[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

KR20140072793A - Multi-channel transmitter Optical Sub Assembly - Google Patents

Multi-channel transmitter Optical Sub Assembly Download PDF

Info

Publication number
KR20140072793A
KR20140072793A KR1020130127258A KR20130127258A KR20140072793A KR 20140072793 A KR20140072793 A KR 20140072793A KR 1020130127258 A KR1020130127258 A KR 1020130127258A KR 20130127258 A KR20130127258 A KR 20130127258A KR 20140072793 A KR20140072793 A KR 20140072793A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
light sources
common
ground pad
common ground
stem
Prior art date
Application number
KR1020130127258A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR101543771B1 (en
Inventor
이은구
문실구
정의석
이한협
이정찬
이상수
이종현
Original Assignee
한국전자통신연구원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국전자통신연구원 filed Critical 한국전자통신연구원
Priority to US14/094,113 priority Critical patent/US9093811B2/en
Publication of KR20140072793A publication Critical patent/KR20140072793A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101543771B1 publication Critical patent/KR101543771B1/en

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24Coupling light guides
    • G02B6/42Coupling light guides with opto-electronic elements
    • G02B6/4201Packages, e.g. shape, construction, internal or external details
    • G02B6/4204Packages, e.g. shape, construction, internal or external details the coupling comprising intermediate optical elements, e.g. lenses, holograms
    • G02B6/4215Packages, e.g. shape, construction, internal or external details the coupling comprising intermediate optical elements, e.g. lenses, holograms the intermediate optical elements being wavelength selective optical elements, e.g. variable wavelength optical modules or wavelength lockers
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24Coupling light guides
    • G02B6/42Coupling light guides with opto-electronic elements
    • G02B6/4201Packages, e.g. shape, construction, internal or external details
    • G02B6/4246Bidirectionally operating package structures
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B10/00Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
    • H04B10/40Transceivers
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04JMULTIPLEX COMMUNICATION
    • H04J14/00Optical multiplex systems
    • H04J14/02Wavelength-division multiplex systems
    • H04J14/0278WDM optical network architectures
    • H04J14/0282WDM tree architectures

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Semiconductor Lasers (AREA)

Abstract

The present invention relates to a multi-channel optical transmission sub-assembly. The multi-channel optical transmission sub-assembly includes: a stem including a sub-mount; a plurality of light sources mounted on the sub-mount; a common ground pad which is formed on the sub-mount and uniformly connected to ground electrodes of the light sources; a common lead pin which is installed on the stem and connected to the common ground pad; and a thermistor which is mounted on the sub-mount with the light sources.

Description

멀티채널 광송신 서브 어셈블리{Multi-channel transmitter Optical Sub Assembly}[0001] The present invention relates to a multi-channel optical transmission sub-assembly,

본 발명은 복수의 광원들이 하나의 스템(stem)에 실장되는 구조를 갖는 멀티채널 광송신 서브 어셈블리에 관한 것이다. The present invention relates to a multi-channel optical transmission subassembly having a structure in which a plurality of light sources are mounted on one stem.

WDM(Wavelength Division Multiplexing) 기반의 FTTH(Fiber to the Home), 즉 WDM-PON(passive optical network)은 각 가입자에게 정해진 각각의 파장을 사용하여 중앙 기지국과 가입자 간의 통신이 이루어지는 방식이다. 이 방식은 가입자마다 독립적이고 대용량의 통신서비스를 제공할 수 있고, 우수한 보안을 가지며, TDM(time division multiplexing) 방식과 차별화되어 광원의 변조와 복조가 가입자 하나만을 위해 이루어지게 하는 장점이 있다. A WDM-based fiber to the home (FTTH), that is, a WDM-PON (passive optical network) is a method in which communication is performed between a central office and a subscriber using wavelengths set for each subscriber. This scheme is independent of the time division multiplexing (TDM) scheme and can provide independent and large-capacity communication services for each subscriber, has superior security, and has an advantage of modulating and demodulating the light source for only one subscriber.

이러한 광통신 시스템 구축을 위한 필수적인 구성요소는 TOSA(transmitter optical sub-assembly)이다. 일반적으로, TOSA는 하나의 광원을 하나의 패키지에 실장하여 출력하게 되기 때문에, 다 채널 시스템을 구성하기 위하여 채널의 개수만큼 TOSA가 필요하다. 이로 인해, 시스템 구성 비용과 소비 공간이 큰 단점이 있다. 종래의 DFB-LD(Distributed Feedback Laser Diode) 또는 FP-LD(Fabry-Perot Laser Diode) 등을 이용한 TOSA의 경우가 그러하다. An essential component for constructing such an optical communication system is a transmitter optical sub-assembly (TOSA). In general, since a single light source is mounted on a single package, TOSA is required for the number of channels in order to construct a multi-channel system. As a result, there is a disadvantage that the system configuration cost and the consumption space are large. This is the case with the conventional TOSA using a Distributed Feedback Laser Diode (DFB-LD) or a Fabry-Perot Laser Diode (FP-LD).

이러한 단점을 해결하기 위해, 한국등록특허공보 제10-0825728호의 하이브리드 광 송수신기 모듈이 제안된 예가 있다. 그 예에 따르면, 하이브리드 광 송수신기 모듈은 송신용 광 서브-어셈블리(Transmitter Optical Sub-Assembly: TOSA) 구조의 제1 패키지와 평면형 광파 회로(Planar Lightwave Circuit: PLC) 플랫폼(Platform) 구조의 제2 패키지로 구성된다. In order to solve these drawbacks, there has been proposed a hybrid optical transceiver module of Korean Patent Registration No. 10-0825728. According to the example, the hybrid optical transceiver module includes a first package of a Transmitter Optical Sub-Assembly (TOSA) structure and a second package of a Planar Lightwave Circuit (PLC) .

제1 패키지는 송신용 광신호를 출력하는 레이저 다이오드(Laser Diode)를 포함한다. 제2 패키지는 광섬유를 통해 입력되는 수신용 광신호를 수신하는 포토 다이오드(Photo diode)와, 제1 패키지로부터 방출된 송신용 광신호를 광섬유로 전달하는 광도파로, 및 수신용 광신호를 포토 다이오드로 전달하며 송신용 고출력 광신호와 수신용 광신호를 분할하는 파장 분할기(Wavelength Division Multiplex Coupler)를 포함한다. The first package includes a laser diode for outputting an optical signal for transmission. The second package includes a photodiode for receiving an optical signal for reception input through an optical fiber, an optical waveguide for transmitting a transmission optical signal emitted from the first package to the optical fiber, And a wavelength division multiplexer (WDM) for dividing a high-power optical signal for transmission and a reception optical signal.

상기 광 송수신기 모듈은 하나의 패키지에서 다채널 광원을 제공할 수 있지만, PLC의 사용이 요구되어 부피가 큰 단점이 있을 수 있다. 또한, 상기 광 송수신기 모듈은 파장 분할기를 사용하여 하나의 광도파로로 다중화하는 것이 요구되어 손실이 큰 단점이 있을 수 있다. Although the optical transceiver module can provide a multi-channel light source in one package, the use of a PLC is required, which may cause a disadvantage that the optical transceiver module is bulky. Also, the optical transceiver module is required to multiplex the optical waveguide using one optical waveguide using a wavelength divider, which may cause a large loss.

한편, 멀티 광원을 하나의 TOSA에 패키징하기 위하여, 전류 주입 및 온도 제어 등을 위한 핀(pin)의 수가 충분해야 한다. 예를 들어, 4채널 광원을 하나의 TOSA에 패키징하기 위해서는 전류 주입을 위한 8개의 핀(각 채널당 애노드(Anode) 핀과 캐소드(Cathode) 핀이 2개씩 해서 총 8개의 핀), TEC(Thermo-Electric Cooler)를 사용한 온도 제어용 2개의 핀, 온도 모니터링을 위한 2개의 핀을 합쳐, 총 12개의 핀이 필요하다. On the other hand, in order to package a multi-light source into one TOSA, the number of pins for current injection and temperature control must be sufficient. For example, to package a 4-channel light source into a single TOSA, there are eight pins for current injection (eight anode pins and two cathode pins per channel), a TEC (Thermo- Two pins for temperature control using an electric cooler, and two pins for temperature monitoring. A total of 12 pins are required.

이 경우, 핀의 수가 많기 때문에, 하나의 TOSA에 핀들을 패키징하기 위해서는 버터플라이(butterfly) 형태의 패키지를 사용되는 것이 일반적이다. 이로 인해, 패키지의 부피가 크게 된다. 또한, 패키지에 수직으로 광을 출력하는 레이저 다이오드가 사용되는 경우, 패키징이 어려운 단점이 있다. 다른 예로, QSFP(Quad Small Form Factor Pluggable) 광 모듈의 경우, 신호 라인을 독립적으로 할당하여야 하기 때문에, 티오-스템(TO-stem: transistor outline-stem) 구조로 패키징될 수 없는 단점이 있다.In this case, since the number of pins is large, it is common to use a butterfly type package in order to package the pins in one TOSA. As a result, the volume of the package becomes large. Further, when a laser diode that outputs light vertically to the package is used, packaging is difficult. As another example, in the case of a QSFP (Quad Small Form Factor Pluggable) optical module, since signal lines must be independently allocated, they can not be packaged in a TO-stem (transistor outline-stem) structure.

다채널의 광원 패키지의 부피를 줄이기 위해 티오-캔(TO-can) 형태의 패키지를 사용할 수 있지만, 이 경우 핀의 수가 부족한 단점이 발생 한다. 이러한 단점을 보완하기 위해 공통으로 사용하는 핀을 지정할 수 있는데, 공통으로 사용하는 핀이 신호 선에 해당할 경우 크로스토크(crosstalk)가 발생할 수 있다.In order to reduce the volume of the multi-channel light source package, a TO-can type package can be used, but in this case, there is a drawback that the number of the pins is insufficient. In order to overcome such disadvantages, a common pin can be designated. If a commonly used pin corresponds to a signal line, crosstalk may occur.

본 발명의 과제는 부피가 감소된 패키지 형태에서 크로스토크를 감소시킬 수 있고, 복수의 광원들을 하나의 스템에 실장하더라도 부피가 감소된 스템에 광원들과 리드 핀들을 집적할 수 있는 멀티채널 광송신 서브 어셈블리를 제공함에 있다.The object of the present invention is to provide a multi-channel optical transmission system capable of reducing crosstalk in a volume-reduced package form and integrating light sources and lead pins in a volume-reduced stem even when mounting a plurality of light sources in one stem Subassembly.

상기의 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 멀티채널 광송신 서브 어셈블리는, 서브 마운트를 구비한 스템과, 서브 마운트에 실장된 복수의 광원들과, 서브 마운트에 형성되어 광원들의 그라운드 전극들과 공통되게 접속되는 공통 그라운드 패드와, 스템에 설치되어 공통 그라운드 패드와 접속되는 공통 리드 핀, 및 서브 마운트에 광원들과 함께 실장된 서미스터를 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a multi-channel optical transmission subassembly including: a stem having a submount; a plurality of light sources mounted on the submount; A common lead pad provided on the stem and connected to the common ground pad, and a thermistor mounted on the sub mount together with the light sources.

본 발명에 따르면, 부피가 감소된 패키지 형태에서 열적 및 전기적 크로스토크를 감소시킬 수 있다. 또한, 본 발명에 따르면, 복수의 광원들을 하나의 스템에 실장하더라도 부피가 감소된 스템에 광원들과 리드 핀들을 집적할 수 있는 효과가 있다. According to the present invention, it is possible to reduce thermal and electrical crosstalk in a volume-reduced package form. In addition, according to the present invention, even when a plurality of light sources are mounted on one stem, the light sources and the lead pins can be integrated on the reduced-volume stem.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티채널 광송신 서브 어셈블리에 대한 구성도.
도 2는 광원과 서미스터가 싱글 서브 마운트에 실장된 예와, 듀얼 서브 마운트들에 실장된 예에서 A 광원의 파장 변화를 비교한 그래프.
도 3은 도 1에 있어서, 공통 그라운드 패드가 광원들에 연결된 다른 예를 도시한 도면.
도 4는 도 1에 있어서, 공통 그라운드 패드에 대한 배선 구조를 도시한 도면.
도 5는 도 4에 있어서, 다른 예에 따른 공통 그라운드 패드에 대한 배선 구조를 도시한 도면.
도 6은 도 5에 있어서, 공통 그라운드 패드의 면적 설정을 설명하기 위한 도면.
도 7은 도 5에 있어서, 광원들의 구조를 개략적으로 도시한 단면도.
1 is a block diagram of a multi-channel optical transmission subassembly in accordance with an embodiment of the present invention;
FIG. 2 is a graph comparing an example in which a light source and a thermistor are mounted on a single submount, and a wavelength variation in an A light source in an example mounted on dual submounts. FIG.
Fig. 3 is a view showing another example in Fig. 1 in which a common ground pad is connected to light sources;
Fig. 4 is a view showing a wiring structure for a common ground pad in Fig. 1; Fig.
Fig. 5 is a view showing a wiring structure for a common ground pad according to another example in Fig.
Fig. 6 is a view for explaining the area setting of the common ground pad in Fig. 5; Fig.
FIG. 7 is a cross-sectional view schematically showing the structure of light sources in FIG. 5; FIG.

이하 첨부된 도면을 참조하여, 바람직한 실시예에 따른 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티채널 광송신 서브 어셈블리에 대한 구성도이다.1 is a block diagram of a multi-channel optical transmission subassembly according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 멀티채널 광송신 서브 어셈블리(100)는 스템(110)과, 복수의 광원(120)들과, 공통 그라운드 패드(130)와, 공통 리드 핀(140)과, 서미스터(thermistor, 150)를 포함한다.Referring to FIG. 1, a multi-channel optical transmission subassembly 100 includes a stem 110, a plurality of light sources 120, a common ground pad 130, a common lead pin 140, a thermistor , 150).

스템(110)은 멀티채널 광송신 서브 어셈블리(100)에서 베이스 부재로 기능한다. 스템(110)은 티오(TO)-스템으로 이루어질 수 있다. 스템(110)은 금속 재질의 원통 형상으로 이루어질 수 있다. 스템(110)은 서브 마운트(112)를 구비할 수 있다. 서브 마운트(112)는 스템(110)의 어느 한쪽 원형 면에 해당하는 실장 면(111)에 장착될 수 있다.The stem 110 functions as a base member in the multi-channel optical transmission subassembly 100. The stem 110 may comprise a TO-stem. The stem 110 may be formed in a cylindrical shape of a metal. The stem 110 may include a submount 112. The submount 112 may be mounted on the mounting surface 111 corresponding to one of the circular surfaces of the stem 110.

광원(120)들은 서브 마운트(114)에 실장된다. 광원(120)들은 서브 마운트(112) 상에 플립칩 본딩(flip chip bonding)이나 다이 본딩(die bonding) 등과 같은 기술에 의해 실장될 수 있다. 광원(120)들은 일렬로 배열되며, 서로 다른 파장의 광 신호를 출력할 수 있다. 따라서, 멀티채널 광송신 서브 어셈블리(100)는 광원(120)의 개수와 동일한 개수의 멀티채널을 가질 수 있다. 광원(120)들은 반도체 레이저 등으로 구성될 수 있다. 각각의 광원(120)은 애노드 전극과 캐소드 전극을 구비할 수 있다. 애노드 전극이 광원(120)에 주입되는 전류량을 제어하는 경우, 캐소드 전극이 그라운드 전극으로 이용될 수 있다. 또는, 캐소드 전극이 광원(120)에 주입되는 전류량을 제어하는 경우, 애노드 전극이 그라운드 전극으로 이용될 수 있다.The light sources 120 are mounted on the submount 114. The light sources 120 may be mounted on the submount 112 by a technique such as flip chip bonding or die bonding. The light sources 120 are arranged in a row and can output optical signals of different wavelengths. Accordingly, the multi-channel optical transmission subassembly 100 may have the same number of multi-channels as the number of the light sources 120. The light sources 120 may be composed of a semiconductor laser or the like. Each of the light sources 120 may include an anode electrode and a cathode electrode. When the anode electrode controls the amount of current injected into the light source 120, the cathode electrode may be used as the ground electrode. Alternatively, when the cathode electrode controls the amount of current injected into the light source 120, the anode electrode may be used as the ground electrode.

공통 그라운드 패드(130)는 서브 마운트(112)에 형성된다. 공통 그라운드 패드(130)는 광원(120)들의 그라운드 전극들에 인접하게 배치될 수 있다. 공통 그라운드 패드(130)는 하나로 구비되어 광원(120)들의 그라운드 전극들과 공통되게 접속된다.A common ground pad 130 is formed in the submount 112. The common ground pad 130 may be disposed adjacent to the ground electrodes of the light sources 120. The common ground pads 130 are connected in common to the ground electrodes of the light sources 120.

공통 리드 핀(140)은 스템(110)에 설치된다. 공통 리드 핀(140)은 스템(110)의 실장 면(111)에 수직한 방향으로 스템(110)에 형성된 관통 홀에 삽입되어 스템(110)의 실장 면(111)과 반대되는 면으로 돌출될 수 있다. 관통 홀 내에는 공통 리드 핀(140)들의 둘레를 감싸도록 유전체가 충전될 수 있다. 공통 리드 핀(140)들은 도전성 금속 재질로 이루어질 수 있다. 공통 리드 핀(140)은 하나로 구비되어 공통 그라운드 패드(130)와 접속된다. 공통 리드 핀(140)은 와이어 등에 의한 배선 방법으로 공통 그라운드 패드(130)와 접속될 수 있다.The common lead pin 140 is installed in the stem 110. The common lead pin 140 is inserted into a through hole formed in the stem 110 in a direction perpendicular to the mounting surface 111 of the stem 110 and protruded to a surface opposite to the mounting surface 111 of the stem 110 . A dielectric may be filled in the through hole to surround the common lead pins 140. The common lead pins 140 may be made of a conductive metal material. The common lead pins 140 are connected to the common ground pad 130. The common lead pin 140 can be connected to the common ground pad 130 by a wiring method using wires or the like.

서미스터(150)는 광원(120)들과 함께 서브 마운트(112)에 실장된다. 서미스터(150)는 광원(120)들의 구동시 광원(120)들의 온도를 감지하기 위한 것이다. 서미스터(150)에서 감지된 온도 정보는 외부 제어부로 제공되며, 외부 제어부는 감지된 온도 정보를 토대로 열전냉각기(thermal electric cooler, 160)의 구동을 제어해서, 광원(120)들의 온도가 설정 값을 초과하지 않도록 한다.The thermistor 150 is mounted on the submount 112 along with the light sources 120. The thermistor 150 is for sensing the temperature of the light sources 120 when the light sources 120 are driven. The temperature information sensed by the thermistor 150 is provided to an external control unit and the external control unit controls the driving of the thermal electric cooler 160 based on the sensed temperature information so that the temperature of the light sources 120 becomes a set value Do not exceed.

서미스터(150)의 한쪽 전극은 광원(120)들의 그라운드 전극들과 함께 공통 그라운드 패드(130) 상에 공통되게 접속될 수 있다. 따라서, 서미스터(150)의 양쪽 전극에 접속되게 2개의 리드 핀이 구비되는 것에 비해, 리드 핀의 개수를 1개 감소시킬 수 있다. 그 결과, 스템(110)은 서미스터용 리드 핀을 위한 설치 공간을 줄이는 효과가 있을 수 있다. 서미스터(150)는 공통 그라운드 패드(130)로부터 이격되어 서브 마운트(112)에 실장되며, 한쪽 전극이 와이어링 등에 의해 공통 리드 핀(140)에 연결되는 것도 가능하다.One electrode of the thermistor 150 may be commonly connected to the common ground pad 130 together with the ground electrodes of the light sources 120. Therefore, the number of the lead pins can be reduced by one compared with the case where two lead pins are provided so as to be connected to both electrodes of the thermistor 150. As a result, the stem 110 may have the effect of reducing the installation space for the thermistor lead pin. The thermistor 150 may be mounted on the submount 112 by being separated from the common ground pad 130 and one electrode may be connected to the common lead pin 140 by wiring or the like.

광원(120)들의 그라운드 전극들은 와이어링과 플립칩 본딩에 의해 공통 그라운드 패드(130)에 연결될 수 있다. 광원(120)들의 애노드 전극에 전류가 주입되면, 그라운드 경로로 리턴 전류(return current)가 흐르게 된다. 광원(120)들의 그라운드 전극들을 공통 그라운드 패드(130)에 와이어링을 이용해서 연결하면, 리턴 전류가 흐르는 경로의 면적이 작아져 전기적인 크로스토크가 발생할 가능성이 클 수 있다. 따라서, 전기적 크로스토크를 줄이기 위해, 도 3에 도시된 바와 같이, 광원(120)들의 그라운드 전극들을 공통 그라운드 패드(130)에 와이어링을 이용하지 않고 플립칩 본딩만을 이용해서 연결할 수도 있다.The ground electrodes of the light sources 120 may be connected to the common ground pad 130 by wiring and flip chip bonding. When a current is injected into the anode electrodes of the light sources 120, a return current flows through the ground path. If the ground electrodes of the light sources 120 are connected to the common ground pad 130 by wiring, the area of the path through which the return current flows may be small, and electric crosstalk may occur. Therefore, in order to reduce the electrical crosstalk, the ground electrodes of the light sources 120 may be connected to the common ground pad 130 by using only flip chip bonding without using wiring as shown in FIG.

전술한 구성의 멀티채널 광송신 서브 어셈블리(100)에 의하면, 광원(120)들과 서미스터(150)는 하나의 서브 마운트(112)에 함께 실장된다. 만일, 광원(120)과 서미스터(150)가 2개의 분리된 제1,2 서브 마운트에 각각 실장된다면, 광원(120)들에 의해 열이 발생하는 부분과, 서미스터(150)에 의해 온도를 모니터링하는 부분이 분리되어 있기 때문에, 제1 서브 마운트에서의 실제 온도와 제2 서브 마운트에서의 측정 온도 간에 큰 차이가 발생할 수 있다.According to the multi-channel optical transmission subassembly 100 having the above-described configuration, the light sources 120 and the thermistor 150 are mounted together on one submount 112. [ If the light source 120 and the thermistor 150 are mounted on the two separate first and second submounts, the temperature is monitored by the thermistor 150 and the portion where the heat is generated by the light sources 120, A large difference may occur between the actual temperature at the first submount and the measured temperature at the second submount.

광원(120)으로 사용되는 반도체 레이저에서 주입 전류를 증가시키면 일부는 광으로 환원되고 일부는 열을 발생시킨다. 이렇게 발생된 열은 하나의 채널로 구성된 단일 광원에서는 큰 문제를 발생시키지 않지만, 멀티채널로 구성된 멀티 광원들에서는 인접 채널의 온도를 변화시켜 동작 특성을 바꾸게 된다. 즉, 광원들 중 어느 하나의 광원의 전류를 변화시켜 동작 특성을 변화시키면, 이때 변화된 전류에 의해 발생된 열로 인해 의도치 않게 주변 광원들의 동작 특성이 변화되는 결과를 초래한다. 이에 따라, 열적(thermal) 크로스토크가 크게 발생할 수 있다.In the semiconductor laser used as the light source 120, when the injection current is increased, a part is reduced to light and a part generates heat. The generated heat does not cause a big problem in a single light source composed of one channel, but in a multi-channel multi-light source, the operating characteristic is changed by changing the temperature of the adjacent channel. That is, if the operating characteristics are changed by changing the current of any one of the light sources, the operation characteristics of the ambient light sources are unintentionally changed due to the heat generated by the changed current. As a result, thermal crosstalk can be caused to a large extent.

하지만, 본 실시예와 같이, 광원(120)들과 서미스터(150)가 하나의 서브 마운트(112)에 함께 실장되면, 특정 광원의 전류와 같은 동작 조건이 변하여도 주변 광원들의 동작 파장, 광파워 등과 같은 동작 특성에 미치는 영향을 현저하게 줄일 수 있다. 따라서, 하나의 광원이 다른 광원에 영향을 미치는 열적 크로스토크를 줄일 수 있다.However, when the light sources 120 and the thermistor 150 are mounted together on one submount 112 as in the present embodiment, even when the same operating conditions as those of the specific light source are changed, the operating wavelengths of the ambient light sources, And the like can be remarkably reduced. Thus, thermal crosstalk that one light source affects another light source can be reduced.

이러한 효과에 대해 도 2를 참조하여 설명하면 다음과 같다. 도 2는 싱글 서브 마운트(single sub-mount)에 광원과 서미스터를 실장한 경우와, 서로 분리된 듀얼 서브 마운트(dual sub-mount)에 광원과 서미스터를 각각 실장한 경우, B, C, D 광원의 주입전류 변화에 따른 A 광원 파장 변화를 보여주는 그래프이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 싱글 서브 마운트에 광원과 서미스터를 실장한 경우가 듀얼 서브 마운트에 광원과 서미스터를 각각 실장한 경우에 비해, 원으로 표시한 영역들에서 A 광원의 파장 변화가 10배 가량 줄어 드는 것을 확인할 수 있다.This effect will be described with reference to FIG. FIG. 2 shows a case where a light source and a thermistor are mounted on a single sub-mount and a light source and a thermistor are mounted on a separate dual sub-mount, respectively. FIG. 5 is a graph showing the wavelength change of the A light source according to the injection current change. FIG. As shown in Fig. 2, in the case where the light source and the thermistor are mounted on the single sub mount, the wavelength change of the A light source in the areas indicated by circles is 10 times As shown in Fig.

또한, 전술한 구성의 멀티채널 광송신 서브 어셈블리(100)에 의하면, 광원(120)들의 그라운드 전극들은 하나의 공통 그라운드 패드(130)에 공통되게 접속되고, 공통 그라운드 패드(130)는 하나의 공통 리드 핀(140)에 접속된다. 즉, 하나의 공통 리드 핀(140)은 공통 그라운드 패드(130)를 매개로 광원(120)들의 그라운드 전극들에 공용으로 사용된다.The ground electrodes of the light sources 120 are commonly connected to one common ground pad 130 and the common ground pads 130 are connected to one common And is connected to the lead pin 140. That is, one common lead pin 140 is commonly used for the ground electrodes of the light sources 120 via the common ground pad 130.

이에 따라, 광원(120)들의 그라운드 전극들과 독립되게 접속되도록 그라운드 전극의 개수와 동일한 개수로 그라운드 전극용 리드 핀이 구비되는 것에 비해, 그라운드 전극용 리드 핀의 개수를 감소시킬 수 있다. 예컨대, 광원(120)의 개수가 4개인 경우, 그라운드 전극용 리드 핀을 4개에서 1개로 감소시킬 수 있다. 또한, 서미스터(150)의 한쪽 전극은 광원(120)들의 그라운드 전극들과 함께 공통 그라운드 패드(130) 상에 공통되게 접속되므로, 서미스터용 리드 핀을 2개에서 1개로 감소시킬 수 있다. 따라서, 스템(110)은 그라운드 전극용 리드 핀과 서미스터용 리드 핀을 위한 설치 공간을 줄일 수 있으므로, 부피가 작은 스템(110)에 광원(120)들과 공통 리드 핀(140)을 집적할 수 있는 장점이 있다. 그 결과, 패키지의 소형화가 가능하다.Accordingly, it is possible to reduce the number of the lead pins for ground electrodes, as compared with the case where the number of ground electrode lead pins is the same as the number of the ground electrodes to be connected independently of the ground electrodes of the light sources 120. For example, when the number of the light sources 120 is four, the number of the lead pins for ground electrodes can be reduced from four to one. Since one electrode of the thermistor 150 is commonly connected to the common ground pad 130 together with the ground electrodes of the light sources 120, the number of thermistor lead pins can be reduced from two to one. Therefore, since the stem 110 can reduce the installation space for the ground electrode lead pin and the thermistor lead pin, it is possible to integrate the light sources 120 and the common lead pin 140 in the stem 110 having a small volume There is an advantage. As a result, miniaturization of the package is possible.

한편, 스템(110)의 실장 면(111)에는 열전냉각기(160)가 실장될 수 있다. 열전냉각기(160)는 스템(110)의 실장 면(111)과 서브 마운트(112) 사이에 배치될 수 있다. 열전냉각기(160)는 광원(120)들을 냉각시키기 위한 것이다.On the other hand, the thermoelectric cooler 160 may be mounted on the mounting surface 111 of the stem 110. The thermoelectric cooler 160 may be disposed between the mounting surface 111 of the stem 110 and the submount 112. The thermoelectric cooler 160 is for cooling the light sources 120.

도 4는 공통 그라운드 패드(130)에 대한 배선 구조를 도시한 도면이다.4 is a diagram showing a wiring structure for the common ground pad 130. As shown in FIG.

도 4에 도시된 바에 따르면, 제1 와이어(171)들은 공통 그라운드 패드(130)를 공통 리드 핀(140)에 2 이상으로 배선함으로써, 크로스토크를 감소시킨다. 즉, 광원(120)들의 애노드로 주입된 전류는 공통 그라운드 패드(130)를 통해 공통 리드 핀(140)으로 빠져 나간다. 이때, 공통 그라운드 패드(130)와 공통 리드 핀(140) 사이가 하나의 제1 와이어(171)에 의해 배선되면, 리턴 전류의 경로가 작아 전기적 크로스토크가 발생할 가능성이 크다. 하지만, 공통 그라운드 패드(130)와 공통 리드 핀(140) 사이가 2 이상의 제1 와이어(171)들에 의해 배선되면, 리턴 전류의 경로가 확장됨으로써, 크로스토크가 감소할 수 있다.4, the first wires 171 reduce crosstalk by wiring two or more common ground pads 130 to the common lead pin 140. As shown in Fig. That is, the current injected into the anode of the light source 120 passes through the common ground pad 130 to the common lead pin 140. At this time, if the common ground pad 130 and the common lead pin 140 are wired by a single first wire 171, the path of the return current is small and electric crosstalk is likely to occur. However, if the common ground pad 130 and the common lead pin 140 are wired by the two or more first wires 171, the path of the return current is expanded, so that the crosstalk can be reduced.

그리고, 적어도 하나 이상의 제2 와이어(172)가 공통 그라운드 패드(130)를 스템(110)에 배선하고, 적어도 하나 이상의 제3 와이어(173)가 공통 리드 핀(140)을 스템(110)에 적어도 하나 이상으로 배선하는 것도 가능하다. 따라서, 리턴 전류의 경로가 추가 확보됨으로써, 크로스토크를 줄이는 효과를 더욱 높일 수 있다.At least one second wire 172 connects the common ground pad 130 to the stem 110 and at least one third wire 173 connects the common lead pin 140 to the stem 110 at least It is also possible to wire more than one. Therefore, since the return current path is further secured, the effect of reducing the crosstalk can be further enhanced.

도 5에 도시된 바와 같이, 공통 그라운드 패드(230)는 광원(120)들의 그라운드 전극들과 접속되는 부위들이 서로 독립되게 모두 분리된 형태일 수 있다. 따라서, 광원(120)들이 사용하는 리턴 전류에 대한 공통 경로를 최소화해서 크로스토크를 줄일 수 있다. 즉, 공통 경로는 공통 리드 핀(140) 하나에만 존재하게 된다.As shown in FIG. 5, the common ground pad 230 may be formed such that portions connected to the ground electrodes of the light sources 120 are separated from each other. Therefore, the common path to the return current used by the light sources 120 can be minimized, and the crosstalk can be reduced. That is, the common path exists only in one common lead pin 140.

제1 와이어(271)들은 서로 분리된 공통 그라운드 패드(230)들을 공통 리드 핀(140)에 각각 배선할 수 있다. 또한, 제2 와이어(272)들은 서로 분리된 공통 그라운드 패드(230)들을 스템(110)에 각각 배선할 수 있다. The first wires 271 may be connected to the common ground pads 230, which are separated from each other, to the common lead pins 140. In addition, the second wires 272 can wire the common ground pads 230 separated from each other to the stem 110.

공통 그라운드 패드(230)들은 광원(120)들의 그라운드 전극들과 접속되는 부위들이 모두 분리되지 않고, 2 이상으로만 분리되는 것도 가능하다. 예컨대, 광원(120)들의 그라운드 전극들이 4개인 경우, 공통 그라운드 패드는 4개의 그라운드 전극들 중 2개의 그라운드 전극들과 접속되는 부위와 나머지 2개의 그라운드 전극들과 접속되는 부위로 분리될 수 있다. 또는, 공통 그라운드 패드는 4개의 그라운드 전극들 중 3개의 그라운드 전극들과 접속되는 부위와 나머지 1개의 그라운드 전극과 접속되는 부위로 분리될 수 있다.It is also possible that the common ground pads 230 are separated from the ground electrodes of the light sources 120 only by two or more, without being separated from each other. For example, when there are four ground electrodes of the light sources 120, the common ground pad may be divided into a portion connected to two ground electrodes of the four ground electrodes and a portion connected to the remaining two ground electrodes. Alternatively, the common ground pad may be divided into a portion connected to three ground electrodes among the four ground electrodes and a portion connected to the remaining one ground electrode.

도 6에 도시된 바와 같이, 하나의 공통 그라운드 패드(230)에 2개 이상의 배선을 하기 위해서는 공통 그라운드 패드(230)의 면적이 충분히 커야 한다. 배선을 위해 솔더 볼(solder ball, 180)이 사용되는 경우, 공통 그라운드 패드(230)의 면적은 솔더 볼(180)의 단면적보다 2배 이상 커야 한다. 예컨대, 공통 그라운드 패드(230)가 사각형인 경우, 공통 그라운드 패드(230)의 한 변의 길이(W)는 솔더 볼(180)의 직경(Φ)보다 길어야 하며, 공통 그라운드 패드(230)의 다른 변의 길이(L)는 솔더 볼의 직경(Φ)보다 2배 이상으로 길어야 한다.As shown in FIG. 6, in order to make two or more wirings on one common ground pad 230, the area of the common ground pad 230 must be sufficiently large. When a solder ball 180 is used for wiring, the area of the common ground pad 230 should be at least twice as large as the cross-sectional area of the solder ball 180. For example, when the common ground pad 230 is rectangular, the length W of one side of the common ground pad 230 should be longer than the diameter? Of the solder ball 180, The length (L) should be at least twice the diameter (Φ) of the solder ball.

도 7은 광원(120)들의 구조를 개략적으로 도시한 단면도이다. 도 6을 참조하면, 광원(120)들은 반도체 레이저 다이오드 어레이로 이루어질 수 있다. 반도체 레이저 다이오드 어레이는 복수의 레이저 발광부(121)들이 일렬로 배열된다. 레이저 발광부(121)들이 광원(120)들로 각각 기능한다. 레이저 발광부(121)들은 기판(122) 상에 활성층(123)과 전도층(124)이 적층된 구조로 이루어진다. 전도층(124)은 N-층(124a)과 P-층(124b)을 포함할 수 있다. N-층(124a)은 활성층(123)을 사이에 두고 P-층(124b)보다 기판(122)에 가깝게 배치될 수 있다.7 is a cross-sectional view schematically showing the structure of the light sources 120. As shown in FIG. Referring to FIG. 6, the light sources 120 may be formed of a semiconductor laser diode array. In the semiconductor laser diode array, a plurality of laser emitting units 121 are arranged in a line. And the laser emitting units 121 function as the light sources 120, respectively. The laser emitting units 121 are formed by stacking an active layer 123 and a conductive layer 124 on a substrate 122. Conductive layer 124 may include N- layer 124a and P-layer 124b. The N-layer 124a may be disposed closer to the substrate 122 than the P-layer 124b with the active layer 123 therebetween.

그리고, 레이저 발광부(121)들은 경계 부위가 기판(122)까지 제거된 형태로 이루어진다. 따라서, 레이저 발광부(121)들 간에는 N-층(124a)과 P-층(124b)이 물리적으로 분리될 수 있으므로, 크로스토크가 감소될 수 있다.The laser emitting units 121 are formed in such a manner that the boundary portion is removed to the substrate 122. Therefore, since the N-layer 124a and the P-layer 124b can be physically separated between the laser emitting portions 121, the crosstalk can be reduced.

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. While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is clearly understood that the same is by way of illustration and example only and is not to be taken by way of limitation and that those skilled in the art will recognize that various modifications and equivalent arrangements may be made therein. It will be possible. Accordingly, the true scope of protection of the present invention should be determined only by the appended claims.

110..스템 112..서브 마운트
120..광원 130..공통 그라운드 패드
140..공통 리드 핀 150..서미스터
110 .. stem 112 .. submount
120 .. light source 130 .. common ground pad
140 .. Common Lead Pin 150 .. Thermistor

Claims (10)

서브 마운트를 구비한 스템;
상기 서브 마운트에 실장된 복수의 광원들;
상기 서브 마운트에 형성되어 상기 광원들의 그라운드 전극들과 공통되게 접속되는 공통 그라운드 패드;
상기 스템에 설치되어 상기 공통 그라운드 패드와 접속되는 공통 리드 핀; 및
상기 서브 마운트에 상기 광원들과 함께 실장된 서미스터(thermistor);
를 포함하는 멀티채널 광송신 서브 어셈블리.
A stem with a submount;
A plurality of light sources mounted on the submount;
A common ground pad formed on the submount and commonly connected to the ground electrodes of the light sources;
A common lead pin installed on the stem and connected to the common ground pad; And
A thermistor mounted on the submount with the light sources;
/ RTI > optical transmission subassembly.
제1항에 있어서,
상기 서미스터의 한쪽 단자는 상기 공통 그라운드 패드 상에 접속된 것을 특징으로 하는 멀티채널 광송신 서브 어셈블리.
The method according to claim 1,
And one terminal of the thermistor is connected on the common ground pad.
제1항에 있어서,
상기 공통 그라운드 패드를 상기 공통 리드 핀에 2 이상으로 배선(wiring)하는 제1 와이어들을 포함하는 것을 특징으로 하는 멀티채널 광송신 서브 어셈블리.
The method according to claim 1,
And first wires for wiring the common ground pad to at least two of the common lead pins.
제3항에 있어서,
상기 공통 그라운드 패드를 상기 스템에 적어도 하나 이상으로 배선하는 제2 와이어를 포함하는 것을 특징으로 하는 멀티채널 광송신 서브 어셈블리.
The method of claim 3,
And a second wire for routing the common ground pad to at least one or more of the stems.
제4항에 있어서,
상기 공통 리드 핀을 상기 스템에 적어도 하나 이상으로 배선하는 제3 와이어를 포함하는 것을 특징으로 하는 멀티채널 광송신 서브 어셈블리.
5. The method of claim 4,
And a third wire for routing the common lead pin to at least one or more of the stems.
제1항에 있어서,
상기 공통 그라운드 패드는 상기 광원들의 그라운드 전극들과 접속되는 부위들이 2 이상의 그룹으로 분리된 것을 특징으로 하는 멀티채널 광송신 서브 어셈블리.
The method according to claim 1,
Wherein the common ground pad is divided into at least two groups of parts connected to the ground electrodes of the light sources.
제6항에 있어서,
상기 공통 그라운드 패드는 상기 광원들의 그라운드 전극들과 접속되는 부위들이 각각 분리된 것을 특징으로 하는 멀티채널 광송신 서브 어셈블리.
The method according to claim 6,
Wherein the common ground pad is divided into portions connected to the ground electrodes of the light sources.
제6항에 있어서,
상기 공통 그라운드 패드의 분리된 부분들을 상기 공통 리드 핀에 각각 배선하는 제1 와이어들을 포함하는 것을 특징으로 하는 멀티채널 광송신 서브 어셈블리.
The method according to claim 6,
And first wires for separately routing the separated portions of the common ground pad to the common lead pins.
제8항에 있어서,
상기 공통 그라운드 패드의 분리된 부분들을 상기 스템에 각각 배선하는 제2 와이어들을 포함하는 것을 특징으로 하는 멀티채널 광송신 서브 어셈블리.
9. The method of claim 8,
And second wires that respectively wire isolated portions of the common ground pad to the stem. ≪ Desc / Clms Page number 15 >
제1항에 있어서,
상기 광원들은 반도체 레이저 다이오드 어레이로 이루어지며;
상기 반도체 레이저 다이오드 어레이는 기판 상에 활성층과 전도층이 적층되어 일렬로 배열된 복수의 레이저 발광부를 구비하고, 상기 레이저 발광부들의 경계 부위가 상기 기판까지 제거된 형태인 것을 특징으로 하는 멀티채널 광송신 서브 어셈블리.
The method according to claim 1,
Wherein the light sources comprise a semiconductor laser diode array;
Wherein the semiconductor laser diode array has a plurality of laser emitting units arranged in a row and stacking an active layer and a conductive layer on a substrate, and the boundary portions of the laser emitting units are removed to the substrate. Transmitting subassembly.
KR1020130127258A 2012-12-03 2013-10-24 Multi-channel transmitter Optical Sub Assembly KR101543771B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US14/094,113 US9093811B2 (en) 2012-12-03 2013-12-02 Multi channel transmitter optical sub-assembly

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR20120139063 2012-12-03
KR1020120139063 2012-12-03

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20140072793A true KR20140072793A (en) 2014-06-13
KR101543771B1 KR101543771B1 (en) 2015-08-12

Family

ID=51126561

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020130127258A KR101543771B1 (en) 2012-12-03 2013-10-24 Multi-channel transmitter Optical Sub Assembly

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101543771B1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20180038708A (en) * 2016-10-07 2018-04-17 한국전자통신연구원 Multi-channel light module structure and method packaging the structure thereof
WO2018212390A1 (en) * 2017-05-18 2018-11-22 ㈜켐옵틱스 Cooling laser-embedded optical transmission and reception module
WO2019132077A1 (en) * 2017-12-28 2019-07-04 주식회사 옵텔라 Optical element package having excellent thermal characteristics

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4362971B2 (en) 1999-11-22 2009-11-11 ブラザー工業株式会社 Multi-beam light source device

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20180038708A (en) * 2016-10-07 2018-04-17 한국전자통신연구원 Multi-channel light module structure and method packaging the structure thereof
US10338326B2 (en) 2016-10-07 2019-07-02 Electronics And Telecommunications Research Institute Multi-channel optical subassembly structure comprising an alignment jig and method of packaging the structure
WO2018212390A1 (en) * 2017-05-18 2018-11-22 ㈜켐옵틱스 Cooling laser-embedded optical transmission and reception module
WO2019132077A1 (en) * 2017-12-28 2019-07-04 주식회사 옵텔라 Optical element package having excellent thermal characteristics
KR20190080241A (en) * 2017-12-28 2019-07-08 주식회사 옵텔라 Optical element package device having outstanding heat characterisic

Also Published As

Publication number Publication date
KR101543771B1 (en) 2015-08-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9614620B2 (en) Coaxial transmitter optical subassembly (TOSA) with cuboid type to laser package and optical transceiver including same
JP3750649B2 (en) Optical communication device
US9876576B2 (en) Layered coaxial transmitter optical subassemblies with support bridge therebetween
US10295765B2 (en) TO-Can photodiode package with integrated coupling member and exposed active region, and a receiver optical subassembly (ROSA) using the same
KR101929465B1 (en) Optical module
JP2003232967A (en) Parallel transmission/reception module
US9236945B2 (en) Thermally shielded multi-channel transmitter optical subassembly and optical transceiver module including same
KR101788540B1 (en) Optical transmitter module with temperature device and method of manufacturing the same
US9385830B2 (en) Transmitter module outputting wavelength multiplexed light
US10230471B2 (en) Coaxial transmitter optical subassembly (TOSA) with cuboid type to laser package and optical transceiver including same
US20060098697A1 (en) Wavelength tunable light source module for wavelength division multiplexing passive optical network system
KR101543771B1 (en) Multi-channel transmitter Optical Sub Assembly
CN112835156B (en) Temperature control device with multiple conductive terminals and optical subassembly module for implementing same
JP2001085798A (en) Semiconductor laser module, and wavelength division multiplex optical transmission system
US10197751B2 (en) Coaxial transmitter optical subassembly (TOSA) including ball lens
JP2004200399A (en) Optical module and its manufacturing method
EP1615304B1 (en) Optical module with simplified electrical wiring desing
US7018110B2 (en) Optical module
US9093811B2 (en) Multi channel transmitter optical sub-assembly
CN216251625U (en) Laser chip and optical module
US11784720B2 (en) Optical module
JP6260167B2 (en) Photoelectric fusion module
CN115166911A (en) Transistor outline package optical transceiver
JP2003229636A (en) Semiconductor laser element and semiconductor laser device
CN113093351B (en) Substrate with stepped profile for mounting a light emitting sub-assembly and light emitter or light transceiver implementing same

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
LAPS Lapse due to unpaid annual fee