KR100513013B1 - 광파워 분할기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 광파워 분할기에 관한 것으로, 하나의 칩에 평면광파회로(Planar Lightwave Circuit: PLC)의 구조를 갖도록 소정 간격 이격 배치되며, 각각 하나의 입력 광도파로와 N 개의 출력 광도파로를 구비하여 상기 입력 광도파로를 통해 입사된 광신호를 N개의 광신호로 분할하여 상기 출력 광도파로를 통해 출력하는 복수의 광 분할기와; 상기 복수의 광 분할기의 입력 광도파로 측에 결합된 입력 광섬유 어레이와; 상기 복수의 광 분할기의 출력 광도파로 측에 결합된 출력 광섬유 어레이와; 상기 복수의 광 분할기와 상기 입력 및 출력 광섬유 어레이의 정렬을 위해 일측에 제1 및 제4 광도파로를 갖고, 타측에 제2 및 제3 광도파로를 갖는 정렬 도파로를 포함함을 특징으로 한다. 본 발명에 의하면 광파워 분할기의 제조비용을 크게 줄이면서 칩 사이즈 또한 최소화할 수 있다.

Description

광파워 분할기{OPTICAL POWER SPLITTER}

본 발명은 광통신 소자에 관한 것으로, 특히 평면광파회로(PLC-type) 광파워 분할기에 관한 것이다.

일반적으로 광파워 분할기는 입력광을 한 곳에서 원하는 여러 곳으로 분기하는 소자로서, 광통신 시스템이나 광가입자망(optical access network) 등 그 응용분야가 넓으며, 광통신에서 사용되는 기본소자 중 하나이다. 광파워 분할기는 출력단의 수에 따라 1x2, 1x4, 1x8, ..., 1xN(여기서 N은 자연수)으로 구분된다.

광파워 분할기의 제작방법으로는 광섬유를 용융-인장 방식으로 융착시켜 만드는 방식과 평면광파회로(Planar Lightwave Circuit: 이하 PLC라 칭함) 방식이 대표적이다. 일반적으로 1x2, 1x4 등의 저 채널(channel)에서는 용융-인장방식이 주로 이용되며, 8채널 이상에서는 PLC 방식이 선호된다.

PLC 방식이 용융-인장방식에 비해 우수한 광특성을 나타내지만, 채널수의 제한 및 높은 제작비용(cost)으로 인해 크게 사용되지 않고 있다. 이는 채널수가 감소해도 제작비용은 비례적으로 줄어들지 않기 때문이다. 즉, 4 개의 1x2 PLC 형(type) 광 분할기를 구비하는 광파워 분할기를 제작하는데 필요한 비용이 1 개의 1x8 PLC형 광 분할기를 구비하는 광파워 분할기를 제작하는데 필요한 비용의 2 내지 3배이고, 채널 별 제작비용도 2 내지 3배 가량 높다.

도 1은 종래의 4(1x2) 광파워 분할기의 기본 구조를 나타내는 도면으로, 도시된 바와 같이 개별 소자로 자르기 위한 다이싱 라인(dicing line)이 존재한다. 이로 인해 종래의 광파워 분할기는 4개의 분리된 모듈을 설치할 공간이 요구되며, 결국 칩 크기에 제약이 따른다.

또한, 하우징(housing) 시에는 분리된 개별 광파워 분할기를 조립하기 위한 시간 및 케이스(case)가 필요하여 작업시간 및 재료비 면에서도 비효율적이다.

따라서, 본 발명의 목적은 제조비용을 크게 줄이면서 칩 사이즈 또한 최소화하도록 하는 평면광파회로 광파워 분할기를 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 광파워 분할기는 하나의 칩에 평면광파회로(Planar Lightwave Circuit: PLC)의 구조를 갖도록 소정 간격 이격 배치되며, 각각 하나의 입력 광도파로와 N 개의 출력 광도파로를 구비하여 상기 입력 광도파로를 통해 입사된 광신호를 N개의 광신호로 분할하여 상기 출력 광도파로를 통해 출력하는 복수의 광 분할기와; 상기 복수의 광 분할기의 입력 광도파로 측에 결합된 입력 광섬유 어레이와; 상기 복수의 광 분할기의 출력 광도파로 측에 결합된 출력 광섬유 어레이와; 상기 복수의 광 분할기와 상기 입력 및 출력 광섬유 어레이의 정렬을 위해 일측에 제1 및 제4 광도파로를 구비하고, 타측에 제2 및 제3 광도파로를 구비하며, 상기 제1 광도파로에 입사된 광을 상기 제2 및 제 3 광도파로로 분할하여 전파하고, 상기 제2 광도파로에 입사된 광을 상기 제1 및 제4 광도파로로 분할하여 전파하는 정렬 도파로를 포함함을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 이격 배치되는 복수의 광 분할기의 광도파로 사이의 간격은 적어도 127㎛ 인 것을 특징으로 한다.

더욱 바람직하게는, 상기 이격 배치되는 복수의 광 분할기의 광도파로 사이의 간격은 입력 광도파로의 간격은 250㎛, 출력 광도파로의 간격은 127㎛ 인 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 도면에서 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 참조번호 및 부호로 나타내고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른, 4 개의 1x2 광 분할기를 구비하는 광파워 분할기의 기본 구조를 나타내는 도면이다.

도 2에 도시된 바와 같이 PLC형 광파워 분할기는 입력 광섬유 어레이(10), PLC칩(100), 출력 광섬유 어레이(20)로 구성된다.

입력 광섬유 어레이(10)의 광섬유 사이(a, b 사이) 간격은 250㎛이며, 출력 광섬유 어레이(20)의 광섬유 사이(c, d 사이) 간격은 127㎛가 표준형이며 사용자의 요구에 따라 다양하게 변화시킬 수 있다. 소자의 크기를 줄이기 위해서는 가능한한 광섬유 사이의 간격을 줄이는 것이 좋겠으나 127㎛ 이하의 간격을 갖도록 하기 위해서는 광섬유 제작시에 어려움이 따른다. 따라서, 광섬유의 직경 및 소자의 크기를 동시에 고려할 때 현재로는 127㎛ 간격이 적절하다.

그러나 도파로의 간격은 응용코자 하는 분야에 따라 다르기 때문에 큰 제약을 받지는 아니한다. 즉, 간격이 250㎛ 이상으로 커질 수도 있고, 입력과 출력 도파로들 사이 간격이 등간격이 아니게 배열될 수도 있다.

PLC칩(100) 부분은 Y-접합 1x2 분할기 4개가 PLC 형태로 하나의 칩에 집적된 구조를 갖는다. 칩의 입력단(110)에서의 광섬유 사이의 간격(di) 및 출력단(120)에서의 광섬유 사이의 간격(do)은 각각 입력 광섬유 어레이(10), 출력 광섬유 어레이(120)에서의 광섬유 사이의 간격(a와 b 사이, c와 d 사이)과 동일하게 배치된다.

이때, 칩의 입력단(110)에서 등간격으로 배치된 광섬유는 출력단으로 분기되는 부분인 Y-접합 부분(130)에 이르기 전에 출력단(120)과의 간격을 고려해 적절한 간격을 갖도록 절곡 배치된다.

또한, 도3을 참조하면, 정렬 도파로(50)는 입력 광섬유 어레이(10) 및 출력 광섬유 어레이(20)의 정렬을 위해 제공되는 광도파로 ① ~ ④로 구성된다. 이에 따른 정렬 방법은, ①로 광을 입사하면 입사광은 ②와 ③으로 나뉘어서 전파되고 이를 이용하여 출력단을 정렬한다. 출력단 정렬 후 ②로 광을 입사하면 ④와 ①로 나뉘어 전파되고, 이를 이용하여 입력단을 정렬한다.

한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 예를 들면, 1x2 분할기가 4개 집적된 구조 외에 1xN(N은 2이상의 정수) 또는 MxN(M은 1이상의 정수, N은 2이상의 정수)이 P(2이상의 정수)개 만큼 집적된 구조에 모두 적용 가능하다.

그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 아니 되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

삭제

상술한 바와 같이 본 발명은 하나의 칩에 여러 개의 광 분할기를 집적함으로써 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다. 설명의 편의상 4개의 1x2 광 분할기를 구비하는 광파워 분할기의 경우를 예로 들어 종래기술과 비교 설명하기로 한다. 첫째, 종래에는 4개의 1x2 광 분할기를 구비하며, 각 광 분할기가 다이싱 라인(dicing line)을 포함하고 있기 때문에 소자의 사이즈가 커지게 된다. 반면, 본 발명에 의하면 4개의 1x2 광 분할기가 다이싱 라인 없이 하나의 칩에 집적되기 때문에 소자의 사이즈를 크게 줄일 수 있다.

둘째, 종래에는 정렬 및 본딩을 각각 4회 실시해야 하며, 4개의 개별 광파워 분할기를 조립하기 위한 조립시간을 필요로 한다. 반면, 본 발명의 경우 정렬 및 본딩을 한 번씩만 해도 되고, 하나의 소자로 제조되므로 그만큼 작업시간을 단축할 수 있다.

셋째, 종래에는 1심 4개, 2심 4개의 광섬유 어레이가 필요하고, 광 분할기를 개별적으로 하우징 하기 때문에 4개의 케이스(case)를 필요로 한다. 반면, 본 발명에 의하면 하나의 케이스, 4심 한 개, 8심 1개의 광섬유 어레이만을 필요로하므로 재료비를 1/3정도로 절감할 수 있다.

도 1은 종래의 4(1x2) 광파워 분할기의 기본 구조를 나타내는 도면,

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른, 4(1x2) 광파워 분할기의 기본 구조를 나타내는 도면,

도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른, 4(1x2) 광파워 분할기의 PLC칩 부분의 구조를 나타내는 도면.

Claims (5)

1. 하나의 칩에 평면광파회로(Planar Lightwave Circuit: PLC)의 구조를 갖도록 소정 간격 이격 배치되며, 각각 하나의 입력 광도파로와 N 개의 출력 광도파로를 구비하여 상기 입력 광도파로를 통해 입사된 광신호를 N개의 광신호로 분할하여 상기 출력 광도파로를 통해 출력하는 복수의 광 분할기와;

   상기 복수의 광 분할기의 입력 광도파로 측에 결합된 입력 광섬유 어레이와;

   상기 복수의 광 분할기의 출력 광도파로 측에 결합된 출력 광섬유 어레이와;

   상기 복수의 광 분할기와 상기 입력 및 출력 광섬유 어레이의 정렬을 위해 일측에 제1 및 제4 광도파로를 구비하고, 타측에 제2 및 제3 광도파로를 구비하며, 상기 제1 광도파로에 입사된 광을 상기 제2 및 제 3 광도파로로 분할하여 전파하고, 상기 제2 광도파로에 입사된 광을 상기 제1 및 제4 광도파로로 분할하여 전파하는 정렬 도파로를 포함함을 특징으로 하는 광파워 분할기.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 이격 배치되는 복수의 광 분할기의 광도파로 사이의 간격은

   적어도 127㎛ 인 것을 특징으로 하는 광파워 분할기.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 이격 배치되는 복수의 광 분할기의 광도파로 사이의 간격은

   입력 광도파로의 간격이 250㎛, 출력 광도파로의 간격이 127㎛ 인 것을 특징으로 하는 광파워 분할기.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 N은 2 이상의 자연수인 것을 특징으로 하는 광파워 분할기.
5. 제 1 항에 있어서, 상기 복수의 광 분할기는 각각

   1x2 타입의 광 분할기임을 특징으로 하는 광파워 분할기.