KR100816579B1 - 가변파장 레이저 - Google Patents

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KR100816579B1
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히로유끼 야마자끼
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닛본 덴끼 가부시끼가이샤
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Abstract

가변파장 레이저는 각각의 링 형상 도파관 및 각각 다른 광학 경로 길이를 갖는 복수의 링 공진기를 포함하는 다중 링 공진기와, 다중 링 공진기에 커플링된 입출력 측 광 도파관과, 입출력 측 광 도포관에 커플링된 레이저 다이오드와 같은 광 입출력 장치와, 다중 링 공진기에 커플링된 반사측 광 도파관과, 반사측 광 도파관에 커플링되어, 원하지 않는 파장에서 빛을 제거하고 소정의 파장에서 빛을 반사하는 광 반사기와, 다중 링 공진기의 공진 파장을 변화시키는 파장 변환 기구를 포함한다.
가변파장 레이저, 광 도파관, 링 공진기, 파장 변환 기구, 광 반사기

Description

가변파장 레이저 {TUNABLE LASER}
도1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 가변파장 레이저의 평면도.
도2a 및 도2b는 도1에 도시된 가변파장 레이저에 사용하기 위한 반사성 강한 필름의 반사율과 파장 사이의 관계를 도시하는 그래프.
도3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 가변파장 레이저의 평면도.
도4는 도3에 도시된 가변파장 레이저의 작동 개요를 설명하는 다이어그램.
도5는 도3에 도시된 가변파장 레이저 및 이에 부가된 제어 회로를 포함하는 수정된 가변파장 레이저의 평면도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10, 50 : 가변파장 레이저
11t : 관통 포트
17 : SOA
18 : 제어 회로
20, 60 : 다중 링 공진기
21p : 광검출기
22h, 23h : 필름 히터
52 : 입출력 측 도파관
54 : 반사측 도파관
55 : PLC 기판
56 : 반사 필름
57 : LD
65 : 커플링 도파관
71, 72, 73 : 모드 필터
본 발명은 진동 파장을 변경할 수 있는 가변파장 레이저에 관한 것이다.
광대역 통신이 점점 더 일반화됨에 따라, 광섬유 전송 경로의 효율적인 사용을 위해, 단일 광섬유에 걸쳐 복수의 상이한 광 파장으로 통신이 가능한 WDM(파장 분할 다중화, Wavelength Division Multiplexing) 전송 시스템이 제안되었다. 최근에는, 더 빠른 전송을 위해 수십 개의 파장을 갖는 광 신호를 다중 전송하기 위한 DWDM(조밀 WSD) 장치도 사용이 늘고 있다. 광 네트워크 내의 각 노드에 소정 파장의 광 신호를 추가하고 누락시키기 위한 ROADM(재형가능 광 추가/누락 다중 전송)을 상품화하기 위한 시도가 있었다. ROADM 시스템이 통신 환경에 도입된다면, ROADM이 파장을 변화시켜 광학 경로를 절환할 수 있을 뿐만 아니라 전송 성능이 파장 다중화에 의해 증가하기 때문에, 광 네트워크의 유연성은 매우 증가할 것이다.
WDM 전송 시스템은 사용되는 파장의 수만큼 많은 수의 광원이 필요하다. 따 라서, WDM 전송 시스템에 의해 다중화되는 파장의 수가 증가하면, 요구되는 광원의 수 역시 증가한다.
단일 축 모드에서 진동하는 DFB-LDs(분산 궤환형 레이저 다이오드, Distributed FeedBack Laser Diodes)는 사용되기 용이하고 신뢰성이 있기 때문에 WDM 전송에서 광원으로 사용되어 왔다. DFB-LD는 공진기 내에 전체적으로 배치되며 약 30nm 깊이를 갖는 회절 격자를 갖는다. DFB-LD는 회절 격자의 주기와 등가 굴절률의 두 배인 값의 곱(product)에 상응하는 파장으로 단일 축 모드에서 안정적으로 진동한다. 하지만, 광역의 진동 파장에 대해 DFB-LD를 동조하는 것은 불가능하기 때문에, DFB-LD 기반의 WDM 전송 시스템은 각각의 ITU(International Telecommunication Union) 그리드에 대해 상이한 파장을 갖는 DFB-LD 장치를 사용한다. 상이한 파장을 갖는 DFB-LD 장치를 사용하는 것은, 쉘프(shelf) 제어 비용이 비싸고 DFB-LD 실패를 대비하여 DFB-LDs의 과도한 재고가 요구되기 때문에, DFB-LD 기반의 WDM 전송 시스템에 문제를 야기한다. 파장을 변화시켜 광학 경로를 절환할 수 있는 ROADM 시스템이 일반적인 DFB-LDs를 사용한다면, 파장 범위의 가변 한계는 약 3nm로 제한되는데 이 한계는 온도 변화와 함께 변화될 수 있어 파장 리소스를 절대적으로 사용하는 ROADM의 특성을 갖는 광 네트워크를 구성하는 것을 어렵게 한다.
이러한 DFB-LDs의 문제를 해결하고 파장의 광역에 있어서 단일 축 모드 진동을 달성하기 위해 가변파장 레이저에 대한 연구가 수행되었다. 이러한 연구 노력의 일 예는 저자가 이사오 고바야시(Isao Kobayashi)인 교리쯔 슈판사(Kyoritsu Shuppan Co. Ltd.)의 "히까리 슈세끼 장치(Hikari Syuseki Devices)(광 통합 장치)"의 2000년 12월 초판본 제2 인쇄분 제104면 내지 제122면에서 찾을 수 있다. 본원에서 설명된 몇몇 예들은 종래의 가변파장 레이저를 설명하기 위해 이후 제공될 것이다.
가변파장 레이저는 두 가지 유형 즉, 레이저 소자 내에 배치된 파장 변환 기구를 갖는 가변파장 레이저와 레이저 소자 외부에 배치된 파장 변환 기구를 갖는 가변파장 레이저로 일반적으로 분류된다.
레이저 소자 내에 배치된 파장 변환 기구를 갖는 예시적 가변파장 레이저는 이득을 생산하기 위한 활성 영역(active region)과 회절 격자를 갖는 반사를 생성하기 위한 DBR 영역을 갖는 DBR-LD(분산 브래그 반사기 레이저 다이오드, Distributed Bragg Reflector Laser)이며, 이때 활성 영역과 DBR-LD 영역은 하나의 레이저 소자에 배치된다. DBR-LD는 최대 약 10nm의 가변 파장 범위를 갖는다. 이득을 생산하기 위한 활성 영역과 활성 영역을 절환하는 전방 및 후방 DBR 영역을 갖는 불균일 회절 격자를 사용한 DBR-LD가 제안되었다. 활성 영역과 DBR 영역은 하나의 레이저 소자에 배치된다. 전방 및 후방 DBR 영역에서, 불균일 회절 격자는 전방 및 후방 DBR 영역에서 약간 다른 간격으로 이격된 다수의 반사 피크를 생성한다. 이 구조는 버니어 효과를 유발하기 때문에, 불균일 회절 격자를 갖는 DBR-LD는 매우 넓은 범위에서 파장 변화를 가능하게 하며, 100nm를 초과하는 범위에서 파장 변화 작업을 달성할 수 있어 40nm의 범위에서 유사 연속 파장 변화 작업(quasi-continuous wavelength varying operating)을 달성할 수 있다.
레이저 소자의 외부에 파장 변환 기구를 갖는 예시적 가변파장 레이저는 특정 파장의 광을 레이저 소자로 복귀하도록 회전 가능한 회절 격자가 레이저 소자의 외부에 배치된 가변파장 레이저이다. 이러한 유형의 가변파장 레이저는 진동 파장을 연속적으로 모니터링하기 위한 기구가 필요하다. 지금까지는, 에탈론(etalon)과 같은 파장 선택 구성 요소(wavelength-selective component)가 진동 파장을 모니터링하기 위해 모듈에 합체되었다.
많은 구조가 종래의 가변파장 레이저로 사용되기 위해 제안되었지만, 모드 호핑, 복잡한 파장 제어, 약한 진동 저항 및 장치 확장으로 인한 높은 비용을 포함하는 다양한 문제로 인해 실용화되기 어려웠다.
DBR-LD는 굴절률을 변화시키기 위해 DBR 영역으로 캐리들(carries)을 주입하여 파장을 변화시킨다. 전류 주입으로 인해 결정 결함이 성장하면, 전류 주입에 대한 굴절률의 변화 비율이 크게 변하게 되어 긴 시간 주기에 걸쳐 일정한 파장에서 레이저 진동이 유지되는 것을 어렵게 한다. DBR-LD는 구조가 복잡하기 때문에, 크기가 큰 경향이 있다. 현재의 합성 반도체 장치 제조 공정 기술에 따르면, 레이저 기판의 크기를 50.8 mm(2 inch) 이상 늘리는 것은 불가능하다. 따라서, DBR-LDs의 현재 가격을 줄이는 것은 불가능하다.
레이저 소자 내에 배치된 파장 변환 기구를 갖는 가변파장 레이저는 진동으로 인해 모드 점핑을 유발하기 쉽다. 이러한 가변파장 레이저는 큰 진동 저항 기구가 필요하여 큰 모듈 사이즈와 증가된 비용을 갖는 경향이 있다. 또한, 상기 가변파장 레이저는 진동 파장을 모니터링하기 위한 에탈론에 추가하여 광검출기와 같 은 많은 광학 구성 요소를 필요로 하기 때문에 조립 비용이 많이 증가한다. 파장을 모니터링하기 위한 렌즈로 레이저 발산면과 에탈론을 서로에 대해 공간적으로 커플링하는 것은 공지된 사실이다. 상기 공지된 방법에 따르면, 에탈론의 약간의 위치 오차가 파장의 정확도를 변화시킬 수 있다. 따라서, 매우 정밀한 모니터링 기술이 제 위치에 에탈론을 설치하기 위해 요구된다. 하지만, 매우 정밀한 모니터링 기술 역시 가변파장 레이저의 조립 비용을 많이 증가시킨다.
본 발명의 목적은 종래의 가변파장 레이저의 문제점을 해결하고 매우 신뢰적이고 우수한 성능을 가지며 저렴하며, 파장을 모니터링하는 간단한 장치를 갖는 가변파장 레이저를 제공하는 것이다.
상기 목적은 개별적인 링형 도파관 및 각각 다른 광학 경로 길이를 갖는 복수의 링 공진기를 포함하는 다중 링 공진기(multiple ring resonator)와, 다중 링 공진기에 커플링된 제1 광 도파관과, 제1 광 도파관에 커플링된 광 입출력 장치와, 다중 링 공진기에 커플링된 제2 광 도파관과, 제2 광 도파관에 커플링되어, 원하지 않는 파장의 빛을 제거하고 소정의 파장의 빛을 반사하는 광 반사기와, 다중 링 공진기의 공진 파장을 변화시키기 위한 파장 변환 기구를 포함하는 가변파장 레이저에 의해 달성될 수 있다.
이러한 가변파장 레이저에서, 광 입출력 장치로부터 방출된 빛은 제1 광 도파관으로 유입되어, 다중 링 공진기와, 광 반사기에 대한 제2 광 도파관을 통해 연속적으로 이동한 후, 제2 광 도파관과 다중 링 공진기를 통해 연속적으로 역으로 이동하여 제1 광 도파관으로부터 광 입출력 장치로의 복귀된 빛으로 인가된다. 이러한 가변파장 레이저는 원하지 않는 파장의 빛을 제거하고 소정의 파장의 빛을 반사하는 광 반사기를 사용하기 때문에, 제1 광 도파관으로부터 광 입출력 장치로의 복귀 광은 예컨대 기본 모드의 빛이다. 다중 링 공진기의 링 공진기가 약간 다른 FSRs(자유 분광 범위, Free Spectral Ranges)를 가져서 각각의 링 공진기에서 발생하는 반사(전송)의 주기적 변화가 서로 일치하는 파장(즉, 공진 파장)에서 발생하기 때문에, 복귀된 빛은 다중 링 공진기의 공진 파장에서 가장 강하다. 제1 광 도파관은 다중 링 공진기와 광 입출력 장치 사이에 배치되기 때문에 입출력 측 도파관으로도 불리며, 제2 광 도파관은 다중 링 공진기와 광 반사기 사이에 배치되기 때문에 반사측 도파관으로도 불린다.
이러한 장치에서, 링 공진기의 관통 포트를 통과하는 빛은 다중 링 공진기의 공진 파장에서 최소가 된다. 링 공진기를 광학적으로 커플링하기 위한 광 커플러가 다중 링 공진기에 배치되면, 다중 링 공진기의 공진 파장은 광 커플러의 관통 포트에서의 빛의 양을 탐지하여 탐지된다.
주기 변화가 서로 일치하는 파장은 링 공진기의 주연 길이와 도파관 굴절률의 변화에 따라 크게 변화한다. 따라서, 가변파장 레이저는 도파관 굴절률을 변화시켜 진동 파장을 변화하도록 효율적으로 작동할 수 있다. 도파관 굴절률은 열광학적 효과에 따라 변할 수 있다. 열광학적 효과는 온도가 상승함에 따라 물질의 굴절률이 증가하는 현상을 의미한다. 임의의 일반적 재료는 각각 상이한 한계에 대해 열광학적 효과를 나타낸다. 본 발명에 따르면, 다중 링 공진기의 공진 파장 은 링 공진기의 온도 특성을 기초로 변화될 수 있다. 파장 변환 기구는 링 공진기의 도파관 굴절률을 변화시키기 위해 링 공진기를 부분적으로 또는 전체적으로 가열 또는 냉각시킬 수 있다. 파장 변환 기구는 링 공진기의 링형 도파관을 가열하기 위한 필름 히터를 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따르면, 주연 길이가 약간 상이한 링 공진기는 서로 연속으로 커플링되어, 다중 링 공진기를 제공하고, 다중 링 공진기에 의해 제공된 버니어 효과는 링 공진기의 공진 파장을 변화시켜 다중 링 공진기의 공진 파장을 전체적으로 크게 변화시키는데 사용된다.
본 발명에 따른 가변파장 레이저는 다중 링 공진기, 제1 광 도파관 및 제2 광 도파관이 배치될 수 있는 기판을 더 포함할 수 있다. 상기 기판은 예컨대, PLC(평면 광파 회로) 기판을 포함한다. 상술된 바와 같이, 파장 변환 기구는 각각의 링 공진기의 온도 특성을 기초로 다중 링 공진기의 공진 파장을 변화시키도록 사용되고, 특히, 파장 변환 기구는 상기 기판상에 배치된 필름 히터를 포함할 수 있다. 필름 히터는 예컨대 기판상에 금속 필름을 적층하여 용이하게 제공될 수 있어, 용이하게 제작될 수 있다.
광 반사기는 기판상의 단부면에 배치된 고반사 필름인 것이 바람직하며, 고반사 필름은 예컨대 유전체 복수층 필름과 같은 필름을 포함할 수 있다.
광 입출력 장치는 (이하 LD로 언급되는) 레이저 다이오드, (이하 SOA로 언급되는) 반도체 광 증폭기 또는 광 섬유 증폭기 등을 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 가변파장 레이저는 다중 링 공진기를 통해 전파되는 빛을 검 출하기 위한 광검출기와, 광검출기에 의해 검출된 빛을 기초로 파장 변환 기구를 제어하는 제어 회로를 더 포함할 수 있다. 광검출기는 광 다이오드와 같은 반도체 광검출기 또는 광 트랜지스터 등을 포함할 수 있으며, 링 공진기들 중 어느 하나의 관통 포트에서 빛을 검출할 수 있다. 제어 회로는 다중 링 공진기를 통해 전파되는 빛의 공진 파장이 일정하도록 파장 변환 기구를 통한 피드백 제어를 수행하기 위한 회로를 포함한다.
본 발명에 따른 가변파장 레이저에 제공된 광 반사기의 구조 및 작동 상세는 이하 설명될 것이다.
복수의 링 공진기를 갖는 가변파장 레이저의 파장 가변 범위는 링 공진기 사이의 광학 경로 길이 차에 의해 결정된 FSR을 기초로 결정된다. 파장 가변 범위의 증대를 목적으로 FSR을 증가시키기 위해 광학 경로 길이 차를 감소시키는 것이 가능하지만, 그렇게 되면 FSR은 진동 모드의 이득 차가 감소하기 때문에 진동 특성을 불안정하게 하기 쉽다. 가변파장 레이저를 설계할 때, 가능한 높은 모드의 안정성을 위해 소정의 파장 가변 범위에 기초해 FSR을 결정하는 것이 바람직하다. C 밴드 또는 L 밴드에서 35nm의 가변 폭이 타겟으로 사용되면, LD의 광학적 이득이 40nm 이상의 넓은 값이기 때문에, 가변파장 레이저는 타겟으로서 FSR과 다른 파장에서 진동하기 쉽다. 본 발명에 따르면, 광 반사기는 특정 파장의 광만이 반사되도록 배치된다. 그 결과, 가변파장 레이저는 소정의 FSR과 다른 파장에서 진동하지 않으며, 단일 축 모드에서 안정적으로 진동한다. 따라서, 본 발명에 따르면, 광 반사기의 반사율은 소정의 파장 범위에서 안정적인 단일 축 모드 진동을 얻도록 파장 의존적으로 결정된다.
다음에, 필터는 이하에 설명될 본 발명에 따라 가변파장 레이저에 요구되는 바와 같이 제공된다.
사용자에 의해 요구되는 고출력 특성을 달성하는 가변파장 레이저를 위해, 각각의 링 공진기에 의해 야기되는 손실을 최대한 줄이는 것이 요구된다. 본 발명에 따르면, 전술된 광학 반사기가 제공되고, 링 공진기를 통해 고차 모드의 빛이 순환하는 것을 방지하기 위해 필터가 제공될 수 있다. 다시 말하면, 필터는 링 공진기에서 우수한 파장 특성을 달성하기 위해 고차 모드의 빛이 링 공진기를 통해 순환하는 것을 방지할 수 있다. 모드 필터의 사용은 고차 모드의 빛이 다중 링 공진기로 유입되는 것을 방지하고 다중 링 공진기에 기본 모드의 빛만을 전파하는데 효과적이다. 모드 필터는 압축부를 갖는 압축 광학 도파관 또는 소정을 곡률 반경을 갖는 굽은 광학 도파관을 포함할 수 있다. 다르게는, 모드 필터는 2개의 굽은 도파관을 조합하여 구성된 S자형 광학 도파관을 포함할 수 있다. 모드 필터는 가변파장 레이저의 모드 선택성을 증가시켜, 가변파장 레이저가 단일축 모드에서 안정적으로 진동하는 것을 가능케 한다. 따라서, 본 발명에 따르면, 다중 링 공진기 및 광학 반사기는 서로 결합되고, 가변파장 레이저가 우수한 파장 선택을 위해 작동하고 긴 기간 동안 단일축 모드에서 안정적으로 진동하는 것을 가능케 하도록 필터가 추가로 결합된다.
본 발명에 따르면, 가변파장 레이저가 다중 링 공진기의 공진 파장을 변화시키기 위해 단일 구조로 구성되더라도, 작은 작동 작용에 기초한 큰 파장 변화를 달 성할 수 있으며, 파장 의존적인 광학 반사기 및 다중 링 공진기는 서로 결합되어, 가변파장 레이저가 우수한 파장 선택을 위해 작동하고 긴 기간 동안 단일축 모드에서 안정적으로 진동하는 것을 가능케 한다. 본 발명에 따른 가변파장 레이저는 비용이 더욱 감소되고, 더 높은 성과를 이루며, 종래의 가변파장 레이저보다 더욱 신뢰성 있다. 다중 링 공진기가 장착된 기판상에 배치된 광학 입/출력 장치와 함께, 가변파장 레이저는 다중 링 공진기의 공진 파장을 변화시킴으로써 매우 넓은 파장 범위에 있는 레이저 비임을 생성할 수 있다.
본 발명에 따른 가변파장 레이저가 반도체 레이저 내로 주입되는 전류의 주입의 필요성 없이, 그리고 가동 부품 진동 파장을 변화시킬 수 있기 때문에, 가변파장 레이저는 작동에서 더욱 신뢰성 있다. 특히, 가변파장 레이저는 광학 입/출력 장치가 다중 링 공진기, 광학 반사기, 제1 광학 도파관 및 제2 광학 도파관이 배치된 기판상에 장착된 간단한 배열이기 때문에, 가변파장 레이저는 쉽고 저렴하게 제조될 수 있다. 본 발명에 따른 가변파장 레이저는 에탈론 등과 같은 광학 부품을 요구하지 않고 쉽게 조립될 수 있으며, 모듈 가격이 저렴하지만, 가변파장 레이저가 합체되는 전달 시스템에 의해 요구되는 기능을 갖는다.
다시 말하면, 본 발명에 따른 가변파장 레이저는 외부 미러가 없는 간단한 구조이고, 통상의 DFB-LD가 변화시킬 수 있는 파장보다 더 넓은 범위로 파장을 변화시킬 수 있다. 또한, 가변파장 레이저가 통상의 외부 미러 공진기 레이저와 다르게 가동 부품이 없기 때문에, 가변파장 레이저는 진동 및 충격에 대한 저항성이 상당히 높고 작동에서 매우 신뢰성 있다. 가변파장 레이저가 필름 히터로 공급되 는 전력을 제어함으로써 파장을 튜닝할 수 있기 때문에, 예를 들어 가변파장 레이저의 임의의 특성 노화는 전기 전류를 반도체 도파관 내로 주입함으로써 파장을 변화시키는 가변파장 레이저보다 상당히 적다.
전술한 바와 같이, 본 발명에 따른 가변파장 레이저는 종래의 가변파장 레이저보다 상당히 우수하며, 적은 비용으로 제조될 수 있기 때문에 실제 사용에도 매우 유용하다.
본 발명의 상기 목적, 특징 및 이점과, 다른 목적, 특징 및 이점은 본 발명의 예시를 도시하는 첨부된 도면을 참조하여 이하의 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다.
도1에 도시된 본 발명의 제1 실시예에 따른 가변파장 레이저(50)는 다중 링 공진기(60), 입출력 측 도파관(52) 및 반사측 도파관(54)이 위에 배치된 PLC 기판(55)을 갖는다. 다중 링 공진기(60)는 각각 링형 도파관 및 상이한 광학 경로 길이를 갖는 2개의 링 공진기(61, 62)를 포함한다. 링 공진기(61, 62)는 방향성 커플러(63, 64) 및 커플링 도파관(65)에 의해 서로 커플링되어, 다중 링 공진기(60)를 구성한다. 입출력 측 도파관(52)은 방향성 커플러(51)에 의해 링 공진기(61)에 커플링된 단부를 갖는다. 반사측 도파관(54)은 방향성 커플러(53)에 의해 링 공진기(62)에 커플링된 단부를 갖는다. 반사측 도파관(54)의 타단부는 고반사 필름(56)이 광학 반사기로 배치된 PLC 기판(55)의 단부로 연장한다. 따라서, 고반사 필름(56)은 반사측 도파관(54)의 타단부에 배치된다. 고반사 필름(56)은 소정 레 벨의 파장 의존성(wavelength dependency)을 가지며, 원하지 않는 파장의 빛을 제거하고 소정 파장의 빛은 반사시키는 특성을 갖는다. 따라서, 반사측 도파관(54)의 타단부에 공급된 빛은 반사측 도파관(54) 내의 고반사 필름(56)에 의해 소정 파장 성분만이 반사되고, 링 공진기(62)에 커플링된 일단부를 향해 이동한다. 고반사 필름(56)은 증착 또는 PLC 기판(55)의 단부면에 유전체 다층 필름을 인가하여 형성될 수 있다. 고반사 필름(56)의 파장 의존성은 이후에 설명될 것이다.
고차 모드의 빛이 다중 링 공진기(60) 내로 유입되는 것을 방지하고 기본 모드의 빛만이 다중 링 공진기(60)에 공급되게 하는 모드 필터(71, 72, 73)는 입출력 측 파장(52), 커플링 도파관(65) 및 반사측 도파관(54) 각각에 조립된다. 각각의 모드 필터(71, 72, 73)는 국부적인 협소부를 갖는 압축된 도파관 또는 소정의 곡률 반경을 갖는 굽은 도파관을 포함한다. 우수한 파장 선택성을 위해 가변파장 레이저(50)에 사용된 3개의 모드 필터(71, 72, 73) 모두를 갖는 것이 바람직하지만, 1개 또는 2개의 모드 필터가 가변파장 레이저(50)에 사용될 수 있다.
링 공진기(61, 62)는 PLC 기술에 따라 제조된다. 링 공진기(61, 62)의 링형상 도파관, 입출력 측 도파관(52), 반사측 도파관(54) 및 커플링 도파관(65)을 포함하는 다양한 도파관은 실리콘 기판 또는 유리 기판 상에 배치된 석영 유리로 제조된 석영 유리 광학 도파관을 포함한다. 다르게는, 도파관은 강유전체 재료의 얇은 필름으로 제조된 강유전체 광학 도파관일 수 있다. 강유전체 도파관의 강유전체 재료는 예를 들어 리튬 니오베이트(LiNbO3)일 수 있다.
다중 링 공진기(60)의 공진 파장을 변화시키는 필름 히터(62h)는 링 공진기(62) 위에 배치된다. 필름 히터(62h)는 예를 들어 링 공진기(62)에 적층된 알루미늄(Al) 필름을 포함하고, 알루미늄 필름은 전력 인가 전극 역할을 하는 대향 단부를 갖는다. 필름 히터(62h)는 금속 필름을 PLC 기판(55)에 증착 또는 인가하여 적층할 수 있고, 알루미늄 대신에 플랜티늄(Pt), 크롬(Cr) 등으로 제조될 수 있다.
PLC 기판(55)은 온도 조절 기구로서, (도시되지 않은) 펠티어 장치상에 장착될 수 있어서, PLC 기판(55)의 전체 온도가 제어될 수 있다. 펠티어 장치는 링 공진기(61)의 FSR이 ITU 그리드와 대등하도록 PLC 기판(55)의 온도를 일정하게 유지한다.
광학 입/출력 장치 역할을 하는 LD(57)는 무반사 필름(572)을 통해 입출력 측 도파관(52)의 타단부에 커플링된다. LD(57)는 수동 정렬 기술에 의해 PLD 기판(55) 상에 직접 장착된다. 수동 정렬 기술은 PLC 기판(55)의 표면 상의 마크 패턴 및 LD(57)의 칩 상에 마크 패턴을 사용하여 LD(57)를 위치시키는 기술이다. 수동 정렬 기술은 광학 모듈의 제조에 이제까지 수행되었던 광축 정렬이 필요치 않고, 따라서 광학 모듈 제조 비용을 감소시키고 소요 시간을 개선하는 데 효과적이다. 다르게는, LD(57)는 PLC 기판(55) 상에 장착되는 대신에 렌즈에 의해 PLC 기판(55)에 커플링될 수 있다.
제1 실시예에 따른 가변파장 레이저(50)의 작동이 이하에 설명될 것이다.
LD(57)로부터 방출된 빛은 광학 입출력 측 도파관(52) 내의 입/출력 단부(571)로부터 진입하고, 모드 필터(71), 방향성 커플러(51), 다중 링 공진기(60), 모드 필터(72), 방향성 커플러(53) 및 모드 필터(73)가 삽입된 반사측 도파관(54)을 연속적으로 통과하여 고반사 필름(56)으로 이동한다. 빛은 고반사 필름(56)에 의해 반사되고, 반사측 도파관(54)과 모드 필터(73), 방향성 커플러(53), 다중 링 공진기(60), 방향성 커플러(51) 및 모드 필터(71)가 삽입된 입출력 측 도파관(52)을 연속적으로 통과하여 광학 입/출력 단부(571)로 되돌아 간다. 복귀한 빛은 소정의 파장 의존성을 갖는 고반사 필름(56)에 의해 반사되어, 모드 필터(71, 72, 73)를 관통한다. 따라서, 복귀한 빛은 기본 모드의 빛이다. 다중 링 공진기(60)의 링 공진기(61, 62)가 약간 상이한 FSR을 가져서, 더 큰 반사가 서로 일치하는 각각의 링 공진기(61, 62)에서 발생하는 반사(전송전소진 파장이 일어나는 파장에서 발생하기 때문에, 복귀한 빛은 다중 링 공진기(60)의 공진 파장에서 가장 강하게 된다.
서로 일치하는 기간 변화 시의 파장은 링 공진기(61, 62)의 주연 길이에 상당히 의존하여 변화하고, 도파관 굴절률에 의해 변화한다. 도파관 굴절률은 필름 히터(62h)를 사용하는 열광학 효과에 따라 변화할 수 있다. 특히, 다중 링 공진기(60)의 공진 파장은 링 공진기(61, 62)의 온도 특성에 기초하여 변화할 수 있다. 전술한 바와 같이 본 실시예에 따른 가변파장 레이저(50)와 함께, 주연 방향 길이 또는 광학 경로 길이가 서로 약간 상이한 링 공진기(61, 62)는 서로 연속으로 커플링되어, 다중 링 공진기(60)를 제공하고, 다중 링 공진기(60)에 의해 제공되는 베르누이 효과는 가변 파장의 넓은 범위를 달성하기 위해 사용된다.
본 실시예에 따른, PLC 기판(55)에 배치된 가변파장 레이저(50), 도파관, 다 중 링 공진기(60) 및 고반사 필름(66)은 레이저 요소, 즉 LD(57)에 대해 공진기의 역할을 한다. 가변파장 레이저(50)에 의해 발생된 레이저 비임이 예를 들어 WDM 전송 시스템 내로 유입된다.
소정의 파장 의존성을 갖는 고반사 필름(56)이 이하에 설명될 것이다.
도1에 도시된 가변파장 레이저(50)는 PLC 기판(55)의 단부면상에 장착된 LD(57) 및 PLC 기판(55)의 타단부면 상에 장착된 고반사 필름(56)을 갖는다. 고반사 필름(56)은 진동 파장 대역을 선택하는 소정의 파장 범위 내에서 빛을 반사시키기 위해 파장 의존성을 갖는다. 이러한 형태의 가변파장 레이저의 파장 가변 범위는 링 공진기들 사이의 광학 경로 길이 차이에 의해 결정된 FSR에 기초하여 결정된다. FSR을 증가시키기 위해 광학 경로 길이 차이를 감소시키는 것이 가능하지만, 이렇게 증가한 FSR는 이하에 기재된 바와 같은 진동 특성을 불안정하게 하는 경향이 있다. 이러한 형태의 가변파장 레이저와 함께, 가능한 한 높은 모드 안정성을 위해 소정의 파장 가변 범위에 따라 FSR을 결정하는 것이 바람직하다. C 밴드 또는 L 밴드의 35 nm의 가변 폭이 타겟으로 사용된다면, 그 후에 LD(57)의 광학 게인이 40 nm 이상의 넓은 값이기 때문에 가변파장 레이저는 타겟으로서의 FSR 이외의 파장에서 진동한다. 본 실시예에 따르면, PLC 기판(55)의 단부면상의 고반사 필름(56)은 소정의 FSR 이외의 파장에서 가변파장 레이저가 진동하는 것을 방지하면서 단일축 모드에서 안정적인 진동을 달성할 수 있도록 소정의 파장에서 광을 반사하도록 정렬된다.
도2a 및 도2b는 도1에 도시된 가변파장 레이저(50)에 사용하기 위한 고반사 필름(56)의 반사율과 파장 사이의 관계를 도시하는 그래프이다.
통상의 반사 필름은 약 100 nm의 넓은 파장 범위의 높은 반사율을 갖는다. 도2a는 약 40 nm의 좁은 반사 파장 범위를 갖는 제1 실시예에 따른 고반사 필름(56)의 반사 특성을 도시한다. 따라서, 도2a에 도시된 고반사 필름(56)은 약 40 nm의 좁은 반사 파장 범위 이외의 파장 범위에서 레이저 진동을 완전하게 억제하는데 효과적이다. ZTa2O5의 조합 또는 SiO2 및 TiO2의 조합으로 이루어진 유전체 다층 필름에 의해 달성될 수 있다. 유전체 다층 필름은 각각 약 0.2 ㎛의 두께를 갖는 얇은 층 또는 두꺼운 층의 5 내지 50개의 층의 서로 상이하게 적층된 조립체를 포함한다. 도2a에 도시된 고반사 필름(56)은 다중 링 공진기(60)는 다중 링 공진기(60)의 공진 파장의 가변 범위에 대하여만 반사 파장 범위를 설정할 수 있다. 그러나, 고반사 필름(56)의 유전체 다층 필름은 다중 링 공진기(60)의 공진 파장의 가변 범위보다 약간 더 넓은 반사 파장 범위를 갖는다.
또한, 도2b에서 일점쇄선으로 도시된 바와 같이, 고반사 필름(56)은 다중 링 공진기(60)의 공진 파장의 가변 범위보다 더 긴 파장에서 반사광으로 정렬될 수 있다. 다르게는, 도2b에서 실선으로 도시된 바와 같이, 고반사 필름(56)은 다중 링 공진기(60)의 공진 파장의 가변 범위보다 더 짧은 파장에서 반사광으로 정렬될 수 있다. 이에 따라 결정된 반사 파장 범위는 전술한 바와 동일한 이점을 제공한다. 도2b에 도시된 바와 같은 더 길거나 더 짧은 파장에서 반사광을 위한 고반사 필름은 도2a에 도시된 바와 같은 소정의 파장 범위에서 반사광을 위한 고반사 필름보다 더 간단한 층 구조이다.
전술한 바와 같이, 제1 실시예에 따른 가변파장 레이저(50)는 외부 미러가 없는 간단한 구조이고, 통상의 DFB-LD보다 더 넓은 범위에서 파장을 변화시킬 수 있다. 또한, 가변파장 레이저(50)는 통상의 외부 미러 가변파장 레이저와 다르게 가동 부품이 없기 때문에, 가변파장 레이저(50)는 진동 및 충격에 저항력이 높고 작동이 매우 신뢰성 있다. 가변파장 레이저(50)가 필름 히터(62h)에 공급된 전력을 제어함으로써 파장을 위해 튜닝될 때, 가변파장 레이저(50)의 임의의 특성 노화는 전기 전류를 반도체 도파관 내로 주입함으로써 파장을 변화시키는 가변파장 레이저보다 더 작다. 또한, 고반사 필름(56)의 파장 의존성은 가변파장 레이저(50)가 소정의 파장 범위에서 안정적인 단일축 모드 진동 특성을 제공할 수 있게 한다.
제1 실시예에 따른 가변파장 레이저(50)는 이후에 설명될 광검출기 및 제어 회로를 가질 수 있다.
도3에 도시된 본 발명의 제2 실시예에 따른 가변파장 레이저(10)는 다중 링 공진기(20), 입출력 측 도파관(12) 및 반사측 도파관(14)이 배치되는 PLC 기판(15)을 갖는다. 다중 링 공진기(20)는 방향 커플러(24, 25, 26, 27) 및 커플링 도파관(28, 29)에 의해 커플링된 세 개의 링 공진기(21, 22, 23)를 포함한다. 커플링 도파관(28)은 각각의 방향 커플러(24, 25)에 의해 링 공진기(21, 22)에 커플링되고, 커플링 도파관(29)는 각각의 방향 커플러(26, 27)에 의해 링 공진기(22, 23)에 커플링된다. 고차 모드의 빛이 다중 링 공진기(20)에 유입되는 것을 방지하고 다중 링 공진기(20)에 기본 모드의 빛만을 전파하는 모드 필터(31, 32, 33, 34)는 입출력 측 도파관(12), 커플링 도파관(28), 커플링 도파관(29) 및 반사측 도파관(14)에 각각 조립된다. 각각의 모드 필터(31, 32, 33, 34)는 압축부를 포함하는 압축된 도파관 또는 제1 실시예와 같이 소정 반경의 곡률을 갖는 굴곡된 도파관의 형태일 수 있는 구조를 갖는다. 양호한 파장 선택도의 목적을 위해 가변파장 레이저(10)에 사용되는 네 개의 모드 필터(31, 32, 33, 34) 모두를 갖는 것이 바람하지만, 단지 하나 또는 두 개 또는 세 개의 모드 필터가 가변파장 레이저(10)에 사용될 수 있다.
입출력 측 도파관(12)은 방향 커플러(11)에 의해 링 공진기(21)에 커플링된 단부를 갖는다. 방향 커플러(11)는 다중 링 공진기(20)의 공진 파장을 검출하기 위해 광검출기(21p)에 연결된 관통 포트(11t)를 갖는다. 광검출기(21p)는 광다이오드를 포함할 수도 있다.
SOA(반도체 광 증폭기)(17)는 무반사 필름(도시 안됨)을 통해 입출력 측 도파관(12)의 타단부에 연결된 광 입출력 단부(172)를 가져, SOA(17)는 입출력 측 도파관(12)에 커플링된다. SOA(17)는 광 입출력 단부(172)에 접촉되어 유지되는 위상 제어 영역(171)을 갖는다. SOA(17)는 SOA(17)에 인가되거나 SOA(17)로부터 방출된 빛의 위상을 제어하도록 위상 제어 영역(171)을 통해 흐르는 전류를 제어한다. 위상 제어 영역(171)을 갖춘 SOA(17)는 일반적인 성질을 갖기 때문에, 구조 및 작동 원리는 이하에서 상세하게 기술되지 않는다.
반사측 도파관(14)은 방향 커플러(13)에 의해 링 공진기(23)에 커플링된 단부를 갖는다. 반사측 도파관(14)의 타단부는 고반사 필름(16)이 광 반사기로서 배치된 PLC 기판(15)의 단부면으로 연장된다. 이러한 구성에서, 고반사 필름(16)은 반사측 도파관(14)의 타단부에 배치된다. 고반사 필름(16)은 원하지 않는 파장의 빛을 제거하고 소정의 파장의 빛을 반사하며, PLC 기판(15)의 단부면에 유전체 다층 필름을 도포하거나 증착시킴으로써 형성될 수 있는 필름이다. 따라서, 반사 도파관(14)의 타단부로 전파된 빛 중에서, 소정의 파장 요소만이 고반사 필름(16)에 의해 반사측 도파관(14)으로 반사되고 링 공진기(12)에 커플링된 반사 도파관(14)의 일단부를 향해 이동된다. 고반사 필름(16)의 특정한 구조적 부재는 제1 실시예에 따른 고반사 필름(56)의 구조적 부재와 동일하다.
링 공진기(21, 22, 23)는 예컨대 PLC 기술에 따라 제조된다. 링 공진기(21, 22, 23)의 링 형상 도파관, 입출력 측 도파관(12), 반사측 도파관(14) 및 커프링 도파관(28, 29)을 포함하는 다양한 도파관은 실리콘 기판 또는 유리 기판상에 배치된 석영 유리로 제조된 석영 유리 광 도파관과, 다르게는, 제1 실시예와 같이 강유전체 재료의 얇은 필름으로 제조된 강유전체 광 도파관을 포함한다.
다중 링 공진기(20)의 공진 파장을 변화시키는 필름 히터(22h, 23h)는 링 공진기(22, 23)에 각각 대응하여 배치된다. 필름 히터(22h, 23h)는 각각의 링 공진기(22, 23)에 배치된 아치형 알루미늄 필름을 포함한다. 각각의 알루미늄 필름은 전력 인가 전극으로서 기능하는 대향 단부를 갖는다. 제1 실시예와 같이, 알루미늄 이외에 백금, 크롬 등으로 제조될 수 있는 필름 히터(22h, 23h)는 PLC 기판(15)에 금속 필름을 도포하거나 증착시킴으로써 적층될 수 있다.
제1 실시예와 같이, PLC 기판(15)은 온도 조정 기구로서 펠티에 장치(Peltier device)(도시 안됨)상에 장착될 수 있어서, PLC 기판(15)의 전체 온도가 제어될 수 있다.
제2 실시예에 따른 가변파장 레이저(10)의 작동 원리가 도3 및 도4를 참조하여 후술된다.
SOA(17)로부터 방출된 빛은 광 입출력 단부(172)에서 입출력 측 도파관(12)으로 입력되고, 모드 필터(31), 방향 커플러(11), 모드 필터(32, 33)가 삽입된 다중 링 공진기(20), 방향 커플러(13) 및 모드 필터(34)가 삽입된 반사측 도파관(14)을 통해 연속적으로 고반사 필름(16)으로 이동된다. 빛은 고반사 필름(16)에 의해 반사되고, 모드 필터(34)가 배치된 반사측 도파관(14), 방향 커플러(13), 모드 필터(32, 33)가 배치된 다중 링 공진기(20), 방향 커플러(11) 및 모드 필터(31)가 배치된 입출력 측 도파관(12)을 통해 연속적으로 광 입출력 단부(172)로 복귀된 후 SOA(17)로 복귀된다. 복귀된 빛은 소정의 파장 의존성을 갖는 고반사 필름(16)에 의해 반사되고 모드 필터(31, 32, 33, 34)를 관통한다. 따라서, 복귀된 빛은 기본 모드의 빛이다. 복귀된 빛은 다중 링 공진기(20)의 링 공진기(21, 22, 23)가 약간 상이한 FSR을 갖기 때문에 다중 링 공진기(20)의 공진 파장에서 가장 강하게 되고, 더 큰 반사가 소정의 파장, 즉 각각의 링 공진기(21, 22, 23)에서 발생하는 반사(전송)의 주기적 변화가 서로 일치하는 공진 파장에서 발생된다. 방향 커플러(11)의 관통 포트(11t)를 관통하는 빛은 다중 링 공진기(20)의 공진 파장에서 최소가 된다. 따라서, 다중 링 공진기(20)의 공진 파장은 광검출기(21p)를 갖춘 관통 포트(11t)에서 빛의 양을 검출함으로써 검출될 수 있다.
공진 파장, 즉 주기적 변화가 서로 일치하는 파장은 링 공진기(21, 22, 23) 의 원주 방향 길이 및 도파관 굴절률의 변화에 따라 크게 변화된다. 도파관 굴절률은 열광학 효과에 따라 변화될 수 있다. 구체적으로, 다중 링 공진기(20)의 공진 파장은 필름 히터(22h, 23h)를 통해 흐르는 전류의 양을 조절함으로써 링 공진기(22, 23)의 온도 특성에 기초하여 변화될 수 있다. 이때, SOA(17)로부터 방출된 빛의 파장은 위상 제어 영역(171)을 통해 흐르는 전류의 양을 조절함으로써 변화된다. 전술된 바와 같이 본 실시예에 따른 가변파장 레이저에서,원주 방향 길이 또는 광학 경로가 서로 약간 상이한 링 공진기(21, 22, 23)는 서로 연속으로 커플링되어 다중 링 공진기(20)를 제공하고, 넓은 범위의 가변 파장을 얻도록 위상 제어 영역(171)을 통해 흐르는 전류의 양이 제어되고 다중 링 공진기(20)에 의해 제공되는 버니어 효과가 이용된다.
본 실시예에 따른 가변파장 레이저(10)에서, PLC 기판(15)상에 배치된 도파관, 다중 링 공진기(20) 및 고반사 필름(16)은 레이저 요소, 즉 SOA(17)에 대한 al 공진기(al resonator)로서 기능한다. 가변파장 레이저(10)에 의해 발생된 레이저 비임이 WDM 전송 시스템에 사용되는 경우, 예컨대 광 입출력 단부(172)로부터 이격된 SOA(17)의 단부면으로부터 방출된 레이저 비임은 도3에 화살표로 나타낸 바와 같이 WDM 전송 시스템으로 유입된다.
도4는 도3에 도시된 가변파장 레이저(10)의 링 공진기(21, 22, 23)가 4000 ㎛, 4400 ㎛ 및 4040 ㎛의 원주 방향 길이 또는 광학 경로를 각각 갖는 경우 관측된 파장과 반사율 사이의 관계를 도시한다. 반사율은 SOA(17)로부터 방출되어, 다중 링 공진기(20)를 통해 전파되어 SOA(17)로 복귀된 빛에 대해 사용된다. 필름 히터(22h)는 파장의 미세 조정을 위해 사용되고, 필름 히터(23h)는 파장의 대충 조정(coarse adjustment)을 위해 사용된다. 또한, 수십 차의 피코미터(pm)에 대한 파장이 SOA(17)의 위상 제어 영역(171)을 통해 흐르는 전류의 양을 변화시킴으로써 제어된다.
도5는 도3에 도시된 가변파장 레이저(10)를 포함하는 변형된 가변파장 레이저 및 그에 부가된 제어 회로의 평면도이다. 도3에 도시된 가변파장 레이저(10)의 부분과 동일한 도5에 도시된 가변파장 레이저의 부분은 동일한 도면부호로 나타나 있으며, 이하에서 상세하게 기술되지 않는다.
가변파장 레이저(10)에 부가된 제어 회로(18)는 DSP(디지털 신호 프로세서) 또는 MPU(마이크로 프로세싱 유닛)과 같은 프로세서 및 프로세서에 의해 실행되는 프로그램을 저장하는 메모리를 포함한다. 제어 회로(18)는 광검출기(21p)에 의해 검출된 빛의 양을 최소화하도록, 즉 공진 파장을 상수 값으로 유지하도록 위상 제어 영역(171) 및 필름 히터(22h, 23h)를 통해 흐르는 전류의 양을 제어한다. 예컨대, 제어 회로(18)는 위상 제어 영역(171) 및 필름 히터(22h, 23h)를 통해 흐르는 전류의 양을 제어하여, 정현파 형식(sinusoidal fashion)으로 파장을 변화시켜, 광검출기(21p)에 의해 발생된 광전류의 진폭이 최소가 되는 파장을 찾는다. 이런 식으로 찾아진 파장이 결정되는 파장이다.
제2 실시예에 따른 가변파장 레이저(10)는 대체로 도3 내지 도5를 참조하여 후술된다.
가변파장 레이저(10)는 링 공진기(21, 22, 23)의 인입 단자(drop port)의 파 장 투과율 특성을 사용하여 단일 축 모드에서 진동하는 공진 모드를 선택하기 위한 구조이다. 다중 링 공진기(20)의 세 개의 링 공진기(21, 22, 23)은 약간 상이한 원주 방향 길이를 갖는다. 세 개의 링 공진기(21, 22, 23)의 공진 피크 파장은 수십 나노미터(nm)의 넓은 파장 범위에서 한 번만 서로 일치하고, 모드 선택도는 파장 의존성을 갖는 고반사 필름(16)에 의해 증가되기 때문에, 가변파장 레이저(10)는 단일 축 모드에서 안정적으로 진동할 수 있다.
파장은 링 공진기(22, 23)에 대한 필름 히터(22h, 23h)를 통해 흐르는 전류의 양을 변화시킴으로써 대체로 변화된다. 필름 히터가 없는 링 공진기(21)의 관통 포트(11t)로부터의 출력 빛은 파장 오차를 검출하는 전류로 광검출기(21p)에 의해 추출되고 변환된다. 출력 빛은 링 공진기(21, 22, 23)의 인입 단자뿐만 아니라 파장 차단 기능을 갖는 관통 포트로부터 추출될 수 있다. 본 실시예에 따르면, 파장은 관통 포트로부터의 출력 빛을 사용하여 검출된다.
본 실시예에 따른 가변파장 레이저는 관통 포트(11t)로부터의 빛을 검출하는 광검출기(21p)를 갖고 검출된 빛을 분할하는 링 공진기(21)의 FSR이 ITU 그리드에 대등하다는 점이 있다. 상기 특징은 진동 파장이 단일 축 모드 진동에 따른 ITU 그리드에 대등한 개별 파장으로서 얻어지는 것을 가능케 한다. 이때, 모드 필터(31, 32, 33, 34)의 파장 선택도가 효과적으로 작용한다. 그러나, ITU 그리드로부터의 편차를 알 수 없다는 문제가 발생한다. 본 실시예에 따르면, 이러한 문제는 파장을 변화시키도록 작동되는 링 공진기(22, 23)의 위상을 제어하거나 링 공진기(21)의 관통 포트(11t)로부터의 출력 빛을 최소화하도록 SOA(17)의 위상을 제어함 으로써 해결된다. 구체적으로, 파장 제어는 결과로서 발생되는 검출된 신호의 진폭을 최소화하도록 파장을 선택하고 파장을 조금 변화시킴으로써 정밀하게 수행된다.
본 발명은 상기 실시예에 제한되지 않는다. 다중 링 공진기는 두 개 또는 세 개의 링 공진기를 포함하는 것에 제한되지 않고, 상호연결되는 네 개 이상의 링 공진기를 가질 수 있다. 링 공진기는 방향 커플러에 의해서만 직접 연결될 수 있다. LD 또는 SOA 및 다중 링 공진기는 하나의 기판상에 모놀리식으로 집적될 수 있다.
본 발명의 양호한 실시예가 예시적인 목적만을 위한 상세한 설명과 같이 특정한 용어를 사용하여 기술되었지만, 변형예 및 변경예가 이하의 특허청구범위의 기술사상 및 범주를 벗어나지 않고 이루어질 수 있다.
본 발명에 따르면, 종래의 가변파장 레이저의 문제점을 해결하고 매우 신뢰적이고 우수한 성능을 가지며 저렴하며, 파장을 모니터링하는 간단한 장치를 갖는 가변파장 레이저를 제공할 수 있다.

Claims (22)

  1. 각각의 링 형상 도파관 및 각각 다른 광학 경로 길이를 갖는 복수의 링 공진기를 포함하는 다중 링 공진기와,
    상기 다중 링 공진기에 커플링된 제1 광 도파관과,
    상기 제1 광 도파관에 커플링된 광 입출력 장치와,
    상기 다중 링 공진기에 커플링된 제2 광 도파관과,
    상기 제2 광 도파관에 커플링되어, 원하지 않는 파장의 빛을 제거하고 소정의 파장의 빛을 반사하는 광 반사기와,
    상기 다중 링 공진기의 공진 파장을 변화시키는 필름 히터를 포함하는 가변파장 레이저.
  2. 제1항에 있어서, 상기 다중 링 공진기, 상기 제1 광 도파관 및 상기 제2 광 도파관이 배치되는 기판을 더 포함하는 가변파장 레이저.
  3. 제2항에 있어서, 상기 광 반사기는 반사 필름을 갖는 가변파장 레이저.
  4. 제1항에 있어서, 상기 광 반사기는 유전체 다층 필름을 포함하는 가변파장 레이저.
  5. 제3항에 있어서, 상기 반사 필름은 상기 기판의 단부면상에 배치되는 유전체 다층 필름을 포함하는 가변파장 레이저.
  6. 제1항에 있어서, 상기 광 반사기는 상기 필름 히터의 파장 가변 범위 내의 빛만을 반사하는 가변파장 레이저.
  7. 제1항에 있어서, 상기 광 반사기는 상기 필름 히터의 파장 가변 범위를 포함하는 파장을 갖는 빛을 반사하는 가변파장 레이저.
  8. 제1항에 있어서, 상기 광 반사기는 상기 필름 히터의 파장 가변 범위 내에 포함되거나 상기 범위보다 긴 파장의 빛을 반사하는 가변파장 레이저.
  9. 제1항에 있어서, 상기 광 반사기는 상기 필름 히터의 파장 가변 범위 내에 포함되거나 상기 범위보다 짧은 파장의 빛을 반사하는 가변파장 레이저.
  10. 제1항에 있어서, 고차 모드의 빛이 상기 다중 링 공진기로 유입되는 것을 방지하고 기본 모드의 빛은 상기 다중 링 공진기에 전파하는 필터를 더 포함하는 가변파장 레이저.
  11. 제1항에 있어서, 상기 다중 링 공진기를 통해 전파되는 빛을 검출하는 광검출기와,
    상기 광검출기에 의해 검출된 빛에 기초하여 상기 필름 히터를 제어하는 제어 회로를 더 포함하는 가변파장 레이저.
  12. 제11항에 있어서, 상기 광 입출력 장치는 레이저 다이오드 또는 반도체 광 증폭기를 포함하는 가변파장 레이저.
  13. 제11항에 있어서, 상기 필름 히터는 상기 다중 링 공진기의 일부 또는 전체의 온도를 변화시키는 것을 특징으로 하는 가변파장 레이저.
  14. 제2항에 있어서, 상기 기판은 PLC 기판을 포함하는 가변파장 레이저.
  15. 제11항에 있어서, 상기 광검출기는 반도체 광검출기를 포함하는 가변파장 레이저.
  16. 제5항에 있어서, 상기 다중 링 공진기를 통해 전파되는 빛을 검출하는 광검출기와,
    상기 광검출기에 의해 검출된 빛에 기초하여 상기 필름 히터를 제어하는 제어 회로를 더 포함하는 가변파장 레이저.
  17. 제16항에 있어서, 상기 필름 히터는 상기 다중 링 공진기의 일부 또는 전체의 온도를 변화시키고,
    상기 기판은 PLC 기판을 포함하고,
    상기 광검출기는 반도체 광검출기를 포함하고,
    상기 제어 회로는 상기 반도체 광검출기에 의해 검출된 빛의 양을 최소화하도록 상기 히터를 통해 흐르는 전류의 양을 조절하는 회로를 포함하는 가변파장 레이저.
  18. 제5항에 있어서, 상기 광 반사기는 상기 필름 히터의 파장 가변 범위 내의 빛만을 반사하는 가변파장 레이저.
  19. 제5항에 있어서, 상기 광 반사기는 상기 필름 히터의 파장 가변 범위를 포함하는 파장을 갖는 빛을 반사하는 가변파장 레이저.
  20. 제5항에 있어서, 상기 광 반사기는 상기 필름 히터의 파장 가변 범위 내에 포함되거나 상기 범위보다 긴 파장의 빛을 반사하는 가변파장 레이저.
  21. 제5항에 있어서, 상기 광 반사기는 상기 필름 히터의 파장 가변 범위 내에 포함되거나 상기 범위보다 짧은 파장의 빛을 반사하는 가변파장 레이저.
  22. 제5항에 있어서, 고차 모드의 빛이 상기 다중 링 공진기로 유입되는 것을 방지하고 기본 모드의 빛은 상기 다중 링 공진기에 전파하는 필터를 더 포함하는 가변파장 레이저.
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