KR101208109B1 - 파장 가변 필터 및 이를 이용한 파장 가변 외부 공진 레이저 - Google Patents

파장 가변 필터 및 이를 이용한 파장 가변 외부 공진 레이저 Download PDF

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Abstract

본 발명은 투과되는 빛의 파장을 선택하는 파장 선택성 필터 중 선택되는 파장을 조절할 수 있는 파장 가변 필터와 이를 이용한 파장 가변 외부 공진 레이저에 대한 것이다.
본 발명의 파장 가변 필터는 외주연 및 외주연에 둘러싸인 중심부로 이루어지는 것으로, 상기 중심부는 미세 전자 기계 시스템(MEMS)의 구동부의 회전에 의하여 회전 가능한 미세 전자 기계 시스템(MEMS); 및 상기 중심부 표면에 결합되는 에탈론 필터; 로 이루어지되, 상기 중심부의 회전에 따라 에탈론 필터의 각도가 변화되어 반도체 레이저 다이오드 칩에서 방출되는 레이저 빛 중 특정 파장을 선택하여 반도체 레이저 다이오드 칩으로 궤환시키는 것을 특징으로 한다.
아울러 본 발명의 파장 가변 필터를 이용한 파장 가변 외부 공진 레이저는 반도체 레이저 다이오드를 포함하여 구성되는 외부 공진기형 레이저에 대한 것으로, 소정의 파장을 가지는 레이저 빛을 방출하는 반도체 레이저 다이오드 칩; 상기 반도체 레이저 다이오드 칩에서 방출된 레이저 빛을 일부는 반사시키고, 일부는 일정한 파장대로 필터링하는 본 발명의 파장 가변 필터; 및 상기 파장 가변 필터를 통과한 빛을 파장 가변 필터에 반사시키는 반사 거울; 을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면 미세 전자 기계 시스템(MEMS)에서 파장 선택성 필터로 회절 격자 대신 에탈론 필터를 선택하여 제작 비용이 상승하는 문제점을 해결할 수 있다.
아울러 실리콘 기반의 미세 전자 기계 시스템(MEMS)에서 GaAs 기판에 GaAs와 AlGaAs 박막을 적층시킨 얇은 두께의 에탈론 필터를 적용함으로써, 기판과 박막층과의 열팽창률 차이로 인한 기판 변형을 방지할 수 있다.

Description

파장 가변 필터 및 이를 이용한 파장 가변 외부 공진 레이저{WAVELENGTH TUNABLE FILTER AND WAVELENGTH TUNABLE EXTERNAL CAVITY LASER THEREOF}
본 발명은 투과되는 빛의 파장을 선택하는 파장 선택성 필터에서, 선택되는 파장을 조절할 수 있는 파장 가변 필터에 대한 것이다.
아울러 본 발명은 파장 가변 필터를 이용한 파장 가변 외부 공진 레이저에 대한 것이다.
레이저 다이오드는 전기 신호를 광신호로 바꾸어주는 소자로, 광통신에서는 반도체 소자 제조기법을 사용하는 레이저 다이오드가 발광소자로 사용되고 있다.
이러한 반도체 레이저 다이오드는 전기를 빛으로 만들어주는 이득 매질에 빛의 방향성을 결정하여 주는 광도파로가 설정되고, 빛을 피드백시키는 반사 거울이 조합되어 구성된다.
이중 가장 간단한 반도체 레이저 다이오드로 이득 매질의 양 끝단이 반사 거울로 작용하는 패브리-페롯(Fabry-Perot, FP)형 레이저 다이오드가 있다.
상기 FP형 레이저 다이오드는 반도체 레이저 다이오드 칩의 양 단면이 공진기를 형성하며, FP형 레이저 다이오드에서 발진하는 빛의 파장은 레이저 다이오드 칩의 양 끝단을 왕복할 때 빛의 위상이 2π 바뀌는 조건인 브래그 법칙(Bragg law)을 만족하는 빛 중에서 반도체 이득 매질의 이득 특성과 일치하는 파장이다.
최근에는 레이저 다이오드 칩의 적어도 하나의 단면을 5% 이하의 반사율로 구성하여, FP 모드 발진을 억제한 상황에서 레이저 다이오드 칩의 외부에서 특정하게 선택된 파장의 빛만 레이저 다이오드 칩으로 피드백시키는 외부 공진기형 레이저가 연구되고 있다.
이때, 외부에서 파장을 선택할 때 선택되는 파장을 조절할 수 있는 필터를 파장 가변 필터라고 하며, 파장 가변 필터를 이용하여 발진 파장을 레이저 다이오드 칩의 외부에서 선택된 파장으로 가변하여 발진시킬 수 있는 파장 가변 레이저라고 한다.
이러한 파장 가변형 단일 모드 광원을 제작하는 방법으로 외부 공진기형 파장 가변 레이저가 사용되고 있다.
도 1은 종래 폴리머 브래그 그레이팅(Polymer Bragg Grating, PBG)을 이용한 파장 가변 외부 공진 레이저에 대한 도면이다.
도 1에서 PBG는 열전소자(160) 위에 배치 가능하며, 레이저 빛의 파장은 PBG(10)의 굴절률과 PBG(10)의 열팽창 및 수축에 따른 격자 주기 변화에 의하여 결정된다. 따라서 선택 파장을 가변하기 위해서는 PBG(10)의 온도 변화가 필요하다.
그러나 PBG(10)는 온도 조절시 열의 생성과 방출을 위한 변화 속도가 느려 파장 변화 속도를 빨리 할 수 없으므로, 광통신의 광스위칭 등에 사용하기 어렵다.
또한, PBG(10)는 그레이팅 영역의 길이가 10㎜ 이상으로 길어, 통신용 광모듈의 기본 외장 케이스인 SFF(small form factor)나 SFP(small form factor pluggable) 등 표준화된 초소형 패키지에 실장하기 어렵다는 문제점이 있다.
다음으로, 도 2는 종래 표면에 격자 무늬가 있는 회절 격자(20)를 이용한 파장 가변 외부 공진 레이저에 대한 도면이다.
도 2에서 회절 격자(20)는 반사 각도가 동일한 서로 다른 두 방향으로 λ0 파장의 빛을 반사하는데, 이중 하나의 파장만이 레이저 다이오드 칩(200)으로 궤환된다. 따라서 레이저 다이오드 칩(200)으로 궤환되는 빛이 1/2 이하로 줄어들어 효율성이 떨어지는 단점이 있다.
상기 회절 격자(20)의 각도는 미세 전자 기계 시스템(micro electr-mechanical system, MEMS) 또는 모터 등으로 조절한다. 도 2에서 미세 전자 기계 시스템(MEMS)은 미도시되었다.
도 3은 도 2의 회절 격자(20)를 이용한 파장 가변 외부 공진 레이저에서 회절 격자(20)의 무늬와 회절 격자(20)의 회전에 따른 파장 방향과의 관계를 나타내기 위한 도면이다.
일반적으로 미세 전자 기계 시스템(MEMS)이나 모터가 이동할 때, 도 3의 (b)와 같이 격자 방향에 대해 수직인 방향 이외의 방향으로 격자가 회전하면, 레이저 다이오드 칩(200)에서 방출된 빛이 파장 선택과 관계없이 다른 방향으로 반사하게 되어 파장 가변의 특징을 나타내지 못한다.
그러므로 회절 격자(20)의 방향을 바꿀 때에는 도 3의 (a)와 같이 회절 격자(20)의 회전이 격자 방향에 대하여 수직인 평면상에서 이루어지도록 바람직하지 않은 비틀림을 제거하여야 한다. 그러나 파장 선택의 방법이 추가된 미세 전자 기계 시스템(MEMS)은 제작이 어렵고, 값이 비싼 단점이 있다.
파장 선택성 필터는 앞서 예시한 폴리머 브래그 그레이팅(PBG)이나 회절 격자(20)를 이용하는 방법 외에, 도 4에서와 같이 에탈론 필터를 이용하는 방법이 있다.
에탈론 필터는 어느 한 면이 일정한 반사 특성을 갖는 두 장의 유리를 일정 공간 이격되게 배치하거나, 투명한 기판(30)의 양 표면에 반사 거울(32)을 위치시켜, 특정 파장을 그대로 투과시키는 파장 선택성 필터이다.
여기에서 반사 거울(32)은 통상 굴절률이 높고 낮은 두 개의 유전체 물질을 교대로 증착하여 제작한다. 그런데 이중 최소한 한 종류의 유전체 박막은 기판(30)과 열팽창률이 다르기 때문에, 복수 층의 유전체 박막을 증착한 기판(30)은 열팽창률의 차이에 의한 스트레스가 가해진다.
따라서 스트레스에 의한 기판(30)의 변형을 방지하기 위하여 1㎜ 정도의 두꺼운 기판(30) 두께가 요구되나, 얇은 실리콘 막대의 비틀림으로 구동부의 움직임을 유발하는 미세 전자 기계 시스템(MEMS)에는 두꺼운 에탈론 필터를 부착하기가 적합하지 않다는 문제점이 있다.
상기한 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은 움직임이 가능한 미세 전자 기계 시스템(MEMS)에서 파장 선택성 필터로 회절 격자를 선택하여 제작 비용이 상승하는 문제점을 해결할 수 있는 미세 전자 기계 시스템(MEMS) 구조의 파장 가변 필터 및 이를 이용한 파장 가변 외부 공진 레이저를 제공하고자 한다.
아울러 본 발명은 종래 복수의 박막층을 적층하여 두께가 두꺼운 에탈론 필터를 실리콘 기반의 미세 전자 기계 시스템(MEMS)에 부착하기 어려운 문제점을 개선할 수 있는 미세 전자 기계 시스템(MEMS) 구조의 파장 가변 필터 및 이를 이용한 파장 가변 외부 공진 레이저를 제공하고자 한다.
본 발명은 외주연 및 외주연에 둘러싸인 중심부로 이루어지는 것으로, 상기 중심부는 미세 전자 기계 시스템(MEMS)의 구동부의 회전에 의하여 회전 가능한 미세 전자 기계 시스템(MEMS); 및 상기 중심부 표면에 결합되는 에탈론 필터; 로 이루어지되, 상기 중심부의 회전에 따라 에탈론 필터의 각도가 변화되어 반도체 레이저 다이오드 칩에서 방출되는 레이저 빛 중 특정 파장을 선택하여 반도체 레이저 다이오드 칩으로 궤환시키는 것을 특징으로 하는 파장 가변 필터를 제공한다.
상기 에탈론 필터는 상기 중심부의 외주연을 따라 부착 가능한 것으로, 상기 중심부는 상기 에탈론 필터가 결합되는 외주연을 제외하고 식각되는 것을 특징으로 한다.
아울러 상기 에탈론 필터는 GaAs 기판과 GaAs 기판의 상하면에 결합되는 반사 거울층으로 이루어지되, 상기 반사 거울층은 GaAs층과 AlGaAs층을 교대로 적층한 것을 특징으로 하며, 상기 중심부는 중심부의 상부와 하부에서 각각 대면하는 외주연과 중심부를 관통 연결하는 회전축을 기준으로 회전 가능한 것을 특징으로 한다. 이때, 상기 미세 전자 기계 시스템(MEMS)은 열전소자 위에 배치 가능하다.
또한, 본 발명은 반도체 레이저 다이오드를 포함하여 구성되는 외부 공진기형 레이저에 대한 것으로, 소정의 파장을 가지는 레이저 빛을 방출하는 반도체 레이저 다이오드 칩; 상기 반도체 레이저 다이오드 칩에서 방출된 레이저 빛을 일부는 반사시키고, 일부는 일정한 파장대로 필터링하는 본 발명의 파장 가변 필터; 및 상기 파장 가변 필터를 통과한 빛을 파장 가변 필터에 반사시키는 반사 거울; 을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 파장 가변 필터를 이용한 파장 가변 외부 공진 레이저를 제공한다.
상기 반도체 레이저 다이오드 칩과 파장 가변 필터 사이에는 반도체 레이저 다이오드에서 방출된 레이저 빛을 시준 하는 렌즈; 가 더 포함되는 것을 특징으로 한다.
아울러 상기 반도체 레이저 다이오드 칩의 입사면은 고반사 코팅 처리되며, 출사면은 무반사 또는 저반사 코팅 처리되는 것을 특징으로 하며, 상기 반도체 레이저 다이오드 칩, 렌즈, 파장 가변 필터 및 반사 거울은 열전소자 위에 배치 가능하다.
상기와 같은 본 발명에 따르면 미세 전자 기계 시스템(MEMS)에서 파장 선택성 필터로 회절 격자 대신 에탈론 필터를 선택하여 제작 비용이 상승하는 문제점을 해결할 수 있다.
아울러 본 발명은 실리콘 기반의 미세 전자 기계 시스템(MEMS)에 GaAs 기판에 GaAs와 AlGaAs 박막을 적층시킨 상대적으로 얇은 두께의 에탈론 필터를 적용함으로써, 기판과 에탈론 필터 간의 열팽창률 차이로 인한 기판 변형을 방지할 수 있다.
도 1은 종래 폴리머 브래그 그레이팅(PBG)을 이용한 파장 가변 외부 공진 레이저에 대한 도면이다.
도 2는 종래 표면에 격자 무늬가 있는 회절 격자를 이용한 파장 가변 외부 공진 레이저에 대한 도면이다.
도 3은 도 2의 회절 격자를 이용한 파장 가변 외부 공진 레이저에서 회절 격자 무늬와 회절 격자의 회전에 따른 파장 방향과의 관계를 나타내기 위한 도면이다.
도 4는 종래 파장 선택성 필터인 에탈론 필터의 단면도이다.
도 5 및 도 6은 각각 미세 전자 기계 시스템(MEMS)과 파장 가변 필터의 정면도이다.
도 7은 본 발명의 파장 가변 필터를 이용한 파장 가변 외부 공진 레이저에 대한 도면이다.
도 8은 본 발명의 파장 가변 필터에서 입사각과 출사각 간의 관계를 나타내는 단면도이다.
이하, 첨부한 도면 및 바람직한 실시예에 따라 본 발명을 상세히 설명한다.
도 5 및 도 6은 각각 미세 전자 기계 시스템(MEMS)(120)과 파장 가변 필터의 정면도이고, 도 7은 본 발명의 파장 가변 필터(100)를 이용한 파장 가변 외부 공진 레이저에 대한 도면이며, 도 8은 본 발명의 파장 가변 필터(100)에서 입사각과 출사각 간의 관계를 나타내는 단면도이다.
도 5 및 도 6에서 볼 수 있는 바와 같이, 본 발명의 파장 가변 필터(100)는 외주연(122) 및 외주연(122)에 둘러싸인 중심부(124)로 이루어지는 것으로, 상기 중심부(124)는 미세 전자 기계 시스템(MEMS)(120)의 구동부의 회전에 의하여 회전 가능한 미세 전자 기계 시스템(MEMS)(120); 및 상기 중심부(124) 표면에 결합되는 에탈론 필터(140); 로 이루어지되, 상기 중심부(124)의 회전에 따라 에탈론 필터(140)의 각도가 변화되어 반도체 레이저 다이오드 칩(200)에서 방출되는 레이저 빛 중 특정 파장을 선택하여 반도체 레이저 다이오드 칩(200)으로 궤환시키는 것을 특징으로 한다.
상기 미세 전자 기계 시스템(MEMS)(120)은 실리콘 소재로 구성 가능하다.
상기 에탈론 필터(140)는 GaAs 기판과 GaAs 기판의 상하면에 결합되는 반사 거울층으로 이루어지되, 상기 반사 거울층은 GaAs층과 AlGaAs층을 교대로 적층한 것을 특징으로 한다.
즉, 상기 에탈론 필터(140)는 GaAs(Gallium Arsenide) 반도체 층을 기반으로 하며, GaAs(Gallium Arsenide) 에피 성장층과 AlGaAs(Aluminium Gallium Arsenide) 에피 성장층을 굴절률이 상대적으로 높고 낮은 유전체 박막으로 하여 제작한다.
상기 AlGaAs는 에피 성장시 Al과 Ga의 조성 비율과 관계없이 GaAs와 격자 정합이 잘 이루어지며 열팽창률이 유사하다. 따라서 GaAs/AlGaAs 구조의 박막층을 GaAs에 에피 성장시킬 경우 열팽창률 차이 및 격자 상수 차이에 의한 스트레스가 적다.
나아가 GaAs와 AlGaAs층은 굴절률 차이가 상당하므로 GaAs 기판에 GaAs/AlGaAs 박막을 적층하여 이루어지는 에탈론 필터(140)는 실제 30~50㎛의 얇은 두께로 용이하게 제작 가능하다.
GaAs 기판에는 GaAs층과 AlGaAs층 중 어느 층이 접촉되어도 상관없다.
본 발명에서 상기 에탈론 필터(140)는 도 6에서와 같이 상기 중심부(124)의 외주연(122)을 따라 부착되는 것을 특징으로 한다.
그리고 상기 중심부(124)는 중심부(124)의 상부와 하부에서 각각 외주연(122)의 대면하는 부분과 중심부(124)를 관통 연결하는 회전축(126)을 기준으로 회전 가능한 것을 특징으로 한다.
따라서 중심부(124)에 부착된 에탈론 필터(140)는 미세 전자 기계 시스템(MEMS)(120)의 구동부의 회전에 의하여 상하 회전축(126)을 기준으로 회전하게 된다.
이때, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 중심부(124)는 상기 에탈론 필터(140)가 결합되는 외주연(122)을 제외하고 식각되어 제거될 수 있으므로, 에탈론 필터(140)를 투과한 빛은 미세 전자 기계 시스템(MEMS)(120)의 재질에 무관하게 진행한다.
상기 에탈론 필터(140)는 에폭시 등을 이용하여 미세 전자 기계 시스템(MEMS)(120)에 부착 가능하다.
한편, 본 발명에서 상기 미세 전자 기계 시스템(MEMS)(120)은 열전소자(160) 위에 배치되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 GaAs와 AlGaAs를 포함하여 구성되는 에탈론 필터(140)는 온도에 따라 파장 선택성이 변할 수 있으므로, 에탈론 필터(140)가 부착된 미세 전자 기계 시스템(MEMS)(120)을 열전소자(160) 위에 배치하여 에탈론 필터(140)의 온도를 일정하게 유지한다.
다음으로, 본 발명의 파장 가변 필터(100)를 이용한 파장 가변 외부 공진 레이저는 반도체 레이저 다이오드를 포함하여 구성되는 외부 공진기형 레이저에 대한 것으로, 소정의 파장을 가지는 레이저 빛을 방출하는 반도체 레이저 다이오드 칩(200); 상기 반도체 레이저 다이오드 칩(200)에서 방출된 레이저 빛을 일부는 반사시키고, 일부는 일정한 파장대로 필터링하는 본 발명의 파장 가변 필터(100); 및 상기 파장 가변 필터(100)를 통과한 빛을 파장 가변 필터(100)에 반사시키는 반사 거울(400); 을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
여기에서 상기 반도체 레이저 다이오드 칩(200)과 파장 가변 필터(100) 사이에는 반도체 레이저 다이오드에서 방출된 레이저 빛을 시준 하는 렌즈(300)가 더 포함될 수 있다.
도 7을 통하여 본 발명의 파장 가변 외부 공진 레이저를 설명하면 다음과 같다.
우선, 반도체 레이저 다이오드 칩(200)은 반도체 레이저 다이오드 칩(200)의 양 벽개면을 통하여 빛을 방출한다.
이때, 반도체 레이저 다이오드 칩(200)의 입사면은 고반사 코팅 처리되며, 출사면은 무반사 또는 저반사 코팅 처리되도록 구성 가능하다.
이에 대한 실시예로 반도체 레이저 다이오드 칩(200)의 출사면인 전면은 1% 이하의 반사율로 하고 후면은 30% 이상의 반사율이 되도록 표면 처리하면, 빛은 낮은 반사율을 가진 벽개면으로 인하여 반도체 레이저 다이오드 칩(200) 내부에서 공진하지 못한다.
따라서 무반사 또는 저반사 코팅 처리된 반도체 레이저 다이오드 칩(200)의 전면을 통하여 방출된 빛은 렌즈(300)에 의해 시준화 된 후, 미세 전자 기계 시스템(MEMS)(120)에 부착된 에탈론 필터(140)로 진입한다.
상기 에탈론 필터(140)로 진입하는 파장을 λ라 하면, 에탈론 필터(140)는 에탈론 필터(140)로 진입하는 빛 중에서 에탈론 필터(140)의 두께와 입사하는 빛의 입사각도에 따라 특정 파장 λ0를 투과시키고, λ-λ0에 해당하는 빛은 반사시킨다.
상기 에탈론 필터(140)의 반사면 광축이 에탈론 필터(140)로 입사하는 빛의 광축에 대하여 경사지도록 배치하면, 반사되는 λ-λ0의 파장은 반도체 레이저 다이오드 칩(200)이 아닌 방향으로 반사된다.
다음으로, 상기 에탈론 필터(140)를 투과하는 λ0는 에탈론 필터(140) 후면에 배치되는 반사 거울(400)에 의하여 반사된다. 이때, 반사 거울(400)의 반사면 광축이 입사하는 λ0의 광축과 일치할 경우, 반사 거울(400)에 입사하는 빛은 반사 거울(400)로 입사한 역경로를 따라 에탈론 필터(140)로 되돌아간다.
그리고 상기 에탈론 필터(140)는 이미 λ0 성분을 투과하는 특성이 있으므로 반사 거울(400)에서 반사된 빛은 에탈론 필터(140)와 렌즈(300)를 거쳐 반도체 레이저 다이오드 칩(200)으로 궤환된다.
따라서 반도체 레이저 다이오드 칩(200)으로 궤환되는 빛은 λ0의 파장을 갖는 빛이며, λ0의 파장으로 레이저가 파장 고정된 경우에는 레이저에서 발진하는 빛은 λ0의 파장이 되고, λ0 이외의 파장 성분에 대한 광세기는 매우 약해진다.
그러므로 반도체 레이저 다이오드 칩(200) 외부의 공진기에 배치되는 파장 가변 필터(100)를 통하여 낭비되는 에너지를 최소화할 수 있다.
한편, 본 발명의 파장 가변 필터(100)를 이용한 파장 가변 외부 공진 레이저에서 레이저 빛의 파장은 에탈론 필터(140)가 부착되어 있는 미세 전자 기계 시스템(MEMS)(120)의 구동 부위의 각도를 변경시켜 에탈론 필터(140)에 입사하는 빛의 입사각도를 변경함으로써 조절할 수 있다.
일반적으로 상기 에탈론 필터(140)는 도 8에서 볼 수 있는 바와 같이, 빛의 입사면과 출사면이 평행한 평판형으로 제작한다.
그리고 평판을 투과하는 빛은 입사각과 무관하게 입사각과 동일한 출사각을 갖는다.
따라서 상기 에탈론 필터(140)가 회전하더라도 에탈론 필터(140)를 투과한 빛의 진행 방향에는 영향을 미치지 못하며, 에탈론 필터(140)의 회전에 무관하게 반사 거울(400)에 수직으로 입사된다.
즉, 에탈론 필터(140)의 회전은 에탈론 필터(140)를 투과하는 파장을 변화시킬 뿐, 에탈론 필터(140)를 투과한 빛이 반사 거울(400)에서 반사되어 반도체 레이저 다이오드 칩(200)으로 궤환되는 것을 방해하지는 않는다.
상기 미세 전자 기계 시스템(MEMS)(120)에 부착되는 에탈론 필터(140)의 두께가 두꺼울 경우, 미세 전자 기계 시스템(MEMS)(120)의 회전 반응 속도가 느리거나, 미세 전자 기계 시스템(MEMS)(120)에 기계적인 무리를 가할 수 있다.
그러나 본 발명에서 에탈론 필터(140)는 얇은 두께로 제작되므로, 초소형의 미세 전자 기계 시스템(MEMS)(120)으로 파장 가변을 할 수 있다.
한편, 본 발명의 파장 가변 필터(100)를 이용한 파장 가변 외부 공진 레이저에서 반도체 레이저 다이오드 칩(200), 렌즈(300), 파장 가변 필터(100) 및 반사 거울(400)은 열전소자(160) 위에 배치 가능한 것을 특징으로 한다.
즉, 파장 가변 필터(100)와 마찬가지로 온도의 변화에 따라 반도체 레이저 다이오드 칩(200)의 발진 특성이 달라질 수 있으므로, 반도체 레이저 다이오드 칩(200), 렌즈(300), 파장 가변 필터(100) 및 반사 거울(400)은 모두 하나의 열전조사 위에 배치되는 것이 바람직하다.
본 발명은 상기에서 언급한 바와 같이 바람직한 실시예와 관련하여 설명되었으나, 본 발명의 요지를 벗어남이 없는 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서 본 발명의 청구범위는 이건 발명의 진정한 범위 내에 속하는 수정 및 변형을 포함한다.
10: 폴리머 브래그 그레이팅
20: 회절 격자
30: 기판
32: 반사 거울
100: 파장 가변 필터
120: 미세 전자 기계 시스템(MEMS)
122: 외주연
124: 중심부
126: 회전축
140: 에탈론 필터
160: 열전소자
200: 레이저 다이오드 칩
300: 렌즈
400: 반사 거울

Claims (10)

  1. 외주연(122) 및 외주연(122)에 둘러싸인 중심부(124)로 이루어지는 것으로, 상기 중심부(124)는 미세 전자 기계 시스템(MEMS)(120)의 구동부의 회전에 의하여 회전 가능한 미세 전자 기계 시스템(MEMS)(120); 및
    상기 중심부(124) 표면에 결합되는 에탈론 필터(140); 로 이루어지되,
    상기 중심부(124)의 회전에 따라 에탈론 필터(140)의 각도가 변화되어 반도체 레이저 다이오드 칩(200)에서 방출되는 레이저 빛 중 특정 파장을 선택하여 반도체 레이저 다이오드 칩(200)으로 궤환시키는 것을 특징으로 하는 파장 가변 필터.
  2. 제1항에서,
    상기 에탈론 필터(140)는 상기 중심부(124)의 외주연(122)을 따라 부착되는 것을 특징으로 하는 파장 가변 필터.
  3. 제2항에서,
    상기 중심부(124)는 상기 에탈론 필터(140)가 결합되는 외주연(122)을 제외하고 식각되는 것을 특징으로 하는 파장 가변 필터.
  4. 제1항에서,
    상기 에탈론 필터(140)는 GaAs 기판과 GaAs 기판의 상하면에 결합되는 반사 거울층으로 이루어지되, 상기 반사 거울층은 GaAs층과 AlGaAs층을 교대로 적층한 것을 특징으로 하는 파장 가변 필터.
  5. 제1항에서,
    상기 중심부(124)는 중심부(124)의 상부와 하부에서 각각 대면하는 외주연(122)과 중심부(124)를 관통 연결하는 회전축(126)을 기준으로 회전 가능한 것을 특징으로 하는 파장 가변 필터.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에서,
    상기 미세 전자 기계 시스템(MEMS)(120)은 열전소자(160) 위에 배치되는 것을 특징으로 하는 파장 가변 필터.
  7. 반도체 레이저 다이오드를 포함하여 구성되는 외부 공진기형 레이저에 대한 것으로,
    소정의 파장을 가지는 레이저 빛을 방출하는 반도체 레이저 다이오드 칩(200);
    상기 반도체 레이저 다이오드 칩(200)에서 방출된 레이저 빛을 일부는 반사시키고, 일부는 일정한 파장대로 필터링하는 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항의 파장 가변 필터(100); 및
    상기 파장 가변 필터(100)를 통과한 빛을 파장 가변 필터(100)에 반사시키는 반사 거울(400); 을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 파장 가변 필터를 이용한 파장 가변 외부 공진 레이저.
  8. 제7항에서,
    상기 반도체 레이저 다이오드 칩(200)과 파장 가변 필터(100) 사이에는 반도체 레이저 다이오드에서 방출된 레이저 빛을 시준 하는 렌즈(300); 가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 파장 가변 필터를 이용한 파장 가변 외부 공진 레이저.
  9. 제7항에서,
    반도체 레이저 다이오드 칩(200)의 입사면은 고반사 코팅 처리되며, 출사면은 무반사 또는 저반사 코팅 처리되는 것을 특징으로 하는 파장 가변 필터를 이용한 파장 가변 외부 공진 레이저.
  10. 제8항에서,
    상기 반도체 레이저 다이오드 칩(200), 렌즈(300), 파장 가변 필터(100) 및 반사 거울(400)은 열전소자(160) 위에 배치되는 것을 특징으로 하는 파장 가변 필터를 이용한 파장 가변 외부 공진 레이저.
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