초록 ▼

본 과제는 고속광통신 모듈 중 100 Gbps TOSA 제작을 위한 레이저 용접 시스템의 개발을 목표로 함. 데이터센터/기업망/전화국간의 대용량 데이터 통신이 증가하고 있으며 통신량 증가에 따라 초고속, 저전력, 소형화된 광송신기(TOSA; Transmitter Optical Sub-Assembly와 광수신기 (ROSA; Receiver Optical Sub-Assembly) 개발이 필요함. 100 Gbps 광송신기(TOSA)의 조립 공정 중 레이저 용접 공정은 최종 광커플링 효율에 영향을 미침. 최적의 광효율을 얻기 위해서는 자동

본 과제는 고속광통신 모듈 중 100 Gbps TOSA 제작을 위한 레이저 용접 시스템의 개발을 목표로 함. 데이터센터/기업망/전화국간의 대용량 데이터 통신이 증가하고 있으며 통신량 증가에 따라 초고속, 저전력, 소형화된 광송신기(TOSA; Transmitter Optical Sub-Assembly와 광수신기 (ROSA; Receiver Optical Sub-Assembly) 개발이 필요함. 100 Gbps 광송신기(TOSA)의 조립 공정 중 레이저 용접 공정은 최종 광커플링 효율에 영향을 미침. 최적의 광효율을 얻기 위해서는 자동화 레이저 용접 공정이 중요하여 이를 위하여 레이저 용접 시스템 개발이 필요함. Nd:YAG 레이저, 레이저 헤드, 정밀 자동화 스테이지 등을 이용하여 레이저 용접 시스템은 구축되었음. 새롭게 설계된 제작된 레이저 헤드를 이용하여 다양한 레이저 빔 프로파일을 구현할 수 있음. 100 Gbps TOSA 레이저 용접을 위한 최적의 레이저 공정 조건을 찾는 실험이 진행되었으며 이를 바탕으로 100 Gbps TOSA 시제품을 제작하였다. 또한, 시제품을 이용하여 광출력, 전송속도 등의 광모듈 특성 평가를 진행하였다.

( 출처 : 최종보고서 요약 3p )

Abstract ▼

The purpose of this project is to develop a laser welding system for production of 100 Gbps TOSA which is one of high-speed optical communication modules. As the 3G and 4G wireless network architectures have been built, the massive data transmission among data centers/companies/telecommunications ha

The purpose of this project is to develop a laser welding system for production of 100 Gbps TOSA which is one of high-speed optical communication modules. As the 3G and 4G wireless network architectures have been built, the massive data transmission among data centers/companies/telecommunications has been drastically increased. Therefore, the development of high speed, low power and miniaturized transmitter optical sub-assembly(TOSA) and receiver optical sub-assembly (ROSA) becomes an essential task in the field of optical communication modules. The laser welding process is one of 100 Gbps TOSA packing processes, and this means affects the final optical-coupling efficiency. To obtain over 90 % of the optical-coupling efficiency, the high precision of automated laser welding process is critical. The current laser welding system cannot achieve 90 % of the optical-coupling efficiency due to its poor accuracy of the automated stage and large welding spots. For this reason, the brand new laser welding system with a highly precise automated stage and re-designed laser head should be developed.

The new laser welding system including a Nd: YAG laser, newly designed laser heads and highly precision automated stages has been constructed. A new laser head provides various laser beam profiles by switching different types of homogenizers. The welding experiments have been conducted to find an optimum laser welding condition for 100 Gbps TOSA. A prototype of 100 Gbps TOSA has been fabricated, and the evaluation of optical communication properties such as optical output and transmission speed is conducted.

( 출처 : SUMMARY 7p )

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제 출 문 ... 2
• 최종보고서 ... 3
• 요 약 문 ... 4
• SUMMARY ... 7
• CONTENTS ... 8
• 목차 ... 9
• 제1장 연구개발과제의 개요 ... 10
• 1. 연구개발의 목적 ... 10
• □ 100 Gbps 광송신기(TOSA) 개발 ... 10
• □ 레이저 용접 시스템 개발의 필요성 ... 11
• 2. 연구개발의 필요성 및 범위 ... 12
• □ 연구개발 필요성 ... 12
• □ 연구 개발의 범위 ... 12
• 제2장 국내외 기술개발 현황 ... 15
• □ 국내 기술 동향 및 수준 ... 15
• □ 국외 기술 동향 및 수준 ... 16
• □ 국내·외 시장 현황 ... 17
• 제3장 연구개발수행 내용 및 결과 ... 19
• □ TOSA용 레이저 용접 시스템 개발 ... 19
• (1) Nd:YAG 레이저 및 레이저 빔 전송 시스템 구축 ... 19
• (2) 레이저 헤드 광학계 설계 및 시제품 제작 ... 20
• (3) TOSA/리셉터클 정밀 얼라이먼트를 위한 자동화 스테이지 구축 ... 21
• (4) TOSA/리셉터클 레이저 용접 지그 설계 및 제작 ... 21
• □ TOSA용 레이저 용접 공정 개발 ... 22
• (1) Nd:YAG 레이저 용접 시스템을 적용한 100 Gbps TOSA 용접 공정 확보 ... 22
• (2) Nd:YAG 레이저 용접 시스템을 적용한 100 Gbps TOSA 용접 깊이 확보 ... 25
• (3) Nd:YAG 레이저 용접 시스템을 적용한 100 Gbps TOSA Shear test ... 26
• (4) CWDM4 TOSA 상용 시제품 개발 및 특성 평가 ... 27
• 제4장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 29
• 1. 목표달성도 종합 ... 29
• 가. 최종 연구목표 대비 진척도 ... 29
• 나. 기술적 성과 ... 30
• 다. 정량적 성과 ... 30
• 마. 대내외 융합연구 또는 연구협력 실적 ... 32
• 2. 관련분야에의 기여 ... 32
• 가. 기술적 파급효과 ... 32
• 나. 경제 산업적 파급효과 ... 32
• 제5장 연구개발성과의 활용계획 ... 34
• 1. ㈜코셋의 상용화 전략 ... 34
• 2. ㈜에이디에스테크의 상용화 전략 ... 34
• 제6장 연구시설·장비 현황 ... 35
• □ 도입한 연구시설·장비 (도입비용 3천만원 이상 또는 NTIS 등록 장비) ... 35
• □ 개발한 연구시설·장비 ... 35
• 제7장 참고 문헌 ... 36
• 끝페이지 ... 37