JP2014165497A - 小さくパッケージ化された波長可変レーザアセンブリ - Google Patents

Abstract

【課題】波長可変レーザ、特に、小さくパッケージ化された波長可変レーザアセンブリを提供する。
【解決手段】プリント回路基板に結合された小さいパッケージに構成された波長可変レーザ。波長可変レーザは、外壁によって形成された容積を有するハウジングを含む。電気入力インタフェースが、ハウジングの第１の端部に位置決めされる。光出力インタフェースが、ハウジングの第２の端部に位置決めされ、かつ連続波光ビームを伝達するように構成される。ビームスプリッタ及び光ダイオードが、レーザビームの放出強度を決定するためにレーザビームの経路に配置され、光アイソレータが、ビームスプリッタからの入射光がビームスプリッタを通ってレーザ空洞内に再帰反射するのを防止するためにビームスプリッタの下流に位置決めされる。
【選択図】図１

Description

本出願は、波長可変レーザに関し、より具体的には、小さくパッケージ化された波長可変レーザアセンブリに関する。

波長可変レーザは、光送受信機の構成要素としてパッケージ化することができ、又は光送受信機以外の他の用途に使用することができる。波長可変レーザは、一般的に、電気インタフェースと光インタフェースとを含む他の構成要素と共にパッケージ化される。

産業界には、波長可変レーザパッケージのサイズを縮小するという絶えず変わらぬ課題が存在する。サイズの縮小は、レーザをより多数の用途に対して使用することを可能にすることができる。サイズの縮小は、パッケージ構成要素を限られた空間範囲に収め、かつ性能又は信頼性も損なわないための多くの設計課題を与える。

波長可変レーザが光送受信機の構成要素である用途では、波長可変レーザは、様々な形状因子のうちの１つとの使用に関してサイズを決定しなければならない。様々な形状因子は、様々な製造業者からのデバイスを交換可能に使用することを可能にする標準化された寸法及び電気入力／出力インタフェースを与える。形状因子の例は、以下に限定されるものではないが、ＸＥＮＰＡＫ、ＳＦＦ（「Ｓｍａｌｌ Ｆｏｒｍ ＦＡｃｔｏｒ（小形状因子）」）、ＳＰＦ（「Ｓｍａｌｌ Ｆｏｒｍ Ｆａｃｔｏｒ Ｐｌｕｇｇａｂｌｅ（プラグ取外し可能小形状因子）」）、ＸＦＰ（「１０ Ｇｉｇａｂｉｔ Ｓｍａｌｌ Ｆｏｒｍ Ｆａｃｔｏｒ Ｐｌｕｇｇａｂｌｅ（１０ギガビットのプラグ取外し可能小形状因子）」）、ＩＴＬＡ（「Ｉｎｔｅｇｒａｂｌｅ Ｔｕｎａｂｌｅ Ｌａｓｅｒ Ａｓｓｅｍｂｌｙ（組み込み可能波長可変レーザアセンブリ）」）、及びｍｉｃｒｏ−ＩＴＬＡ（「ｍｉｃｒｏ−Ｉｎｔｅｇｒａｂｌｅ Ｔｕｎａｂｌｅ Ｌａｓｅｒ Ａｓｓｅｍｂｌｙ（マイクロ組み込み可能波長可変レーザアセンブリ）」）を含む。

米国特許出願第１３／５６７，３０７号明細書 米国特許出願第１３／０８０，５１９号明細書 米国特許第７，２５７，１４２号明細書

従って、様々な用途のための小さくパッケージ化された波長可変レーザ及びアセンブリに対する必要性が存在する。

本出願は、小さいパッケージに構成された波長可変レーザに関する。波長可変レーザは、矩形ハウジングと、電気入力インタフェースと、光出力インタフェースと、波長可変固体レーザと、集束レンズアセンブリとを含むことができる。矩形ハウジングは、底部と、上部と、対向する第１及び第２の端部と、対向する側壁とを含む６つの平面外壁によって０．６立方センチメートルよりも小さい容積を有する。外壁は、第１及び第２の端部を通じて延びる主軸を含む気密密封内部空間を形成する。電気入力インタフェースは、ハウジングの第１の端部に位置決めされ、かつ主軸と位置合わせされる。光出力インタフェースは、ハウジングの第２の端部に位置決めされ、かつ主軸と位置合わせされる。光インタフェースは、連続波（ＣＷ）光ビームを伝達するように構成される。波長可変固体レーザは、内部空間に位置決めされ、かつレーザへの電気入力信号によって調節することができる選択可能な波長を有するレーザビームを放出するように作動可能である。集束レンズアセンブリは、レーザビームを光出力インタフェースと作動可能に結合するためにレーザビームの光路に沿って内部空間に位置決めされる。

簡単にかつ概要として、本発明の開示は、底部と、上部と、対向する第１及び第２の端部と、対向する側壁とを含む６つの平面外壁によって０．６立方センチメートルよりも小さい容積を有し、外壁が、第１及び第２の端部を通じて延びる主軸を含む気密密封内部空間を形成する矩形ハウジングと、ハウジングの外側に位置決めされた電気入力インタフェースと、ハウジングの外側に位置決めされ、かつ主軸と位置合わせされ、連続波光ビームを伝達するように構成された光出力インタフェースと、内部空間に位置決めされ、かつ選択可能波長を有するレーザビームを放出するように作動可能な波長可変固体レーザと、第１のビームと第２のビームとを生成するためにハウジングの内部空間にかつレーザビームの経路に位置決めされたビームスプリッタと、ビームスプリッタからの入射光がビームスプリッタを通ってレーザの空洞内に再帰反射するのを防止するためにハウジングの内部空間にかつビームスプリッタの下流の第１のビームの経路に位置決めされた光アイソレータと、レーザビームの放出強度を決定するためにハウジングの内部空間にあり、かつ第２のビームの経路に配置された光ダイオードと、光を光出力インタフェースに結合するためにハウジングの内部空間にあり、かつ光アイソレータの下流にある結合光学系とを含む小さくパッケージ化された波長可変レーザを提供する。

一部の実施形態において、波長可変固体レーザは、波長可変フィルタを含む外部空洞レーザである。

一部の実施形態において、波長可変フィルタは、若干異なる自由スペクトル範囲と類似のフィネスとを有するそれぞれの透過率ピークセットを有するそれぞれの第１及び第２の光フィルタを含むＶｅｒｎｉｅｒ同調機構を含み、同調は、第１の光フィルタの透過率ピークセットに対して第２の光フィルタの透過率ピークセットをシフトさせ、第１及び第２の透過率ピークセットの各々の単一透過率ピークを位置合わせすることによって実施される。

一部の実施形態は、ハウジングの内部の基部と、基部と作動的に結合された構造であって、それを通過する導波管を通じて光学的に結合された前部ファセットと実質的に非反射性の後部ファセットとを有し、第１の電気入力に応答して複数の光子を放出する利得区画を更に含み、かつ構造の後部ファセットを定めるファセットを有する構造とを更に含む。

一部の実施形態において、光路は、ハウジングの主軸に沿って位置合わせされる。

一部の実施形態において、結合光学系は、集束レンズを含む。

一部の実施形態は、第１の光フィルタの下流のビームの光路に沿ってかつ第１の光フィルタから放出されるビームの光路に沿って内部空間に位置決めされ、かつ外部空洞波長可変レーザの光路長を調節してロックするように機能する空洞長アクチュエータを更に含む。

一部の実施形態において、空洞長アクチュエータは、レーザからの入射光がレーザの空洞内に再帰反射するのを防止するために光軸に対して傾斜された平坦面を有するシリコンのブロックである。

一部の実施形態において、空洞長アクチュエータは、Ｖｅｒｎｉｅｒ同調機構の第１及び第２光フィルタ間に配置され、かつその平坦面上に反射防止コーティングを更に含む。

一部の実施形態において、熱電冷却器が、ハウジングの底部と波長可変固体レーザ及び結合光学系のうちの少なくとも一方との間で内部空間に位置決めされる。

一部の実施形態において、電気入力インタフェースは、ハウジングから延びて電気コネクタをそこに結合することを可能にするための１列のピンを含む。

本発明は、上述の特徴及び利点に限定されない。当業者は、以下に続く詳細説明を読み、添付図面を見た上で付加的な特徴及び利点を認識するであろう。

一実施形態による小さくパッケージ化された波長可変レーザの上面斜視図である。 図１の波長可変レーザ内の内部構成要素の側面図である。 一実施形態による小さくパッケージ化された波長可変レーザサブアセンブリの上面斜視図である。 図３の小さくパッケージ化された波長可変レーザサブアセンブリの分解組立図である。 先行実施形態におけるパッケージ化波長可変レーザに関するモニタ光ダイオードの出力対位相調節器のグラフである。 ここに開示する実施形態におけるパッケージ化波長可変レーザに関するモニタ光ダイオードの出力対位相調節器のグラフである。

本出願は、図１に示す小さくパッケージ化された波長可変レーザ１００、及び図３に示すこの波長可変レーザを含むサブアセンブリに関する。

波長可変レーザ１００は、レーザ構成要素３００を含むための内部空間を形成するハウジング２００にパッケージ化される。レーザ１００は、サイズが特に小さく小型のハウジングにパッケージ化され、それによってプラグ取外し可能光送受信機及び様々な他のモジュール構成又はモジュール用途における使用に特に適切なものになる。本発明の開示では、レーザ１００は、レーザ機能の制御のための回路と、パッケージ化サブアセンブリを顧客の送信機プラットフォーム又は他のアセンブリ上に装着するための電気的及び機械的インタフェースとを含むプリント回路基板に結合される。

ハウジング２００は、実質的に矩形の形状を形成する外壁を有するほぼ矩形の本体２０６を含む。本体２０６は、底部２０４と、蓋（例示していない）と、第１及び第２の端部２３０、２３１と、対向する側壁２３２、２３３とを含む。蓋は、実質的に平面とすることができ、第１及び第２の端部２３０、２３１、並びに対向する側壁２３２、２３３の上面上に位置決めすることができる。一実施形態において、蓋は、底部２０４と実質的に同一である。

ハウジング２００は、対向する側壁２３２、２３３によって形成された幅Ｗと、第１の端部２３０及び第２の端部２３１によって形成された長さＬと、底部２０４と側壁２３２、２３３及び端部２３０、２３１の上部との間で延びる高さＨとを有する実質的に矩形の形状を含む。ハウジング２００は、様々なサイズを含むことができる。１つの特定の実施形態において、幅Ｗは、約５．４ｍｍであり、長さＬは、約１７．１ｍｍであり、高さＨは、約５．９ｍｍである。ハウジング２００によって形成される内部空間の容積は、用途に依存して変更することができる。例示的な容積は、約４００ｍｍ³から約６００ｍｍ³までの間の範囲にわたることができる。１つの特定の実施形態において、容積は、約５４５ｍｍ³である。ハウジング２００は、長さＬに沿って第１及び第２の端部２３０、２３１を通じて延びる主軸Ｘと、主軸と垂直にかつ対向する側壁２３２、２３３を通じて延びる短軸Ｙとを有する細長形状を含む。ハウジング２００は、湿気及び他の環境条件からレーザ構成要素３００を保護するために気密密封することができる。

ハウジング２００の第１の端部２３０上には、一実施形態ではピン２０５及び２０６それぞれの２つの平行な列として構成される電気インタフェース２０２が存在する。電気インタフェース２０２は、電力と、レーザの波長又は電力レーザビームの他の特性を調節するための信号のような制御情報含有信号とを受け入れるように構成される。

光出力インタフェース８００は、ハウジング２００の第２の端部２３１から外向きに延びる。一実施形態において、光出力インタフェース８００は、ハウジング２００の主軸Ｘと位置合わせされた光ファイバのフェルール又は「ピグテール」である。光出力インタフェース８００は、レーザ構成要素３００から放出された連続波光ビームをインタフェース内に含まれる光ファイバを通じて伝達するように構成される。

レーザ構成要素３００は、一般的に、外部空洞レーザと結合光学系３２０を含む。外部空洞レーザ３１０は、実質的に非反射性の前部ファセットと高反射性の後部ファセットとを有するＦａｂｒｙ−Ｐｅｒｏｔダイオードレーザを含むダイオード利得チップ３１１を含む第１のサブアセンブリを含む。利得チップ３１１は、２０１２年８月６日出願の米国特許出願第１３／５６７，３０７号明細書により具体的に記載されている湾曲導波管構造を含むことができる。更に、第１のサブアセンブリは、利得チップ３１１から放出されるビームの経路に平行化レンズ３１４とステアリングレンズ３１５とを含む。平行化レンズ３１４とステアリングレンズ３１５は、両方共に利得チップ３１１と同じ基部上に装着される。

外部空洞レーザ３１０は、波長可変フィルタ３１６（波長可変フィルタ要素３１６ａ及び３１６ｂを含む）と、波長可変フィルタ要素３６ａと３１６ｂの間に配置された空洞長アクチュエータ３１７と、反射要素３１９とを含む第２のサブアセンブリを更に含む。

波長可変フィルタ３１６の可能な実施は、以下に限定されるものではないが、Ｂｒａｇｇ回折格子、Ｆａｂｒｙ−Ｐｅｒｏｔエタロン、及び液晶導波管を含む。一実施形態において、波長可変フィルタ３１６は、１対の分離した波長可変要素又は波長可変エタロン３１６ａ、３１６ｂを含む。エタロン３１６ａ、３１６ｂは、平行構成に位置決めされたＦａｂｒｙ−Ｐｅｒｏｔ分離エタロンである。第１のエタロン３１６ａは、反対面の間で測定される厚みと、このエタロンが構成された材料に従う屈折率とを含む。第２のエタロン３１６ｂは、その反対面の間で測定される厚みと、このエタロンが構成された材料に従う屈折率とを含む。エタロン３１６ａ、３１６ｂは、同じか又は異なる材料から構成することができ、かつ同じか又は異なる厚みを含むことができる。エタロン３１６ａ、３１６ｂは、以下に限定されるものではないが、シリコン及びヒ化ガリウムのような様々な材料から構成することができる。一方又は両方のエタロン３１６ａ、３１６ｂは、エタロン３１６ａ、３１６ｂの屈折率の温度誘発変化及び／又はこれらのエタロンの厚みの温度誘発変化によって同調可能である。一実施形態において、エタロン３１６ａ、３１６ｂは、屈折率と物理的な厚みとの両方の同時制御によって同調可能である。

一実施形態において、波長可変フィルタ３１６は、若干異なる自由スペクトル範囲と類似のフィネスとを有するそれぞれの透過率ピークセットを有するそれぞれの第１及び第２の光学フィルタ３１６ａ、３１６ｂを含むＶｅｒｎｉｅｒ同調機構を利用する。同調は、第１の光学フィルタ３１６ａの透過率ピークセットに対して第２の光学フィルタ３１６ｂの透過率ピークセットをシフトさせ、第１及び第２の透過率ピークセットの各々が有する単一透過率ピークを位置合わせすることによって実施される。

アクチュエータ３１７は、研磨されて反射防止被覆され、かつエタロン３１６ａと３１６ｂの間に配置されたシリコンのブロックとすることができる。一部の実施形態において、アクチュエータ３１７は、レーザ空洞の光路長を調節するために熱機構、機械機構、又は電気光学機構を使用することができる。一部の実施形態において、アクチュエータ３１７は、光学空洞内で循環する光が、反射防止コーティングの効果に関わらず空洞内に再帰反射しないように、エタロン３１６ａからアクチュエータ３１７に誘導されるビームの光軸に対して空洞内で７度の傾斜を有するように向けられる。アクチュエータ３１７は、光路長を固定することができる。アクチュエータ３１７上の反射防止コーティングの代わりに又はそれに加えて、アクチュエータの平坦面上に帯域通過フィルタを実施することができる。

外部空洞波長可変レーザ３１０は、利得チップ３１１から脱結合された波長可変フィルタ３１６ａ／３１６ｂを用いて構成することができる。この構成は、非常に安定した波長可変フィルタ３１６ａ／３１６ｂをもたらし、従って、「分散フィードバック（ＤＦＢ）」レーザ及び「分散Ｂｒａｇｇ反射器（ＤＢＲ）」レーザにおいて必要とされる外部波長ロッカーを必要としない。これらの他のレーザに優る外部空洞波長可変レーザ３１０の他の利点は、極めて狭い線幅、及び非常に高いサイドモード抑圧比である。

結合光学系３２０は、光出力インタフェース８０１に対する遮断及び結合を可能にする。結合光学系３２０は、利得チップ３１１からの光を光出力インタフェース８０１に効率良く結合する。外部空洞レンズ３１４、３１５は、利得チップ３１１のモードフィールド直径と光ファイバ８０２のモードフィールド直径との間の差を補正するように選択される。

エタロン３１６ｂの直ぐ下流にある結合光学系３２０は、楔形ビームスプリッタ４０１を支持する楔形支持体４００を含む。ビームスプリッタ４０１は、その平面が入射ビームに対して３５度の角度にあるように支持体４００上に配置される。他の構成では、他の傾き角を適切なものとして使用することができる。ビームスプリッタ４０１の下の基部面上には光ダイオード４０２が装着される。ビームスプリッタ４０１は、出力ビームの僅かな分量（例えば、２％）を光ダイオード４０２に誘導し、光ダイオード４０２は、ユーザが、望ましい光出力レベル又は強度を得るためにレーザへの電流を適切に制御することができるように、波長可変レーザ出力の強度レベルを感知するように機能する。出力ビームの残りの部分は、ビームスプリッタによって光アイソレータ３２４にもたらされる。

ビームスプリッタ４０１の下流への光アイソレータ３２４の位置決めは、親出願である２０１１年４月５日出願の米国特許出願第１３／０８０，５１９号明細書から本発明の開示を区別する本発明の開示の実施形態の特徴のうちの１つである。実験データは、ビームスプリッタ４０１の上流の光アイソレータ３２４の位置決めが、多くの用途及び作動条件下で望ましくない高ノイズフィードバック信号をもたらすことを示している。

レーザの安定した作動は、そのフィードバックロッキングシステムに依存する。レーザのフィードバックロッキングシステムの一部として、レーザ電力のいかなる変化もモニタするようにモニタ光検出器（ＭＰＤ）４０２が使用される。ＭＰＤ４０２からの信号は、正しい状態でレージングしているレーザを維持するためにレーザ空洞位相調節器を調節するのに使用されることになる。

２０１１年４月５日出願の米国特許出願第１３／０８０，５１９号明細書に示されている構成の場合のように、ビームスプリッタ及びＭＰＤ対がレーザ空洞の外側に配置される場合には、外来ノイズがＭＰＤ示度を歪ませることになる（図５に示す２０１１年４月５日出願の米国特許出願第１３／０８０，５１９号明細書の先行実施形態におけるパッケージ化波長可変レーザに関するモニタ光ダイオード出力対位相調節器のグラフを参照されたい）。この外来ノイズは、レーザ内への様々な再帰反射、例えば、レーザから数メートル（ファイバ内で）離れた位置でのコヒーレント反射を含む。その結果、レーザロッキングのためのフィードバック信号は、高ノイズのものになり、それによってレーザの不安定性がもたらされるか、又はレーザをロックすることができない可能性がある。

本発明の開示の実施形態においてビームスプリッタ及びＭＰＤ対がレーザ空洞の内側に配置される場合には、レーザ内への様々な再帰反射を含む外来ノイズは、アイソレータ３２４によって阻止されることになり、ＭＰＤ示度を歪ませることにはならない（図６に示す本発明の開示の実施形態におけるパッケージ化波長可変レーザに関するモニタ光ダイオード出力対位相調節器のグラフを参照されたい）。その結果、レーザロッキング及びレージングは安定することになる。

結合光学系３２０は、ビームスプリッタ４０１の直ぐ下流に配置された光アイソレータ３２４を含む。光アイソレータ３２４は、結合光学系３２０から反射された光がビームスプリッタを通って外部空洞波長可変レーザ３１０内に戻るのを防止する２段アイソレータを含むことができる。アイソレータ３２４は、透過率を改善するために光の偏光を９０度だけ回転させることができる。一実施形態において、光路は、実質的にハウジング２００の主軸Ｘに沿って位置合わせされる。

一部の実施形態において、アイソレータ３２４は、圧電変換器（ＰＺＴ）３２５上に装着される。ＰＺＴ３２５は、より迅速にターゲット周波数上にロックすることを可能にする周波数同調中のディザリングを与えるように機能する。ＰＺＴは、逆に、ＰＺＴ３２５への電気接続を与えるトレースを有するスレッド又は回路基板上に装着される。

光アイソレータ３２４の直ぐ下流の結合光学系３２０は、凹の第１の面５０１と凸の第２の面５０２とを含む単体一体化平行化レンズ５００である。平行化レンズ５００の下流には、ハウジング２００に取り付けられ、かつ平行ビームがハウジング２００を射出することを可能にする窓６００が存在する。ハウジング２００の外側で平行ビームに結合されるのは、ファイバフォーカスアラインメントレンズ７００と光ファイバフェルール８００とを含む光出力インタフェースである。図示の実施形態において、クラッド光ファイバ８０２は、比較的短い距離にわたって延びて他のサブアセンブリへの結合を可能にする「ピグテール」である。別の実施形態（図示せず）では、窓６００又はアラインメントレンズ７００は、ハウジング２００に関する最後の下流構成要素とすることができ、ユーザが、光ファイバをプラグ取外し可能コネクタ又は他の光インタフェースを通じてハウジング２００の外側に直接に結合することを可能にする。

一部の実施形態において、図２に示すように、フェルール８００の端部分は、レンズ７００から入射する中心ビームに対して垂直な平面から約６度の角度で傾斜した平坦入射端面を有する偏光子８０１である。この平面の傾きは、平坦入射端面の面からレンズ７００内に戻り、かつ結合光学系８００を通ってレーザ空洞内に戻る入射ビームの反射を防止するために与えられる。

熱電冷却器は、中間部材７０３ａ、７０３ｂ、７０３ｃ等によって分離され、波長可変レーザ１００の様々な要素を支持するための基部を与える第１及び第２の板７０２及び７０４それぞれを含む。一実施形態において、熱電冷却器（要素７０２、７０３、７０４から構成される）は、ハウジング２００の底部２０４とレーザ構成要素３００のうちの１つ又はそれよりも多くとの間に位置決めされる。板７０２、７０４は、セラミックを含む様々な材料から構成することができる。中間部材７０３ａ、７０３ｂなどの各々は、第１の板７０２と作動的に接続した第１の端部と、第２の板７０４と作動的に接続した第２の端部とを含む。中間部材７０３ａ、７０３ｂ等は、コネクタによって電気的に直列に接続される。中間部材７０３ａ、７０３ｂ等は、ＤＣ電源に接続した場合に部材７０３ａ、７０３ｂなどを通って電子が流れることを可能にする半導体材料から構成される。使用時には、ＤＣ電源が起動され、電流が一連の中間部材７０３ａ、７０３ｂなどを通過すると、この電流は、レーザ構成要素３００から熱を吸収する第１の板７０２において温度低下をもたらす。熱は、板７０２及び中間部材７０３ａ、７０３ｂなどを通って第２の板７０４に伝達する。更に、この熱は、第２の板７０４からヒートシンク等に伝達させることができる。

同様に、波長可変フィルタ３１６及び空洞長アクチュエータ３１７の温度は、他のレーザ構成要素３００とは別々に制御することができる。ガラスで構成することができるベンチ３１８は、熱電冷却器４００からの熱遮断を与えることができる。

波長可変レーザの一例は、引用によって本明細書に組み込まれている米国特許第７，２５７，１４２号明細書に開示されている。そのような特許は、本発明に記載しているような離散構成要素配置とは対照的に「一体化設計」と呼ぶことができるものを記載している。

図３は、一実施形態による小さくパッケージ化された波長可変レーザサブアセンブリ９００の上面斜視図である。サブアセンブリ９００は、形状が矩形であり、かつ寸法が約３７ｍｍ×２０ｍｍである上部保持板９０１を含む。保持板９０１によって両面プリント回路基板９０２が支持され、その上に波長可変レーザ１００が装着される。プリント回路基板９０１の下には底板９０３が配置され、底板９０３は、その上にあるそれぞれの空洞９０７内に螺入する４つのアルミニウム保持ネジ９０４によって上部保持板９０１に固定される。アセンブリ９００全体は、更に、一部の実施形態ではそれぞれの空洞９０７を通じて延び、かつ外部支持体上の柱（図示せず）の中に螺入することができる４つのアルミニウム保持ネジ９０４により、送信機サブアセンブリのラインカードの外部支持体、担体、又はヒートシンク（図示せず）上に装着することができる。プリント回路基板９０１上には電気コネクタ９０５も設けられる。

図４は、図３の小さくパッケージ化された波長可変レーザサブアセンブリの分解組立図である。この図は、レーザ１００の上面上に配置された保持パッド９２０と、レーザ１００の底面上にあり、かつ底板９０３の上面内の陥入部９１１と直接に熱接触する熱パッド９３０とを示している。一部の実施形態において、パッドの熱伝導率は７Ｗ／ｍｋであるが、異なる作動要件では他の値を指定することができる。この図は、プリント回路基板９０２の上面及び底面上に配置された様々な電子構成要素９１０も示している。更に、プリント回路基板９０２が、レーザ１００の幅に等しい幅を有する矩形の切欠き部を有し、それによってレーザ１００上の電気ピンの上列をプリント回路基板９０２の上側のトレースに半田付けし、レーザ１００上の電気ピンの下列をプリント回路基板９０２の下側のトレースに半田付けして、レーザをプリント回路基板上の中心に装着することが可能になることを見ることができる。

「の下」、「の下方」、「〜の下側」、「〜の上」、及び「〜の上側」などの空間的に相対的な用語は、１つの要素の第２の要素に対する位置決めを説明するのに説明の簡単化のために用いたものである。これらの用語は、図に示すものとは異なる向きに加えて、デバイスの様々な向きを包含するように意図したものである。更に、「第１」及び「第２」などのような用語も、様々な要素、領域、区画などを説明するために用いたものであり、同じく限定的であるように意図したものではない。本明細書を通じて、同じ用語は同じ要素を指す。

本明細書に使用する時の「ｈａｖｉｎｇ」、「ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ」、「ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ」、及び「ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ」などの用語は、記載した要素又は特徴の存在を示すが、付加的な要素又は特徴を除外しない非限定的な用語である。冠詞「ａ」、「ａｎ」、及び「ｔｈｅ」は、別途指定しない限り、複数、並びに単数のものを含むように意図している。

本発明は、本発明の範囲及び本質的特性から逸脱することなく、本明細書に示すものとは別の特定の方法に実施することができる。従って、ここに示す実施形態は、あらゆる点で例示的であり、限定的ではないと考えるものとし、特許請求の範囲の意味及び均等性の範囲に収まる全ての変更は、そこに包含されるように意図している。

１００ 小さくパッケージ化された波長可変レーザ
２０２ 電気インタフェース
３００ レーザ構成要素
５００ 単体一体化平行化レンズ
８００ 光出力インタフェース

Claims (10)

1. 小さくパッケージ化された波長可変レーザであって、
   底部と、上部と、対向する第１及び第２の端部と、対向する側壁とを含む６つの平面外壁によって０．６立方センチメートルよりも小さい容積を有し、該外壁が、該第１及び第２の端部を通じて延びる主軸を含む気密密封内部空間を形成する矩形ハウジングと、
   前記ハウジングの外部上に位置決めされた電気入力インタフェースと、
   前記ハウジングの外部上に位置決めされ、かつ前記主軸と位置合わせされ、連続波光ビームを伝達するように構成された光出力インタフェースと、
   前記内部空間に位置決めされ、かつ選択可能波長を有するレーザビームを放出するように作動可能な波長可変固体レーザと、
   第１のビームと第２のビームとを生成するために前記ハウジングの前記内部空間にかつ前記レーザビームの経路に位置決めされたビームスプリッタと、
   前記ビームスプリッタからの入射光が、該ビームスプリッタを通って前記レーザの空洞内に再帰反射するのを防止するために、前記ハウジングの前記内部空間にかつ該ビームスプリッタの下流の前記第１のビームの経路に位置決めされた光アイソレータと、
   前記レーザビームの放出強度を決定するために前記ハウジングの前記内部空間にあり、かつ前記第２のビームの経路に配置された光ダイオードと、
   前記光ビームを前記光出力インタフェースに結合するために前記ハウジングの前記内部空間にあり、かつ前記光アイソレータの下流にある結合光学系と、
   を含むことを特徴とする波長可変レーザ。
2. 前記波長可変固体レーザは、波長可変フィルタを含む外部空洞レーザであり、
   前記光ビームの前記光路は、前記ハウジングの前記主軸に沿って位置合わせされる、
   ことを特徴とする請求項１に記載の波長可変レーザ。
3. 前記波長可変フィルタは、若干異なる自由スペクトル範囲と類似のフィネスとを有するそれぞれの透過率ピークセットを有するそれぞれの第１及び第２の光フィルタを含むＶｅｒｎｉｅｒ同調機構を含み、
   同調が、前記第１の光フィルタの前記透過率ピークセットに対して前記第２の光フィルタの該透過率ピークセットをシフトさせて、該第１及び第２の透過率ピークセットの各々の単一透過率ピークを位置合わせすることによって実施される、
   ことを特徴とする請求項２に記載の波長可変レーザ。
4. 前記ハウジングの内部の基部と、該基部と作動的に結合された構造であって、そこを通過する導波管を通じて光学的に結合された前部ファセット及び実質的に非反射性の後部ファセットを有し、第１の電気入力に応答して複数の光子を放出する利得区画を更に含み、かつ該構造の該後部ファセットを定めるファセットを有する前記構造とを更に含むことを特徴とする請求項１に記載の波長可変レーザ。
5. 前記光アイソレータに結合された圧電変換器を更に含むことを特徴とする請求項１に記載の波長可変レーザ。
6. 前記結合光学系に隣接して配置された入射開口を有するフェルールを更に含み、
   前記入射開口は、前記結合光学系からの入射中心ビームに対して垂直である平面から５度から７度の角度で傾斜面した平坦面を有し、それによって該平坦入射端面の表面からの該入射ビームの反射が該結合光学系内に戻るのを防止する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の波長可変レーザ。
7. 前記第１の光フィルタから下流の前記ビームの光路に沿ってかつ該第１の光フィルタから放出される該ビームの該光路に沿って前記内部空間に位置決めされ、かつ前記外部空洞波長可変レーザの光路長を調節してロックするように機能する空洞長アクチュエータを更に含むことを特徴とする請求項３に記載の波長可変レーザ。
8. 前記空洞長アクチュエータは、前記レーザからの入射光が該レーザの前記空洞内に再帰反射するのを防止するために光軸に対して傾斜された平坦面を有するシリコンのブロックであることを特徴とする請求項７に記載の波長可変レーザ。
9. 前記Ｖｅｒｎｉｅｒ同調機構の前記第１及び第２光フィルタ間に配置され、かつアクチュエータの平坦面上に反射防止コーティング又は帯域通過フィルタを更に含む空洞長アクチュエータを更に含むことを特徴とする請求項３に記載の波長可変レーザ。
10. 前記ハウジングの前記底部と前記波長可変固体レーザ及び前記結合光学系のうちの少なくとも一方との間で前記内部空間内に位置決めされた熱電冷却器を更に含むことを特徴とする請求項４に記載の波長可変レーザ。

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