KR101429208B1

KR101429208B1 - Optical device

Info

Publication number: KR101429208B1
Application number: KR1020110116973A
Authority: KR
Inventors: 김정수
Original assignee: 주식회사 포벨
Priority date: 2011-11-10
Filing date: 2011-11-10
Publication date: 2014-08-12
Also published as: KR20130051684A

Abstract

본 발명은 광소자에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 외부 환경에 무관하게 일정한 발진 파장을 가지는 레이저에 있어서, 레이저 다이오드 칩; 상기 레이저 다이오드 칩에서 발산된 빛을 레이저 다이오드 칩으로 궤환시키는 반사 거울; 상기 레이저 다이오드 칩과 반사거울 사이에 시준화 렌즈, 파장 선택성 필터 및, 위상보상자;를 더 포함하여 구성하고, 상기 시준화 렌즈는 레이저 다이오드 칩으로부터 발산된 빛을 시준화시키고, 상기 위상보상자는 외부 온도 변화에 따른 확장 공진기의 유효 광학적 길이 변화를 상쇄시키는 것을 특징으로 하는 광소자에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical element, and more particularly, to a laser having a constant oscillation wavelength irrespective of an external environment. A reflection mirror for feeding back the light emitted from the laser diode chip to the laser diode chip; A collimating lens, a wavelength selective filter, and a phase compensator between the laser diode chip and the reflective mirror, wherein the collimating lens collimates the light emitted from the laser diode chip, Thereby compensating for an effective optical length change of the expansion resonator according to an external temperature change.

Description

OPTICAL DEVICE

본 발명은 외부 환경 변화에 무관하게 일정한 파장의 레이저 빛을 내는 광소자에 관한 발명이다.The present invention relates to an optical element that emits laser light of a constant wavelength irrespective of external environmental changes.

최근에 스마트폰 등의 동영상 서비스를 비롯하여 통신 용량이 매우 큰 통신 서비스들이 개시되고 있다. 이에 따라 기존의 통신 용량을 대폭적으로 증가시킬 필요가 대두 되고 있으며, 이미 기존에 포설되어 있는 광섬유를 이용하여 통신 용량을 증대시키는 방법으로 DWDM(Dense Wavelength Division Multiplexing) 방식의 통신 방식을 채택하고 있다. DWDM은 파장이 서로 다른 레이저 빛들은 서로 간섭하지 않아 하나의 광섬유를 통하여 동시에 여러 가지 파장의 빛 신호를 전송하여도 신호간에 간섭이 없는 현상을 이용하여, 하나의 광섬유로 여러 파장의 빛을 동시에 전송하는 방식을 말한다. 근래 광통신에서 사용되는 DWDM 방법은 빛의 주파수 간격을 100GHz 또는 50GHZ 간격이 되게 적용하고 있으며, 이러한 주파수 간격은 1.55um 파장 대역에서 0.8nm 또는 0.4nm 정도의 파장 간격을 가진다. 이에 비해 광통신에 주로 사용되는 반도체 레이저 다이오드인 DFB-LD(Distributed Feedback Laser Diode)의 경우 반도체 레이저 다이오드 칩의 온도가 1℃ 정도 바뀔 때 반도체 레이저에서 발진하는 레이저 빛은 대략 0.1nm 정도 바뀌게 된다. 그러므로 일반적인 DFB-LD의 온도를 8℃(100GHz 간격)또는 4℃(50GHz 간격)정도 바꾸면 이 레이저에서 발진하는 파장이 DWDM의 다른 채널에 해당되어 통신의 혼신을 가져오게 된다.Recently, communication services having a very large communication capacity including a video service such as a smart phone have been started. Accordingly, there is a need to increase the existing communication capacity considerably. In addition, DWDM (Dense Wavelength Division Multiplexing) communication method is adopted as a method of increasing the communication capacity by using the existing optical fiber. In DWDM, laser beams with different wavelengths do not interfere with each other, so that even if a plurality of wavelengths of light are simultaneously transmitted through one optical fiber, there is no interference between the signals, and a plurality of wavelengths of light are simultaneously transmitted . Recently, the DWDM method used in optical communication uses a frequency interval of 100 GHz or 50 GHz spacing of light, and this frequency interval has a wavelength interval of 0.8 nm or 0.4 nm in a 1.55 nm wavelength band. In contrast, in the case of the DFB-LD (Distributed Feedback Laser Diode), which is a semiconductor laser diode mainly used for optical communication, when the temperature of the semiconductor laser diode chip is changed by about 1 ° C., the laser light oscillated from the semiconductor laser is changed by about 0.1 nm. Therefore, when the temperature of a general DFB-LD is changed by 8 ° C (100GHz interval) or 4 ° C (50GHz interval), the oscillation wavelength of this laser corresponds to another channel of the DWDM.

또한 기존의 반도체 레이저 다이오드 칩은 레이저 다이오드 칩을 구동하는 주입전류의 양에 따라 대략 5pm~10pm/℃ 정도로 파장이 바뀌게 되며 나아가 레이저 다이오드 칩의 자체 특성 변화에 의해서도 발진 파장이 달라지게 된다. 특히 50GHz 파장 간격 DWDM 방식에서는 파장 안정도가 50pm 정도를 요구하므로 기존의 DFB-LD의 온도만을 단순히 일정하게 유지하는 방법으로는 레이저의 파장을 일정하게 유지하기 어렵다. In addition, the wavelength of the conventional semiconductor laser diode chip is changed by about 5 pm to 10 pm / ° C. according to the amount of the injection current driving the laser diode chip, and the oscillation wavelength is also changed by the change of the self-characteristics of the laser diode chip. In particular, since the wavelength stability of about 50 pm is required in the 50 GHz wavelength spacing DWDM system, it is difficult to keep the laser wavelength constant by simply maintaining the temperature of the conventional DFB-LD constantly.

또한 기존에는 DFB-LD의 온도를 일정하게 유지하기 위하여 가열 및 냉각이 모두 가능한 열전소자 (Thermo electric cooler )를 사용하는데 이러한 열전소자는 외부 환경 온도가 일정하게 유지하고자 하는 레이저 다이오드 칩의 온도에 비해 높아 질 경우 소모 전력이 급격히 증가하며, 또한 열전소자 자체의 발열이 열전소자의 냉각 능력을 급격히 저해하는 요소가 된다.In order to keep the temperature of the DFB-LD constant, a thermo electric cooler which can be both heated and cooled is used. The temperature of the thermoelectric device is higher than the temperature of the laser diode chip, The power consumption increases sharply, and furthermore, the heat generation of the thermoelectric element itself becomes a factor that sharply impedes the cooling ability of the thermoelectric element.

본 발명은 상기 종래의 제반 문제점을 해소하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 열전소자 대신에 가열만이 가능한 히터(heater)를 사용하여, 열전소자에 사용되는 소모전력을 줄이면서도 레이저의 발진 파장이 안정된 광소자를 제작하는 데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in order to solve the above problems of the prior art, and an object of the present invention is to provide a microwave oven using a heater that can only be heated in place of a thermoelectric element, And to fabricate an optical device with stable wavelength.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에서는 빛을 발산하는 레이저 다이오드 칩; 상기 레이저 다이오드 칩에서 발산된 상기 빛을 상기 레이저 다이오드 칩으로 궤환시키는 부분 반사 거울; 상기 레이저 다이오드 칩과 상기 부분 반사 거울 사이에 위치하여 상기 레이저 다이오드 칩에서 발산된 상기 빛을 시준화하고, 시준화된 평행광을 출력하는 시준화 렌즈, 상기 시준화 렌즈와 상기 반사거울 사이에 위치하여 상기 시준화 렌즈에서 출력된 상기 시준화된 평행광으로부터 투과 파장 대역의 파장을 필터링하는 파장 선택성 필터, 상기 파장 선택성 필터의 온도를 외부의 온도에 무관하게 유지시키는 히터, 상기 파장 선택성 필터와 상기 반사거울 사이에 위치하여 상기 파장 선택성 필터를 통과한 빛을 전달받고, 상기 파장 선택성 필터를 통과한 빛의 위상을 조절하여 외부 온도 변화에 따른 확장 공진기의 유효 광학적 길이 변화를 상쇄시키는 위상보상자, 그리고 상기 레이저 다이오드 칩, 상기 위상 보상자, 상기 부분 반사 거울 및 상기 히터가 위치하는 기판을 포함하고,상기 기판은 상기 기판을 관통하는 관통공을 구비하고,상기 레이저 다이오드 칩, 상기 위상 보상자 및 상기 부분 반사 거울은 상기 기판 위에 위치하고, 상기 히터는 상기 관통공 내에 위치한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a laser diode chip for emitting light. A partial reflection mirror for feeding back the light emitted from the laser diode chip to the laser diode chip; A collimating lens positioned between the laser diode chip and the partial reflection mirror for collimating the light emitted from the laser diode chip and outputting collimated parallel light; a collimating lens positioned between the collimating lens and the reflection mirror A wavelength selective filter for filtering a wavelength of a transmission wavelength band from the collimated parallel light output from the collimating lens, a heater for maintaining the temperature of the wavelength selective filter irrespective of an external temperature, A phase compensator positioned between the reflective mirrors to receive light passing through the wavelength selective filter and to adjust a phase of light passing through the wavelength selective filter to cancel a change in effective optical length of the extended resonator according to an external temperature change, The laser diode chip, the phase compensator, the partial reflection mirror, Wherein the substrate has a through hole penetrating the substrate, the laser diode chip, the phase compensator and the partial reflecting mirror are located on the substrate, and the heater is disposed in the through hole Located.

여기서, 상기 파장 선택성 필터는 히터(heater)에 의해 온도 조절이 되는 것을 특징으로 하고, 상기 위상 보상자는 폴리비닐, 폴리에틸렌, 폴리이미드 및, 폴리카보네이트 중 어느 하나인 고분자 재료인 것을 특징으로 한다.Here, the wavelength selective filter is characterized in that the temperature is controlled by a heater, and the phase compensator is a polymer material of any one of polyvinyl, polyethylene, polyimide, and polycarbonate.

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상기 반사 거울은 20% 내지 90%의 반사율을 가지는 부분 반사 거울의 특징을 가지고, 더 적절하게는 30% 내지 60%의 반사율을 가지며, 부분 반사 거울을 투과한 레이저 빛을 광섬유로 집속시켜 광통신의 기능을 갖도록 하는 것을 특징으로 한다.The reflecting mirror has the characteristic of a partial reflecting mirror having a reflectance of 20% to 90%, more suitably having a reflectance of 30% to 60%, focusing the laser light transmitted through the partial reflecting mirror to an optical fiber, So as to have a function.

또한, 레이저 다이오드 칩과 시준화 렌즈가 구비되는 광소자에 있어서, 상기 시준화 렌즈는 레이저 다이오드 칩이 놓여 있는 레이저 다이오드 칩 서브마운트의 측면에 고정되어 부착되는 것을 특징으로 한다. Further, in the optical device provided with the laser diode chip and the collimating lens, the collimating lens is fixedly attached to the side surface of the laser diode chip submount on which the laser diode chip is placed.

본 발명에 따른 광소자는 레이저 다이오드 칩, 렌즈, 파장 선택성 필터, 위상 보상자 및 부분 반사 거울을 포함하여 구성됨으로써, Fabry-Perot 모드 중에서 파장 선택성 필터를 투과하는 빛의 파장으로 결정된다. 이는 통상적으로 파장 선택성 필터는 3 pm/℃~5pm/℃로 투과 파장이 변화하는데 비해 본 발명의 광소자는 파장 선택성 필터가 히터(heater)를 이용하여 일정한 온도로 유지되므로 외부 환경 온도 변화에 영향을 받지 않는다는 효과가 있다.The optical device according to the present invention includes a laser diode chip, a lens, a wavelength selective filter, a phase compensator, and a partial reflection mirror, thereby determining the wavelength of light transmitted through the wavelength selective filter in the Fabry-Perot mode. This is because the wavelength selectivity of the wavelength selective filter varies from 3 pm / ° C. to 5 pm / ° C., whereas the wavelength selective filter of the present invention is maintained at a constant temperature using a heater, There is an effect of not receiving.

또한, 본 발명의 광소자에서, 외부 환경 온도 변화로 인해 발생된 레이저 다이오드 칩의 굴절률 변화는 동일한 외부 환경 온도에 노출되는 위상 보상자에서 상쇄되고, 전체 광소자의 유효 광학적 길이는 변화하지 않음으로써 Fabry-Perot 모드 파장이 바뀌지 않는다. 그러므로 Fabry-Perot 모드 중에서 파장 선택성 필터를 투과하는 파장의 빛이 발진하는 광소자에서 외부 환경 온도가 바뀌어도 레이저의 발진 파장이 바뀌지 않게 된다는 효과가 있다. In the optical element of the present invention, the change in the refractive index of the laser diode chip caused by the change in the external environmental temperature is canceled by the phase compensator exposed to the same external environmental temperature, and the effective optical length of all the optical elements does not change, -Perot mode The wavelength does not change. Therefore, in the Fabry-Perot mode, there is an effect that the oscillation wavelength of the laser is not changed even if the external environment temperature is changed in the optical device in which the light of the wavelength transmitting the wavelength selective filter is oscillated.

따라서, 본 발명은 열전소자를 사용하지 않고 단지 히터(heater) 만을 이용하여 레이저의 파장이 고정하고, 이는 고가의 열전소자를 사용하지 않으므로 경제적이며, 열전소자가 냉각으로 동작할 때 소모되는 큰 소모전력 대신 단지 가열만으로 파장 선택성 필터의 온도를 일정하게 유지하므로 소모 전력이 적게 든다는 장점이 있다. Therefore, in the present invention, the wavelength of the laser is fixed by using only a heater without using a thermoelectric element, which is economical because it does not use an expensive thermoelectric element, and a large consumption consumed when the thermoelectric element is operated by cooling Instead of electric power, it only keeps the temperature of the wavelength selective filter constant by heating only, thereby consuming less power.

또한 본 발명에서 레이저 모듈 바깥으로 방출되어 광섬유를 통하여 통신에 적용되는 레이저 빛은 시준화된 형태를 가지므로 외부 렌즈를 이용하여 광섬유로 레이저 빛을 집속시킬 때 레이저 모듈과 외부 렌즈 사이의 거리의 제한이 없어져 광섬유로 광 집속이 편리해진다는 효과가 있다.In the present invention, since the laser light emitted outside the laser module and applied to the communication through the optical fiber has a collimated shape, when the laser light is focused on the optical fiber using the external lens, the distance between the laser module and the external lens There is an effect that the light focusing is facilitated by the optical fiber.

도 1은 본 발명에 따른 광소자의 동작 원리를 나타낸 도면,
도 2는 본 발명의 광소자에서 발진 파장 결정을 보여주는 특성 도면,
도 3 본 발명에 따른 광소자의 한 실시 예를 나타낸 도면,
도 4 본 발명에 따른 기판의 (a) 사시도 (b)측면도 (c)평면도,
도 5 는 본 발명에 따른 광소자의 측면도,
도 6 은 시준화 렌즈를 레이저 다이오드 칩에 대해 광정렬하는 방법 및 시준화 렌즈를 고정시키는 방법을 나타낸 도면,
도 7 은 본 발명의 다른 한 실시 예를 나타낸 도면.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a view showing an operation principle of an optical device according to the present invention,
FIG. 2 is a characteristic drawing showing oscillation wavelength determination in the optical device of the present invention,
3 illustrates an embodiment of an optical device according to the present invention,
4 (a) is a perspective view (b) and FIG. 4 (c) is a plan view of a substrate according to the present invention,
5 is a side view of an optical device according to the present invention,
6 illustrates a method of optically aligning a collimating lens with respect to a laser diode chip and a method of fixing a collimating lens,
7 is a view showing another embodiment of the present invention.

이하 본 발명의 한정하지 않는 바람직한 실시 예를 첨부된 도면과 함께 상세히 설명하되, 본 명세서에서는 광소자를 확장 공진기 또는 확장 공진기 레이저라고도 혼용하여 표기할 수 있으며, 이는 설명의 편의를 위한 것으로, 발명을 한정하지 않는 범위 내에서 해석되어야 할 것이다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the present specification, an optical element may be represented by a combination of an extended resonator and an extended resonator laser. It should be interpreted within the scope of the present invention.

도 1은 본 발명에 따른 광소자의 동작 원리를 나타낸 도면이다. 본 그림에서 레이저 다이오드 칩(100)은 edge emitting형의 레이저 다이오드 칩이며, 이 edge emitting형 레이저 다이오드 칩의 양 절개면에서 빛이 방출된다. 이 절개면 중 부분 반사 거울(500)을 향한 레이저 다이오드 칩 (100) 의 절개면은 1% 이하의 반사율을 가지는 무반사 코팅면(무반사면)이 된다. 이 무반사면은 1% 이하의 반사율(낮은 반사 코팅)을 가지며, 더 바람직하게는 0.1% 이하의 반사율을 가지며 더욱 더 바람직하게는 0.01% 이하의 반사율을 가진다. 레이저 다이오드 칩 (100) 의 무반사면 반대의 절개면은 통상적으로 1% 이상의 반사율(고반사 코팅)을 가지는데 바람직하게는 10% 이상의 반사율, 더욱 바람직하게는 80% 이상의 반사율을 가지는 것이 바람직하다. 본 발명의 광소자에서 부분 반사 거울(500)은 20%내지 90%의 반사율을 가지는 부분 반사 거울이고, 더 적절하게는 30%내지 60%의 반사율을 가지며, 부분 반사 거울을 투과한 레이저 빛을 광섬유로 집속시켜 광통신의 기능을 갖도록 한다.1 is a view showing an operation principle of an optical device according to the present invention. In the figure, the laser diode chip 100 is an edge emitting type laser diode chip, and light is emitted from the incision surface of the edge emitting type laser diode chip. The cut surface of the laser diode chip 100 toward the partial reflection mirror 500 in the cut surface becomes an anti-reflection coated surface (non-reflection surface) having a reflectance of 1% or less. This anti-reflection surface has a reflectance of less than 1% (low reflective coating), more preferably a reflectance of 0.1% or less, and even more preferably a reflectance of 0.01% or less. The cut surface of the laser diode chip 100 opposite to the non-reflective surface typically has a reflectance of 1% or more (highly reflective coating), and preferably has a reflectance of 10% or more, more preferably 80% or more. In the optical element of the present invention, the partial reflection mirror 500 is a partial reflection mirror having a reflectance of 20% to 90%, more preferably a reflectance of 30% to 60% It is focused by the optical fiber to have the function of optical communication.

이렇게 절개면의 한쪽이 무반사 코팅된 레이저 다이오드 칩(100)은 레이저 다이오드 칩(100) 자체에서 빛이 궤환되지 못하므로 레이저 다이오드 칩(100) 자체를 공진기로 하는 Fabry-Perot 모드가 형성되지 않는다. 이러한 레이저 다이오드 칩 (100) 에서 방출되는 빛은 매우 넓은 파장 대역(통상적으로 반사폭이 20nm 이상)을 가지는 빛의 파장을 보인다. 레이저 다이오드 칩(100)의 무반사면을 통하여 방출된 넓은 파장 대역의 빛은 시준화 렌즈(200)에 의해 평행광으로 시준화 된다. 시준화 렌즈(200)에 의해 시준화된 넓은 파장 대역의 빛은 좁은 파장 선택성 필터(300)에서 파장 선택성 필터(300)를 투과하는 빛을 제외하고는 파장 선택성 필터(300)에 의해 반사되어 레이저 다이오드 칩(100) 으로 궤환되지 못하는 다른 경로로 보내진다. 레이저 다이오드 칩(100)에서 시준화 렌즈(200)를 거쳐 파장 선택성 필터(300)를 투과한 성분은 위상 보상자(400)를 거쳐 부분 반사 거울(500)에 도착한다. 위상 보상자(400) 직육면체의 형상을 가지며 빛이 통과하는 면들에 무반사 코팅이 되어 있어 반사가 최소화 된다. 부분 반사 거울(500)에 도달한 빛 중에서 부분 반사 거울(500)에서 반사한 빛은 다시 위상 보상자(400)과 파장 선택성 필터(300)를 거친 후 시준화 렌즈(200)을 거쳐 레이저 다이오드 칩(100)으로 궤환된다. 그러므로 레이저 다이오드 칩(100)과 시준화 렌즈(200), 파장 선택성 필터(300), 위상 보상자(400) 및 부분 반사거울(500)을 포함하는 광소자가 완성된다. Since the laser diode chip 100 in which one side of the incision surface is coated with anti-reflection coating is not supported by the laser diode chip 100 itself, a Fabry-Perot mode using the laser diode chip 100 as a resonator is not formed. The light emitted from the laser diode chip 100 exhibits a wavelength of light having a very wide wavelength band (typically, a reflection width of 20 nm or more). The light of a wide wavelength band emitted through the non-reflecting surface of the laser diode chip 100 is collimated by the collimating lens 200 into parallel light. The light of the wide wavelength band collimated by the collimating lens 200 is reflected by the wavelength selective filter 300 except for the light passing through the wavelength selective filter 300 in the narrow wavelength selective filter 300, And is sent to another path which can not be fed back to the diode chip 100. The component transmitted through the wavelength selective filter 300 through the collimating lens 200 in the laser diode chip 100 arrives at the partial reflection mirror 500 via the phase compensator 400. The phase compensator 400 has a rectangular parallelepiped shape and has anti-reflective coating on the surfaces through which the light passes, thereby minimizing reflection. The light reflected by the partial reflecting mirror 500 among the light reaching the partial reflecting mirror 500 passes through the phase compensator 400 and the wavelength selective filter 300 and then passes through the collimating lens 200, (100). Therefore, the optical element including the laser diode chip 100, the collimating lens 200, the wavelength selective filter 300, the phase compensator 400, and the partial reflection mirror 500 is completed.

도 2는 본 발명의 광소자에서 발진 파장 결정을 보여주는 특성 도면이다. 도 2(a)는 파장 선택성 필터의 투과도 곡선, 도 2(b)는 본 발명의 광소자에서 결정되는 Fabry-Perot 모드, 도 2(c)는 본 발명의 광소자에서 파장 선택성 필터에 의해 발진하는 레이저 빛의 파장 특성을 나타낸 도면이다.2 is a characteristic diagram showing the determination of the oscillation wavelength in the optical device of the present invention. 2 (b) is a Fabry-Perot mode determined by the optical device of the present invention, and Fig. 2 (c) is a diagram showing a transmission curve of a wavelength selective filter in the optical device of the present invention, FIG. 3 is a graph showing a wavelength characteristic of a laser beam.

도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명의 광소자에서 결정되는 파장은 도 2(a)에서 고려되는 파장 대역에서 하나의 투과 파장 대역을 가지는 파장 선택성 필터(300)의 투과 대역과, 도 2(b)와 같이 확장 공진기 길이에 의해 결정되는 주기적이며, 불연속적인 Fabry-Perot 모드의 두 가지 요소에 의해 결정된다. 즉 도 2(b)의 광소자에 의한 주기적이며 불연속적인 Fabry-Perot 모드 중 도 2(a)의 파장 선택성 필터(300)의 투과 대역 내에 있는 모드만이 광소자를 공진하여 레이저 발진에 이르게 된다. As shown in FIG. 2, the wavelengths determined in the optical device of the present invention are the transmission band of the wavelength selective filter 300 having one transmission wavelength band in the wavelength band considered in FIG. 2 (a) b) is determined by the two factors of the periodic, discontinuous Fabry-Perot mode determined by the extended resonator length. That is, in the periodic discontinuous Fabry-Perot mode by the optical device of FIG. 2 (b), only the mode within the transmission band of the wavelength selective filter 300 of FIG. 2 (a) resonates with the optical device to cause laser oscillation.

레이저 다이오드 칩(100)과 시준화 렌즈(200), 파장 선택성 필터(300), 위상 보상자(400) 및 부분 반사거울(500) 전체를 포함하는 광소자의 온도가 바뀌게 되면, 먼저 레이저 다이오드 칩(100)의 온도가 바뀌게 된다. 광소자의 Fabry-Perot 모드 파장은 다음의 식으로 주어진다 When the temperature of an optical device including the laser diode chip 100, the collimating lens 200, the wavelength selective filter 300, the phase compensator 400 and the partial reflecting mirror 500 is changed, the laser diode chip 100) is changed. The Fabry-Perot mode wavelength of an optical device is given by the following equation

[식 1][Formula 1]

n : 공진기의 유효 굴절률 d : 공진기의 길이n: effective refractive index of the resonator d: length of the resonator

m : 정수 π : 원주율m: integer π:

λ : 빛의 파장λ: wavelength of light

확장 공진기형 레이저에서는 다음의 식으로 Fabry-Perot 모드가 결정된다.In the extended resonator type laser, the Fabry-Perot mode is determined by the following equation.

[식 2][Formula 2]

nLD : 레이저 다이오드 칩의 굴절률 tLD : 레이저 다이오드 칩의 길이nLD: refractive index of laser diode chip tLD: length of laser diode chip

nlens : 시준화 렌즈의 굴절률 tlens : 시준화 렌즈의 길이nlens: Refractive index of collimating lens tlens: Length of collimating lens

nfilter : 파장 선택성 필터의 굴절률 tfilter : 파장 선택성 필터의 길이nfilter: Refractive index of the wavelength selective filter tfilter: Length of the wavelength selective filter

npc : 위상 보상자의 굴절률 tpc : 위상 보상자의 길이npc: refractive index of phase compensator tpc: length of phase compensator

space: 확장 공진기에서 레이저 다이오드 칩(100), 렌즈(200), 파장 선택성 필터(300) 및 위상보상자(400)를 제외한 공간 영역의 길이space: length of the spatial region excluding the laser diode chip 100, the lens 200, the wavelength selective filter 300 and the phase compensator 400 in the extended resonator

위 식(2)에서 외부 온도 변화에 따라 달라지는 요소는 nLD, npc이며 glass가 주요한 구성재료인 렌즈(200) 및 파장 선택성 필터(300)의 굴절률은 외부 환경 온도 변화에 대해 매우 미미하게 변화하므로 무시 할 수 있다. 외부 온도 변화에 따라 레이저 다이오드 칩(100)의 길이 변화 또는 위상보상자(400)의 길이 변화는 무시 할 만 하므로 외부 온도 변화에 따른 Fabry-Perot 모드 변화는 다음의 식으로 주어진다. The refractive indexes of the lens 200 and the wavelength selective filter 300, which are the main constituent materials of the glass, vary very little with respect to the change in the external environment temperature, and are neglected because they are nLD and npc. can do. Since the change in the length of the laser diode chip 100 or the change in the length of the phase compensator 400 is negligible according to an external temperature change, the Fabry-Perot mode change according to the external temperature change is given by the following equation.

[식 3][Formula 3]

그러므로 tLD x dnLD/dT + tpc x dnPC/dT = 0이 되면 확장 공진기의 온도가 바뀌어도 확장 공진기의 Fabry-Perot 모드는 변화하지 않는다. 레이저 다이오드 칩(100)의 굴절률은 온도가 상승함에 따라 굴절률이 증가하는 (+)의 굴절률 변화를 보이지만 폴리이미드, 폴리프로필렌, 폴리프로필렌, 폴리카보네이트, 폴리비닐 등의 고분자 재료로 구성되는 위상보상자(400)는 온도 상승에 따라 (-)의 굴절률변화를 보인다. 그러므로 Therefore, if tLD x dnLD / dT + tpc x dnPC / dT = 0, the Fabry-Perot mode of the extended resonator does not change even if the temperature of the extended resonator changes. Although the refractive index of the laser diode chip 100 shows a (+) refractive index change in which the refractive index increases as the temperature rises, a phase compensator composed of a polymer material such as polyimide, polypropylene, polypropylene, polycarbonate, (400) exhibits a (-) refractive index change as the temperature rises. therefore

[식 4][Formula 4]

의 식이 성립하도록 위상 보상자의 종류와 두께를 선정하게 되면 이러한 확장 공진기형 레이저는 온도가 변화하여도 Fabry-Perot 모드가 변화하지 않는다. , The Fabry-Perot mode does not change even when the temperature of the extended resonator type laser is changed.

본 발명의 설명에서 유리 등의 재질로 이루어진 시준화 렌즈(200) 및 파장 선택성 필터(300)등의 온도에 따른 굴절률 변화 또는 확장 공진기의 구성 부품의 열팽창은 고려하지 않았지만 위상 보상자(400)의 두께와 굴절률 변화율을 위상 보상자 (400)를 제외한 나머지 확장공진기 구성 부품에 의한 유효 굴절률 변화를 보상하도록 선택될 수 있다. 이러한 과정을 통하여 위상보상자를 포함한 확장 공진기의 Fabry-Perot 모드는 외부 환경 온도에 대해 무의존성을 가져 고정된 파장의 Fabry-Perot 모드를 가진다. In the description of the present invention, the refractive index changes according to the temperatures of the collimating lens 200 and the wavelength selective filter 300 made of glass or the like, or the thermal expansion of the components of the expansion resonator are not considered, The thickness and refractive index change rate can be selected to compensate for the change in the effective refractive index due to the remaining extended resonator component except for the phase compensator 400. [ Through this process, the Fabry-Perot mode of the extended resonator including the phase compensator has a Fabry-Perot mode of fixed wavelength with no dependency on the external environment temperature.

도 3은 본 발명에 따른 광소자의 한 실시 예를 나타낸 도면이다. 도3에서 레이저 다이오드 칩(100)은 레이저 다이오드 칩의 서브마운트(110)에 부착된 후 레이저 다이오드 칩의 서브마운트(110)는 기판(700)의 상부에 부착되게 된다. 기판(700)은 패키지 하우징(900)의 내부 바닥면 위에 부착되게 된다. 레이저 다이오드 칩(100) 전면에는 시준화 렌즈(200)가 부착되어 있어 레이저 다이오드 칩(100)의 일측면에서 발산되는 빛을 시준화시킨다. 레이저 다이오드 칩(100) 다른 일측면에는 레이저 다이오드 칩(100)의 빛 방출 상태를 감시하기 위한 감시용 포토 다이오드(150)가 배치되어, 레이저 다이오드 칩(100)에서 방출된 빛을 전기신호로 변환하는 역할을 한다. 시준화 렌즈(200)에 의해 시준화된 빛은 파장 선택성 필터(300)로 보내지게 되어 파장 선택성 필터(300)를 투과하는 파장 대역의 빛은 파장 선택성 필터(300)를 통과하여 위상 보상자(400)로 보내진다. 파장 선택성 필터는 히터(600)에 의해 광소자 외부의 온도에 무관하게 일정한 온도를 유지한다. 파장 선택성 필터(300)에서 반사된 빛이 레이저 다이오드 칩(100)으로 궤환되지 못하도록 파장 선택성 필터(300)의 광축은 시준화 렌즈(200)를 통과한 빛의 광축과 미리 정하여진 각도로 배치되게 된다. 이때 파장 선택성 필터(300)의 광축과 파장 선택성 필터(300)로 입사하는 빛 사이의 각도는 2^o~20^o 정도가 적절하다. 파장 선택성 필터(300)를 통과한 빛은 위상보상자(400)를 통과하여 위상이 조절된다. 위상보상자(400)는 빛이 통과하는 면들에 무반사 코팅되어 있는 것이 바람직하다. 위상보상자(400)를 통과한 빛은 부분 반사 거울(500)에서 부분 반사 되어 반사된 빛은 다시 레이저 다이오드 칩(100)으로 궤환되어 레이저를 파장 잠금 하는 역할을 하며 부분 반사 거울(500)을 투과한 시준화된 레이저 빛은 도면에 도시되지 않은 또 다른 렌즈를 통하여 역시 도면에 도시되지 않은 광섬유로 집속되어 광통신에 사용되게 된다. 시준화 렌즈(200), 위상보상자(400)는 기판(700)의 상부에 배치되게 된다. 3 is a view showing an embodiment of an optical device according to the present invention. 3, the laser diode chip 100 is attached to the submount 110 of the laser diode chip, and then the submount 110 of the laser diode chip is attached to the upper portion of the substrate 700. The substrate 700 is attached onto the inner bottom surface of the package housing 900. A collimating lens 200 is attached to the front surface of the laser diode chip 100 to collimate light emitted from one side of the laser diode chip 100. A monitoring photodiode 150 for monitoring the light emitting state of the laser diode chip 100 is disposed on the other side of the laser diode chip 100 to convert the light emitted from the laser diode chip 100 into an electrical signal . The light collimated by the collimating lens 200 is sent to the wavelength selective filter 300 so that the light of the wavelength band that is transmitted through the wavelength selective filter 300 passes through the wavelength selective filter 300, 400). The wavelength selective filter maintains a constant temperature regardless of the temperature outside the optical element by the heater 600. The optical axis of the wavelength selective filter 300 is arranged at a predetermined angle with the optical axis of the light passing through the collimating lens 200 so that the light reflected by the wavelength selective filter 300 can not be fed back to the laser diode chip 100 do. The angle between the light incident to the optical axis of the wavelength selective filter 300, the wavelength selective filter 300 is appropriate about 2 ^{^o} ~ 20 ^o. The light passing through the wavelength selective filter 300 passes through the phase compensator 400 and is phase-adjusted. Preferably, the phase compensator 400 is anti-reflective coated on the surfaces through which the light passes. The light passing through the phase compensator 400 is partially reflected by the partial reflection mirror 500 and the reflected light is again fed back to the laser diode chip 100 to wavelength-lock the laser, and the partial reflection mirror 500 The transmitted collimated laser light is focused on an optical fiber, not shown in the drawing, through another lens not shown in the drawings to be used for optical communication. The collimating lens 200 and the phase compensator 400 are disposed on the top of the substrate 700.

파장 선택성 필터는 굴절률이 높고 낮은 다층의 박막을 유리 기판에 증착하여 만들어지는데 이러한 파장 선택성 필터는 온도에 따라 투과 파장이 3pm~15pm/℃정도 바뀌게 된다. 도 2에서 Fabry-Perot 모드의 파장이 바뀌지 않아도 파장 선택성 필터의 투과 대역 파장이 바뀌게 되면 확장 공진기형 레이저는 다른 Fabry-Perot 모드로 발진하여 파장이 바뀌게 된다. 그러므로 파장 선택성 필터(300)는 히터(600)를 이용하여 일정한 온도로 유지한다. The wavelength selective filter is fabricated by depositing a multilayer thin film with a high refractive index and a low refractive index on a glass substrate. The wavelength of the wavelength selective filter varies from 3 pm to 15 pm / ° C. depending on the temperature. In FIG. 2, even if the wavelength of the Fabry-Perot mode is not changed, when the wavelength of the transmission band of the wavelength selective filter is changed, the extended resonator type laser oscillates in a different Fabry-Perot mode and the wavelength is changed. Therefore, the wavelength selective filter 300 is maintained at a constant temperature by using the heater 600.

이렇게 확장 공진기형 레이저에서 주로 레이저 다이오드 칩(100)의 굴절률 변화에 기인한 확장 공진기의 Fabry-Perot 모드 파장의 변화는 위상 보상자(400)에 의해 상쇄되게 되고, 파장 선택성 필터(300)는 히터(600)에 의해 일정한 온도로 유지되므로 파장 선택성 필터(300)의 투과 파장 대역이 변화하지 않아 이렇게 제작된 확장 공진기형 레이저는 외부 환경 온도 변화에 따라 발진 파장이 변화하지 않는 고정된 발진 파장을 가지게 된다. In the extended resonator type laser, the change of the Fabry-Perot mode wavelength of the extended resonator due to the change of the refractive index of the laser diode chip 100 is canceled by the phase compensator 400, The transmission wavelength band of the wavelength selective filter 300 does not change because the temperature is maintained at a constant temperature by the laser 600. The thus fabricated extended resonator type laser has a fixed oscillation wavelength that does not change the oscillation wavelength according to the change of the external environment temperature do.

본 발명에서 파장 선택성 필터는 레이저 공진기가 노출되는 외부 온도보다 5℃ 이상 높은 온도로 설정되는 것이 좋다. 즉 레이저 모듈이 노출되는 외부 환경 온도가 0 ~ 60℃일 경우 파장 선택성 필터는 65℃ 이상으로 설정되는 것이 바람직하다. 이렇게 파장 선택성 필터의 온도가 다른 부위의 온도에 비해 높게 설정되면 파장 선택성 필터의 온도를 높이는데 사용되는 히터로부터 레이저의 다른 부위로 열전달이 일어나게 된다. 히터로부터 레이저의 다른 부위로의 열전달은 히터(heater)의 소모전력을 높이는 역할을 하므로 가능하면 히터로부터 레이저의 다른 부위로의 열전달을 차단하는 것이 바람직하다. 히터는 레이저 모듈 내부에 장착되어야 하며 히터는 레이저 모듈에 장착되어야 하므로 히터는 열전달률이 낮은 물질을 사용하며, 히터가 부착되는 바닥과의 거리가 멀면 멀수록 히터의 열효율은 높아진다. 그러나 레이저 빛이 파장 선택성 필터를 통과하여야 하므로 히터의 높이가 레이저 높이로 제한된다. 또한 반도체 레이저 다이오드 칩(100)은 레이저 구동 전류에 따라 열이 발생하며 이러한 열에 의한 레이저 다이오드 칩(100)의 온도 상승은 레이저 다이오드 칩(100)의 발광 효율을 떨어트린다. 즉 레이저 다이오드 칩 (100) 은 방열이 잘되는 것이 레이저 구동에 유리하며 히터는 방열이 잘되지 않는 것이 열효율 측면에서 유리하다. 또한 레이저 다이오드 칩(100)의 높이와 파장 선택성 필터(300)의 높이는 일치하여야 하므로 레이저 다이오드 칩(100)과 파장 선택성 필터(300)의 높이를 일치시킴과 동시에 레이저 다이오드 칩(100)에서 발생하는 열은 레이저 모듈의 바닥으로 쉽게 전달 되도록 함과 동시에 히터에서 발생하는 열은 레이저의 타 부분으로 전달되는 것을 차단 할 필요가 있다. 또한 레이저 다이오드 칩(100)이 겪는 온도변화와 위상 보상자(400)가 겪는 온도가 가능하면 유사한 것이 좋다. 그러므로 레이저 다이오드 칩(100)이 놓여있는 지점과 위상 보상자(400)가 놓여있는 지점이 열전달률이 높은 물질로 연결되어 있는 것이 바람직하다. 그러나 레이저 다이오드 칩(100)과 위상 보상자(400)사이에는 열적으로 독립되는 것이 바람직한 파장 선택성 필터(300)가 배치된다. 이러한 열적으로 특성이 달라야 하는 레이저 다이오드 칩(100), 위상 보상자(400)와 파장 선택성 필터(300)의 배치는 도 4와 도5의 구조로 해결이 가능하다. In the present invention, it is preferable that the wavelength selective filter is set to a temperature higher than the external temperature at which the laser resonator is exposed by 5 DEG C or more. That is, when the external environment temperature in which the laser module is exposed is 0 to 60 ° C, it is preferable that the wavelength selective filter is set to 65 ° C or more. When the temperature of the wavelength selective filter is set higher than the temperature of the other portions, heat is transferred from the heater used to increase the temperature of the wavelength selective filter to other portions of the laser. The heat transfer from the heater to the other part of the laser serves to increase the power consumption of the heater, so it is preferable to block the heat transfer from the heater to other parts of the laser, if possible. Since the heater must be mounted inside the laser module and the heater should be mounted on the laser module, the heater uses a material with low heat transfer rate. The higher the distance from the bottom where the heater is attached, the higher the thermal efficiency of the heater. However, since the laser light must pass through the wavelength selective filter, the height of the heater is limited to the laser height. In addition, heat is generated in the semiconductor laser diode chip 100 according to the laser driving current, and the temperature rise of the laser diode chip 100 due to this heat lowers the luminous efficiency of the laser diode chip 100. That is, the laser diode chip 100 is advantageous in terms of thermal efficiency in that heat dissipation is advantageous for laser driving and heat dissipation in the heater is not good. Since the height of the laser diode chip 100 and the height of the wavelength selective filter 300 must match, the height of the laser diode chip 100 and that of the wavelength selective filter 300 are matched with each other, Heat must be easily transferred to the bottom of the laser module while heat generated in the heater must be blocked from being transmitted to other parts of the laser. It is also preferable that the temperature change experienced by the laser diode chip 100 and the temperature experienced by the phase compensator 400 are as similar as possible. Therefore, it is preferable that the point where the laser diode chip 100 is placed and the point where the phase compensator 400 is placed are connected with a material having a high heat transfer rate. However, between the laser diode chip 100 and the phase compensator 400, a wavelength selective filter 300, which is preferably thermally independent, is disposed. The arrangement of the laser diode chip 100, the phase compensator 400, and the wavelength selective filter 300, which have different thermal characteristics, can be solved by the structures of FIGS. 4 and 5.

도 4 는 본 발명에 따른 기판의 (a) 사시도 (b)측면도 (c)평면도이다. 도 4에 도시한 바와 같이, 본 발명의 광소자는 레이저 다이오드 칩(100), 레이저 다이오드 칩(100)을 부착하고 있는 레이저 다이오드 칩 서브마운트(110), 위상 보상자(400) 및, 반사 거울(500)등이 배치되는 기판(700)을 보여준다. 기판(700)에는 관통공이 뚫려있고, 이 관통공 내부에 파장 선택성 필터를 부착하는 히터(600)가 배치된다. 이 때, 기판(700)은 열전도율이 좋으며 열팽창률이 낮은 물질이 적절하다. 이러한 기판의 열전도율은 10W/m K 이상이 적절하며 열팽창률은 3 x 10^-5 이하가 적절하다. 이러한 물질로는 AlN, SiC, Si, Kovar 등의 세라믹 계열의 물질과 CuW등의 물질이 적절하다. 이 기판(700)은 내부에 동공이 있어 도 5와 같이 이 동공에 파장 선택성 필터(300)를 부착한 히터(600)가 배치된다. 이렇게 배치 될 경우 히터(600)가 부착되는 높이가 모듈의 바닥면이 되므로 히터(600)를 기판(700)위에 부착하는 경우보다 기판(700) 높이만큼 히터의 높이를 늘릴 수 있다. 히터(600)는 열전달률이 낮은 물질로 제작되는 것이 바람직한데, 히터(600)의 높이가 높아지면 히터와 도면에는 도시되지 않은 히터가 놓이는 패키지 바닥면 사이의 열전달경로의 길이가 길어져 상대적으로 히터(600)의 열손실이 줄어들게 되며 이에 따라 히터(600)의 열효율이 높아져 소모 전력을 줄이게 된다. 히터(600)에 의한 발열이 레이저의 여타 부분으로 확산되는 것을 최대한 막기 위해서는 공기 또는 질소 등 패키지 하우징 내부의 기체의 의한 대류를 최대한 억제하는 것이 바람직하며 이에 따라 레이저 패키지 하우징 내부를 진공으로 유지하는 것이 바람직하다.4 is a plan view of (a) a perspective view (b) and a side view (c) of a substrate according to the present invention. 4, the optical device of the present invention includes a laser diode chip 100, a laser diode chip submount 110 having a laser diode chip 100, a phase compensator 400, and a reflection mirror (not shown) 500 and the like are disposed. A through hole is formed in the substrate 700, and a heater 600 for attaching a wavelength selective filter is disposed in the through hole. At this time, the substrate 700 is preferably a material having a good thermal conductivity and a low coefficient of thermal expansion. The thermal conductivity of such a substrate is preferably 10 W / mK or more, and the coefficient of thermal expansion is suitably 3 x 10 < ^-5 > or less. As such a material, ceramic-based materials such as AlN, SiC, Si, and Kovar and CuW and the like are suitable. As shown in FIG. 5, the substrate 700 has a cavity therein and a heater 600 having a wavelength selective filter 300 attached thereto is disposed in the cavity. The height of the heater 600 can be increased by the height of the substrate 700 compared with the case where the heater 600 is mounted on the substrate 700 because the height of the heater 600 is the bottom surface of the module. When the height of the heater 600 is increased, the length of the heat transfer path between the heater and the bottom surface of the package, which is not shown in the drawing, becomes longer, The heat loss of the heater 600 is reduced, thereby increasing the thermal efficiency of the heater 600 and reducing power consumption. In order to prevent the heat generated by the heater 600 from being diffused to other parts of the laser as much as possible, it is desirable to suppress the convection caused by the gas inside the package housing such as air or nitrogen as much as possible, desirable.

도 4에서 기판(700)은 열전달률이 좋은 물질로 일체형으로 제작되어 레이저 다이오드 칩(100)과 위상 보상자(400)가 하나의 기판(700)에 같이 부착되게 되므로 레이저 다이오드 칩(100)과 위상 보상자(400)의 온도 편차를 최소화 할 수 있다. 4, since the substrate 700 is made of a material having a good heat transfer coefficient and is integrally formed so that the laser diode chip 100 and the phase compensator 400 are attached to one substrate 700, the laser diode chip 100, The temperature deviation of the phase compensator 400 can be minimized.

본 발명에서 레이저 다이오드 칩(100) 앞에 시준화 렌즈(200)가 놓이게 되는데 시준화 렌즈(200)는 시준화 렌즈(200)로 입사하는 빛의 광축과 일치하는 방향에 대해서는 5um 수준의 정밀도를 요구하며, 광축에 대해 수직한 평면에 대해서는 0.5um 수준의 매우 정밀한 위치 정렬을 필요로 한다. 즉 시준화 렌즈(200)는 레이저 다이오드 칩(100)에 대해 3차원 적으로 정밀한 정렬 및 고정 방법을 필요로 한다. 통상적인 방법에서는 레이저 다이오드 칩(100)을 일정한 높이로 정밀하게 조절 한 후 레이저 다이오드 칩의 서브마운트(110)가 놓여 있는 기판에 매우 정밀한 크기로 제작된 시준화 렌즈(200)를 올려놓는 것으로 시준화 렌즈(200)를 정렬한다. 이러한 방법의 경우 시준화 렌즈(200)의 높이 조절이 어려워 정밀한 시준화 렌즈(200)의 정렬이 어렵다. 본 발명에서는 시준화 렌즈(200)를 레이저 다이오드 칩(100)이 부착된 서브마운트(110)의 측면에 부착하는 방법을 사용한다. 이는 통상적인 방법에 있어서 시준화 렌즈(200)의 높이 정렬이 어려운데 비해 본 발명은 시준화 렌즈(200)를 광축에 수직한 평면에서 정렬이 매우 용이해지는 장점이 있다. 도 6은 시준화 렌즈(200)를 레이저 다이오드 칩(100) 에 대해 광정렬하는 방법 및 시준화 렌즈(200)를 고정시키는 방법을 나타낸 도면이다. 시준화 렌즈(200)의 아랫 부분은 기판(700)면에서 떨어진 상태로 레이저 다이오드 칩(100)에 광정렬되고 시준화 렌즈(100)의 빛이 통과하는 측면의 일부분과 레이저 다이오드 칩 서브마운트(110)의 측면 사이를 자외선 경화 에폭시(910)를 이용하여 부착된다. 이런 방법에서는 시준화 렌즈(200)가 빛의 광축에 수직한 평면에서 자유롭게 이동하므로 높은 광정렬 정밀도를 요구하는 광축에 수직한 평면에서 시준화 렌즈(200)를 정밀하게 광정렬 할 수 있다. In the present invention, the collimating lens 200 is placed in front of the laser diode chip 100. The collimating lens 200 requires a precision of about 5 um for the direction coinciding with the optical axis of the light entering the collimating lens 200 And requires a very precise alignment of 0.5 um for a plane perpendicular to the optical axis. That is, the collimating lens 200 requires a precise alignment and fixing method three-dimensionally with respect to the laser diode chip 100. In the conventional method, the laser diode chip 100 is precisely adjusted to a predetermined height, and then the collimating lens 200, which is manufactured to a very precise size, is placed on the substrate on which the submount 110 of the laser diode chip is placed. Thereby aligning the lenses 200. In such a method, it is difficult to adjust the height of the collimating lens 200, which makes it difficult to align the collimating lens 200 precisely. In the present invention, a method of attaching the collimating lens 200 to the side surface of the submount 110 to which the laser diode chip 100 is attached is used. This is because it is difficult to align the height of the collimating lens 200 in a conventional method, but the present invention is advantageous in that alignment of the collimating lens 200 in a plane perpendicular to the optical axis becomes very easy. 6 is a diagram illustrating a method of optically aligning the collimating lens 200 with respect to the laser diode chip 100 and a method of fixing the collimating lens 200. FIG. The lower portion of the collimating lens 200 is optically aligned with the laser diode chip 100 away from the surface of the substrate 700 and a part of the side through which the light of the collimating lens 100 passes and the laser diode chip submount 110 using an ultraviolet curing epoxy 910. [ In this way, the collimating lens 200 moves freely in a plane perpendicular to the optical axis of light, so that the collimating lens 200 can be precisely aligned in a plane perpendicular to the optical axis, which requires high optical alignment accuracy.

본 발명의 설명은 하나의 예시일 뿐이며 본 발명을 다양한 형태로 변형 할 수 있다. 예를 들어 도 7 은 본 발명의 다른 한 실시 예를 나타낸 도면이다. 도 7에 도시한 바와 같이, 본 발명의 광소자의 또 다른 실시 예에서는 레이저 다이오드 칩(100), 시준화 렌즈(200), 위상 보상자 (400), 파장 선택성 필터(300), 부분 반사 거울(500)을 포함하여 구성할 수 있다. 이 때, 시준화 렌즈(200)는 레이저 다이오드 칩(100)이 놓여 있는 레이저 다이오드 칩 서브마운트(110)의 측면에 고정되어 부착된다. 이와 같이 구성하여도 본 발명의 효과의 일부분인 부분 반사 거울을 이용하여 시준화 된 빛을 광섬유로 집속 시키는 방법 및 고가의 열전소자를 사용하지 않고 저가의 히터를 사용하여 레이저의 파장을 안정화 시키는 방법 등은 여전히 유효하다. The description of the present invention is merely illustrative and the present invention can be modified in various forms. For example, FIG. 7 shows another embodiment of the present invention. 7, a laser diode chip 100, a collimating lens 200, a phase compensator 400, a wavelength selective filter 300, a partial reflection mirror (not shown) 500). At this time, the collimating lens 200 is fixedly attached to the side surface of the laser diode chip submount 110 on which the laser diode chip 100 is placed. A method of focusing the collimated light onto the optical fiber using the partial reflection mirror which is a part of the effect of the present invention and a method of stabilizing the wavelength of the laser using a low-cost heater without using the expensive thermoelectric element Etc. are still valid.

본 발명에서 외부 환경 온도 변화와 무관하게 일정한 파장을 가지는 광 소자에 대한 발명을 설명하였지만, “일정한”이라는 의미는 시스템에서 요구하는 파장 정밀도로 해석하여야 한다. 즉 50GHz 파장 간격 DWDM 시스템에서 레이저 광원에 요구되는 파장 정밀도는 +/- 50pm 정도이므로 외부 환경 온도에 대해 이런 정도의 파장 안정성을 가지면 된다. In the present invention, an optical device having a constant wavelength irrespective of the temperature change of the external environment has been described. However, the term " constant " should be interpreted as the wavelength accuracy required by the system. In other words, the wavelength accuracy required for the laser light source in the 50 GHz wavelength spacing DWDM system is about +/- 50 pm, so that the wavelength stability with respect to the external environment temperature is required.

100 : 레이저 다이오드 칩 110 : 레이저 다이오드 칩용 서브마운트
150 : 감시용 포토 다이오드 200 : 시준화 렌즈
300 : 파장 선택성 필터 400 : 위상 보상자
500 : 부분 반사 거울 600 : 히터(Heater)
700 : 기판 900 : 패키지 하우징
910 : 자외선 경화 에폭시100: laser diode chip 110: laser diode chip submount
150: surveillance photodiode 200: collimation lens
300: wavelength selective filter 400: phase compensator
500: Partial reflective mirror 600: Heater
700: substrate 900: package housing
910: UV curing epoxy

Claims

A laser diode chip emitting light,
A partial reflection mirror for feeding back the light emitted from the laser diode chip to the laser diode chip,
A collimating lens positioned between the laser diode chip and the partial reflection mirror for collimating the light emitted from the laser diode chip and outputting collimated collimated light,
A wavelength selective filter disposed between the collimating lens and the partial reflection mirror for filtering the wavelength of the transmitted wavelength band from the collimated parallel light output from the collimating lens,
A heater for maintaining the temperature of the wavelength selective filter irrespective of an external temperature,
A wavelength selective filter disposed between the laser diode chip and the partial reflection mirror for receiving the light passing through the wavelength selective filter and adjusting the phase of the light passing through the wavelength selective filter to change the effective optical length Lt; RTI ID = 0.0 >
A phase compensator and a partial reflection mirror, and a through-hole, which is a portion of the laser diode chip, the phase compensator and the partial reflection mirror,
Wherein the heater is located in the through-hole and is not in contact with the substrate.

The method of claim 1,
Wherein the wavelength selective filter is positioned to be attached to the heater and the temperature is controlled by the heater.

The method of claim 1,
Wherein the phase compensator is made of any one of polyvinyl, polyethylene, polyimide, and polycarbonate.

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The method of claim 1,
Wherein the partial reflecting mirror has a reflectance of 20% to 60%.

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