KR20160000551A - 파장 무의존 광송신 서브어셈블리 - Google Patents

Abstract

본 발명은 파장 무의존 광송신 서브어셈블리에 관한 것이다.
본 발명은 씨-밴드(C-band)광대역 광신호를 출사하는 레이저 다이오드와 엘-밴드(L-band)광대역 광신호를 출사하는 레이저 다이오드 및 C-band와 L-band 대역파장을 선텍적으로 투과 및 반사할 수 있는 광학필터를 포함하는 필터링 수단에 의하여 상기 각각의 레이저 다이오드에서 출사되는 광이 집광렌즈를 통하여 한 개의 광섬유로 광결합이 되어 고밀도 파장 분할 다중(dense wavelength division multimplexing, DWDM)광통신망에 적용할 수 있게 된다.

Description

파장 무의존 광송신 서브어셈블리{Wavelength-independent Optical transmitter subassembly}

본 발명은 고밀도 파장 분할 다중(dense wavelength division multimplexing, DWDM)광통신망에서 파장 무의존 광원을 출력함으로써 설치 및 유지비용을 낮출 수 있는 광송신 서브어셈블리에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 씨-밴드(C-band)광대역 광신호를 출사하는 레이저 다이오드와 엘-밴드(L-band)광대역 광신호를 출사하는 레이저 다이오드 및 C-band와 L-band 대역파장을 선텍적으로 투과 및 반사할 수 있는 광학필터를 포함하는 필터링 수단에 의하여 상기 각각의 레이저 다이오드에서 출사되는 광이 집광렌즈를 통하여 한 개의 광섬유로 광결합이 되어 고밀도 파장 분할 다중(dense wavelength division multimplexing, DWDM)광통신망에 적용할 수 있는 파장 무의존 광송신 서브어셈블리(Transmitter optical subassembly, TOSA)에 관한 것이다.

파장 분할 다중 방식을 기반으로 하는 수동형 광가입자망(WDM-PON)은 파장 분할 다중 방식(WDM) 기술을 이용한 차세대 광가입자망 기술로서, 중앙 기지국과 가입자 단말 장치 간의 통신은 각 가입자 단말 장치에 지정된 파장들을 사용한 논리적 점대다점(point to multi point) 통신 방식이다.

이러한 WDM-PON은 수동형 광으로 기존의 이더넷 폰(Ethernet PON, EPON)과 기가비트 폰(gigabit PON, GPON)에서 나타나는 통신 트래픽 확장성의 제약 및 보안의 취약성을 극복하여 단말장치별 혹은 서비스별로 다른 전송 기술, 예를 들면, 데이터 레이트(Data Rate), 프레임 포맷(Frame Format)을 적용하여 통신 트래픽의 확장성을 제공할 수 있고, 가입자 단말 장치 별로 전용 파장을 사용함으로써 보안이 우수하고, 대용량의 통신 서비스가 가능하다.

상기 WDM-PON의 광신호를 전송하기 위하여 종래에 제안된 광송신기는 발진 파장이 미리 결정되어 있는 디스트리뷰트 피드벡 레이저 다이오드(Distributed Feedback-Laser Diode, DFB-LD)를 사용하는 구조이다. 이것은 채널별로 다수의 광 송수신기가 필요하기 때문에 시스템 운영자는 유지보수를 위해 각 채널별로 다수의 광송수신기를 구비하여 가입자 단말장치마다 파장을 관리하여야 한다. 따라서 시스템 운영자는 유지보수를 위하여 각 채널별로 광송수신기를 보유하여야 하고, 또한 고가의 소자를 사용하여야 함에 따라 설비 비용이 상승하는 문제가 있어서 WDM-PON 광가입자망에 적용하는 데에 한계가 있었다.

이에 WDM-PON은 설치 및 유지보수 비용을 낮출 수 있도록 외부 씨앗광을 주입하는 방식과 같이 저가의 파장 무의존 광원의 개발이 진행되고 있다.

이러한 일환으로 파장이 고정되거나 편중되지 않은 광대역 반사형 광증폭기(reflective semiconductor optical amplifier, RSOA) 및 광대역 반사형 페브리 페롯 레이저 다이오드 (reflective Fabry-Perrot laser diode, RLD) 칩과 같은 반사형 레이저 다이오드를 사용하여, 광 송수신기와 파장분할다중화 장치 사이의 접속 포트에 할당된 파장으로 광 송수신기의 출력 파장을 자동 결정하는 파장 무의존 파장분할다중방식에 의하여 원하는 특정 파장으로 잠김된 광을 선택적으로 출력할 수 있는 광송신기를 구성하는 방식이 제안되었다.

공지된 기술로서 대한민국 특허 제10-0325687호 "주입된 비간섭성 광에 파장 잠김된 페브리-페롯 레이저 다이오드를 이용한 파장분할다중방식 광통신용 광원" 및 대한민국 특허 제10-1310455호 "파장분할 다중화 방식 수동형 광가입자망", 그리고 미국 공개특허 20030007207 "광신호 트랜스미터"에서는 광 송수신기와 파장분할다중화 장치 사이의 접속 포트에 할당된 파장으로 광 송수신기의 출력 파장을 자동 결정하는 파장무의존(Colorless 또는 Colorfree) 파장분할다중방식이 제안되었다.

도 1은 종래 파장 무의존 광송신기의 구조를 개략적으로 보여주고 있다.

통상적으로 광송신기는 광송신 서브어셈블리(TOSA)와 이를 동작시키는 구동 보드로 구성되고, 상기 TOSA와 구동 보드는 하우징에 내장되어 기구적으로 고정된다. 그리고 광 특성은 TOSA 내부에 배치되는 광학 구조물에 의해서 결정된다.

도 1을 참조하면, 파장 무의존 TOSA(1)는 광학 구조물이 배치되는 TOSA 하우징(10)과 상기 TOSA 하우징(10)으로부터 광신호가 집광되어 출력되는 광출력부(11)로 구성된다.

TOSA 하우징(10)은 박스(box) 형태인 미니플랫(miniflat)형 혹은 원통 형태의 티오(Transistor Outline, TO)형 구조로 된다.

이러한 TOSA 하우징(10)의 내부에는 RSOA 칩 혹은 RLD 칩으로부터 선택되어 광신호를 출력하는 광대역 반사형 레이저 다이오드(100)와 상기 광대역 반사형 레이저 다이오드(100)의 후면에 위치하여 광세기를 검출하는 광검출기(101)가 배치되고, 그 아래쪽에는 광대역 반사형 레이저 다이오드(101)의 온도를 일정하게 유지시켜주기 위한 온도센서(102)와 열전소자(103)가 배치된다.

광출력부(11)는 상기 광대역 반사형 레이저 다이오드(100)와 동일한 광경로에 위치하여 광대역 반사형 레이저 다이오드(100)로부터 입사되는 광신호를 집광시키는 집광랜즈(110)가 설치되고, 피그테일(pigtail) 형태이거나 혹은 리셉터클(receptacle) 형태를 가지고 상기 집광렌즈(110)와 동일한 광경로상에서 배치되어 외부로부터 씨앗광이 입력되거나, 집광렌즈(110)에서 집광된 광신호를 출력하는 광섬유(111)로 구성된다.

이와 같은 파장 무의존 TOSA(10)는 레이저 다이오드(100)에서 출사된 자연 방출광(amplified spontaneous emission, ASE) 스펙트럼이 특정 파장에 편중되지 않고 통신용 C-band 대역(1530~1560nm) 혹은 L-band 대역 (1570~1600nm) 중에서 어느 하나의 파장대역에 고르게 분포한다.

외부 씨앗광에서 출사된 광스펙트럼에서 특정 파장 부분만 광학필터를 사용하여 통과시킨 후 파장 무의존 TOSA(10)에 주입시키고, 반사되어서 출사되는 광원의 스펙트럼은 외부 씨앗광이 없는 경우의 레이저 다이오드 자발 방출광(ASE) 스펙트럼과는 달리 외부 씨앗광 파장 부분만 증폭되고 나머지 파장대역 스펙트럼은 억압된다.

도 2의 (A)는 외부의 씨앗광이 주입되지 않고 레이저 다이오드(100)의 자발 방출광(ASE)이 출사되는 경우이고, 도 2의 (B)는 특정 파장 부분만 광파워가 존재하는 외부 씨앗광이 주입된 다음 출력되는 경우이다.

도 2 (A)에서 B1은 레이저 다이오드(100)의 ASE 출사광이고, B2는 외부 씨앗광 스펙트럼을 나타내고 있다. 도 2 (B)에서 B3은 외부 씨앗광이 주입된 후의 출력광 스펙트럼을 나타내고 있다.

이 선도에서 참조되듯이 외부 씨앗광의 파장 부분만 증폭이 되고, 나머지 파장대역의 ASE 스펙트럼은 억압된다. 이와 같은 현상은 레이저 다이오드의 자발 방출광 ASE(B1) 스펙트럼의 유효 파장대역 범위에서 동작되므로, 외부 씨앗광의 파장이 레이저 다이오드 ASE(B1)의 유효 파장대역폭 내에 위치하면, 그 파장대역에서 파장 무의존 특성을 얻을 수 있다.

통상, 레이저 다이오드 ASE(B1)의 유효 파장대역폭은 30nm 정도이므로 C-band 대역 혹은 L-band 대역 중 어느 한 파장대역에서 파장 무의존 특성이 가능하다.

이와 같이, 반사형 레이저 다이오드로부터 출사되는 광의 파장이 주입되는 외부 씨앗광 파장에 의하여 결정되므로, 종래 DFB-LD와 같은 파장 고정형 광송신기를 사용하는 DWDM 전송 방식의 문제점인 파장 관리에 따른 비용 문제를 해결할 수 있다.

그러나, 상기 종래 기술의 외부 씨앗광을 사용하는 파장 무의존 광송신기 및 이를 이용한 WDM 전송 장치는 외부 씨앗광 모듈이 추가됨으로 인하여 광전송 시스템 구성 측면에서 다음과 같은 문제점이 발생한다.

첫째로, 광송신기 이외에 외부 씨앗광 모듈이 추가됨으로 인한 가격 상승의 부담이다. 외부 씨앗광 모듈은 통상 20dBm 이상 고출력을 내는 고가의 광대역 광원 모듈일 뿐만 아니라, 외부 씨앗광이 문제가 발생하였을 경우 광링크 전체가 통신 불능과 같은 심각한 전송 장애가 발생하기 때문에, 광전송 시스템 안정성을 위하여 이중화를 해야 하므로 가격이 2배 이상 상승된다.

둘째로, 시스템 실장 밀도의 제약이 발생한다. 통신 사업자는 통신 시장의 경쟁 구도가 가속화됨으로 인하여 막대한 유지 비용이 발생하는 통신국사의 숫자를 점진적으로 줄임으로써 운영 비용을 줄이고 있는데, 이는 통신국사의 숫자를 감소시키는 대신에 통신국사 내에서 통신 장비의 실장 밀도가 높아져야 함을 의미한다. 특히, 가입자 전송 장비는 실장 밀도가 매우 중요하다. 외부 씨앗광 모듈의 추가 및 이중화는 표준 19인치 랙 장착 시 라인카드 높이 3U 대비 1U 공간이 필요하므로 실장 밀도가 1/4이 감소된다.

셋째로, 소비 전력이 증가하는 비용적 측면이다. 외부 씨앗광 모듈을 정상적으로 구동하기 위한 전원 조건은 5V에 약 1A 로서, 소비 전력이 약 5W 정도이다. 그러나, 외부 씨앗광 역할을 수행하는 레이저 다이오드를 TOSA 내부로 옮기는 경우, 1.5V에 약 50mA로서 75mW 소모되고, 32채널의 경우에는 약 2.4W가 되고, 이는 외부 씨앗광 모듈 전력 소비 5W 대비 1/2 수준이다. 또한, 외부 씨앗광 모듈을 이중화 경우 그 소비 전력은 더욱 증가하게 된다.

넷째로, 시스템의 운용 관리에 따르는 부담이 가중되는 부분이다. 외부 씨앗광 모듈의 성능은 곧바로 광전송 시스템의 전송 성능과 직결되므로, 시스템에서 장착된 외부 씨앗광 모듈을 실시간으로 모니터링하고, 광 출력 저하와 같은 문제 발생시 여분의 씨앗광 모듈로의 절체 기능 등을 수행해야 하는 부담이 발생한다.

대한민국특허 10-0325687 "주입된 간섭성 광에 파장 잠김된 페브리-페롯 레이저다이오드를 이용한 파장분할 다중방식 광통신용 광원" 대한민국 특허 10-1310455 "파장분할 다중화 방식 수동형 광가입자망" 미국 공개특허 20030007207 "광신호 트랜스미터"

본 발명은 파장 무의존 WDM 전송 방식에서 외부에 위치하는 씨앗광 모듈을 제거함으로써, 외부 씨앗광 모듈을 사용함으로 인한 가격 상승, 실장 밀도 제약, 소모 전력 문제 및 운용 관리 부담 문제를 해결할 수 있는 파장 무의존 광송신 서브어셈블리를 제공하고자 한다.

본 발명이 의도하는 목적을 달성하기 위한 기술적인 특징은 광출력 수단에서 출사되는 광신호가 집광렌즈에서 광섬유로 집광되어 출사되는 파장 무의존 광송신 서브어셈블리에 있어서, 특정 파장대역의 시준화된 광신호를 출사하는 제1 광출력 수단과; 상기 제1 광출력 수단에서 출사되는 파장대역과 서로 다른 파장대역의 시준화된 광신호를 출사하는 제2 광출력 수단과; 상기 제1 광출력 수단과 상기 제2 광출력 수단 및 집광렌즈 사이에 배치되어 제1 광출력 수단과 제2 광출력 수단으로부터 각각 출력되는 광신호에서 특정한 파장대역만을 선택적으로 투과 및 반사시키는 필터링 수단을 구비하여 제1 광출력 수단으로부터 출사되는 특정 파장대역의 광신호와 제2 광출력 수단으로부터 출사되는 특정 파장대역의 광신호가 상기 필터링 수단을 통하여 광출력부의 광섬유에 집광되어 출력되는 것이다.

보다 구체적으로는 제1 광출력 수단과 제2 광출력 수단은 광신호를 출사하는 방향이 서로 교차하는 위치에 배치되고, 필터링 수단은 제1 광출력 수단에서 출사되는 광신호와 제2 광출력 수단에서 출사되는 광신호가 교차하는 위치에서 광신호가 투과되는 투과면은 제1 광출력 수단의 광신호가 입사되는 위치에 배치되면서 광신호가 반사되는 반사면은 제2 광출력 수단의 광신호가 입사되는 위치에 배치되도록 경사지게 설치된다.

본 발명의 다른 특징적 구조로서 제1 광출력 수단과 제2 광출력 수단이 서로 나란하게 배치되고, 제1 광출력 수단과 제2 광출력 수단 중에서 어느 하나의 광출력수단과 필터링 수단 사이에서 평행광의 광경로를 변경시키기 위하여 단순 반사 미러 혹은 원하는 파장대역만 반사하는 필터로부터 선택되는 반사체(250)가 배치된다.

상기 제1 광출력 수단 및 제2 광출력 수단은 광대역 반사형 레이저 다이오드, 혹은 반사형 반도체 광 증폭기로부터 선택되면서 광의 밝기를 균일하게 변환하는 시준화 렌즈를 포함한다.

이러한 제1 광출력 수단, 제2 광출력 수단, 필터링 수단 및 반사체는 TOSA 하우징 내에 실장되고, 집광렌즈와 광섬유는 상기 TOSA 하우징에 광결합되는 광출력부에 실장된다.

제1 광출력 수단 및 제2 광출력 수단의 광대역 반사형 레이저 다이오드는 각각 C-band 대역파장과 L-band 대역파장의 광신호를 출사한다.

이와 같은 본 발명에 의하면 C-band 광대역 레이저 다이오드 및 L-band 광대역 레이저 다이오드가 동일한 TOSA 하우징 내에 실장되고, C-band 대역과 L-band 대역을 분리하는 분리투과필터와 같은 필터링 수단과 집광렌즈에 의하여 C-band 대역파장과 L-band 대역파장이 한 개의 입출력 광섬유로 출력됨으로써 파장 무의존 WDM 전송 방식에서 외부에 위치하는 씨앗광 모듈을 배제시킬 수 있게 된다.

본 발명에 의하면 파장 무의존 광송신기 및 이를 이용한 WDM 전송 방식에서 외부 씨앗광 모듈을 필요치 않게 됨으로써, 실장 밀도를 1/4 정도 낮출 수 있고, 씨앗광 모듈을 운용 관리하는데 따르는 부담이 없으며, 광전송 장치의 가격과 소모 전력을 낮출 수 있다.

도 1은 종래 파장 무의존 광송신 서브어셈블리의 개략적인 구조도
도 2는 종래 파장 무의존 광송신 서브어셈블리의 동작 파형 선도를 나타낸 것으로
(A)는 외부 씨앗광 없이 출사되는 동작파형 선도
(B)는 외부 씨앗광이 입력되어 출사되는 동작 파형 선도
도 3은 본 발명의 실시예의 개략적인 구조도
도 4는 본 발명의 필터링 수단에 의한 광신호 선도
도 5는 본 발명의 실시예에 따라 출력되는 광스펙트럼 선도
도 6은 본 발명의 다른 실시예를 개략적으로 나타낸 구조도

아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 아래에서 설명되는 실시예는 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있다. 따라서 본 발명의 기술적인 특징이 첨부된 도면에 의하여 설명되는 실시예에 한정되지 않는다.

이 도면을 참고하여 본 발명에서 제안하는 파장 무의존 TOSA의 구조를 설명한다.

본 발명의 파장 무의존 TOSA(2)는 광학 구조물이 배치되는 TOSA 하우징(20)과 상기 TOSA 하우징(20)으로부터 광신호가 출력되는 광출력부(22)로 구성된다.

TOSA 하우징(210)의 형태는 박스(box) 형태인 미니플랫(miniflat)형 혹은 원통 형태의 티오(Transistor Outline, TO)형 구조로 되어 특정 파장대역의 광신호를 출사하는 광학구조물이 배치된다.

상기 광학 구조물은 제1 광출력 수단(200), 제2 광출력 수단(210), 필터링 수단(220)과 온도제어 수단(230)을 포함하여 구성된다.

제1 광출력 수단(200)과 제2 광출력 수단(210)은 광신호를 출사하는 방향이 서로 교차하는 위치에 배치되고, 필터링 수단(220)은 제1 광출력 수단(200)에서 출사되는 광신호와 제2 광출력 수단(210)에서 출사되는 광신호가 교차하는 위치에서 광신호가 투과되는 투과면(221)은 제1 광출력 수단(200)의 광신호가 입사되는 위치에 배치되면서 광신호가 반사되는 반사면(222)은 제2 광출력 수단(210)의 광신호가 입사되는 위치에 배치되도록 경사지게 설치된다.

필터링 수단(220)은 제1 광출력 수단(200)에서 출사되는 광신호와 제2 광출력 수단(210)에서 출사되는 광신호가 교차하는 위치에 배치되면서 광신호가 투과되는 투과면(221)은 제1 광출력 수단(200)의 광신호가 입사되는 광경로상에 놓여지고, 광신호가 반사되는 반사면(222)은 제2 광출력 수단(210)의 광신호가 입사되는 광경로상에 놓여진다.

제1 광출력 수단(200)은 특정파장 대역의 광신호를 출사하고, 제2 광출력 수단(200)은 상기 제1 광출력 수단(100)에서 출사되는 특정 파장 대역의 광신호와 서로 다른 파장대역의 광신호를 출사한다.

필터링 수단(220)은 제1 광출력 수단(200)과 제2 광출력 수단(210) 및 필터링 수단(220) 사이에 배치되어 제1 광출력 수단(200)과 제2 광출력 수단(210)으로부터 각각 출력되는 광신호에서 특정한 파장대역의 광신호를 선택적으로 투과 및 반사시킨다.

온도제어 수단(230)은 제1 광출력 수단(200)과 제2 광출력 수단(210)의 온도를 일정하게 유지시킨다.

이를 보다 구체적으로 설명하면, 제1 광출력 수단(200)은 제1 광검출기(201), 제2 레이저 다이오드(202) 및 제1시준화 렌즈(203)로 구성된다.

광검출기(201)는 상기 제2 레이저 다이오드(202)의 후면에 위치하여 광 세기를 검출한다.

제2 레이저 다이오드(202)는 RSOA 칩 혹은 RLD 칩으로부터 선택되면서 제1시준화 렌즈(203)를 향하는 전면은 광결합 효율을 향상시키고 기생 반사를 제거하기 위하여 1% 이하의 무반사(AR) 코팅이 되고, 광검출기(201)를 향하는 후면은 광 출력을 높이기 위하여 80% 이상의 고반사(HR) 코팅이 된다

제1시준화 렌즈(203)는 제2 레이저 다이오드(202)에서 출사되는 광경로상에 위치하여 제2 레이저 다이오드(202)에서 출사되는 광의 밝기를 균일하게 변환하여 필터링 수단으로 출사한다.

제2 광출력 수단(210)은 제2 광검출기(211), 제2레이저 다이오드(212) 및 제2시준화 렌즈(213)로 구성된다.

제2 광검출기(211)는 상기 제2레이저 다이오드(202)의 후면에 위치하여 광 세기를 검출한다.

제2레이저 다이오드(212)는 RSOA 칩 혹은 RLD 칩으로부터 선택되면서 제2시준화 렌즈(213)를 향하는 전면은 광결합 효율을 향상시키고 기생 반사를 제거하기 위하여 1% 이하의 무반사(AR) 코팅이 되고, 광검출기(211)를 향하는 후면은 광 출력을 높이기 위하여 80% 이상의 고반사(HR) 코팅이 된다

제2시준화 렌즈(213)는 제2레이저 다이오드(212)에서 출사되는 광경로상에 위치하여 제2레이저 다이오드(212)에서 출사되는 광의 밝기를 균일하게 변환하여 필터링 수단(220)으로 출사한다.

필터링 수단(220)은 특정 대역파장의 광신호를 선택적으로 투과하고 반사시킬 수 있는 광학필터이다.

상기 제1 레이저 다이오드(503)와 제2 레이저 다이오드(504)는 광대역 반사형 레이저 다이오드로서, 통상의 C-band 혹은 L-band RSOA 칩이 사용되거나, C-band 혹은 L-band RLD 칩이 사용된다.

제1 레이저 다이오드(503)의 출력 파장대역이 C-band이면, 제2 레이저 다이오드(504)의 출력 파장대역은 L-band이고, 제2 레이저 다이오드(503)의 출력 파장대역이 L-band이면, 제2레이저 다이오드(504)의 출력 파장대역은 C-band이다.

상기 제1 레이저 다이오드(503)와 제2 레이저 다이오드(504)의 출사면(510, 512)은 광결합 효율을 향상시키면서 기생 반사를 제거하기 위하여 무반사(AR) 코팅되고, 후면(511, 513)은 광 출력을 높이기 위하여 고반사(HR) 코팅된다.

온도제어 수단은 온도센서(214)과 열전소자(215)로 구성되어 제2 레이저 다이오드(202)와 제2레이저 다이오드(212)의 온도를 일정하게 유지시킨다.

TOSA 하우징(20)의 사용 환경 온도 범위가 크지 않은 경우에는 제2 레이저 다이오드(202)와 제2레이저 다이오드(212)의 온도를 일정하게 유지할 필요가 없으므로 온도센서(214)와 열전소자(215)가 사용되지 않을 수 있다.

한편, 광출력부(24)는 집광렌즈(240)와 광섬유(241)로 구성된다.

집광렌즈(240)는 필터링 수단(220)에서 투과 및 반사되는 광신호의 광경로에 위치하여 입사된 광신호를 집광하여 출사한다.

광섬유(241)는 피크테일(pigtail) 혹은 리셉터클(receptacle) 형태를 가지고 상기 집광렌즈(240)에서 집광되어 출사되는 광신호를 수신하여 전송한다.

이와 같이 구성되는 본 발명이 동작하는 상태를 설명한다.

우선, 제1 레이저 다이오드(202)의 출력 파장대역이 C-band이고, 제2레이저 다이오드(212)의 출력 파장대역이 L-band인 경우의 광접속 및 광출력 상태를 설명한다.

제1 레이저 다이오드(202)에서 출사되는 C-band 대역의 광은 제1 시준화 렌즈(203)을 통하여 제1평행광(B10)이 형성되고, 이 제1평행광(B10)은 필터링 수단(220)에 입사된다.

그리고, 제2 레이저 다이오드(212)에서 출사되는 L-band 대역의 광은 제2 시준화 렌즈(213)를 통하여 제2평행광(B20)이 형성되고, 이 제2평행광(B20)은 필터링 수단(220)에 입사된다.

필터링 수단(220)은 C-band 파장대역을 투과하고, L-band 파장대역은 분리하는 기능을 수행한다.

따라서, 제1 레이저 다이오드(202)에서 출사되는 C-band 파장대역의 제1평행광(B10)은 필터링 수단(220)을 통과한 후 제3평행광(B30)의 경로로 집광렌즈(240)에 입사되고, 집광렌즈(240)에서 출력되는 광신호는 광섬유(201)에 집광되어 광출력된다.

한편, 제2 레이저 다이오드(212)에서 출사되는 L-band 대역 광은 제2시준화 렌즈(213)를 통하여 제2평행광(B20)이 형성된 후 필터링 수단(220)에서 반사되어 제3평행광(B30)의 경로를 통하여 집광렌즈(240)에 입사된 다음 광섬유(241)에 집광되어 광출력된다.

필터링 수단(220)의 파장투과 및 반사특성에 의하여 C-band 대역의 파장을 투과시키고 L-band 대역의 파장을 반사시키는 파장 특성 그래프가 도 4 (A)에 도시되었다.

C-band 대역 파장 시작값(a)은 1528~1533nm이고, 끝값(b)은 1559~1562nm이다. 그리고 L-band 대역파장의 시작값(c)은 1569~1573nm 이고, 끝값(d)은 1600~1605nm 이다.

또한 필터링 수단(220)의 파장 투과 및 반사 특성에 의하여 C-band 대역의 파장을 반사시키고, L-band 대역의 파장을 투과시키는 파장 특성 그래프가 도 4 (B)에 도시되었다.

이 그래프에 의하면, 도 4 (A)의 파장 특성 그래프와 동일하지만 투과 파장대역과 반사 파장대역이 바뀐 상태인 것을 알 수 있다.

도 5를 참고하여 본 발명의 파장 무의존 TOSA(20)에서 출력 파장 스펙트럼의 특성을 설명한다.

제1 레이저 다이오드(202)와 제2 레이저 다이오드(212) 각각에 전류 50mA를 인가하면 광출력부(24)의 광섬유(241)에서 출사되는 ASE 스펙트럼은 C-band 스펙트럼(601)과 L-band 스펙트럼(602)이 공존한다.

C-band 레이저 다이오드에서 출사된 광 파장 성분 중에서 L-band 파장성분(603)은 필터링 수단(220)에 의해서 차단되고, L-band 레이저 다이오드에서 출사된 광 파장 성분 중에서 C-band 파장성분(604)은 필터링 수단(220)에 의해서 차단된다.

앞서 설명한 구조의 실시예에서는 제1 레이저 다이오드(202)에서 출사되는 광신호의 출력 파장대역이 C-band이고, 제2 레이저 다이오드(212)에서 출사되는 광신호의 출력 파장대역은 L-band인 경우인데, 이와 반대로 제1 레이저 다이오드(202)에서 출사되는 출력 파장대역이 L-band이고, 제2 레이저 다이오드(212)에서 출사되는 출력 파장대역은 C-band일 수 있다.

이러한 경우에는 제1 레이저 다이오드(202)와 제2 레이저 다이오드(212)에서 출사되는 서로 다른 파장대역의 광을 동일한 광섬유(241)에 집광시키기 위해서 필터링 수단(220)이 L-band 파장대역의 광신호는 투과하고, C-band 파장대역의 광신호는 반사하는 기능을 수행하는 광학필터가 사용된다. 그 이외에 광접속 구조물의 배치와 광경로는 앞서 설명한 실시예와 동일하게 이루어진다.

앞서 설명한 구조의 실시예는 제1 레이저 다이오드(202)에서 출사된 제1평행광(B10)의 광경로와 제2 레이저 다이오드(212)에서 출사된 제2평행광(B20)의 광경로가 내부의 크기가 제한되는 TOSA 하우징(20)의 공간 내에서 교차하는 방향으로 형성되는 구조로서 공간을 사용하는 효율성이 좋지 않다. 따라서 TOSA 하우징(20)의 한정된 내부 공간에서 제1 레이저 다이오드(202)와 제2 레이저 다이오드(212)를 효율적으로 배치시킬 필요성이 있다

도 6은 제1 광출력 수단 및 제2 광출력 수단을 한정된 공간 내에서 효율적으로 배치할 수 있게 되는 실시예를 보여주고 있다.

이 도면을 참조하면, 제1 광검출기(201a)와 제1 레이저 다이오드 (202a) 및 제1 시준화 렌즈(203a)를 구비하는 광출력 수단(200a)과

제2 광검출기(211a)와 제2 레이저 다이오드(212a) 및 제2 시준화 렌즈(213a)를 구비하는 광출력 수단(210a)은 서로 나란하게 배치되어 광신호를 출사하게 되고, 필터링 수단(220a)은 제1 광출력 수단(200)에서 출사되는 광신호와 제2 광출력 수단(210a)에서 출사되는 광신호가 교차하는 위치에 경사지게 배치되면서, 필터링 수단(220a)과 제1 광출력 수단(200a) 사이에는 광경로를 변경시켜주기 위한 반사체(250)가 경사지게 배치되면서 필터링 수단(220a)과 나란하게 고정된다.

필터링 수단(220a)은 투과면(221a)이 반사체(250)를 향하고, 반사면(222a)은 제2 광출력 수단(210a)과 집광렌즈(240a)를 향하여 설치된다.

반사체(250)의 반사면(251)은 제1 광출력 수단(200a)과 필터링 수단(220a)의 투과면(221a)을 대향하도록 설치되어 제1 광출력 수단(200a)에서 출사되는 광신호를 필터링 수단(220a)으로 입사시킨다.

상기 반사체(250)은 단순 반사 미러 혹은 원하는 파장대역만 반사하는 필터로부터 선택될 수 있다.

이러한 실시예는 제1 레이저 다이오드(202a)에서 출사된 광신호는 반사체(250)에서 반사된 다음 필터링 수단(220a)을 투과하여 집광렌즈(240a)에서 광섬유(241a)로 집광되고, 제2 광출력 수단(210a)에서 출사되는 광신호는 필터링 수단(220a)에서 반사되어 집광렌즈(240a)에서 광섬유(241a)로 집광되는 구조로서 TOSA 하우징(20a)내에서 광학 구조물이 차지하는 공간을 감소시킬 수 있게 된다.

앞서 설명된 본 발명의 실시예는 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

1 : 파장 무의존 TOSA 2 : 파장 무의존 TOSA
10 : TOSA 하우징 11 : 광출력부
20 : TOSA 하우징 24 : 광출력부
100 : 레이저 다이오드 101 : 광검출기
102 : 온도센서 103 : 열전소자
110 : 집광렌즈 111 : 광섬유
200, 200a : 제1 광출력 수단 210, 210a : 제2 광출력 수단
201, 201a : 광검출기 202, 202a : 제1 레이저 다이오드
203 , 203a : 제1 시준렌즈 211, 211a : 제2 광검출기
212, 212a : 제2 레이저 다이오드 213, 213a : 제2 시준렌즈
220, 220a : 필터링 수단 221, 221a : 투과면
222, 222a : 반사면 240, 240a : 집광렌즈
241, 241a : 광섬유 250 : 반사체
251 : 반사면

Claims (4)

1. 광출력 수단에서 출사되는 광신호가 집광렌즈에서 광섬유로 집광되어 출사되는 파장 무의존 광송신 서브어셈블리에 있어서, 특정 파장대역의 시준화된 광신호를 출사하는 제1 광출력 수단과;
   상기 제1 광출력 수단에서 출사되는 파장대역과 서로 다른 파장대역의 시준화된 광신호를 출사하는 제2 광출력 수단과;
   상기 제1 광출력 수단과 상기 제2 광출력 수단 및 집광렌즈 사이에 배치되어 제1 광출력 수단과 제2 광출력 수단으로부터 각각 출력되는 광신호에서 특정한 파장대역만을 선택적으로 투과 및 반사시키는 필터링 수단을 구비하여, 제1 광출력 수단으로부터 출사되는 특정 파장대역의 광신호와 제2 광출력 수단으로부터 출사되는 특정 파장대역의 광신호가 상기 필터링 수단을 통하여 광출력부의 광섬유에 집광되어 출력되는 것을 포함하는 파장 무의존 광송신 서브어셈블리.
   
2. 제 1 항에 있어서, 필터링 수단은 제1 광출력 수단에서 출사되는 광신호와 제2 광출력 수단에서 출사되는 광신호가 교차하는 위치에 배치되면서 광신호가 투과되는 투과면은 제1 광출력 수단의 광신호가 입사되는 광경로상에 놓여지고, 광신호가 반사되는 반사면은 제2 광출력 수단의 광신호가 입사되는 광경로상에 경사지게 놓여지는 것을 포함하는 파장 무의존 광송신 서브어셈블리.
   
3. 제 1 항에 있어서, 제1 광출력 수단과 제2 광출력 수단이 서로 나란하게 배치되고, 제1 광출력 수단과 제2 광출력 수단 중에서 어느 하나의 광출력수단과 필터링 수단 사이에서 평행광의 광경로를 변경시키기 위하여 단순 반사 미러 혹은 원하는 파장대역만 반사하는 필터로부터 선택되는 반사체가 배치되는 것을 포함하는 파장 무의존 광송신 서브어셈블리.
   
4. 제 1 항 또는 제 2 항 중 어느 한 항에 있어서, 제1 광출력 수단 및 제2 광출력 수단은 반사형 레이저 다이오드, 혹은 반사형 반도체 광 증폭기로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 파장 무의존 광송신 서브어셈블리.

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