KR101963988B1 - 버스트-모드 레이저 파장 드리프트에 대한 열적 보상 - Google Patents

버스트-모드 레이저 파장 드리프트에 대한 열적 보상 Download PDF

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Abstract

활성 층(720)을 포함하고 버스트 기간 동안 광학 신호를 방출하도록 구성된 버스트-모드 레이저(610) - 버스트-모드 레이저(610)의 온도 변화는 광학 신호가 파장 시프트하게 함 -; 및 활성 층(720)에 열적으로 결합되고 버스트 기간의 타이밍에 기초하여 활성 층(720)에 열을 가함으로써 버스트 기간 동안 광학 신호의 파장 시프트를 감소시키도록 구성된 가열기(620)를 포함하는 장치.

Description

버스트-모드 레이저 파장 드리프트에 대한 열적 보상{THERMAL COMPENSATION FOR BURST-MODE LASER WAVELENGTH DRIFT}
삭제
수동 광학 네트워크들(PON들)은 서로 통신하는 사용자 또는 고객 최종 디바이스들 및 운영자 최종 디바이스들을 갖는다. PON들은 최종 사용자들이 업스트림 링크를 통해 운영자 측(예를 들어, 광학 라인 종단(OLT))과 통신하기 위해 상이한 시간 기간들에서 파장을 공유하는, 시분할 멀티플렉싱을 이용할 수 있다. 따라서, 광학 네트워크 유닛(ONU) 내의 것들과 같은, 사용자 또는 고객 측 상의 일부 송신기들은 버스트 모드에서 동작하는 레이저들을 가질 수 있다. 버스트 모드에서, ONU 송신기는 작은 시간 기간을 할당받을 수 있고 그 자신의 시간 기간 내에서만 업스트림 신호들을 보낼 수 있다. 다른 시간들에서, ONU 송신기는 그것의 임계 전류값(예를 들어, 제로 바이어스 전류) 아래의 바이어스 전류(또는 전압)을 가질 수 있고, 그러므로 비활성에 머물 수 있다.
버스트-모드 레이저가 이네이블될 때, 그것은 무선 주파수(RF) 신호들이 그에 부가될 수 있는, 광학 신호를 방출 또는 송신할 수 있다. 방출 중에, 레이저 칩의 온도는 느리게 증가할 수 있어서, 광학 파장을 드리프트 또는 시프트시킨다. 시간 및 파장들 둘 다를 공유하는 시간- 및 파장-분할 멀티플렉싱(TWDM)-PON 시스템에서, 다수의 파장이 다운스트림 방향 및 업스트림 방향 둘 다에서 사용될 수 있다. 업스트림 방향에서, 예를 들어, 디멀티플렉서(DeMUX)가 다수의 ONU들로부터 보내진 상이한 파장들을 분리하기 위해 사용될 수 있다. 필터와 유사한, DeMUX 내의 각각의 출력 채널은 평탄한 형상 또는 가우스 형상과 같은 다양한 형상들의 통과 대역들을 가질 수 있다. 버스트 기간 동안의 광학 신호의 파장 시프트는 필터에서 문제들을 야기할 수 있다. 예를 들어, 광학 신호의 피크-세기 파장이 필터 통과 대역의 에지에 가까우면, 파장 시프트 후에 광학 신호의 일부는 시프트된 파장이 통과 대역 밖으로 벗어나기 때문에 필터링되어 제거될 수 있다. 광학 신호는 결과적으로 전력이 변화할 수 있고, 데이터 에러 문제들을 초래할 수 있다. 그러므로, 버스트-모드 레이저들의 파장 시프트는 해결되어야 할 과제이다.
한 실시예에서, 본 개시는 활성 층을 포함하고 버스트 기간 동안 광학 신호를 방출하도록 구성된 버스트-모드 레이저 - 상기 버스트-모드 레이저의 온도 변화는 상기 광학 신호가 파장 시프트하게 함 -, 및 상기 활성 층에 열적으로 결합되고 상기 버스트 기간의 타이밍에 기초하여 상기 활성 층에 열을 가함으로써 상기 버스트 기간 동안 상기 광학 신호의 파장 시프트를 감소시키도록 구성된 가열기를 포함하는 장치를 포함한다.
또 하나의 실시예에서, 본 개시는 가열기에 열적으로 결합된 버스트-모드 레이저의 동작 동안 온도 보상을 위한 방법을 포함하는데, 상기 방법은 상기 버스트 기간의 시작을 표시하는 버스트 이네이블 신호를 수신하는 단계, 상기 버스트 기간 동안 적어도 하나의 파장을 갖는 광학 신호를 방출하는 단계, 및 상기 광학 신호의 파장 시프트를 감소시키기 위해 상기 광학 신호의 상기 방출에 걸쳐 상기 버스트-모드 레이저의 온도를 실질적으로 유지하는 단계를 포함하고, 상기 온도를 실질적으로 유지하는 단계는 상기 가열기를 사용하여, 상기 버스트 이네이블 신호에 기초하여 상기 버스트-모드 레이저에 열을 가하는 단계를 포함한다.
또 다른 실시예에서, 본 개시는 버스트-모드 레이저를 위한 전극 패드의 역할을 하는 금속 층을 포함하는 버스트-모드 레이저, 및 상기 버스트-모드 레이저 위에 놓이고 상기 금속 층 위의 제1 티타늄(Ti) 층과, 상기 제1 타타늄 층 위의 실리콘 이산화물(SiO2) 층과, 상기 실리콘 이산화물 층 위의 제2 Ti 층과, 상기 제2 티타늄 층 위의 백금(Pt) 층을 포함하는 전기 가열기를 포함하고, 상기 제2 Ti 층과 상기 Pt 층은 상기 전기 가열기를 위한 가열 패드의 역할을 하고, 상기 SiO2 층은 상기 전기 가열기로부터 상기 버스트-모드 레이저로의 효율적인 열 전달을 가능하게 하고, 상기 가열 패드로부터 상기 전극 패드로의 전류 주입을 차단하기 위해 300 나노미터 이하의 두께를 갖는 레이저 시스템을 포함한다.
이들 및 다른 특징들은 첨부 도면 및 청구범위와 함께 이루어진 다음의 상세한 설명으로부터 보다 분명히 이해될 것이다.
본 개시내용의 보다 완전한 이해를 위해, 첨부 도면 및 상세한 설명과 관련하여 이루어진 다음의 간단한 설명이 이제 참조되고, 도면에서 유사한 참조 번호들은 유사한 부분들을 표시한다.
도 1a 및 도 1b는 각각, 가열기에 의한 온도 보상 없는 하나의 버스트 시간 기간 내에서의 분산형 피드백(DFB) 레이저에 대한, 온도 증가 및 파장 시프트의 예시적인 시뮬레이션 결과들이다.
도 2a는 시뮬레이션에서 사용된 가열 전류의 예시적인 프로필을 도시한다.
도 2b는 도 2a와 동일한 시뮬레이션에서 사용된 레이저 이네이블 전압의 예시적인 프로필을 도시한다.
도 3은 (1) 가열기만, (2) 레이저만, 및 (3) 가열기와 레이저 둘 다가 턴 온된 3개의 상이한 조건 하에서의 버스트-모드 레이저의 온도 변화들의 예시적인 시뮬레이션 결과들을 도시한다.
도 4a는 가열 전류의 또 하나의 예시적인 프로필을 도시한다.
도 4b는 도 4a와 동일한 시뮬레이션에서 사용된 레이저 이네이블 전압의 예시적인 프로필을 도시한다.
도 5는 (1) 가열기만, (2) 레이저만, 및 (3) 가열기와 레이저 둘 다가 턴 온된 3개의 상이한 조건 하에서의 버스트-모드 레이저의 온도 변화들의 또 하나의 예시적인 시뮬레이션 결과들을 도시한다.
도 6은 레이저 시스템의 실시예의 사시도를 도시한다.
도 7a는 A-A 선을 따르는 도 6의 레이저 시스템의 단면도를 도시한다.
도 7b는 B-B 선을 따르는 도 6의 레이저 시스템의 사시 단면도를 도시한다.
도 7c는 매립된 헤테로구조 DFB 레이저의 사시 단면도를 도시한다.
도 8a-8d는 각각 가열기 내로 공급하는 가열 전류를 발생시키는 4개의 구동 회로의 실시예들을 도시한다.
도 9는 버스트-모드 레이저의 동작 동안 온도 보상을 위한 방법의 실시예의 플로우차트이다.
도 10은 PON의 실시예의 개략도이다.
먼저, 하나 이상의 예시적인 실시예의 예시적 구현이 아래에 제공되지만, 개시된 시스템들 및/또는 방법들은 현재 공지되거나 기존에 있는 것이든 간에, 임의 의 많은 기술들을 사용하여 구현될 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 본 개시내용은 여기에 도시되고 설명된 모범적인 설계들 및 구현들을 포함하는, 아래에 도시된 예시적 구현들, 도면들, 및 기술로 결코 제한되지 않아야 하고, 등가물들의 그들의 완전한 범위와 함께 첨부된 청구범위의 범위 내에서 수정될 수 있다. 도면들은 반드시 축척에 맞게 도시되어 있진 않다. 실시예들의 어떤 특징들은 크기가 과장되어 있거나 또는 어느 정도 개략적 형태로 도시될 수 있고 통상적인 요소들의 일부 상세들은 명료성과 간결성을 위해 도시되지 않을 수 있다.
본 개시내용은 광학 신호들의 방출 동안 레이저의 온도를 안정화시킴으로써 버스트 기간에서 버스트-모드 레이저의 파장 시프트를 감소시키는 예시적인 실시예들을 교시한다. 실시예에서, 전기 가열기가 레이저 애노드 표면을 가열하기 위해 레이저의 활성 층 가까이에 배치된다. 열은 활성 구역의 온도를 급속히 상승시키기 위해 버스트 기간 전 또는 버스트 기간의 시작 시간에 맞춰 레이저에 가해질 수 있다. 다음에, 버스트 기간의 시작 직후에 레이저가 광학 신호를 방출하기 시작함에 따라, 가해진 열의 양은 감소될 수 있어서, 레이저 온도를 짧은 기간, 예를 들어, 약 10 마이크로초(㎲)에 걸쳐 서서히 떨어지게 한다. 버스트 기간의 후반부 동안, 열은 온도를 더 감소시키도록 완전히 턴 오프될 수 있다. 실제로, 광학 신호를 방출함으로써 야기된 온도 상승은 레이저에 가해진 열의 감소에 의해 야기된 온도 감소에 의해 균형이 잡히거나 보상된다. 따라서, 레이저의 전체적인 온도는 안정화될 수 있고, 결국 버스트 기간에서 파장 시프트를 감소시킨다. 개시된 실시예들은 업스트림 파장 드리프트를 낮출 수 있고 수신기 입력 광학 전력을 거의 일정하게 유지함으로써, TWDM-PON 시스템의 성능 및 품질을 개선시킨다. 가우스 형상의 통과-대역 DeMUX가 사용될 수 있고, 본질적으로 TWDM-PON 시스템 소자들의 설계에서 보다 많은 선택을 가능하게 한다.
광학 신호는 여기서 적어도 하나의 광학 파장을 갖고 임의 유형의 신호(예를 들어, RF 신호)를 반송하는 적어도 하나의 광학 파로서 정의된다. 예를 들어, 참조 목적들을 위해, 어떤 RF 신호도 없는 광학 파가 방출될 때, 광학 파의 파장 정보 및/또는 전력은 여전히 고려된 유형들의 신호들일 수 있다. 여기에 개시된 실시예들은 DFB 레이저들 및 분산형 브래그 반사기(DBR) 레이저들을 포함하는 임의의 적합한 유형의 버스트-모드 레이저들에 적용될 수 있다. 또한, 여기에 개시된 버스트-모드 레이저는 어디에나 위치할 수 있고 임의의 적합한 시스템에서 사용될 수 있다. 예를 들어, 버스트-모드 레이저는 PON 시스템의 사용자 측(예를 들어, ONU) 또는 운영자 측(예를 들어, OLT)의 송신기에 놓일 수 있다. 본 개시내용에서, 열 보상의 기능이 먼저 논의될 수 있고, 그 다음에 가열기의 구조들 및 제조 상세들이 논의된다.
주입 전류가 레이저로 하여금 광학 신호를 방출하게 할 때, 레이저는 옴 접촉 저항을 갖기 때문에 전류가 또한 레이저를 가열할 수 있다. 이 가열은 레이저의 온도를 증가시킨다. 일부 버스트-모드 레이저 칩들의 온도는 열적 전기 제어(TEC)를 통해 조절될 수 있고, 이 경우에 수백 마이크로초 후에 안정한 온도 구배가 형성될 수 있다. 그럼에도 불구하고, 레이저 칩 온도는 여전히 인가된 전류 및 광학 신호로 인해 변화할 수 있다.
도 1a 및 도 1b는 각각, 가열기에 의한 열적 보상 없는 125㎲의 버스트 시간 기간 내에서의 DFB 레이저에 대한, 온도 증가 및 파장 시프트의 예시적인 시뮬레이션 결과들이다. 구체적으로, 도 1a는 x축은 시간이고 y축은 레이저 활성 영역 온도이고 버스트 기간 동안 DFB 레이저의 활성 구역에서의 시간에 따른 온도 증가를 도시한다. 도 1b는 x축은 시간이고 y축은 레이저 파장 드리프트의 양이고 버스트 기간 동안 DFB 레이저에 의해 방출된 광학 신호의 파장 증가(예를 들어, 레드 드리프트)를 도시한다. 레이저 광학 한정 구역에 대한 평균 온도 증가는 약 125㎲의 버스트 기간에 걸쳐 약 1켈빈(K)으로부터 1.5K까지일 수 있고, 여기서 온도 증가는 또한 레이저의 평균 출력 광학 전력에 의존할 수 있다. 도 1a는 버스트 기간의 시작시에, 온도 변화가 비교적 더 빠르고, 버스트-모드 기간의 후반부를 향해, 온도 변화가 근사-포화 영역으로 들어가서 더 완만한 기울기로 변화할 수 있다는 것을 더 도시한다. 레이저 온도 변화는 광학 파장 시프트를 야기한다. 도 1b에 도시한 바와 같이, 섭씨 약 30도(℃)(또는 303도 K)의 동작 주변 온도 주위에서, 1K의 레이저 온도 증가는 광학 파장이 약 0.105 나노미터(㎚) 시프트하게 할 수 있다. 따라서, 실험식이 시뮬레이션으로부터 아래와 같이 계산될 수 있다:
dλ = 0.105nm/k * dT, (1)
여기서 dλ는 파장 시프트를 나타내고 dT는 온도 변화를 나타낸다. 그러나, 이들 값은 단지 예들로서 의도된 것이고, 온도 증가 및 파장 시프트는 또한 레이저의 출력 전력 레벨과 같은 더 많은 인자들에 의존할 수 있다.
레이저가 버스트-모드에서 동작할 때 파장 드리프트를 감소시켜서 파장을 안정화시키기 위해서, 레이저의 활성 구역 온도는 온도 변화를 감소시키도록 안정화될 수 있다. 실시예에서, 가열기는 버스트-모드 레이저를 위한 애노드 전극 패드의 상부 위에 제조될 수 있다. 그러므로, 가열기는 레이저 활성 영역의 상부 바로 위에 놓여서 그것은 레이저 활성 영역을 빠르고 효율적으로 가열할 수 있다. 예를 들어, (아래에 더 설명되는) 도 3에 도시한 바와 같이, 열이 가해짐에 따라 레이저 온도는 약 1㎲ 내에 1℃ 상승할 수 있다.
버스트 이네이블 신호에 동적으로 기초하여 열을 가하는 다양한 실시예들이 여기에 개시된다. 제1 실시예에서, 버스트 이네이블 신호(예를 들어, ONU 송신기 이네이블 신호) 및 가열 전류가 동시에 인가된다. 바꾸어 말하면, 가열기는 레이저 이네이블링 신호가 턴 온할 때 가열하기 시작한다. 버스트 이네이블 신호는 임의의 적합한 신호(예를 들어, 전압 또는 전류)로서 구현될 수 있다. 버스트 이네이블 신호는 버스트 기간의 타이밍을 제어하고 버스트 기간의 시작을 표시한다. 버스트-모드 레이저는 버스트 이네이블 신호가 논리 로우로부터 논리 하이로 전환한 후에 곧(예를 들어, 1㎲) 광학 신호를 방출하기 시작할 수 있다. 가열기에 대한 가열 전류는 임의의 적합한 프로필을 갖도록 설계될 수 있다. 도 2a는 시뮬레이션에서 사용된 가열 전류의 예시적인 프로필을 도시하고, 도 2b는 동일한 시뮬레이션에서 사용된 레이저 이네이블 전압의 예시적인 프로필을 도시한다.
도 2a에 도시한 바와 같이, 가열 전류 프로필은 3개의 상이한 단계와 관련된 3개의 시간 부분을 갖는다. 제1 단계는 버스트 기간의 시작으로부터 약 1㎲까지이고, 여기서 전류는 최대 레벨(예를 들어, 약 56 밀리암페어(㎃))로 설정된다. 제2 단계는 약 1㎲로부터 약 10㎲까지이고, 여기서 전류는 중간 또는 낮은 레벨(예를 들어, 약 18.8㎃)로 감소된다. 제3 및 마지막 단계는 약 10㎲로부터 버스트 기간의 끝까지이고, 여기서 가열기는 0 전류로 턴 오프된다. 도 2b에 도시한 바와 같이, 버스트 이네이블 신호는 버스트 기간 내내 하이에 머물고, 약 125㎲에서 로우로 되고 버스트 기간을 종료한다. 레이저는 버스트 이네이블 신호가 하이로 된(레이저 웜 업한) 후 곧(예를 들어, 1㎲) 적어도 하나의 파장을 갖는 광학 신호를 방출하기 시작할 수 있다.
도 3은 3개의 상이한 조건 하에서의 버스트-모드 레이저의 온도 변화들의 예시적인 시뮬레이션 결과들을 도시한다. 정사각형 표시들로 나타낸 조건(1)은 가열기를 도 2a에 도시한 전류 프로필로 턴 온시키고 레이저를 턴 오프시킨다. 삼각형 표시들로 나타낸 조건(2)는 레이저를 도 2b에 도시한 버스트 이네이블 전압 프로필로 턴 온시키고, 가열기를 턴 오프시킨다. 다이아몬드 표시들로 나타낸 조건(3)은 가열기와 레이저 둘 다를 각각, 도 2a 및 도 2b의 프로필에 따라 턴 온시킨다. 도 2a에 도시한 바와 같이, 가열 전류는 먼저 짧은 기간(예를 들어, 약 1㎲) 동안 최대 레벨로 설정된다. 도 3의 조건(1)에 대해 도시한 바와 같이, 최대 가열 전류는 레이저 활성 구역을 빨리 가열시켜서, 평균 온도를 첫번째 마이크로초 내에 섭씨 약 1도(예를 들어, 약 303K로부터 약 304.1K까지) 상승시킨다. 첫번째 마이크로초 후에, 가열 전류는 감소하여 레이저 온도가 계속 증가하는 것을 중지시킬 수 있다. 도 2a에 도시한 바와 같이, 가열 전류는 또 하나의 짧은 기간(예를 들어, 약 10㎲) 동안 낮아질 수 있다(예를 들어, 약 56㎃로부터 약 18.8㎃까지). 도 3의 조건(1)에 대해 도시한 바와 같이, 낮은 전류는 레이저 칩 온도를 이 기간에 걸쳐 변화 또는 변동시킨다(예를 들어, 약 303.8K와 약 304.2K 사이). 약 10㎲ 후에, 가열 전류는 턴 오프되고, 레이저 온도는 자연적으로 버스트 기간의 나머지 동안 (예를 들어, 약 303.9K로부터 약 303.1K까지) 감소할 수 있다.
도 3의 조건(2)는 도 1b와 유사한데, 여기서 레이저 온도는 그것의 바이어스 및 변조 전류의 결과로서 증가한다. 도 3에서 조건들(1)과 (2)를 조합하여 조건(3)으로 하면, 가열기의 감소한 온도는 레이저의 증가한 온도를 보상할 수 있고, 결국 상당히 안정화된 온도 프로필을 가져다 줄 수 있다는 것이 분명하다. 조건(3) 하에서, 가열기 전류 및 레이저 이네이블 신호는 동시에 턴 온되어, 레이저 온도를 버스트 기간 내내 약 303.9K와 약 304.2K 사이에 머무르게 한다. 온도 변화가 약 1K로부터 약 0.3K 미만까지 감소됨에 따라, 파장 시프트는 그에 따라 감소된다. 식(1), dλ = 0.105㎚*dT를 적용하고, 0.3K의 온도 변화 dT를 가정하면, 파장 시프트는 시프팅 범위가 약 0.0315㎚ 내에서 실질적으로 안정하게 될 것이다. 대응하는 주파수 시프트는 5 기가헤르쯔(㎓)의 범위 내에 있을 것이다. 보다 일반적으로, 버스트 기간의 지속기간이 약 125 마이크로초일 때, 버스트-모드 레이저의 온도는 약 ±0.2℃보다 크지 않게 변화하도록 제어될 수 있고, 광학 신호의 파장 시프트는 ±0.02㎚보다 크지 않을 수 있다.
버스트 이네이블 신호에 기초하여 레이저에 열을 가하는 제2 실시예에서, 열은 버스트 기간의 시작 전에 가해질 수 있다. 도 4a는 제2 실시예의 시뮬레이션에서 사용된 가열 전류의 예시적인 프로필을 도시하고, 도 4b는 동일한 시뮬레이션에서 사용된 레이저 이네이블 전압의 예시적인 프로필을 도시하고, 도 5는 3개의 상이한 조건 하에서의 버스트-모드 레이저의 온도 변화들의 예시적인 시뮬레이션 결과들을 도시한다. 본 기술 분야의 통상의 기술자가 도 4a와 도 2a 사이, 도 4b와 도 2b 사이, 그리고 도 5와 도 3 사이의 유사성들을 이해함에 따라, 간결성을 위해, 그들 사이의 차이점들에 집중하여 더 논의한다. 제2 실시예에서, 버스트-모드 레이저는 그것의 온도가 버스트 기간의 시작 전에 약 1K 상승하게 하기 위해 최대 레벨 가열 전류에서 가열기에 의해 예열된다. 도 4a에 도시한 바와 같이, 약 30㎃의 최대 전류가 레이저 버스트 이네이블 신호가 턴 온되기 전에 제1 기간(예를 들어, 약 5㎲) 동안 가열기에 공급된다. 최대 전류가 동일한 레이저에 대해 약 56㎃인, 도 2a와 비교하여, 가열의 지속기간이 이제 더 길기 때문에 최대 전류는 높을 필요가 없을 수 있다. 버스트 이네이블 신호가 턴 온될 때, 가열 전류는 그것의 온도를 실질적으로 유지하거나 또는 그것의 온도가 약 10 내지 15㎲ 동안 매우 천천히 감소하게 하도록 낮은 값으로 감소된다. 그 후에, 가열기는 버스트 기간의 나머지 동안 턴 오프되어, 레이저 온도가 내려가게 한다. 위에 논의된 바와 같이, 턴 오프된 가열기에 의해 야기된 레이저 온도 감소는 바이어스 및 변조 전류에 의해 야기된 레이저 온도를 보상한다. 결과적으로, 레이저와 가열기 둘 다가 도 4a 및 도 4b에 명시된 바와 같이 턴 온될 때, 전체 온도는 도 5에 도시한 바와 같이, 버스트 기간 내내 약 303.9K와 약 304.2K 사이에서 변화하는 것으로, 실질적으로 안정화된다.
가열 전류가 도 2a 및 도 4a에 도시한 것과 같은, 간단한 단계 프로필을 가질 때, 2차 피크 온도가 관찰될 수 있다. 예를 들어, 레이저 온도는 도 3에서 약 10㎲에서 약 304.2K의 피크에 도달하고 도 5에서 약 20㎲에서 약 304.05K의 작은 피크에 도달한다. 제3 실시예에서, 가열 전류 프로필은 그러므로 2차 피크들을 감소시키거나 또는 피하도록 변경될 수 있다. 실시예에서, 가열 전류는 최대 레벨에 빠르게 도달하고, 다음에 시간 기간 내내 계속 감소하도록 설정될 수 있다. 예를 들어, 지수적인 계속적 감소가 저항기-캐패시터(RC) 회로를 사용하여 실현될 수 있다. 전류는 최대 전류 레벨 및 전류 감소율과 같은 인자들에 따라, 버스트 기간의 종료까지 지속될 수 있거나 또는 버스트 기간의 중간에서 턴 오프될 수 있다. 가열 전류 프로필을 적절히 설계함으로써, 레이저의 전체 온도는 훨씬 더 안정화될 수 있고, 광학 신호들의 파장 시프트를 더욱 감소시킨다.
도 6은 버스트-모드 레이저(610) 및 전기 가열기(620)를 포함할 수 있는, 레이저 시스템(600)의 실시예의 사시도를 도시한다. 레이저 시스템(600)은 단일 칩(예를 들어, 모든 소자들은 동일한 칩 상에 모놀리식 제조될 수 있다) 또는 다수 칩(예를 들어, 일부 소자들은 별도도 제조된 다음에 함께 본드될 수 있다)을 사용하여 구현될 수 있다. 설계에 따라, 가열기(620)는 레이저(610)의 일부로 고려될 수 있거나 레이저(610)에 열적으로 결합될 수 있다. 예를 들어, 레이저 시스템(600)의 모든 소자들이 동일한 칩 상에 모놀리식 제조될 때, 레이저 시스템(600)은 때때로 간단히 레이저라고 할 수 있다. 도 6에 도시한 바와 같이, 가열기(620)는 가열기(620)가 레이저(610)의 활성 층 또는 영역의 상부 바로 위에 위치하도록 레이저(610)를 위한 레이저 애노드 전극 패드(612) 위에 통합될 수 있다. 가열기는 활성 층과 가깝기 때문에, 가열 전류가 가열 패드들을 통해 가열기(620)에 흐를 때, 가열기(620)는 레이저 활성 층의 온도를 빠르게 증가시킬 수 있다(예를 들어, 약 1㎲ 내에 약 1K의 증가). 실시예에서, 가열기는 티타늄(Ti) 및 백금(Pt) 박막들 또는 층들로 이루어질 수 있고, 여기서 Ti는 레이저 주입 및 가열기 전류를 분리시키는 데 사용되는 실리콘 이산화물(SiO2) 층 위에 퇴적된다. Pt 층은 주 가열 층의 역할을 할 수 있다. 분리용 SiO2 층 아래에, 레이저 애노드 전극은 Ti, Pt, 및/또는 금(Au) 층들을 포함할 수 있다. 상부, 하부, 위에, 상부에, 아래, 아래에, 수직, 수평 등과 같은, 여기에 언급된 방향 용어들은 상대적일 수 있고 레이저 시스템 또는 그것의 소자들의 배향에 어떤 제한을 두는 것은 아니라는 것을 이해하여야 한다.
도 7a는 레이저 시스템(600)의 상세한 수직 레이아웃을 본질적으로 제시하는, A-A 선을 따르는 도 6의 레이저 시스템(600)의 단면도를 도시한다. 레이저 시스템(600)은 층층 방식으로 임의의 적합한 기술을 사용하여 제조될 수 있다. 레이저의 층들은 하부로부터 상부까지, n형 인듐 인화물(n-InP)로 이루어진 기판(710), 활성 층(720), p형 InP로 이루어진 클래딩 층(730), 고농도 도핑된 인듐 갈륨 비소(p+-InGaAs)로 이루어진 옴 접촉 층(740), 및 Ti/Pt/Au 층들과 같은 금속들로 이루어진 전극 층(750)을 포함한다. 전극 층(750)은 레이저 애노드 전극 패드용으로 퇴적될 수 있다. 때때로 활성 영역 또는 활성 구역이라고 하는 활성 층(720)은 광학 신호들을 발생하기 위해 캐비티 내에 도파관 층들을 포함할 수 있다.
가열기 층들은 레이저 층들 위에 놓이고 하부로부터 상부까지, 제1 Ti 층(760), SiO2로 이루어진 절연체 층(770), 제2 Ti 층(780), 및 Pt 층(790)을 포함한다. 제2 Ti 층(780)과 Pt 층(790)은 이 양 층들이 도전성이고 접속되기 때문에 함께 가열기를 위한 가열 패드의 역할을 할 수 있다. 제조 중에, 전극 층(750)의 Au 서브-층의 상부 위에 가열기를 통합시키기 위해, 약 5 내지 10㎚의 Ti 층(760)이 약 200㎚의 절연체 층(770)이 퇴적되기 전에 퇴적될 수 있다. 2개의 Ti 층(760 및 780)은 절연체 층(770) 내의 SiO2를 다른 금속들에 본드하는 데 도움을 줄 수 있다. 절연체 층(770)은 그것이 전기 가열기로부터 버스트-모드 레이저로의 효율적인 열 전달을 가능하게 할 수 있도록 너무 두껍지 않을 수 있고, 가열 패드로부터 전극 패드로의 전류 주입을 차단할 수 있도록 너무 얇지 않을 수 있다. 예를 들어, 절연체 층(770)은 50-200㎚, 100-300㎚, 또는 150-250㎚, 또는 다른 적합한 범위의 두께를 가질 수 있다.
도 7b는 도 7a의 것과 수직인 방향으로부터 B-B 선을 따르는 도 6의 레이저 시스템(600)의 사시 단면도를 도시한다. 레이저는 가열기가 상부에 놓인 리지 도파관 DFB 레이저일 수 있다. 도 7b에 도시한 실시예에 따르면, 활성 층(720)은 약 300㎚ 두께이고 기판(710)의 상부 위에 있을 수 있고; 클래딩 층(730)은 약 1.5㎛ 두께이고; 옴 접촉 층(740)은 약 100㎚ 두께이고; 전극 층(750)은 Ti, Pt, 및 Au의 각각의 층들에 대해 약 30㎚, 50㎚, 및 500㎚ 두께이고; 제1 Ti 층(760)은 약 5㎚ 두께이고, 절연체 층(770)은 약 200㎚ 두께일 수 있고, 함께 가열 전극의 역할을 하는 제2 Ti 층(780) 및 Pt 층(790)은 각각 100㎚ 및 300㎚이다. 또한, 리지 도파관을 포함하는 활성 층(720)은 약 2.5㎛ 내지 약 4㎛의 폭을 가질 수 있다. 중심에서 가열기 패드와 평행하게 뻗은 2개의 트렌치(782 및 784)는 각각 약 10㎛ 내지 약 15㎛의 폭을 가질 수 있다. 트렌치 영역에서, 상부 SiO2 층(786)은 약 200㎚ 두께일 수 있고, 하부 SiO2 층(788)은 약 300㎚ 두께일 수 있다.
도 7c는 활성 영역(791)의 상부 위에 놓인 가열 패드(796)를 갖는, 매립된 헤테로구조 DFB 레이저의 사시 단면도를 도시한다. 본 개시의 목적들을 위해, 도 7c의 가열기 설계 및 제조는 도 7b와 많이 유사하므로, 유사한 것들은 간결성을 위해 더 이상 논의되지 않는다. 리지 도파관 레이저와 구별되게, 매립된 헤테로구조 DFB 레이저는 다중의 n-InP 층들(792)과 p-InP 층들(793) 사이에 완전히 끼워 넣어지거나 "매립된" 활성 영역(791)을 갖는다. 또한, 2개의 트렌치(794와 795) 사이의 메사 폭은 약 8㎛ 내지 약 12㎛일 수 있고, 활성 영역(791)은 약 1㎛ 내지 약 2㎛의 폭을 가질 수 있다.
도 8a-8d는 여기에 개시된 가열기 내로 공급하는 가열 전류를 각각 발생시키는 구동 회로들(800, 830, 860, 및 890)의 실시예들을 도시한다. 구체적으로, 도 8a에 도시한 바와 같이, 구동 회로(800)는 가열기(예를 들어, 도 6의 가열기(620))를 위한 전류원의 역할을 한다. 회로(800)는 3개의 부분: (1) DFB 레이저의 부분으로 고려될 수 있는 가열기(802); (2) (Q2-1로 표시된) 트랜지스터(812), (LED2-1로 표시된) 다이오드(814) 및 (R2-1로 표시된) 저항기(816)로 형성된 정전류원(810); 및 (3) 제어 입력 전압(Vctrl)(822), 트랜지스터(Q2-2)(824) 및 저항기(R2-2)(826)로 형성된 전류 변조기(820)를 포함할 수 있다. 소자들의 일부에 대한 예시적인 값들은 도 8a에 주어진다.
정전류원(810)에서, LED2-1(814)의 순방향 전압들은 1.5볼트(V)일 수 있고, Q2-1(812)의 에미터-베이스 전압(Veb)은 0.6V일 수 있다. 또한, 이 두 개의 전압은 유사한 전압-온도 곡선에 따라 온도와 함께 변화할 수 있다. 결과적으로, R2-1(816) 상에 인가될 수 있는 2개의 전압 사이의 차이는 주변 온도에 민감하지 않을 (또는 실질적으로 독립적일) 수 있다. 결과적으로, R2-1(816)은 구동 회로의 주변 온도와 실질적으로 독립적인 정전류를 발생할 수 있다. 바꾸어 말하면, 전류는 온도가 변화할 때 비교적 안정할 수 있다. 또한, R2-1(816)의 값은 전류가 위에 논의된 것과 같이 레이저를 가열하기 위해 충분하도록 선택될 수 있다.
전류 변조기(820)에서, Vctrl(822)이 낮은 값 또는 0으로 설정되면, Q2-2((824)에 전류가 흐르지 않을 수 있다. 이 경우에, 가열기(802)는 정전류원(810)에 의해 제공된 모든 전류를 받아들일 수 있다. 그렇지 않고, Vctrl(822)이 더 높게(예를 들어, Q2-2(824)의 턴-온 임계 전압보다 높게) 설정되면, 정전류원(810)으로부터의 전류의 적어도 일부가 Q2-2(824) 및 R2-2(826)를 통해 바이패스할 수 있음으로써, 가열기(802)를 통해 흐르는 전류를 감소시킨다. 그러므로, 전류 변조는 Vctrl(822)의 값을 제어함으로써 달성될 수 있다. 전류 변조기(820)의 응답 시간은 빠른 스위칭 또는 변조를 보장하기 위해 짧도록(예를 들어, 약 1 나노초(㎱)) 설계될 수 있다.
본 기술 분야의 통상의 기술자는 도 8b-8d에 도시한 구동 회로들(830, 860, 및 890)은 도 8a의 구동 회로(800)와 많이 유사하다는 것을 인식할 것이다. 그러므로, 유사한 것들은 더 이상 논의되지 않는다. 도 8b의 구동 회로(830)는 전류 프로필에서 각각의 스테이지의 타이밍(예를 들어, 전류가 최대 레벨, 중간 레벨, 및 0에서 얼마나 오랫동안 머무르는지)을 제어할 수 있는, 타이밍 회로(832)의 출력을 수신할 수 있다. 구동 회로(830)의 출력 전류는 (RV3으로 표시된) 전위차계(834)의 값을 조정함으로써 소정의 값으로 미리 설정될 수 있다. 구동 회로(830)는 온/오프 모드에서 동작할 수 있다. 출력 전류의 상승/하강 시간(예를 들어, 0 레벨로부터 최대 레벨까지 도달하는 시간)은 수 ㎱(예를 들어, 약 1㎱)보다 크지 않을 수 있다.
도 8c의 구동 회로(860) 및 도 8d의 구동 회로(890)는 각각 12 또는 16비트 깊이일 수 있는 디지털-아날로그(DA) 변환기로 정밀하게 제어될 수 있다. 구동 회로들(860 및 890) 내의 DA 변환기의 출력들은 각각 DA1 및 DA2로 표시된다. 스위칭 또는 변조 중에, 전류들의 상승/하강 시간은 약 1㎲이다. 구동 회로들(860과 890) 사이의 주된 차이들은 저항기들 값들이다. 구동 회로(860)에서, 저항기(862)(R1-1)는 약 400옴일 수 있고 저항기(864)(R1-2)는 약 1000옴일 수 있다. 구동 회로(860)는 위상 제어 레이저(866)에 적합할 수 있는, 약 0-2.5㎃인 비교적 작은 출력 전류를 발생할 수 있다. 한편, 구동 회로(890)에서, 저항기(892)(R2-1)는 약 40옴일 수 있고 저항기(894)(R2-2)는 약 100옴일 수 있다. 구동 회로(890)는 DBR 레이저(896)에 적합할 수 있는, 약 0-20㎃인 비교적 큰 출력 전류를 발생할 수 있다.
도 9는 버스트-모드 레이저의 동작 동안 온도 보상을 위한 방법(900)의 실시예의 플로우차트이다. 레이저 시스템(예를 들어, 레이저 시스템(600))에서, 버스트-모드 레이저는 구동 회로에 결국 결합되는, 가열기에 열적으로 결합된 DFB 레이저일 수 있다. 방법(900)은 구동 회로가 버스트-모드 레이저에 가해질 열을 발생하기 위한 가열기에 전류를 공급할 때, 단계 910에서 시작한다. 실시예에서, 전류는 광학 신호의 방출의 시작보다 늦지 않게 최대 레벨에 도달한 다음에 그 후 최대 레벨로부터 감소한다. 단계 920에서, 버스트-모드 레이저는 버스트 기간의 시작을 표시하는 버스트 이네이블 신호를 수신할 수 있다. 단계들 910 및 920은 임의의 순차적 순서로 구현될 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 예를 들어, 전류는 버스트 기간의 시작 전에 또는 버스트 기간의 시작과 동시에 가열기에 공급될 수 있다.
단계 930에서, 버스트-모드 레이저는 버스트 기간 동안 적어도 하나의 파장을 갖는 광학 신호를 방출할 수 있다. 레이저가 웜 업할 어떤 시간을 취함에 따라, 광학 신호의 방출은 버스트 기간 후 곧(예를 들어, 약 1㎲) 시작할 수 있다. 단계 940에서, 레이저 시스템은 광학 신호의 파장 시프트를 감소시키기 위해 광학 신호의 방출에 걸쳐 버스트-모드 레이저의 온도를 실질적으로 유지할 수 있다. 본 개시에서, 온도를 실질적으로 유지 또는 안정화하는 것은 드리프팅 범위를 섭씨 ±0.2도 내에 제어하는 것을 의미한다. 온도를 실질적으로 유지하는 것은 가열기를 사용하여, 버스트 이네이블 신호에 동적으로 기초하여 버스트-모드 레이저에 열을 가함으로써 실현될 수 있다. 열은 버스트 기간의 제1 부분 동안에만 가해질 수 있고 버스트 기간의 후반부 동안에는 가해지지 않을 수 있다.
도 10은 PON(100)의 실시예의 개략도이다. PON(100)은 OLT(110), ONU들(120)의 세트, 및 OLT(110) 및 ONU들(120)에 결합될 수 있는 ODN(130)을 포함한다. 여기에 개시된 레이저 시스템들은 OLT(110)와의 그들의 업스트림 통신들을 위해 ONU들(120)의 송신기들에서와 같은, PON(100) 내의 다양한 소자들에서 구현될 수 있다. PON(100)은 OLT(110)와 ONU들(120) 사이에 데이터를 분배하기 위해 어떤 능동 소자들을 필요로 하지 않는 통신 네트워크일 수 있다. 대신에, PON(100)은 OLT(110)와 ONU들(120) 사이에 데이터를 분배하기 위해 ODN(130) 내에 수동 광학 소자들을 사용할 수 있다. 실시예에서, PON(100)은 기가비트 PON(GPON), 차세대 액세스(NGA) 시스템, 이더넷 PON(EPON), 10 기가비트 EPON, 파장 분할 멀티플렉싱(WDM) PON, TWDM PON, 또는 다른 유형들의 PON, 또는 이들의 조합들일 수 있다.
실시예에서, OLT(110)는 ONU들(120) 및 또 하나의 네트워크(도시 안됨)와 통신하도록 구성된 임의의 디바이스일 수 있다. 구체적으로, OLT(110)는 다른 네트워크와 ONU들(120) 사이의 중계기로서 동작할 수 있다. 예를 들어, OLT(110)는 네트워크로부터 수신된 데이터를 ONU들(120)에 전송하고, ONU들(120)로부터 수신된 데이터를 다른 네트워크 상으로 전송할 수 있다. OLT(110)의 특정한 구성이 PON(100)의 유형에 따라 변화할 수 있지만, 실시예에서, OLT(110)는 송신기 및 수신기를 포함할 수 있다. 다른 네트워크가 PON(100)에서 사용된 PON 프로토콜과 상이한, 이더넷 또는 동기 광학 네트워킹/동기 신호 디지털 계층(SONET/SDH)과 같은 네트워크 프로토콜을 사용할 때, OLT(110)는 네트워크 프로토콜을 PON 프로토콜로 변환하는 변환기를 포함할 수 있다. OLT(110) 변환기는 또한 PON 프로토콜을 네트워크 프로토콜로 변환할 수 있다. OLT(110)는 중앙국과 같은 중심 위치에 위치할 수 있지만, 역시 다른 위치들에 위치할 수 있다.
실시예에서, ODN(130)은 광 섬유 케이블들, 결합기들, 스플리터들, 분배기들, 및/또는 다른 장비를 포함할 수 있는, 데이터 분배 시스템일 수 있다. 실시예에서, 광 섬유 케이블들, 결합기들, 스플리터들, 분배기들, 및/또는 다른 장비는 수동 광학 소자들일 수 있다. 구체적으로, 광 섬유 케이블들, 결합기들, 스플리터들, 분배기들, 및/또는 다른 장비는 OLT(110)와 ONU들(120) 사이에 데이터 신호들을 분배하기 위해 어떤 전력도 필요로 하지 않는 소자들일 수 있다. 대안적으로, ODN(130)은 광학 증폭기들과 같은 하나 또는 복수의 능동 소자들을 포함할 수 있다. ODN(130)은 도 10에 도시한 것과 같은 브랜칭 구성에서 OLT(110)부터 ONU들(120)으로 연장할 수 있지만, 임의의 다른 지점 대 다지점 간 구성에서 대안적으로 구성될 수 있다.
실시예에서, ONU들(120)은 OLT(110) 및 고객 또는 사용자(도시 안됨)와 통신하도록 구성된 임의의 디바이스들일 수 있다. 구체적으로, ONU들(120)은 OLT(110)와 고객 사이의 중계기로서 동작할 수 있다. 예를 들어, ONU들(120)은 OLT(110)로부터 수신된 데이터를 고객에 전송하고, 고객으로부터 수신된 데이터를 OLT(110) 상으로 전송할 수 있다. ONU들(120)의 특정한 구성이 PON(100)의 유형에 따라 변화할 수 있지만, 실시예에서, ONU들(120)은 광학 신호들을 OLT(110)에 보내도록 구성된 광학 송신기 및 OLT(110)로부터 광학 신호들을 수신하도록 구성된 광학 수신기를 포함할 수 있다. 부가적으로, ONU들(120)은 광학 신호를 이더넷 또는 비동기 전달 모드(ATM) 프로토콜에서의 신호들과 같은, 고객을 위한 전기 신호들로 변환하는 변환기, 및 전기 신호들을 고객 디바이스로/로부터 송신 및/또는 수신할 수 있는 제2 송신기 및/또는 수신기를 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, ONU들(120)과 광학 네트워크 단말기들(ONT들)은 유사하므로, 용어들은 여기서 서로 교환하여 사용된다. ONU들(120)은 고객 댁내 장비들과 같은 분배된 위치들에 전형적으로 위치할 수 있지만, 또한 다른 위치들에도 위치할 수 있다.
적어도 하나의 예시적인 실시예가 개시되고 본 기술 분야의 통상의 기술자에 의해 이루어진 예시적인 실시예(들) 및 예시적인 실시예(들)의 특징들의 변화들, 조합들, 및/또는 수정들은 본 개시의 범위 내에 있다. 예시적인 실시예(들)의 특징들을 조합, 통합, 및/또는 생략한 것으로부터 생긴 대안적 실시예들도 또한 본 개시의 범위 내에 있다. 수치 범위들 또는 제한들이 분명히 표명되는 경우에, 이러한 분명한 범위들 또는 제한들은 분명히 표명된 범위들 또는 제한들(예를 들어, 약 1 내지 약 10은 2, 3, 4 등을 포함하고: 0.10보다 크다는 것은 0.11, 0.12, 0.13 등을 포함한다) 내에 드는 유사한 크기의 반복적인 범위들 또는 제한들을 포함하는 것으로 이해될 수 있다. 예를 들어, 하한선 Rl과 상한선 Ru를 갖는 수치 범위가 개시될 때마다, 그 범위 내에 드는 임의의 수가 구체적으로 개시된다. 특히, 그 범위 내의 다음의 수들이 구체적으로 개시되고: R=Rl+k*(Ru-Rl), 여기서 k는 1 퍼센트 증분을 가진 1 내지 100 퍼센트의 범위의 변수이고, 즉, k는 1 퍼센트, 2 퍼센트, 3 퍼센트, 4 퍼센트, 5 퍼센트, ..., 50 퍼센트, 51 퍼센트, 52 퍼센트, ..., 95 퍼센트, 96 퍼센트, 97 퍼센트, 98 퍼센트, 99 퍼센트, 또는 100 퍼센트이다. 게다가, 위에 정의된 것과 같은 2개의 R 수들에 의해 정의된 임의의 수치 범위가 또한 구체적으로 개시된다. 용어 "약"의 사용은 달리 표명하지 않는다면, 후속하는 수의 ±10%를 의미한다. 청구범위의 어떤 요소에 대해 용어 "선택적으로"의 사용은 요소가 요구되거나, 또는 대안적으로, 요소가 요구되지 않고, 양 대안들이 청구범위의 범위 내에 있다는 것을 의미한다. "구성한다", "포함한다", 및 "갖는다"와 같은 폭넓은 용어들의 사용은 "로 이루어진", "로 필수적으로 이루어진", 및 "로 실질적으로 구성된"과 같은 범위가 좁은 용어들에 대한 지지를 제공하는 것으로 이해될 수 있다. 따라서, 보호 범위는 위에 이루어진 설명에 의해 제한되지 않지만 다음의 청구범위에 의해 정의되고, 그 범위는 청구범위의 주제의 모든 등가물을 포함한다. 각각의 및 모든 청구항은 명세서 내로의 추가 개시로서 포함되고 청구범위는 본 개시의 예시적인 실시예(들)이다. 본 개시에서의 참고 문헌의 논의는 그것이 종래 기술, 특히 본원의 우선일 이후의 공개일을 갖는 어떤 참고 문헌이라고 인정하는 것은 아니다. 본 개시에서 인용된 모든 특허들, 특허 출원들, 및 공보들의 개시는 그들이 본 개시에 예시적, 절차적, 또는 다른 상세한 보충을 제공하는 정도까지, 본원에 참조로 포함된다.
몇가지 예시적인 실시예들이 본 개시에서 제공되었지만, 개시된 시스템들 및 방법들은 본 개시의 취지 또는 범위에서 벗어나지 않고서 많은 다른 특정한 형태들로 실시될 수 있다는 이해할 수 있다. 본 예들은 예시적이고 제한적인 것이 아닌 것으로 고려되고, 여기에 주어진 상세들로 제한하려는 것은 아니다. 예를 들어, 다양한 요소들 또는 소자들은 다른 시스템에서 조합 또는 통합될 수 있거나 또는 소정의 특징들은 생략되거나, 또는 구현되지 않을 수 있다.
또한, 분리되고 별도인 것으로서 다양한 예시적인 실시예들이 설명되고 도시된 기술들, 시스템들, 서브시스템들, 및 방법들은 본 개시의 범위에서 벗어나지 않고서 다른 시스템들, 모듈들, 기술들, 또는 방법들과 조합 또는 통합될 수 있다. 서로 결합 또는 직접 결합 또는 통신하는 것으로 도시되고 논의된 다른 아이템들은 전기적으로, 기계적으로, 또는 다른 어떤 것이든 간에 어떤 인터페이스, 디바이스, 또는 중간 소자를 통해 간접적으로 결합 또는 통신할 수 있다. 변화들, 대체들, 및 변경들의 다른 예들이 본 기술 분야의 통상의 기술자에 의해 확인가능하고 여기에 개시된 취지 및 범위에서 벗어나지 않고서 이루어질 수 있다.

Claims (20)

  1. 장치로서,
    활성 층을 포함하고 버스트 기간 동안 광학 신호를 방출하도록 구성된 버스트-모드 레이저 - 상기 버스트-모드 레이저의 온도 변화는 상기 광학 신호가 파장 시프트하게 함 -; 및
    상기 활성 층에 열적으로 결합되고, 상기 버스트-모드 레이저의 온도가 상기 버스트 기간 동안 실질적으로 안정화되도록 상기 버스트 기간의 시작 전에 상기 활성 층에 열을 가함으로써 상기 버스트 기간 동안 상기 광학 신호의 파장 시프트를 감소시키고, 상기 열을 발생하기 위해 전류를 수신하도록 구성된 가열기
    를 포함하고,
    상기 전류는 상기 버스트 기간이 시작하기 전에 제1 기간 동안 최대 레벨에 도달하고, 상기 버스트 기간의 시작 후에 제2 기간 동안 중간 레벨로 감소하고, 상기 제2 기간 후에 제3 기간 동안 0으로 더 감소하는 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 버스트 기간의 지속기간은 125 마이크로초이고, 상기 버스트-모드 레이저의 온도는 상기 버스트 기간 동안 섭씨 0.2도보다 크지 않게 변화하고, 상기 광학 신호의 상기 파장 시프트는 상기 버스트 기간 동안 0.02 나노미터보다 크지 않은 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 전류는 상기 가열기에 공급되는 장치.
  4. 가열기에 열적으로 결합된 버스트-모드 레이저의 동작 동안 온도 보상을 위한 방법으로서,
    버스트 기간의 시작을 표시하는 버스트 이네이블 신호를 수신하는 단계;
    상기 버스트 기간 동안 적어도 하나의 파장을 갖는 광학 신호를 방출하는 단계;
    상기 광학 신호의 파장 시프트를 감소시키기 위해 상기 광학 신호의 상기 방출에 걸쳐 상기 버스트-모드 레이저의 온도를 실질적으로 유지하는 단계 - 상기 온도를 실질적으로 유지하는 단계는 상기 가열기를 사용하여, 상기 버스트 이네이블 신호에 기초하여 상기 버스트-모드 레이저에 열을 가하는 단계를 포함함 -; 및
    적어도 상기 버스트-모드 레이저에 가해지는 열을 발생하기 위한 상기 가열기에 전류를 공급하는 단계
    를 포함하고, 상기 전류는 상기 광학 신호의 상기 방출의 시작보다 늦지 않게 최대 레벨에 도달하고, 그 후 차후에 상기 최대 레벨로부터 감소하는 방법.
  5. 제4항에 있어서, 상기 열은 상기 버스트 기간의 시작 전에 상기 버스트-모드 레이저에 가해지고, 상기 열은 적어도 상기 버스트 기간의 후반부 동안 상기 버스트-모드 레이저에 가해지지 않는 방법.
  6. 제5항에 있어서, 상기 전류는 상기 버스트 기간이 시작하기 적어도 4 마이크로초 전에 상기 최대 레벨에 도달하고, 상기 전류는 상기 전류가 상기 버스트 기간의 상기 후반부 동안 턴 오프될 때까지 상기 버스트 기간의 제1 부분 동안 중간 레벨로 감소하는 방법.
  7. 제4항에 있어서, 상기 전류와 상기 버스트 이네이블 신호는 상기 버스트 기간의 시작시 동시에 수신되는 방법.
  8. 레이저 시스템으로서,
    금속 층을 포함하는 버스트-모드 레이저 - 상기 금속 층은 상기 버스트-모드 레이저를 위한 전극 패드로서의 역할을 함 - ; 및
    상기 버스트-모드 레이저 위에 놓이고,
    상기 금속 층 위의 제1 티타늄 층;
    상기 제1 티타늄 층 위의 실리콘 이산화물 층;
    상기 실리콘 이산화물 층 위의 제2 티타늄 층; 및
    상기 제2 티타늄 층 위의 백금 층
    을 포함하는 전기 가열기를 포함하고,
    상기 제2 티타늄 층과 상기 백금 층은 상기 전기 가열기를 위한 가열 패드로서의 역할을 하고,
    상기 실리콘 이산화물 층은 300 나노미터 이하의 두께를 갖고, 상기 실리콘 이산화물 층은 상기 전기 가열기로부터 상기 버스트-모드 레이저로의 효율적인 열 전달을 가능하게 하고, 상기 실리콘 이산화물 층은 상기 가열 패드로부터 상기 전극 패드로의 전류 주입을 차단하는 레이저 시스템.
  9. 제8항에 있어서, 상기 실리콘 이산화물 층의 두께는 100 나노미터보다 작지 않고, 상기 제1 티타늄 층은 4㎚ 내지 10㎚의 두께를 갖고, 상기 제2 티타늄 층은 280㎚ 내지 320㎚의 두께를 갖는 레이저 시스템.
  10. 제8항에 있어서, 상기 버스트-모드 레이저는
    활성 층;
    상기 활성 층 위에 있고 p형 인듐 인화물 p-InP을 포함하는 클래딩 층; 및
    고농도 도핑된 p형 인듐 갈륨 비소 p+-InGaAs를 포함하고, 상기 클래딩 층 위에 있고, 상기 금속 층 아래에 있는 옴 접촉 층을 더 포함하고,
    상기 활성 층은 버스트 이네이블 전압이 상기 전극 패드 상에 인가될 때 광학 파를 발생하도록 구성되고,
    상기 전기 가열기는 상기 활성 층의 온도가 버스트 기간 동안 실질적으로 안정화되도록 상기 버스트 이네이블 전압에 기초하여 상기 활성 층에 열을 가하도록 구성된 레이저 시스템.
  11. 장치로서,
    활성 층을 포함하고, 버스트 기간 동안 광학 신호를 방출하도록 구성된 버스트-모드 레이저 - 상기 버스트-모드 레이저의 온도 변화는 상기 광학 신호가 파장 시프트하게 함 -; 및
    상기 활성 층에 열적으로 결합되고, 상기 버스트 기간의 타이밍에 기초하여 상기 활성 층에 열을 가함으로써 상기 버스트 기간 동안 상기 광학 신호의 파장 시프트를 감소시키고, 상기 열을 발생하기 위해 전류를 수신하도록 구성된 가열기
    를 포함하고, 상기 전류는 상기 버스트 기간 동안 적어도 3개의 레벨에 도달하고, 상기 가열기는 상기 버스트 기간의 시작시에 상기 활성 층에 열을 가하도록 더 구성되고, 상기 전류는 상기 광학 신호의 방출의 시작보다 늦지 않게 최대 레벨에 도달하고, 그 후 상기 최대 레벨로부터 감소하는 장치.
  12. 제11항에 있어서, 상기 전류는 2 나노초 이하 내에 0으로부터 상기 최대 레벨에 도달하고, 상기 전류는 1 마이크로초 이하 동안 상기 최대 레벨에 머물고, 그 후 중간 레벨로 감소하고, 상기 전류는 10㎲ 이하 동안 상기 중간 레벨에 머물고, 그 후 상기 버스트 기간의 나머지 동안 0으로 더 감소하는 장치.
  13. 제11항에 있어서, 상기 전류는 지수 곡선을 따라 상기 최대 레벨로부터 0으로 연속적으로 감소하는 장치.
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