KR101382522B1

KR101382522B1 - tunable laser module

Info

Publication number: KR101382522B1
Application number: KR1020100088472A
Authority: KR
Inventors: 박미란; 권오균; 최병석; 오대곤
Original assignee: 한국전자통신연구원
Priority date: 2009-12-21
Filing date: 2010-09-09
Publication date: 2014-04-18
Also published as: KR20110073232A

Abstract

본 발명은 광대역 파장 가변과 초고속 고출력으로 동작하는 광신호를 출력하는 파장 가변 레이저 광원 모듈을 개시한다. 그 모듈은, 서로 다른 복수개의 발진 파장들을 갖는 광신호를 발진하는 레이저 어레이와, 상기 레이저 어레이의 온도를 변화시키는 온도 조절기와, 상기 레이저 어레이의 상기 온도 조절기에 대향되는 측부에서 상기 광신호를 변조 또는 증폭 출력하는 광 집적 소자를 포함한다. The present invention discloses a wavelength tunable laser light source module for outputting an optical signal operating at a wide range of wavelengths and at very high speed and high power. The module modulates the optical signal at a side opposite to the laser array for oscillating an optical signal having a plurality of different oscillation wavelengths, a temperature controller for changing the temperature of the laser array, and the temperature controller of the laser array. Or an optical integrated device for amplifying and outputting.

Description

Tunable laser light source module

본 발명은 파장 가변 레이저 광원 모듈에 관한 것으로, 보다 구체적으로 수직공진 표면방출 레이저(Vertical-Cavity Surface Emitting Laser: VCSEL) 어레이를 포함하는 파장 가변 레이저 광원 모듈에 관한 것이다. The present invention relates to a tunable laser light source module, and more particularly, to a tunable laser light source module including a vertical-cavity surface emitting laser (VCSEL) array.

최근 광통신에서는, 대용량의 정보처리와 통신 정보 처리량의 증가 속도로 인해 파장 분할 다중 방식(wavelength division multiplexing)과 같은 광 전송 방식이 사용되고 있으며 또한, 그 중요성이 증대되고 있다. 상기의 파장 분할 다중 방식에서, 대용량의 정보를 빠른 속도로 처리 하기 위하여 파장 가변 광원의 개발이 요구되고 있으며, 이러한 파장 가변 광원으로써 수직 공진 표면 방출 레이저 어레이를 사용 할 수 있다. 단일 파장 가변 수직공진 표면 방출 레이저 광원은 각기 다른 파장을 방사하는 여러 개의 수직 공진 표면 방출 레이저 어레이 광원을 대체하여 일정한 파장 간격을 갖는 여러 파장의 신호를 이용하여 많은 양의 정보를 고속으로 전달 처리하게 할 수 있으며, 또한, 전력 소모가 적어 최근 화두가 되고 있는 에너지 저감형 광통신 소자로 사용 될 수 있다.Background Art In recent years, optical transmission methods such as wavelength division multiplexing have been used due to the large-capacity information processing and increasing speed of communication information throughput, and the importance thereof has increased. In the wavelength division multiplexing, development of a tunable light source is required to process a large amount of information at high speed, and a vertical resonant surface emitting laser array may be used as the tunable light source. The single wavelength variable vertical resonant surface emitting laser light source replaces several vertical resonant surface emitting laser array light sources that emit different wavelengths, thereby delivering a large amount of information at high speeds using signals of various wavelengths with constant wavelength spacing. In addition, the low power consumption can be used as an energy-saving optical communication device that has become a hot topic in recent years.

종래의 단일 파장 가변 수직공진 표면방출 레이저 제조 방식은 온도 조절에 의해 파장을 가변 하는 방식과 공진 거리를 조절함으로써 파장을 변환 하는 방식 등이 있으며, 온도 조절에 의한 방식은 수직공진 표면 방출 레이저에 과도한 온도 변화가 가해지면 소자의 성능 저하의 원인이 되어 광원의 출력 저하 요인으로 작용하며, 넓은 범위에서의 파장 가변과 미세한 파장 가변 간격 특성을 동시에 갖는 저전력형의 10 Gbps 이상의 고출력 파장가변 레이저 광원을 구현하기 어렵다.Conventional single wavelength variable vertical resonance surface emitting laser manufacturing methods include a method of varying wavelengths by temperature control and a method of converting wavelengths by adjusting a resonance distance. When temperature change is applied, it causes the deterioration of the device, which acts as a factor of lowering the output of the light source, and implements a high power wavelength variable laser light source of 10 Gbps or more of low power type that has both a wide range of wavelengths and a fine wavelength variable interval characteristic. Difficult to do

본 발명이 이루고자 하는 일 기술적 과제는 넓은 파장 대역에서 균일하고 미세한 간격으로 연속적인 파장 가변성을 갖는 파장 가변 레이저 광원 모듈을 제공하는 데 있다.One object of the present invention is to provide a tunable laser light source module having continuous wavelength variability at uniform and fine intervals in a wide wavelength band.

또한, 본 발명의 다른 기술적 과제는 고속 변조 및 고출력의 광신호를 출력하는 파장 가변 레이저 광원 모듈을 제공하는 데 있다.In addition, another technical problem of the present invention is to provide a variable wavelength laser light source module for outputting a high-speed modulation and high power optical signal.

상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 파장 가변 레이저 광원 모듈은, 서로 다른 복수개의 발진 파장들을 갖는 광신호를 발진하는 수직공진 표면방출 레이저 어레이; 상기 수직공진 표면방출 레이저 어레이의 일측 측부에 배치되고 상기 수직공진 표면방출 레이저 어레이의 온도를 변화시켜 상기 광신호의 발진 파장을 연속적으로 가변하는 온도 조절기; 및 상기 온도 조절기에 대향되는 상기 수직공진 표면방출 레이저 어레이의 타측 측부에 분리되어 상기 수직공진 표면방출 레이저에서 어레이의 광신호를 수신하는 광 집적 소자를 포함하되,
상기 광 집적 소자는, 기판; 상기 기판 상에 단일집적되어 상기 수직공진 표면방출 레이저 어레이의 상기 일측에서 상기 타측까지의 방향과 동일한 방향으로 정렬된 복수개의 입력부들과, 상기 복수개의 입력부들을 통해 입력되는 상기 광신호를 출력하는 하나의 출력부로 이루어진 도파로를 포함하는 다중모드 간섭 커플러; 상기 다중모드 간섭 커플러로부터 이격되는 상기 기판에 단일 집적되고, 상기 광 신호를 증폭하는 광 증폭기; 및 상기 광 증폭기와 상기 다중모드 간섭 커플러 사이의 상기 기판에 단일 집적되고, 상기 광 신호를 변조하는 광 변조기를 포함하되,
상기 광 증폭기는, 상기 기판과, 상기 기판상의 도파로와, 상기 도파로 상의 클래드 층과, 상기 상부 클래드 층 상의 제 2 전극과, 상기 클래드 층 내에 배치되어 상기 도파로에 전류를 집중하는 전류 차단 층을 포함한다.In order to achieve the above technical problem, the tunable laser light source module of the present invention, the vertical resonance surface emission laser array for oscillating an optical signal having a plurality of different oscillation wavelengths; A temperature controller disposed at one side of the vertical resonance surface emitting laser array and continuously changing an oscillation wavelength of the optical signal by changing a temperature of the vertical resonance surface emitting laser array; And an optical integrated device separated from the other side of the vertical resonance surface emitting laser array opposite the temperature controller and receiving the optical signal of the array from the vertical resonance surface emitting laser,
The optical integrated device, a substrate; A plurality of input units integrated on the substrate and arranged in the same direction as the direction from the one side to the other side of the vertical resonance surface emitting laser array, and outputting the optical signal input through the plurality of input units A multimode interference coupler including a waveguide having one output portion; An optical amplifier integrated into the substrate spaced apart from the multimode interference coupler and amplifying the optical signal; And an optical modulator single integrated on the substrate between the optical amplifier and the multimode interference coupler and modulating the optical signal,
The optical amplifier includes the substrate, a waveguide on the substrate, a cladding layer on the waveguide, a second electrode on the upper cladding layer, and a current blocking layer disposed in the cladding layer to concentrate current in the waveguide. do.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 온도 조절기는 상기 수직공진 표면방출 레이저 어레이를 가열 또는 냉각하는 열전 소자를 포함할 수 있다. 상기 열전 소자는 열전기 냉각기를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 열전 냉각기는 10℃에서 80℃까지 10℃ 간격으로 상기 레이저 어레이를 가열 또는 냉각시킬 수 있다. 상기 레이저 어레이는 광대역 파장대에서 서로 다른 4개의 발진 파장을 생성하는 4개의 수직 공진 표면 방출 레이저들을 포함할 수 있다. 상기의 4개의 발진 파장의 간격은 수직 공진 표면 방출 레이저 어레이를 구성하는 각각의 레이저의 공진 길이를 다르게 조절하여 제작 할 수 있다. 따라서, 상기 레이저 어레이는 총온도의 변화에 따라 서로 다른 4개의 발진 파장은 각각 1nm 파장 간격으로 약 7nm 변화되기 때문에 4채널 수직 공진 표면 방출 레이저 어레이는 총32채널의 광신호를 생성시킬 수 있다. According to one embodiment of the invention, the temperature controller may comprise a thermoelectric element for heating or cooling the vertical resonance surface emitting laser array. The thermoelectric element may comprise a thermoelectric cooler. For example, the thermoelectric cooler may heat or cool the laser array at 10 ° C intervals from 10 ° C to 80 ° C. The laser array may include four vertical resonant surface emitting lasers that generate four different oscillation wavelengths in the broadband wavelength band. The interval of the four oscillation wavelengths can be produced by differently adjusting the resonance length of each laser constituting the vertical resonance surface emission laser array. Therefore, since the four different oscillation wavelengths vary by about 7 nm at 1 nm wavelength intervals, the four-channel vertical resonance surface emitting laser array can generate a total of 32 channels of optical signals.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 온도 조절기는 상기 열전 소자의 발열을 소산시키는 히트 싱크를 더 포함할 수 있다. 상기 히트 싱크는 열전 소자의 하부에 배치될 수 있다. According to another embodiment of the present invention, the temperature controller may further include a heat sink dissipating heat generated by the thermoelectric element. The heat sink may be disposed under the thermoelectric element.

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본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 광 변조기는,상기 기판과, 상기 기판 상의 도파로와, 상기 도파로 상의 클래드 층과, 상기 클래드 층 상의 제 1 전극을 포함할 수 있다. According to another embodiment of the present invention, the light modulator may include the substrate, a waveguide on the substrate, a cladding layer on the waveguide, and a first electrode on the cladding layer.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 광 변조기 및 상기 반도체 광 증폭기 모두 혹은 적어도 하나와, 상기 다중모드 간섭 커플러는 모노리딕 집적될 수 있다. 상기 광 집적 소자는 상기 다중모드 간섭 커플러, 상기 광 변조기, 및 상기 반도체 광 증폭기가 모노리딕 직접됨에 따라 고속 변조 및 고출력 증폭된 광신호를 출력할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, both or at least one of the optical modulator and the semiconductor optical amplifier, and the multimode interference coupler may be monolithic integrated. The optical integrated device may output a high speed modulated and high power amplified optical signal as the multimode interference coupler, the optical modulator, and the semiconductor optical amplifier are directly monolithic.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 수직공진 표면방출 레이저 어레이, 상기 온도 조절기, 및 상기 광 집적 소자들은 하이브리드 집적될 수 있다. 상기 레이저 어레이와 상기 온도 조절기는 접합되게 배치될 수 있다. 상기 레이저 어레이와 광 집적 소자들은 일정거리 내에서 이격되게 배치될 수 있다.According to another embodiment of the present invention, the vertical resonance surface emitting laser array, the temperature controller, and the optical integrated devices may be hybrid integrated. The laser array and the temperature controller may be arranged to be bonded. The laser array and the optical integrated devices may be spaced apart from each other within a certain distance.

상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예적 구성에 따르면, 온도 조절기에 집적된 레이저 어레이의 온도를 변화시켜 레이저 어레이에서 발진되는 파장을 균일하고 정밀한 간격으로 또한 연속적으로 가변할 수 있는 효과가 있다. As described above, according to the exemplary configuration of the present invention, there is an effect of changing the temperature of the laser array integrated in the temperature controller so that the wavelength oscillated in the laser array can be continuously and continuously varied at uniform and precise intervals.

또한, 모노리딕 집적된 다중모드 간섭 커플러, 광 변조기, 및 반도체 광 증폭기를 포함하는 광 집적 소자를 레이저 어레이에 하이브리드 집적하여 고속 변조 및 고출력의 광신호를 출력할 수 있는 효과가 있다.In addition, an optical integrated device including a monolithic integrated multi-mode interference coupler, an optical modulator, and a semiconductor optical amplifier may be hybridly integrated into a laser array to output a high speed modulation and high power optical signal.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 파장 가변 레이저 광원 모듈을 나타내는 사시도.
도 2는 도 1의 레이저 광원과 레이저 광원에서 발진되는 광신호의 파장 변화를 보다 구체적으로 보여주는 다이아 그램.
도 3은 온도 변화에 따른 수직 공진 표면 방출 레이저의 동작 공진파장의 이동을 나타낸 그래프.
도 4는 도 1의 광 집적 소자를 개략적으로 나타내는 평면도.1 is a perspective view showing a wavelength tunable laser light source module according to an embodiment of the present invention.
2 is a diagram showing in more detail the wavelength change of the optical signal oscillated by the laser light source and the laser light source of FIG.
Figure 3 is a graph showing the movement of the operating resonance wavelength of the vertical resonance surface emission laser with temperature changes.
4 is a plan view schematically illustrating the optical integrated device of FIG. 1;

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면들과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 여기서 설명되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예는 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전문에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The advantages and features of the present invention and the manner of achieving them will become apparent with reference to the embodiments described in detail below with reference to the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments described herein but may be embodied in different forms. Rather, the embodiments disclosed herein are provided so that the disclosure can be thorough and complete, and will fully convey the concept of the invention to those skilled in the art, and the invention is only defined by the scope of the claims. Like reference numerals refer to like elements throughout the specification.

본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 '포함한다(comprises)' 및/또는 '포함하는(comprising)'은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. 또한, 바람직한 실시예에 따른 것이기 때문에, 설명의 순서에 따라 제시되는 참조 부호는 그 순서에 반드시 한정되지는 않는다. The terminology used herein is for the purpose of illustrating embodiments and is not intended to be limiting of the present invention. In the present specification, the singular form includes plural forms unless otherwise specified in the specification. As used herein, the terms 'comprises' and / or 'comprising' mean that the stated element, step, operation and / or element does not imply the presence of one or more other elements, steps, operations and / Or additions. In addition, since they are in accordance with the preferred embodiment, the reference numerals presented in the order of description are not necessarily limited to the order.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 파장 가변 레이저 광원 모듈을 나타내는 사시도이다.1 is a perspective view showing a tunable laser light source module according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 파장 가변 레이저 광원 모듈은, 레이저 어레이(10)와, 상기 레이저 어레이(10) 상부 또는 하부에 배치된 온도 조절기(20), 및 광 집적 소자(80)를 포함할 수 있다. 레이저 어레이(10)는 광대역 파장대에서 서로 다른 복수개의 발진 파장들을 갖는 상기의 광신호를 생성 할 수 있다. 온도 조절기(20)는 레이저 어레이(10)의 온도를 변화시킬 수 있다. 레이저 어레이(10)는 온도 변화에 따라 어레이(10) 개수에 해당하는 복수개의 동작 공진파장들 사이의 파장대에서 정밀하고 균일한 간격으로 연속적으로 가변되는 파장을 발진할 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예에 따른 파장 가변 레이저 광원 모듈은 레이저 어레이(10)의 온도 변화에 따라 복수개의 공진파장이 정밀하고 균일한 파장 간격으로 가변되는 광신호를 생성할 수 있다. Referring to FIG. 1, the tunable laser light source module according to the embodiment of the present invention includes a laser array 10, a temperature controller 20 disposed above or below the laser array 10, and an optical integrated device ( 80). The laser array 10 may generate the optical signal having a plurality of oscillation wavelengths different from each other in the broadband wavelength band. The temperature controller 20 may change the temperature of the laser array 10. The laser array 10 may oscillate continuously varying wavelengths at precise and uniform intervals in a wavelength band between a plurality of operating resonance wavelengths corresponding to the number of the arrays 10 according to temperature changes. Accordingly, the wavelength tunable laser light source module according to the embodiment of the present invention may generate an optical signal in which a plurality of resonant wavelengths are changed at precise and uniform wavelength intervals according to the temperature change of the laser array 10.

광 집적 소자(80)는 레이저 어레이(10)에서 발진되는 레이저 광을 고속 변조 및 고출력으로 증폭시킨 광신호를 출력할 수 있다. 광 집적 소자(80)는 다중모드 간섭 커플러(40), 광 변조기(50), 및 반도체 광 증폭기(60)를 포함할 수 있다. 광 집적 소자(80)는 제 2 기판(82) 상에 모노리딕(monolithic) 집적될 수 있다. The optical integrated device 80 may output an optical signal obtained by amplifying the laser light oscillated by the laser array 10 with high speed modulation and high power. The optical integrated device 80 may include a multimode interference coupler 40, an optical modulator 50, and a semiconductor optical amplifier 60. The optical integrated device 80 may be monolithic integrated on the second substrate 82.

레이저 어레이(10)는 온도 조절기(20) 및 광 집적 소자(80)와 함께 하이브리드 집적될 수 있다. 온도 조절기(20)는 레이저 어레이(10)의 상부 또는 하부에 접촉되게 배치 될 수 있다. 온도 조절기(20)는 레이저 어레이(10)의 온도를 빠르게 조절할 수 있다. 레이저의 동작 공진파장은 30nm의 파장 대역내에서 0.8nm 파장 간격의 정밀하고 균일한 파장으로 가변될 수 있다. 반면, 광 집적 소자(80)는 레이저 어레이(10)의 상부 또는 하부에서 이격되게 배치될 수 있다. 광 집적 소자(80)는 레이저 어레이(10)에서 발진되는 광신호를 고속으로 변조하고, 고출력으로 증폭시킬 수 있다. 예를 들어, 광신호는 광 집적 소자(80)에서 약 10Gbps 이상으로 고속 변조되고, 약 3dBm 이상으로 증폭될 수 있다.The laser array 10 may be hybrid integrated with the temperature controller 20 and the optical integrated device 80. The temperature controller 20 may be disposed to contact the top or bottom of the laser array 10. The temperature controller 20 may quickly adjust the temperature of the laser array 10. The operating resonant wavelength of the laser can be varied to precise and uniform wavelengths of 0.8 nm wavelength intervals within a 30 nm wavelength band. On the other hand, the optical integrated device 80 may be spaced apart from the upper or lower portion of the laser array 10. The optical integrated device 80 may modulate the optical signal oscillated by the laser array 10 at high speed and amplify it with high power. For example, the optical signal may be high-speed modulated at about 10 Gbps or more and amplified at about 3 dBm or more in the optical integrated device 80.

도 2는 도 1의 레이저 광원(30)과 레이저 광원(30)에서 발진되는 광신호의 파장 변화를 보다 구체적으로 보여주는 다이아 그램으로서, 레이저 어레이(10)는 복수개의 수직공진 표면방출 레이저(11-1, 11-2, 11-3, 11-4)에서에서 발진되는 동작 공진파장(λ₁, λ₂, λ₃, λ₄)이 수직공진 표면방출 레이저 (11-1, 11-2, 11-3, 11-4) 의 온도 변화에 따라 일정한 파장 간격(ㅿλ)으로 연속적으로 가변될 수 있다. FIG. 2 is a diagram showing a change in wavelength of an optical signal oscillated by the laser light source 30 and the laser light source 30 of FIG. 1 in more detail. The laser array 10 includes a plurality of vertical resonance surface emitting lasers 11-11. The operating resonant wavelengths λ ₁ , λ ₂ , λ ₃ , and λ ₄ oscillating at 1, 11-2, 11-3, 11-4 are vertical resonance surface emitting lasers 11-1, 11-2, 11 -3, 11-4) can be continuously varied at a constant wavelength interval (ㅿ λ) in accordance with the temperature change.

여기서, 복수개의 수직공진 표면방출 레이저(11-1, 11-2, 11-3, 11-4)는 제 1 기판(2) 상에 형성되는 하부 거울층(4)과 상부 거울층(18) 사이의 공진 거리가 서로 다를 수 있다. 하부 거울층(4)과 상부 거울층(18)은 제 1 기판(2)의 격자 정합된 구조로 형성될 수 있다. 또한, 하부 거울층(4)과 상부 거울층(18) 각각은 굴절률이 다른 반도체 층들이 적층된 구조로 형성될 수 있다. 반도체 층들의 두께는 레이저 발진 파장의 절반에 대응될 수 있다. 제 1 기판(2)은 인듐인(InP), 갈륨아세나이드(GaAs), 갈륨나이트라이드(GaN) 등을 포함하는 화합물 반도체로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 제 1 기판(2)이 인듐인으로 선택되는 경우, 하부 거울층(4)과 상부 거울층(18)은 InAlAs/InAlGaAs로 이루어지거나 InAlGaAs/InP, 또는 InAlAs/InP로 이루어질 수 있다. 하부 거울층(4)은 약 99%의 반사율과 상부 거울층(18)은 약 93% 반사율을 갖도록 설계될 수 있다.Here, the plurality of vertical resonance surface emission lasers 11-1, 11-2, 11-3, 11-4 are formed on the first substrate 2 and the lower mirror layer 4 and the upper mirror layer 18. The resonance distance between them may be different. The lower mirror layer 4 and the upper mirror layer 18 may be formed in a lattice matched structure of the first substrate 2. In addition, each of the lower mirror layer 4 and the upper mirror layer 18 may have a structure in which semiconductor layers having different refractive indices are stacked. The thickness of the semiconductor layers may correspond to half of the laser oscillation wavelength. The first substrate 2 may be formed of a compound semiconductor including indium phosphorus (InP), gallium arsenide (GaAs), gallium nitride (GaN), or the like. For example, when the first substrate 2 is selected to be indium phosphorus, the lower mirror layer 4 and the upper mirror layer 18 may be made of InAlAs / InAlGaAs, InAlGaAs / InP, or InAlAs / InP. . Lower mirror layer 4 may be designed to have a reflectance of about 99% and upper mirror layer 18 to have a reflectance of about 93%.

수직공진 표면방출 레이저(11-1, 11-2, 11-3, 11-4)는 상부 거울층(18)과 하부 거울층(4) 사이에 형성된 제 1 전극 층(6)과, 활성 층(8)과, 제 2 전극 층(12, 16)을 포함할 수 있다. 활성 층(8)은 제 1 금속 전극(7)과 제 2 금속 전극(17)으로 인가되는 전류에 의해 레이저 동작을 위한 이득을 생성 하며, 제 1 기판(2) 및 하부 거울층(4)과 제 1 전극층(6)과 격자 정합된 InAlGaAs 다중양자우물 구조의 적층 구조로 이루어지는 반도체 층들을 포함할 수도 있다. The vertical resonant surface emitting lasers 11-1, 11-2, 11-3, 11-4 comprise a first electrode layer 6 formed between the upper mirror layer 18 and the lower mirror layer 4, and an active layer. (8) and second electrode layers 12, 16. The active layer 8 generates a gain for the laser operation by the current applied to the first metal electrode 7 and the second metal electrode 17, and with the first substrate 2 and the lower mirror layer 4. It may also include semiconductor layers made of a lamination structure of an InAlGaAs multi-quantum well structure lattice matched with the first electrode layer 6.

수직공진 표면방출 레이저(11-1, 11-2, 11-3, 11-4)는 제 2 전극 층(12, 16)사이에 형성된 공진거리 조절 층(14)을 더 포함할 수 있다. 공진거리 조절 층(14)은 제 1 활성 층(8)에서 생성된 광학이득을 특정 파장으로 발진하는 동작 공진 파장으로 공진(resonance)시킬 수 있다. 즉, 공진거리 조절 층(14)은 하부 거울층(4)과 상부 거울층(18) 사이의 공진거리를 조절할 수 있다. 제 1 활성층(8)에서 생성되는 광학이득은 공진거리에 대응되는 해당 파장에서 공진이 일어날 수 있다. 따라서, 공진거리 조절 층(14)은 그 두께에 따라 수직공진 표면방출 레이저(11-1, 11-2, 11-3, 11-4)에서 발진되는 광신호의 동작파장을 결정할 수 있다. 예를 들어, 공진거리 조절 층(14)은 거리에 따라 제1, 제2, 제3, 제4 발진 파장(λ₁, λ₂, λ₃, λ₄)의 동작파장을 공진시킬 수 있으며, 발진 파장(λ₁, λ₂, λ₃, λ₄)은 상온(23℃(300K))에서 수직공진 표면방출 레이저(11-1, 11-2, 11-3, 11-4)가 각각 발진하는 파장이다. 여기서, 제 4 발진 파장(λ₄)의 광신호를 생성하는 수직공진 표면방출 레이저(11-4)은 공진거리 조절 층(14)이 존재하지 않을 수도 있다. 공진거리 조절 층(14)은 미세한 두께를 갖는 InAlGaAs/InP의 적층 구조로 형성될 수 있다.The vertical resonance surface emission lasers 11-1, 11-2, 11-3, and 11-4 may further include a resonance distance adjusting layer 14 formed between the second electrode layers 12 and 16. The resonance distance adjusting layer 14 may resonate the optical gain generated in the first active layer 8 to an operating resonance wavelength that oscillates at a specific wavelength. That is, the resonance distance adjusting layer 14 may adjust the resonance distance between the lower mirror layer 4 and the upper mirror layer 18. The optical gain generated in the first active layer 8 may cause resonance at a corresponding wavelength corresponding to the resonance distance. Therefore, the resonance distance adjusting layer 14 can determine the operation wavelength of the optical signal oscillated by the vertical resonance surface emission lasers 11-1, 11-2, 11-3, 11-4 according to the thickness thereof. For example, the resonance distance adjusting layer 14 may resonate operating wavelengths of the first, second, third, and fourth oscillation wavelengths λ ₁ , λ ₂ , λ ₃ , and λ ₄ depending on the distance. The oscillation wavelengths λ ₁ , λ ₂ , λ ₃ , and λ ₄ are oscillated by the vertical resonance surface emitting lasers 11-1, 11-2, 11-3, 11-4 at room temperature (23 ° C (300K)). That is the wavelength. Here, in the vertical resonance surface emission laser 11-4 generating the optical signal having the fourth oscillation wavelength λ ₄ , the resonance distance adjusting layer 14 may not be present. The resonance distance adjusting layer 14 may be formed of a stacked structure of InAlGaAs / InP having a fine thickness.

도 3은 수직공진 표면방출 레이저(11-1, 11-2, 11-3, 11-4)온도가 변화됨에 따라 반도체 거울층인 상부 거울층(16) 또는 하부 거울층(4)의 중심파장(92, 102) 이 변화되는 것을 보여주고 있다. 여기서 제 1 그래프(90)는 제 1 온도에서 거울층 (4, 16)의 반사율을 나타내고, 제 2 그래프(100)은 제 1 온도보다 높은 제 2 온도에서 거울층 (4, 16)의 반사율을 나타낸다. 따라서, 온도가 변화됨으로써 거울층 (4, 16)의 굴절률이 변함에 따라 중심파장(92, 102)이 제 1 그래프는 에서 제 2 그래프로 이동될 수 있다. 따라서, 이러한 중심파장(92, 102)의 변화는 수직공진 표면방출 레이저(11-1, 11-2, 11-3, 11-4)의 공진파장의 변화에 영향을 주게 되며, 중심파장(92, 102)이 변화된 만큼 가변된 발진파장을 생성할 수 있다. 3 shows the center wavelength of the upper mirror layer 16 or the lower mirror layer 4 as the semiconductor mirror layer as the vertical resonance surface emission lasers 11-1, 11-2, 11-3, 11-4 change in temperature. (92, 102) shows a change. Here, the first graph 90 shows the reflectances of the mirror layers 4, 16 at a first temperature, and the second graph 100 shows the reflectances of the mirror layers 4, 16 at a second temperature higher than the first temperature. Indicates. Thus, as the temperature changes, the refractive index of the mirror layers 4 and 16 changes, so that the central wavelengths 92 and 102 can be moved from the first graph to the second graph. Therefore, the change in the center wavelengths 92 and 102 affects the change in the resonance wavelengths of the vertical resonance surface emission lasers 11-1, 11-2, 11-3, and 11-4, and the center wavelength 92 , 102 may generate an oscillation wavelength that is varied by the change.

발진 파장은 온도 변화량에 따라 가변 파장폭(ㅿλ)이 증감될 수 있다. 가변 파장폭(ㅿλ)의 가변 범위(tuning range)는 복수개의 발진 파장(λ₁, λ₂, λ₃, λ₄)들 사이에서 온도 변화량에 따라 조절 될 수 있다. 파장 가변폭(ㅿλ)은 반도체 물질의 온도 특성에 따라 달라질 수 있다. 예를 들어, 인듐인의 제 1 활성 층(8)을 갖는 수직공진 표면방출 레이저(11-1, 11-2, 11-3, 11-4)의 파장 가변 폭은 0.1nm/K가 될 수 있다. 수직공진 표면방출 레이저(11-1, 11-2, 11-3, 11-4)의 온도가 10K 변화되면 발진 파장은 약 1nm정도의 파장폭(ㅿλ)이 될 수 있다. The oscillation wavelength may increase or decrease the variable wavelength width λλ according to the temperature change amount. The tuning range of the variable wavelength width ㅿ λ may be adjusted according to the temperature change amount among the plurality of oscillation wavelengths λ ₁ , λ ₂ , λ ₃ , and λ ₄ . The variable wavelength width may vary depending on the temperature characteristics of the semiconductor material. For example, the wavelength variable width of the vertical resonance surface emission lasers 11-1, 11-2, 11-3, 11-4 having the first active layer 8 of indium phosphorus may be 0.1 nm / K. have. When the temperature of the vertical resonance surface emission lasers 11-1, 11-2, 11-3, 11-4 is changed by 10K, the oscillation wavelength may be about 1 nm in wavelength width (ㅿ λ).

수직공진 표면방출 레이저(11-1, 11-2, 11-3, 11-4)의 수는 발진 파장의 개수와 총 파장 가변 범위(λ₁+ㅿλ+λ₂+ㅿλ+λ₃+ㅿλ+λ₄+ㅿλ)에 의해 결정될 수 있다. 즉, 발진 파장의 개수는 수직공진 표면방출 레이저(11-1, 11-2, 11-3, 11-4)의 개수와 대응될 수 있다. 예를 들어 5nm 발진 파장 간격(λ₁-λ₂, λ₂-λ₃, λ₃-λ₄)의 4개의 수직공진 표면방출 레이저(11-1, 11-2, 11-3, 11-4)을 갖는 레이저 어레이(10)는 300K 에서 330K까지 10K 의 온도 변화(ㅿT) 로 총 30K정도의 온도 변화가 있을 경우, 각각의 수직공진 표면방출 레이저(11-1, 11-2, 11-3, 11-4)는 1nm 파장폭(ㅿλ) 간격으로 약 3회(n) 변화되기 때문에 각각 4개의 채널을 가지며 레이저 어레이(10) 총 16채널의 광 신호를 생성시킬 수 있다. The number of vertical resonance surface emitting lasers 11-1, 11-2, 11-3, 11-4 is the number of oscillation wavelengths and the total wavelength variable range (λ ₁ + 1λ + λ ₂ + ㅿ λ + λ ₃ + ㅿ λ + λ ₄ + ㅿ λ). That is, the number of oscillation wavelengths may correspond to the number of vertical resonance surface emission lasers 11-1, 11-2, 11-3, and 11-4. For example, 5nm oscillation wavelength interval of 4 _{_{_{(λ 1 -λ 2, λ 2}}} -λ 3, λ 3 -λ 4) of vertical cavity surface emitting laser (11-1, 11-2, 11-3, 11-4 Laser array 10 has a vertical change surface emission laser (11-1, 11-2, 11-) when there is a temperature change of about 30K in total with a temperature change of 10K from 300K to 330K. 3 and 11-4 are changed about three times (n) at intervals of 1 nm wavelength (ㅿ λ), each having four channels and generating a total of 16 channels of optical signals in the laser array 10.

따라서, 각각의 수직공진 표면방출 레이저(11-1, 11-2, 11-3, 11-4)는 온도 변화(ㅿT)에 따라 파장폭(ㅿλ)의 개수만큼의 채널을 갖는 광 신호를 생성할 수 있다. 이때, 복수개의 발진 파장들은 그들 사이에 복수개의 파장이 존재할 수 있도록 일정 간격이상으로 떨어진 파장들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 레이저 어레이(10)는 약 0℃(273K)에서 약 80℃(353K)까지 온도를 변화시킬 수 있다. 이때, 온도 조절기(20)에 의해 과도하게 높은 온도까지 레이저 어레이(10)가 가열되면, 레이저의 출력이 저하 될 수 있다.Therefore, each of the vertical resonance surface emitting lasers 11-1, 11-2, 11-3, 11-4 has an optical signal having a channel number of wavelength widths [lambda] in accordance with the temperature change [T]. Can be generated. In this case, the plurality of oscillation wavelengths may include wavelengths separated by a predetermined interval or more so that a plurality of wavelengths may exist between them. For example, laser array 10 may vary in temperature from about 0 ° C. (273K) to about 80 ° C. (353K). At this time, when the laser array 10 is heated to an excessively high temperature by the temperature controller 20, the output of the laser may be lowered.

온도 조절기(20)는 레이저 어레이(10)에서 생성되는 발진 파장을 가변시키는 파장 가변 제어기가 될 수 있다. 온도 조절기(20)는 열전 소자(themoelectric element, 22)를 포함할 수 있다. 열전 소자(22)는 레이저 어레이(10)의 온도를 승하강시킬 뿐만 아니라, 상기 레이저 어레이(10)의 온도를 감지할 수 있다. 열전 소자(22)는 레이저 어레이(10)를 가열 또는 냉각하는 펠티어(Peltier)소자와, 레이저 어레이(10)의 온도를 감지하는 열전쌍(thermoelectric couple) 또는 열전대(chermo couple)와 같은 열감지기를 포함할 수 있다. 펠티어 소자는 열전기 냉각기(thermoelectric chiller: TEC)를 포함할 수 있다. 펠티어 소자는 직류 전원의 전류가 제 1 및 제 2 열전 반도체 층(TEM)을 통과하면서 레이저 어레이(10)를 가열 또는 냉각시킬 수 있다. 이때, 히트 싱크(21)는 펠티어 소자의 발열을 제거할 수 있다.The temperature controller 20 may be a variable wavelength controller for varying the oscillation wavelength generated by the laser array 10. The temperature controller 20 may include a thermoelectric element 22. The thermoelectric element 22 may not only raise and lower the temperature of the laser array 10 but also sense the temperature of the laser array 10. The thermoelectric element 22 includes a Peltier element that heats or cools the laser array 10, and a thermal sensor such as a thermocouple or a thermocouple that senses the temperature of the laser array 10. can do. The Peltier device can include a thermoelectric chiller (TEC). The Peltier device may heat or cool the laser array 10 while a current of a DC power source passes through the first and second thermoelectric semiconductor layers TEM. In this case, the heat sink 21 may remove heat generated from the Peltier element.

따라서, 본 발명의 실시예에 따른 파장 가변 광원 모듈은 레이저 어레이(10)의 온도를 변화시키는 온도 조절기(20)를 이용하여 광 신호의 파장을 가변(tunable)할 수 있다.Accordingly, the wavelength tunable light source module according to the embodiment of the present invention may tunable the wavelength of the optical signal by using the temperature controller 20 which changes the temperature of the laser array 10.

도 4는 도 1의 광 집적 소자를 개략적으로 나타내는 평면도이다.4 is a plan view schematically illustrating the optical integrated device of FIG. 1.

도 1 및 도 4를 참조하면, 광 집적 소자(80)는 제 2 기판(82)과 클래딩 층(84) 사이에 모니리딕 집적된 다중모드 간섭 커플러(multi-mode interferometer, 40), 광 변조기(50), 반도체 광 증폭기(Semiconductor Optic Amplifier: SOA, 60)를 포함할 수 있다. 광 집적 소자(80)는 제 2 기판(82) 상의 단일 제 2 활성 층(86)을 공유하여 일체형으로 형성되거나, 복수개의 제 2 활성 층(86)들이 접합될 수 있다. Referring to FIGS. 1 and 4, the optical integrated device 80 includes a multi-mode interferometer 40, a light modulator (monitored) integrated between the second substrate 82 and the cladding layer 84. 50), and may include a semiconductor optic amplifier (SOA) 60. The optical integrated device 80 may be integrally formed by sharing a single second active layer 86 on the second substrate 82, or a plurality of second active layers 86 may be bonded.

다중모드 간섭 커플러(40)는 레이저 어레이(10)의 복수개의 수직공진 표면방출 레이저들(11-1, 11-2, 11-3, 11-4)에서 생성된 복수개의 광 신호들을 집중시켜 광 변조기(50), 반도체 광 증폭기(60), 또는 광 도파로 영역(70)으로 전달할 수 있다. 다중모드 간섭 커플러(40)는 클래드 층(84)에 커버되는 매립형으로 형성될 수 있다. 다중모드 간섭 커플러(40)는 입력부(42)와, 간섭부(44)와, 출력부(46)를 포함할 수 있다. 입력부(42)와 출력부(46)는 각각 간섭부(44)의 양측에 배치될 수 있다. 예를 들어, 다중모드 간섭 커플러(40)는 4개의 이상의 입력부들(42)과, 1개의 출력부(46)를 포함할 수 있다. 도시되지는 않았지만 입력부(42)와 출력부(46)는 간섭부(44)에 연결되는 부분에서 활성층의 선폭이 줄어드는 적어도 하나의 모드 조절기(mode adaptor)와 연결될 수도 있다. 입력부(42)는 레이저 어레이(10)의 수직공진 표면방출 레이저(11-1, 11-2, 11-3, 11-4)에 각기 연결될 수 있다. 간섭부(44)는 광 신호의 내부 전반사가 용이한 직사각형 모양으로 형성될 수 있다. 또한, 직사각형 모양의 간섭부(44) 모서리는 테이퍼될 수 있다. 간섭부(44)는 입력부(42)에서 공급되는 광 신호를 간섭시켜 출력부(46)로 전달시킬 수 있다. The multimode interference coupler 40 concentrates a plurality of optical signals generated by the plurality of vertical resonant surface emitting lasers 11-1, 11-2, 11-3, and 11-4 of the laser array 10. The modulator 50, the semiconductor optical amplifier 60, or the optical waveguide region 70. The multimode interference coupler 40 may be formed buried in the cladding layer 84. The multimode interference coupler 40 may include an input unit 42, an interference unit 44, and an output unit 46. The input unit 42 and the output unit 46 may be disposed at both sides of the interference unit 44, respectively. For example, the multimode interference coupler 40 may include four or more inputs 42 and one output 46. Although not shown, the input unit 42 and the output unit 46 may be connected to at least one mode adapter that reduces the line width of the active layer at a portion connected to the interference unit 44. The input unit 42 may be connected to the vertical resonance surface emission lasers 11-1, 11-2, 11-3, and 11-4 of the laser array 10, respectively. The interference part 44 may have a rectangular shape in which total internal reflection of the optical signal is easy. In addition, the corners of the rectangular interference portion 44 may be tapered. The interference unit 44 may interfere with the optical signal supplied from the input unit 42 and transmit the interference to the output unit 46.

광 변조기(50)는 디지털 신호 또는 아날로그 신호 등의 전기 신호를 광신호에 실을 수 있다. 광 변조기(50)는 EA(Electro-Absorption) 변조기를 포함할 수 있다. 예를 들어, 광 변조기(50)는 레이저 어레이(10)에서 생성된 광 신호를 약 10Gbps이상으로 고속 변조시킬 수 있다.The optical modulator 50 may load an electrical signal such as a digital signal or an analog signal to the optical signal. The optical modulator 50 may include an electro-absorption (EA) modulator. For example, the optical modulator 50 may high-speed modulate the optical signal generated by the laser array 10 to about 10 Gbps or more.

광 변조기(50)는 제 2 기판(82)과 제 1 전극(52) 사이에 인가되는 전기 신호에 의해 제 2 활성 층(86)으로 전달되는 광신호를 변조시킬 수 있다. 제 2 활성 층(86)은 클래드 층(84) 및 제 2 기판(82)에 비해 굴절률이 높게 형성될 수 있다. 제 1 전극(52)은 제 2 활성 층(86)보다 큰 선폭으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 제 2 활성 층(86)은 약 2.5㎛ 내지 약 3.0㎛정도의 선폭으로 형성될 수 있다. 제 2 활성 층(86)은 에너지 밴드 갭이 0.85eV(1.46㎛)정도의 진성 반도체 InGaAsP를 포함할 수 있다. 클래드 층(84)과 제 2 기판(82)은 n형 InP를 포함할 수 있다. The optical modulator 50 may modulate the optical signal transmitted to the second active layer 86 by an electrical signal applied between the second substrate 82 and the first electrode 52. The second active layer 86 may have a higher refractive index than the cladding layer 84 and the second substrate 82. The first electrode 52 may be formed to have a larger line width than the second active layer 86. For example, the second active layer 86 may be formed with a line width of about 2.5 μm to about 3.0 μm. The second active layer 86 may include an intrinsic semiconductor InGaAsP having an energy band gap of about 0.85 eV (1.46 μm). The cladding layer 84 and the second substrate 82 may include n-type InP.

광 변조기(50)는 제 2 기판(82)과 제 1 전극(52) 사이의 제 2 활성 층(86)의 물질에 따라 여러 종류의 구조로 형성될 수 있다. 반도체 광 증폭기(60)는 제 2 활성 층(86)의 측벽에 클래드 층(84)이 형성된 리지(ridge) 구조, 또는 상기 제 2 활성 층(86)이 대기 중에 노출되는 딥 리지(deep ridge) 구조로 형성될 수 있다. 여기서, 클래드 층(84)은 폴리 이미드 층으로 이루어질 수 있다. The light modulator 50 may be formed in various types of structures depending on the material of the second active layer 86 between the second substrate 82 and the first electrode 52. The semiconductor optical amplifier 60 has a ridge structure in which a cladding layer 84 is formed on a sidewall of the second active layer 86, or a deep ridge in which the second active layer 86 is exposed to the atmosphere. It may be formed into a structure. Here, the clad layer 84 may be made of a polyimide layer.

반도체 광 증폭기(60)는 다중모드 간섭 커플러(40)를 통해 인가되는 광 신호를 증폭시킬 수 있다. 반도체 광 증폭기(60)는 제 2 기판(82)과 제 2 전극(62) 사이의 제 2활성 층(86)에 수직으로 순방향 전류가 주입 될 수 있다. 또한, 반도체 광 증폭기(60)의 제 2 활성 층(86)은 제 2 기판(82)과 제 2 전극(62) 사이에 흐르는 전류의 크기에 비례하여 광 신호의 세기를 증폭시킬 수 있다. 제 2 전극(62)은 제 2 활성 층(86) 보다 큰 선폭으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 제 2 전극(62)은 Ti/Pt/Au로 형성된 도전성 금속을 포함할 수 있다. The semiconductor optical amplifier 60 may amplify an optical signal applied through the multimode interference coupler 40. The semiconductor optical amplifier 60 may be injected with a forward current perpendicular to the second active layer 86 between the second substrate 82 and the second electrode 62. In addition, the second active layer 86 of the semiconductor optical amplifier 60 may amplify the intensity of the optical signal in proportion to the magnitude of the current flowing between the second substrate 82 and the second electrode 62. The second electrode 62 may be formed to have a larger line width than the second active layer 86. For example, the second electrode 62 may include a conductive metal formed of Ti / Pt / Au.

제 2 활성 층(86) 측면에는 n형 InP로 이루어진 전류 차단 층(64)이 형성될 수 있다. 즉, 클래드 층(84)과 전류 차단 층(64)은 광 도파로 영역(70)으로 전류를 집중시키기 위해 pnp 구조로 형성될 있다. 도시되지는 않았지만, 제 2 기판(82)의 하부에는 도전성 금속으로 이루어진 접지전극이 형성될 수 있다. 따라서, 반도체 광 증폭기(60)는 제 2 기판(82)과 클래드 층(84) 사이에서 매립되어 존재하는 제 2 활성 층(86)의 측벽에 전류 차단 층(64)을 갖는 PBH(Planar Buried Hetrostructure) 구조 또는 BRS(Buried Ridge Structure) 구조로 형성될 수 있다. 광 도파로 영역(70)의 제 2 활성 층(86)에는 광섬유 또는 또 다른 광소자들이 접합될 수 있다. A current blocking layer 64 made of n-type InP may be formed on the side surface of the second active layer 86. That is, the cladding layer 84 and the current blocking layer 64 may be formed in a pnp structure to concentrate current in the optical waveguide region 70. Although not shown, a ground electrode made of a conductive metal may be formed under the second substrate 82. Accordingly, the semiconductor optical amplifier 60 has a Planar Buried Hetrostructure having a current blocking layer 64 on the sidewall of the second active layer 86 which is buried between the second substrate 82 and the clad layer 84. It may be formed of a structure or a BRS (Buried Ridge Structure) structure. An optical fiber or another optical device may be bonded to the second active layer 86 of the optical waveguide region 70.

결국, 본 발명의 실시예에 따른 파장 가변 레이저 광원 모듈은 레이저 어레이(10)의 온도를 변화시켜, 상기 레이저 어레이(10)에서 발진되는 광신호의 발진 파장을 가변시킬 수 있다. 또한, 레이저 어레이(10)에 연결되는 다중모드 간섭 커플러(40), 광 변조기(50), 및 반도체 광 증폭기(60)를 포함하는 광 집적 소자(80)를 통해 광신호를 고속으로 변조하고, 고출력으로 증폭할 수 있다. As a result, the wavelength tunable laser light source module according to the embodiment of the present invention may change the oscillation wavelength of the optical signal oscillated by the laser array 10 by changing the temperature of the laser array 10. In addition, the optical signal is modulated at high speed through an optical integrated device 80 including a multimode interference coupler 40, an optical modulator 50, and a semiconductor optical amplifier 60 connected to the laser array 10, Can be amplified at high power.

이상, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들에는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be practical exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, It will be understood. It is therefore to be understood that the above-described embodiments are illustrative and non-restrictive in every respect.

10 : 레이저 어레이
20 : 온도 조절기
40 : 다중모드 간섭 커플러
50 : 광 변조기
60 : 반도체 광 증폭기
70 : 광 도파로 영역
80 : 광 집적 소자10: laser array
20: thermostat
40: multimode interference coupler
50: light modulator
60: semiconductor optical amplifier
70: optical waveguide region
80: optical integrated device

Claims

A vertical resonance surface emitting laser array for oscillating an optical signal having a plurality of different oscillation wavelengths;
A temperature controller disposed at one side of the vertical resonance surface emitting laser array and continuously changing an oscillation wavelength of the optical signal by changing a temperature of the vertical resonance surface emitting laser array; And
And an optical integrated device which is separated from the other side of the vertical resonance surface emitting laser array opposite the temperature controller and receives the optical signal of the array from the vertical resonance surface emitting laser,
The optical integrated device,
Board;
A plurality of input units integrated on the substrate and arranged in the same direction as the direction from the one side to the other side of the vertical resonance surface emitting laser array, and outputting the optical signal input through the plurality of input units A multimode interference coupler including a waveguide having one output portion;
An optical amplifier integrated into the substrate spaced apart from the multimode interference coupler and amplifying the optical signal; And
An optical modulator integrated into said substrate between said optical amplifier and said multimode interference coupler and modulating said optical signal,
The optical amplifier,
A tunable laser light source including the substrate, a waveguide on the substrate, a cladding layer on the waveguide, a second electrode on the upper cladding layer, and a current blocking layer disposed in the cladding layer to concentrate current in the waveguide. module.

The method according to claim 1,
The temperature controller includes a thermoelectric element for heating or cooling the vertical resonance surface emission laser array.

3. The method of claim 2,
The thermoelectric element is a tunable laser light source module comprising a thermoelectric cooler.

3. The method of claim 2,
The temperature controller further comprises a heat sink for dissipating heat generated by the thermoelectric element.

delete

The method according to claim 1,
Wherein the optical modulator comprises:
And a substrate, a waveguide on the substrate, a cladding layer on the waveguide, and a second electrode on the cladding layer.

delete

The method of claim 1, wherein
And the vertical resonant surface emitting laser array, the temperature controller, and the optical integrated devices are hybrid integrated.