KR101041570B1

KR101041570B1 - 광통신 모듈

Info

Publication number: KR101041570B1
Application number: KR1020090078261A
Authority: KR
Inventors: 임권섭; 강현서; 고재상
Original assignee: 한국전자통신연구원
Priority date: 2009-08-24
Filing date: 2009-08-24
Publication date: 2011-06-15
Anticipated expiration: 2029-08-24
Also published as: US20110044696A1; US8265486B2; KR20110020578A

Abstract

하나의 광섬유를 이용해서 양방향 통신 또는 다중화 통신이 가능한 광통신 모듈을 개시한다. 플랫폼에는 상하로 관통하는 관통 홀이 형성된다. 광수신부는 플랫폼에 실장되는 것으로, 수광소자를 구비한다. 광송신부는 플랫폼에 실장되는 것으로, 발광소자를 구비한다. 광필터부는 플랫폼의 한 면에 관통 홀에 대응되게 실장되는 것으로, 발광소자로부터 출력된 출력광을 광선로로 전달하며, 광선로를 통해 입력된 입력광을 수광소자로 전달한다. 수광소자와 발광소자 중 어느 하나는 플랫폼의 한 면에 광필터부를 사이에 두고 광선로의 반대쪽에 실장되며, 다른 하나는 플랫폼의 다른 면에 관통 홀과 대응되게 실장된다. 이에 따라, 모듈화 비용을 줄이고 광학적 또는 전기적 누화를 최소화할 수 있으며, 광 결합효율을 극대화할 수 있다.

Description

광통신 모듈{Optical communication module}

본 발명은 광통신 모듈에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 하나의 광섬유를 이용해서 양방향 통신 또는 다중화 통신이 가능한 광통신 모듈에 관한 것이다.

종래의 양방향 광송수신 모듈은, 하나의 금속 하우징 내에 광필터를 실장하고, 금속 하우징에 티오-캔(TO-CAN) 기반의 광송신 패키지와 광수신 패키지를 각각 능동 정렬한 후 레이저 용접기(welder)로 고정시킨 구조를 갖는 것이 일반적이다.

이러한 양방향 광송수신 모듈은 2개의 티오-캔 기반의 패키지들을 레이저 용접기에 의해 능동 정렬하므로, 최대 광 결합효율을 얻을 수 있지만, 공정 단계가 많아져서 양산성이 현저히 떨어지는 단점이 있다.

또한, US 7,013,056, US 7,040,816, US 2006/0115207, US 2006/0110094 특허들의 경우, 실리콘 광학벤치(Silicon Optical Bench; SiOB) 등의 기판에 V-홈(V-groove) 또는 홈을 형성한 후, 렌즈 또는 광필터 등을 실장한다. 그리고, 일반적으로, 45도 광필터를 이용하여, 광송신부의 출력 광신호는 광필터를 투과하고, 입력 광신호는 광필터의 45도 경사면에서 반사되어 90도의 직각 광경로로 변환된다. 변환된 입력 광신호는 SiOB의 V-홈의 경사면에서 반사되어 광수신부로 결합되는 구 조를 가지고 있다.

그러나, 종래의 제안된 방법의 경우, 동일 기판 상면에 광송신부와 광수신부가 모두 실장되어 있어 광학적/전기적 누화(cross-talk)가 심할 뿐만 아니라, SiOB의 V-홈의 경사면을 이용하여 광 결합되기 때문에 결합효율이 낮고 정렬 허용오차(tolerance)가 작은 문제가 있을 수 있다.

그리고, 전술한 양방향 광송수신 모듈이 고속신호전송에 적용될 경우, 전술한 누화가 더욱 심할 수 있다. 또한, 광수신부의 포토다이오드 칩의 활성영역이 작아서 광수신부와 광필터의 결합효율이 더욱 나빠지기 때문에, 고속신호전송에 적합하지 않은 문제점이 있다.

본 발명의 과제는 모듈화 비용을 줄이고 광학적 또는 전기적 누화를 최소화할 수 있으며, 광 결합효율을 극대화할 수 있는 광통신 모듈을 제공함에 있다.

상기의 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 예에 따른 광통신 모듈은, 상하로 관통하는 관통 홀이 형성된 플랫폼; 상기 플랫폼에 실장되는 것으로, 수광소자를 구비한 광수신부; 상기 플랫폼에 실장되는 것으로, 발광소자를 구비한 광송신부; 및 상기 플랫폼의 한 면에 상기 관통 홀에 대응되게 실장되는 것으로, 상기 발광소자로부터 출력된 출력광을 광선로로 전달하며, 상기 광선로를 통해 입력된 입력광을 상기 수광소자로 전달하는 광필터부;를 포함하며, 상기 수광소자와 발광소자 중 어느 하나는 상기 플랫폼의 한 면에 상기 광필터부를 사이에 두고 상기 광선로의 반대쪽에 실장되며, 다른 하나는 상기 플랫폼의 다른 면에 상기 관통 홀과 대응되게 실장된다.

본 발명의 다른 예에 따른 광통신 모듈은, 상하로 각각 관통하고 광선로를 통한 광입력 또는 광출력 방향과 나란하게 배열되는 복수 개의 관통 홀들이 형성된 플랫폼; 서로 다른 파장통과 대역을 갖고 상기 플랫폼의 한 면에 상기 관통 홀들에 대응되게 실장되는 광필터부들; 및 상기 광필터부들 중 상기 광선로와 가장 가까운 광필터부와 상기 광선로 사이에 배치되는 렌즈;를 포함하며, 상기 플랫폼의 다른 면에는 상기 관통 홀들에 대응되게 수광소자나 발광소자가 각각 실장된다.

본 발명에 따르면, 광통신 모듈은 양방향 통신이 가능하면서 광송신부의 발광소자와 광수신부의 수광소자 중 어느 하나를 먼저 수동 정렬하고, 다른 하나를 능동 정렬할 수 있는 구조로 이루어질 수 있으므로, 공정 단계를 줄여 모듈화 비용이 절감될 수 있다.

또한, 광 결합효율을 더욱 향상시키기 위해 필요시 광송신부와 광수신부 모두 능동 정렬할 수 있다. 또한, 플랫폼에 형성되는 경우 다양한 형태가 가능하며, 특히 경사면을 갖는 관통 홀을 형성할 경우 광 결합효율을 향상시킬 수 있다.

그리고, 본 발명에 따르면, 플랫폼의 양면에 광수신부와 광송신부가 나뉘어 배치될 수 있으므로, 광학적 또는 전기적 누화가 최소화되어 고속신호전송에 적용 가능할 수 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 트리플렉서 형태로 양방향 통신이 가능한 모듈이나, 다중화 통신이 가능한 모듈 등에 폭넓게 적용 가능하다.

이하 첨부된 도면을 참조하여, 바람직한 실시예에 따른 본 발명을 상세히 설명하기로 한다. 설명의 편의를 위해, 바람직한 일 실시예로 실리콘 웨이퍼를 이용한 광통신 모듈에 대해 예시하기로 한다. 실리콘 웨이퍼를 이용한 플랫폼은 광학 렌즈 또는 광필터 등을 실장하기 위해 습식 식각 방법을 이용한 실리콘 광학벤치(Silicon Optical Bench; SiOB)를 이용하는 것이 바람직하다. 이러한 실리콘 광학벤치를 이용한 플랫폼의 양 면에 각각 광송신부와 광수신부를 실장하고, 습식 식 각으로 형성되는 홈(groove)에 광학 렌즈 또는 광필터 등을 배치한 구조를 갖는다.

실리콘 광학벤치를 이용한 플랫폼은 광선로의 일측에 배치되며, 상하로 관통하는 관통 홀이 형성된다. 광필터부는 플랫폼의 한 면에 관통 홀에 대응되게 실장된다. 양방향 광통신 모듈의 경우, 어느 한 파장은 광필터부를 투과하여 진행되고, 다른 파장은 광필터부에서 반사되어 진행된다. 필요시 광학 렌즈, 광 아이솔레이터(isolator), 써미스터(thermistor) 및 TEC(thermoelectric cooler), 수동소자 등을 사용하는 것이 바람직하다. 특히, 광학 렌즈의 경우 패키지(package)에 실장되어 있는 것을 사용할 수 있으며, 이 경우 플랫폼의 사이즈를 소형화할 수 있는 장점이 있다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 광통신 모듈에 대한 단면도이다.

도 1에 도시된 광통신 모듈(100)은, 양방향으로 광을 동시에 송수신할 수 있는 것으로, 광선로(110)와, 플랫폼(120)과, 광수신부(130)와, 광송신부(140)와, 광필터부(150), 및 광선로 집속렌즈(160)를 포함한다. 광선로 집속렌즈(160)의 경우 플랫폼(120)이 아닌 패키지에 실장되어 사용하는 것이 바람직하다.

광선로(110)는 광통신에 이용되는 것으로, 광 파이버 또는 스터브(stub)일 수 있다. 여기서, 광선로(110)는 외부로부터 입력광(λ₁)을 전달받아서 광수신부(130)로 전송할 수 있고, 광송신부(140)로부터 출력된 출력광(λ₂)을 전달받아서 외부로 전송할 수 있다.

플랫폼(120)은 광선로(110)의 일측에 배치된다. 플랫폼(120)은 윗면 일부와 아랫면 일부를 다양한 방법에 의해 오목하고 편평한 형태로 형성될 수 있으며, 습식 식각 방법이 바람직하다. 플랫폼(120)에는 상하로 관통하는 관통 홀(122)이 형성된다. 관통 홀(122)은 습식 식각 방법에 의해 형성되는 것이 바람직하다.

플랫폼(120)과 관통 홀(122)이 고가의 건식 식각 방법이 아닌 습식 식각 방법에 의해 제조되면, 양산성을 높여 저가격화를 실현하는데 유리할 수 있다. 그러나, 이에 한정되지 않고, 플랫폼(120)과 관통 홀(122)이 건식 식각 방법에 의해 형성되는 것도 가능하다. 그리고, 관통 홀(122)은 레이저 드릴링 등의 다양한 방법에 의해 형성되는 것도 가능하다.

광수신부(130)는 플랫폼(120)에 실장된다. 광수신부(130)는 수광소자(131)를 구비한다. 수광소자(131)로는 포토 다이오드 등이 이용될 수 있다. 수광소자(131)는 플랫폼(120)의 아랫면에 관통 홀(122)과 대응되게 실장된다. 여기서, 수광소자(131)의 활성영역(131a, 도 3 참조)은 관통 홀(122)에 일치하도록 배치된다. 수광소자(131)은 솔더(solder, 101) 등에 의해 플랫폼(120)에 실장될 수 있다.

한편, 광수신부(130)는 수광소자(131)로부터 생성된 전류를 증폭하는 증폭기(132)를 더 구비할 수도 있다. 이 경우, 증폭기(132)는 플랫폼(120)의 아랫면에 형성된 수용 홈(123)에 일부 또는 전제가 수용되어 실장될 수 있다. 이는 플랫폼(120)의 두께를 줄이고, 고속 신호 전송을 위한 본딩 와이어의 길이를 줄이기 위해서이다. 광수신부(130)는 노이즈 저감을 위한 수동소자를 더 포함할 수도 있다.

광송신부(140)는 플랫폼(120)에 실장된다. 광송신부(140)는 발광소자(141) 를 구비한다. 발광소자(141)로는 레이저 다이오드 등이 이용될 수 있다. 발광소자(141)는 플랫폼(120)의 윗면에 실장된다. 여기서, 발광소자(141)는 광필터부(150)를 사이에 두고 광선로(110)의 반대쪽에 위치된다.

발광소자(141)는 플랫폼(120)보다 높게 돌출된 돌출부(124)의 윗면에 실장되어 광선로(110)와 광 결합할 수 있다. 돌출부(124)는 광필터부(150)와 마주보는 면이 광필터부(150) 쪽으로 경사진 경사면(125)을 이루는 형태로 이루어질 수 있다.

한편, 돌출부(124)의 경사면(125)은 발광소자(141)와 광필터부(150) 사이의 거리를 줄이기 위해 생략된 구조를 가질 수도 있다. 광송신부(140)는 발광소자(141)의 광출력 제어를 위한 모니터링소자(142)를 더 구비할 수도 있다. 발광소자(141)와 광필터부(150) 사이에는, 도시하고 있지 않지만, 발광소자의 상대잡음세기 및 반사로 인한 노이즈 저감을 위한 광 아이솔레이터(isolator)가 더 구비될 수도 있다.

그리고, 광송신부(140)는 송신 매칭을 위한 매칭 저항, 노이즈 저감을 위한 인덕터, 및 온도 제어를 위한 써미스터 중 일부 또는 전체를 더 포함할 수 있다. 또한, 플랫폼(120)에 박막 또는 칩 형태의 수동소자 등을 증착하거나, 실장할 수 있다.

광필터부(150)는 플랫폼(120)의 윗면에 관통 홀(122)에 대응되게 실장된다. 광필터부(150)는 입사되는 광의 파장에 따라 광을 투과 또는 반사시키는 특성을 갖 는다. 이를 이용하면, 광필터부(150)는 발광소자(141)로부터 출력된 출력광(λ₂)을 투과시켜 광선로(110)로 전달하며, 광선로(110)를 통해 입력된 입력광(λ₁)을 반사시켜 수광소자(131)로 전달할 수 있다. 즉, 광필터부(150)는 서로 다른 광 파장들을 분기시킨다. 따라서, 하나의 광선로(110)만을 가지고도 양방향으로 동시에 통신 가능할 수 있다.

광선로 집속렌즈(160)는 광필터부(150)를 거친 출력광(λ₂)을 집속해서 광선로(110)로 전달하기 위한 것이다. 광선로 집속렌즈(160)는 광선로(110)와 광필터부(150) 사이에 배치된다.

다른 예로, 도시하고 있지는 않지만, 발광소자가 플랫폼(120)의 아랫면에 관통 홀(122)과 대응되게 실장되고, 수광소자가 돌출부(124)의 윗면에 실장되는 것도 가능하다. 이 경우, 수광소자는 에지-조명(edge-illuminated) 포토 다이오드가 이용되는 것이 바람직하다. 또는, 수광소자는 돌출부(124)의 경사면(125)에 의해 입력광(λ₁)이 반사되어 전달받을 수 있게 돌출부(124)의 윗면에 실장되어 광 결합할 수 있다.

전술한 광통신 모듈(100)은, 광송신부(140)의 발광소자(141)를 수동 정렬하고, 광수신부(130)의 수광소자(131)를 능동 정렬할 수 있는 구조로 이루어지므로, 공정 단계를 줄일 수 있다. 이에 따라, 모듈화 비용이 절감되며, 광 결합효율도 높일 수 있다. 또한, 플랫폼(120)의 양면에 광수신부(130)와 광송신부(140)가 나뉘어 배치되므로, 광학적 또는 전기적 누화를 최소화할 수 있다. 이에 따라, 고속 신호전송에 적용 가능할 수 있다.

한편, 도 2에 도시된 바와 같이, 관통 홀(122)의 내벽은 경사면(126)을 이룰 수 있다. 경사면(126)은 관통 홀(122)이 상부로 갈수록 점차 넓어지도록 경사진 형태를 가질 수 있다. 관통 홀(122)의 내벽이 경사면을 이루는 경우, 수광소자(131)로 전송되는 광의 빔 사이즈가 수광소자(131)의 활성영역(131a)보다 클 경우에도 경사면(126)에서 반사되어 수광소자(131)로 집속되는 효과가 있을 수 있다.

이에 따라, 광 결합효율이 극대화될 수 있다. 특히, 광통신 모듈(100)을 소형화할 경우, 광통신 모듈(100)의 두께가 작아지면 수광소자(131)의 활성영역(131a) 보다 빔의 단면 크기(Waist)가 커지게 되는 경우에 경사진 면을 이용하면 광 결합효율을 향상시킬 수 있다. 아울러, 정렬 허용오차(tolerance)가 커져서 정렬이 용이해질 수 있다. 또한, 관통 홀(122)에 발광소자(141)가 대응되어 실장되는 경우, 관통 홀(122)의 경사면(126)에 의해 개구수(numerical aperature)를 줄이는 효과를 얻을 수 있다.

전술한 예에 한정되지 않고, 관통 홀(122)은 도 3에 도시된 바와 더불어, 다양한 형태로 이루어지는 것도 가능하다. 즉, 관통 홀(122)은 (a)에 도시된 바와 같이 내벽이 경사면을 이룰 수도 있지만, (b)에 도시된 바와 같이, 내벽이 수직면을 이루어 상하로 동일한 폭을 가질 수 있다. 또한, 관통 홀(122)는 (c)에 도시된 바와 같이, 상측 내벽이 수직면을 이루고 하측 내벽이 경사면을 이루어 연결되거나, (d)에 도시된 바와 같이, 상측 내벽이 경사면을 이루고 하측 내벽이 수직면을 이루어 연결될 수 있다.

다시 도 2를 참조하면, 광필터부(150)는 육면체 형상으로 이루어지고, 내부에 필터면(151)을 구비할 수 있다. 필터면(151)은 수광소자(131)의 수광 면과 발광소자(141)의 광출사 방향에 대해 각각 45도 각도를 이루도록 형성될 수 있다. 광필터부(150)는 수광소자(131)를 향한 면에 차단 필터(block filter, 152)가 형성될 수 있다. 차단 필터(152)는 광학적 누화를 줄이기 위해 특정 파장 대역을 차단하기 위한 것이다.

그리고, 광필터부(150)는 발광소자(141)를 향한 면에 반사를 최소하기 위한 AR(anti-reflection) 코팅(153)을 추가할 수도 있다. 또한, 수광소자(131)와 광필터부(150) 사이에는 광수신 집속렌즈(180)가 더 구비될 수 있다. 광수신 집속렌즈(180)에 대한 설명은 후술하기로 한다.

또한, 도 4에 도시된 바와 같이, 광필터부(150')는 45도 면을 갖는 프리즘 형태의 구조체에 박막 필터 형태의 광학 필터(151')를 행-오버(hang-over) 형태로 부착하여 제조 가능하며, 이밖에 다양한 형태로 구현이 가능하다.

도 5에 도시된 바와 같이, 광선로 집속렌즈(160)는, 플랫폼(120)의 윗면에 형성된 안착 홈(127)에 안착될 수 있다. 안착 홈(127)은 광선로 집속렌즈(160)의 정렬 자유도를 하나 줄일 수 있는 범주에서 다양한 형상으로 이루어질 수 있다. 예컨대, 안착 홈(127)은 양쪽 내벽이 경사지고 저면이 평편한 형상을 갖거나, V-홈 등의 형상으로 이루어질 수 있다.

광선로 집속렌즈(160)는 도 1에 도시된 바와 같이 구형 렌즈(ball lens)로 이루어질 수 있지만, 광선로 집속렌즈(160')는 도 6에 도시된 바와 같이, 비구면 렌즈(aspheric lens)로 이루어질 수 있으며, 반구형 렌즈(half-ball lens) 등 다양한 형태의 렌즈를 사용할 수도 있다. 그리고, 광선로 집속렌즈(160')는 플랫폼(120)의 윗면에 형성된 안착 홈(127')에 안착될 수 있다.

도 7에 도시된 바와 같이, 발광소자(141)와 광필터부(150) 사이에는 조준렌즈(collimating lens, 170)가 더 구비되며, 수광소자(131)와 광필터부(150) 사이에는 광수신 집속렌즈(180)가 더 구비될 수 있다. 조준렌즈(170)는 발광소자(141)로부터 출력된 출력광(λ₂)을 평행광으로 만들어서 광필터부(150)로 전달하기 위한 것이다. 광수신 집속렌즈(180)는 앞서 설명한 바와 같이, 광필터부(150)를 거쳐 반사된 입력광(λ₁)을 집속해서 수광소자(131)로 전달하기 위한 것이다.

조준렌즈(170)는 반구형 렌즈로 이루어질 수 있으며, 이 경우 평면이 광필터부(150)를 향한 상태로 광필터부(150)의 한 면에 부착될 수 있다. 광수신 집속렌즈(180)는 반구형 렌즈로 이루어질 수 있으며, 이 경우, 광필터부(150)를 향한 상태로 관통 홀(122) 내에 실장되거나, 광필터부(150)의 한 면에 부착되어 플랫폼(120)에 광필터부(150)와 함께 실장될 수도 있다.

또한, 도 4에 도시된 광 필터부(150')를 사용할 경우에는, 광수신 집속렌즈(180)는 반구형 렌즈 또는 구형 렌즈를 사용하는 것이 바람직하다.

도 8에 도시된 바와 같이, 조준렌즈(170')는 비구면 렌즈로 이루어질 수 있다. 여기서, 조준렌즈(170')는 플랫폼(120)의 윗면에 형성된 안착 홈(128)에 안착될 수 있다. 도 9에 도시된 바와 같이, 조준렌즈(170')가 안착 홈(128)에 안착됨 과 아울러, 비구면 렌즈인 광선로 집속렌즈(160')가 플랫폼(120)의 안착 홈(127')에 안착될 수 있다.

도 10은 본 발명의 제2 실시예에 따른 광통신 모듈에 대한 단면도이다. 앞서 도시한 도면에서와 동일한 참조번호는 동일한 기능을 하는 동일한 구성요소를 나타내므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다. 이하 실시예들에서도 마찬가지이다.

도 10에 도시된 광통신 모듈(200)은 광선로 집속렌즈(260)를 발광소자(141)와 광필터부(150) 사이에 실장한 형태이다. 광선로 집속렌즈(260)는 발광소자(141)의 출력광을 집속해서 광필터부(150)를 거쳐 광선로(110)로 전달한다. 광선로 집속렌즈(260)는 도시된 바와 같이 비구면 렌즈를 사용하는 것이 바람직하나, 구형 렌즈 또는 반구형 렌즈 등 다양한 형태의 렌즈의 사용이 가능하고, 전술한 예에서와 같이 플랫폼(120)에 안착 홈을 형성하여 실장하는 것이 바람직하다.

광필터부(150)는 전술한 예에서와 같이 다양한 형태로 구현이 가능하다. 다른 예로, 플랫폼(120)의 아랫면에 관통 홀(122)과 대응되게 발광 소자(141)가 실장될 수도 있다. 이와 같이 광통신 모듈(200)이 구성되면, 전술한 제1 실시예에서 설명된 바와 같은 효과가 얻어질 수 있다.

도 11은 본 발명의 제3 실시예에 따른 광통신 모듈에 대한 단면도이다.

도 11에 도시된 광통신 모듈(300)은, 하나의 광선로(110)를 이용해서 트리플 렉서(triplexer) 형태로 양방향 통신을 가능하게 한다.

본 실시예의 광통신 모듈(300)은 한 개 이상의 추가 관통 홀(322)과 추가 광필터부(350)를 구비한다. 추가 관통 홀(322)은 관통 홀(122)과 마찬가지로 플랫폼(120)을 상하로 관통하도록 형성된다. 추가 관통 홀(322)은 관통 홀(122) 옆에 광선로(110)를 통한 광의 입출력 방향과 나란하게 배열된다. 추가 관통 홀(322)은 관통 홀(122)의 구조와 동일하게 이루어질 수 있다.

추가 광필터부(350)는 플랫폼(120)의 윗면에 추가 관통 홀(322)에 대응되게 실장된다. 추가 광필터부(350)는 관통 홀(122)의 상부에 실장된 광필터부(150)와 서로 다른 파장통과 대역을 갖는다. 이는 서로 다른 3개의 광 파장들을 분기시키기 위한 것이다.

예를 들어, 광통신 모듈(300)이 1개의 광송신부와 2개의 광수신부들을 구비한 경우에 대해 설명하면 다음과 같다. 이 경우, 플랫폼(120)의 아랫면에 관통 홀(122)과 추가 관통 홀(322)과 대응되게 수광소자(131)와 추가 수광소자(331)가 실장되고, 플랫폼(120)의 윗면에 발광소자(141)가 실장된다.

발광소자(141)로부터 출력된 출력광(λ₃)은 광필터부(150)와 추가 광필터부(350)를 모두 투과해서 광선로(110)로 전달된다. 광선로(110)부터 입력되는 2개의 입력광들 중 하나의 입력광(λ₄)은 광필터부(150)에 의해 반사되어 수광소자(131)로 전달되며, 다른 하나의 입력광(λ₅)은 광필터부(150)를 투과한 후 추가 광필터부(350)에 의해 반사되어 추가 수광소자(351)로 전달될 수 있다.

다른 예로, 도시하고 있지는 않지만, 광통신 모듈(300)이 2개의 광송신부와 1개의 광수신부들을 구비할 수도 있다. 이 경우, 플랫폼(120)의 아랫면에 관통 홀(122)과 추가 관통 홀(322)과 대응되게 발광소자와 추가 발광소자가 실장되고, 플랫폼(120)의 윗면에 수광소자가 실장된다.

전술한 바와 같이 광통신 모듈(300)이 구성되면, 트리플렉서(triplexer) 형태로 양방향 통신을 가능함과 아울러, 전술한 제1 실시예에서 설명된 바와 같은 효과가 얻어질 수 있다. 한편, 추가 관통 홀(322)이 복수 개로 형성되고, 이에 상응하는 개수로 추가 광필터부(350)가 구비되는 경우, 멀티플렉서 형태로 양방향 통신도 가능할 수 있으므로, 전술한 예에 한정되지는 않는다.

도 12는 본 발명의 제4 실시예에 따른 광통신 모듈에 대한 단면도이다. 도 12에 도시된 광통신 모듈(400)은, 하나의 광선로(410)를 이용해서 다파장의 광들을 각각의 파장에 따라 분기시켜 다중화 통신을 가능하게 한다.

본 실시예의 광통신 모듈(400)은, 광선로(410)와, 플랫폼(120)과, 복수 개의 광필터부(450), 및 렌즈(460)들을 포함한다. 광선로(410)는 광섬유 또는 스터브 등일 수 있다.

플랫폼(120)은 복수 개의 관통 홀(422)들을 구비한다. 관통 홀(422)들은 플랫폼(120)을 상하로 각각 관통하여 형성된다. 그리고, 관통 홀(422)들은 광선로(410)를 통한 광입력 또는 광출력 방향과 나란하게 배열된다. 관통 홀(422)들은 4개인 것으로 도시하고 있으나, 이는 예시적인 것이므로 개수에 한정되지 않는다.

관통 홀(422)들의 각 내벽은 각각의 관통 홀(422)이 상부로 갈수록 점차 넓 어지도록 경사면(426)을 이룰 수 있다. 이에 따른 효과는 전술한 제1 실시예의 광통신 모듈에서 설명한 바와 같다. 플랫폼(120)과 관통 홀(422)들의 형성 방법 또한 전술한 제1 실시예에서와 동일할 수 있다.

플랫폼(120)의 아랫면에는 관통 홀(422)들과 대응되게 수광소자(431)가 각각 실장된다. 관통 홀(422)들에 수광소자(431)가 실장되는 방법은 앞서 설명한 도 3에 도시된 바와 같이 이루어질 수 있다. 다른 예로, 플랫폼(120)의 아랫면에 관통 홀(422)들과 대응되게 발광소자가 각각 실장될 수도 있다.

광필터부(450)들은 플랫폼(120)의 윗면에 관통 홀(422)들에 각각 대응되게 실장된다. 광필터부(450)들은 서로 다른 파장통과 대역을 갖는다. 이에 따라, 광필터부(450)들은 관통 홀(422)들의 하부에 수광소자(431)들이 실장된 경우, 하나의 광선로(410)를 통해 입력되는 다파장의 광들을 분기시켜 수광소자(431)들로 전달할 수 있다. 만일, 광필터부(450)들은 관통 홀(422)들의 하부에 발광소자들이 실장된 경우, 발광소자들로부터 출력되는 다파장의 광들을 분기시켜 하나의 광선로(410)로 전달할 수 있다.

렌즈(460)는 광필터부(450)들 중 광선로와 가장 가까운 광필터부와 광선로(410) 사이에 배치된다. 렌즈(460)는 관통 홀(422)들의 하부에 수광소자(431)들이 실장된 경우, 광선로(410)를 통해 입력되는 입력광들을 평행광으로 만들어서 광필터부(450)로 전달하기 위한 조준렌즈일 수 있다. 만일, 렌즈(460)는 관통 홀(422)들의 하부에 발광소자들이 실장된 경우, 광필터부(450)들을 거친 출력광들을 집속해서 광선로(410)로 전달하기 위한 집속렌즈일 수 있다.

전술한 바와 같이 구성된 광통신 모듈(400)은, 하나의 광선로(410)를 이용해서 다중화 통신을 가능하게 함과 아울러, 관통 흘(422)들에 수광소자나 발광소자를 능동 정렬 방식으로 실장할 수 있는 구조이므로, 광 결합효율을 높일 수 있고 광 결합을 용이하게 수행할 수 있다.

본 발명은 첨부된 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 청구 범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 광통신 모듈에 대한 단면도.

도 2는 도 1에 있어서, 관통 홀에 수광소자와 광필터부를 광 결합하는 예를 설명하기 위한 단면도.

도 3은 도 1에 있어서, 관통 홀의 변형 예를 도시한 단면도.

도 4는 도 1에 있어서, 광필터부의 변형 예를 도시한 단면도.

도 5는 도 1에 있어서, 광선로 집속렌즈가 안착 홈에 안착된 예를 도시한 단면도.

도 6은 도 5에 있어서, 광선로 집속렌즈의 변형 예를 도시한 단면도.

도 7은 도 1에 있어서, 광수신 집속렌즈와 조준렌즈가 더 구비된 예를 도시한 단면도.

도 8은 도 7에 있어서, 조준렌즈가 안착 홈에 안착된 예를 도시한 단면도.

도 9는 도 8에 있어서, 광선로 집속렌즈가 안착 홈에 안착된 예를 도시한 단면도.

도 10은 본 발명의 제2 실시예에 따른 광통신 모듈에 대한 단면도.

도 11은 본 발명의 제3 실시예에 따른 광통신 모듈에 대한 단면도.

도 12는 본 발명의 제4 실시예에 따른 광통신 모듈에 대한 단면도.

〈도면의 주요 부호에 대한 간단한 설명〉

110,410..광선로 120..플랫폼

122,422..관통 홀 130..광수신부

131,431..수광소자 140..광송신부

141..발광소자 150,150',350,450..광필터부

160,160',260,460..광선로 집속렌즈

170,170'..조준렌즈 180..광수신 집속렌즈

Claims

상하로 관통하는 관통 홀이 형성된 플랫폼;

상기 플랫폼에 실장되는 것으로, 수광소자를 구비한 광수신부;

상기 플랫폼에 실장되는 것으로, 발광소자를 구비한 광송신부; 및

상기 플랫폼의 한 면에 상기 관통 홀에 대응되게 실장되는 것으로, 상기 발광소자로부터 출력된 출력광을 광선로로 전달하며, 상기 광선로를 통해 입력된 입력광을 상기 수광소자로 전달하는 광필터부;를 포함하며,

상기 수광소자와 발광소자 중 어느 하나는 상기 플랫폼의 한 면에 상기 광필터부를 사이에 두고 상기 광선로의 반대쪽에 실장되며, 다른 하나는 상기 플랫폼의 다른 면에 상기 관통 홀과 대응되게 실장되며,

상기 광필터부를 거친 출력광을 집속해서 상기 광선로로 전달하는 광선로 집속렌즈; 및

상기 발광소자와 상기 광필터부 사이에서 상기 발광소자의 출력광을 조준시켜 상기 광필터부를 거쳐 상기 광선로 집속렌즈로 전달하는 조준렌즈를 더 포함하는 광통신 모듈.
제1항에 있어서,

상기 관통 홀의 내벽은, 상기 관통 홀이 상기 광필터부가 실장되는 면으로 갈수록 점차 넓어지도록 경사면을 이루는 것을 특징으로 하는 광통신 모듈.
제1항에 있어서,

상기 광필터부는, 내부에 상기 수광소자의 수광 면과 발광소자의 광출사 방향에 대해 45도 각도를 이루는 필터면을 구비한 것을 특징으로 하는 광통신 모듈.
제1항에 있어서,

상기 플랫폼에는 상기 광필터부가 실장되는 면보다 높게 돌출된 돌출부가 형성되며, 상기 돌출부에 상기 수광소자와 발광소자 중 어느 하나가 실장되는 것을 특징으로 하는 광통신 모듈.
제4항에 있어서,

상기 돌출부는 상기 광필터부와 마주보는 면이 상기 광필터부 쪽으로 경사진 경사면을 이루는 것을 특징으로 하는 광통신 모듈.
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상하로 관통하는 관통 홀이 형성된 플랫폼;

상기 플랫폼에 실장되는 것으로, 수광소자를 구비한 광수신부;

상기 플랫폼에 실장되는 것으로, 발광소자를 구비한 광송신부; 및

상기 플랫폼의 한 면에 상기 관통 홀에 대응되게 실장되는 것으로, 상기 발광소자로부터 출력된 출력광을 광선로로 전달하며, 상기 광선로를 통해 입력된 입력광을 상기 수광소자로 전달하는 광필터부;를 포함하며,

상기 수광소자와 발광소자 중 어느 하나는 상기 플랫폼의 한 면에 상기 광필터부를 사이에 두고 상기 광선로의 반대쪽에 실장되며, 다른 하나는 상기 플랫폼의 다른 면에 상기 관통 홀과 대응되게 실장되며,

상기 발광소자와 상기 광필터부 사이에서 상기 발광소자의 출력광을 집속해서 상기 광필터부를 거쳐 상기 광선로로 전달하는 광선로 집속렌즈를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광통신 모듈.
제1항 또는 제8항에 있어서,

상기 수광소자와 상기 광필터부 사이에는 광수신 집속렌즈가 더 구비된 것을 특징으로 하는 광통신 모듈.
제1항 또는 제8항에 있어서,

상기 플랫폼에는 상기 렌즈들 중 적어도 하나가 안착되는 안착 홈이 더 형성된 것을 특징으로 하는 광통신 모듈.
제1항 또는 제8항에 있어서,

상기 플랫폼에는, 상기 플랫폼을 상하로 관통하고 상기 광선로를 통한 광의 입출력 방향과 나란하게 상기 관통 홀 옆에 배열되는 한 개 이상의 추가 관통 홀이 형성되며;

상기 광필터부와 서로 다른 파장통과 대역을 갖고 상기 플랫폼의 한 면에 상기 추가 관통 홀에 대응되게 추가 광필터부가 실장되며;

상기 플랫폼의 다른 면에는 상기 추가 관통 홀에 대응되게 추가 수광소자와 추가 발광소자 중 어느 하나가 실장되는 것을 특징으로 하는 광통신 모듈.
제11항에 있어서,

상기 플랫폼의 한 면에는 상기 발광소자가 실장되며;

상기 플랫폼의 다른 면에는 상기 관통 홀과 추가 관통 홀과 대응되게 상기 수광소자와 추가 수광소자가 실장되는 것을 특징으로 하는 광통신 모듈.
제11항에 있어서,

상기 플랫폼의 한 면에는 상기 수광소자가 실장되며;

상기 플랫폼의 다른 면에는 상기 관통 홀과 추가 관통 홀과 대응되게 상기 발광소자와 추가 발광소자가 실장되는 것을 특징으로 하는 광통신 모듈.
제11항에 있어서,

상기 광수신부는, 상기 수광소자로부터 생성된 전류를 전압으로 변환한 후 증폭하는 증폭기 및 노이즈 저감을 위한 수동소자 중 일부 또는 전체를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광통신 모듈.
제11항에 있어서,

상기 광송신부는 상기 발광소자의 상대잡음세기 및 반사로 인한 노이즈 저감을 위한 광 아이솔레이터, 광출력 제어를 위한 모니터링소자, 송신 매칭을 위한 매칭저항, 노이즈 저감을 위한 인덕터, 및 온도 제어를 위한 써미스터 중 일부 또는 전체를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광통신 모듈.
상하로 각각 관통하고 광선로를 통한 광입력 또는 광출력 방향과 나란하게 배열되는 복수 개의 관통 홀들이 형성된 플랫폼;

서로 다른 파장통과 대역을 갖고 상기 플랫폼의 한 면에 상기 관통 홀들에 대응되게 실장되는 광필터부들; 및

상기 광필터부들 중 상기 광선로와 가장 가까운 광필터부와 상기 광선로 사이에 배치되는 렌즈;를 포함하며,

상기 플랫폼의 다른 면에는 상기 관통 홀들에 대응되게 수광소자나 발광소자가 각각 실장되며,

상기 플랫폼에는 상기 렌즈가 안착되는 안착 홈이 더 형성된 광통신 모듈.
제16항에 있어서,

상기 관통 홀들의 각 내벽은, 상기 각각의 관통 홀이 상기 광필터부가 실장되는 면으로 갈수록 점차 넓어지도록 경사면을 이루는 것을 특징으로 하는 광통신 모듈.
제1항 또는 제8항에 있어서,

상기 광수신부는, 상기 수광소자로부터 생성된 전류를 전압으로 변환한 후 증폭하는 증폭기 및 노이즈 저감을 위한 수동소자 중 일부 또는 전체를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광통신 모듈.
제18항에 있어서,

상기 증폭기는 상기 플랫폼에 형성된 수용 홈에 일부 또는 전체가 수용되어 실장되는 것을 특징으로 하는 광통신 모듈.
제1항 또는 제8항에 있어서,

상기 광송신부는 상기 발광소자의 상대잡음세기 및 반사로 인한 노이즈 저감을 위한 광 아이솔레이터, 광출력 제어를 위한 모니터링소자, 송신 매칭을 위한 매칭저항, 노이즈 저감을 위한 인덕터, 및 온도 제어를 위한 써미스터 중 일부 또는 전체를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광통신 모듈.