KR0185950B1 - 레이저다이오드의 광출력모니터링패케지 - Google Patents

레이저다이오드의 광출력모니터링패케지 Download PDF

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Abstract

본 발명은 레이저다이오드의 광출력모니터링에 관한 것으로, 레이저다이오드와 포토다이오드를 일체로 구성하여 레이저다이오드의 광출력을 모니터링 한 레이저다이오드의 광출력모니터링장치에 관한 것이다. 본 발명은 레이저다이오드패케지를 구성함에 있어서 레이저다이오드부의 밑면에 레이저다이오드의 광출력을 모니터링하는 모니터다이오드를 구성하여 레이저다이오드로부터의 레이저빔을 통과시키는 소정 경로를 제외한 상기 모니터다이오드와 레이저다이오드의 접합면에 산화처리를 하여 레이저다이오드로부터 발산되는 자발방출광을 산란시켜 사용하는 자발방출광을 억제하고, 레이저다이오드로부터 방출되는 레이저빔만을 흡수하여 모니터링함으로써, 자발방출광이 포토다이오드로 입사되어 부정확한 모니터전류가 흐르는 것을 방지하는 잇점을 제공한다.

Description

레이저다이오드의 광출력모니터링패케지
제1도 및 제2도는 종래의 레이저다이오드패케지를 도시한 개념도,
제3도는 본 발명의 바람직한 일 실시예를 따른 모니터다이오드와 레이저다이오드가 일체로 구성된 레이저다이오드의 광출력모니터링패케지를 도시한 개념도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
11 : 레이저다이오드전극 13 : 활성부(Active Region)
14 : 기판 16 : 포토다이오드전극
20 : 포토다이오드(PD) 30 : 산란부
본 발명은 레이저다이오드의 광출력모니터링장치에 관한 것으로, 특히 레이저다이오드와 이 레이저다이오드의 광출력을 감지하는 모니터다이오드를 일체로 구성하여 정확한 광출력모니터링을 가능하게 한 레이저다이오드의 광출력모니터링장치에 관한 것이다.
일반적으로 광디스크의 모든 제품은 레이저다이오드(Laser Diode)를 이용하여 디스크의 지정된 위치에 레이저 광선을 입사시켜 그 반사광을 픽업(Pick up)하여 디스크의 정보를 읽어낸다. 이때, 레이저 출력이 변동하면 정보를 읽어내는데 에러가 발생할 우려가 있으므로 항상 안정된 광량이 필요하다. 이 안정된 레이저 출력을 얻어내는 회로가 레이저출력서보로써 보통 APC(Automatic Power Control)라고 부른다. CD플레이어의 레이저광원에는 레이저다이오드(Laser Diode; 이하, LD라 함)가 사용되고 있지만, 이것은 반도체 소자이므로 온도특성이 나쁘다. 즉, 온도가 올라가면, 광출력이 내려가고, 온도가 내려가면 광출력이 올라간다. 따라서, 계속해서 레이저출력을 감시하고 구동전류를 조절하여 레이저다이오드의 구동전류를 제어해야 한다. 이 레이저출력을 감시하는 다이오드가 모니터다이오드이다. 여기서, 레이저다이오드의 광출력을 감지하는 모니터다이오드로는 포토다이오드(Photo Diode; 이하, PD라 함)가 사용된다. 일반적으로, 표면광 레이저다이오드의 광출력 모니터링 방식은 제1도 및 제2도에 도시된 바와같다. 제1도는 레이저다이오드의 주위에 모니터다이오드를 구성한 방식을 설명하기 위한 개념도이고, 제2도는 레이저다이오드의 윗면에 모니터다이오드를 구성한 방식을 설명하기 위한 개념도이다.
제1도는 레이저다이오드(LD) 옆면에서 방출되는 LED빛(자발방출광; Spontaneous Emittion Beam)을 감지하여 LD의 광출력을 모니터링하는 레이저다이오드패케지를 나타낸다. 이 레이저다이오드패케지는 LD(12) 주위에 둥글게 PD(15)가 감싸고 있는 형태로써, 레이저다이오드전극(11)에 전류가 가해지면, 활동부(Active Region)(13)에 위치한 빔의 근원지에서 빛이 방출된다. 그러면, 먼저 LED빛은 완전히 없어지는 것이 아니라 레이저에 비례하는 정도로 미세하게 방출된다. 따라서, PD(15)에서는 이 미세한 LED빛을 감지하여 모니터링전류로 사용한다. 그러나, 제1도에 도시된 종래의 레이저다이오드패케지는 온도의 영향을 받아 정확한 모니터링전류의 측정이 불가능할 뿐만아니라 레이저를 직접 측정하는 것이 아니라 자발방출광을 감지하는 것이므로 많은 오차가 발생하는 문제점이 있었다.
제2도는 레이저가 포토다이오드(PD)를 통과하면 이 통과되는 빛의 일부를 흡수하여 레이저다이오드의 광출력을 모니터링하는 레이저다이오드패케지를 나타낸다. 이 레이저다이오드패케지는 기판(Substrate)(14)위에 레이저다이오드(LD)(12)가 위치하고, 레이저다이오드(LD)(12) 위에 포토다이오드(PD)(15)를 구성하였다. LD(12)는 활성부(Active Region)(13)사이에 상부와 하부를 공진시키는 거울(mirror)의 형태로 구성된다. PD(15)는 LD(12)로부터 방출되는 레이저출력을 감지하여 모니터링전류를 판단한다. 그러나, 이러한 방법은 PD(15)가 LD(12)위쪽에만 위치하므로 외부로 출력되는 광에 손실이 있고, 제조공정도 복잡한 문제점이 있었다.
따라서, 본 발명의 목적은 레이저다이오드패케지에 있어서 레이저다이오드부의 밑면에 레이저다이오드의 광출력을 모니터링하는 포토다이오드를 접합하여 일체로 구성하고, 레이저다이오드로부터의 레이저빔을 통과시키는 소정 경로를 제외한 모니터다이오드와 레이저다이오드의 접합면에 산화처리를 하여 상기 레이저다이오드로부터 발산되는 자발방출광을 산란시켜 레이저다이오드의 광출력을 정확하게 모니터링하는 레이저다이오드의 광출력모니터링패케지를 제공함에 있다.
이와같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징은 레이저다이오드와 모니터링다이오드가 일체로 결합되는 레이저다이오드패케지에 있어서, 상기 모니터링다이오드가 상기 레이저다이오드의 밑면에 위치하여 상기 레이저다이오드로부터의 광출력을 모니터링할 수 있도록 구성된 레이저다이오드의 광출력모니터링패케지에 있다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 일 실시예를 상세히 설명하였다.
제3도는 본 발명의 모니터다이오드와 레이저다이오드가 일체로 구성된 레이저다이오드패케지를 도시한 개념도이다. 제3도에 도시한 본 발명의 모니터다이오드를 설명하기에 앞서, 먼저 일반적인 레이저다이오드의 구성 및 동작을 설명하겠다. 레이저다이오드부는 활성부(Active Region)(13)를 사이에 두고 상부 미러(mirror) 및 하부 미러로 나누어 구성된다. 이 상, 하 두 미러는 공진기로 이용된다. 이 상부미러와 하부미러 사이는 고저항층으로 구성되는데 이 저저항층은 산화방법(Oxidation) 또는 양자주입식(Proton Inplanted)으로 처리한다. 그 이유는 LD전극에서 활성부로 전류를 공급할 때, 많은 양의 전류밀도가 필요하므로, 레이저출력에 필요한 전류만이 소정 공간을 통해 흘려보내줄 수 있도록 저항층을 형성하여 전류밀도를 높이기 위함이다. 이와같은 방법은 이미 공지된 기술이므로 자세한 설명은 생략하겠다. 활성부(Active Region)(13)로부터 방출된 빛은 이 두 미러사이에서 공진하다가 상부미러를 통해 레이저로 방출되고, 하부미러를 통해 기판(14)으로 흡수가 된다. 이와같이 레이저다이오드의 활성부(Active Region)(13)로부터 방출되는 빛은 상부미러 및 하부미러 양방향으로 빛이 방출된다는 점을 본 발명에 적용하였다.
제3도에 도시된 바와같이, 본 발명은 레이저다이오드부(12)의 밑부분에 포토다이오드부(20)를 일체로 구성하였다. 즉, PD부(20)를 기판(Substrate)(14)과 LD부(12) 사이에 위치하도록 구성한 것이다. 활성부(Active Region)(13)로부터 방출된 레이저는 상부미러 및 하부미러에서 발진한다. 이때, 밑으로 방출되는 레이저빔(Laser Beam)과 자발방출광(Spontaneous Emittion Beam)은 LD부(12)의 아래에 위치한 PD부(20)에 입사된다. 이 PD부(20)는 자발방출광을 검출하지 않기 위해서 레이저빔의 발진영역의 수직부분을 남기고 PD부(20)와 LD부(12)의 접합부분을 산화방법으로 제한시킨다. 즉, PD(20)와 LD부(12) 사이에 산란부(30)를 구성하여 활성부(13)로부터 방출된 빛이 소정 구간을 통해서만 PD부(20)에 흡수되도록 하고, 자발방출광이 입사하지 못하도록 산란시켜 레이저다이오드의 광출력만을 정확하게 감지하여 모니터링할 수 있다.
이와같이 본 발명은 레이저다이오드패케지를 구성할 때, 레이저다이오드부와 포토다이오드부를 일체로하여 레이저다이오드의 광출력을 모니터링하는 장치에 관한 것이다. 본 발명에서는 레이저다이오드와 포토다이오드의 접합면에 산화처리방식을 사용하여 자발방출광을 억제하고, 레이저다이오드로부터 방출되는 레이저빔만을 흡수하여 모니터링함으로써, 자발방출광이 포토다이오드로 입사되어 부정확한 모니터전류가 흐르는 것을 방지하는 잇점을 제공한다.

Claims (4)

  1. 레이저다이오드와 모니터링다이오드가 일체로 결합되는 레이저다이오드패케지에 있어서, 상기 모니터링다이오드가 상기 레이저다이오드의 밑면에 위치하여 상기 레이저다이오드로부터의 광출력을 모니터링할 수 있도록 구성된 레이저다이오드의 광출력모니터링패케지.
  2. 제1항에 있어서, 상기 레이저다이오드와 상기 모니터다이오드 사이에 상기 레이저다이오드의 자발방출광을 산란하는 산란부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저다이오드의 광출력모니터링패케지.
  3. 제2항에 있어서, 상기 산란부는 산화처리(oxidation)하는 것을 특징으로 하는 레이저다이오드의 광출력모니터링패케지
  4. 제2항에 있어서, 상기 산란부는 양자주입식처리를 하는 것을 특징으로 하는 레이저다이오드의 광출력모니터링패케지.
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