Design and Fabrication of APD-FET Module for 2.5 Gbps Optical Communicating System

광통신용 APD-FET 광수신모듈 설계 및 제작

The fiber optic receiver, ETRI APD-FET 1.0, is developed for the application of optical communication. This fiber optic receiver includes PD sub-module and pre-amplifier case. A single lens system is introduced for the PD sub-module. The sub-module consists of the avalenche photodiode(APD), GRIN rod lens, and a single mode fiber. The above components are enclosed into the stainless steel 304L housings. By bevelling the fiber end, the single mode fiber provides less than ~ 28 dB of optical return loss. The area of image focus is controlled by adjusting the length of spacer located in-between the fiber and the GRIN rod lens. The laser welding technique is applied to achieve the maximum coupling efficiency for the joining of each housing. In the pre-amplifier case, GaAs FET pre-amplifier workes for photocurrent amplification and the thermister is mounted to control the APD bias. The performance of ETRI APD-FET1.0 shows the sensitivity of - 30.3 dBm at $10^{-10}$ BER(bit error rate) and 2.5 Gbps optical random signal of $2^{23}-1$ word length. The fiber optic receiver is one of the essensial parts of the transmission module for B-ISDN. Also, the above optical packaging technology will be adapted for the developement of 10 Gbps transmission application 2.5 Gbps 5 Gbps

2.5 Gbps급 장거리 광통신 시스템에 소요되는 단일모우드 광섬유 부착 APD-FET 광수신모듈을 설계 및 제작하였다. 본 논문에서는 광수신모듈 제작시 고려해야 할 광학적, 전기적, 기계적 설계 및 제작 그리고 모듈의 특성평가에 대해 설명하였다. 광학적으로는 GRIN rod 렌즈와 경사 연마된 단일모우드 광섬유를 갖는 단일렌즈계로 구성하였으며 기계적으로는 광부품의 견고한 조립을 위해 레이저 용접법을 도입하였고 전기적으로는 Avalenche Photo Diode로부터의 소신호를 증폭하기 위한 GaAs FET 전치층폭기를 내장 하였다. 모듈 제작후 성능평가에서는 2.5 Gbps 속도에서 223-1의 길이를 갖는 입력광신호에 대해 $10^{-10}$ Bit Error Rate 조건에서 모듈 수신감도가 -30.3dBm으로 측정되어 국제전신전화 자문 위원회의 규격인 -26dBm은 물론 한국통신규격인 상온 -30dBm을 만족시키는 결과를 얻었다. 본 연구에서의 성공적인 모듈제작은 2.5 Gbps 광통신용 광수신모듈ㄹ의 실용화는 물론 앞으로 10 Gbps급 광통신용 광수신모듈 제작에 대한 밝은 전망을 보여주는 것이다.