KR101681099B1 - 파장 가변형 광 송신장치 - Google Patents

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황월연
권윤구
최진수
정강용
박근재
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Abstract

본 발명은 파장 가변형 광 송신장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 적어도 2개 이상의 DFB-LD(Distributed Feedback Laser Diode, 분포 귀환 레이저 다이오드)가 직렬 연결되어 집적화된 반도체 레이저(110)를 포함하며, LDD(Laser Diode Driver)(200)로부터 전송받은 광 신호를 송신하는 광송신 서브 어셈블리(TOSA, Transmitter Optical Sub-Assembly)(100), 광 신호를 출력하는 레이저 다이오드(LD, Laser diode)를 구동하여 전광변환하며, 변환한 광 신호를 상기 TOSA(100)로 전송하는 복수 개의 LDD(200), 외부로부터 전기 신호를 입력받아, 복수 개의 LDD(200)로 동시 또는 선택적으로 인가하는 데이터 라우터(300) 및 상기 TOSA(100), 복수 개의 LDD(200) 및 데이터 라우터(300)를 제어하는 통합 제어 수단(400)을 포함하며, 상기 복수 개의 LDD(200)는 상기 통합 제어 수단(400)의 제어에 따라, 기설정된 파장으로 변환 출력하며, 상기 데이터 라우터(300)는 상기 통합 제어 수단(400)의 제어에 따라, 외부로부터 입력된 전기 신호를 복수 개의 LDD(200)로 동시 또는 선택적으로 인가하는 것을 특징으로 하는 파장 가변형 광 송신장치에 관한 것이다.

Description

파장 가변형 광 송신장치 {Tunable wavelength optical transmitter}
본 발명은 파장 가변형 광 송신장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 적어도 2개 이상의 DFB-LD(Distributed Feedback Laser diode, 분포 귀환 레이저 다이오드)가 직렬 연결되어 집적화된 반도체 레이저, TEC(Thermo-Electric Cooler) 및 마이크로 히터(micro-heater)를 포함하는 TOSA(Transmitter Optical Sub Assembly, 광송신 서브 어셈블리)가 구비된 파장 가변형 광 송신장치에 관한 것이다.
최근들어 증가하는 데이터 트래픽에 대한 요구, 스마트 모바일 폰, 고성능 TV(HDTV, 3DTV, 스마트TV 등), 전자상거래 및 주문형 비디오(VOD, Video On Demand) 등의 다양한 멀티미디어 서비스에 대한 요구를 충족시키기 위해서는 현존하는 광 통신망의 확장이 요구된다.
허나, 광 통신에서 사용하는 파장 대역은 한정된 자원이기 때문에 이를 효과적으로 사용하기 위하여, 광 통신망이 CWDM(Coarse Wavelength Division Multiplexing, 저밀도 파장 분할 다중화) 방식에서 DWDM(Dense Wavelength Division Multiplexing, 고밀도 파장 분할 다중화) 방식으로 진화하고 있다.
DWDM 방식에서의 파장 간격을 만족하기 위해서는 광 송신기에서의 효과적인 파장 제어가 필요하다.
종래에는, 파장 고정형 광 송신장치가 주로 사용되었으며, 허나 파장 고정형 광 송신장치의 경우, 다수의 채널 중 하나의 채널에 파장이 고정되어 있기 때문에, 파장의 확장성과 호환성에 문제점이 있다.
이에 따라, 통신 트래픽 증가와 함께, DWDM 기반의 광 통신망이 대용량화되고 복잡해짐에 따라, 유연한 적용을 위하여 파장 가변형 광 송신장치가 주목받고 있다.
이러한 파장 가변형 광 송신장치의 대표적인 기술로는 ECL(External Cavity Laser) 방식과, TEC(Thermo-Electric Cooler)를 이용한 온도 제어 방식이 있다.
ECL 방식의 경우, 레이저에서 발진한 빛을 외부 회절격자(grating)나 프리즘(prism)과 같은 파장 선택 소자와 반사 거울을 설치한 후, 파장 선택 소자를 기계적 조작하여 원하는 파장을 얻을 수 있다. ECL 방식의 경우, 넓은 파장 가변 범위를 가지는 반면 구조적 특성상 기계적 안정도와 온도에 대한 안정성 검증이 필요하며 파장 가변속도가 느린 단점이 있다.
온도 제어 방식의 경우, 일반적으로 약 0.1nm/ㅀC의 특성을 가지는 DFB-LD(Distributed Feedback Laser Diode, 분포 귀환 레이저 다이오드)를 사용하기 때문에, 온도 및 파장 안정도가 좁으며 높은 광 출력 파워를 가진 반면에, TEC를 이용하기 때문에 가변 시간이 느린 단점과 함께 파장 가변 범위가 좁은 문제점이 있다.
국내 공개 특허 제10-2014-0062694호("파장 가변 광 송신 장치")에서는 광 어레이의 온도를 변화시키는 온도 조절기가 필요 없이 전류를 통한 파장 가변이 가능하여 보다 단순한 파장 가변 광 송신장치를 개시하고 있다.
국내공개특허 제10-2014-0062694호(공개일자 2014.05.26.)
본 발명은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 적어도 2개 이상의 DFB-LD(Distributed Feedback Laser diode, 분포 귀환 레이저 다이오드)가 직렬 연결되어 집적화된 반도체 레이저, TEC(Thermo-Electric Cooler) 및 마이크로 히터(micro-heater)를 포함하는 TOSA(Transmitter Optical Sub Assembly, 광송신 서브 어셈블리)가 구비된 파장 가변형 광 송신장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 파장 가변형 광 송신장치는, 적어도 2개 이상의 DFB-LD(Distributed Feedback Laser Diode, 분포 귀환 레이저 다이오드)가 직렬 연결되어 집적화된 반도체 레이저(110)를 포함하며, LDD(Laser Diode Driver)(200)로부터 전송받은 광 신호를 송신하는 광송신 서브 어셈블리(TOSA, Transmitter Optical Sub-Assembly)(100), 광 신호를 출력하는 레이저 다이오드(LD, Laser diode)를 구동하여 전광변환하며, 변환한 광 신호를 상기 TOSA(100)로 전송하는 복수 개의 LDD(200), 외부로부터 전기 신호를 입력받아, 복수 개의 LDD(200)로 동시 또는 선택적으로 인가하는 데이터 라우터(300) 및 상기 TOSA(100), 복수 개의 LDD(200) 및 데이터 라우터(300)를 제어하는 통합 제어 수단(400)을 포함하며, 상기 복수 개의 LDD(200)는 상기 통합 제어 수단(400)의 제어에 따라, 기설정된 파장으로 변환 출력하며, 상기 데이터 라우터(300)는 상기 통합 제어 수단(400)의 제어에 따라, 외부로부터 입력된 전기 신호를 복수 개의 LDD(200)로 동시 또는 선택적으로 인가하는 것을 특징으로 한다.
이 때, 상기 TOSA(100)는 적어도 2개 이상의 DFB-LD가 직렬 연결되어 집적화된 반도체 레이저(110), 상기 통합 제어 수단(400)의 제어에 따른 온도가변을 통해서, 상기 반도체 레이저(110)의 기본 중심 파장을 설정하는 TEC(Thermo-Electric Cooler)(120) 및 상기 반도체 레이저(110)의 후방면에서 방출되는 빛을 감지하여, 상기 반도체 레이저(110)의 광 출력을 감시 및 모니터링하는 MPD(Monitoring Photo Diode)(130)를 포함하여 구성되며,
상기 TOSA(100)는 출력되는 광을 입력받아 외부로 전송하는 반사기(140)를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
이 때, 상기 반사기(140)는 TO(Transistor Outline) 형태의 TOSA일 경우, TOSA의 광 출력이 상기 반도체 레이저(110)의 출력과 수직 방향이므로, 광 경로 변경을 위해 구비해야 하며, XMD 또는 버터플라이 형태의 TOSA일 경우, TOSA의 광 출력이 상기 반도체 레이저(110)의 출력과 수평이므로 생략이 가능하다.
더불어, 상기 반도체 레이저(110)는 직렬로 연결되어 한 쌍을 이루며, 각각 상이한 파장을 발진하는 적어도 2개 이상의 DFB-LD(101, 102), 제 1 DFB-LD(101)와 제 2 DFB-LD(102) 사이에 배치되어, 제 1 DFB-LD(101)와 제 2 DFB-LD(102)의 출력을 일정하게 유지시키는 이득 조절기(Gain section)(103) 및 제 1 DFB-LD(101)와 제 2 DFB-LD(102)의 상부에 각각 구비되어, 각각의 제 1 DFB-LD(101)와 제 2 DFB-LD(102)의 세부 파장을 변화시키는 제 1 마이크로 히터(104)와 제 2 마이크로 히터(105)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
더 나아가, 상기 통합 제어 수단(400)은 상기 반도체 레이저(110)의 기본 중심 파장 설정을 위한, 상기 TEC(120)를 제어하는 TEC 제어부(410), 상기 반도체 레이저(110)의 세부 파장 가변을 위한, 상기 제 1 마이크로 히터(104)와 제 2 마이크로 히터(105)를 제어하는 마이크로 히터 제어부(420), 상기 반도체 레이저(110)의 출력 안정화를 위한, 상기 이득 조절기(103)를 제어하는 이득 조절 제어부(430) 및 외부와의 통신을 수행하며, 상기 TEC 제어부(410), 마이크로 히터 제어부(420) 및 이득 조절 제어부(430)를 제어하는 마이크로 컨트롤러(MCU, Micro Controller Unit)(440)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 구성에 의한 본 발명의 파장 가변형 광 송신장치는 광 통신에서 입력되는 전기 신호를 광 신호로 안정적으로 변환하기 위하여, 적어도 2개 이상의 DFB-LD(Distributed Feedback Laser diode, 분포 귀환 레이저 다이오드)가 직렬 연결되어 집적화된 반도체 레이저, TEC(Thermo-Electric Cooler) 및 마이크로 히터(micro-heater)를 포함하는 TOSA(Transmitter Optical Sub Assembly)가 구비되어, 넓은 파장 가변 범위를 갖으며 빠른 파장 가변 시간을 제공하면서도, 안정적이며 높은 광 출력을 제공할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 파장 가변형 광 송신장치의 구성을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 파장 가변형 광 송신장치의 TOSA(100)의 구성을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 파장 가변형 광 송신장치의 적어도 2개 이상의 DFB-LD가 직렬 연결되어 집적화된 반도체 레이저(110)의 구성을 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 파장 가변형 광 송신장치의 적어도 2개 이상의 DFB-LD가 직렬 연결되어 집적화된 반도체 레이저(110)의 출력 파장을 나타낸 그래프이다.
이하 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 파장 가변형 광 송신장치를 상세히 설명한다. 다음에 소개되는 도면들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 따라서, 본 발명은 이하 제시되는 도면들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 또한, 명세서 전반에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.
이 때, 사용되는 기술 용어 및 과학 용어에 있어서 다른 정의가 없다면, 이 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 통상적으로 이해하고 있는 의미를 가지며, 하기의 설명 및 첨부 도면에서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 설명은 생략한다.
본 발명의 파장 가변형 광 송신장치는 광 통신에서 입력되는 전기 신호를 광 신호로 안정적으로 변환하기 위하여, 적어도 2개 이상의 DFB-LD(Distributed Feedback Laser diode, 분포 귀환 레이저 다이오드)가 직렬 연결되어 집적화된 반도체 레이저, TEC(Thermo-Electric Cooler) 및 마이크로 히터(micro-heater)를 포함하는 TOSA(Transmitter Optical Sub Assembly)가 구비되어, 넓은 파장 가변 범위를 갖으며 빠른 파장 가변 시간을 제공하면서도, 안정적이며 높은 광 출력을 제공할 수 있는 파장 가변형 광 송신장치에 관한 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 파장 가변형 광 송신장치의 구성을 나타낸 도면이다. 도 1을 참고로 하여 본 발명의 파장 가변형 광 송신장치를 상세히 설명한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 파장 가변형 광 송신장치는 도 1에 도시된 바와 같이, 광송신 서브 어셈블리(TOSA, Transmitter Optical Sub-Assembly, 이하 'TOSA'라 함)(100), 복수 개의 LDD(Laser Diode Driver)(200), 데이터 라우터(300) 및 통합 제어 수단(400)을 포함하여 구성될 수 있다.
각 구성에 대해서 자세히 알아보자면,
상기 TOSA(100)는 적어도 2개 이상의 DFB-LD(Distributed Feedback Laser Diode, 분포 귀환 레이저 다이오드)가 직렬 연결되어 집적화된 반도체 레이저(110)를 포함하며, 상기 복수 개의 LDD(200)로부터 전송받은 광 신호를 송신할 수 있다.
이 때, 상기 TOSA(100)의 상기 반도체 레이저(110)는 적어도 2개 이상의 DFB-LD(Distributed Feedback Laser diode, 분포 귀환 레이저 다이오드)를 포함하여 구성되며, 도 3에 도시된 바와 같이, 적어도 2개 이상의 DFB-LD인 제 1 DFB-LD(101), 제 2 DFB-LD(102), 이득 조절기(103), 제 1 마이크로 히터(104) 및 제 2 마이크로 히터(105)를 포함하여 구성될 수 있다.
제 1 DFB-LD(101), 제 2 DFB-LD(102)는 상호간의 직렬로 연결되어 한 쌍을 이루고 있으며, 각각 상이한 파장을 발진하도록 설정되는 것이 바람직하며, 복수 개의 DFB-LD가 하나의 반도체로 집적된 형태가 바람직하다.
상기 이득 조절기(Gain section)(103)는 제 1 DFB-LD(101)와 제 2 DFB-LD(102)의 사이에 배치되어, 회절격자를 가지지 않는 FP(Fabry Perrot) 공진기 형태로 구성되는 것이 바람직하며, 이를 통해서, 제 1 DFB-LD(101)와 제 2 DFB-LD(102)의 출력을 일정하게 유지시킬 수 있다.
제 1 마이크로 히터(104), 제 2 마이크로 히터(105)는 상기 DFB-LD(101, 102)의 상부에 각각 구비되어, 상기 DFB-LD(101, 102), 즉, 적어도 2개 이상의 DFB-LD(Distributed Feedback Laser Diode, 분포 귀환 레이저 다이오드)가 직렬 연결되어 집적화된 반도체 레이저(110)의 세부 파장을 변화시킬 수 있다.
다시 말하자면, 상기 TEC(120)를 통해서 상기 반도체 레이저(110)의 기본 중심 파장을 설정할 수 있으며, 상기 반도체 레이저(110)의 사용 대역 파장을 설정한 기본 중심 파장으로 이동한 후, 제 1 마이크로 히터(104), 제 2 마이크로 히터(105)의 제어를 통해서 세부 파장을 가변 할 수 있다.
제 1 마이크로 히터(104), 제 2 마이크로 히터(105)를 이용할 경우, 제 1 DFB-LD(101)와 제 2 DFB-LD(102) 각각 4nm 이상 파장 가변이 가능하여, 2개의 DFB-LD로 구성될 경우, 총 8nm 이상 파장 가변이 가능하다. 그 최소 정밀도는 50GHz에 해당한다.
상기 적어도 2개 이상의 DFB-LD(Distributed Feedback Laser Diode, 분포 귀환 레이저 다이오드)가 직렬 연결되어 집적화된 반도체 레이저(110)는 적어도 하나에서 집적화된 DFB-LD의 수만큼의 파장을 발진할 수 있으며,
본 발명에서는 그 실시예로 복수 개의 DFB-LD(101, 102)가 집적화된 두 개의 파장의 출력 세기를 이득 조절기(103)에서 조절할 수 있다. 이 때, 상기 이득 조절기(103)에는 문턱 전류만큼을 순방향으로 인가하는 것이 바람직하다.
더 나아가, 하나의 DFB-LD(101 또는 102)에서 하나의 파장을 얻기 위해서는, 상기 이득 조절기(103)와 또다른 DFB-LD(101 또는 102)의 이득이 높은 활성층에서 광의 흡수가 일어나기 때문에, 상기 이득 조절기(103)와 또다른 DFB-LD(101 또는 102)에 일정 전류를 인가시키는 것이 바람직하다.
이러한 적어도 2개 이상의 DFB-LD(Distributed Feedback Laser Diode, 분포 귀환 레이저 다이오드)가 직렬 연결되어 집적화된 반도체 레이저(110)를 포함하는 상기 TOSA(100)는 도 2에 도시된 바와 같이, 반도체 레이저(110) 외에 TEC(Thermo-Electric Cooler)(120), MPD(Monitoring Photo Diode)(130) 및 반사기(140)를 포함하여 구성될 수 있다.
이 때, 반사기는 TO(Transistor Outline) 형태의 TOSA일 경우, TOSA의 광 출력이 반도체 레이저의 출력과 수직 방향이므로 광 경로 변경을 위해 구비해야 하며,
XMD(X-Miniature Device) 또는 버터플라이 형태의 TOSA일 경우, TOSA의 출력이 반도체 레이저의 출력과 수평 방향이므로 생략이 가능하다.
상기 TEC(120)는 상술한 바와 같이, 적어도 2개 이상의 DFB-LD(Distributed Feedback Laser Diode, 분포 귀환 레이저 다이오드)가 직렬 연결되어 집적화된 반도체 레이저(110)의 기본 중심 파장을 설정할 수 있으며, 이는 상기 통합 제어 수단(400)의 제어에 따라 이루어지는 것이 바람직하다.
일반적으로, 외기 온도 조건을 반영하였을 때, TEC를 이용한 온도 가변 범위는 약 40도 정도이며, 파장으로는 복수 개의 DFB-LD 각각 약 4nm 정도 가변이 가능하다.
상기 MPD(130)는 상기 반도체 레이저(110)의 후방면에서 방출되는 빛을 감지하여, 상기 반도체 레이저(110)의 광 출력을 감시 및 모니터링할 수 있다. 이를 통해서, 빠르고 정확하게 상기 반도체 레이저(110)의 광 출력을 감시하여 상기 통합 제어 수단(400)으로 전달할 수 있으며, 상기 통합 제어 수단(400)에서 상기 반도체 레이저(110)의 전력을 용이하게 조절할 수 있다.
더 나아가, 상기 TOSA(100)는 상기 반사기(140)를 포함하여 구성될 수 있으나, 상기 반사기(140)의 경우, TOSA의 구조 형태에 따라 선택적 적용하는 것이 바람직하다.
즉, 상술한 바와 같이, TOSA가 XMD 또는 버터플라이 구조일 경우, 반사기를 적용하지 않으나, TO 구조일 경우, 반사기를 구비하는 것이 바람직하다.
이 때, TO 구조의 TOSA의 경우, 상기 반사기(140)는 상기 반도체 레이저의 출력 광을 수직 방향으로 광 경로 변경하여 TOSA 외부로 광을 전송할 수 있다.
상기 복수 개의 LDD(200)는 광 신호를 출력하는 레이저 다이오드(LD, Laser Diode)를 구동하여 전-광변환하며, 변환한 광 신호를 상기 TOSA(100)로 전송할 수 있다.
이 때, 상기 복수 개의 LDD(200)는 상기 통합 제어 수단(400)의 제어에 따라, 미리 설정된 파장으로 변환 출력하는 것이 바람직하다.
상기 데이터 라우터(300)는 외부로부터 전기 신호를 입력받아, 복수 개의 LDD(200)로 동시 또는 선택적으로 인가할 수 있으며, 이 때, 상기 복수 개의 LDD(200)와 마찬가지로, 상기 통합 제어 수단(400)에 의해 제어되는 것이 바람직하다.
여기서, 선택적 신호 인가(전달)는 상기 통합 제어 수단(400)으로부터 제어되어 특정 LDD로만 신호를 전달함을 의미하며,
동시적 신호 인가(전달)는 외부 신호 전달 경로 구성에 따라 동일한 신호를 복수 개의 LDD로 전달 또는, 외부로부터 전달된 서로 상이한 신호를 복수 개의 LDD로 전달함을 의미한다.
상기 통합 제어 수단(400)은 상기 TOSA(100), 복수 개의 LDD(200) 및 데이터 라우터(300)를 제어할 수 있으며, 상세하게는, TEC 제어부(410), 마이크로 히터 제어부(420), 이득 조절 제어부(430) 및 마이크로 컨트롤러(MCU, Micro Controller Unit)(440)를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 TEC 제어부(410)는 적어도 2개 이상의 DFB-LD(Distributed Feedback Laser Diode, 분포 귀환 레이저 다이오드)가 직렬 연결되어 집적화된 반도체 레이저(110)의 기본 중심 파장 설정을 위한, 상기 TOSA(100)의 TEC(120)를 제어할 수 있으며,
상기 마이크로 히터 제어부(420)는 적어도 2개 이상의 DFB-LD(Distributed Feedback Laser Diode, 분포 귀환 레이저 다이오드)가 직렬 연결되어 집적화된 반도체 레이저(110)의 세부 파장 가변을 위한, 상기 반도체 레이저(110)의 제 1 마이크로 히터(104), 제 2 마이크로 히터(105)를 제어할 수 있다.
또한, 상기 이득 조절 제어부(430)는 적어도 2개 이상의 DFB-LD(Distributed Feedback Laser Diode, 분포 귀환 레이저 다이오드)가 직렬 연결되어 집적화된 반도체 레이저(110)의 출력 안정화를 위한, 상기 반도체 레이저(110)의 이득 조절기(103)를 제어할 수 있으며, 상기 마이크로 컨트롤러(440)는 외부와의 통신을 수행하며, 상기 TEC 제어부(410), 마이크로 히터 제어부(420) 및 이득 조절 제어부(430)를 통합 제어할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 파장 가변형 광 송신장치의 제 1 DFB-LD(101)와 제 2 DFB-LD(102)가 직렬 연결되어 집적화된 반도체 레이저(110)에 대한 출력 파장 예시도이다.
도 4는 본 발명의 복수 개의 DFB-LD가 직렬 연결되어 직접화된 반도체 레이저의 파장을 도시한 것이며, 이는 본 발명의 일 실시예에 불과하며 집적되는 DFB-LD의 개수와 파장 설정에 따라 상이하게 도시된다.
도 4의 도시 파장 중 λ1과 λ10은 제 1 DFB-LD(101)와 제 2 DFB-LD(102)로 설정할 수 있는 파장의 예시도이다. 이 때, 제 1 DFB-LD(101)와 제 2 DFB-LD(102)의 기본 중심 파장은 상술한 바와 같이, 상기 TEC(120)의 온도가변을 통해 제어할 수 있다.
상기 TEC(120)를 이용하여 제 1 DFB-LD(101)와 제 2 DFB-LD(102)의 기본 중심 파장으로 중심 파장을 이동한 후, 제 1 마이크로 히터(104), 제 2 마이크로 히터(105)를 이용하여 세부 파장을 가변할 수 있다.
이에 따라, 도 4의 도시 파장 중, λ1 내지 λ5는 제 1 마이크로 히터(104)를 제어하여 가변할 수 있는 제 1 DFB-LD(101)의 파장이며, 도 4의 도시 파장 중, λ6 내지 λ10은 제 2 마이크로 히터(105)를 제어하여 가변할 수 있는 제 2 DFB-LD(102)의 파장을 나타낸 것이다.
적어도 2개 이상의 DFB-LD가 직렬 연결되어 직접화된 반도체 레이저(110)는 최소 하나의 파장에서부터 직접화된 DFB-LD의 수만큼의 파장을 얻을 수 있다.
즉, 다시 말하자면, 본 발명의 일 실시예에 따른 적어도 2개 이상의 DFB-LD가 직렬 연결되어 직접화된 반도체 레이저(110)는 하나 또는 두 개의 파장을 사용할 수 있다. 이 때, 두 개의 파장을 사용할 경우, 상기 데이터 라우터(300)로부터 제 1 DFB-LD(101)와 제 2 DFB-LD(102)가 신호를 인가 받아 각각 상이한 파장으로 신호를 전송하므로, 두 배의 전송 속도를 가질 수 있게 된다.
즉, 전송 속도는 집적화된 DFB-LD의 수에 비례한다.
즉, 다시 말하자면, 본 발명의 일 실시예에 따른 파장 가변형 광 송신장치는 적어도 2개 이상의 DFB-LD(Distributed Feedback Laser Diode, 분포 귀환 레이저 다이오드)가 직렬 연결되어 집적화된 반도체 레이저, TEC(Thermo-Electric Cooler) 및 마이크로 히터(micro-heater)를 포함하는 TOSA(Transmitter Optical Sub Assembly, 광송신 서브 어셈블리)가 구비되어, 넓은 파장 가변 범위를 갖으며 빠른 파장 가변 시간을 제공할 수 있다. 더 나아가, 안정적이며 높은 광 출력을 제공할 수 있는 장점이 있다.
이상과 같이 본 발명에서는 구체적인 구성 소자 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것 일 뿐, 본 발명은 상기의 일 실시예에 한정되는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허 청구 범위뿐 아니라 이 특허 청구 범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
100 : TOSA
110 : 반도체 레이저
101 : 제 1 DFB-LD 102 : 제 2 DFB-LD
103 : 이득 조절기 104 : 제 1 마이크로 히터
105 : 제 2 마이크로 히터
120 : TEC
130 : MPD
140 : 반사기
200 : LDD
300 : 데이터 라우터
400 : 통합 제어 수단
410 : TEC 제어부 420 : 마이크로 히터 제어부
430 : 이득 조절 제어부 440 : MCU

Claims (5)

  1. 적어도 2개 이상의 DFB-LD(Distributed Feedback Laser Diode, 분포 귀환 레이저 다이오드)가 직렬 연결되어 집적화된 반도체 레이저(110)를 포함하며, LDD(Laser Diode Driver)(200)로부터 전송받은 광 신호를 송신하는 광송신 서브 어셈블리(TOSA, Transmitter Optical Sub-Assembly)(100);
    광 신호를 출력하는 레이저 다이오드(LD, Laser diode)를 구동하여 전광변환하며, 변환한 광 신호를 상기 TOSA(100)로 전송하는 복수 개의 LDD(200);
    외부로부터 전기 신호를 입력받아, 복수 개의 LDD(200)로 동시 또는 선택적으로 인가하는 데이터 라우터(300); 및
    상기 TOSA(100), 복수 개의 LDD(200) 및 데이터 라우터(300)를 제어하는 통합 제어 수단(400);
    을 포함하며,
    상기 복수 개의 LDD(200)는
    상기 통합 제어 수단(400)의 제어에 따라, 기설정된 파장으로 변환 출력하며,
    상기 데이터 라우터(300)는
    상기 통합 제어 수단(400)의 제어에 따라, 외부로부터 입력된 전기 신호를 복수 개의 LDD(200)로 동시 또는 선택적으로 인가하는 것을 특징으로 하며,
    상기 반도체 레이저(110)는
    직렬로 연결되어 한 쌍을 이루며, 각각 상이한 파장을 발진하는 적어도 2개 이상의 DFB-LD(101, 102)와, 제 1 DFB-LD(101)와 제 2 DFB-LD(102) 사이에 배치되어, 제 1 DFB-LD(101)와 제 2 DFB-LD(102)의 출력을 일정하게 유지시키는 이득 조절기(Gain section)(103)와, 제 1 DFB-LD(101)와 제 2 DFB-LD(102)의 상부에 각각 구비되어, 각각의 제 1 DFB-LD(101)와 제 2 DFB-LD(102)의 세부 파장을 변화시키는 제 1 마이크로 히터(104)와 제 2 마이크로 히터(105)를 포함하는 파장 가변형 광 송신장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 TOSA(100)는
    상기 통합 제어 수단(400)의 제어에 따른 온도가변을 통해서, 상기 반도체 레이저(110)의 기본 중심 파장을 설정하는 TEC(Thermo-Electric Cooler)(120); 및
    상기 반도체 레이저(110)의 후방면에서 방출되는 빛을 감지하여, 상기 반도체 레이저(110)의 광 출력을 감시 및 모니터링하는 MPD(Monitoring Photo Diode)(130);
    를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 파장 가변형 광 송신장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 TOSA(100)는
    출력되는 광을 입력받아 외부로 전송하는 반사기(140);
    를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 파장 가변형 광 송신장치.
  4. 삭제
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 통합 제어 수단(400)은
    상기 반도체 레이저(110)의 기본 중심 파장 설정을 위한, 상기 TEC(120)를 제어하는 TEC 제어부(410);
    상기 반도체 레이저(110)의 세부 파장 가변을 위한, 상기 제 1 마이크로 히터(104)와 제 2 마이크로 히터(105)를 제어하는 마이크로 히터 제어부(420);
    상기 반도체 레이저(110)의 출력 안정화를 위한, 상기 이득 조절기(103)를 제어하는 이득 조절 제어부(430); 및
    외부와의 통신을 수행하며, 상기 TEC 제어부(410), 마이크로 히터 제어부(420) 및 이득 조절 제어부(430)를 제어하는 마이크로 컨트롤러(MCU, Micro Controller Unit)(440);
    를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 파장 가변형 광 송신장치.

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20130085559A (ko) * 2011-12-21 2013-07-30 에릭슨 엘지 주식회사 광송신기 조정 장치 및 방법
KR20140062694A (ko) 2012-11-12 2014-05-26 한국전자통신연구원 파장 가변 광 송신 장치
JP2015109382A (ja) * 2013-12-05 2015-06-11 住友電気工業株式会社 光送信器

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