중에 쉽게 광축이 어긋나는 등의 문제가 있다.

본 발명은 광축 정렬이 쉽고, 부피가 작은 양방향 광송수신 모듈을 제공함에 그 목적이 있다.

본 발명에 따른 양방향 광송수신 모듈은,

제1 광신호를 생성하기 위한 티오-캔 구조의 광송신기와;

제2 광신호를 검출하기 위한 티오-캔 구조의 광수신기와;

상기 광송신기가 수용되는 제1 수용부와, 상기 제1 수용부에 대향되는 위치의 제2 수용부와, 상기 광수신기가 수용되며 그 하측에 형성된 제3 수용부와, 상기 제3 수용부에 대향되는 위치의 제4 수용부와, 상기 제1 내지 제4 수용부들을 소통시키기 위한 홀들을 갖는 하우징과;

상기 제2 수용부에 수용되며, 상기 제2 광신호를 상기 양방향 광송수신 모듈의 내부에 입력시키고, 상기 제1 광신호를 상기 양방향 광송수신 모듈의 외부로 출력시키는 광섬유를 지지하기 위한 광섬유 페롤과;

상기 제3 수용부에 수용되며, 상기 제1 광신호를 상기 제2 수용부로 출력하고, 상기 광섬유로부터 입력된 상기 제2 광신호를 상기 제1 광신호의 광경로에 대해서 기설정된 각도로 반사시키기 위한 필터와, 상기 필터에서 반사된 상기 제2 광신호를 상기 광수신기로 반사시키기 위한 반사경을 지지하기 위한 블록을 포함한다.

이하에서는 첨부도면들을 참조하여 본 발명의 실시 예를 상세히 설명하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능, 혹은 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 모호하지 않게 하기 위하여 생략한다.

도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 양방향 광송수신 모듈의 구성을 나타내기 위한 도면이다. 도 3을 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 양방향 광송수신 모듈은 제1 광신호(301)를 생성하기 위한 티오-캔 구조의 광송신기(330)와, 제2 광신호(302)를 검출하기 위한 티오-캔 구조의 광수신기(340)와, 제1 내지 제4 수용부(311, 312, 313, 314)를 갖는 하우징(310)과, 광섬유 페롤(350)과, 블록(320)과, 제1 내지 제3 렌즈계(303, 304, 305)를 포함한다.

상기 하우징(310)은 상기 광송신기(330)가 수용되는 제1 수용부(311)와, 상기 제1 수용부(311)에 대향되는 위치의 제2 수용부(312)와, 상기 광수신기가 수용되며 그 하측에 형성된 제3 수용부(313)와, 상기 제3 수용부(313)에 대향되는 위치의 제4 수용부(314)와, 상기 제1 내지 제4 수용부들(311, 312, 313, 314)을 소통시 키기 위한 홀들(311a, 312a, 313a)이 형성된다.

상기 홀들(311a, 312a, 313a)은 상기 제1 및 제2 광신호들(301, 302)이 입출력되는 광경로 상에 형성됨으로써 상기 제1 및 제2 광신호들(301, 302)이 상기 하우징(310) 내부를 통해서 상기 제1 내지 제4 수용부 각각(311, 312, 313, 314)으로 입출력될 수 있도록 한다.

상기 광섬유 페롤(350)은 상기 제2 수용부(312)에 수용되며, 상기 제2 광신호(302)를 상기 양방향 광송수신 모듈의 내부에 입력시키고, 상기 제1 광신호(301)를 상기 양방향 광송수신 모듈의 외부로 출력시키기 위한 광섬유(351)와, 상기 광섬유(351)를 지지하고 상기 제2 수용부(312)에 고정시키기 위한 스터브(Stub, 352)를 포함한다.

도 4는 도 3에 도시된 블록만을 나타내기 위한 도면이다. 도 4를 참조하면, 상기 블록(320)은 상기 제4 수용부(314)에 수용되며 상기 제1 광신호(301)를 상기 제2 수용부(312)로 출력시키고, 상기 광섬유(351)로부터 입력받은 상기 제2 광신호(302)를 상기 제1 광신호(301)의 광경로에 대해서 기설정된 각도로 반사시키기 위한 필터(370)와, 상기 필터(370)에서 반사된 상기 제2 광신호(302)를 상기 광수신기(340)로 반사시키기 위한 반사경(360)을 지지한다. 상기 블록(320)은 상기 필터(370)와 상기 반사경(360) 등이 광축 정렬된 후에 상기 하우징(310)의 제4 수용부(314)에 수용된다. 즉, 상기 블록(320)은 상기 하우징(310)에 조립됨으로써 상기 필터(370)와 반사경(360)의 광축 정렬 및 검사 등이 용이하다.

상기 블록(320)은 상기 제1 및 제2 광신호(301, 302)를 진행시키기 위해서 상기 제1 및 제2 광신호들(301, 302)의 경로 상에 가이드들(321a, 321b)이 형성된 구조로도 적용 가능하다.

상기 필터(370)는 파장 분할 다중 필터(WDM Filter)등을 사용할 수 있으며, 상기 제1 및 제2 광신호(301, 302)가 입력되는 입사면이 상기 제1 광신호(301)의 광경로에 대해서 기설정된 각도를 갖도록 상기 블록(320) 상에 광축 정렬된다.

상기 제1 렌즈계(303)는 상기 광송신기(330)와 상기 필터(370) 사이의 하우징(310)에 고정됨으로써 상기 제1 광신호(301)를 시준화시켜서 상기 필터(370)로 출력한다.

상기 제2 렌즈계(304)는 상기 광섬유 페롤(350)과 상기 필터(370) 사이에 위치되도록 상기 하우징(310)에 고정됨으로써 상기 제1 광신호(301)를 상기 광섬유(351)의 일단에 수렴시키고, 상기 광섬유(351)로부터 입력받은 상기 제2 광신호(302)를 시준화시켜서 상기 필터(370)로 출력한다.

상기 제3 렌즈계(305)는 상기 광수신기(340)와 상기 반사경(360) 사이에 위치되도록 상기 하우징(310)에 고정됨으로써 상기 제2 광신호(302)를 상기 광수신기(340)로 수렴시킨다. 상기 제1 내지 제3 렌즈계들(303, 304, 305) 각각은 지지 부재에 의해서 상기 하우징(310)에 고정된다.

도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 양방향 광송수신 모듈의 구성을 나타내기 위한 도면이다. 도 5를 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 양방향 광송수신 모듈은 제1 광신호를 생성하기 위한 티오-캔 구조의 광송신기(420)와, 제2 광신호들을 각 파장에 따라서 검출해내기 위한 티오-캔 구조를 갖는 하나 이상의 광수 신기들(430-1, 430-2)과, 하우징(520)과, 하나 이상의 블록들(510-1, 510-2)을 포함한다. 즉, 본 발명의 제2 실시예는 상기 제2 광신호가 상호 다른 파장을 갖는 복수의 채널들로 이루어져 있을 경우에, 상기 각 채널들을 파장에 따라서 검출해낼 수 있는 양방향 광송수신 모듈의 구성을 나타낸다.

상기 하우징(520)은 상기 광송신기(420)와, 상기 광수신기들(430-1, 430-2)과, 상기 광섬유 페롤(450)을 수용하기 위한 제1 내지 제4 수용부(521, 522, 523-1, 523-2, 524)들과, 상기 제1 내지 제4 수용부들(521, 522, 523-1, 523-2, 524)을 소통시키기 위한 홀들(521a, 522a, 523a, 523b)이 형성된다.

상기 제1 수용부(521)는 상기 광송신기(420)를 수용하고, 상기 제1 수용부(521)에 대향되게 위치된 상기 제2 수용부(522)에는 상기 광섬유 페롤(450)이 수용된다. 상기 제3 수용부들(523-1, 523-2)은 상기 광수신기들(430-1, 430-2)에 일대일 대응되는 복수개로서 해당 광수신기(430-1, 430-2)가 수용되고, 상기 하우징(520) 하측에 형성된다. 상기 제4 수용부(524)는 상기 제3 수용부들에(523-1, 523-2) 대향되는 위치에 형성되며, 상기 광수신기들(430-1, 430-2) 각각에 대응되는 해당 블록(510-1, 510-2)이 수용된다.

상기 광수신기들(430-1, 430-2)은 티오-캔 구조로서 제2 광신호들을 이루는 채널들에 일대일 대응되며, 상기 각 채널을 검출해낸다.

상기 각 블록(510-1, 510-2)은 상기 제4 수용부(524)에 수용되며, 상기 제1 광신호를 상기 제2 수용부(522)로 출력하고, 상기 광섬유(451)를 통해서 입력된 해당 제2 광신호를 상기 제1 광신호의 광경로에 대해서 기설정된 각도로 반사시키기 위한 필터들(511-1, 511-2)과, 해당 필터(511-1, 511-2)에서 반사된 상기 제2 광신호를 해당 광수신기(430-1, 430-2)로 반사시키기 위한 해당 반사경(512-1, 512-2)을 지지한다.

즉, 본 발명에 따른 양방향 광송수신기 모듈은 상기 제2 광신호를 이루는 상호 다른 파장의 채널들 수에 따라서 하나 이상의 블록들과, 상기 블록들에 일대일 대응되는 복수의 광수신기들을 포함한 구조로도 적용할 수 있다.

본 발명은 필터와 반사경을 하나의 블록에 집적하고, 광송신기와 광수신기와 광섬유 페롤 등이 집적된 하우징과 조립해서 양방향 광송수신 모듈을 구성함으로써 필터와 반사경의 광축 정렬이 용이하다는 이점이 있다. 더욱이, 필터와 반사경을 별도의 블록에 집적시킴으로써 불량 발생시 대응이 용이하고, 각 부품의 검사가 용이한 이점이 있다.

Claims

양방향 광송수신 모듈에 있어서,

제1 광신호를 생성하기 위한 티오-캔 구조의 광송신기와;

제2 광신호를 검출하기 위한 티오-캔 구조의 광수신기와;

상기 광송신기가 수용되는 제1 수용부와, 상기 제1 수용부에 대향되는 위치의 제2 수용부와, 상기 광수신기가 수용되며 그 하측에 형성된 제3 수용부와, 상기 제3 수용부에 대향되는 위치의 제4 수용부와, 상기 제1 내지 제4 수용부들을 소통시키기 위한 홀들을 갖는 하우징과;

상기 제2 수용부에 수용되며, 상기 제2 광신호를 상기 양방향 광송수신 모듈의 내부에 입력시키고, 상기 제1 광신호를 상기 양방향 광송수신 모듈의 외부로 출력시키는 광섬유를 지지하기 위한 광섬유 페롤과;

상기 제4 수용부에 수용되며, 상기 제1 광신호를 상기 제2 수용부로 출력하고, 상기 광섬유로부터 입력된 상기 제2 광신호를 상기 제1 광신호의 광경로에 대해서 기설정된 각도로 반사시키기 위한 필터와, 상기 필터에서 반사된 상기 제2 광신호를 상기 광수신기로 반사시키기 위한 반사경을 지지하기 위한 블록을 포함함을 특징으로 하는 양방향 광송수신 모듈.
제1 항에 있어서, 상기 광섬유 페롤은,

상기 광섬유를 지지하며, 상기 하우징의 제2 수용부에 상기 광섬유를 고정시키기 위한 스터브를 더 포함함을 특징으로 하는 양방향 광송수신 모듈.
제1 항에 있어서,

상기 필터는 파장 분할 다중 필터를 포함함을 특징으로 하는 양방향 광송수신 모듈.
제1 항에 있어서,

상기 블록은 상기 제1 및 제2 광신호를 진행시키기 위해서 상기 제1 및 제2 광신호들의 경로 상에 형성된 가이드들을 더 포함함을 특징으로 하는 양방향 광송수신 모듈.
제 1항에 있어서, 상기 양방향 광송수신 모듈은,

상기 광송신기와 상기 필터 사이의 하우징에 고정됨으로써 상기 제1 광신호를 시준화시켜서 상기 필터로 출력하기 위한 제1 렌즈계와;

상기 광섬유 페롤과 상기 필터 사이의 하우징에 고정됨으로써 상기 제1 광신호를 상기 광섬유의 일단에 수렴시키고, 상기 광섬유로부터 입력받은 상기 제2 광 신호를 시준화시켜서 상기 필터로 출력하기 위한 제2 렌즈계와;

상기 광수신기와 상기 반사경 사이의 하우징에 고정됨으로써 상기 제2 광신호를 상기 광수신기로 수렴시키기 위한 제3 렌즈계를 더 포함함을 특징으로 하는 양방향 광송수신 모듈.
양방향 광송수신 모듈에 있어서,

제1 광신호를 생성하기 위한 티오-캔 구조의 광송신기와;

제2 광신호들을 각 파장에 따라서 검출해내기 위한 티오-캔 구조를 갖는 하나 이상의 광수신기들과;

상기 광송신기가 수용되는 제1 수용부와, 상기 제1 수용부에 대향되는 위치의 제2 수용부와, 상기 각 광수신기가 수용되며 그 하측에 형성된 하나 이상의 제3 수용부와, 상기 제3 수용부에 대향되는 위치의 제4 수용부와, 상기 제1 내지 제4 수용부들을 소통시키기 위한 홀들을 갖는 하우징과;

상기 제2 수용부에 수용되며, 상기 제2 광신호들을 상기 양방향 광송수신 모듈의 내부에 입력시키고, 상기 제1 광신호를 상기 양방향 광송수신 모듈의 외부로 출력시키는 광섬유를 지지하기 위한 광섬유 페롤과;

상기 제4 수용부에 수용되며, 상기 제1 광신호를 상기 제2 수용부로 출력하고, 상기 광섬유로부터 입력된 해당 제2 광신호를 상기 제1 광신호의 광경로에 대해서 기설정된 각도로 반사시키기 위한 필터와, 상기 필터에서 반사된 상기 제2 광 신호를 상기 광수신기로 반사시키기 위한 반사경을 지지하기 위한 하나 이상의 블록들을 포함함을 특징으로 하는 양방향 광송수신 모듈.
제 6항에 있어서,

상기 양방향 광송수신 모듈은 상기 광수신기들에 일대일 대응되는 복수의 블록들을 포함함을 특징으로 하는 양방향 광송수신 모듈.
제 6항에 있어서, 상기 양방향 광송수신 모듈은,

상기 광송신기와 상기 필터 사이의 하우징에 고정됨으로써 상기 제1 광신호를 시준화시켜서 해당 필터로 출력하기 위한 제1 렌즈계와;

상기 광섬유 페롤과 상기 필터 사이의 하우징에 고정됨으로써 상기 제1 광신호를 상기 광섬유의 일단에 수렴시키고, 상기 광섬유로부터 입력받은 상기 제2 광신호를 시준화시켜서 해당 필터로 출력하기 위한 제2 렌즈계와;

해당 광수신기와 해당 반사경 사이의 하우징에 고정됨으로써 해당 제2 광신호를 상기 광수신기로 수렴시키기 위한 하나 이상의 제3 렌즈계들을 더 포함함을 특징으로 하는 양방향 광송수신 모듈.