KR20130067010A

KR20130067010A - 스파셜 홀 버닝 조절기능을 갖는 레이저 다이오드 및 광 펄스 발생 방법

Info

Publication number: KR20130067010A
Application number: KR1020110133827A
Authority: KR
Inventors: 임영안
Original assignee: 한국전자통신연구원
Priority date: 2011-12-13
Filing date: 2011-12-13
Publication date: 2013-06-21
Also published as: US8837537B2; US20130148675A1

Abstract

본 발명은 고효율의 레이저 다이오드를 개시한다. λ/4 phase-shifted DFB LD(distributed feedback laser diode)는 결합계수(coupling coefficient)가 커 결합계수와 공진기 길이의 곱이 2 이상인 경우 spatial hole burning에 의해 모드의 안정성이 좋지 않다. 본 발명에서는 spatial hole burning을 조절할 수 있는 영역을 반도체 레이저 다이오드 구조에 넣는다. 이에 따라, 반복률이 100GHz~300GHz 대역의 초고속 펄스 레이저 다이오드가 얻어진다. 또한 레이저 다이오드의 구성을 변경함에 의해, 에너지 사용 효율을 증대된 단일모드 레이저 다이오드도 구현된다.

Description

스파셜 홀 버닝 조절기능을 갖는 레이저 다이오드 및 광 펄스 발생 방법{LASER diode for controlling spatial hole burning and optical pulse generating method}

본 발명은 레이저 다이오드를 사용하여 광펄스를 얻는 분야에 관한 것으로, 보다 구체적으로 스파셜 홀 버닝 조절기능을 갖는 레이저 다이오드 및 광 펄스 발생 방법에 관한 것이다.

본 분야에서 알려진 바와 같이, 광 펄스는 광통신에서 재생기의 클락 재생, 광통신에서의 광원, 광 샘플링용 광원, RF 통신에서의 운반자등 여러 방면에 걸쳐 그 활용성이 많다.

특히 반도체 레이저 다이오드를 이용하여 광 펄스를 생성할 경우 소자의 크기 및 경제성 등에서 많은 장점이 있게 된다. 이러한 연유로 펄스 레이저 다이오드에 대해 많은 연구가 진행되어오고 있다.

레이저 다이오드가 펄스를 방출하게 되는 물리적인 원인은 Q-switching(또는 gain switching), mode locking, 또는 mode beating 으로서 알려져 있다.

상기 Q-switching (또는 gain switching)의 경우는 광출력에 대한 속도의 제한을 받으므로 초고속 펄스 생성에는 적합하지 않다.

한편, mode locking의 경우는 saturable absorber와 같은 비선형성을 가지는 영역을 공진기에 삽입하여 발진모드들 간의 상호작용을 증대시킴으로써 펄스가 발생된다. 반복률은 이들 모드간의 간격에 의해 결정되는데, Δν=c/(2nL)로 표시된다. 여기서, Δν는 모드간의 주파수차, c는 광속, n은 도파로의 그룹 굴절율 (group refractive index), 그리고 L은 공진기의 길이이다. 펄스의 주파수가 300GHz를 넘을 경우 공진기의 길이가 ~200μm 이하가 되므로, 이득길이의 제약이 있다. 이 제약은 레이저 다이오드를 구성하는데 난점을 제공한다.

한편, Mode beating의 경우는 두 개의 독립적인 레이저 다이오드 영역이 포함되는 구조이다. 두 발진파의 파장을 독립적으로 선택함에 의해 고주파의 펄스가 생성된다. 이 경우 두 모드간의 간격을 임의로 조절할 수 있어 초고주파 펄스 생성에 있어서 유리한 점을 갖는다. 그러나, 단일모드를 위해 사용되는 DFB 레이저 다이오드(distributed feedback laser diode)의 정지 대역(stop band)의 상호중첩에 기인하여 100GHz~300GHz 영역의 펄스를 생성하는데에는 여러 가지 난점이 뒤따른다.

따라서, 100GHz~300GHz 영역에서 넓은 주파수 가변성을 가지는 펄스 레이저의 구성이 요구된다. 또한, 한 방향으로 광출력을 증가시켜 에너지 사용에 효율적인 단일 모드 레이저 다이오드를 얻는 것도 필요할 수 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 100~200GHz 대역의 광 펄스를 발생할 수 있는 레이저 다이오드 구조를 제공함에 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 다른 기술적 과제는, 상대적으로 넓은 주파수 가변성을 가지는 스파셜 홀 버닝 조절기능을 갖는 레이저 다이오드 및 광 펄스 발생 방법을 제공함에 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 다른 기술적 과제는, 안정적인 단일모드 발생 레이저 다이오드를 구성함에 있어 한 방향으로 광출력을 증대시킬 수 있는 방법을 제공함에 있다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 실시 예의 일 양상에 따른 스파셜 홀 버닝 조절기능을 갖는 레이저 다이오드는,

회절격자 층;

상기 회절격자 층의 상부에 형성된 반사 영역;

상기 반사 영역과는 이격되어 상기 회절격자 층의 상부에 형성된 다이오드 영역; 및

상기 반사 영역과 상기 다이오드 영역 사이에 형성되며, 스파셜 홀 버닝을 조절하여 광대역 주파수 특성이 얻어지도록 하기 위해 구성된 광밀도 조절영역을 구비한다.

본 발명의 실시 예에서, 상기 회절격자 층은 인덱스 커플드 그레이팅으로 형성된 것일 수 있다.

본 발명의 실시 예에서, 상기 다이오드 영역은 λ/4 위상 시프트 DFB 레이저 다이오드를 형성한 영역일 수 있다.

본 발명의 실시 예에서, 상기 반사 영역에서의 브래그 파장은 상기 다이오드 영역에서의 브래그 파장에 비해 짧은 것일 수 있다.

본 발명의 실시 예에서, 상기 광밀도 조절영역에는 순전압이 가해지도록 구성될 수 있다.

본 발명의 실시 예에서, 상기 광밀도 조절영역은 -1 모드와 λ/4 위상 시프트에 의해 생성된 모드간의 간격이 조절되도록 함에 의해 발진 주파수를 조절하는 것일 수 있다.

본 발명의 실시 예에서, 상기 광밀도 조절영역은 상기 회절격자 층의 상부에 성장된 InGaAsP 활성층에 형성된 것일 수 있다.

본 발명의 실시 예에서, 상기 발진 주파수는 100GHz~300GHz 대역을 가질 수 있다.

본 발명의 실시 예의 다른 양상에 따른 광 펄스 발생방법은,

회절격자 층의 상부에 형성된 다이오드 영역의 일단에 반사 영역 및 광밀도 조절영역을 설치하는 단계; 및

상기 광밀도 조절영역의 광밀도를 조절하여 전체 공진기 내에서 스파셜 홀 버닝이 완화되도록 하는 단계를 가질 수 있다.

본 발명의 실시 예에서, 상기 광밀도 조절영역의 광밀도를 조절할 시 상기 반사 영역에서의 브래그 파장이 상기 다이오드 영역에서의 브래그 파장보다 짧아지도록 하여 상기 다이오드 영역의 -1 모드에 대한 반사율을 높이는 것일 수 있다.

본 발명의 실시 예에서, 상기 광밀도 조절영역의 광밀도 조절에 의해 상기 다이오드 영역의 -1 모드와 λ/4 위상 시프트에 의해 생성된 모드간의 간격이 조절되어 원하는 발진 주파수를 얻을 수 있다.

본 발명의 실시 예에서, 상기 다이오드 영역은 λ/4 위상 시프트 DFB 레이저 다이오드를 형성한 영역인 것일 수 있다.

본 발명의 실시 예에서, 상기 광밀도 조절영역에는 빌트인 전압 이상의 순전압을 가할 수 있다.

본 발명의 실시 예에서, 상기 광밀도 조절영역은 상기 회절격자 층의 상부에 성장된 InGaAsP 활성층에 형성되도록 할 수 있다.

본 발명의 실시 예에서, 상기 발진 주파수는 100GHz~300GHz 대역을 가지도록 할 수 있다.

본 발명의 실시 예의 일 또 다른 양상에 따른 단일 모드 레이저 다이오드는,

회절격자 층;

상기 회절격자 층의 상부에 형성된 다이오드 영역; 및

파장 반사를 위해 일면에 고반사율 코팅층을 가지며, 상기 회절격자 층의 상부에서 상기 다이오드 영역에 인접 형성되고, 스파셜 홀 버닝을 억제하여 단일모드 발진이 얻어지도록 하기 위해 구성된 광밀도 조절영역을 구비한다.

본 발명의 실시 예적인 구성에 따르면, 동일한 이득 매질을 사용하도록 구성되기 때문에 레이저 다이오드 제조 공정이 용이하게 된다.

그리고, 스파셜 홀 버닝(hole burning)의 조절 기능을 갖는 레이저 다이오드에 의해 광 펄스의 출력이 넓은 주파수 가변영역을 가질 수 있게 된다.

더구나, 단일모드 레이저 다이오드로의 변형 구성 시 광 발생 효율이 높은 비대칭적 파워비가 구현된다.

도 1은 본 발명에 따른 레이저 다이오드의 개략적 구성도,
도 2는 균일한 회절격자를 사용하였을 경우 파장 대 반사율을 예시적으로 보여주는 도면,
도 3은 도 1에 따른 레이저 다이오드의 발진 파장 특성을 보인 도면,
도 4의 도 1의 실시 예에 따른 레이저 다이오드의 개략적 단면 구조도,
도 5는 도 4에 따른 전압별 출력 특성을 보인 도면, 및
도 6은 도 4에 따른 전압 대 주파수 특성을 보인 도면.

위와 같은 본 발명의 목적들, 다른 목적들, 특징들 및 이점들은 첨부된 도면과 관련된 이하의 바람직한 실시 예들을 통해서 쉽게 이해될 것이다. 그러나 본 발명은 여기서 설명되는 실시 예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시 예들은, 이해의 편의를 제공할 의도 이외에는 다른 의도 없이, 개시된 내용이 보다 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.

본 명세서에서, 어떤 소자 또는 부품들이 대상 소자 블록에 연결된다 라고 언급된 경우에 그것은 직접적인 연결뿐만 아니라 어떤 다른 소자를 통해 대상 소자 블록에 간접적으로 연결된 의미까지도 포함한다.

또한, 각 도면에서 제시된 동일 또는 유사한 참조 부호는 동일 또는 유사한 구성 요소를 가급적 나타내고 있다. 일부 도면들에 있어서, 소자 및 라인들의 연결관계는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 나타나 있을 뿐, 타의 소자나 전자적 하드웨어 블록들이 더 구비될 수 있다.

여기에 설명되고 예시되는 각 실시 예는 그것의 상보적인 실시 예도 포함될 수 있으며, 광통신 분야에서의 일반적 레이저 다이오드 구성 및 제조 또는 동작 원리에 대한 기본적 설명은 본 발명의 요지를 모호하지 않도록 하기 위해 상세히 설명되지 않음을 유의(note)하라.

도 1은 본 발명에 따른 레이저 다이오드의 개략적 구성도이다.

도면을 참조하면, 레이저 다이오드는 반사 영역(10), 광밀도 조절영역(20), 및 다이오드 영역(30)을 포함한다.

상기 영역들(10,20,30)은 도 4에서 보여지는 바와 같이, 회절격자 층(300)의 상부에 형성된다.

상기 반사 영역(10)은 상기 회절격자 층(300)의 상부에 형성된다. 여기서, 상기 회절격자 층(300)은 인덱스 커플드 그레이팅으로 형성될 수 있다.

상기 다이오드 영역(30)은 상기 반사 영역(10)과는 이격되어 상기 회절격자 층(300)의 상부에 형성되며, λ/4 위상 시프트 DFB 레이저 다이오드를 형성할 수 있다.

상기 광밀도 조절영역(20)은 상기 반사 영역(10)과 상기 다이오드 영역(30) 사이에 형성되며, 스파셜 홀 버닝을 조절하여 광대역 주파수 특성이 얻어지도록 하기 위해 구성된다.

다중 모드의 광 펄스 출력을 얻기 위해, 상기 반사 영역(10)에서의 브래그 파장은 상기 다이오드 영역(30)에서의 브래그 파장에 비해 짧게 조절될 수 있다.

상기 광밀도 조절영역(20)은 -1 모드와 λ/4 위상 시프트에 의해 생성된 모드간의 간격이 조절되도록 함에 의해 100GHz~300GHz 대역의 범위에서 발진 주파수를 조절한다.

회절격자 층(300)에 형성되는 회절격자는 고유의 반사스펙트럼을 가진다. 여기서, 중심 파장은 브래그 파장(Bragg wavelength)로 나타나며, 회절격자의 주기 Λ와 λ(Bragg wavelength)/2n(매질의 굴절율)=Λ의 관계를 가진다.

인덱스 커플드 그레이팅(Index coupled grating)을 사용할 경우 A(-1 모드) 혹은 C(+1 모드) 위치에서 발진이 일어난다. 그 이유는 레이저 공진기를 발진파가 원 라운드 트립(one round trip)하는 동안 위상이 360도의 정수배가 되어야 한다는 발진조건 때문이다.

상기 회절격자는 Bragg 파장에 대해 180도의 위상변화를 주기 때문에 Bragg 파장에서 발진이 일어나지 않고 발진조건에 맞는 좌우의 두 파장에서 발진을 하게 된다. 이는 DFB 레이저 다이오드의 제작에 있어 단일파장 광원을 제작하는데 근본적인 문제를 주는 요인이 된다. 이러한 문제를 제거하기 위해 위상 변이영역을 삽입하게 된다. 일반적으로 grating을 반주기 만큼 이동시켜, one round trip시 위상변화를 360도가 되게 하는 방법이 알려져 있다. 이 경우는 Bragg 파장(B)에서 발진을 하게 된다. 이 경우 위상변이 영역의 광밀도가 높아져 spatial hole burning이 발생될 수 있다. 따라서 이로 인해 발진파의 위치가 -1 과 +1 모드의 중심에서 벗어나 장파장쪽으로 치우치게 된다.

본 발명에서는 위와 같은 치우침 특성을 이용하여 넓은 주파수 대역의 펄스 레이저를 구성한다. 즉, 도 1에서 보여지는 바와 같은 구조를 구현하고, 광밀도 조절영역(20)의 광밀도를 조절함에 의해 펄스의 주파수가 조절되도록 한다. λ/4 위상 시프트 DFB 레이저 다이오드에 있어서, DFB 발진파장의 양쪽 모드에 대한 상대적 위치가 조절되면 광 펄스의 출력 주파수는 조절된다. 한편, 반사 영역(10)은 DFB의 단파장에 대해 더 큰 반사율을 가지도록 구성된다. 이 경우에 단파장쪽의 모드와 λ/4 DFB의 발진파장이 동시에 발진된다.

따라서, 100GHz~300GHz 영역의 펄스를 생성하는데 따른 난점이 극복되고, 상대적으로 넓은 가변폭을 가질 수 있게 된다.

도 2는 균일한 회절격자를 사용하였을 경우 파장 대 반사율을 예시적으로 보여주는 도면이다.

도면에서, 가로축은 파장을, 세로축은 반사율을 나타낸다. 도면에서 우측에 보여지는 단면 층은 레이저 다이오드의 구성 단면을 보여준다. 예시적으로, 영역 (L1)은 기판 영역으로서 상기 회절 격자가 형성되는 영역이다. 영역(L2)은 상기 기판의 상부에 형성되는 활성층으로서 레이저 다이오드의 형성을 위한 영역이다. 영역(L3)은 상기 레이저 다이오드가 형성되는 영역이다.

도 2에서 보여지는 바와 같이 통상적으로 균일한 회절격자를 사용할 경우에 단파장의 -1모드와 장파장의 +1모드 사이에서 발진 출력이 얻어진다.

그러나, λ/4 phase-shifted 회절격자를 사용할 경우 도 3에서 보여지는 파형과 같이 -1과 +1 모드의 중간 지점에서 발진 모드가 형성된다.

회절격자의 커플링 계수(coupling coefficient)가 큰 경우는 스파셜 홀 버닝(spatial hole burning)에 의하여 -1와 +1모드의 사이에서 장파장쪽으로 발진파장이 이동하게 된다. 또한, -1모드의 문턱전류가 낮아져 심한 경우는 -1모드와 발진모드가 동시에 발진하게 된다. 이러한 현상은 전적으로 상기 광밀도 조절영역(20)의 광밀도 분포에 의해 결정된다.

결국, 본 발명에서는 회절격자의 끝단의 광밀도를 조절하여 전체 공진기 내에서 스파셜 홀 버닝(spatial hole burning)이 조절되게 하는 것이다.

도 1에서 보여지는 구성과 같이, 반사 영역(10)과 광밀도 조절영역(20)을 다이오드 영역(30)의 일단에 설치하고, 광밀도 조절영역(20)의 광밀도를 증가시키는 경우에 전체 공진기에서 스파셜 홀 버닝이 완화될 수 있다. 그리고, 다중모드 발진을 위해 단파장쪽의 -1모드에 대한 반사율이 다른 발진파장 및 +1모드의 반사율보다 크도록 하여 -1모드와 λ/4 phase-shifted 에 의해 생성된 모드를 동시에 발진시킨다. 발진 주파수의 조절은, 광밀도 조절영역에 순전압을 가하여 광밀도가 변화되게 함에 의해 달성된다. 이 경우에 -1모드와 λ/4 phase-shifted 에 의해 생성된 모드의 간격이 조절되는 것이다.

도 3은 도 1에 따른 레이저 다이오드의 발진 파장 특성을 보인 도면이다.

도면을 참조하면, 가로축은 파장을 나노메타 단위로 나타내고, 세로축은 광밀도를 나타낸다. 기 설명된 바와 같이, λ/4 phase-shifted 회절격자를 사용할 경우 -1과 +1 모드의 중간 지점에서 발진 모드가 형성되는 것을 볼 수 있다. 이 경우에 실시 예에서의 발진 파장은 약 1550 나노미터로 나타나 있다.

도 4의 도 1의 실시 예에 따른 레이저 다이오드의 개략적 단면 구조도이다.

도면을 참조하면, 도 1의 개념적 구조에 따라 실제로 제작된 레이저 다이오드의 단면 구조가 보여진다.

제조는 n-type InP기판에 회절격자 층(300)을 성장시킴으로써 시작된다. 회절격자 층(300)의 성장이 완료되면 반도체 제조 공정을 이용하여 회절 격자가 형성된다. 이후 회절 격자가 형성된 회절격자 층(300)의 상부에 InGaAsP 활성층(200)을 성장시킨다. 상기 활성층(200)에 도 1에서와 같이 3개의 영역들로 이루어진 레이저 다이오드를 만든다.

반사 영역(10)의 브래그 파장(Bragg wavelength)은 DFB의 브래그 파장보다 짧게 되도록 제조된다. 이에 따라 DFB의 -1모드에서의 반사율이 상대적으로 커진다.

도 4의 경우에 반사 영역은 DBR(distributed Bragg reflector)로 이루어져 있다. 그렇지만, 반사 영역(10:A1)을 제거하고 대신에 광밀도 조절영역(20)의 파셋(facet)에 고반사율 가지도록 코팅된 막이 형성될 수도 있다.

그리고, 반사구조를 변화시켜 단일모드로의 동작을 위해 회절격자의 Bragg wavelength는 l/4 phase-shifted DFB의 장파장에 위치되도록 할 수도 있다. 이러한 경우에는 -1 모드에서의 발진이 억제된다. 즉, 스파셜 홀 버닝이 억제되게 하면 l/4 phase-shifted DFB의 단일모드 안정성이 증가될 수 있는 것이다. 반사 영역(10)에 의해 반대방향으로의 광파워가 증대되면, 입력 에너지 대비 사용 광에너지의 양이 증가된다.

이와 같이 반사구조를 변화시켜 단일모드의 안정성을 높이고, 한 방향으로 광출력을 증가시켜 에너지 사용에 효율을 높일 수도 있다.

도 5는 도 4에 따른 전압별 출력 특성을 보인 도면이다. 가로축은 파장을 나타내고, 세로축은 출력 파워를 가리킨다.

도면을 참조하면, 광밀도 조절영역에 가해진 순전압에 따른 광스펙트럼이 복수로 나타나 있다. 측정 시에, 반사구조 및 DFB에 가해주는 전류값은 고정되고, 단순히 광밀도 조절영역의 순전압만 변화되게 하였다.

빌트 인(Built-in)전압 이하일 경우는 단일모드로 발진하나, built-in 전압 이상일 경우는 반사체의 반사에 의해 이중모드로 발진하며, 광밀도 조절영역에 가해지는 전압에 따라 두 모드의 간격이 변한다. 변화의 폭은148~184GHz로 20%가 넘는 것으로 관찰된다. -1모드 발진모드 이외에 양쪽에서 나타나는 모드들을 보면 이 두 모드의 4 웨이브 믹싱(four wavemixing)에 의한 신호로 펄스가 발생하고 있음을 나타낸다.

도 6은 도 4에 따른 전압 대 주파수 특성을 보인 도면이다. 도면을 참조하면, 가로축은 전압을, 세로축은 광 펄스의 주파수를 나타낸다. 도 6의 경우에는 그래프(G1)를 통해 전압이 높아질 수록 광 펄스의 주파수는 감소되는 것을 알 수 있다.

이상에서와 같이 도면과 명세서를 통해 최적 실시 예가 개시되었다. 여기서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 예를 들어, 사안이 다른 경우에 본 발명의 기술적 사상을 벗어남이 없이, 광밀도 조절영역이나 반사 영역의 형상이나 재질, 또는 구조를 다양하게 변경 또는 변형할 수 있을 것이다.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
10: 반사 영역
20: 광밀도 조절영역
30: 다이오드 영역

Claims

회절격자 층;
상기 회절격자 층의 상부에 형성된 반사 영역;
상기 반사 영역과는 이격되어 상기 회절격자 층의 상부에 형성된 다이오드 영역; 및
상기 반사 영역과 상기 다이오드 영역 사이에 형성되며, 스파셜 홀 버닝을 조절하여 광대역 주파수 특성이 얻어지도록 하기 위해 구성된 광밀도 조절영역을 구비함을 특징으로 하는 스파셜 홀 버닝 조절기능을 갖는 레이저 다이오드.
제1항에 있어서, 상기 회절격자 층은 인덱스 커플드 그레이팅으로 형성된 것을 특징으로 하는 스파셜 홀 버닝 조절기능을 갖는 레이저 다이오드.
제1항에 있어서, 상기 다이오드 영역은 λ/4 위상 시프트 DFB 레이저 다이오드를 형성한 영역임을 특징으로 하는 스파셜 홀 버닝 조절기능을 갖는 레이저 다이오드.
제1항에 있어서, 상기 반사 영역에서의 브래그 파장은 상기 다이오드 영역에서의 브래그 파장에 비해 짧은 것을 특징으로 하는 스파셜 홀 버닝 조절기능을 갖는 레이저 다이오드.
제1항에 있어서, 상기 광밀도 조절영역에는 순전압이 가해지도록 구성됨을 특징으로 하는 스파셜 홀 버닝 조절기능을 갖는 레이저 다이오드.
제5항에 있어서, 상기 광밀도 조절영역은 -1 모드와 λ/4 위상 시프트에 의해 생성된 모드간의 간격이 조절되도록 함에 의해 발진 주파수를 조절하는 것을 특징으로 하는 스파셜 홀 버닝 조절기능을 갖는 레이저 다이오드.
제1항에 있어서, 상기 광밀도 조절영역은 상기 회절격자 층의 상부에 성장된 InGaAsP 활성층에 형성된 것을 특징으로 하는 스파셜 홀 버닝 조절기능을 갖는 레이저 다이오드.
제6항에 있어서, 상기 발진 주파수는 100GHz~300GHz 대역을 가짐을 특징으로 하는 스파셜 홀 버닝 조절기능을 갖는 레이저 다이오드.
광 펄스 발생방법에 있어서:
회절격자 층의 상부에 형성된 다이오드 영역의 일단에 반사 영역 및 광밀도 조절영역을 설치하는 단계; 및
상기 광밀도 조절영역의 광밀도를 조절하여 전체 공진기 내에서 스파셜 홀 버닝이 완화되도록 하는 단계를 포함함을 특징으로 하는 방법.
제9항에 있어서,
상기 광밀도 조절영역의 광밀도를 조절할 시 상기 반사 영역에서의 브래그 파장이 상기 다이오드 영역에서의 브래그 파장보다 짧아지도록 하여 상기 다이오드 영역의 -1 모드에 대한 반사율을 높이는 것을 특징으로 하는 방법.
제10항에 있어서,
상기 광밀도 조절영역의 광밀도 조절에 의해 상기 다이오드 영역의 -1 모드와 λ/4 위상 시프트에 의해 생성된 모드간의 간격이 조절되어 원하는 발진 주파수를 얻는 것을 특징으로 하는 방법.
제10항에 있어서, 상기 회절격자 층은 인덱스 커플드 그레이팅으로 형성된 것을 특징으로 하는 방법.
제10항에 있어서, 상기 다이오드 영역은 λ/4 위상 시프트 DFB 레이저 다이오드를 형성한 영역인 것을 특징으로 하는 방법.
제10항에 있어서, 상기 광밀도 조절영역에는 빌트인 전압 이상의 순전압을 가함을 특징으로 하는 방법.
제10항에 있어서, 상기 광밀도 조절영역은 상기 회절격자 층의 상부에 성장된 InGaAsP 활성층에 형성되도록 함을 특징으로 하는 방법.
제10항에 있어서, 상기 발진 주파수는 100GHz~300GHz 대역을 가지도록 함을 특징으로 하는 방법.
회절격자 층;
상기 회절격자 층의 상부에 형성된 다이오드 영역; 및
파장 반사를 위해 일면에 고반사율 코팅층을 가지며, 상기 회절격자 층의 상부에서 상기 다이오드 영역에 인접 형성되고, 스파셜 홀 버닝을 억제하여 단일모드 발진이 얻어지도록 하기 위해 구성된 광밀도 조절영역을 구비함을 특징으로 하는 스파셜 홀 버닝 조절기능을 갖는 레이저 다이오드.
제17항에 있어서, 상기 회절격자 층은 인덱스 커플드 그레이팅으로 형성된 것을 특징으로 하는 스파셜 홀 버닝 조절기능을 갖는 레이저 다이오드.
제17항에 있어서, 상기 다이오드 영역은 λ/4 위상 시프트 DFB 레이저 다이오드를 형성한 영역임을 특징으로 하는 스파셜 홀 버닝 조절기능을 갖는 레이저 다이오드.
제17항에 있어서, 상기 광밀도 조절영역은 상기 회절격자 층의 상부에 성장된 InGaAsP 활성층에 형성된 것을 특징으로 하는 스파셜 홀 버닝 조절기능을 갖는 레이저 다이오드.