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KR20110050941A - 양방향 광 서브어셈블리 - Google Patents

양방향 광 서브어셈블리 Download PDF

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KR20110050941A
KR20110050941A KR1020090107547A KR20090107547A KR20110050941A KR 20110050941 A KR20110050941 A KR 20110050941A KR 1020090107547 A KR1020090107547 A KR 1020090107547A KR 20090107547 A KR20090107547 A KR 20090107547A KR 20110050941 A KR20110050941 A KR 20110050941A
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Abstract

필터의 정렬이 요구되지 않는 동시에 추가적인 광학 소자의 사용이 요구되지 않아 제작 단가가 낮고 및 소형화의 구현이 가능한 양방향 광 서브어셈블리가 개시된다. 본 발명에 따른 양방향 광 서브어셈블리는 광도파로가 구비되어 양방향 광 통신을 수행하는 것으로서, 광도파로는 수신 신호의 광 경로를 변환시켜 수광부로 입사시키는 광경로 변환부가 형성된 클래딩, 및 광경로 변환부로 수신 신호를 경로 변환시키는 필터가 내장되며 발광부로부터 나온 송신 신호를 통과시키는 코어를 포함하며, 클래딩에 코어가 수직 단면을 갖도록 코어와 수직 방향으로 관통홀이 형성된다. 따라서, 필터의 정렬 및 고정을 위한 공정이 불필요해지고, 추가적인 광학 소자를 요구하지 않으며, 저가화 및 소형화에 유리하다.
양방향, 광, 통신, 서브어셈블리, 광필터

Description

양방향 광 서브어셈블리{Bidirectional optical subassembly}
이 기술은 광 서브어셈블리에 관한 것으로, 보다 상세하게는 양방향으로 광을 송수신하기 위해 광학 필터가 내장되어 송수신 신호를 분리시키는 양방향 광 서브어셈블리에 관한 것이다.
일반적으로, 광 모듈은 광 신호를 처리할 수 있게 해주는 장치이다. 이러한 광 모듈에는 양방향으로의 신호처리를 수행하게 되는 트랜시버(Transceiver)가 있다.
종래의 양방향 광 통신 모듈은 도파로(Waveguide)를 이용하는 방식, 광섬유를 이용하는 방식 등으로 구현된다.
도파로를 이용한 양방향 광 통신 모듈은 모듈 내부에 외장형 필터가 설치된다. 이경우, 외장형 필터는 발광부에서 나오는 송신 신호를 통과시켜 도파로 코어로 전송시키며, 도파로 코어에서 나오는 수신 신호를 반사시켜 수광부에서 검출되게 한다.
또한, 광섬유를 이용한 양방향 광 통신 모듈은 광섬유가 중심축에 삽입된 광섬유 핀을 구비한다. 광섬유 핀의 단부는 경사지게 연마되며, 이와 같이 연마된 면 에 필터가 결합된다. 따라서, 발광부에서 나오는 송신 신호는 수직 반사되어 광섬유 코어로 결합되고, 반대방향의 수신 신호는 필터를 통과한 후 미러에 반사되어 수광부로 검출된다.
하지만, 종래의 도파로를 이용한 양방향 광 통신 모듈은 자유공간 광학계를 이용함에 따라 각 소자간의 공간 위치의 변화에 따른 광 결합효율이 저하되고, 외장형 필터를 사용함에 따라 필터의 정렬이 어렵고 모듈의 크기를 소형화하기 어렵다.
또한, 종래의 광섬유를 이용한 양방향 광 통신 모듈은 광섬유 핀의 경사진 단면에 필터를 형성하여 필터의 자유공간 정렬 문제를 해결하였으나, 수광부로의 신호 입사를 위해 추가로 벌크형 미러가 요구되며 여전히 소형화를 달성하기 어려운 구조이다.
이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명에서는 필터의 정렬이 요구되지 않는 동시에 추가적인 광학 소자의 사용이 요구되지 않아 제작 단가가 낮고 및 소형화의 구현이 가능한 양방향 광 서브어셈블리를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에 따른 양방향 광 서브어셈블리는 광도파로가 구비되어 양방향 광 통신을 수행하는 것으로서, 광도파로는 수신 신호의 광 경로를 변환시켜 수광부로 입사시키는 광경로 변환부가 형성된 클래딩, 및 광경로 변환부로 수신 신호를 경로 변환시키는 필터가 내장되며 발광부로부터 나온 송신 신호를 통과시키는 코어를 포함하며, 클래딩에 코어가 수직 단면을 갖도록 코어와 수직 방향으로 관통홀이 형성된다.
이 경우, 필터는 광의 진행이 상기 코어에서 이루어지는 코어모드로부터 광의 진행이 상기 클래딩에서 이루어지는 클래딩모드로 수신 신호의 흐름을 변환시킨다.
이 경우, 필터는 장주기 격자(LPG : Long Period Grating)로 구성된다.
또한, 광경로 변환부는 클래딩의 단면을 45˚ 연마하여 형성된 경사면일 수 있다.
또한, 양방향 광 서브어셈블리는 수광부로 입사되는 수신 신호의 결합효율을 향상시키는 제1렌즈를 더 구비할 수 있다.
또한, 양방향 광 서브어셈블리는 발광부로부터 나오는 송신 신호의 결합효율을 향상시키는 제2렌즈를 더 구비할 수 있다.
양방향 광 서브어셈블리는 필터가 광도파로에 내장되어 있어, 필터의 정렬 및 고정을 위한 공정이 불필요해진다.
또한, 양방향 광 서브어셈블리는 광도파로의 구조 및 관통홀의 형성을 통해 송신 신호 및 수신 신호가 분리되므로 추가적인 광학 소자를 요구하지 않는다.
이에 따라, 양방향 광 서브어셈블리는 저가화가 유리하고 소형화가 가능해질 수 있다.
이하 첨부된 도면에 따라서 양방향 광 서브어셈블리의 기술적 구성을 상세히 설명하면 다음과 같다.
우선 일반적인 양방향 광 서브어셈블리의 구성을 설명하며, 이후에 이와 구별되는 본 발명에 따른 양방향 광 서브어셈블리의 구성을 후술하기로 한다.
도 1은 일반적인 광도파로를 이용한 광 서브어셈블리의 측단면도이다.
도 1을 참조하면, 광도파로를 이용한 양방향 광 서브어셈블리는 모듈 내부에 외장형 필터(14)가 삽입된다. 발광부(LD:Laser Diode,12)로부터 나오는 송신 신호(121)는 필터(14)를 통과해서 도파로 코어(13)로 전송된다. 또한, 도파로 코어(13)에서 나오는 수신 신호(111)는 필터(14)에서 반사되어 수광부(PD:Photo Diode,11)로 검출된다.
도 2는 일반적인 광섬유를 이용한 광 서브어셈블리의 측단면도이다.
도 2를 참조하면, 광섬유를 이용한 양방향 광 서브어셈블리는 광섬유 핀(23)을 구비한다. 광섬유 핀(23)의 중앙에 형성된 중심축에는 광섬유(231)가 삽입된다. 광섬유 핀(23)은 그 단부가 경사지게 연마되고, 이와 같이 연마된 단부에 파장 선택적인 필터(24)가 결합된다. 따라서, 발광부(22)에서 나오는 송신 신호는 필터(24)에 의해 수직 반사되어 광섬유(231) 코어로 결합되고, 반대방향으로 나오는 수신 신호는 필터(24)를 통과한 후 미러(25)에 반사되어 수광부(21)로 검출된다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 광 서브어셈블리의 측단면도이고, 도 4는 도 3의 실시 예에 따른 광 서브어셈블리의 평면도이며, 도 5는 도 3의 실시 예에 따른 광 서브어셈블리의 동작을 설명하기 위한 참조도이다.
도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 양방향 광 서브어셈블리는 광도파로(4)를 구비하여, 양방향으로 광 통신을 수행한다.
광도파로(4)는 클래딩(41), 및 코어(42)를 포함한다.
클래딩(41)은 광경로 변환부(411)를 구비한다. 광경로 변환부(411)는 후술할 필터(421)에 의해 경로 변환된 수신 신호(431)의 광 경로를 변환시켜 수광부(43)로 입사시킨다.
코어(42)는 그 내부에 필터(421)가 내장된다. 필터(421)는 코어(42)를 통해 전달되는 수신 신호(431)를 광경로 변환부(411)를 향해 경로 변환시킨다. 또한, 코어(42)는 발광부(44)로부터 나온 송신 신호(441)가 통과되도록 구성됨으로써, 양방 향 광 통신이 이루어진다.
이 경우, 광경로 변환부(411)는 경사면일 수 있다. 이와 같은 경사면은 클래딩(41)의 단면을 45˚ 연마하여 형성될 수 있다. 따라서, 수신 신호(431)는 경사면에 의해 수직으로 반사되어 수광부(43)로 입사된다.
또한, 코어(42)는 발광부(44)로부터 나온 송신 신호(441)가 통과될 수 있도록 수직 단면(422)을 갖는다.
이와 같은 수직 단면(422)은 클래딩(41)에 관통홀(412)을 형성시켜 이루어질 수 있다. 관통홀(412)은 코어(42)가 수직 단면(422)을 갖도록 코어(42) 방향, 즉 송신 신호(441)의 진행 방향에 대해 수직 방향으로 클래딩(41)에 형성된다.
정리하면, 필터(421)가 광도파로(4) 내에 내장됨에 따라, 필터의 정렬 및 고정을 위한 공정이 생략될 수 있다. 즉, 이와 같은 구조는 일반적인 광도파로를 이용한 양방향 광 서브어셈블리의 구조와 비교하여 필터의 정렬이 필요없으며, 일반적인 광섬유를 이용한 양방향 광 서브어셈블리의 구조와 비교하여 미러 등의 추가적인 광학 소자가 불필요하다.
또한, 발광부(44)로부터 나온 송신 신호(441)가 충분한 광파워를 가질 수 있다. 그 이유를 설명하면, 코어(42)의 단면이 경사지게 형성되면 발광부(44)로부터 나온 송신 신호(441)가 코어(42) 단부의 경사면에 의해 대부분 반사되어 충분한 광파워를 송신하기 어렵기 때문이다. 또한, 제작상의 문제로 인해 코어(42)의 단부는 수직 단면을 유지하면서 클래딩(41)의 단부만을 45˚로 경사지게 연마하는 것은 어렵다.
결국, 클래딩(41)에 관통홀(412)을 형성시킴으로써, 코어(42)는 수직 단면(422)을 가지면서 클래딩(41)의 단부는 경사지게 형성되는 것이 가능해진다.
또한, 필터(421)는 코어모드인 수신 신호(431)를 클래딩모드로 변환시키도록 구현되는 것이 바람직하다. 즉, 필터(421)는 장주기 격자(LPG : Long Period Grating)로 구성될 수 있다. 이 경우, 코어모드는 광의 진행이 코어(42)에서 이루어지는 것이며, 클래딩모드는 광의 진행이 클래딩(41)에서 이루어지는 것을 말한다.
또한, 양방향 광 서브어셈블리는 제1렌즈를 더 구비할 수 있다. 제1렌즈는 수광부(43)로 입사되는 수신 신호(431)의 결합효율을 향상시키도록 수광부(43)의 전방에 배치될 수 있다.
또한, 양방향 광 서브어셈블리는 제2렌즈를 더 구비할 수 있다. 제2렌즈는 발광부(44)로부터 나오는 송신 신호(441)의 결합효율을 향상시키도록 발광부(44)의 전방에 배치될 수 있다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 일 실시 예에 따른 양방향 광 서브어셈블리의 작동을 설명한다.
도 5를 참조하면, 수신 신호(431)는 코어(42)를 통해 전달되다가 장주기 격자로 구성된 필터(421)에 의해 클래딩모드로 변환된다. 이러한 클래딩모드는 전파되다가 클래딩(41)의 단부에 45˚ 경사로 연마된 광경로 변환부(411)에 의하여 수직으로 전반사되어 수광부(43)로 입사된다.
또한, 송신 신호(441)는 발광부(44)로부터 나와 관통홀(412)에 의해 형성된 수직 단면(422)을 통해 코어(42)로 입사되어 송신된다.
지금까지, 양방향 광 서브어셈블리는 도면에 도시된 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당업자라면 누구든지 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
도 1은 일반적인 광도파로를 이용한 광 서브어셈블리의 측단면도.
도 2는 일반적인 광섬유를 이용한 광 서브어셈블리의 측단면도.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 광 서브어셈블리의 측단면도.
도 4는 도 3의 실시 예에 따른 광 서브어셈블리의 평면도.
도 5는 도 3의 실시 예에 따른 광 서브어셈블리의 동작을 설명하기 위한 참조도.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
4 : 광도파로 41 : 클래딩
411 : 광경로 변환부 412 : 관통홀
42 : 코어 421 : 필터
422 : 수직단면 43 : 수광부
431 : 수광 신호 44 : 발광부
441 : 발광 신호

Claims (6)

  1. 수신 신호의 광 경로를 변환시켜 수광부로 입사시키는 광경로 변환부가 형성된 클래딩; 및
    상기 광경로 변환부로 수신 신호를 경로 변환시키는 필터가 내장되며 발광부로부터 출력된 송신 신호를 통과시키는 코어;를 포함하는 광도파로를 구비하며,
    상기 클래딩에, 상기 코어가 송신 신호의 진행방향에 대해 수직 단면을 갖도록 상기 코어와 수직 방향으로 관통홀이 형성된 양방향 광 통신을 수행하는 광 서브어셈블리.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 필터는,
    광의 진행이 상기 코어에서 이루어지는 코어모드로부터 광의 진행이 상기 클래딩에서 이루어지는 클래딩모드로 수신 신호의 흐름을 변환시키는 양방향 광 통신을 수행하는 광 서브어셈블리.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 필터는 장주기 격자(LPG : Long Period Grating)로 구성된 양방향 광 통신을 수행하는 광 서브어셈블리.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 광경로 변환부는 상기 클래딩의 단면을 45˚ 연마하여 형성된 경사면인 양방향 광 통신을 수행하는 광 서브어셈블리.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 수광부로 입사되는 수신 신호의 결합효율을 향상시키는 제1렌즈를 더 구비하는 양방향 광 통신을 수행하는 광 서브어셈블리.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 발광부로부터 나오는 송신 신호의 결합효율을 향상시키는 제2렌즈를 더 구비하는 양방향 광 통신을 수행하는 광 서브어셈블리.
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