KR100871011B1 - 파장 잠금 기능을 갖는 티오형 레이저 다이오드 패키지 및 그 패키지에 구비된 경사필터의 제작 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 레이저 다이오드 칩의 발진 파장이 안정화될 수 있도록 파장 잠금 기능을 가지며 통신을 수행할 수 있도록 하는 파장 잠금 기능을 갖는 티오형 레이저 다이오드 패키지 및 그 패키지에 구비된 경사필터의 제작 방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 파장 잠금 기능을 갖는 티오형 레이저 다이오드 패키지는 레이저 빛을 방출하는 레이저 다이오드 칩(100)과; 상기 레이저 다이오드 칩(100)의 후면에서 방출되는 레이저 빛을 감지하는 후면 감시용 포토 다이오드 칩(600)과; 상기 레이저 다이오드 칩(100)의 전면에서 방출되는 레이저 빛의 일부 반사 일부 투과의 특성을 갖는 경사면이 형성된 자립형 45°경사필터(200)와; 상기 자립형 45°경사필터(200)를 투과하는 레이저 빛 중 좁은 파장 영역을 선택하여 투과시키는 좁은 선폭 필터(300)와; 상기 좁은 선폭 필터(300)를 투과하는 레이저 빛을 감지하는 전면 감시용 포토 다이오드 칩(400);이 일렬로 배치되는 것을 특징으로 한다.
자립형 경사필터, 실리콘 웨이퍼, 반사율, 굴절률, 레이저 다이오드

Description

파장 잠금 기능을 갖는 티오형 레이저 다이오드 패키지 및 그 패키지에 구비된 경사필터의 제작 방법 {Transistor Outline type laser diode package with wavelength locking, And Method for manufacturing the tilt filter}
본 발명은 transistor outline(이하 "티오"라한다)형 레이저 다이오드 패키지에 관한 것으로, 특히 레이저 다이오드 칩의 발진 파장이 안정화될 수 있도록 파장 잠금 기능을 가지며 통신을 수행할 수 있도록 하는 파장 잠금 기능을 갖는 티오형 레이저 다이오드 패키지 및 그 패키지에 구비된 경사필터의 제작 방법에 관한 것이다.
WDM(wavelength division multiplexing) 방식은 하나의 광섬유에 여러 가지 파장을 갖는 레이저 빛을 이용하여 신호를 전송할 경우, 다른 파장의 빛은 서로 독립적으로 전송되고 또한 매우 쉽게 파장 별로 분리될 수 있으므로, 하나의 광섬유를 이용한 전송 용량을 최대화할 수 있다는 측면에서 상용화가 이루어지고 있는 기술이다. WDM 방식의 경우에도 레이저 빛의 파장 차이가 큰 경우인 CWDM(Coarse WDM) 방식과 DWDM(Dense WDM) 방식으로 나누어진다.
통신 장비 및 통신 방식의 국제적인 규격을 정하는 ITU-T(International Telecommunications Union-Telecommunication Standardization Sector)에서는 DWDM으로 대략 100㎓ 간격을 갖는 특정한 주파수의 레이저 빛들을 선정하고 있다. 이러한 허용된 주파수를 파장으로 변환하면, 대략 0.8㎚ 정도의 파장 간격이 된다. 그러므로 DWDM에 사용되는 레이저 빛은 매우 좁은 발진 선폭을 가져야 할 뿐만 아니라, 여러 가지 외부 운용환경의 변화에도 그 파장이 안정되어 있어야 한다. 매우 좁은 발진 선폭을 갖는 레이저로는 DFB-LD(distributed feedback laser diode) 등이 사용된다. 일반적으로 잘 제작된 DFB-LD의 경우 -20㏈ 선폭이 0.2㎚ 이내로써 ITU-T에서 선정한 파장 간격보다 상당히 적어 DWDM 통신시 신호 간의 중첩이 일어나지 않는다. 그러나 반도체 레이저 다이오드는 사용 온도에 따라 내부 굴절률 등이 변화하게 되어 출력 파장의 변화를 가져온다. 통상적으로 DFB-LD는 1℃의 온도 변화에 대략 0.09㎚의 발진 파장 변화를 가져온다. 즉 동일한 DFB 레이저 다이오드를 9℃ 정도 다른 조건에서 운용하면 원래의 파장대의 ITU-T grid에서 그 인접한 grid로 발진 파장대가 옮겨가므로 통신에 혼선을 가져오게 된다.
그러므로 레이저 다이오드의 동작 온도 환경을 일정하게 하기 위하여 열전 소자가 내장된 레이저 다이오드 패키지 등이 개발되었다. 그러나 DFB 레이저 다이오드의 발진 파장은 단순히 레이저 다이오드 칩의 운용 환경 온도뿐만 아니라 레이저 다이오드 칩의 구동 전류 등 여러 가지 요인의 영향을 받으므로 레이저 다이오드 칩의 구동 온도의 조절 등과 같은 수동적인 레이저 다이오드 파장 조절이 아니 라 레이저 다이오드 칩의 파장 변화를 직접 감시하여 조절하는 방법이 요구된다 할 것이다.
이와 같이 레이저 다이오드의 발진 파장을 감시하여 일정한 파장을 유지하게 하는 기능을 파장 잠금(wavelength locking)이라 한다. 레이저 다이오드 모듈 바깥에서 회절격자(grating)에 의한 회절을 조사하여 파장을 확인하고 이에 따라 레이저 다이오드의 구동 온도를 바꿔주는 방법에 의해서 파장 잠금 기능을 수행할 수 있지만 이런 방법은 부피가 매우 크게 소요되는 번거로운 방법이다. 그러므로 레이저 다이오드 칩의 파장을 직접 레이저 다이오드 모듈내에서 감시하여 그 파장 변화를 상쇄시키기 위하여 레이저 다이오드 칩의 운용 온도를 바꾸어주는 방법들이 개발되었다. 수 milli watt 이상의 출력을 내는 반도체 레이저 다이오드 칩의 전형적인 구조인 절단 단면 방출형(edge emitting) 반도체 레이저 다이오드 칩은 칩의 절단 단면 양끝에서 서로 반대 방향으로 레이저 빛을 발산한다. 레이저 다이오드 칩의 절단 단면에서 방출되는 빛의 세기는 양쪽 절단 단면에서의 반사율을 조절함으로써 방출 빛의 세기를 변화시킬 수 있다. 통상적으로 빛이 강하게 나가는 쪽을 반도체 레이저 칩의 전면(front side)이라 부르고 빛이 약하게 나가는 면을 칩의 후면(back side)이라 부른다. 통상적으로 레이저 다이오드 칩의 전면에서 강하게 발산되는 빛은 통신을 위한 신호 전송용으로 사용되며 레이저 다이오드 칩의 후면에서 약하게 방출되는 레이저 빛은 모듈에 내장되는 포토 다이오드 칩으로 입사시켜 레이저 다이오드 칩의 동작 상태를 감시하는 기능에 사용된다.
도 1과 도 2는 종래 파장 감시 방법을 나타낸 개념도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 패키지 하우징(1) 내에 설치된 레이저 다이오드 칩(2)의 후면에서 방출되는 레이저 빛은 먼저 렌즈(7)를 거쳐 평형광으로 만들어진 후, 레이저 빛의 세기 중 미리 결정된 비율 정도는 그대로 투과되고 나머지는 90도 진행 방향이 꺽이는 빔 스플리터(beam splitter)(3)를 통과하여 레이저 다이오드 칩(2)의 후면에서 방출되는 레이저 빛이 2개의 진행 방향으로 나누어진 후, 그 중 하나의 레이저 빛은 그대로 진행되어 감시용 수광소자인 포토 다이오드 칩(4)에서 광 세기를 검출하고 나머지 하나의 레이저 빛은 파장 선택성을 가지는 필터(5)를 통과한 후 포토 다이오드 칩(6)으로 입사되게 된다. 한편, 레이저 다이오드 칩(2)의 전면에서 방출되는 레이저 빛은 렌즈(8)를 통하여 패키지 하우징(1) 외부의 광섬유(9)로 집속되게 된다.
도 2에서는 감시용 수광소자인 포토 다이오드 칩(4)이 레이저 다이오드 칩(2)의 후면에 배치되고, 나머지 렌즈(7), 빔 스플리터(3), 파장 선택성 필터(5), 포토 다이오드 칩(6)은 레이저 다이오드 칩(6)의 전면에 배치된다.
이런 구성에서 레이저 빛이 빔 스플리터(3)를 통과하여 직접 포토 다이오드 칩(4)으로 입사하는 레이저 빛의 경우 레이저 빛의 수 nano meter 이하의 파장 변화에 대해서는 포토 다이오드 칩(4)에서의 광전류가 바뀌지 않음에 비해, 빔 스플리터(3)를 통과하여 파장 선택성 필터(5)를 통과하는 레이저 빛은 파장 선택성 필터의 특성에 따라 수 nano meter 이하의 미세한 파장 변화에도 민감하게 포토 다이오드 칩(6)의 광전류 특성이 바뀌게 된다. 그러므로 레이저 빛의 파장 변화를 빔 스플리터(3)를 통과하여 두 개의 경로로 나뉜 레이저 빛의 세기를 비교함으로써 측 정할 수 있다. 그러나 통상의 방법에서 빔 스플리터(3)의 크기가 1.0㎜×1.0㎜×0.5㎜ 이상으로 매우 크며 두 개의 내장형 포토 다이오드 칩(4)(6)이 서로 직교하는 형태로 배치가 되기 때문에 모듈의 면적이 커지는 단점이 있었다. 그리하여 파장 잠금 기능을 가지는 레이저 다이오드 모듈은 버터플라이 패키지라는 여타의 광통신용 레이저 다이오드 하우징에 비해 부피가 매우 큰 패키지 하우징에서 구현되었다. 또한 상기 도 1과 도 2에서는 직육면체의 빔 스플리터(3)를 부착할 때 수평 방향으로의 부착 각도는 부착 정밀도에 의해 조절되므로 빔스플리터(3)와 각각의 포토 다이오드 칩(4)(6)을 매우 정밀하게 부착하여야 하는 어려움이 있다.
현재의 광통신 부품이 SFF(small form factor) 또는 SFP(small form factor pluggable) 등 매우 작은 송수신기(transceiver)로 구현되고 있는 상황에서 버터플라이 패키지는 이러한 작은 송수신기에 장착될 수 없다. 그러므로 현재 상용화되고 있는 DWDM용 레이저 다이오드 패키지 하우징은 미니 플랫 또는 미니딜 형으로 구현되고 있으며 이런 레이저 다이오드 패키지 하우징은 파장 잠금 기능을 하는 두개의 포토 다이오드 칩을 내장하기 어려우므로 현재의 DWDM을 위한 미니딜, 미니 플랫형의 패키지 하우징은 파장 잠금 기능을 제외하고 단순히 레이저 다이오드 칩의 온도만을 일정하게 유지하게 하는 방법으로 구현되고 있다. 파장 잠금 기능을 제외함으로 인해 미니 플랫 또는 미니딜 형의 패키지는 레이저 다이오드 칩의 파장을 능동적으로 안정화시키지 못하고 단지 레이저 다이오드 칩의 운용 온도만을 조정하여 주는 수동적인 온도 안정화 방법을 채택하고 있어 정밀한 파장 안정화를 이룰 수 없는 문제를 안고 있다.
그러므로 SFF 또는 SFP의 초소형 송수신기에 내장될 정도로 작으면서 파장 잠금 기능을 갖추고 있는 새로운 형태의 패키지 방법이 요구된다 하겠다. 또한 미니 플랫 형태나 미니 딜 등의 패키지 하우징으로 제작되는 광 송수신기는 상향 광신호와 하향 광신호를 위한 상향용 광 송신기(transmitter)와 하향용 광 수신기(receiver)가 별도의 패키지 하우징으로 제작되어 SFF 또는 SFP의 송수신기에 장착됨으로써 이러한 광 송수신기를 이용하기 위해서는 두 가닥의 광섬유가 필요하게 된다. 그러나 최근에는 하나의 광섬유를 이용하여 광신호를 주고 받는 양방향 광통신 모듈 (bidirectional optical transmission)이 널리 채택되고 있다. 그러므로 소형의 패키지 부피에서 레이저 다이오드 칩의 발진 파장 요동을 감시하여 발진 파장의 변화를 상쇄시키는 방향으로 내장된 열전소자를 구동하여 레이저 다이오드 칩의 구동 온도를 바꾸어줌으로써 레이저 다이오드 칩의 발진 파장을 안정화시킬 뿐만 아니라 양방향 통신이 가능한 초소형의 레이저 다이오드 패키지 개발이 요구된다 하겠다.
본 발명의 목적은 티오형의 초소형 레이저 다이오드 패키지 하우징 내에서 레이저 다이오드 칩의 발진 파장 요동을 감시하여 발진 파장 요동에 따라 레이저 다이오드 칩의 동작 온도를 조절하여 레이저 다이오드 칩의 발진 파장을 안정화시킬 수 있는 초소형 레이저 다이오드 패키지 및 그 패키지에 구비된 경사필터의 제작 방법을 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 레이저 다이오드 칩의 전면에서 발산되는 레이저 빛의 일부를 레이저 빛에 대해 미리 선택된 반사 및 투과율을 가져 레이저 빛 에너지의 일부분을 반사 또는 투과하는 성질을 가지는 자립형 45°경사필터를 이용하여 레이저 빛 에너지의 일부의 진행 경로를 90°꺽어 레이저 칩 위쪽에 마련된 개구부를 통하여 패키지 바깥의 광섬유와 접속시켜 레이저 신호의 전송을 이루고, 동시에 자립형 45°경사필터를 투과하는 레이저 빛을 좁은 선폭을 갖는 파장 선택성 필터를 통과시킨 후 포토 다이오드 칩에 입사시켜 생성되는 광전류와 레이저 다이오드 칩의 후면에 배치된 포토 다이오드 칩에서 생성되는 광전류를 비교하여 레이저 다이오드 칩에서 발산되는 레이저 빛의 파장의 변화를 감지하는 방법을 제시하며, 좁은 선폭의 파장 선택성 필터를 통과한 빛에 의한 포토 다이오드 칩의 광전류와 레이저 다이오드 칩의 후면에 배치된 포토 다이오드 칩으로 흐르는 광전류의 세기를 비교하여 변화를 상쇄시키는 방향으로 내장된 열전소자를 구동하여 레이저 다이오드 칩의 온도를 바꾸어 줌으로써 레이저 다이오드 칩의 발진 파장을 안정화시키는 방법을 사용한다.
더 나아가 상기 자립형 45°경사필터는 광섬유로부터 전송되어오는 파장의 빛에 대해 투과의 성질을 가지도록 하여 상기 자립형 45°경사필터의 하부에 배치한 수신용 포토 다이오드 칩으로 전송되어오는 광정보를 전기신호로 변환한다.
본 발명에 따른 파장 잠금 기능을 갖는 티오형 레이저 다이오드 패키지는 소형의 티오형 패키지 부피에서 레이저 다이오드 칩의 발진 파장 요동을 감시하여 발진 파장의 변화를 상쇄시키는 방향으로 내장된 열전소자를 구동하여 레이저 다이오드 칩의 구동 온도를 바꾸어줌으로써 레이저 다이오드 칩의 발진 파장을 안정화시킬 수 있는 동시에 양방향 통신이 가능한 효과가 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 한정되지 않은 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 파장 잠금 기능을 갖는 티오(transistor outline ; TO)형 레이저 다이오드 패키지의 구조도이다.
본 발명은 티오형 스템 바닥면(stem base)(11) 상부에 열전소자(14)가 배치되고, 이 열전소자(14) 위에 양방향 광통신이 가능하며 파장 잠금 기능을 가진 광 부품 블록(이하, "양방향 파장 잠금 블록"이라 명칭한다)(10)이 배치된다. 양방향 파장 잠금 블록(10)이 배치된 스템 바닥면(11) 상부에는 렌즈(13)가 구비된 금속의 뚜껑(cap)(12)이 전기 용접 방법으로 부착됨으로써 티오형 패키지가 완성된다. 한편, 상기 스템 바닥면(11)에는 상하를 관통하는 다수의 관통공이 형성되고, 이 관 통공에 각각 전극핀(15)이 설치된 후 유리 비드(16)를 통하여 밀봉되게 된다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 양방향 파장 잠금 블록의 구성도이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 제 1 서브마운트(700) 상부에는 레이저 다이오드 칩(100)의 후면에서 방출되는 레이저 빛을 감시하는 후면 감시용 포토 다이오드 칩이 후면 감시용 서브마운트(610)에 부착되어 있다.
또한, 제 1 서브마운트(700) 상부의 다른 일측에는 레이저 다이오드 칩(100)의 전면에서 방출되는 레이저 빛의 일부를 45°경사면에서 반사시켜 45°경사면 상부의 도면에 도시되어 있지 않은 렌즈를 통하여 티오형 패키지 외부의 광섬유로 전달하여 정보 전송의 목적을 달성하게 하는 동시에, 레이저 다이오드 칩(100)의 전면에서 방출되는 레이저 빛의 다른 일부를 45°경사면을 투과시켜 좁은 투과 선폭을 갖는 파장 선택성 필터인 좁은 선폭 필터(300)로 전달하는 역할을 수행하는 부분 반사 거울인 자립형 45°경사필터(200)가 배치된다. 이 자립형 45°경사필터(200)는 상부의 광섬유로부터 전송되어오는 빛을 투과시켜 하부에 배치되는 수신용 포토 다이오드 칩(500)으로 전달하는 역할도 수행한다.
상기 자립형 45°경사필터(200)의 측면에는 45°경사필터(200)의 경사면 경사각과 맞물리게 제작된 제 2 서브마운트(710)가 배치되고, 제 2 서브마운트(710)의 상부 일측에는 레이저 다이오드 칩(100)이 부착된 제 3 서브마운트(720)가 배치되는데, 상기 제 2 서브마운트(710)의 상부 일측에는 레이저 다이오드 칩(100)으로 부터 넓은 각도로 퍼져서 발산되는 특징을 갖는 레이저 빛을 평행광으로 만들어 주 기 위한 렌즈(110)가 부착되어 있다.
상기 제 1 서브마운트(700) 측면에는 좁은 파장 영역만 선택적으로 투과시키는 좁은 선폭 필터(300)가 배치되고, 좁은 선폭 필터(300) 후면에는 좁은 선폭 필터(300)를 통과한 레이저 다이오드 칩(100)으로부터 방출된 레이저 빛을 감시하기 위한 전면 감시용 포토 다이오드 칩(400)이 전면 감시용 서브마운트(400)에 부착되어 있다. 상기 도 4에서는 레이저 다이오드 칩(100)의 전면에서 넓은 각도로 발산되는 특징을 가지며 방출되는 레이저 빛이 레이저 다이오드 칩(100) 전면의 렌즈(110)를 통하여 평행광으로 바뀌므로 렌즈(110) 이후의 레이저 빛을 하나의 선으로 대표하여 표시하였다.
본 실시예의 설명에서는 이해를 용이하게 하기 위하여 레이저 다이오드 칩(100)에서 방출되는 레이저 빛의 파장을 상온에서 1550㎚라 가정하고 도면에 도시되지 않은 광섬유로부터 전송되어오는 레이저 빛의 파장을 1300㎚라 가정하기로 한다. 상기와 같은 파장 설정은 설명의 편의를 위한 것으로, 다른 파장의 조합의 파장도 본 발명에 적용될 수 있음은 당연하다.
상기 레이저 다이오드 칩(100)의 후면에 배치되는 후면 감시용 포토 다이오드 칩(600)은 주로 인듐 포스파이드(Indium Phosphide; 이하, "InP"라고 함) 반도체 기판에 인듐 갈륨 비소(Indium Gallium Arsnide; 이하, "InGaAs"라 함) 반도체 층을 결정 성장시켜 만들어지며, InP에 격자 정합된 InGaAs의 밴드갭 에너지(bandgap energy)는 대략 상온에서 0.75eV(electron volt)로써 1000㎚ 내지 1700㎚ 파장의 빛 에너지를 흡수하여 전류로 변환시켜 준다. 본 발명의 대상이 되는 파 장 잠금을 위한 파장 변위의 폭이 대략 수 ㎚의 범위 내에 있으므로 상기 후면 감시용 포토 다이오드 칩(600)은 수 ㎚의 파장 변위에 대한 광/전류 변환 효율이 일정하다고 볼 수 있다. 그러므로 상기 후면 감시용 포토 다이오드 칩(600)은 레이저 다이오드 칩(100)의 파장 요동에 관계없이 레이저 다이오드 칩(100)에서 방출되는 에너지에 비례하는 광전류를 검출한다.
본 발명의 일실시예로 설명되고 있는 1550㎚ 파장의 레이저 빛을 만들기 위한 반도체 레이저 칩은 InP 기판위에 인듐 갈륨 아스나이드 포스파이드(Indium Gallium Arsnide Phosphide; InGaAsP) 층을 활성층으로 성장시킨 구조를 사용하고 있다. 반도체 레이저 칩은 그 제작 방법에 따라 결정 성장 방향으로 레이저 빛이 방출되는 표면 방출형 레이저 다이오드 칩(vertical cavity surface emitting diode; VCSEL)과 레이저 빛이 결정 성장 방향과 수직으로 형성된 광도파로(waveguide)를 따라 칩의 절단 횡단면에서 방출되는 단면 방출형 레이저 다이오드 칩(edge emitting laser diode; EEL)으로 나누어진다.
이 중 본 발명에서는 단면 방출형 레이저 다이오드 칩이 더 적절하다. 이러한 레이저 다이오드 칩(100)의 전면에서 방출된 레이저 빛 중에서 미리 정해진 비율에 해당하는 에너지는 자립형 45°경사필터(200)에서 반사되어 패키지 상부의 렌즈를 통해 패키지 외부의 광섬유로 집속되어 신호 전송의 역할을 하게 된다. 레이저 다이오드 칩(100)의 전면에서 방출된 에너지의 일부분은 자립형 45°경사필터(200)를 투과하여 45°경사필터(200)의 후면으로 방출되게 된다.
상기 자립형 45°경사필터(200)의 후면에는 좁은 선폭 필터(300)가 배치되는 데, 도 5는 이러한 좁은 선폭 필터의 매우 좁은 투과 선폭 특성을 나타낸 그래프이다. 상기 좁은 선폭 필터(300)는 복수층의 유전체 박막을 고려되는 빛에 대해 흡수가 작은 물질위에 증착함으로써 얻어질 수 있다. 고려되는 빛의 에너지가 1000㎚에서 1700㎚ 정도인 근적외선 영역이므로 이 파장대에 대해 흡수율이 낮은 유리 또는 실리콘이 재료가 될 수 있다. 또한 좁은 선폭 필터(300)는 에탈론 필터(etalon filter)를 사용할 수도 있다. 도 5에서 보여지듯이 좁은 선폭 필터(300)는 0.13㎚의 파장 변화에도 매우 급격하게 투과율이 바뀌게 된다. 그러므로 레이저 다이오드 칩(100)의 전면에서 방출되어 자립형 45°경사필터(200)를 투과하여 45°경사필터(200)의 후면으로 탈출한 레이저 빛은 좁은 선폭 필터(300)의 투과율에 해당하는 정도의 빛 에너지가 좁은 선폭 필터(300)를 투과하여 좁은 선폭 필터(300) 후면에 배치된 전면 감시용 포토 다이오드 칩(400)에 입사하여 광전류로 바뀌게 된다. 그러므로 도 5의 locking(잠금) 파장이라고 설정한 파장에 레이저 다이오드 칩(100)의 발진 파장을 맞추어 놓았을 경우 레이저 다이오드 칩(100)의 발진 파장이 장파장쪽으로 움직이면 좁은 선폭 필터(300)에 의한 투과율이 급격하게 증가하므로 전면 감시용 포토 다이오드 칩(400)에서 생성되는 광전류가 급격하게 증가하고, 레이저 다이오드 칩(100)의 발진 파장이 단파장쪽으로 움직이면 좁은 선폭 필터(300)에 의한 투과율이 급격하게 감소하므로 전면 감시용 포토 다이오드 칩(400)에서 생성되는 광전류가 급격하게 감소하게 되어 이로부터 발진 파장의 변화 정도와 변화 방향을 알 수 있다. 통상적으로 레이저 다이오드 칩(100)의 구동 온도가 상승하면 레이저 다이오드 칩(100)의 발진 파장이 장파장으로 이동하므로, 원하지 않는 요인에 의해 레이저 다이오드 칩(100)의 발진 파장이 장파장 이동을 할 경우에는 내장되어 있는 열전소자(14)를 구동하여 레이저 다이오드 칩(100)의 온도를 낮추어줌으로써 레이저 다이오드 칩(100)의 발진 파장 이동을 상쇄할 수 있다. 마찬가지로 원하지 않는 요인에 의해 레이저 다이오드 칩(100)의 발진 파장이 단파장 이동을 할 경우에는 내장되어 있는 열전소자(14)를 구동하여 레이저 다이오드 칩(100)의 온도를 상승시켜줌으로써 레이저 다이오드 칩(100)의 발진 파장 이동을 상쇄할 수 있다.
도 6은 상기 레이저 다이오드 칩에서 발산되는 레이저 빛이 전면 감시용 포토 다이오드 칩으로 전달되는 경로를 나타낸 평면도이다.
도 6에 도시된 바와 같이, 후면 감시용 포토 다이오드 칩(600) 및 레이저 다이오드 칩(100), 그리고 도 2의 빔 스플리터 역할을 하는 자립형 45°경사필터(200), 좁은 선폭 필터(300) 및 전면 감시용 포토 다이오드 칩(400)이 모두 일렬로 배치됨으로써, 도 1과 도 2의 배치에 비해 좁은 바닥 면적만을 필요로 한다. 또한, 정렬하여야 할 광축이 일직선상에 있으므로 광 정렬이 쉬워지는 장점이 있다.
도 3과 4에서 레이저 다이오드 칩(100)의 전면에서 방출된 레이저 빛이 렌즈(110)와 자립형 45°경사필터(200) 및 도시되지 않은 렌즈를 거쳐 광섬유로 집속되는 경우, 광섬유에서 발산되는 1300㎚의 레이저 빛은 레이저 다이오드 칩(100)에서 광섬유로 진행하는 광 경로의 역방향으로 자립형 45°경사필터(200)에 도착하게 된다. 45°경사필터(200)가 레이저 다이오드 칩(100)에서 방출되는 1550㎚의 파장에 대해서는 일부 반사 일부 투과의 성질을 가지게 하고 광섬유에서 발산되는 1300 ㎚의 파장에 대해서는 투과하도록 자립형 45°경사필터(200)의 표면에 유전체 박막을 증착할 수 있다.
도 7은 레이저 다이오드 칩에서 수평 방향으로 진행하여 자립형 45°경사필터를 투과하는 1550㎚ 파장의 레이저 빛의 진행 경로와 광섬유에서 발산되어 수직 방향에서 자립형 45°경사필터로 진입하는 1300㎚ 파장의 레이저 빛의 진행 경로를 나타낸 것이다.
도 7에 도시된 바와 같이, 자립형 45°경사필터(200)로 진입하는 1550㎚ 파장의 레이저 빛은 자립형 45°경사필터(200) 경사면의 수선에 대해 45°의 입사각을 가지며, 마찬가지로 자립형 45°경사필터(200)의 경사면으로 입사하는 1300㎚ 파장의 레이저 빛도 경사면의 수선에 대해 45°의 입사각을 갖게 된다. 그러나 입사 각도는 같더라도 입사 진행 방향이 다르므로 스넬의 법칙에 따라 두 빛은 경사면의 수선에 대해 11.7°의 각도를 가지며 각기 다른 방향으로 굴절되게 된다. 자립형 45°경사필터(200)의 입사면과 평행한 각도를 가지는 자립형 45°경사필터(200)의 후면에 도달하여 공기중으로 방출되는 각각의 레이저 빛은 자립형 45°경사필터(200)에 도착하기 전의 공기 중에서의 진행 방향을 회복하게 된다. 그러므로 레이저 다이오드 칩(100)에서 발산되는 레이저 빛은 자립형 45°경사필터(200)를 투과하여 수평방향으로 진행하게 되고, 광섬유에서 발산된 레이저 빛은 자립형 45°경사필터(200)를 투과하여 연직 하방 방향으로 진행하게 된다. 자립형 45°경사필터(200)의 경사각이 정확히 45°일 필요는 없으나 광섬유와 수신용 포토 다이 오드 칩(500)의 광 결합시 스템 바닥면(11)의 수직 방향으로 진행하는 빛이 광 결합이 용이하므로 45°에 근사한 경사각이 바람직하며 더욱 바람직하게는 45°±2°의 경사각을 갖는 것이 바람직하다.
45°의 경사각을 가지며 경사필터로 쓰일 수 있는 가장 일반적인 예로써 45°의 프리즘을 들 수 있는데, 도 8은 기존의 프리즘을 이용하여 만든 45°경사필터의 광 경로를 나타낸 것이다.
도 8에 도시된 프리즘의 재질은 굴절률이 1.5인 유리로 예시한다. 경사면에 대해 45°의 입사각도를 가지며 경사면으로 입사하는 수평 방향의 성분은 스넬의 법칙에 따라 프리즘 내부에서 경사면의 수선에 대해 28°의 진행 각도를 가지게 된다. 프리즘의 내부를 진행한 광선이 프리즘의 뒷쪽 수직 벽면을 만나게 될 때 수직 벽면에 대한 입사각은 17°가 된다. 프리즘의 수직 벽면을 통해 프리즘을 빠져나가는 빛의 진행 각도는 스넬의 법칙에 의해 수평으로부터 26°의 진행 각도를 가지게 된다. 즉 프리즘에 도달하기 전에 수평 방향으로 진행하던 빛이 프리즘을 통과한 후에는 26°의 하향 방향 성분을 가지며 진행하게 된다. 그러므로 프리즘을 통과 한 빛의 높이는 빛의 진행 거리에 따라 달라지므로 프리즘 뒤에 포토 다이오드 칩 등을 배치하여 빛을 검출하고자 할 때 포토 다이오드 칩과 프리즘 사이의 거리에 따라 포토 다이오드 칩의 광 수광 부위 높이가 달라져야 하는 제약이 따르게 된다. 또한, 광섬유에서 발산되어 연직 하방으로 진행하는 빛 또한 유사한 진행 각도의 변화를 겪게 되고 이에 따라 광섬유로부터 송신되어 오는 수신광을 검출하기 위한 포토 다이오드 칩의 광 수광 부위 위치가 프리즘과 수신용 포토 다이오드 칩 사이 의 거리에 따라 달라지는 제약이 따르게 된다.
도 8의 (a)와 같이 광경로를 설정하면 프리즘의 3면 모두에 빛이 투과하게 되므로 프리즘의 3면 모두를 각 면에 적절한 반사 및 투과의 성질을 가지도록 유전체 박막을 증착하여야 하며, 이는 적어도 1개 이상의 면은 프리즘의 외형을 완성한 후 유전체 박막을 증착하여야 하므로 일괄 공정에 의한 일괄 제작이 불가능하여 프리즘의 제작 비용을 높이는 요인으로 작용한다.
도 8의 (b)와 같이 프리즘에 도달하는 빛의 위치를 바꾸어 주어도 연직 하향방향으로 프리즘을 투과하여 프리즘에 후면에 도달하는 빛은 프리즘의 후면에 대해 전반사에 해당하는 73°의 각도로 진입하므로 프리즘의 후면에서 탈출하지 못하고 프리즘의 아랫면으로 탈출하게 된다. 즉 도 8(b)와 같이 광 경로를 설정하여도 프리즘의 3면 모두를 유전체 박막으로 증착하여야 함은 변함이 없다.
프리즘에 입사하기 전의 광 진행 각도와 프리즘을 투과 한 후의 광 진행 각도가 달라지는 것은 도 8의 (c)와 같이, 두 개의 프리즘을 맞물려 제작함으로써 없앨 수 있으나 이는 프리즘을 2개 사용하여야 하며 2개의 프리즘의 6면을 유전체 박막을 증착하여야 하므로 비용이 많이 드는 제작 방법에 해당한다. 두 개의 프리즘을 맞물린 형태에서 프리즘에 입사하기 전의 광 진행 각도와 프리즘을 투과한 후의 광 진행 각도가 동일한 것은 프리즘의 입사 단면과 출사 단면이 평행하기 때문에 나타나는 현상이다. 즉 어떤 매질의 빛의 입사면과 출사면이 평행하기만 하면 공기 중에서의 빛의 진행 각도는 변화하지 않는다. 또한, 필터의 경사면들이 바닥면에 대해 일정한 각을 가지고 있어 필터의 바닥면을 바닥에 부착함으로써 필터의 경사 각을 설정할 수 있다면 조립이 매우 간단하여진다. 그러므로 필터의 입사면과 출사면이 평행할 뿐만 아니라 입사면과 출사면에 대해 일정한 각을 갖는 바닥면이 구비되어 이 바닥면을 단순히 바닥에 부착함으로써 스스로 세워지며 경사 각도가 완성되는 자립형(self standing) 경사필터의 제작이 요구된다.
도 9와 도 10은 본 발명의 실시예에 따라 자립형 45°경사필터를 제작하는 과정을 나타낸 것이다.
먼저, 도 9에 도시된 바와 같이, 반도체 실리콘 웨이퍼는 통상적으로 (100)면이 웨이퍼의 위 아랫면이 되도록 실리콘 잉곳(Silicon ingod)으로부터 잘라낸 후 표면을 연마하여 제작된다. 상기 (100)면의 실리콘 웨이퍼의 일부를 식각 방해층인 포토 리지스트(Photo Resist; PR)로 덮은 후 포토 레지스트의 개구부를 HCl, KOH 등의 비등방성 식각 용액으로 식각하면 식각되어 나타나는 옆 면은 (111)면이 되는데, 다이아몬드 구조를 갖는 실리콘 웨이퍼에서 (111)면은 (100)면에 대해 54.74°의 경사각도를 갖게 된다. 즉, (100)면 방향을 가지는 실리콘 웨이퍼를 비등방성 식각으로 (111)면이 나타나게 하면 나타나는 (111)면은 웨이퍼의 상·하부면인 (100)면에 대해 54.74°의 경사각도를 가지게 된다.
한편, 실리콘 웨이퍼를 실리콘 잉곳으로부터 잘라낼 때 (100)면 방향에서 9.74°경사지게 잘라내면 잘라낸 반도체 웨이퍼의 상하면은 (100)면에 대해 9.74°경사지게 된다. 이러한 실리콘 웨이퍼의 일부를 포토 레지스트로 덮은 후 포토 레지스트의 개구부를 HCl, KOH 등의 비등방성 식각액으로 식각하게 되면 식각되어 나 타나는 면은 (111)면이 된다. 이 (111)면은 (100)면에 대해 54.74°의 경사를 가지고 있고 실리콘 웨이퍼의 상하면은 (100)면에 대해 9.74°의 경사를 가지므로 식각된 (111)면은 웨이퍼 상하면에 대해 54.74°+ 9.74°와 54.74°- 9.74°의 각도를 갖게 되어 웨이퍼의 하면에 대해 45.00°와 64.48°의 경사각을 가지는 면이 된다.
도 10은 도 9에서 설명한 특성을 갖는 실리콘 웨이퍼를 이용하여 자립형 45°경사필터를 제작하는 방법을 나타낸 것이다.
먼저, 도 10의 (a)와 같이 반도체 실리콘 잉곳으로부터 반도체 실리콘 웨이퍼를 (100)면에 9.74°경사지게 잘라내고 이 잘라진 반도체 실리콘 웨이퍼의 상면 일부를 포토 레지스트로 도포한 후, 도 10의 (b)와 같이 식각되어야 할 부분의 포토 레지스트를 포토 리소그래피 방법으로 제거한 후, 도 10의 (c)와 같이 포토 레지스트가 제거된 부분의 반도체 실리콘 웨이퍼를 이방성 식각용액을 이용하여 식각하면 반도체 실리콘 웨이퍼의 식각 노출 옆면은 (111)면이 된다. 이때, 식각된 (111)면은 (100)면과 54.74°경사각을 가지게 되고, 반도체 실리콘 웨이퍼를 잉곳으로부터 잘라낼 때 (100)면을 수평면과 9.74°의 경사각도를 가지게 잘라내므로 식각되어 노출된 (111)면은 반도체 실리콘 웨이퍼의 수평면과 각각 45.00°와 64.48°의 경사각을 갖게 된다.
이 후, 도 10의 (d)와 같이 반도체 실리콘 웨이퍼의 바닥면에 대해 45.00°와 64.48°의 경사각을 갖는 두 개의 (111)면이 노출된 웨이퍼의 하부면에 모듈내에 장착되는 레이저 다이오드 칩(100)에서 발산되는 레이저 빛의 파장에 대해서는 미리 정해진 비율대로 일부 반사하며 일부 투과시키는 특성을 갖고, 광섬유로부터 발산되는 레이저 빛의 파장에 대해서는 투과하는 특성을 갖는 유전체 박막을 증착한다. 이러한 파장 선택성을 가지는 유전체 박막은 상대적으로 굴절률이 다른 물질들을 교대로 증착하여 얻어질 수 있으나 통상의 경우 굴절률이 2.2∼2.8 정도인 TiO2와 굴절률이 1.35인 SiO2를 교대로 증착하여 파장 선택성을 갖도록 유전체 박막을 증착할 수 있다. 굴절률이 다른 이종의 물질을 유리기판에 교대로 증착하는 방법으로 제작되는 파장 선택성을 가지는 필터는 이미 종래 구조의 양방향 광통신 모듈에 널리 채택되고 있다.
이 후, 도 10의 (e)에서는 실리콘 웨이퍼의 상부면에 레이저 다이오드 칩(100)에서 발산하는 레이저 빛과 광섬유에서 발산되는 레이저 빛이 실리콘 웨이퍼를 탈출하여 공기 중으로 진행할 때 실리콘 웨이퍼와 공기의 계면에서 반사가 생기지 않도록 레이저 다이오드 칩(100)에서 발산되는 빛과 광섬유에서 발산되는 빛의 모두에 대한 무반사 증착을 한다. 이러한 무반사 증착은 전술한 TiO2/SiO2의 유전체 층의 두께를 조절하여 얻어질 수 있다. 원래 반도체 실리콘 웨이퍼의 상부면은 연마에 의해 매우 평활도가 높은 상태의 면이므로 이러한 면에 유전체 박막을 증착하는 일은 매우 손쉽게 이루어질 수 있다.
이렇게 제작된 반도체 실리콘 웨이퍼를 도 10의 (f)에서와 같이 적당한 크기로 잘라내면 도 10의 (g)와 같은 형태로 45°경사필터가 제작된다. 상기 도 10의 (g)와 같은 제작된 45°경사필터를 식각된 (111)면이 아래로 위치되도록 놓으면, 도 10의 (h)와 같은 형태의 자립형 45°경사필터(200)로 완성된다.
이러한 자립형 45°경사필터(200)는 모듈에 내장되는 레이저 다이오드 칩(100)으로부터 발산되는 레이저 빛 중 미리 정해진 비율의 레이저 빛은 반사하여 상부의 렌즈를 통하여 광섬유로 집속되고, 레이저 다이오드 칩(100)에서 발산된 레이저 빛 중 미리 정해진 비율의 레이저 빛은 자립형 45°경사필터(200)를 투과하여 진행하되 자립형 45°경사필터(200)를 투과한 후의 진행 각도가 자립형 45°경사필터(200)에 도착하기 전에 가지고 있던 레이저 빛의 진행 각도와 동일한 각도를 유지하며, 동시에 광섬유로부터 발산되는 레이저 빛은 자립형 45°경사필터(200) 내부로 투과시켜 자립형 45°경사필터(200)의 후면을 통해 공기중으로 배출하되 자립형 45°경사필터(200)를 투과한 레이저 빛의 진행 방향이 자립형 45°경사필터(200)에 도착하기 전의 레이저 빛의 진행 방향과 동일한 특성을 갖게 된다.
즉, 상기의 과정으로 제작된 자립형 45°경사필터(200)는 도 7에 도시된 특징을 갖게 되는데 이를 보다 구체적으로 설명하면, 레이저 다이오드 칩(100)으로부터 수평 방향으로 진행하여 자립형 45°경사필터(200)에 입사하는 레이저 빛은 자립형 45°경사필터(200)의 경사면이 수평에 대해 45°의 경사각도를 가지므로 경사면에 대한 입사각은 45°가 된다. 공기중에서의 굴절률을 1이라 하고 실리콘의 굴절률을 3.5라 하면 스넬의 법칙에 따라 경사필터(200)를 투과하는 레이저 빛은 경사면의 수선에 대해 11.7°의 각도를 가지고 경사필터(200) 내부를 투과한다. 경사필터(200)의 양면이 평행하므로 경사필터(200)의 반대쪽 면에 도달한 레이저 빛이 경사필터(200) 후면에서 가지는 입사각도는 11.7°의 각도가 되며 레이저 빛이 공기 중으로 탈출할 때는 다시 스넬의 법칙에 따라 경사면의 수선에 대해 45°의 각 도를 가지게 되며 이러한 각도는 레이저 빛이 경사필터(200)에 도착하기 이전의 진행 방향과 같다. 광섬유에서 경사필터(200)로 진행하는 빛도 동일한 과정을 거쳐 45°경사필터(200)의 후면으로 방출되며 경사필터(200)의 후면에서 방출된 레이저 빛이 가지는 방향 성분은 광섬유에서 자립형 45°경사필터(200)로 진행할 때 가졌던 방향 성분과 동일하게 된다. 상기와 같은 특성을 가지는 자립형 45°경사필터(200)는 반도체 포토 리소그라피 공정을 동원하지 않고도 다양한 방법으로 제작될 수 있다.
도 11은 본 발명의 실시예에 따라 제 1 서브마운트 상부에 제 2 서브마운트와 자립형 45°경사필터가 설치된 일례를 나타낸 것이다.
본 발명에 따른 자립형 45°경사필터(200)는 경사필터(200)의 하면과 경사면이 직접 만나 45°의 예각을 이루는 것보다 도 11의 (b)에 도시된 것처럼 자립형 45°경사필터(200)의 하면과 경사면을 절단하는 다른 각도의 면을 사이에 두는 것이 조립을 용이하게 만들어 준다. 이는 도 11의 (a)와 같이 자립형 45°경사필터(200)의 하면과 경사면이 직접 만날 경우에는 자립형 45°경사필터(200)와 제 2 서브마운트(710) 사이에 공간이 없어 자립형 45°경사필터(200) 및 제 2 서브마운트(710)를 부착하는데 사용되는 solder 또는 에폭시 등의 접착제(701)가 자립형 45°경사필터(200)와 제 2 서브마운트(710) 사이에 삽입되어 자립형 45°경사필터(200)와 제 2 서브마운트(710)를 밀착시키는데 방해 요소로 작용하기 때문이다. 그러므로 도 11의 (b)와 같이 자립형 45°경사필터(200)의 하면에 자립형 45°경사 필터(200)의 경사면과 하면을 절단하는 새로운 면을 형성할 경우 자립형 45°경사필터(200)와 제 2 서브마운트(710) 접합부위의 하부면에 빈 공간이 생기게 되고 이 공간으로 여분의 solder 또는 에폭시 등의 접착제(701)가 채워 질 수 있어 자립형 45°경사필터(200)와 제 2 서브마운트(710)가 밀착될 수 있게 된다.
한편, 유리 또는 실리콘 기판을 잘라내어 개별의 광학적 부품으로 만들 때 두께가 얇은 톱을 이용하여 유리 또는 실리콘 기판을 잘라내게 된다. 이와 같은 기법을 sawing 기법이라 하는데 sawing 시에 sawing 각도를 45°기울임으로써 자립형 45°경사필터를 제작할 수 있다.
도 12는 본 발명의 실시예에 따라 sawing 방법으로 자립형 45°경사필터를 제작하는 방법을 나타낸 것이다.
먼저, 도 12의 (a)와 같이 유리 또는 실리콘 기판의 양면에 적절한 투과 반사 특징을 갖도록 유전체 박막을 증착한다. 일실시예로 평판의 상부는 1550㎚ 파장에 대해서는 부분적으로 투과 반사의 성질을 가지며 1300㎚ 파장에 대해서는 투과의 성질을 가지도록 유전체 박막을 증착 한 후, 평판의 하부면은 1550㎚와 1300㎚에 대해 투과의 성질을 갖도록 유전체 박막을 증착한다.
이 후, 도 12의 (b)에서와 같이 sawing 회전톱날의 각도를 평판과 45°로 조절하여 평판을 잘라내게 되면, 잘라 내어진 면과 평판의 상하면 사이 각은 45°가 된다. 이렇게 제작된 기판을 45°돌려 세우면 도 12의 (c)와 같이 레이저 다이오드 칩(100)에서 발산되는 1550㎚ 파장의 빛은 일부 반사시키며 일부는 투과시키는 자 립형 45°경사필터(200)로 완성되게 된다.
도 13은 본 발명의 다른 실시예에 따라 sawing 방법으로 자립형 45°경사필터를 제작하는 방법을 나타낸 것이다. 도 13에 도시된 바와 같이, 상·하부면에 유전체 박막이 증착된 기판을 절단하는 회전톱날은 돌출 부위를 갖는 45°의 쐐기형 단면을 갖고 있다. 그러므로 돌출된 45°쐐기형 단면을 갖는 회전톱날을 이용하여 기판을 자르게 되면 잘라진 기판의 단면은 자립형 45°경사필터(200)의 하면과 경사면을 절단하는 단면을 갖게 되어, 도 11의 (b)에서와 같이 제 2 서브마운트(710)와 자립형 45°경사필터(200)를 밀착하여 고정시켰을 때 제 2 서브마운트(710)와 자립형 45°경사필터(200)의 접착 하부에 빈 공간이 생겨 solder 또는 에폭시 등의 접착제(701)를 수용할 수 있는 공간이 형성되게 된다.
한편, 실리콘 등의 반도체 웨이퍼를 식각하는 건식 식각(dry etching) 방법이 있다. 건식 식각은 실리콘 등을 식각할 수 있는 기체상의 식각 기체를 이용하여 식각하는 방법으로 특히 프라즈마(plasma)를 이용하는 건식 식각 방법은 프라즈마의 움직임 방향으로 식각의 방향성이 매우 뛰어난 특성을 갖고 있다.
도 14는 이러한 프라즈마를 이용한 건식 식각 방법을 통하여 자립형 45°경사필터를 제작하는 방법을 나타낸 것이다.
도 14에 도시된 바와 같이, 건식 식각 방법에서 건식 식각을 위한 식각 장치에 식각하여야 할 웨이퍼를 45°기울여 장입하고 프라즈마 식각 방향으로 건식 식 각을 행하게 되면, 점선 부분과 같이 식각되어 최종적으로 도 12와 같은 형태의 자립형 45°경사필터를 제작할 수 있게 된다.
도 12 내지 도 14에서 보이듯이 평판의 기판을 45°기울여 잘라내는 방법으로 자립형 45°경사필터를 제작하는 방법은 상기한 방법 이외에도 레이저를 이용하는 절단하는 방법 등 여러 가지 방법들이 있을 수 있으며, 이런 방법들 또한 본 발명의 자립형 45°경사필터 제작 범주에 포함됨은 당연하다.
도 4의 제 2 서브마운트(710)는 45°경사필터(200)와 맞물리는 부분의 경사를 45°로 형성하여 45°경사필터(200)와 결합시 45°경사필터(200)의 조립 안정성을 높여줄 수 있다. 이러한 제 2 서브마운트(710)는 45°경사필터(200)를 원래 실리콘 웨이퍼의 상부면이 아래에 위치되도록 뒤집어 놓으면 되는데, 이에 따라 45°경사필터(200)와 맞물리는 부분의 경사가 45°로 형성되는 제 2 서브마운트(710)로 완성된다. 이때, 제 2 서브마운트(710)는 45°경사필터(200)의 제작 공정에서 유전체 박막 증착 과정이 생략될 수 있다.
도 15는 본 발명의 실시예에 따라 제 1 서브마운트 상부에 각 모듈이 장착되는 과정을 나타낸 개념도이다.
도 15에 도시된 바와 같이, 제 1 서브마운트(700)는 일측에 내부쪽으로 수신용 포토 다이오드 칩(500)과 수신용 서브마운트(510)가 삽입될 수 있는 "ㄷ"자 홈 이 형성되는데, 이러한 제 1 서브마운트(700)는 가격이 저렴하며 건식 또는 습식의 식각 공정에 의해 "ㄷ"자 형태를 손쉽게 제작할 수 있는 실리콘으로 제작하는 것이 바람직하다. 상기 제 1 서브마운트의 "ㄷ"자 홈은 벽면이 수직인 것이 바람직 한데 이는 (110)면 방향을 가지는 실리콘 웨이퍼를 이방성 식각 함으로써 쉽게 구현될 수 있다. 이는 이방성 식각으로 나타나는 (111)면이 (110)면과는 수직하기 때문이다.
상기 "ㄷ"자 형태의 제 1 서브마운트(700)의 상부에 자립형 45°경사필터(200)가 설치되는데, 이 자립형 45°경사필터(200)는 제 1 서브마운트(700)의 "ㄷ" 홈에 하면의 일부가 걸쳐지게 설치된다. 또한, 제 1 서브마운트(700) 상부 타측에 제 2 서브마운트(710)가 설치되는데, 이때 제 2 서브마운트(710)와 45°경사필터(200)의 경사면이 서로 맞물리도록 설치된다. 상기 제 2 서브마운트(710) 상부에는 레이저 다이오드 칩(100)이 상부에 설치된 제 3 서브마운트(720)와 렌즈(110)가 소정간격으로 이격 설치된다.
제 1 서브마운트(700)의 "ㄷ"자 홈에 수신용 포토 다이오드 칩(500)이 상부에 부착된 수신용 서브마운트(510)가 삽입 결합된 후, 레이저 다이오드 칩(100)의 동작 상태를 감시하기 위해 도면에 도시되지 않은 후면 감시용 포토 다이오드 칩(600) 및 후면 감시용 서브마운트(610)가 제 1 서브마운트(700) 상부에 설치됨으로써 제 1 서브마운트(700) 상부에 각 모듈이 장착된다.
한편, 수신용 포토 다이오드 칩(500)으로 입사하는 광이 효과적으로 집속되지 못하는 경우가 발생할 수 있는데, 이를 위하여 수신용 포토 다이오드 칩(500)의 광 흡수영역 위에 렌즈를 부착하여 광 집속 효과를 높일 수도 있다.
도 16은 본 발명의 다른 실시예에 따른 제 1 서브마운트 상부에 각 모듈이 장착되는 과정을 나타낸 개념도로서, 제 1 서브마운트(700)에는 정면에 내측을 향하여 "ㄷ"자 홈이 형성되어, 이 "ㄷ"자 홈에 수신용 포토 다이오드 칩(500)과 수신용 서브마운트(510)가 삽입 결합된다. 또한, 제 2 서브마운트가 생략되어 제 3 서브마운트(720) 및 렌즈(110)가 제 1 서브마운트(700) 상부에 직접 설치된다.
한편, 본 발명의 실시예에서 도 4에 도시된 좁은 선폭 필터(300)는 유리, 실리콘 등 본 발명에서 고려되는 파장의 빛에 대한 흡수율이 낮은 어떤 재질의 평판도 가능하나 흡수율은 10-1/cm 이하의 재질이 바람직하다. 유리, 실리콘 등의 평판 위에 굴절률이 상대적으로 높고 낮은 복수의 유전체 층을 여러 번 교대로 증착하여 만들어지는 얇은 박막 필터(thin film filter)와 통상적인 에탈론 필터(etalon filter)가 좁은 선폭 필터(300)로 사용될 수 있다.
얇은 박막 필터 또는 에탈론 필터는 모두 입사하는 빛의 입사 각도에 따라 파장 선택 특성이 달라진다. 통상적으로 edge emitting 형의 레이저 다이오드 칩에서 발산하는 레이저 빛은 반가폭(full width at half maximum)이 대략 30°∼ 40°의 넓은 각도에서 방출되므로 이러한 넓은 방출 각도에서는 좁은 선폭 필터(300)의 파장 선택 특성이 완만해질 수 있다. 이러한 점을 보완하기 위해 레이저 다이오드 칩(100)과 자립형 45°경사필터(200) 사이에 레이저 다이오드 칩(100)에서 발산되 는 레이저 빛의 발산 각도를 줄여주기 위한 렌즈가 더 구비될 수도 있다.
오늘날 가입자용의 광통신에서는 한 가닥의 광섬유를 이용하여 신호를 주고 받는 양방향 통신이 많이 사용되고 있다. 그러므로 파장 잠금 기능을 가지는 광 모듈에 양방향 통신을 가능하게 하는 기능을 부가할 수 있다.
도 3에 도시된 티오형 패키지에서 레이저 다이오드 칩(100)의 구동 온도를 조절하기 위하여 양방향 파장 잠금 블록(10)은 티오형 패키지의 스템 바닥면(11) 상부에 장착된 열전소자(14) 위에 배치되게 된다. 한편, 도 3의 티오형 패키지는 써미스터(thermistor)가 설치되어 티오형 패키지 내부의 온도를 측정하도록 할 수 있다. 또한, 티오형 패키지에는 광섬유로부터 전송되는 수신 광신호에 의한 광전류를 증폭하는 trans- impedance amplifier(TIA) 형의 전치 증폭기 및 캐피스터(capacitor)를 더 구비할 수 있다.
본 발명의 포토 다이오드 칩(400)(500)(600)들은 광 활성영역이 위에 오도록 각 서브마운트(410)(510)(610)에 부착되어 포토 다이오드 칩(400)(500)(600)의 적어도 하나의 전극은 와이어 본딩(wire bonding) 방법으로 전극핀과 전기적 연결을 하게 하거나, 광 활성영역이 포토 다이오드 칩(400)(500)(600)의 서브 마운트(410)(510)(610)로 향하게 부착하되 포토 다이오드 칩(400)(500)(600)의 전극과 서브마운트(410)(510)(610)의 전극을 금속 볼로 연결하여 주는 플립칩 본딩 방법을 이용할 수 있다. 이때, 포토 다이오드 칩(400)(500)(600)의 레이저 빛 입사면은 포 토 다이오드 칩(400)(500)(600)에서 감지하여야 할 파장의 레이저 빛만 선택적으로 통과되도록 필터를 부착함이 바람직하다.
도 17의 (a)는 이러한 특성을 갖는 플립칩 방법으로 서브마운트에 부착된 수신용 포토 다이오드 칩의 일례를 나타낸 것이다.
도 17의 (a)와 같이, 이러한 수신용 포토 다이오드 칩(500)의 활성영역(501)을 수신용 서브마운트(510)를 향한 바닥으로 향하게 하고 수신용 포토 다이오드 칩(500)의 양극 및 음극 전극은 수신용 포토 다이오드 칩(500)의 하부에 위치되는 수신용 서브마운트(510)와 금속 볼을 통한 플립칩 본딩 방식으로 전기적으로 연결되도록 하되, 상부로 향하는 수신용 포토 다이오드 기판면은 검출하여야 할 특정 파장대만 투과할 수 있도록 유전체 박막(520)을 증착하여 필요한 파장의 레이저 빛에만 반응하도록 하였다.
도 17의 (b)는 도 17의 (a)와 같은 배치에서 원하지 않는 파장의 빛이 수신용 포토 다이오드 칩(500)의 옆면과 수신용 포토 다이오드 칩(500)과 수신용 서브마운트(510) 사이의 공간을 통하여 수신용 포토 다이오드 칩(500)의 활성영역(510)으로 입사하여 잡음(noise)이 발생되는 일례를 나타낸 것이다.
도 17의 (c)는 이러한 도 17의 (b)와 같이 발생하는 잡음성분을 줄이기 위한 일례를 나타낸 것으로, 도 17의 (c)와 같이 수신용 포토 다이오드 칩(500)의 측면을 고려되는 모든 빛에 대해 불투명하고 전기적으로 부도체의 특성을 갖는 고분자(polymer) 물질로 채워 줌으로써 측면으로 입사되는 잡음성분을 차단할 수 있게 된다. 이러한 특성을 갖는 고분자 물질의 일례로 광 흡수 염색제가 포함된 poly ethylene(PE), poly propylene(PP) 등을 들 수 있다.
이러한 수신용 포토 다이오드 칩(500)과 수신용 서브마운트(510)의 결합 구조는 전면 감시용 포토 다이오드 칩(400)과 전면 감시용 서브마운트(410)의 결합 및 후면 감시용 포토 다이오드 칩(600)과 후면 감시용 서브마운트(610)의 결합 구조에 동일하게 적용될 수 있다.
도 1과 도 2는 종래 파장 감시 방법을 나타낸 개념도,
도 3은 본 발명에 따른 파장 잠금 기능을 갖는 티오형 레이저 다이오드 패키지의 구조도,
도 4는 본 발명에 따른 양방향 파장 잠금 블록의 구성도이다.
도 5는 본 발명에 따른 좁은 선폭 필터의 매우 좁은 투과 선폭 특성을 나타낸 그래프,
도 6은 본 발명에 따라 레이저 다이오드 칩에서 발산되는 레이저 빛이 전면 감시용 포토 다이오드 칩으로 전달되는 경로를 나타낸 평면도,
도 7은 본 발명에 따라 레이저 다이오드 칩과 광섬유에서 발산되는 레이저 빛의 자립형 45°경사필터(200) 진행 경로를 나타낸 개념도,
도 8은 종래 프리즘을 이용하여 제작된 45°경사필터의 광 경로를 나타낸 개념도,
도 9와 도 10은 본 발명의 실시예에 따라 자립형 45°경사필터를 제작하는 과정을 나타낸 흐름도,
도 11은 본 발명에 따라 제 1 서브마운트 상부에 제 2 서브마운트와 자립형 45°경사필터가 설치된 일례,
도 12는 본 발명에 따라 sawing 방법으로 자립형 45°경사필터를 제작하는 과정을 나타낸 흐름도,
도 13은 본 발명에 따라 돌출 부위를 갖는 45°쐐기형 회전톱날을 이용하여 자립형 45°경사필터를 제작하는 방법의 일례,
도 14는 본 발명에 따라 건식 식각 방법으로 제작되는 자립형 45°경사필터의 건식 식각 과정을 나타낸 개념도,
도 15는 본 발명에 따라 제 1 서브마운트 상부에 각 모듈이 장착되는 과정을 나타낸 개념도,
도 16은 본 발명의 다른 실시예에 따른 제 1 서브마운트 상부에 각 모듈이 장착되는 과정을 나타낸 개념도,
도 17은 본 발명의 포토 다이오드의 측면으로 입사하여 잡음으로 작용하는 빛들의 입사를 방지하기 위한 개념도이다 .
※ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
10 : 양방향 파장 잠금 블록 11 : 스템 바닥면
12 : 두껑(cap) 13 : 렌즈
14 : 열전소자 15 : 전극핀
16 : 유리 비드
100 : 레이저 다이오드 칩 110 : 렌즈
200 : 자립형 45°경사필터 300 : 좁은 선폭 필터
400 : 전면 감시용 포토 다이오드 칩 410 : 전면 감시용 서브마운트
500 : 수신용 포토 다이오드 칩 510 : 수신용 서브마운트
600 : 후면 감시용 포토 다이오드 칩 610 : 후면 감시용 서브마운트
700 : 제 1 서브마운트 710 : 제 2 서브마운트
720 : 제 3 서브마운트

Claims (18)

  1. 통신용 티오형 레이저 다이오드 패키지에 있어서,
    레이저 빛을 방출하는 레이저 다이오드 칩(100)과; 상기 레이저 다이오드 칩(100)의 후면에서 방출되는 레이저 빛을 감지하는 후면 감시용 포토 다이오드 칩(600)과; 상기 레이저 다이오드 칩(100)의 전면에서 방출되는 레이저 빛의 일부 반사 일부 투과의 특성을 갖는 경사면이 형성된 자립형 45°경사필터(200)와; 상기 자립형 45°경사필터(200)를 투과하는 레이저 빛 중 좁은 파장 영역을 선택하여 투과시키는 좁은 선폭 필터(300)와; 상기 좁은 선폭 필터(300)를 투과하는 레이저 빛을 감지하는 전면 감시용 포토 다이오드 칩(400);이 일렬로 배치되는 것을 특징으로 하는 파장 잠금 기능을 갖는 티오형 레이저 다이오드 패키지.
  2. 청구항 1에 있어서
    상기 자립형 45°경사필터(200)는 레이저 다이오드 칩(100) 방향의 경사면과 좁은 선폭 필터(300) 방향의 후면이 서로 평행하게 이루어지며, 상기 경사면과 바닥면이 일정한 각도로 이루어져 상기 바닥면을 바닥에 부착하는 경우 경사면의 경사 각도가 설정되는 자립형(self standing)인 것을 특징으로 하는 파장 잠금 기능을 갖는 티오형 레이저 다이오드 패키지.
  3. 청구항 1에 있어서
    상기 자립형 45°경사필터(200)의 경사면은 레이저 다이오드 칩(100)에서 방출되는 레이저 빛의 일부를 반사시켜 패키지 외부로 방출할 수 있도록 단층의 유전체 박막 또는 굴절률의 크기가 다른 복층의 유전체 박막으로 코팅되고,
    상기 경사면에서 반사되지 않은 나머지 레이저 빛은 상기 경사면을 투과하여 자립형 45°경사필터(200)의 후면을 통하여 좁은 선폭 필터(300)를 거쳐 전면 감시용 포토 다이오드 칩(400)으로 조사되도록 하되, 상기 자립형 45°경사필터(200)의 후면은 레이저 다이오드 칩(100)에서 발산된 레이저 빛에 대해 무반사 코팅되는 것을 특징으로 하는 파장 잠금 기능을 갖는 티오형 레이저 다이오드 패키지.
  4. 청구항 1의 자립형 45°경사필터(200)를 제작하는 방법으로서,
    (a) 실리콘 잉곳으로부터 실리콘 웨이퍼를 (100)면에서 9.74° 틸트되게 잘라내고, 이 실리콘 웨이퍼의 상면 일부를 포토 레지스트로 도포하는 단계;
    (b) 상기 실리콘 웨이퍼의 식각되어야 할 부분의 포토 레지스트를 포토 리소그래피 방법으로 제거하는 단계;
    (c) 포토 레지스트가 제거된 부분을 이방성 식각용액을 이용하여 식각하여 노출면을 (100)면과 54.74°의 경사각을 갖는 (111)면으로 형성하는 단계;
    (d) 실리콘 웨이퍼의 하면에 단층의 유전체 박막 또는 굴절률이 서로 다른 복층의 유전체 박막을 교대로 증착하여 레이저 다이오드 칩(100)으로부터 발산된 레이저 빛 중 기설정된 비율의 레이저 빛을 반사시키고 나머지 레이저 빛은 투과시키는 특성을 갖는 경사면을 형성하는 단계;
    (e) 상기 (111)면을 포함하는 실리콘 웨이퍼의 상면에 단층의 유전체 박막 또는 굴절률이 서로 다른 복층의 유전체 박막을 교대로 증착하여 레이저 다이오드 칩(100)으로부터 발산되어 자립형 45°경사필터(200)를 투과한 레이저 빛이 실리콘과 공기의 계면에서 반사가 일어나지 않도록 무반사 특성을 갖도록 유전체 박막을 증착하는 단계;
    (f) 상기 상·하면이 유전체 박막으로 증착된 실리콘 웨이퍼를 절단하여 자립형 45°경사필터(200)로 완성하는 단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 경사필터의 제작 방법.
  5. 청구항 1의 자립형 45°경사필터(200)를 제작하는 방법으로서,
    (a) 실리콘 또는 유리의 평판의 일면에 단층의 유전체 박막 또는 굴절률이 서로 다른 복층의 유전체 박막을 교대로 증착하여 레이저 다이오드 칩(100)으로부터 발산된 레이저 빛 중 기 설정된 비율의 레이저 빛을 반사시키고 나머지는 투과시키는 특성을 갖는 경사면을 형성하는 단계;
    (b) 상기 기판의 반대쪽 일면에 단층의 유전체 박막 또는 굴절률이 서로 다른 복층의 유전체 박막을 교대로 증착하여 레이저 다이오드 칩(100)으로부터 발산되어 자립형 45°경사필터(200)를 투과한 레이저 빛이 실리콘과 공기의 계면에서 반사가 일어나지 않도록 무반사 특성을 갖는 유전체 박막을 증착하는 단계;
    (c) 상기 유전체 박막이 증착된 평판을 상기 평판의 단면에 대해 45°의 각도를 가지도록 sawing 하여 자립형 45°경사필터(200)로 완성되는 단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 경사필터의 제작 방법.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 평판을 sawing 하는 단계(c)에서
    상기 평판은 단면이 돌출 부위를 갖는 45°쐐기형 회전톱날을 이용하여 sawing 됨으로써 자립형 45°경사필터(200)로 완성되는 것을 특징으로 하는 경사필터의 제작 방법.
  7. 청구항 5에 있어서,
    상기 평판을 sawing 하는 단계(c)에서
    상기 평판은 건식 식각이나 레이저를 이용하여 sawing 되는 것을 특징으로 하는 경사필터의 제작 방법.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 레이저 다이오드 칩(100)으로부터 발산되는 레이저 빛을 집속시키기 위한 렌즈(110)가 레이저 다이오드 칩(100)과 자립형 45°경사필터(200) 사이에 설치되는 것을 특징으로 하는 파장 잠금 기능을 갖는 티오형 레이저 다이오드 패키지.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 후면 감시용 포토 다이오드 칩(600), 레이저 다이오드 칩(100), 자립형 45°경사필터(200), 좁은 선폭 필터(300), 전면 감시용 포토 다이오드 칩(400)은 열전소자(14) 상부에 일렬로 배치되는 것을 특징으로 하는 파장 잠금 기능을 갖는 티오형 레이저 다이오드 패키지.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 열전소자(14)의 일측에 써미스터(thermistor)가 더 배치되는 것을 특징으로 하는 파장 잠금 기능을 갖는 티오형 레이저 다이오드 패키지.
  11. 청구항 1에 있어서,
    상기 자립형 45°경사필터(200)의 하부에는 외부의 광섬유로부터 자립형 45°경사필터(200)를 통하여 전송되는 레이저 빛을 수신하기 위한 수신용 포토 다이오드 칩(500)이 배치되는 것을 특징으로 하는 파장 잠금 기능을 갖는 티오형 레이저 다이오드 패키지.
  12. 청구항 1에 있어서,
    상기 자립형 45°경사필터(200)의 경사면은 레이저 다이오드 칩(100)에서 방출되는 레이저 빛의 일부를 반사시켜 패키지 외부로 방출하고 광섬유로부터 입사되는 레이저 빛은 모두 투과되도록 단층의 유전체 박막 또는 굴절률의 크기가 다른 복층의 유전체 박막으로 코팅되고,
    상기 자립형 45°경사필터(200)의 후면은 레이저 다이오드 칩(100)에서 발산된 레이저 빛 중 자립형 45°경사필터(200)를 투과하는 레이저 빛과 상기 광섬유로부터 입사되어 자립형 45°경사필터(200)을 투과하는 레이저 빛이 자립형 45°경사필터(200)의 후면과 공기의 계면에서 반사되지 않도록 무반사 코팅되는 것을 특징으로 하는 파장 잠금 기능을 갖는 티오형 레이저 다이오드 패키지.
  13. 청구항 1에 있어서,
    상기 좁은 선폭 필터(300)는 유리 또는 실리콘 평판에 굴절률이 다른 복수의 유전체 박막을 교대로 증착하여 형성되는 것을 특징으로 하는 파장 잠금 기능을 갖는 티오형 레이저 다이오드 패키지.
  14. 청구항 1에 있어서,
    상기 좁은 선폭 필터(300)는 에탈론 필터(etalon filter)인 것을 특징으로 하는 파장 잠금 기능을 갖는 티오형 레이저 다이오드 패키지.
  15. 청구항 11에 있어서,
    상기 수신용 포토 다이오드 칩(500)을 통하여 수신되는 광신호를 증폭하기 위한 전치증폭기가 설치되는 것을 특징으로 하는 파장 잠금 기능을 갖는 티오형 레이저 다이오드 패키지.
  16. 청구항 11에 있어서,
    상기 수신용·전면 감시용·후면 감시용 포토 다이오드 칩(500)(400)(600)의 옆면과, 상기 수신용·전면 감시용·후면 감시용 포토 다이오드 칩(500)(400)(600)과 이 수신용·전면 감시용·후면 감시용 포토 다이오드 칩(500)(400)(600)이 부착되는 수신용/전면 감시용/후면 감시용 서브마운트(510)(410)(610) 사이의 공간에 레이저 빛에 대해 불투명하고 전기적 절연의 성질을 갖는 물질이 채워지는 것을 특징으로 하는 파장 잠금 기능을 갖는 티오형 레이저 다이오드 패키지.
  17. 청구항 16에 있어서,
    상기 레이저 빛에 대해 불투명하고 전기적 절연의 성질을 갖는 물질은 광 흡수제가 첨가되어 있는 고분자 물질인 것을 특징으로 하는 파장 잠금 기능을 갖는 티오형 레이저 다이오드 패키지.
  18. 청구항 11에 있어서,
    상기 자립형 45°경사필터(200)는 제 1 서브마운트(700) 상부에 설치되고, 상기 제 1 서브마운트(700)의 내측에는 상기 수신용 포토 다이오드 칩(500)이 인입되어 자립형 45°경사필터(200) 하부에 위치되도록 하는 "ㄷ" 자 홈이 형성된 것을 특징으로 하는 파장 잠금 기능을 갖는 티오형 레이저 다이오드 패키지.
KR1020080020534A 2007-03-19 2008-03-05 파장 잠금 기능을 갖는 티오형 레이저 다이오드 패키지 및 그 패키지에 구비된 경사필터의 제작 방법 KR100871011B1 (ko)

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Cited By (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101124177B1 (ko) * 2009-12-11 2012-03-27 주식회사 포벨 티오형 레이저 다이오드 패키지
KR101124169B1 (ko) * 2010-02-16 2012-03-27 주식회사 포벨 파장 안정화 장치 및 이를 이용한 레이저 모듈
KR101124173B1 (ko) * 2010-02-16 2012-03-27 주식회사 포벨 레이저 다이오드 패키지
WO2013105733A1 (ko) * 2012-01-13 2013-07-18 주식회사 포벨 파장 측정 기능을 가지는 파장 가변형 레이저 장치
WO2013137592A1 (ko) * 2012-03-13 2013-09-19 주식회사 포벨 초소형으로 제작 가능한 외부 공진기형 레이저 장치
KR101396670B1 (ko) * 2010-01-27 2014-05-16 미쓰비시덴키 가부시키가이샤 반도체 레이저 모듈
WO2014084546A1 (en) * 2012-11-30 2014-06-05 Lightron Fiber-Optic Devices Inc Temperature controllable high bit rate laser diode
KR101459495B1 (ko) 2013-04-05 2014-11-07 주식회사 포벨 파장 가변 레이저 장치
KR20140144131A (ko) * 2013-06-10 2014-12-18 주식회사 포벨 파장 안정화 장치가 구비된 레이저 장치
WO2014200189A1 (ko) * 2013-06-10 2014-12-18 주식회사 포벨 파장 안정화 장치가 구비된 레이저 장치
WO2014204094A1 (ko) * 2013-06-19 2014-12-24 주식회사 포벨 고속 통신용 to형 광소자 패키지
WO2015016468A1 (ko) * 2013-07-30 2015-02-05 주식회사 포벨 파장 측정 장치가 내장된 외부 공진기형 레이저
KR101512287B1 (ko) * 2013-06-04 2015-04-16 한국광기술원 레이저 다이오드 패키지 및 그 제조 방법
KR101514243B1 (ko) * 2013-12-27 2015-05-04 한국광기술원 광원장치
KR101542443B1 (ko) * 2013-06-19 2015-08-06 주식회사 포벨 고속 통신용 to형 광소자 패키지
US9325154B2 (en) 2012-01-13 2016-04-26 Phovel. Co. Ltd Wavelength-tunable laser apparatus having wavelength measuring function
KR101679660B1 (ko) 2014-05-20 2016-11-28 (주)켐옵틱스 To-can 패키징을 위한 외부 공진기형 파장가변 레이저 모듈

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6577656B2 (en) 2001-03-13 2003-06-10 Finisar Corporation System and method of packaging a laser/detector
KR20050090414A (ko) * 2003-01-14 2005-09-13 소니 가부시키가이샤 반도체 집적 장치

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6577656B2 (en) 2001-03-13 2003-06-10 Finisar Corporation System and method of packaging a laser/detector
KR20050090414A (ko) * 2003-01-14 2005-09-13 소니 가부시키가이샤 반도체 집적 장치

Cited By (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101124177B1 (ko) * 2009-12-11 2012-03-27 주식회사 포벨 티오형 레이저 다이오드 패키지
KR101396670B1 (ko) * 2010-01-27 2014-05-16 미쓰비시덴키 가부시키가이샤 반도체 레이저 모듈
KR101124169B1 (ko) * 2010-02-16 2012-03-27 주식회사 포벨 파장 안정화 장치 및 이를 이용한 레이저 모듈
KR101124173B1 (ko) * 2010-02-16 2012-03-27 주식회사 포벨 레이저 다이오드 패키지
KR101179204B1 (ko) 2010-02-16 2012-09-04 주식회사 포벨 파장 안정화 장치
US9325154B2 (en) 2012-01-13 2016-04-26 Phovel. Co. Ltd Wavelength-tunable laser apparatus having wavelength measuring function
WO2013105733A1 (ko) * 2012-01-13 2013-07-18 주식회사 포벨 파장 측정 기능을 가지는 파장 가변형 레이저 장치
WO2013137592A1 (ko) * 2012-03-13 2013-09-19 주식회사 포벨 초소형으로 제작 가능한 외부 공진기형 레이저 장치
WO2014084546A1 (en) * 2012-11-30 2014-06-05 Lightron Fiber-Optic Devices Inc Temperature controllable high bit rate laser diode
KR101473650B1 (ko) * 2012-11-30 2014-12-17 (주) 빛과 전자 온도 조절이 가능한 고속 전송용 레이저 다이오드
KR101459495B1 (ko) 2013-04-05 2014-11-07 주식회사 포벨 파장 가변 레이저 장치
US9627847B2 (en) 2013-04-05 2017-04-18 Phovel.Co.Ltd. Wavelength-tunable laser
KR101541403B1 (ko) 2013-04-05 2015-08-03 주식회사 포벨 파장 가변 레이저 장치
KR101512287B1 (ko) * 2013-06-04 2015-04-16 한국광기술원 레이저 다이오드 패키지 및 그 제조 방법
WO2014200189A1 (ko) * 2013-06-10 2014-12-18 주식회사 포벨 파장 안정화 장치가 구비된 레이저 장치
US9515454B2 (en) 2013-06-10 2016-12-06 Phovel.Co.Ltd. Narrow bandwidth laser device with wavelength stabilizer
KR20140144131A (ko) * 2013-06-10 2014-12-18 주식회사 포벨 파장 안정화 장치가 구비된 레이저 장치
KR102237784B1 (ko) * 2013-06-10 2021-04-08 주식회사 포벨 파장 안정화 장치가 구비된 레이저 장치
WO2014204094A1 (ko) * 2013-06-19 2014-12-24 주식회사 포벨 고속 통신용 to형 광소자 패키지
KR101542443B1 (ko) * 2013-06-19 2015-08-06 주식회사 포벨 고속 통신용 to형 광소자 패키지
WO2015016468A1 (ko) * 2013-07-30 2015-02-05 주식회사 포벨 파장 측정 장치가 내장된 외부 공진기형 레이저
US9634466B2 (en) 2013-07-30 2017-04-25 Phovel.Co.Ltd. External-cavity type laser with built-in wavemeter
KR101514243B1 (ko) * 2013-12-27 2015-05-04 한국광기술원 광원장치
KR101679660B1 (ko) 2014-05-20 2016-11-28 (주)켐옵틱스 To-can 패키징을 위한 외부 공진기형 파장가변 레이저 모듈

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