KR100819029B1 - 급격한 턴온 특성을 갖는 레이저 다이오드, 그 레이저다이오드를 이용한 광송신 장치, 및 그 광송신 장치를포함한 광통신 장치 - Google Patents

급격한 턴온 특성을 갖는 레이저 다이오드, 그 레이저다이오드를 이용한 광송신 장치, 및 그 광송신 장치를포함한 광통신 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR100819029B1
KR100819029B1 KR1020060071655A KR20060071655A KR100819029B1 KR 100819029 B1 KR100819029 B1 KR 100819029B1 KR 1020060071655 A KR1020060071655 A KR 1020060071655A KR 20060071655 A KR20060071655 A KR 20060071655A KR 100819029 B1 KR100819029 B1 KR 100819029B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
laser diode
current
optical
threshold current
delete delete
Prior art date
Application number
KR1020060071655A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20080010938A (ko
Inventor
박성웅
김봉규
윤빈영
Original Assignee
한국전자통신연구원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국전자통신연구원 filed Critical 한국전자통신연구원
Priority to KR1020060071655A priority Critical patent/KR100819029B1/ko
Priority to US12/375,437 priority patent/US20100003035A1/en
Priority to PCT/KR2007/003546 priority patent/WO2008013388A1/en
Publication of KR20080010938A publication Critical patent/KR20080010938A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100819029B1 publication Critical patent/KR100819029B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/06—Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium
    • H01S5/0601—Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium comprising an absorbing region
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/09—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping
    • H01S3/091—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping
    • H01S3/094—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping by coherent light
    • H01S3/0941—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping by coherent light of a laser diode
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/06—Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium
    • H01S5/0601—Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium comprising an absorbing region
    • H01S5/0602—Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium comprising an absorbing region which is an umpumped part of the active layer

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Optical Modulation, Optical Deflection, Nonlinear Optics, Optical Demodulation, Optical Logic Elements (AREA)

Abstract

본 발명은 전력 소모가 작고 적은 전류 변화에 의해 높은 on/off 소광비를 얻을 수 있으며, 또한 고속의 광신호 변조가 가능한 레이저 다이오드, 그 레이저 다이오드를 이용한 광송신 장치, 및 그 광송신 장치를 포함한 광통신 장치를 제공한다. 그 레이저 다이오드는 전류의 인가에 의해 레이저 광이 생성되고 이득이 조절되는 능동(active) 영역; 및 레이저 다이오드에 요구되는 목표 광파워를 생성하는 동작 전류 이하의 급격 문턱(abrupt threshold) 전류 미만의 전류에서 레이저 다이오드에서 발생한 광파워를 흡수하는 흡수영역;을 포함하고, 급격 문턱 전류에서 출력 광파워가 급격히 증가하는 급격한 턴온(turn-on) 특성을 갖는다.
레이저 다이오드, 소광비, 흡수체

Description

급격한 턴온 특성을 갖는 레이저 다이오드, 그 레이저 다이오드를 이용한 광송신 장치, 및 그 광송신 장치를 포함한 광통신 장치{Laser diode having an abrupt turn-on, optical transmitter device using the same laser diode and optical communication apparatus}
도 1은 종래 반도체 레이저 다이오드의 전류-광파워 특성을 보여주는 그래프이다.
도 2는 본 발명의 급격한 터온(turn-on) 특성을 갖는 레이저 다이오드의 전류-광파워 특성을 보여주는 그래프이다.
도 3은 본 발명의 급격한 터온 특성을 갖는 레이저 다이오드의 구현 원리를 보여주는 그래프이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 급격한 턴온 특성을 갖는 레이저 다이오드를 개략적으로 보여주는 단면도이다.
<도면에 주요부분에 대한 설명>
100:활성층 110:레이저 다이오드의 후면
120:클래드 140:능동영역 전극
200:흡수체 210:출사면
PWT:목표 광파워 Ith:문턱 전류
Iop:동작 전류
ΔI1,ΔI2:문턱 전류와 동작 전류 간의 전류 간격
ΔIab:문턱 전류와 급격 문턱 전류 간의 전류 간격
Iath:급격 문턱 전류 Aact:능동영역
Aab:흡수영역
본 발명은 광통신에 관한 것으로, 특히 광통신에서 광원으로 사용되는 레이저 다이오드, 그 레이저 다이오드를 이용한 광송신 장치 및 그 광송신 장치를 포함한 광통신 장치에 대한 것이다.
레이저 장치는 강한 방향성의 단색성 빛을 제공하는 광학 소자로서, 광통신용이나 광정보 처리 등에 널리 사용되고 있으며, 보편적으로 가스 레이저와 반도체 레이저가 사용된다. 일반적으로 반도체를 이용한 반도체 레이저 다이오드가 주로 이용되고 있는데, 반도체 레이저는 반도체 다이오드 양단에 전압을 걸어 p형 반도체와 n형 반도체 접합면에서 발생하는 레이저를 광원으로 한 것이다.
이러한 반도체 레이저 다이오드는 능동영역(active region)으로 전류를 인가 하여 광을 발생시킨 후, 일정한 파장의 광으로 필터링하고, 적정 이득을 갖도록 광파워를 조절하여 적정 파장 및 광파워를 가진 레이저 광을 출력시킨다.
도 1은 종래 반도체 레이저 다이오드의 전류-광파워 특성을 보여주는 그래프이다.
도 1을 참조하면, 일반적인 반도체 레이저 다이오드는 전류가 인가되면, 문턱 전류(Ith,threshold current) 이하의 전류에서 먼저 자연방출(spontaneous emission)이 이루어져 아주 작은 양의 광이 출력된다. 문턱 전류(Ith)를 넘어서게 되면 유도방출(stimulated emission)이 이루어져 비로소 어느 정도 충분한 세기의 광파워를 갖는 광이 발생하게 된다.
그러나 광통신 신호의 광원으로서 요구되는 목표 광파워(PWT)를 얻기 위해서는 유도방출 영역 내에서 일정한 전류를 더 인가하여야 한다. 즉, 그래프로 도시된 바와 같이, 종래의 레이저 다이오드는 문턱 전류(Ith) 이후부터 전류를 증가시킴에 따라 광파워가 일정하게 증가하고, 일정한 동작 전류(Iop)에 다다르면 원하는 목표 광파워(PWT)를 얻게 되는 원리로 작동된다.
따라서, 원하는 목표 광파워(PWT)가 매우 높은 경우 동작 전류도 증가하게 되어 높은 전류 또는 전력이 필요하게 된다. 또한, 광신호를 온/오프(on/off) 변조 시에 문턱 전류(Ith)와 동작 전류(Iop) 간의 전류 간격(ΔI1)이 크므로 더욱 전력의 소모가 커지고, 적은 전류 변화에 의한 높은 on/off 소광비(extinction ratio)를 얻기도 힘들다. 한편, 직접 변조 방식의 레이저 다이오드에 있어서, 광신호 변조 시에 문턱 전류(Ith)와 동작 전류(Iop) 간의 전류 간격(ΔI1)이 크므로 고속으로 직접변조 하기가 힘들고, 그에 따라 높은 주파주로 광신호 변조 등을 달성하는 데 일정한 한계가 있다.
결국, 이와 같은 종래의 레이저 다이오드를 사용하는 광송신 장치 또는 광통신 장치는 전력 소모가 많고 고주파수 광신호 변조 등을 용이하게 달성하기 힘든 문제점이 있다.
따라서, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 전력 소모가 작고 적은 전류 변화에 의해 높은 on/off 소광비를 얻을 수 있으며, 또한 고속의 광신호 변조가 가능한 레이저 다이오드, 그 레이저 다이오드를 이용한 광송신 장치, 및 그 광송신 장치를 포함한 광통신 장치를 제공하는 데에 있다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명은 전류의 인가에 의해 레이저 광이 생성되고 이득이 조절되는 능동(active) 영역; 및 상기 레이저 다이오드에 요구되는 목표 광파워를 생성하는 동작 전류 이하의 급격 문턱(abrupt threshold) 전류 미만의 전류에서 상기 레이저 다이오드에서 발생한 광파워를 흡수하는 흡수영역;을 포함하고, 상기 급격 문턱 전류에서 출력 광파워가 급격히 증가하는 급격한 턴온(turn-on) 특성을 갖는 레이저 다이오드를 제공한다.
본 발명에 있어서, 상기 레이저 다이오드는 흡수기능을 갖는 광소자를 이용하여 상기 흡수영역에서 상기 광파워 흡수할 수 있다. 그러한 상기 광소자는 흡수체(absorber), 광 스위치 또는 광변조기일 수 있고 상기 능동영역에 인접하여 상기 레이저 다이오드의 광이 출력되는 출사면 방향으로 형성될 수 있다. 상기 흡수영역을 흡수체로 형성하는 경우, 상기 능동영역의 활성층을 이용하여 형성될 수 있으며, 상기 흡수체가 상기 급격 문턱 전류 미만에서 발생하는 광파워를 흡수함으로써, 급격 문턱 전류 미만에서 상기 레이저 다이오드의 유도 방출이 억제될 수 있다.
상기 급격 문턱 전류는 상기 동작 전류와 동일하거나 또는 상기 문턱 전류보다는 크되 상기 동작 전류보다 일정 전류만큼 작을 수 있다. 이러한 일정 전류는 상기 동작 전류 및 상기 문턱 전류의 차의 20 % 이하일 수 있다.
상기 레이저 다이오드는 상기 능동영역에 인가되는 전류를 통해 직접 변조하는 직접 변조 레이저 다이오드일 수 있고, 상기 레이저 다이오드는 작은 전류 값의 변화를 통해 고속의 직접 변조가 가능하다. 상기 레이저 다이오드는 작은 전류 변화에 의한 높은 소광비(Extinction Ratio)를 가질 수 있으며, 버스트 모드(burst mode) 신호 전송용 광원으로 이용될 수 있다.
상기 급격 문턱 전류는 상기 동작 전류와 동일하거나 또는 상기 문턱 전류보다는 크되 상기 동작 전류보다 일정 전류만큼 작을 수 있다. 이러한 일정 전류는 상기 동작 전류 및 상기 문턱 전류의 차의 20 % 이하일 수 있다.
본 발명은 또한 상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 레이저 다이오드를 이 용하여 광송신을 수행하는 광송신 장치를 제공한다.
본 발명에 있어서, 상기 레이저 다이오드는 흡수체(absorber), 또는 광파워 흡수 기능을 갖는 광소자 스위치 또는 광변조기를 포함한 광소자를 이용하여 상기 흡수영역를 구현할 수 있다.
상기 레이저 다이오드는 상기 능동영역에 인가되는 전류를 통해 직접 변조하는 직접 변조 레이저 다이오드이고, 상기 광송신 장치는 상기 레이저 다이오드를 이용한 직접변조 광송신 장치일 수 있다. 또한, 상기 레이저 다이오드는 작은 전류 값의 변화에 의해 고속의 직접 변조가 가능하고, 상기 광송신 장치는 상기 레이저 다이오드를 이용하여 광신호를 고속으로 직접변조할 수 있다.
상기 레이저 다이오드는 작은 전류 변화에 의한 높은 소광비를 가질 수 있고, 상기 광송신 장치는 이러한 레이저 다이오드를 포함함으로써, 상기 광송신 장치는 저전력으로 동작할 수 있다. 또한, 상기 광송신 장치는 상기 레이저 다이오드를 이용하여 버스트 모드로 신호를 전송할 수 있다.
더 나아가 본 발명은 상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 상기 광송신 장치를 포함하여 광송신 및 수신을 수행하는 광통신 장치를 제공한다.
본 발명의 급격한 턴온 특성을 갖는 레이저 다이오드는 문턱 전류와 동작전류 간의 전류 간격이 작아 작은 전류변화에 의해 높은 소광비의 특성을 가질 수 있고, 또한, 저전력 동작 특성과 함께 고속의 직접 변조 특성을 가질 수 있다. 또한, 본 발명의 광송신 장치 또는 광통신 장치는 직접 변조를 위한 광원으로서 급격한 턴온 특성을 갖는 레이저 다이오드를 이용함으로써, 고속 변조를 위한 비용을 낮출 수 있고, 또한 저전력 신호가 사용되기 때문에 신호 동작의 비용의 면에서도 경제적인 광통신 시스템을 구성할 수 있다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 이하의 설명에서 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소의 상부에 존재한다고 기술될 때, 이는 다른 구성 요소의 바로 위에 존재할 수도 있고, 그 사이에 제3의 구성 요소가 개재될 수도 있다. 또한, 도면에서 각 구성 요소의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장되었고, 설명과 관계없는 부분은 생략되었다. 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다. 한편, 사용되는 용어들은 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다.
도 2는 본 발명의 급격한 터온(turn-on) 특성을 갖는 레이저 다이오드의 전류-광파워 특성을 보여주는 그래프이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 레이저 다이오드는 급격 문턱 전류(Iath) 부근에서 광파워의 세기가 급격하게 증가하는 특성을 가진다. 여기서, 급격 문턱 전류(Iath)는 기존의 문턱 전류(Ith)보다 더 큰 전류 값을 가진다. 이러한 급격 문턱 전류(Iath)는 레이저 다이오드의 구조 및 재질을 변화시킴으로써 달성할 수 있다. 그에 대한 설명은 도 4의 설명에서 상세히 기술한다.
급격 문턱 전류(Iath)는 문턱 전류(Ith)보다 크고 거의 동작 전류(Iop)와 동일하거나 조금 작은 전류 값을 가지는 것이 바람직하다. 예컨대, 급격 문턱 전 류(Iath)는 동작 전류(Iop)와 문턱 전류(Ith)의 차의 20% 이하 정도만큼 동작 전류(Iop)보다 낮을 수 있다.
이와 같이 레이저 다이오드가 새로이 형성된 급격 문턱 전류(Iath)에서 광파워가 증가하고 그 후에는 인가되는 전류에 비례하여 광파워가 증가하므로, 결국 원하는 목표 광파워(PWT)는 레이저 다이오드의 턴온 이후 적은 전류의 증가에 의해 달성될 수 있다. 한편, 급격 문턱 전류(Iath)가 동작 전류(Iop)와 동일하거나 거의 같은 경우에는 턴온과 동시에 목표 광파워(PWT)가 출력될 수도 있다.
따라서, 본 발명의 레이저 다이오드는 급격 문턱 전류(Iath)와 동작 전류(Iop) 간의 전류 간격(ΔI2)이 작기 때문에 작은 전류의 변화를 통해서도 높은 on/off 소광비를 달성할 수 있다. 또한, 레이저 다이오드를 직접 변조한 경우에도 높은 소광비에 근거하여 고주파수를 통한 고주파수 직접 변조가 가능하다. 한편, 전력 소모의 측면에 있어서도, 주파수 변조시에 위와 같은 급격 문턱 전류(Iath)에 기인하여 전력의 소모를 획기적으로 줄일 수 있다. 즉, 본 발명의 레이저 다이오드는 저전력 RF 동작 특성을 가지고 충분한 광파워 출력을 유지할 수 있다.
변조에 대하여 좀더 상세히 설명하면, 출력 광신호의 변조를 위해 직접 변조 방식이나 외부 변조 방식을 사용하는데, 직접 변조는 레이저 다이오드에 직접 전류를 on/off시킴으로 레이저 다이오드의 출력을 변조하는 방식을 말하고 외부 변조는 CW(continuous wave)로 출력되는 레이저 다이오드의 출력을 광소자 스위치와 같은 외부 광변조기를 통해 변조하는 방식을 말한다. 일반적으로 직접 변조 방식을 사용하는 것이 레이저 다이오드의 제작 면에서 경제적으로 유리하나, 문턱 전류(Ith)와 동작 전류(Iop) 간의 차가 큰 경우에는 고속 변조가 힘들다. 즉, 직접 변조의 경우, 광발진 특성이 변조에 의해 방해를 받아 열화가 발생하는 치명적인 문제가 있다.
외부 변조 방식은 레이저 발진특성을 유지하는 상태에서 변조가 가능하나, 별도의 외부 광변조기를 레이저에 부착해야 하므로, 경제적인 면에서 불리하고 제작 공정상에 있어서도 직접 변조 방식보다는 복잡하다. 또한, 외부 광변조기 자체의 제작, 즉 일반적으로 외부 광변조기는 비선형 광학특성을 갖는 LiNbO3, 폴리머 등으로 제작되어 비용이 많이 든다.
본 발명의 레이저 다이오드는 문턱 전류(Ith)와 동작 전류(Iop) 간의 전류 간격(ΔI2)을 미세하게 유지할 수 있으며, 그에 따라 직접 변조 방식의 고속 변조를 구현할 수 있다. 따라서, 레이저 다이오드 자체 또는 그 레이저를 포함하는 광송신 장치나 광통신 장치의 가격을 낮출 수 있어 매우 경제적인 광통신 시스템의 구현이 가능하다.
도 3은 본 발명의 급격한 터온 특성을 갖는 레이저 다이오드의 구현 원리를 보여주는 그래프이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 레이저 다이오드는 문턱 전류(Ith)와 급격 문턱 전류(Iath) 간의 간격(ΔIab)에서 유도 방출이 억제된다. 즉, 일반적인 문턱 전류(Ith)에서 급격 문턱 전류(Iath)까지는 능동영역에서 발생한 광이 흡수하거나 또는 다른 방식을 통해 광의 방출이 억제된다. 그에 따라, 급격 문턱 전류(Iath)까지는 레이저 다이오드가 소광 상태를 유지하다가 급격 문턱 전류(Iath)에서 광파워가 턴온 된다. 결국, 급격 문턱 전류(Iath)에서 광파워가 턴온 되면서 급격히 증가되고, 동작 전류(Iop)와 급격 문턱 전류(Iath) 간의 전류 간격(ΔI2)이 작으므로, 급격 문턱 전류(Iath)에서 약간의 전류의 증가를 통해 목표 광파워(PWT)가 용이하게 출력될 수 있다.
이와 같은 유도 방출 광의 흡수나 억제는 레이저 다이오드의 능동영역에 흡수체(absorber)를 삽입하여 구현하거나, 또는 광파워 흡수 기능을 갖는 광소자 스위치나 광변조기 등의 광소자를 레이저 다이오드에 결합시켜 구현할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 급격한 턴온 특성을 갖는 레이저 다이오드를 개략적으로 보여주는 단면도이다.
도 4를 참조하면, 본 실시예의 레이저 다이오드는 전류의 인가에 의해 레이저 광이 생성되고 이득이 조절되는 능동(active) 영역(Aact); 및 문턱 전류 이상에서 일정 전류까지 발생하는 광을 흡수하는 흡수영역(Aab)을 포함한다.
능동영역(Aact)은 코어 또는 활성층(100), 활성층(100) 상부 및 하부로 배치 는 클래드(120) 및 능동영역으로 전류인가를 위한 능동영역 전극(140)을 포함한다. 활성층(100)은 인듐갈륨아세나이드포스페이트(InGaAsP), 알루미늄갈륨아세나이드(AlGaAs)와 같은 반도체 물질로 형성될 수 있으며, 벌크(bulk) 또는 다중양자우물(multi-quantum well) 구조로 형성될 수 있다. 클래드(120)는 활성층(100) 상부 및 하부로 배치되며, p형 및 n형 인듐포스페이트(InP)로 형성될 수 있다. 능동영역 전극(140)은 도전성 재질로 형성되는데 일반적으로 메탈 전극이 사용된다.
이와 같은 능동영역(Aact)으로 전류가 인가되면, 전술한 바와 같이 자연 방출을 거쳐 유도 방출이 일어나고 이러한 유도 방출에 의한 광은 레이저 다이오드의 출사면(210)을 통해 방출되게 된다. 일반적으로 레이저 다이오드는 출사면(210)으로 무반사(Anti Reflection:AR) 코팅이 되어 있고, 후면(110) 즉 출사면(210)의 반대쪽 면으로는 고반사(High Reflection:HR) 코팅이 되어 있다.
흡수영역(Aab)은 능동영역(Aact)과 유사한 구조로 형성된다. 그러나 능동영역의 활성층(100)과 달리 흡수영역(Aab)의 활성층은 광신호를 흡수하는 흡수체(200)로 형성된다. 이러한 흡수체(200)는 능동영역(Aact)에 인가되는 전류의 영향을 받아 특정 전류, 즉 급격 문턱 전류(Iath) 미만에서는 흡수기능을 하고, 급격 문턱 전류(Iath) 이상에서는 흡수를 하지 않고 투과하는 성질만 가짐으로써, 급격한 턴온 특성을 갖는 레이저 다이오드를 구현할 수 있게 한다. 한편, 흡수체(200)는 능동영역(Aact)의 활성층(100)과 동일한 재질로 형성될 수 있고, 따라서 본 발명의 레이저 다이오드는 기존의 레이저 구조를 그대로 이용하여 구현할 수 있다.
본 실시예에서는 급격 문턱 전류 이하에서의 유도 방출된 광을 흡수하기 위하여 흡수체(200)를 이용하였으나, 이에 한정되지 않고 흡수 기능 또는 유도 방출을 억제할 수 있는 광소자, 예컨대 광소자 스위치나 광변조기를 레이저 다이오드에 부착하여 동일한 효과를 구현할 수도 있다. 또한, 본 실시예에서 흡수영역(Aab)을 레이저 다이오드의 출사면(210)으로 형성하였으나 그에 한정되지 않고 다른 부분으로 흡수영역이 형성될 수 있음은 물론이다.
한편, 본 실시예의 레이저 다이오드를 이용하여 저렴하고, 고속의 직접 변조가 가능한 광송신 장치를 구현할 수 있으며, 그에 따라 그러한 광송신 장치를 포함한 경제적인 광통신 장치 또는 광통신 시스템의 구현이 가능하다.
지금까지, 본 발명을 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명하였으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명의 레이저 다이오드는 흡수영역을 포함함으로써, 급격 문턱 전류에서 광파워가 급격히 증가하는 급격한 턴온(turn-on) 특성을 가질 수 있다. 그에 따라, 작은 전류 변화에 의한 높은 on/off 소광비를 얻을 수 있고, 고주파수 직접 변조가 가능하다.
또한, 본 발명의 레이저 다이오드는 작은 전류 변화에 의한 높은 on/off 소광비에 기인하여, 충분한 광출력을 가지고 저전력 RF(radio frequency) 동작 특성을 구현할 수 있다.
더 나아가, 본 발명은 상기 레이저 다이오드를 광원으로 이용함으로써, 광송신 장치 및 그 광송신 장치를 포함한 광통신 장치 또는 시스템을 매우 경제적으로 구현할 수 있다.

Claims (17)

  1. 전류의 인가에 의해 레이저 광이 생성되고 이득이 조절되는 능동(active) 영역; 및
    유도 방출(stimulated emission)이 발생하는 문턱(threshold) 전류에서부터 레이저 다이오드에 요구되는 목표 광파워를 생성하는 동작 전류 이하의 급격 문턱(abrupt threshold) 전류 미만의 전류까지의 상기 레이저 다이오드에서 발생한 유도 방출(stimulated emission)을 억제하고 급격한 문턱 전류이상의 동작전류에서는 유도 방출을 억제하지 않도록 하기 위하여 상기 능동영역 내부 또는 능동영역에 인접하여 형성되어 있는 흡수영역;을 포함하고,
    상기 급격 문턱 전류에서 출력 광파워가 급격히 증가하는 급격한 턴온(turn-on) 특성을 갖는 레이저 다이오드.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 흡수영역은 흡수체(absorber), 광 스위치 및 광변조기 중 어느 하나를 이용하여 형성된 것을 특징으로 급격한 턴온 특성을 갖는 레이저 다이오드.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 급격 문턱 전류는 상기 동작 전류와 동일하거나 또는 상기 문턱 전류보다는 크되 상기 동작 전류보다 일정 전류만큼 작은 것을 특징으로 하는 급격한 턴온 특성을 갖는 레이저 다이오드.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 일정 전류는 상기 동작 전류와 상기 문턱 전류의 차의 20 % 이하인 것을 특징으로 하는 급격한 턴온 특성을 갖는 레이저 다이오드.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 레이저 다이오드는 상기 능동영역에 인가되는 전류를 통해 직접 변조하는 직접 변조 레이저 다이오드인 것을 특징으로 하는 급격한 턴온 특성을 갖는 레이저 다이오드.
  8. 제1 항에 있어서,
    상기 레이저 다이오드는 작은 전류 값의 변화를 통해 고속의 직접 변조가 가 능한 것을 특징으로 하는 급격한 턴온 특성을 갖는 레이저 다이오드.
  9. 제1 항에 있어서,
    상기 레이저 다이오드는 상기 흡수영역을 포함함으로써, 전류 변화에 의한 소광비(Extinction Ratio)가 증가된 것을 특징으로 하는 급격한 턴온 특성을 갖는 레이저 다이오드.
  10. 제1 항에 있어서,
    상기 레이저 다이오드는 버스트 모드(burst mode) 신호 전송용 광원으로 이용되는 것을 특징으로 하는 급격한 턴온 특성을 갖는 레이저 다이오드.
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 삭제
  14. 삭제
  15. 삭제
  16. 삭제
  17. 삭제
KR1020060071655A 2006-07-28 2006-07-28 급격한 턴온 특성을 갖는 레이저 다이오드, 그 레이저다이오드를 이용한 광송신 장치, 및 그 광송신 장치를포함한 광통신 장치 KR100819029B1 (ko)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020060071655A KR100819029B1 (ko) 2006-07-28 2006-07-28 급격한 턴온 특성을 갖는 레이저 다이오드, 그 레이저다이오드를 이용한 광송신 장치, 및 그 광송신 장치를포함한 광통신 장치
US12/375,437 US20100003035A1 (en) 2006-07-28 2007-07-23 Laser diode having an abrupt turn-on, optical transmitter device using the same laser diode and optical communication apparatus
PCT/KR2007/003546 WO2008013388A1 (en) 2006-07-28 2007-07-23 Laser diode having an abrupt turn-on, optical transmitter device using the same laser diode and optical communication apparatus

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020060071655A KR100819029B1 (ko) 2006-07-28 2006-07-28 급격한 턴온 특성을 갖는 레이저 다이오드, 그 레이저다이오드를 이용한 광송신 장치, 및 그 광송신 장치를포함한 광통신 장치

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20080010938A KR20080010938A (ko) 2008-01-31
KR100819029B1 true KR100819029B1 (ko) 2008-04-02

Family

ID=38981673

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020060071655A KR100819029B1 (ko) 2006-07-28 2006-07-28 급격한 턴온 특성을 갖는 레이저 다이오드, 그 레이저다이오드를 이용한 광송신 장치, 및 그 광송신 장치를포함한 광통신 장치

Country Status (3)

Country Link
US (1) US20100003035A1 (ko)
KR (1) KR100819029B1 (ko)
WO (1) WO2008013388A1 (ko)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10075670B2 (en) * 2008-09-30 2018-09-11 Entropic Communications, Llc Profile for frame rate conversion

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001068784A (ja) 1999-02-17 2001-03-16 Matsushita Electric Ind Co Ltd 半導体レーザ装置、光ディスク装置及び光集積化装置
JP2003198065A (ja) * 2001-12-26 2003-07-11 Sharp Corp 窒化物半導体レーザ素子および光記録再生装置
JP2004342629A (ja) 2003-03-20 2004-12-02 Ricoh Co Ltd 垂直共振器型面発光半導体レーザ装置、およびそれを用いた光論理演算装置、波長変換装置、光パルス波形整形装置、ならびに光伝送システム

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3999146A (en) * 1974-08-23 1976-12-21 Nippon Electric Company, Ltd. Semiconductor laser device
US4794608A (en) * 1984-03-06 1988-12-27 Matsushita Electric Inductrial Co., Ltd. Semiconductor laser device
US4888783A (en) * 1987-03-20 1989-12-19 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Semiconductor laser device
JPH07326820A (ja) * 1994-05-30 1995-12-12 Mitsubishi Electric Corp 波長可変半導体レーザ装置
US5457569A (en) * 1994-06-30 1995-10-10 At&T Ipm Corp. Semiconductor amplifier or laser having integrated lens
US7212556B1 (en) * 1999-02-17 2007-05-01 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Semiconductor laser device optical disk apparatus and optical integrated unit
US20030235227A1 (en) * 2002-06-19 2003-12-25 Naresh Chand Spot-size-converted laser for unisolated transmission
US6807214B2 (en) * 2002-08-01 2004-10-19 Agilent Technologies, Inc. Integrated laser and electro-absorption modulator with improved extinction
US6862379B2 (en) * 2003-07-09 2005-03-01 Agere Systems, Inc. Extinction ratio control of a semiconductor laser

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001068784A (ja) 1999-02-17 2001-03-16 Matsushita Electric Ind Co Ltd 半導体レーザ装置、光ディスク装置及び光集積化装置
JP2003198065A (ja) * 2001-12-26 2003-07-11 Sharp Corp 窒化物半導体レーザ素子および光記録再生装置
JP2004342629A (ja) 2003-03-20 2004-12-02 Ricoh Co Ltd 垂直共振器型面発光半導体レーザ装置、およびそれを用いた光論理演算装置、波長変換装置、光パルス波形整形装置、ならびに光伝送システム

Also Published As

Publication number Publication date
WO2008013388A1 (en) 2008-01-31
KR20080010938A (ko) 2008-01-31
US20100003035A1 (en) 2010-01-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7120183B2 (en) Electro-absorption modulated laser with high operating temperature tolerance
US7245644B2 (en) Semiconductor monolithic integrated optical transmitter
JPH0357288A (ja) 半導体レーザーを有するデバイスおよびその使用方法
US5973812A (en) Optical transmitter and optical communication system
US20140072002A1 (en) Method and System for Operating Semiconductor Optical Amplifiers
KR102021278B1 (ko) 반사형 파장무의존 광원
JPS60260024A (ja) 光変調素子
US8928863B2 (en) Systems and methods for generating an optical pulse
JP4421951B2 (ja) 光送信モジュール
JP6038059B2 (ja) 波長可変光源および波長可変光源モジュール
KR100819029B1 (ko) 급격한 턴온 특성을 갖는 레이저 다이오드, 그 레이저다이오드를 이용한 광송신 장치, 및 그 광송신 장치를포함한 광통신 장치
US20200235547A1 (en) Optical transmitter
Juodawlkis et al. Packaged 1.5-$\mu $ m Quantum-Well SOA With 0.8-W Output Power and 5.5-dB Noise Figure
KR102191987B1 (ko) 그래핀을 이용하여 레이저의 잡음을 감소하기 위한 광소자
US20220360038A1 (en) Systems and methods for external modulation of a laser
Betts et al. Semiconductor laser sources for externally modulated microwave analog links
US6760141B2 (en) Semiconductor optical modulator and semiconductor optical device
JP6761391B2 (ja) 半導体光集積素子
JPH04322475A (ja) 広帯域電気応答を備えた半導体光増幅器
JPH06500436A (ja) 光学的に制御可能な半導体レーザ
Otsubo et al. Low-driving-current high-speed direct modulation up to 40 Gb/s using 1.3-μm semi-insulating buried-heterostructure AlGaInAs-MQW distributed reflector (DR) lasers
JP2013251424A (ja) 光集積素子
RU2548034C2 (ru) Инжекционный лазер с модулированным излучением
JPH04247676A (ja) 面発光半導体モードロックレーザ
JPH0357286A (ja) 半導体発光装置

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20110228

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20111208

Year of fee payment: 18