KR100454972B1

KR100454972B1 - 광학소자의 수동정렬 장치

Info

Publication number: KR100454972B1
Application number: KR10-2002-0087982A
Authority: KR
Inventors: 최용환
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2002-12-31
Filing date: 2002-12-31
Publication date: 2004-11-06
Anticipated expiration: 2022-12-31
Also published as: KR20040061695A

Abstract

본 발명은 베이스 플레이트, 상기 베이스 플레이트 상에 안착되어 광학소자가 고정위치를 제공하는 서브 마운트 및 상기 광학소자와 광축정렬시키기 위한 렌즈를 지지하는 렌즈 홀더를 구비하는 광학소자의 수동정렬 장치에 있어서, 상기 서브 마운트는, 일단면에 상기 렌즈가 밀착, 고정되는 렌즈 홈이 형성되고, 상면에는 상기 렌즈 홈으로부터 소정 거리만큼 이격된 위치에서 상기 광학소자가 고정된 광학소자의 수동정렬 장치를 개시한다. 상기와 같은 구성의 광학소자 수동정렬 장치는 서브 마운트 상에 이미 정밀가공된 광학소자의 고정홈과 렌즈 홈 상에 광학소자와 렌즈를 고정시켜 광축 정렬을 실시하게 되므로, 광축 정렬이 용이하고, 광축 정렬에 소요되는 시간을 단축할 수 있게 되었다. 또한, 종래 기술과는 다르게 새들을 사용하지 않고 렌즈 홀더를 베이스 플레이트 상에 직접 레이저 용접 등을 통해 고정시키는 구성이기 때문에 광학소자의 광축 정렬이 용이한 장점이 있다.

Description

광학소자의 수동정렬 장치{PASSIVE ALIGNMENT DEVICE FOR OPTICAL ELEMENT}

본 발명은 광학소자에 관한 것으로, 레이저 다이오드(LD) 등의 광학소자를 광섬유 또는 PLC(Planar Lightwave Circuit) 등 다른 광학소자와 접속시키기 위한 수동정렬 장치에 관한 것이다.

광학소자를 광섬유 또는 PLC 등 다른 광학소자에 접속시키기 위해서는 광축간의 정확한 정렬이 필요하다. 통상적으로, 레이저 다이오드의 정렬을 위해서는 1㎛ 이내의 정밀도를 요구하게 된다. 이와 같이 광축을 정렬하기 위한 방법은 능동정렬(active alignment)과 수동정렬(passive alignment)로 나눌 수 있다. 능동정렬은 광신호를 켜놓은 상태에서 광세기를 관찰하면서 위치를 조절하여 최적의 정렬을 얻는 방법이다. 이 방법은 광소자를 동작시킨 상태에서 정렬을 하기 때문에 정렬 상태는 뛰어나지만 공정이 복잡하여 단가 상승 요인이 되는 단점이 있다. 반면, 수동정렬은 광소자를 동작시키지 않은 상태에서 광축 정렬을 수행하는 방법이다. 이 방법은 최적화된 광축의 정렬은 어려우나, 그 공정이 간단하므로 소자의 단가를 낮출 수 있는 장점이 있다.

도 1은 종래 기술의 실시 예에 따른 광학소자의 수동정렬 장치(100)를 나타내는 사시도이다. 도 1에 도시된 광학소자의 수동정렬 장치(100)는 레이저 다이오드 등 광신호를 출사하는 광학소자(106)와 출사된 광신호를 광섬유 또는 다른 광학소자로 집속시키는 렌즈(141)를 정렬시키는데 이용된다. 상기 수동정렬 장치(100)는 베이스 플레이트(base plate)(101), 서브 마운트(sub mount)(102), 칩 마운트(chip mount)(105), 새들(saddle)(103) 및 렌즈 홀더(lens holder)(104)를 구비한다.

상기 서브 마운트(102)는 상기 베이스 플레이트(101) 상에 고정되며, 광학소자(106)를 안착시키기 위한 칩 마운트(105)가 고정되는 고정홈(121)이 상면에 구비된다.

상기 새들(103)은 상기 베이스 플레이트(101) 상에 고정되며, 상기 베이스 플레이트(101)와 접촉하는 면(111)은 레이저 용접 등에 의해 견고하게 고정된다.

상기 렌즈 홀더(104)는 상기 새들(103) 상에 고정되며, 상기 새들(103)과 접촉하는 면(131)은 레이저 용접 등에 의해 견고하게 고정된다. 상기 새들(103)은 상기 렌즈 홀더(104)를 지지하면서, 상기 렌즈 홀더(104)를 상기 베이스 플레이트(101) 상에 고정시키는 매개체가 되는 것이다. 상기 렌즈 홀더(104) 상에 고정된 렌즈(141)는 상기 칩 마운트(105) 상에 고정된 광학소자(106)와 광축 정렬된다. 이때, 상기 렌즈(141)와 광학소자(106)는 일정 거리만큼 이격된 상태로 정렬된다. 상기 렌즈(141)와 광학소자(106)의 이격 거리(d)는 통상적으로 230㎛가 된다. 상기 렌즈 홀더(104)는 상기 서브 마운트(102)와 230㎛ 이격된 위치에 고정되고, 따라서, 상기 광학소자(106)는 상기 서브 마운트(102)의 전단에 고정된 구성이다.

그러나, 종래의 광학소자 정렬 장치에서 능동정렬 장치는 앞서 언급한 바와 같이, 정렬과정이 복잡할 뿐만 아니라, 고가의 장비를 필요로 한다는 문제점이 있다. 한편, 상기한 바와 같은 수동정렬 장치는 렌즈의 광신호 집속효율보다는 생산성 향상을 위한 구성임에도 불구하고, 베이스 플레이트 상에 홀더를 고정하기 위한 새들을 별도로 사용하기 때문에 생산성 향상에 크게 기여하지 못하고 있다. 또한,광학소자와 렌즈를 정렬하기 위해, 렌즈 홀더, 새들 등 다수의 부품을 사용하여 각각의 부품을 최적화된 위치에 정렬시켜야 하므로 광축정렬 과정이 복잡할 뿐만 아니라, 광신호 집속효율도 크게 저하되는 문제점이 있다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명의 목적은 공정을 단순화시켜 생산성 향상에 기여할 수 있는 광학소자의 수동정렬 장치를 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 광신호의 집속효율이 향상된 광학소자의 수동정렬 장치를 제공함에 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 베이스 플레이트, 상기 베이스 플레이트 상에 안착되어 광학소자가 고정위치를 제공하는 서브 마운트 및 상기 광학소자와 광축정렬시키기 위한 렌즈를 지지하는 렌즈 홀더를 구비하는 광학소자의 수동정렬 장치에 있어서, 상기 서브 마운트는,

일단면에 상기 렌즈가 밀착, 고정되는 렌즈 홈이 형성되고,

상면에는 상기 렌즈 홈으로부터 소정 거리만큼 이격된 위치에서 상기 광학소자가 고정된 광학소자의 수동정렬 장치를 개시한다.

도 1은 종래 기술의 실시 예에 따른 광학소자의 수동정렬 장치를 나타내는 사시도,

도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 광학소자의 수동정렬 장치를 나타내는 사시도,

도 3은 도 2에 도시된 수동정렬 장치의 서브 마운트를 나타내는 사시도,

도 4는 도 2에 도시된 수동정렬 장치를 나타내는 평면도,

도 5는 도 2에 4에 도시된 라인 A-A'을 따라 수동정렬 장치를 절개한 모습을 나타내는 단면도.

<도면의 주요 부호에 대한 설명>

200 : 수동정렬 장치 202 : 서브 마운트

221 : 고정홈 223 : 렌즈 홈

이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 광학소자의 수동정렬 장치(200)를 나타내는 사시도이고, 도 3은 도 2에 도시된 수동정렬 장치(200)의 서브 마운트(202)를 나타내는 사시도이며, 도 4는 도 2에 도시된 수동정렬 장치(200)를 나타내는 평면도이고, 도 5는 도 2에 4에 도시된 라인 A-A'을 따라 수동정렬 장치(200)를 절개한 모습을 나타내는 단면도이다.

도 2 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 광학소자의 수동정렬 장치(200)는 베이스 플레이트(201), 서브 마운트(202), 렌즈 홀더(204) 및 칩 마운트(205)를 구비한다.

상기 서브 마운트(202)는 상기 베이스 플레이트(201) 상에 고정되며, 도 3을 참조하면, 광학소자(206)를 안착시키기 위한 칩 마운트(205)가 고정되는 고정홈(221)이 상면에 구비되고, 전단에는 상기 렌즈 홀더(204)에 지지된 렌즈(241)가 결합되는 렌즈 홈(223)이 형성된다.

상기 렌즈 홀더(204)는 상기 베이스 플레이트(201) 상에 용접되며, 상기 서브 마운트(202)의 전단에 접촉된 상태로 고정된다. 상기 렌즈 홀더(204)는 상기 렌즈(241)를 지지하여, 상기 렌즈(241)와 광학소자(206)가 광축 정렬된 상태를 유지시켜 주는 것이다. 이때, 상기 렌즈(241)와 광학소자(206)는 일정 거리(D)만큼 이격된 상태로 정렬된다. 상기 렌즈(241)와 광학소자(206)의 이격 거리(D)는 230㎛임이 바람직하다. 한편, 상기 렌즈 홀더(204)는 상기 서브 마운트(202)에 접촉된 상태이고, 상기 렌즈(241)가 상기 서브 마운트(202)의 렌즈 홈(223)에 결합된 상태이므로 상기 광학소자(206)가 설치된 칩 마운트(205)는 상기 서브 마운트(202)의 전단으로부터 230㎛ 이격된 위치에 고정된다.

상기 렌즈(241)의 위치는 상기 서브 마운트(202)의 렌즈 홈(223)에 의해 결정되므로, 상기 서브 마운트(202)에 렌즈(241)를 고정하기 위한 별도의 수단이나 과정이 불필요하며, 단순히 상기 렌즈(241)를 렌즈 홈(223)에 결합시킨 상태에서 상기 렌즈 홀더(204)를 상기 베이스 플레이트(201) 상에 레이저 용접 등을 통해 고정시키는 것만으로 렌즈(241)와 광학소자(206)의 광축 정렬이 완료된다. 즉, 상기 서브 마운트(202) 상에 고정홈(221)과 렌즈 홈(223)을 정밀가공하여 상기 광학소자(206)가 고정된 칩 마운트(205)와 렌즈(241)의 위치를 결정한 후, 지정된 위치에 광학소자(206)와 렌즈(241)를 고정시키는 것으로 광축 정렬이 완료되는 것이다.

이상, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해서 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명하다 할 것이다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 광학소자의 수동정렬 장치는 서브 마운트 상에 이미 정밀가공된 고정홈과 렌즈 홈 상에 광학소자와 렌즈를 고정시켜 광축 정렬을 실시하게 되므로, 광축 정렬이 용이하고, 광축 정렬에 소요되는 시간을 단축할 수 있게 되었다. 또한, 종래 기술과는 다르게 새들을 사용하지 않고 렌즈 홀더를 베이스 플레이트 상에 직접 레이저 용접 등을 통해 고정시키는 구성이기 때문에 광학소자의 광축 정렬이 용이한 장점이 있다.

Claims

베이스 플레이트, 상기 베이스 플레이트 상에 안착되어 광학소자가 고정위치를 제공하는 서브 마운트 및 상기 광학소자와 광축정렬시키기 위한 렌즈를 지지하는 렌즈 홀더를 구비하는 광학소자의 수동정렬 장치에 있어서, 상기 서브 마운트는,

일단면에 상기 렌즈가 밀착, 고정되는 렌즈 홈이 형성되고,

상면에는 상기 렌즈 홈으로부터 소정 거리만큼 이격된 위치에서 상기 광학소자가 고정됨을 특징으로 하는 광학소자의 수동정렬 장치.
제1 항에 있어서,

상기 렌즈 홀더는 레이저 용접에 의해 상기 베이스 플레이트 상에 고정됨을 특징으로 하는 광학소자의 수동정렬 장치.