KR101053354B1 - 외부 공진기를 이용한 파장 변환형 반도체 레이저 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 외부 공진기(External cavity)를 이용한 파장 변환형 반도체 레이저에 관한 것으로, 반도체 레이저를 펌핑 광원으로 하여 주파수 배증 방법을 통하여 펌핑 광원의 파장의 절반에 해당하는 빛을 만드는 파장 변환 레이저 장치에 있어서, 상기 펌핑 광원은 전류 주입 방식에 의한 반도체 레이저 다이오드 칩(10)을 포함하는 외부 공진기형 반도체 레이저로서, 상기 외부 공진기형 반도체 레이저는 파장 선택 필터 또는 파장 가변 필터와 파장 변환 매질(40)을 포함하여 이루어져, 파장 변환 효율을 증대시키고 펌프 광원의 광축과 파장 변환 매질의 광축 및 렌즈의 광축을 손쉽게 일치시킬 수 있다.
레이저 다이오드, 경사거울, 렌즈, 파장 선택 필터, 파장 가변 필터, 파장 변환 매질

Description

외부 공진기를 이용한 파장 변환형 반도체 레이저 {Semiconductor laser with external cavity}
본 발명은 파장 변환형 반도체 레이저에 관한 것으로, 특히 외부 공진기(External cavity)를 이용한 파장 변환형 반도체 레이저에 관한 것이다.
CRT(Cathode Ray Tube), LCD(Liquid Crystal Display) 등 여러 가지 표시소자들이 표시소자 제작 방법을 통하여 널리 활용되고 있다. 현재 개발중인 표시소자 중의 하나로 적색, 청색, 녹색의 빛의 삼원색에 해당되는 레이저 빛을 이용하여 투사형으로 표시소자를 제작하는 투사형 레이저 표시소자(Laser Projection Display ;LPD)에 대한 개발이 활발히 진행되고 있다. 이는 상기 LPD의 경우 화면의 크기에 제약이 없으므로 소형의 표시장치로 대화면을 만들 수 있다는 장점이 있기 때문이다.
LPD를 제작하기 위해서는 빛의 삼원색인 적색, 청색, 녹색에 해당하는 레이저가 필요하다. 이중 적색 및 청색은 단일의 반도체 칩으로 구현이 가능하나, 녹색 은 아직까지 단일의 반도체 칩으로 녹색 레이저 다이오드가 구현되고 못하고 있다. 현재 녹색 레이저는 파장 변환의 방법으로 녹색 레이저 빛을 얻는 방법을 채택하고 있는데, 파장 변환의 방법은 비선형 광학 특징을 갖는 결정질을 빛이 통과할 때 원래 빛의 주파수에 대해 주파수가 2배인 빛이 형성되는 원리를 사용하는 것이다. 이러한 방법을 주파수 배가(frequency doubling) 방법이라 한다. 원래 주파수의 2배에 해당하는 주파수를 만들어 내는 방법은 원 주파수의 제2차 고조파 성분에 해당하는 빛을 만든다는 것으로 이러한 과정을 2차 고조파 생성(second harmonic generation : SHG) 과정이라고도 한다.
주파수가 2배로 된다는 것은 파장이 절반으로 줄어든다는 것을 의미한다. 녹색 레이저의 파장은 주로 532nm 또는 근처 영역의 파장을 말한다. 사람의 눈은 파장을 1nm 단위로 정확히 구별하지 못하므로 LPD에 사용되는 녹색 레이저는 500nm~560nm 정도의 파장을 가지면 된다. 그러므로 주파수 배가 방법으로 녹색 광원을 만들기 위해서는 먼저 파장이 1000nm~1120nm인 레이저 다이오드가 필요하며 이 레이저 다이오드의 주파수를 배증시킬 수 있는 비선형 광학 매질이 필요하다. 이러한 비선형 광학 매질로는 KTP(Potassium Titanyl Phosphate), 또는 LN(Lithium Niobate) 등을 예로 들 수 있으며 비선형 광학 특성을 갖는 어떠한 결정도 파장 변환용 결정으로 사용될 수 있다.
파장 변환 전의 파장의 레이저를 펌프(Pump) 레이저라 한다. 펌프 레이저로는 기체 레이저, 고체 레이저, 반도체 레이저 등 어떠한 종류의 레이저도 사용될 수 있으나, LPD용으로는 부피가 작은 반도체 레이저가 주로 사용된다. 반도체 펌프 레이저 다이오드는 발진하는 레이저 빛의 파장 특성에 따라 여러 가지 파장이 동시에 존재하는 Fabry-Perot(FP)형의 레이저 다이오드 칩과 단색의 파장의 빛을 방출하는 Distributed feedback laser diode(DFB-LD) 또는 Distributed Bragg Reflector Laser Diode(DBR-LD) 등이 사용된다. 통상적으로 반도체 레이저 다이오드 칩이 레이저로 동작하기 위해서는 반도체 레이저 다이오드 칩의 밴드 갭으로 구획된 전도대(conduction band)와 가전자대(valence band) 사이에 상태밀도반전(population inversion)이 일어나야 하며, 이런 상태밀도반전(population inversion)을 일으키는 방법으로 전류 주입 방법과 광 펌핑 방법에 의한 상태밀도반전(population inversion) 방법을 대표적인 예로 들수 있다. 광 펌핑 방법에 의한 상태밀도반전(population inversion)을 일으키는 방법으로 작동하는 반도체 레이저 다이오드 칩은 별도의 광 펌핑 소스(source)가 필요하므로 구성이 복잡하여진다. 그러므로 반도체 레이저 다이오드 칩은 전기적으로 주입된 전류에 의해 상태밀도반전(population inversion)이 일어나 레이저 동작을 하는 반도체 레이저 다이오드 칩을 이용하는 것이 바람직하다.
도 1은 통상의 1064nm 파장의 DFB-LD 또는 DBR-LD를 펌프 광원으로 사용하고 KTP 또는 LN 결정을 이용하여 파장 변환을 시키는 방법을 나타낸 개념도이다.
도 1에서 레이저 다이오드(Laser diode)(1)에서 방출된 빛은 시준 렌즈(Collimating lens)(2a)와 집속 렌즈(Focusing lens)(2b)를 통하여 파장 변환 매질(SHG (PPLN) crystal)(3)로 전송된다. 상기 PPLN은 Periodic Polding Lithium Niobate의 약자로 LN의 파장 변환 효율을 증가시킨 구조이다. 파장 변환에 사용되는 비선형 광학 매질은 비선형 광학 매질로 진입하는 모든 파장의 빛을 동시에 효과적으로 파장 배증시키는 것이 아니라, 결정 자신의 파장 변환 위상과 일치하는 파장의 빛을 효과적으로 파장 변환시키게 된다. 그러므로 파장 변환용의 펌프 레이저 다이오드로는 단일 파장의 특성을 가지는 DFB-LD 또는 DBR-LD가 적절하다. 그러나 고출력의 DFB-LD 또는 DBR-LD는 제작이 매우 어려워 펌프 레이저 다이오드 칩의 가격이 매우 높아지는 문제가 있다.
한편, 반도체 레이저 다이오드 칩은 전기를 빛으로 만들어주는 이득 매질에 빛의 방향성을 결정하여 주도록 설정되는 광도파로와, 빛을 궤환(feedback) 시킬 수 있는 반사거울의 조합으로 이루어진다. 가장 간단한 반도체 레이저 다이오드 칩은 Fabry-Perot(FP)형의 레이저 다이오드로써 이득 매질의 양 끝단이 반사거울로 작용하는 구조가 된다. 빛이 반사하여 공진되는 부분을 공진기라 하는데, 통상의 반도체 레이저 다이오드 칩은 반도체 레이저 다이오드 칩의 양 단면 사이에서 빛이 공진하므로 이 양단면이 공진기를 형성하게 된다. 이러한 Fabry-Perot형 레이저 다이오드에서 레이저 발진하는 빛의 파장은 레이저 다이오드 칩의 양 끝단을 빛이 왕복할 때 빛의 위상이 2π(360°) 바뀌는 조건인 Bragg law를 만족하는 빛 중에서 레이저 다이오드의 이득 분포 내에 있는 파장들로 구성된다. 통상적으로 반도체 레이저 다이오드 칩의 길이가 300um 정도일 때 Bragg law에 의한 허용 파장들의 간격은 대략 0.8nm에 해당한다. 그러므로 1064nm 대역의 펌프용 레이저 다이오드 칩을 기준으로 할 때 Fabry-Perot 발진 모드는 파장 간격이 0.8nm인 수많은 모드들이 허용된다. 이러한 허용모드 중에서 반도체 이득 매질의 이득 특성과 일치하는 파장의 빛들이 실질적으로 Fabry-Perot형의 발진모드로 발진하게 된다. 통상적으로 Fabry-Perot형 레이저 다이오드 칩에서는 파장 간격이 0.8nm 정도인 10~ 20개 정도의 각기 다른 파장 모드가 발진한다.
단일파장의 펌프용 레이저 다이오드 칩을 만드는 여러 가지 방법 중의 하나로 반도체 레이저 다이오드의 이득 매질 안에 굴절률이 매우 짧은 거리(예를 들어 대략 200nm 주기)에서 변화하는 격자를 삽입하는 방법이 사용되었다. 이러한 반도체 레이저 다이오드 중 한 예가 상기 분포 궤환형 레이저 다이오드(distributed feedback laser diode ;DFB-LD)이다. 이 DFB-LD에서 허용되는 파장 모드는 격자 주기에 해당하는 Bragg law를 만족하여야 하는데 격자 주기가 매우 짧으므로 격자 주기에 대한 Bragg law를 만족하는 파장의 간격은 1000nm로 매우 커져 실질적으로 하나의 모드만이 허용되게 된다. DBR-LD는 DFB-LD와 같은 원리를 사용하나 레이저 다이오드 칩 내에서 이득이 없는 지점에 격자를 형성하는 방법을 채택한다. DFB-LD 또는 DBR-LD는 모두 펌프용 반도체 레이저 다이오드 칩 내부에서 단일 파장의 빛을 형성하는 것을 특징으로 한다. 그러나 DFB-LD 또는 DBR-LD는 제작이 매우 어렵고 수율이 낮아 FP-LD에 비해 가격이 수십 배에 이르는 고가의 제품이다. 통상적으로 통신용에 사용되는 저출력 레이저 다이오드의 경우 칩 길이가 300um 정도인 반면 LPD 등에 사용되는 DFB-LD 또는 DBR-LD는 수백 mW 이상의 고출력을 요구하고 있고 이에 따라 레이저 다이오드 칩의 길이가 수 mm 이상으로 길어진다. 레이저 다이오 드 칩의 생산 수율 등의 문제로 인해 DFB-LD 또는 DBR-LD 등의 레이저 다이오드 칩은 칩의 길이에 따라 가격이 기하급수적으로 증가하는 문제가 발생한다. 그러므로 저가의 FP-LD를 이용하여 단일 모드 발진이 일어나게 하는 특별한 방법이 요구된다. 저가의 FP-LD의 최소한 한 단면의 반사율을 10-3 이하로 낮추게 되면 칩 양단면에서의 반사에 의한 FP 모드의 발진이 억제된다. 이러한 상황에서 반도체 레이저 다이오드 칩의 외부에서 반도체 레이저에서 넓은 파장 대역으로 방출되는 빛의 특정 파장을 선택하여 반도체 레이저 다이오드로 피드백시키면 반도체 레이저는 이 특정 파장에 파장 잠금된 빛을 유도 방출하게 된다. 이러한 기능을 가진 레이저를 외부 공진기형 레이저라 한다.
레이저 다이오드 칩의 양단면에서의 FP 모드 발진을 억제한 레이저 다이오드 칩을 이용하고, 레이저 다이오드 칩의 외부에서 특정 파장을 선택하여 레이저 다이오드 칩으로 되먹임시켜 특정 파장의 레이저 빛만 발진시키도록 하는 외부 공진기형 레이저는 레이저 다이오드 칩의 외부에서 특정 파장을 선택한 후 선택된 파장의 빛을 레이저 다이오드 칩으로 되먹임시킬 수 있는 필터가 필요하다. 이러한 특성을 갖는 파장 선택성 필터는 반사형과 투과형으로 제작될 수 있다.
파장 변환 레이저에 사용될 수 있는 외부 공진기 배치 구조는 기존 통상적인 외부 공진기 배치 구조를 채택할 수 있다. 도 2는 종래의 반사형 파장 선택 필터를 사용하는 외부 공진기형 레이저의 설치 개념도이다.
도 2에서 레이저 다이오드 칩(1)에서 넓은 각도로 방사되는 빛은 시준 렌 즈(2)를 통하여 평행광으로 만들어지고, 평행광으로 시준화 된 빛은 파장 선택 필터(3)의 금속-유전체 박막-금속의 에탈론 형태 필터에서 특정한 파장의 빛만 반사되고 나머지 빛은 파장 선택 필터(3)의 금속에 흡수되어 사라진다. 에탈론 형태의 파장 선택 필터(3)에 의해서 선택된 파장의 빛이 레이저 다이오드 칩(1)으로 궤환되기 위해서는 레이저 다이오드 칩(1)의 광축과 렌즈(2)의 광축, 그리고 파장 선택 필터(3)의 광축이 모두 일치하는 것이 매우 중요하다.
도 3은 이러한 레이저 다이오드 칩과 렌즈 및 파장 선택성 필터의 광축이 일치하지 않는 경우를 나타낸 일례이다.
도 3의 경우에서와 같이 시준 렌즈(2)의 광축이 레이저 다이오드 칩(1)의 광축과 일치하지 않을 경우 시준 렌즈(2)를 통과한 시준화 된 빛의 광축은 레이저 다이오드 칩(1)의 광축인 y축과는 다른 방향의 광축을 가지게 된다. 이때 파장 선택 필터(3)가 레이저 다이오드 칩(1)의 광축인 y축에 대해 수직인 평면일 경우 시준 렌즈(2)를 통과한 레이저 빛은 파장 선택 필터(3)에 입사한 빛의 방향과는 다른 각도로 빛을 반사하게 되어 파장 선택 필터(3)에 의해 선택된 빛이 레이저 다이오드 칩(1)으로 되먹임되지 못하는 일이 발생하게 되어 외부 공진기형 레이저로써 그 기능을 수행할 수 없게 된다.
이러한 문제를 해결하기 위해 통상적으로 렌즈는 x-z 평면에서 정밀하게 정렬되는 과정을 거친다. 이 과정에서 렌즈를 x-z 평면상에서 정렬하여 고정시키기 위해서는 렌즈 고정 부착용의 지지대가 필요하고 이 지지대에 접촉시킨 상태로 렌즈를 정렬한 후 지지대에 렌즈를 고정시키는 과정이 필요하다. 그러므로 렌즈를 지 지대에 고정하기 전까지 렌즈를 계속적으로 지지하고 있어야 하는 불편한 문제가 따르게 된다. 그러므로 통상적으로는 렌즈를 고정시키는데 소요되는 시간을 줄이기 위하여 금속에 렌즈를 부착한 후 렌즈를 포함하는 금속과 금속 재질의 지지대를 레이저 용접 등의 방법으로 고정시키는 방법을 사용하게 된다. 이러한 방법에서는 통상적으로 유리로 제작되는 렌즈를 금속 틀에 삽입 고정하는 별도의 공정이 필요하며 레이저 용접 등과 같이 고정 과정의 시간이 짧게 소요되는 특별한 고정 방법이 요구되기 때문에 그 제작 공정이 복잡한 문제점 있다.
도 4는 외부 공진기형 파장 변환 레이저에 채택될 수 있는 종래의 투과성 파장 선택 필터를 이용하여 외부 공진기형 레이저를 제작하는 일례를 나타내는 개념도이다.
도 4에서 파장 선택 필터는 에탈론 필터(3)로 이루어지는데, 에탈론 필터(3)는 에탈론 필터 자체의 공진기에 부합하는 특정한 파장의 빛만 필터를 투과시키고 나머지 파장의 빛은 반사시키는 특성을 가지게 된다. 레이저 다이오드 칩(1)에서 넓은 각도로 방사되는 레이저 빛은 시준 렌즈(2)에 의해 평행광으로 시준화된 후, 시준화된 빛은 에탈론 필터(3)의 선택 파장인 λ0의 빛만 에탈론 필터(3)를 투과하며 λ0를 제외한 나머지 빛(λ-λ0)은 광축에 대해 일정한 각도로 경사지게 배치된 에탈론 필터(3)에서 반사되어 다른 곳으로 보내지게 되어 레이저 다이오드 칩(1)으로 되먹임되지 못한다. 에탈론 필터(3)를 통과한 특정 파장은 일부 반사/일부 투과 의 특성을 가지는 부분 반사거울(4)에서 일부분이 반사되고 이 반사된 빛은 λ0의 파장을 가지는 빛이므로 에탈론 필터(3)를 역방향으로 투과하여 렌즈(2)에 도달한 후 렌즈(2)에서 집속되어 레이저 다이오드 칩(1)으로 궤환된다. 이러한 과정에서 렌즈(2)는 레이저 다이오드 칩(1)에서 발산된 빛이 부분 반사거울(4)에서 반사하여 다시 레이저 다이오드 칩(1)으로 되먹임될 수 있도록 x-z 평면에서 정밀하게 정렬된 후 고정되어야 한다. 도 4의 경우에도 렌즈(2)의 정렬 및 고정은 도 3의 경우와 같으므로 도 3이 갖고 있는 렌즈 정렬 및 고정의 문제점은 여전히 존재하게 된다.
도 3과 도 4의 반사형 또는 투과형 파장 선택 필터는 선택되는 파장이 파장 선택 필터의 에탈론 두께와 굴절률에 의해 결정된다. 적색, 청색, 녹색의 3원색을 이용하는 LPD에서 가장 효과적인 녹색 파장은 532nm±1nm 정도의 파장이다. 이러한 특성을 가지는 녹색의 레이저 빛을 주파수 배증의 방법으로 구현하기 위해서는 1064nm±2nm의 파장을 가지는 펌프 광원이 필요하다. 이를 위해서는 에탈론 필터의 두께를 0.2% 이내에서 조절하여야 하나 이는 매우 어려운 정밀도이다. 그러므로 에탈론 필터에서 선택되는 파장을 가변할 수 있도록 제작되는 파장 가변 필터를 사용하여 외부 공진기형 레이저를 제작한 후 에탈론 필터에서 선택되는 파장을 조절하여 원하는 파장의 펌프 레이저 빛을 얻는 방법이 적절하다.
이러한 투과형 또는 반사형으로 특정 파장만 투과 또는 반사시키는 파장 선택성 필터로써 선택되는 파장을 외부에서 조절할 수 있는 특성을 갖는 광학 필터를 파장 가변 필터라 부르기로 한다. 외부 공진기형 파장 변환 레이저에 종래의 파장 가변 필터들을 사용할 수가 있다. 종래의 파장 가변 필터의 일례를 예로 들면 도 4의 투과형 외부 공진기형 레이저에서 에탈론 필터에 의해 선택되는 파장은 필터에 입사하는 광축과 에탈론 필터 사이의 경사각에 의존하므로 기계적 방법으로 에탈론 필터의 경사각도를 조절하여 에탈론 필터에 의해 결정되는 파장을 가변하는 외부 공진기형 레이저가 제안되었다. 그러나 이러한 방법은 에탈론 필터의 경사각을 조절하는 기계적 구동 방법을 필요로 하므로 소형화하기 매우 어려우며 이동형 광원으로써는 기계적 안정성에 문제가 있는 방법이다.
통상적으로 도 1과 같이 외부 펌핑 광원을 비선형 광학 물질을 통과시켜 파장 변환을 시킬 때 펌프 광원은 비선형 광학 물질을 한번 통과하게 되며 비선형 광학 물질에서 파장 변환이 이루어지지 않은 펌프 광원은 비선형 광학 물질을 통과한후 다른 곳으로 산란되어 없어지게 되며 레이저 다이오드 쪽으로 되먹임되지 않는다. 그러므로 펌프 광원이 파장 변환되는 효율은 파장 변환 물질인 비선형 광학 물질의 길이에 비례하여 커진다. 이는 펌핑 광원이 파장 변환 매질을 한번 통과하면서 파장이 변환되어야 하기 때문에 파장 변환 매질의 길이가 파장 변환 효율을 결정하기 때문이다. 그러므로 충분한 파장 변환 효율을 얻기 위해서는 비선형 광학 물질의 길이가 길어져야 하는 문제가 생긴다. 또한 비선형 광학 물질의 파장 변환 효율은 입사하는 펌프 광원의 세기의 제곱에 비례한다. 그러므로 펌프 광원의 단위 면적당 광 세기를 증가시키기 위하여 비선형 광학 물질을 광도파로 형태로 제작하고 도 1에서와 같이 펌프 광원에서 발산되는 특성을 갖는 빛을 렌즈를 이용하여 집속하여 광도파로형의 비선형 광학 물질에 입사시킨다. 이러한 과정을 통하여서도 통상적으로 녹색 광원을 위한 비선형 광학 결정의 길이는 10mm 이상에 달하게 되어 파장 변환 레이저의 크기가 커지는 문제가 발생한다. 또한 효과적인 주파수 배증을 위한 비선형 광학 물질의 길이가 길어져야 하므로 제작 비용이 많이 소요되는 단점이 생기게 된다.
그러므로 종래의 도 1과 같은 구조의 파장 변환 레이저는 1)펌프 광원으로 고가의 DFB-LD 또는 DBR-LD를 사용하여야 하는 문제가 있으며, 2)펌프 광원이 파장 변환 매질을 한번 통과함으로써 파장 변환 과정이 끝나게 되므로 충분한 파장 변환 효율을 얻기 위해 파장 변환 매질을 광도파로형으로 제작하거나 파장 변환 매질의 길이가 길어져서 제작 비용이 증가하거나 파장 변환 레이저의 부피가 커지는 문제가 있으며, 3) 또한 y축 방향의 광축을 가지는 레이저 다이오드 칩에 대해 x-z 평면상에서 렌즈를 움직여 정밀 정렬과 렌즈의 고정을 하여야하므로 렌즈의 정렬과 고정의 전과정 동안 렌즈를 붙잡고 있어야 하므로 렌즈의 고정 방법이 제한되는 등의 문제가 있어 왔다.
본 발명은 이러한 종래의 파장 변환 레이저가 가지고 있는 제반 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로서, 본 발명의 목적은 고가의 DFB-LD 또는 DBR-LD 등의 펌프 광원을 대신할 수 있도록 저가형의 FP(Fabry-Perot)형 레이저 다이오드 칩을 이용한 외부 공진기형 레이저를 펌프 광원으로 사용하는 주파수 배증 방법의 파장 변환형 반도체 레이저를 제공하는 데 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 외부 공진기형 파장 변환 레이저를 구성할 때 펌프 광원과 파장 변환 매질을 포함하여 외부 공진기를 구성하도록 하여 파장 변환 매질의 통과 후에 파장 변환되지 않은 펌프 광원을 재사용하여 파장 변환 효율을 증대시킬 수 있도록 하는 파장 변환형 반도체 레이저를 제공하는 데 있다.
뿐만 아니라, 본 발명의 또 다른 목적은 펌프 광원의 광축과 파장 변환 매질의 광축 및 렌즈의 광축을 손쉽게 일치시킬 수 있도록 하며, 외부 공진기형 펌프 광원에서 파장 선택의 기능을 하는 파장 가변 필터로써 종래의 파장 선택 필터 또는 파장 가변 필터에 덧붙여서 용이하게 제작할 수 있는 파장 변환형 반도체 레이저를 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 파장 변환형 반도체 레이저는 전류 주입 방식에 의한 반도체 레이저를 펌핑 광원으로 하여 주파수 배증 방법을 통 하여 펌핑 광원의 파장의 절반에 해당하는 빛을 만드는 파장 변환 레이저 장치에 있어서, 상기 펌핑 광원은 반도체 레이저 다이오드 칩을 포함하는 외부 공진기형 반도체 레이저로 이루어지는데, 이 외부 공진기형 반도체 레이저에는 반도체 레이저 다이오드 칩에서 방출되는 레이저 빛 중 특정 파장의 빛을 선택하여 반도체 레이저 다이오드 칩으로 궤환시키는 파장 선택 필터, 또는 선택되는 파장을 조절하여 조절되어 선택된 반도체 레이저 다이오드 칩의 레이저 빛을 반도체 레이저 다이오드 칩으로 궤환시키는 파장 가변 필터를 포함하여 이루어진다.
또한, 상기 외부 공진기형 반도체 레이저의 외부 공진기는 입사되는 파장을 변환시키는 파장 변환 매질을 포함하여 이루어질 수도 있는데, 이 파장 변환 매질의 반도체 레이저 다이오드 칩을 향한 후면은 펌핑 광원에 대해 무반사 또는 저반사 코팅 처리되며 상기 파장 변환 매질의 전면은 펌핑 광원에 대해서 고반사 코팅 처리되는 것이 바람직하다.
한편, 상기 파장 변환 매질의 반도체 레이저 다이오드 칩을 향한 후면은 펌핑 광원을 주파수 배증한 빛에 대해 고반사 코팅 처리되며, 상기 파장 변환 매질의 전면은 펌핑 광원을 주파수 배증한 빛에 대해서 무반사 또는 저반사 코팅 처리될 수 있다.
상기 반도체 레이저 다이오드 칩의 일측면에는 반도체 레이저 다이오드 칩에서 발산되는 빛을 상향 방향으로 절환하는 경사거울이 더 설치될 수 있는데, 이 경사거울의 상부에는 렌즈와 파장 선택 또는 가변 필터가 배치되거나 렌즈와 파장 변환 매질이 배치될 수 있다.
상기 렌즈와 파장 선택 또는 가변 필터, 또는 렌즈와 파장 변환 매질은 일체로 구성될 수 있다.
본 발명에 따른 파장 변환형 반도체 레이저는 저가의 Fabry-Perot형 레이저 다이오드 칩을 이용하여 펌프 광원으로 사용함으로써 제작 비용이 적게 소요되며, 파장 변환 매질을 통과 후에 파장 변환되지 않은 펌프 광원을 재사용할 수 있도록 함으로써 파장 변환 효율을 증대시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 파장 변환형 반도체 레이저는 펌프 광원의 광축과 파장 변환 매질의 광축 및 렌즈의 광축을 손쉽게 일치시킬 수 있으며, 종래의 파장 선택 필터 또는 파장 가변 필터에 덧붙여서 파장 가변 필터를 제작할 수 있도록 함으로써 제작 과정이 용이하고 제작 비용이 적게 소요되는 효과가 있다.
본 발명에서는 저가형의 Fabry-Perot형 펌프 레이저 다이오드에 외부 공진기를 형성하여 단일 파장의 펌프 레이저 빛을 발생시키고 이를 파장 변환용 결정에 입사시켜 주파수 배증을 일으키게 하여 녹색 레이저 빛을 얻는 방법을 제시한다. 이러한 방법은 고가의 DFB-LD 또는 DBR-LD를 사용하지 않고 저가의 Fabry-Perot형 펌프 레이저 다이오드 칩을 사용함으로써 저가의 녹색 광원을 제작할 수 있도록 해준다.
또한, 본 발명에서는 파장 변환 레이저에 채택될 수 있는 종래의 외부 공진기 배치 구조에 덧붙여서 종래의 외부 공진기 배치 구조의 문제점을 해결하기 위해 시준 렌즈를 y 축 방향의 광축을 가지는 레이저 다이오드 칩에 대해 x-y평면상에서 렌즈를 바닥에 접촉시킨 상태로 정렬한 후 고정시킬 수 있는 방법을 제안한다. 따라서, 렌즈의 정렬 및 고정의 전과정 동안 렌즈를 지속적으로 붙잡고 있어야 하는 종래의 렌즈 정렬/고정 방법을 개선하고 또한 레이저 용접이 아닌 에폭시 등의 접착제를 이용하여 렌즈를 고정시킬 수 있어 렌즈를 금속 틀에 부착하지 않아도 렌즈를 정렬/고정시킬 수 있으며, 렌즈의 정렬이 끝난 후 렌즈의 고정까지 렌즈를 계속적으로 붙잡고 있지 않아도 렌즈의 정렬 상태가 흐트러지지 않음으로써 렌즈의 정렬과 고정을 별도로 진행할 수 있도록 하여 일괄적으로 렌즈를 고정시킬 수 있어 생산성을 높일수 있는 방법을 제시한다.
뿐만 아니라, 본 발명에서는 파장 가변 필터를 가지는 외부 공진기 구조를 채택한 파장 변환 레이저에서 채택할 수 있는 파장 가변 필터로 종래의 파장 가변 필터에 덧붙여서 선택되는 파장을 쉽게 조절할 수 있는 새로운 파장 가변 필터를 제시한다.
또한, 본 발명에서는 외부 공진기형 파장 변환 레이저에서 공진기의 구성을 펌프 레이저 다이오드와 파장 변환 매질을 포함하여 구성되게 함으로써 펌핑 광원이 파장 변환 매질을 한번 통과 한 후 파장 변환되지 않은 펌핑 광원이 재사용되지 않는 단점을 보완하는 구조를 제시한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
이하, 본 발명의 실시예를 설명하는데 있어 "파장 필터"는 파장 선택 필터와 파장 가변 필터를 통칭하는 의미로 사용된다. 또한, 본 발명의 실시예에서 제시하는 파장 필터 및 부품 정렬 배치 구조는 종래의 파장 필터 및 정렬 배치 구조의 적용을 배제하는 것이 아니라 이를 포함시켜 적용한다.
본 발명의 실시예에서 일부에서 펌프 광원으로 1064nm의 파장을 가지는 레이저 다이오드 칩을 이용하고 이를 주파수 배증 방법으로 녹색의 레이저 빛을 만드는 방법을 예로 들어 설명하겠지만, 본 발명의 여러 구성 요소들은 청색 또는 적색 등 어떠한 파장의 주파수 배증 방법에 의한 반도체 레이저에도 적용될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에서 명칭되는 각 구성 부품의 "전면"은 최종적으로 파장 변환된 변환 파장을 출력하여 활용하는 방향을 나타내고, "후면"은 전면의 반대 방향을 나타내는 의미로 사용된다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 외부 공진기를 이용한 파장 변환형 반도체 레이저의 설치 개념도이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 파장 변환형 반도체 레이저는 FP형의 레이저 다이오드 칩(10)의 전면(10a)에서 발산되는 펌프 레이저 빛이 시준 렌즈(20)에 의해 평행광으로 전환된 후 파장 필터(30)에서 특정 파장이 선택된 후 선택된 파장의 일부 레이저 빛이 반도체 레이저 다이오드 칩(10)으로 궤환되어 FP형 의 레이저 다이오드 칩(10)에서 방출되는 빛의 파장을 파장 필터(30)에 의해 선택된 파장으로 파장 잠금을 하게 된다. 레이저 다이오드 칩(10)에서 파장 잠금되어 방출되는 빛의 일부는 파장 필터(30)에서 레이저 다이오드 칩(10)으로 궤환되어 파장 잠금을 계속적으로 수행하며, 일부의 빛은 파장 필터(30)를 통과하여 파장 변환 매질(40) 쪽 렌즈(25)에 의해 집속되어 광도파로형의 파장 변환 매질(40)로 입사하여 파장 변환 매질(40)을 통과한다. 파장 변환 매질(40)을 통과하는 펌프 광원 빛의 일부는 파장 변환 매질(40)에 의해 주파수 배증되어 파장이 펌프 파장의 1/2인 파장(이하, "변환 파장"이라 명칭한다)으로 변환되어 파장 변환 매질(40)을 통과한 후 외부로 방출된다. 레이저 다이오드 칩(10)의 전면(10a)는 펌프 파장에 대해 무반사 또는 저반사 되어야 레이저 다이오드 칩(10)의 양단을 반사경으로하는 FP 모드의 발진을 억제 할 수 있다. 이를 위하여 레이저 다이오드 칩(10)의 전면(10a)은 5% 이하의 반사율을 가지는 것이 바람직하고 더욱 바람직하게는 1% 이하의 반사율을 가지는것이 바람직하다.
상기 파장 필터(30)는 파장 선택 필터 또는 파장 가변 필터로 이루어질 수 있는데, 이 파장 필터(30)로는 회절 격자형 파장 필터가 효과적으로 사용될 수 있다. 이러한 도 5의 구성에서 공진기는 레이저 다이오드 칩(10)과 파장 필터(30)를 포함하여 구성된다. 이러한 구성을 통하여 파장 변환 방식의 반도체 레이저에서 고가의 DFB-LD 또는 DBR-LD를 사용하지 않고 저가의 FP형 LD를 사용하여 효과적으로 파장 변환에 의한 반도체 레이저를 구현할 수 있게 된다.
본 발명의 실시예에서 파장 변환 매질(40)의 펌프 광 후면(40b)은 펌핑 광원 의 파장(1064nm)에 대해 무반사 또는 저반사 표면 처리되어 있어 펌핑 광원이 효과적으로 파장 변환 매질(40)로 입사할 수 있도록 한다. 상기 파장 변환 매질(40)의 광 출력면인 전면(40a)은 펌핑 파장(1064nm) 및 변환 파장(532nm)에 대해 모두 무반사 또는 저반사 표면 처리되어 있어 변환 파장이 효과적으로 파장 변환 매질(40)을 탈출할 수 있다. 이 경우 파장 변환되지 않고 파장 변환 매질(40)의 전면(40a)에 도달한 펌핑 광원은 파장 변환 매질(40)을 탈출하여 재사용되지 않으므로 파장 변환 효율이 떨어질 수 있다. 파장 변환 효율을 증대시키기 위해서는 파장 변환 매질(40)의 길이를 길게 하여 주는 방법이 가능한데 이는 파장 변환 반도체 레이저의 제작 단가와 부피를 증대시키는 단점이 있다.
도 6은 이러한 파장 변환 효율을 높이기 위한 파장 변환형 반도체 레이저의 실시예이다.
상기 도 5의 펌핑 파장이 파장 변환 매질(40)을 투과함으로써 발생하는 에너지의 손실은 도 6과 같이 파장 변환 매질(40)의 변환 파장 전면(40a)을 펌핑 파장에 대해 고반사 처리함으로써 해결할 수 있게 된다.
도 6에 도시된 바와 같이, 파장 필터(30)를 통과한 펌핑 파장은 펌핑 파장에 대해 무반사 표면처리되고 변환 파장에 대해 고반사 처리된 파장 변환 매질(40)의 후면(40b)을 통하여 광도파로 형태의 파장 변환 매질(40)로 입사한다. 파장 변환 매질(40)을 통과하는 펌핑 파장의 일부는 파장 변환되어 파장 변환 매질(40)의 전면(40a)을 통하여 반도체 레이저 외부로 방출된다. 파장 변환 매질(40)에서 파장 변환되지 않고 파장 변환 매질(40)의 전면(40a)에 도달한 펌핑 파장은 파장 변환 매질(40)의 전면(40a)이 펌핑 파장에 대해 고반사 표면 처리되어 있으므로 반사되어 다시 파장 변환 매질(40)의 후면(40b)쪽으로 되돌아간다. 이때 파장 변환 매질(40)의 후면(40b)으로 되돌아가는 펌핑 파장의 일부가 파장 변환되게 되며 파장 변환되지 않은 펌핑 파장은 파장 변환 매질(40)의 후면(40b)을 통하여 다시 파장 필터(30)로 되돌아간다. 파장 변환 매질(40)의 전면(40a)에서 후면(40b)으로 되돌아가는 펌핑 파장에 의해 생성된 변환 파장의 빛은 파장 변환 매질(40b)의 후면이 변환 파장에 대해 고반사 표면 처리되어 있으므로 파장 변환 매질(40)의 후면(40b)에서 반사되어 파장 변환 매질(40)의 전면(40a)으로 진행 한 후 레이저 외부로 송출된다. 파장 필터(30)에 도달한 파장 변환 매질(40)에서 되돌아 온 펌핑 파장의 일부는 파장 필터(30)를 통과하여 레이저 다이오드 칩(10)의 파장 잠금에 참여하고 일부는 파장 필터(30)에서 반사하여 다시 파장 변환 매질(40)로 진행하여 파장 변환에 참여하게 된다. 이러한 과정을 통하여 파장 변환 매질(40)에서 파장 변환되지 않은 펌핑 파장이 재사용되므로 파장 변환 매질(40)의 실질적 파장 변환 효율을 증대시킬 수 있고, 이에 따라 파장 변환 매질(40)의 길이를 짧게 하여도 충분한 파장 변환 효율을 얻을 수 있게 된다. 이러한 구조에서 펌핑 파장의 레이저 빛의 공진기는 반도체 레이저 다이오드 칩(10)과 파장 필터(30), 그리고 파장 변환 매질(40)을 포함하여 구성된다.
상기 도 5에서는 파장 필터(30)가 선택되는 파장에 대해 일부반사/일부투과의 특성을 가져야 하므로 이러한 특성에 적합한 파장 필터(30)는 회절 격자형 파장 필터이나, 도 6에서는 파장 변환 매질(40)의 전면(40a)이 공진기를 구성하므로 파장 필터(30)가 투과형으로 설정되어도 가능하다. 이러한 형태의 파장 필터로 에탈론 형태의 필터가 가능하다.
도 5와 도 6에서는 광도파로형의 파장 변환 매질(40)을 사용할 경우에 외부 공진기형의 파장 변환 반도체 레이저를 실시예로 설명하였다. 그러나 파장 변환 매질(40)이 광도파로형이어야 할 필요는 없으며 벌크(bulk)형 파장 변환 매질로 대체되어도 외부 공진기형의 파장 변환 반도체 레이저를 구성할 수 있다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따라 벌크형 파장 변환 매질이 적용된 외부 공진기를 이용한 파장 변환형 반도체 레이저의 설치 개념도로서, 반도체 레이저 다이오드 칩(10)과 파장 필터(30), 그리고 파장 변환 매질(40)을 포함하여 펌핑 광원에 대한 공진기를 구성하는 경우에 있어서 파장 변환 매질(40)이 벌크형 파장 변환 매질(45)인 경우를 나타낸다.
도 7에서 파장 필터(30)는 투과형으로 표현되어 있으나 이를 일부반사/일부투과형의 파장 필터로 대체하여도 무방하다. 레이저 다이오드 칩(10)에서 넓은 각도로 방출되는 빛은 시준 렌즈(20)에 의해 평행광으로 변환된다. 평행광으로 변환된 빛은 파장 필터(30)에 의해 특정 파장이 선택된다. 도 7에서 파장 필터(30)로 투과형을 예시하고 있으므로 이 파장 필터(30)를 투과한 선택된 펌핑 파장은 펌핑 파장에 무반사 표면 처리되어 있고, 변환 파장에 대해 고반사 표면 처리되어 있는 벌크형 파장 변환 매질(45)의 후면(45b)을 투과한 후 파장 변환 매질(45)에 의해 파장 변환되게 된다. 파장 변환되지 않은 펌핑 파장은 벌크형 파장 변환 매질(45)의 전면에서 반사되어 파장 필터(30)를 거쳐 레이저 다이오드 칩(10)으로 궤환되어 레이저 다이오드 칩(10)의 파장 잠금 기능을 수행하게 된다. 이 경우 시준 렌즈(20)에 의해 평행광으로 시준화된 펌핑 광원은 파장 변환 매질(45)의 전면에서 수직으로 반사되게 되므로 시준 렌즈(20)에 평행광으로 도달되게 되고 이 시준 렌즈(20)는 펌핑 파장을 집속시켜 레이저 다이오드 칩(10)의 전면(10a) 광도파로로 입사시키게 된다. 도 7의 경우에서 파장 변환 매질(45)은 광도파로형이 아닌 벌크형이므로 광도파로의 제작 필요성이 없어져서 파장 변환 매질(45)의 제작이 용이하게 된다. 또한 파장 변환 매질(45)에서 파장 변환되지 않은 펌핑 파장은 레이저 다이오드 칩(10)으로 되돌아가므로 에너지의 손실이 없어 파장 변환 효율을 극대화할 수 있게 된다. 또한, 도 7에서는 도 5와 도 6의 경우와 달리 렌즈(20)가 하나만 필요하므로 파장 변환 레이저의 제작이 용이하다. 상기 도 7의 설명에서 파장 필터(30)는 투과형을 예로 들었지만 일부반사/일부투과형의 파장 필터를 사용하여도 도 5의 설명에서와 같은 과정을 거쳐 외부 공진기를 이용한 파장 변환 레이저로 동작하게 될 수 있음은 당연하다.
도 8은 상기 도 7의 구조에서 파장 필터와 벌크형 파장 변환 매질이 일체형으로 제작된 일례를 나타낸 것으로, 이 경우 외부 공진기형 반도체 레이저의 공진기는 반도체 레이저 다이오드 칩(10)과 벌크형 파장 변환 매질(45)의 전면(45a) 사이에 형성된다. 이 경우 파장 필터(30)와 파장 변환 매질(45)이 일체화되어 있으므 로 외부 공진기의 공진기를 구성할 때 파장 필터(30)와 파장 변환 매질(45)이 분리되어 있을 때와는 달리 한 번의 광정렬로 공진기를 구성할 수 있게 된다.
도 5 내지 도 8에서는 파장 필터(30)로 벌크형의 파장 필터를 예시하고 있으나 이는 광도파로형으로 대치되어도 가능하다.
도 9는 상기 도 5의 구성에서 파장 필터가 광도파로형으로 대치되는 경우를 나타낸 일례로서, 이 경우에서 광도파로형 파장 필터(35) 양 옆에 설치되는 렌즈(20)(25)는 집속 렌즈형으로 대체되어야 한다. 광도파로형 파장 필터(35)의 대표적인 일례는 FBG(Fiber Bragg Grating)를 들 수 있는데, 이 광 도파로형의 파장 필터(35)는 도 5 내지 도 8의 어떠한 구성에서도 대치될 수 있다.
도 5 내지 도 9의 구성은 파장 필터(30)가 반도체 레이저 다이오드 칩(10)과 파장 변환 매질(40) 사이에 조립되는 경우의 예이다. 이와 달리 파장 필터(30)와 파장 변환 매질(40) 사이에 반도체 레이저 다이오드 칩(10)이 조립되는 것도 가능하다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따라 파장 필터와 파장 변환 매질 사이에 반도체 레이저 다이오드 칩이 배치되는 일례를 나타낸 것이다.
도 10에서 파장 변환 매질(40)은 광도파로형의 파장 변환 매질로 이루어지며, 레이저 다이오드 칩(10)의 후면(10b)은 펌핑 파장에 대해 무반사 표면 처리되어 있고 레이저 다이오드 칩(10)의 전면(10a)은 펌핑 파장에 대해 10% 이상의 반사율, 바람직하게는 30% 정도의 반사율을 갖도록 표면 처리되어 있다. 레이저 다이오 드 칩(10)의 후면(10b)에서 방출된 레이저 빛은 렌즈(20)에 의해 시준화 된 후 파장 필터(30)로 입사하여 파장 필터(30)에 의해 선택된 특정 파장의 빛만 레이저 다이오드 칩(10)으로 궤환된다. 이 경우 외부 공진기의 구성은 파장 필터(30)와 레이저 다이오드 칩(10)의 전면(10a)이 된다. 레이저 다이오드 칩(10)의 전면(10a)에서 방출된 펌핑 파장은 렌즈(25)에 의해 집속되어 파장 변환 매질(40)의 후면(40b)을 통하여 광도파로로 입사되는데, 파장 변환 매질(40b)의 후면(40b)은 펌핑 파장에 대해 무반사 표면 처리되어 있는 것이 바람직하다. 파장 변환 매질(40)을 통과하는 펌핑 파장은 파장 변환되어 파장 변환 매질(40)의 전면(40a)으로 방출되게 된다. 이러한 도 10의 구성은 본 발명의 주요 목적중 하나인 FP형 레이저 다이오드 칩(10)과 파장 필터(30)를 구비하는 외부 공진기를 이용하여 특정한 파장의 레이저 빛만 발진시키는 외부 공진기형 파장 변환 레이저의 펌핑 파장 레이저로 활용함으로써 고가의 DFB-LD 또는 DBR-LD를 사용하지 않아도 됨으로써 파장 변환 레이저의 제작 비용을 줄일 수 있는 효과가 있다. 또한 도 10의 경우는 도 5의 경우와 달리 파장 필터(30)가 레이저 다이오드 칩(10)의 후면(10b) 방향에 배치되므로 여러 가지 패키지에 적용할 경우 배치 구조 선택의 폭을 넓혀줄 수 있는 효과가 있다.
상기 도 10에서 레이저 공진기는 파장 필터(30)와 레이저 다이오드 칩(10)의 전면(10a)에서 구성되는데, 이러한 경우 레이저 다이오드 칩(10)의 전면(10a)에서 방출된 펌핑 파장은 다시 레이저 다이오드 칩(10)으로 궤환되지 못하여 재사용되지 못하는 비효율적인 문제점이 있다.
도 11은 이러한 도 10의 문제점을 해결하여 파장 변환 효율을 높이기 위한 파장 변환형 반도체 레이저의 일례이다.
도 11에서는 레이저 다이오드 칩(10)의 전면(10a)을 펌핑 파장에 대해 무반사 표면 처리하고 파장 변환 매질(40)의 전면(40a)을 펌핑 파장에 대해 고반사 표면 처리하여 파장 변환 매질(40)을 통과한 후에도 파장 변환되지 않은 펌핑 파장이 파장 변환 매질(40)의 전면(40a)에서 반사되어 레이저 다이오드 칩(10)으로 되먹임되어 재사용되게 된다. 이러한 경우에 있어서 외부 공진기는 파장 필터(30)와 반도체 레이저 다이오드 칩(10), 그리고 파장 변환 매질(40)의 전면(40a)을 포함하여 구성된다.
이러한 도 11의 구성으로 펌핑 파장은 공진기 내부에서 공진하여 재사용되게 되므로 궁극적으로 파장 변환 효율을 증대시킬 수 있게 된다. 공진기 내부에서 공진하는 펌핑 파장의 공진기에 파장 필터(30)가 포함되어 있으므로 특정 파장을 선택할 수 있게 된다. 파장 변환 매질(40)의 후면(40b)은 펌핑 파장에 대해 무반사 처리되고 동시에 변환 파장에 대해서는 고반사 표면 처리되는 것이 적절하며, 파장 변환 매질(40)의 전면(40a)은 펌핑 파장에 대해 고반사 표면처리 되고 변환 파장에 대해서는 무반사 표면 처리되는 것이 바람직하다.
도 10과 도 11에서는 광도파로형 파장 변환 매질(40)을 도시하고 있어 레이저 다이오드 칩(10)과 파장 변환 매질(40) 사이에 존재하는 렌즈(25)는 집속형 렌즈인 것을 특징으로 하나, 도 5 내지 도 8에서 설명한 바와 같이 도 10과 도 11의 파장 변환 매질(40)은 벌크형으로 대치될 수 있다.
도 12는 이러한 벌크형 파장 변환 매질이 적용된 파장 변환형 반도체 레이저 의 일례로서, 레이저 다이오드 칩(10)과 벌크형 파장 변환 매질(45) 사이에 설치되는 렌즈(25)는 시준 렌즈인 것이 바람직하다.
또한, 도 10 내지 도 12에서는 벌크형의 파장 필터(30)를 예시하고 있지만 이 경우에도 광도파로형의 파장 필터가 채택될 수 있음은 자명하다.
상기 도 5 내지 도 12에서는 파장 필터(30), 반도체 레이저 다이오드 칩(10) 그리고 파장 변환 매질(40)이 일직선 형태로 배치되어 광축이 모두 일직선상에 있는 경우를 실시예로 들어 설명하였다. 그러나 이러한 부품 배치는 도 3과 도 4에서 설명한 바와 같이 광축을 정밀하게 정렬시키기 위해 각 렌즈(20)(25)를 수직면상에서 위치 조절하여야 하는 불편한 문제점이 발생하게 된다.
도 13은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 경사거울을 통하여 수평으로 진행하는 광축을 수직으로 바꾸어주는 개념을 나타낸 것이다.
도 13에서 렌즈(20)는 반도체 레이저 다이오드 칩(10)이 배치되어 있는 평면과 평행한 평면에서 광 정렬될 수 있는데, 렌즈(20)를 적절한 방법으로 레이저 다이오드 칩(10)이 부착된 평면에 대해 평행한 평면의 높이로 유지시키게 되면 렌즈(20)의 정렬과 렌즈 고정의 과정을 통해 렌즈(20)를 지속적으로 붙잡고 있지 않아도 렌즈(20)의 위치 이동이 없게 된다. 그러므로 45°의 경사면이 형성된 경사거울(50)을 통하여 레이저 다이오드 칩(10)에서 방출되는 빛의 광축이 상부로 90도 절환되면 렌즈(20)의 정렬과 고정에 있어서 렌즈(20)를 지속적으로 붙잡고 있어야하는 불편한 문제점이 없어져 여러 개의 모듈에 대한 렌즈 정렬을 시행한 후 동시 에 렌즈 고정을 시킬 수 있게 되는 등 렌즈 정렬 및 고정이 효율적으로 진행될 수 있게 된다.
도 14a 내지 14c는 본 발명의 실시예에 따른 레이저 다이오드 칩의 상부에 렌즈를 고정 시킬수 있는 지지대가 부착된 렌즈 모듈의 사시도와 정면도 및 측면도를 나타낸 것이다.
도 14a 내지 14c에 도시된 바와 같이, 상기 렌즈 모듈(200)은 렌즈(20)가 레이저 다이오드 칩(10)이 놓여있는 기판과 일정 거리를 유지할 수 있도록 지지대(20a)와 일체로 제작된다. 상기 렌즈(20)는 양측이 지지대(20a)에 의해 지지되는데, 이 렌즈(20)는 지지대(20a)에 의해 공중에 부양된 형태로 제작되므로 렌즈(20)의 하부에 경사거울(50) 또는 레이저 다이오드 칩(10) 등이 배치될 수 있게 된다. 상기 렌즈 모듈(200)에서 렌즈(20)를 지지하는 지지대(20a)의 형태는 다른 형태로 변형될 수 있음은 자명하다.
도 15는 본 발명의 실시예에 따라 렌즈와 파장 필터가 일체로 제작되는 필터-렌즈 블록의 일례를 나타낸 것이다. 본 발명의 실시예에서는 파장 필터(30)와 렌즈(20)가 일체로 접합되는 경우를 예시하고 있지만 경사거울(50)에 의한 광축 절환이 렌즈(20)의 정렬과 고정에 미치는 개선 효과는 파장 필터(30)와 렌즈(20)를 일체형으로 접합하여 제작하는 여부에 관계없이 존재한다. 도 15의 경우에서는 평판형의 파장 필터(30)가 렌즈 모듈(200)의 상부에 일체로 부착되어 필터-렌즈 블록(300)이 제작되는 과정을 나타낸다.
도 16a 내지 16c는 본 발명의 실시예에 따라 렌즈와 파장 필터가 일체로 제작된 필터-렌즈 블록의 사시도와 정면도 및 측면도를 나타낸 것이다. 도 16a 내지 16c에 도시된 바와 같이, 평판형의 파장 필터(30)가 렌즈 모듈(200)의 지지대(20a) 상부에 결합되어 일체의 필터-렌즈 블록(300)을 형성하게 된다.
도 17은 본 발명의 실시예에 따라 필터-렌즈 블록이 레이저 다이오드 칩의 일측면에 부착된 경사거울의 상부에 배치되는 과정을 나타낸 개념도이다.
도 17에 도시된 바와 같이, 필터-렌즈 블록(300)에서 렌즈(20)는 지지대(20a)에 의해 공중에 부양된 형태로 제작되므로 지지대(20a) 사이의 렌즈(20) 하부에 경사거울(50) 및 레이저 다이오드 칩(10)이 배치될수 있다. 상기 경사거울(50) 및 레이저 다이오드 칩(10)은 평판형의 서브마운트(100) 상부에 설치된다.
도 18은 본 발명의 실시예에 따라 필터-렌즈 블록을 x-y 수평면상에서 움직여 렌즈의 광축과 레이저 다이오드 칩의 광축을 정렬하는 과정을 나타낸 개념도이다.
도 18에서 필터-렌즈 블록(300)이 지지대(20a)에 의해 자체적으로 지지되고 있으므로 필터-렌즈 블록(300)을 광정렬하는 도중과 필터-렌즈 블록(300)을 고정하는 과정에서 필터-렌즈 블록(300)을 지속적으로 붙잡고 있지 않아도 되므로 필터-렌즈 블록(300)을 용이하게 광정렬시키고 고정할 수 있게 된다. 그러므로 필터-렌즈 블록(300)을 광정렬하고 고정시키는 과정이 연속된 작업이 아닌 단절된 작업으로도 가능하게 되므로 여러 개의 필터-렌즈 블록(300)을 각각 광정렬시키고, 고정은 여러 개의 필터-렌즈 블록(300)을 동시에 고정시키는 등 작업성을 개선할 수 있 게 된다.
상기 필터-렌즈 블록(300)에서 렌즈(20)의 상부에 파장 선택성 필터 또는 파장 가변성 필터 등의 파장 필터(30)를 부착하는 예를 들었지만 필터-렌즈 블록(300)은 파장 필터(30) 대신 파장 변환 매질(40)로 응용이 가능하다. 파장 변환 매질(40)을 포함하는 공진기를 구성할 경우 파장 변환 매질(40)에 의해 반사되는 펌핑 파장이 정확하게 반도체 레이저 다이오드 칩(10)으로 궤환되어야 하므로 파장 변환 매질(40)과 레이저 다이오드 칩(10) 사이에도 광축을 일치시키기 위한 정밀 정렬 과정이 필요하며, 이런 정밀 정렬은 경사거울(50)을 이용하여 광축을 90도 절환하여 줌으로써 광정렬이 손쉽게 이루어질 수 있는 이점을 그대로 적용할 수 있게 된다.
도 19는 본 발명의 실시에에 따라 파장필터, 시준 렌즈, 레이저 다이오드 칩, 집속 렌즈, 도파로형 파장 변환 필터의 순서로 구성되는 외부 공진기형 펌핑 레이저를 이용한 파장변환 레이저에서 경사거울이 적용된 설치 일례를 나타낸 것이다.
상기 도 19에 도시된 파장 필터(30)는 반사형이어야 하는데, 시준 렌즈(20)와 파장 필터(30)는 경사거울(50)에 의해 광축의 방향이 절환되어 있으므로, 도 18에 도시된 바와 같이 수평 평면상에서 손쉽게 광정렬이 이루어지고 고정될 수 있게 된다. 도 19의 경우 외부 공진기는 파장 필터(30)와 렌즈(20) 및 경사거울(50) 그리고 레이저 다이오드 칩(10)의 전면(10a)을 포함하여 구성된다. 이 경우 반도체 레이저 다이오드 칩(10)의 후면(10b)은 무반사 표면 처리되고, 반도체 레이저 다이 오드 칩(10)의 전면(10a)은 10% 이상, 더 적절하게는 25% 이상의 반사율을 가지는 것이 적절하다.
상기 도 19의 실시예에서는 도파로형 파장 변환 매질(40)을 예로 들었지만 본 구성에서 파장 변환 매질(40) 쪽의 렌즈(25)가 집속형에서 시준화형으로 바뀌고 파장 변환 매질(40)이 벌크형으로 바뀌어도 본 발명의 주요한 기술 사상인 경사거울(50)을 이용하여 광정렬 및 고정이 손쉬워진 외부 공진기형 파장 변환 레이저의 본질은 유지된다. 또한, 벌크형 또는 광도파로형 파장 변환 매질(40)을 사용할 경우 파장 변환 매질(40)의 전면(40a)을 공진기로 포함시킬 수 있는데, 이때는 레이저 다이오드 칩(10)의 전면(10a) 및 후면(10b)이 모두 무반사 표면 처리되어야 한다.
도 20은 본 발명의 실시예에 따라 경사거울이 적용되고 벌크형 파장 변환 매질이 적용된 파장변환 반도체 레이저의 설치 일례를 나타낸 것이다. 도 20에 도시된 바와 같이, 파장변환 반도체 레이저는 파장 필터(30), 시준 렌즈(20), 경사거울(50), 반도체 레이저 다이오드 칩(10), 시준 렌즈(25) 그리고 벌크형 파장 변환 매질(45)로 구성되고, 이때 공진기는 파장 필터(30), 시준 렌즈(20), 경사거울(50), 반도체 레이저 다이오드 칩(10), 시준 렌즈(25) 그리고 파장변환 매질(45)을 포함하여 구성된다.
도 21은 본 발명의 실시예에 따라 벌크형 파장 변한 매질과 파장 필터가 일체형으로 구성된 파장변환 반도체 레이저의 설치 일례로서, 이 경우 공진기는 반도체 레이저 다이오드 칩(10)의 후면(10b)과 경사거울(50), 시준 렌즈(20) 및 파장 필터(30)와 파장 변환 매질(45)을 포함하여 구성된다.
도 22는 본 발명의 실시예에 따라 반도체 레이저 다이오드 칩(10)을 기준으로 파장 필터(30)와 파장 변환 매질(45)이 반대쪽에 배치되고, 파장 필터(30)를 위한 렌즈(20)와 파장 변환 매질용 렌즈(25)가 모두 경사거울(50)에 의해 광축이 절환된 광축과 광 정렬되는 과정을 나타낸다.
본 발명의 실시예에서 파장 필터(30)를 이루는 파장 가변 필터는 온도의 변화에 의한 열팽창의 변화에 따른 필터 두께의 변화를 이용하는 방법과 온도의 변화에 따른 굴절률 변화를 이용하는 방법과 액정(Liquid crystal)에 가해지는 전압에 따라 액정의 굴절률이 바뀌는 것을 이용하는 방법 등이 가능하다. 온도의 변화에 따른 필터 두께의 변화 또는 굴절률 변화를 이용하여 파장 가변 필터에서 선택되는 파장을 변화시킬 경우 파장 가변 필터의 온도를 측정하는 수단과 파장 가변 필터의 온도를 변화시킬 수 있는 장치가 더 추가되어야 하는 것은 당연하다.
또한, 파장 변환 매질(40)도 온도에 따라 주요하게 파장 변환되는 파장이 정해져 있으므로 파장 변환 매질(40)의 온도를 측정하는 장치와 파장 변환 매질(40)의 온도를 제어할 수 있는 수단이 더 구비될 수 있다.
뿐만 아니라, 본 발명의 실시예에서 상기 경사거울은 45°반사 경사면이 형성된 경사거울로 설명하였으나 이는 일부투과/일부반사의 빔 스플리터(beam splitter)로 이루어질 수 있는데, 이러한 변형 또한 본 발명의 기술사상에 포함됨은 당연하다.
도 1은 종래 DFB-LD 또는 DBR-LD를 펌프 광원으로 사용하고 KTP 또는 LN 결정을 이용하여 파장 변환을 시키는 방법을 나타낸 개념도,
도 2는 종래의 반사형 파장 선택 필터를 사용하는 외부 공진기형 레이저의 설치 개념도,
도 3은 종래 레이저 다이오드 칩과 렌즈 및 파장 선택성 필터의 광축이 일치하지 않는 경우를 나타낸 일례,
도 4는 종래 종래의 투과성 파장 선택 필터를 이용하여 외부 공진기형 레이저를 제작하는 일례를 나타내는 개념도,
도 5는 본 발명에 따른 외부 공진기를 이용한 파장 변환형 반도체 레이저의 설치 개념도,
도 6은 본 발명에 따른 파장 변환 효율을 높이기 위한 파장 변환형 반도체 레이저의 설치 개념도,
도 7은 본 발명에 따라 벌크형 파장 변환 매질이 적용된 외부 공진기를 이용한 파장 변환형 반도체 레이저의 설치 개념도,
도 8은 상기 도 7의 구조에서 파장 필터와 벌크형 파장 변환 매질이 일체형으로 제작된 일례,
도 9는 상기 도 5의 구성에서 파장 필터가 광도파로형으로 대치되는 경우를 나타낸 일례,
도 10은 본 발명에 따라 파장 필터와 파장 변환 매질 사이에 반도체 레이저 다이오드 칩이 배치되는 일례,
도 11은 본 발명에 따라 파장 변환 효율을 높이기 위한 파장 변환형 반도체 레이저의 일례,
도 12는 본 발명에 따른 벌크형 파장 변환 매질이 적용된 파장 변환형 반도체 레이저의 일례,
도 13은 본 발명에 따라 경사거울을 통하여 수평으로 진행하는 광축을 수직으로 바꾸어주는 것을 나타낸 개념도,
도 14a 내지 14c는 본 발명에 따른 레이저 다이오드 칩의 상부에 렌즈를 고정 시킬수 있는 지지대가 부착된 렌즈 모듈의 사시도와 정면도 및 측면도,
도 15는 본 발명에 따라 렌즈와 파장 필터가 일체로 제작되는 필터-렌즈 블록의 일례,
도 18은 본 발명에 따라 필터-렌즈 블록을 x-y 수평면상에서 움직여 렌즈의 광축과 레이저 다이오드 칩의 광축을 정렬하는 과정을 나타낸 개념도,
도 19는 본 발명에 따라 외부 공진기형 펌핑 레이저를 이용한 파장변환 레이저에서 경사거울이 적용된 설치 일례,
도 20은 본 발명에 따라 경사거울이 적용되고 벌크형 파장 변환 매질이 적용된 파장변환 반도체 레이저의 설치 일례,
도 21은 본 발명에 따라 벌크형 파장 변한 매질과 파장 필터가 일체형으로 구성된 파장변환 반도체 레이저의 설치 일례,
도 22는 본 발명에 따라 파장 변환 매질과 파장 필터가 모두 경사거울에 의 해 광축이 절환된 광축과 광 정렬되는 과정을 나타낸 일례이다.
※ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
10 : 반도체 레이저 다이오드 칩 20, 25 : 렌즈
30 : 파장 필터(파장 선택 필터. 파장 가변 필터)
40 : 파장 변환 매질 50 : 경사거울

Claims (20)

  1. 삭제
  2. 반도체 레이저를 펌핑 광원으로 하여 주파수 배증 방법을 통하여 펌핑 광원의 파장의 절반에 해당하는 빛을 만드는 파장 변환형 반도체 레이저에 있어서,
    상기 펌핑 광원은 전류 주입 방식에 의한 반도체 레이저 다이오드 칩(10)을 포함하는 외부 공진기형 반도체 레이저이고, 상기 외부 공진기형 반도체 레이저는 반도체 레이저 다이오드 칩(10)에서 방출되는 레이저 빛 중 특정 파장의 빛을 선택하여 반도체 레이저 다이오드 칩(10)으로 궤환시키고 일부의 레이저 빛은 통과시키는 파장 필터(30)와, 상기 파장 필터(30)를 통과하여 입사되는 레이저 빛의 파장을 변환시키는 파장 변환 매질(40)을 포함하여 이루어지되,
    상기 파장 변환 매질(40)의 반도체 레이저 다이오드 칩(10)을 향한 후면(40b)은 펌핑 광원에 대해 무반사 또는 저반사 코팅 처리되며, 상기 파장 변환 매질(40)의 전면(40a)은 펌핑 광원에 대해서 고반사 코팅 처리된 것을 특징으로 하는 파장 변환형 반도체 레이저.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 파장 필터(30)는 반도체 레이저 다이오드 칩(10)에서 방출되는 레이저 빛 중 특정 파장의 빛을 선택하거나 선택되는 레이저 빛의 파장을 조절 선택하여 반도체 레이저 다이오드 칩(10)으로 궤환시키는 파장 선택 또는 가변 필터인 것을 특징으로 하는 파장 변환형 반도체 레이저.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 제 2항에 있어서,
    상기 파장 변환 매질(40)의 반도체 레이저 다이오드 칩(10)을 향한 후면(40b)은 펌핑 광원을 주파수 배증한 빛에 대해 고반사 코팅 처리되며, 상기 파장 변환 매질(40)의 전면(40a)은 펌핑 광원을 주파수 배증한 빛에 대해서 무반사 또는 저반사 코팅 처리된 것을 특징으로 하는 파장 변환형 반도체 레이저.
  10. 제 2항 또는 제 3항에 있어서,
    상기 반도체 레이저 다이오드 칩(10)의 적어도 일측면에는 반도체 레이저 다이오드 칩(10)에서 발산되는 빛을 상향 방향으로 절환하는 경사거울(50)이 설치되고,
    상기 경사거울(50)의 상부에는 렌즈(20)와, 파장 필터(30) 또는 파장 변환 매질(40)이 배치되는 것을 특징으로 하는 파장 변환형 반도체 레이저..
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 삭제
  14. 제 10항에 있어서,
    상기 렌즈(20)와 파장 필터(30)는 일체로 구성되는 것을 특징으로 하는 파장 변환형 반도체 레이저.
  15. 제 2항 또는 제 3항에 있어서,
    상기 파장 필터(30)는 에탈론 필터나 회절 격자 무늬형 필터인 것을 특징으로 하는 파장 변환형 반도체 레이저.
  16. 삭제
  17. 제 3항에 있어서,
    상기 파장 가변 필터의 일측에는 파장 가변 필터의 온도를 측정하기 위한 온도 측정 장치와, 상기 파장 가변 필터의 온도를 변화시키기 위한 온도 조절 수단이 설치되는 것을 특징으로 하는 파장 변환형 반도체 레이저.
  18. 삭제
  19. 제 3항에 있어서,
    상기 파장 변환 매질(40)의 일측에는 파장 변환 매질(40)의 온도를 측정하기 위한 온도 측정 장치와, 상기 파장 변환 매질(40)의 온도를 변화시키기 위한 온도 조절 수단이 설치되는 것을 특징으로 하는 파장 변환형 반도체 레이저.
  20. 삭제
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11167089A (ja) 1997-12-04 1999-06-22 Furukawa Electric Co Ltd:The 光送信器とその製造方法
KR20050107439A (ko) * 2003-02-19 2005-11-11 피비씨 레이저스 리미티드 주파수 변환장치 및 변환방법
KR100816579B1 (ko) * 2005-03-29 2008-03-24 닛본 덴끼 가부시끼가이샤 가변파장 레이저
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