KR102642580B1 - Tunable distributed feedback laser diode with thin film heater - Google Patents
Tunable distributed feedback laser diode with thin film heater Download PDFInfo
- Publication number
- KR102642580B1 KR102642580B1 KR1020160065754A KR20160065754A KR102642580B1 KR 102642580 B1 KR102642580 B1 KR 102642580B1 KR 1020160065754 A KR1020160065754 A KR 1020160065754A KR 20160065754 A KR20160065754 A KR 20160065754A KR 102642580 B1 KR102642580 B1 KR 102642580B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- thin film
- film heater
- laser diode
- diffraction grating
- layer
- Prior art date
Links
- 239000010409 thin film Substances 0.000 title claims abstract description 193
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 54
- 238000009826 distribution Methods 0.000 claims abstract description 13
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 9
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 42
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 16
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 claims description 15
- 238000003776 cleavage reaction Methods 0.000 claims description 15
- 230000007017 scission Effects 0.000 claims description 15
- 239000010408 film Substances 0.000 claims description 14
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 230000003667 anti-reflective effect Effects 0.000 claims description 8
- 239000011651 chromium Substances 0.000 claims description 6
- 239000010931 gold Substances 0.000 claims description 6
- 238000005468 ion implantation Methods 0.000 claims description 6
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims description 6
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 230000007423 decrease Effects 0.000 claims description 5
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 claims description 3
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims description 3
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 230000010363 phase shift Effects 0.000 claims description 3
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 claims description 3
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000004332 silver Substances 0.000 claims description 3
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910004205 SiNX Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 89
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 13
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 11
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 7
- 230000008859 change Effects 0.000 description 6
- 229910000530 Gallium indium arsenide Inorganic materials 0.000 description 5
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 5
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 5
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 4
- 239000012792 core layer Substances 0.000 description 4
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 4
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 3
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 3
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 3
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 238000000206 photolithography Methods 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 1
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 230000001427 coherent effect Effects 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000001312 dry etching Methods 0.000 description 1
- 238000000609 electron-beam lithography Methods 0.000 description 1
- 238000001093 holography Methods 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 1
- 238000001259 photo etching Methods 0.000 description 1
- 238000001039 wet etching Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/02—Structural details or components not essential to laser action
- H01S5/026—Monolithically integrated components, e.g. waveguides, monitoring photo-detectors, drivers
- H01S5/0261—Non-optical elements, e.g. laser driver components, heaters
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B5/00—Optical elements other than lenses
- G02B5/18—Diffraction gratings
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/005—Optical components external to the laser cavity, specially adapted therefor, e.g. for homogenisation or merging of the beams or for manipulating laser pulses, e.g. pulse shaping
- H01S5/0064—Anti-reflection components, e.g. optical isolators
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/06—Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium
- H01S5/062—Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium by varying the potential of the electrodes
- H01S5/0625—Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium by varying the potential of the electrodes in multi-section lasers
- H01S5/06255—Controlling the frequency of the radiation
- H01S5/06258—Controlling the frequency of the radiation with DFB-structure
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/20—Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers
- H01S5/22—Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers having a ridge or stripe structure
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/20—Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers
- H01S5/22—Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers having a ridge or stripe structure
- H01S5/2205—Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers having a ridge or stripe structure comprising special burying or current confinement layers
- H01S5/2206—Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers having a ridge or stripe structure comprising special burying or current confinement layers based on III-V materials
- H01S5/2207—GaAsP based
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/10—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type
- G02B6/12—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind
- G02B2006/12083—Constructional arrangements
- G02B2006/12097—Ridge, rib or the like
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/10—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type
- G02B6/12—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind
- G02B2006/12083—Constructional arrangements
- G02B2006/121—Channel; buried or the like
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Geometry (AREA)
- Semiconductor Lasers (AREA)
Abstract
본 발명은 박막 히터가 집적된 파장가변 분포 궤환형(distributed feedback; 이하, DFB) 레이저 다이오드에 관한 것이다.
본 발명의 실시예에 의한 박막 히터 집적 파장가변 분포 궤환형 레이저 다이오드는, 기판과, 상기 기판 상에 적층된 하부 클래드층, 회절격자, 활성층, 상부 클래드층, 오믹층, 상부 전극 및 절연층과, 상기 절연층 상에 위치되는 발열 영역을 포함한 박막 히터를 포함하며, 상기 회절격자의 길이가 활성층 도파로의 길이보다 작게 형성되고, 상기 박막 히터의 발열 영역의 길이가 상기 회절격자가 배치되는 회절격자 영역의 길이 이상인 것을 특징으로 한다.The present invention relates to a tunable distributed feedback (DFB) laser diode with an integrated thin film heater.
A thin film heater integrated tunable distribution feedback laser diode according to an embodiment of the present invention includes a substrate, a lower clad layer, a diffraction grating, an active layer, an upper clad layer, an ohmic layer, an upper electrode, and an insulating layer laminated on the substrate. , a thin film heater including a heating area located on the insulating layer, wherein the length of the diffraction grating is formed to be smaller than the length of the active layer waveguide, and the length of the heating area of the thin film heater is a diffraction grating on which the diffraction grating is disposed. It is characterized by being longer than or equal to the length of the region.
Description
본 발명은 박막 히터가 집적된 파장가변 분포 궤환형(distributed feedback; 이하, DFB) 레이저 다이오드에 관한 것이다.The present invention relates to a tunable distributed feedback (DFB) laser diode with an integrated thin film heater.
최근 초고속 인터넷 및 다양한 멀티미디어 서비스가 등장함에 따라, 대용량의 정보를 제공하기 위하여 광통신 기술 발전에 대한 요구가 증대되고 있다. 대표적인 광통신 기술인 파장 분할 다중화(Wavelength Division Multiplexing Passive Optical Network) 기술과 코히어런트 광통신(Coherent Optical Network) 기술은 핵심 소자인 파장가변 레이저 다이오드(Tunable Laser Diode)를 필요로 한다.Recently, with the advent of high-speed Internet and various multimedia services, there is an increasing demand for the development of optical communication technology to provide large amounts of information. Representative optical communication technologies, Wavelength Division Multiplexing Passive Optical Network technology and Coherent Optical Network technology, require a key element, a tunable laser diode.
박막 히터(Thin Film Heater)가 집적된 파장가변 레이저 다이오드는 박막 히터를 이용하여 반도체 레이저 다이오드의 내부 온도에 변화를 주어 파장을 가변한다. 이러한 박막 히터 집적 파장가변 레이저 다이오드는 연속적인 파장 가변이 가능하고, 발진 선폭이 좁은 장점을 가진다. 하지만, 박막 히터 집적 파장가변 레이저 다이오드는 파장가변의 범위가 다소 제한적이며, 파장가변의 범위가 증가할수록 측모드 억제율(메인 모드의 광 세기 대비 사이드 모드의 광 세기; Side Mode Suppression Ratio, SMSR)이 감소하거나 모드 호핑이 발생할 수 있다.Tunable laser diodes with an integrated thin film heater change the wavelength by changing the internal temperature of the semiconductor laser diode using a thin film heater. This thin-film heater-integrated tunable laser diode has the advantage of being able to continuously change the wavelength and having a narrow oscillation line width. However, the range of wavelength tuning for thin-film heater-integrated tunable laser diodes is somewhat limited, and as the range of wavelength tuning increases, the side mode suppression ratio (Side Mode Suppression Ratio, SMSR) decreases. may decrease or mode hopping may occur.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 모드 호핑 없이 연속적인 파장가변이 가능하며, 우수한 측모드 억제율(SMSR)을 얻을 수 있는 박막 히터 집적 파장가변 DFB 레이저 다이오드를 제공하는 것이다.The technical problem to be achieved by the present invention is to provide a thin-film heater-integrated tunable DFB laser diode that is capable of continuous wavelength tuning without mode hopping and can obtain excellent side mode suppression ratio (SMSR).
본 발명의 실시예에 의한 박막 히터 집적 파장가변 분포 궤환형 레이저 다이오드는, 기판과, 상기 기판 상에 적층된 하부 클래드층, 회절격자, 활성층, 상부 클래드층, 오믹층, 상부 전극 및 절연층과, 상기 절연층 상에 위치되는 발열 영역을 포함한 박막 히터를 포함하며, 상기 회절격자의 길이가 활성층 도파로의 길이보다 작게 형성되고, 상기 박막 히터의 발열 영역의 길이가 상기 회절격자가 배치되는 회절격자 영역의 길이 이상인 것을 특징으로 한다.A thin film heater integrated tunable distribution feedback laser diode according to an embodiment of the present invention includes a substrate, a lower clad layer, a diffraction grating, an active layer, an upper clad layer, an ohmic layer, an upper electrode, and an insulating layer laminated on the substrate. , a thin film heater including a heating area located on the insulating layer, wherein the length of the diffraction grating is formed to be smaller than the length of the active layer waveguide, and the length of the heating area of the thin film heater is a diffraction grating on which the diffraction grating is disposed. It is characterized by being longer than or equal to the length of the region.
실시예에 따라, 상기 박막 히터의 발열 영역과 상기 회절격자 영역이 서로 중첩되며, 상기 박막 히터의 발열 영역이 상기 회절격자 영역을 완전히 커버하도록 배치될 수 있다.Depending on the embodiment, the heating area of the thin film heater and the diffraction grating area may overlap each other, and the heating area of the thin film heater may be arranged to completely cover the diffraction grating area.
실시예에 따라, 상기 박막 히터의 발열 영역의 선폭이 균일할 수 있다.Depending on the embodiment, the line width of the heating area of the thin film heater may be uniform.
실시예에 따라, 상기 박막 히터의 발열 영역의 선폭이 테이퍼링될 수 있다.Depending on the embodiment, the line width of the heating area of the thin film heater may be tapered.
실시예에 따라, 상기 박막 히터의 발열 영역의 선폭은, 상기 회절격자의 중앙에서는 넓게 형성되고, 상기 회절격자의 중앙에서 멀어질수록 감소하는 형태로 테이퍼링될 수 있다.Depending on the embodiment, the line width of the heating area of the thin film heater may be wide at the center of the diffraction grating and may be tapered to decrease as the distance from the center of the diffraction grating increases.
실시예에 따라, 상기 회절격자는 상기 하부 클래드층, 상기 활성층, 또는 상기 상부 클래드층 내에 위치될 수 있다.Depending on the embodiment, the diffraction grating may be located within the lower clad layer, the active layer, or the upper clad layer.
실시예에 따라, 상기 회절격자는 λ/4 위상 천이 회절격자, 손실 결합 회절격자, 이득 결합 회절격자, 인덱스 결합 회절격자 중 어느 하나일 수 있다.Depending on the embodiment, the diffraction grating may be one of a λ/4 phase shift diffraction grating, a loss-coupled diffraction grating, a gain-coupled diffraction grating, and an index-coupled diffraction grating.
실시예에 따라, 상기 박막 히터는 크롬(Cr), 금(Au), 타이타늄(Ti), 백금(Pt), 니켈(Ni), 알루미늄(Al) 및 은(Ag) 중 적어도 하나를 포함하는 단일 박막 또는 하나 이상의 복합층으로 형성될 수 있다.Depending on the embodiment, the thin film heater is a single heater containing at least one of chromium (Cr), gold (Au), titanium (Ti), platinum (Pt), nickel (Ni), aluminum (Al), and silver (Ag). It may be formed as a thin film or one or more composite layers.
실시예에 따라, 상기 레이저 다이오드의 양단 벽개면에 형성된 무반사막을 더 포함할 수 있다.Depending on the embodiment, it may further include an anti-reflective film formed on cleavage surfaces at both ends of the laser diode.
실시예에 따라, 상기 레이저 다이오드의 벽개면 중 일단의 벽개면에 형성된 무반사막과, 다른 일단의 벽개면에 형성된 고반사막을 더 포함할 수 있다.Depending on the embodiment, the laser diode may further include an anti-reflective film formed on one cleavage surface among the cleavage surfaces and a highly reflective film formed on the other cleavage surface.
실시예에 따라, 상기 절연층은 상기 상부 전극과 상기 박막 히터 사이에 개재된 산화 실리콘층(SiO2) 또는 질화 실리콘층(SiNx)으로 구성되어, 상기 상부 전극과 상기 박막 히터를 전기적으로 절연시킬 수 있다.Depending on the embodiment, the insulating layer may be composed of a silicon oxide layer (SiO2) or a silicon nitride layer (SiNx) interposed between the upper electrode and the thin film heater to electrically insulate the upper electrode and the thin film heater. there is.
실시예에 따라, 상기 활성층은 InGaAsP, InGaAlAs, InGaNAs의 벌크층 또는 다중양자우물로 구성될 수 있다.Depending on the embodiment, the active layer may be composed of a bulk layer of InGaAsP, InGaAlAs, InGaNAs, or a multiple quantum well.
실시예에 따라, 상기 레이저 다이오드에 반도체 광 증폭기, 전계 흡수 광 변조기 및 마흐-젠더 광 변조기 중 적어도 하나가 단일 집적될 수 있다.Depending on the embodiment, at least one of a semiconductor optical amplifier, a field absorption optical modulator, and a Mach-Zehnder optical modulator may be integrated into the laser diode.
실시예에 따라, 상기 레이저 다이오드와 상기 반도체 광 증폭기 또는 상기 광 변조기의 오믹층 및 상부 전극이 분리될 수 있다.Depending on the embodiment, the ohmic layer and upper electrode of the laser diode and the semiconductor optical amplifier or the optical modulator may be separated.
실시예에 따라, 상기 레이저 다이오드와 상기 반도체 광 증폭기 또는 상기 광 변조기의 분리된 오믹층 및 상부 전극 사이에 절연 트랜치 또는 이온 주입영역이 추가로 형성될 수 있다.Depending on the embodiment, an insulating trench or ion implantation region may be additionally formed between the laser diode and the separated ohmic layer and upper electrode of the semiconductor optical amplifier or the optical modulator.
실시예에 따라, 상기 레이저 다이오드가 릿지형 도파로를 가지고, 상기 박막 히터의 발열 영역이 상기 릿지형 도파로의 바닥 일측에 위치될 수 있다.Depending on the embodiment, the laser diode may have a ridge-shaped waveguide, and the heating area of the thin film heater may be located on one side of the bottom of the ridge-shaped waveguide.
본 발명은 박막 히터의 발열 영역의 길이가 회절격자 영역의 길이 이상인 박막 히터 집적 파장가변 DFB 레이저 다이오드를 제안한다. 이러한 본 발명에 의하면, 박막 히터를 이용해 파장가변 DFB 레이저 다이오드를 가열함에 있어, 파장가변 DFB 레이저 다이오드의 공진 방향으로 균일한 온도분포를 갖도록 가열할 수 있다. 이에 따라, 모드 호핑 없이 연속적인 파장가변이 가능하며, 우수한 측모드 억제율(side mode suppression ratio; SMSR)을 가진 박막 히터 집적 파장가변 DFB 레이저 다이오드를 얻을 수 있다.The present invention is a thin film heater in which the length of the heating area is greater than or equal to the length of the diffraction grating area. We propose a tunable DFB laser diode with integrated thin film heater. According to the present invention, when heating a tunable DFB laser diode using a thin film heater, it can be heated to have a uniform temperature distribution in the resonance direction of the tunable DFB laser diode. Accordingly, continuous wavelength tuning is possible without mode hopping, and a thin-film heater integrated tunable DFB laser diode with excellent side mode suppression ratio (SMSR) can be obtained.
도 1은 박막 히터의 일례를 도시한 평면도이다.
도 2(a)는 박막 히터 집적 파장가변 DFB 레이저 다이오드의 일례를 도시한 평면도이다.
도 2(b)는 도 2(a)에 도시된 박막 히터 집적 파장가변 DFB 레이저 다이오드의 공진 방향 단면도이다.
도 2(c)는 도 2(a)에 도시된 박막 히터 집적 파장가변 DFB 레이저 다이오드의 수직 단면도이다.
도 3(a)는 본 발명의 일 실시예에 의한 박막 히터 집적 파장가변 DFB 레이저 다이오드의 평면도이다.
도 3(b)는 도 3(a)에 도시된 박막 히터 집적 파장가변 DFB 레이저 다이오드의 공진 방향 단면도이다.
도 4(a)는 도 2(a) 내지 도 2(c)에 도시된 박막 히터 집적 파장가변 DFB 레이저 다이오드에서 박막 히터에 인가한 전력을 증가하면서 측정한 광 스펙트럼들을 도시한 그래프이다.
도 4(b)는 본 발명의 일 실시예인 도 3(a) 내지 도 3(b)에 도시된 실시예에 의한 박막 히터 집적 파장가변 DFB 레이저 다이오드에서 박막 히터에 인가한 전력을 증가하면서 측정한 광 스펙트럼들을 도시한 그래프이다.
도 4(c)는 도 2(a) 내지 도 2(c)에 도시된 박막 히터 집적 파장가변 DFB 레이저 다이오드와 도 3(a) 내지 도 3(b)에 도시된 본 발명의 실시예에 의한 박막 히터 집적 파장가변 DFB 레이저 다이오드에서 박막 히터에 인가된 전력에 따른 측모드 억제율(SMSR)을 도시한 그래프이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 의한 박막 히터 집적 파장가변 DFB 레이저 다이오드의 평면도이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 박막 히터 집적 파장가변 DFB 레이저 다이오드의 공진 방향 단면도이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 박막 히터 집적 파장가변 DFB 레이저 다이오드의 공진 방향 단면도이다.
도 8(a)는 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 박막 히터 집적 파장가변 DFB 레이저 다이오드의 평면도이다.
도 8(b)는 도 8(a)에 도시된 박막 히터 집적 파장가변 DFB 레이저 다이오드의 수직 단면도이다.1 is a plan view showing an example of a thin film heater.
Figure 2(a) is a plan view showing an example of a thin film heater integrated tunable DFB laser diode.
FIG. 2(b) is a cross-sectional view in the resonance direction of the thin film heater integrated tunable DFB laser diode shown in FIG. 2(a).
FIG. 2(c) is a vertical cross-sectional view of the thin film heater integrated tunable DFB laser diode shown in FIG. 2(a).
Figure 3(a) is a plan view of a thin film heater integrated tunable DFB laser diode according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3(b) is a cross-sectional view in the resonance direction of the thin film heater integrated tunable DFB laser diode shown in FIG. 3(a).
FIG. 4(a) is a graph showing optical spectra measured while increasing the power applied to the thin film heater in the tunable DFB laser diode integrated with the thin film heater shown in FIGS. 2(a) to 2(c).
Figure 4(b) is a measurement taken while increasing the power applied to the thin film heater in the tunable DFB laser diode integrated with a thin film heater according to the embodiment shown in Figures 3(a) to 3(b), which is an embodiment of the present invention. This is a graph showing light spectra.
Figure 4(c) shows the thin film heater integrated tunable DFB laser diode shown in Figures 2(a) to 2(c) and the embodiment of the present invention shown in Figures 3(a) to 3(b). This is a graph showing the side mode suppression ratio (SMSR) according to the power applied to the thin film heater in the thin film heater integrated tunable DFB laser diode.
Figure 5 is a plan view of a thin film heater integrated tunable DFB laser diode according to another embodiment of the present invention.
Figure 6 is a cross-sectional view in the resonance direction of a thin film heater integrated tunable DFB laser diode according to another embodiment of the present invention.
Figure 7 is a cross-sectional view in the resonance direction of a thin film heater integrated tunable DFB laser diode according to another embodiment of the present invention.
Figure 8(a) is a plan view of a thin film heater integrated tunable DFB laser diode according to another embodiment of the present invention.
FIG. 8(b) is a vertical cross-sectional view of the thin film heater integrated tunable DFB laser diode shown in FIG. 8(a).
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예 및 그 밖에 당업자가 본 발명의 내용을 쉽게 이해하기 위하여 필요한 사항에 대하여 상세히 설명하기로 한다. 다만, 하기에 설명하는 실시예는 그 표현 여부에 관계없이 예시적인 것에 불과하다. 즉, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 다양한 형태로 변경되어 실시될 수 있을 것이다.Hereinafter, with reference to the attached drawings, embodiments of the present invention and other matters necessary for those skilled in the art to easily understand the contents of the present invention will be described in detail. However, the examples described below are merely illustrative regardless of whether they are expressed or not. In other words, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but may be modified and implemented in various forms.
도 1은 박막 히터의 일례를 도시한 평면도이다.1 is a plan view showing an example of a thin film heater.
도 1을 참조하면, 박막 히터(10)는 전력을 공급받기 위하여 일례로 와이어와 본딩되는 박막 히터 패드(3), 박막 히터 패드(3)의 양단에 인가된 전력을 전달하기 위한 박막 히터 브릿지(2), 및 박막 히터(10)에 인가된 전력의 대부분이 열로 전환되는 박막 히터 발열 영역(1)을 포함하여 구성된다. 박막 히터(10)의 패드(3), 브릿지(2) 및 발열 영역(1) 중 패드(3)의 선폭(W3)이 가장 넓고, 발열 영역(1)의 선폭(W1)이 가장 좁다. 일례로, 패드(3)는 약 100μm 이상의 선폭(W3)을 가지고, 브릿지(2)는 약 20μm 내지 30μm의 선폭(W2)을 가지며, 발열 영역(1)은 약 3μm 내지 10μm의 선폭(W1)을 가질 수 있다. 따라서, 패드(3)의 양단에 인가된 전력은, 선폭(W1)이 가장 작아 저항 값이 가장 높은 발열 영역(1)에 대부분 인가되어 열로 전환되게 된다.Referring to FIG. 1, the
한편, 박막 히터(10)의 발열 영역(1), 브릿지(2) 및 패드(3)의 저항값을 비교하기 위하여 이들의 선폭(W1, W2, W3)을 비교하였으나, 이 외에도 이들의 구성 물질, 단면적, 길이 및 두께 중 적어도 하나를 조절하여 저항 값을 조절할 수도 있을 것이다. 즉, 박막 히터(10)를 구성함에 있어, 전력이 인가되는 패드(3)와, 패드(3)에 인가된 전력을 발열 영역(1)으로 전달하는 브릿지(2)에서는 열 손실이 적게 발생하도록 패드(3) 및 브릿지(2)의 저항 값을 상대적으로 작게 설계할 수 있다. 그리고, 발열 영역(1)에서는 박막 히터(10)에 공급된 전력의 대부분이 열로 전환되도록 발열 영역(1)의 저항 값을 패드(3) 및 브릿지(2)의 저항 값 대비 크게 설계할 수 있다.Meanwhile, in order to compare the resistance values of the heating area (1), bridge (2), and pad (3) of the thin film heater (10), their line widths (W1, W2, W3) were compared, but in addition, their constituent materials , the resistance value may be adjusted by adjusting at least one of the cross-sectional area, length, and thickness. That is, in constructing the
실시예에 따라, 박막 히터(10)는 대략 100nm 내지 200nm 정도의 두께를 가지는 백금(Pt), 금(Au), 크롬(Cr), 니켈(Ni), 타이타늄(Ti), 알루미늄(Al) 및 은(Ag) 중 적어도 하나를 포함하여 구성된 단일 박막 또는 하나 이상의 복합층으로 형성될 수 있다. 또한, 실시예에 따라, 박막 히터(10)는 다층의 금속막으로 구성될 수도 있다. 박막 히터(10)의 발열 영역(1)은 브릿지(2) 및 패드(3) 중 적어도 하나와 동일한 물질 및/또는 두께로 구성될 수 있다. 또는, 박막 히터(10)의 발열 영역(1)은 브릿지(2) 및 패드(3) 중 적어도 하나와 상이한 물질 및/또는 두께로 구성될 수도 있다. 일례로, 박막 히터(10)의 발열 영역(1), 브릿지(2) 및 패드(3)를 모두 동일한 금속 물질로 형성하되, 브릿지(2) 및 패드(3)를 구성하는 금속 두께를 발열 영역(1)의 두께보다 두껍게 증착함으로써 패드(3)에 인가된 대부분의 전력이 발열 영역(1)에서 발열되도록 할 수 있다. 또한, 실시예에 따라, 박막 히터(10)의 발열 영역(1)은 단일의 금속막으로 구성하고, 브릿지(2) 및 패드(3)는 다층의 금속막으로 구성하여 브릿지(2) 및 패드(3)의 저항을 더욱 낮출 수도 있다.Depending on the embodiment, the
도 2(a)는 박막 히터 집적 파장가변 DFB 레이저 다이오드의 일례를 도시한 평면도이다. 그리고, 도 2(b)는 도 2(a)에 도시된 박막 히터 집적 파장가변 DFB 레이저 다이오드의 공진 방향 단면도이고, 도 2(c)는 도 2(a)에 도시된 박막 히터 집적 파장가변 DFB 레이저 다이오드의 수직 단면도이다. 구체적으로, 도 2(b)는 도 2(a)의 X-X' 방향에 따른 단면도이고, 도 2(c)는 도 2(a)의 Y-Y' 방향에 따른 단면도이다. Figure 2(a) is a plan view showing an example of a thin film heater integrated tunable DFB laser diode. And, Figure 2(b) is a cross-sectional view in the resonance direction of the thin film heater integrated tunable DFB laser diode shown in Figure 2(a), and Figure 2(c) is a thin film heater integrated tunable DFB shown in Figure 2(a). This is a vertical cross-sectional view of a laser diode. Specifically, FIG. 2(b) is a cross-sectional view taken along the X-X' direction of FIG. 2(a), and FIG. 2(c) is a cross-sectional view taken along the Y-Y' direction of FIG. 2(a).
이하에서는, 도 2(a) 내지 도 2(c)를 참조하여 박막 히터 집적 파장가변 DFB 레이저 다이오드(100)의 구조 및 제작 방법을 설명하기로 한다. 편의상, 도 2(a) 내지 도 2(c)를 설명함에 있어, 도 1과 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일 부호를 부여하고, 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.Hereinafter, the structure and manufacturing method of the thin film heater integrated tunable
우선, n-InP 기판(21) 상에 제1 n-InP 하부 클래드층(22a)을 성장하고, λ/4-위상 천이 회절격자(4)를 전자선 리소그라피 또는 홀로그라피 방법으로 형성한다.First, the first n-InP lower clad
형성된 회절격자(4)를 평탄화시키기 위해 회절격자(4) 상에 제2 n-InP 하부 클래드층(22b) 및 활성층(5)을 성장한다. 제1 n-InP 하부 클래드층(22a) 및 제2 n-InP 하부 클래드층(22b)은 박막 히터 집적 파장가변 DFB 레이저 다이오드(100)의 하부 클래드층(n-InP 클래드층)을 구성한다. 그리고, 활성층(5)은 박막 히터 집적 파장가변 DFB 레이저 다이오드(100)의 활성층 도파로를 구성한다.In order to flatten the formed
한편, 도 2(b)에서는 회절격자(4)가 박막 히터 집적 파장가변 DFB 레이저 다이오드(100)의 하부 클래드층(n-InP 클래드층)(22) 내에 형성되는 실시예를 개시하였으나, 본 발명이 이에 한정되지는 않는다. 일례로, 회절격자(4)는 박막 히터 집적 파장가변 DFB 레이저 다이오드(100)의 상부 클래드층(p-InP 클래드층)(23) 또는 활성층(5) 내에 형성될 수도 있다.Meanwhile, in Figure 2(b), an embodiment in which the
실시예에 따라, 활성층(5)은 1.55μm 파장을 가지는 InGaAsP 벌크층 또는 InGaAsP well와 InGaAsP barrier로 구성된 다중양자우물(multi quantum well;MQW)일 수 있다. 또한, 활성층(5)의 상하부에 활성층(5)보다 밴드갭이 큰, 일례로 1.1~1.3μm InGaAsP 분리한정 헤테로층(separated confinement heterostructure; SCH)을 추가할 수 있다.Depending on the embodiment, the
실시예에 따라, 활성층(5)은 포토 리소그라피 및 식각 과정을 통해, 선폭이 1~1.5μm인 도파로 형태로 제작될 수 있다. 또한, 활성층(5) 도파로의 좌우에는 전류차단층(27)을 성장하여 매립형 구조(planar buried heterostructure; PBH)를 형성할 수 있다. 전류차단층(27)은 p-InP/n-InP/p-InP층 또는 반절연(Semi-insulating) 특성을 가지는 Fe-doped InP층을 사용할 수 있다.Depending on the embodiment, the
활성층(5)의 상부에는 p-InP 클래드층(박막 히터 집적 파장가변 DFB 레이저 다이오드(100)의 상부 클래드층)(23) 및 p+-InGaAs 오믹층(24)을 형성한다. 그리고, DFB 레이저 다이오드(100)에 전류를 주입할 수 있도록 p+-InGaAs 오믹층(24)의 상부에는 상부 오믹층(25)을 형성하고, n-InP 기판(21)의 반대면(예컨대, 하부면)에는 하부 오믹 금속층(20)을 형성한다. 상부 오믹층(25)은 DFB 레이저 다이오드(100)의 상부 전극이 되고, 하부 오믹 금속층(20)은 DFB 레이저 다이오드(100)의 하부 전극이 된다.On top of the
상부 전극(25)의 상부에는 질화 실리콘(SiNx) 또는 산화 실리콘(SiO2)과 같은 절연층(26)을 증착하여, 박막 히터(10)와 전기적으로 절연시킨다. 즉, 절연층(26)은 박막히터 집적 파장가변 DFB 레이저 다이오드(100)의 상부 전극(25)과 박막 히터층(예컨대, 박막 히터 발열 영역(1))의 사이에 개재되어, 박막 히터(10)와 DFB 레이저 다이오드 상부 전극(25)을 전기적으로 절연시킨다.An insulating
제작이 완료된 박막히터 집적 파장가변 DFB 레이저 다이오드(100)는 벽개한다. 실시예에 따라, 벽개된 DFB 레이저 다이오드(100)의 양단 측벽에는 무반사 박막(7, 8)이 형성(예컨대, 증착)될 수 있다.The fabricated thin film heater integrated tunable
이러한 박막히터 집적 파장가변 레이저 다이오드(100)에서, 발진 파장은 아래의 수학식 1과 같다.In this thin-film heater integrated
수학식 1에서, λ는 발진파장, neff는 유효 굴절률, Λ는 회절격자의 주기를 의미한다.In
회절격자의 주기(Λ)는 제작 시에 소정의 값으로 고정된다. 일례로, 회절격자의 주기(Λ)는 237nm로 고정될 수 있다. 유효 굴절률(neff)은 활성층(5)의 굴절률에 의해 결정된다.The period (Λ) of the diffraction grating is fixed to a predetermined value during manufacturing. For example, the period (Λ) of the diffraction grating may be fixed to 237 nm. The effective refractive index (n eff ) is determined by the refractive index of the active layer (5).
박막 히터 집적 파장가변 DFB 레이저 다이오드(100)의 발진파장을 가변하기 위하여 박막 히터(10)에 전력을 인가한다. 그러면, 박막 히터(10)에 인가된 전력이 박막 히터 발열 영역(1)에 전달되고, 주울 열(Joule's heat)에 의해 박막 히터 발열 영역(1)에서 열이 발생하여 DFB 레이저 다이오드(100)의 온도를 상승시킨다. DFB 레이저 다이오드(100)의 온도가 상승하면, 활성층(5)의 유효굴절률(neff)이 변화되어 발진파장이 변화된다. 온도가 상승할수록 활성층(5)의 밴드 갭이 적색 천이를 하므로, 활성층(5)의 유효굴절률(neff)이 증가하게 된다. 따라서, 박막 히터(10)에 인가된 전력이 증가할수록 박막 히터 발열 영역(1)의 온도가 상승하게 되고, 이로 인해 회절격자(4)의 발진파장도 장파장으로 천이하게 된다.Power is applied to the
일반적으로 DFB 레이저 다이오드(100)를 벽개할 시, 벽개 장비의 정밀도는 대략 10㎛ 정도이다. 따라서, DFB 레이저 다이오드(100)의 벽개면(양 단면) 사이에 허용 마진(M)을 두기 위해 박막 히터(10)는 DFB 레이저 다이오드(100)의 벽개면으로부터 대략 10㎛ 정도 내측에 위치되도록 그 길이를 작게 형성한다. 또한, DFB 레이저 다이오드(100)의 공진방향(X-X')에서 볼 때, 박막 히터 브릿지(2)가 차지하는 길이가 있다. 따라서, 도 2(a) 내지 도 2(c)에 개시된 박막히터 집적 파장가변 DFB 레이저 다이오드(100)에서 박막 히터 발열 영역(1)은 회절격자(4)가 배치되는 회절격자 영역(40)의 길이(예컨대, 가로 길이)에 비해 중앙지점(0)에서부터 대략 30㎛ 내지 40㎛ 정도 각각 짧다.Generally, when cleaving the
박막 히터 발열 영역(1)의 길이가 회절격자 영역(40)의 길이보다 짧은 박막히터 집적 파장가변 DFB 레이저 다이오드(100)에서는, 파장가변을 위해 박막 히터(10)에 전력을 인가하게 되면, 박막 히터 발열 영역(1)의 중앙지점(0)에서 DFB 레이저 다이오드(100)의 내부 온도가 가장 높고, 가장자리 영역(벽개면 부근)의 온도는 중앙지점(0)에 비해 상대적으로 낮게 된다.In the thin film heater integrated tunable
이러한 온도 불균일 현상과 관련하여 T. Kameda 등이 발표한 논문("A DBR laser employing passive-section heaters, with 10.8 nm tuning range and 1.6 MHz linewidth", IEEE Photonics Technology Letters, pp. 608, Vol.5, No.6, 1993)에서도 레이저 다이오드의 내부 온도가 박막 히터 발열 영역의 중앙지점이 가장자리 영역보다 상대적으로 온도가 높은 결과를 보이고 있으며, 박막 히터에 인가한 전력이 높을수록 레이저 다이오드의 공진 방향으로 중앙지점 대비 가장자리 영역의 온도차이가 증가하는 경향을 보이고 있다.Regarding this temperature non-uniformity phenomenon, a paper published by T. Kameda et al. ("A DBR laser employing passive-section heaters, with 10.8 nm tuning range and 1.6 MHz linewidth", IEEE Photonics Technology Letters, pp. 608, Vol.5, No. 6, 1993), the internal temperature of the laser diode shows that the central point of the thin film heater heating area is relatively higher than the edge area, and the higher the power applied to the thin film heater, the higher the temperature is at the center in the resonance direction of the laser diode. The temperature difference between the point and the edge area shows a tendency to increase.
앞서 수학식 1에서 설명한 바와 같이, 박막 히터(10)를 이용한 파장가변 DFB 레이저 다이오드(100)의 발진파장은 박막 히터(10)의 온도 변화에 따른 유효굴절률(neff)의 변화를 이용하는 것이다. 하지만, DFB 레이저 다이오드(100)의 공진 방향(X-X' 방향)으로 온도가 불균일하게 되면, DFB 레이저 다이오드(100)의 유효굴절률(neff)도 공진 방향(X-X' 방향)으로 불균일하게 되어 DFB 레이저 다이오드(100)의 단일 모드 발진 특성이 나빠지게 된다. 또한, T. Kameda 등의 논문에서 언급하였듯이, 파장가변의 범위를 증가시키기 위해 박막 히터(10)의 인가 전력이 증가할수록, DFB 레이저 다이오드(100)의 중앙지점 대비 가장자리 영역의 온도차이가 증가하여 단일 모드 발진 특성이 더욱 나빠지게 된다.As previously explained in
DFB 레이저 다이오드(100)에서의 단일 모드 발진 특성은 파장 분할을 기본으로 하는 WDM 광통신에서 매우 중요한 특성이며, 단일 모드 발진 특성을 나타내는 지표로서 측모드 억제율(side mode suppression ratio;)이 최소 35 dB 이상이어야 한다.The single-mode oscillation characteristic of the
이에, 본 발명은 회절격자(4)의 온도분포가 균일하도록 가열하여 파장가변 시에도 모드 호핑 없이 연속적인 파장가변이 가능하며, 우수한 측모드 억제율(SMSR)을 얻을 수 있는 박막 히터 집적 파장가변 DFB 레이저 다이오드의 다양한 실시예를 제안한다.Accordingly, the present invention is a thin-film heater integrated wavelength tunable DFB that heats the
도 3(a)는 본 발명의 일 실시예에 의한 박막 히터 집적 파장가변 DFB 레이저 다이오드의 평면도이다. 그리고, 도 3(b)는 도 3(a)에 도시된 박막 히터 집적 파장가변 DFB 레이저 다이오드의 공진 방향 단면도로서, 도 2(a)의 X-X' 방향에 따른 단면도이다. 한편, 도 3(a)의 수직 방향(Y-Y' 방향)에 따른 단면은 도 2(c)와 실질적으로 동일 또는 유사할 것이므로, 도 3(a)의 수직 방향 단면도는 생략하기로 한다. 또한, 도 3(a) 내지 도 3(b)를 설명함에 있어, 도 1 내지 도 2(c)와 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일 부호를 부여하고, 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.Figure 3(a) is a plan view of a thin film heater integrated tunable DFB laser diode according to an embodiment of the present invention. And, FIG. 3(b) is a cross-sectional view in the resonance direction of the thin film heater integrated tunable DFB laser diode shown in FIG. 3(a), and is a cross-sectional view along the X-X' direction of FIG. 2(a). Meanwhile, since the cross-section along the vertical direction (Y-Y' direction) of FIG. 3(a) will be substantially the same or similar to FIG. 2(c), the vertical cross-section of FIG. 3(a) will be omitted. In addition, when describing FIGS. 3(a) to 3(b), the same or similar components as those in FIGS. 1 to 2(c) are assigned the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.
도 3(a) 내지 도 3(b)를 참조하면, 본 실시예에 의한 박막 히터 집적 파장가변 DFB 레이저 다이오드(200)에서는, 회절격자(4)의 길이가 활성층(5)으로 구현된 활성층 도파로의 길이보다 작게 형성되고, 박막 히터 발열 영역(1)의 길이가 회절격자 영역(50)의 길이 이상으로 형성된다. 특히, 본 실시예에서는 박막 히터 발열 영역(1)이 회절격자 영역(50)을 완전히 포함하도록(즉, 커버하도록) 형성된다. 보다 구체적으로, 본 실시예에서 박막 히터 발열 영역(1)의 길이는 활성층(5) 도파로의 길이보다는 작고, 회절격자 영역(50)(또는 회절격자(4))의 길이보다는 크거나 같게 형성된다.Referring to FIGS. 3(a) to 3(b) , in the thin film heater integrated tunable
실시예에 따라, 박막 히터 발열 영역(1)은 그 선폭이 균일하도록 형성될 수 있다. 여기서, 회절격자(4)가 형성된 회절격자 영역(50)은 단일 모드를 발진시키기 위한 영역이고, 회절격자(4) 없이 활성층(5)만 있는 활성도파로 영역(60)은 회절격자 영역(50)에서 발생한 단일 모드를 증폭 또는 손실 없이 출력하는 영역이다.Depending on the embodiment, the thin film
이와 같이 박막 히터 발열 영역(1)이 회절격자 영역(50)을 완전히 포함하도록 형성하게 되면, 가열 시에도 DFB 레이저 다이오드(200)의 공진 방향(X-X' 방향)으로 회절격자(4)의 온도 분포가 균일해진다. 따라서, 도 2(a) 내지 도 2(c)에 도시된 비교 예의 박막 히터 집적 파장가변 DFB 레이저 다이오드(100)에서의 회절격자(4) 내의 온도 불균일 현상을 개선할 수 있다. 즉, 본 발명의 실시예에 의하면, 회절격자(4)를 온도분포가 균일하도록 가열함으로써, 파장가변 시에도 모드 호핑 없이 연속적인 파장 가변이 가능하며, 우수한 측모드 억제율(side mode suppression ratio; SMSR)을 얻을 수 있다.In this way, when the thin film
실시예에 따라, 도 2(a) 내지 도 2(c)에 도시된 비교 예의 박막 히터 집적 파장가변 DFB 레이저 다이오드(100)에서의 회절격자(4) 내 온도 불균일 문제를 보다 효과적으로 개선하기 위하여, 회절격자(4)를 활성층(5)의 상부인 p-InP 클래드층(상부 클래드층)(23) 내에 형성할 수도 있다. 또는, 회절격자(4)를 활성층(5)에 직접 형성하여 이득 결합 회절격자(gain-coupled grating)를 구성할 수도 있다.According to the embodiment, in order to more effectively improve the temperature non-uniformity problem within the
실시예에 따라, 회절격자(4)는 λ/4 위상 천이 회절격자, 인덱스 결합 회절격자 및 이득 결합 회절격자 중 하나일 수 있다. 또는, 회절격자(4)는 InGaAs로 형성된 손실 결합 회절격자(loss-coupled grating)일 수도 있다.Depending on the embodiment, the
실시예에 따라, 활성층(5)은 InGaAsP, InGaAlAs, InGaNAs 등과 같은 벌크층 또는 다중양자우물일 수 있다.Depending on the embodiment, the
실시예에 따라, 활성층(5)의 도파로 구조는 평판 매립형(buried) 구조, 릿지(ridge), 스트립(stripe) 및/또는 리브(rib) 도파로 형태일 수도 있다.Depending on the embodiment, the waveguide structure of the
실시예에 따라, 박막 히터 집적 파장가변 DFB 레이저 다이오드(200)의 양단 벽개면에 형성된 무반사막(7, 8) 중 적어도 하나는 고반사막으로 형성될 수도 있다. 일례로, DFB 레이저 다이오드(100)의 벽개면 중 일단의 벽개면에는 무반사막을 증착하고, 다른 일단의 벽개면에는 고반사막을 증착할 수 있다.Depending on the embodiment, at least one of the
도 4(a)는 도 2(a) 내지 도 2(c)에 도시된 박막 히터 집적 파장가변 DFB 레이저 다이오드에서 박막 히터에 인가한 전력을 증가하면서 측정한 광 스펙트럼들을 도시한 그래프이다.FIG. 4(a) is a graph showing optical spectra measured while increasing the power applied to the thin film heater in the tunable DFB laser diode integrated with the thin film heater shown in FIGS. 2(a) to 2(c).
도 4(a)를 참조하면, 도 2(a) 내지 도 2(c)에 도시된 비교 예의 박막 히터 집적 파장가변 DFB 레이저 다이오드(100)에서는, 박막 히터(10)에 인가되는 전력이 증가함에 따라 발진파장이 장파장으로 천이하면서, 측모드의 광세기가 증가하는 것을 확인할 수 있다.Referring to FIG. 4(a), in the thin film heater integrated tunable
도 4(b)는 본 발명의 일 실시예인 도 3(a) 내지 도 3(b)에 도시된 실시예에 의한 박막 히터 집적 파장가변 DFB 레이저 다이오드에서 박막 히터에 인가한 전력을 증가하면서 측정한 광 스펙트럼들을 도시한 그래프이다.Figure 4(b) is a measurement taken while increasing the power applied to the thin film heater in the tunable DFB laser diode integrated with a thin film heater according to the embodiment shown in Figures 3(a) to 3(b), which is an embodiment of the present invention. This is a graph showing light spectra.
도 4(b)를 참조하면, 도 3(a) 내지 도 3(b)에 도시된 실시예에 의한 박막 히터 집적 파장가변 DFB 레이저 다이오드(200)에서는, 박막 히터(10)에 인가되는 전력이 증가함에 따라 발진파장이 장파장으로 천이하면서도, 측모드의 광세기는 크게 증가하지 않는 것을 확인할 수 있다.Referring to FIG. 4(b), in the thin film heater integrated tunable
도 4(c)는 도 2(a) 내지 도 2(c)에 도시된 박막 히터 집적 파장가변 DFB 레이저 다이오드와 도 3(a) 내지 도 3(b)에 도시된 본 발명의 실시예에 의한 박막 히터 집적 파장가변 DFB 레이저 다이오드에서 박막 히터에 인가된 전력에 따른 측모드 억제율(SMSR)을 도시한 그래프이다.Figure 4(c) shows the thin film heater integrated tunable DFB laser diode shown in Figures 2(a) to 2(c) and the embodiment of the present invention shown in Figures 3(a) to 3(b). This is a graph showing the side mode suppression ratio (SMSR) according to the power applied to the thin film heater in the thin film heater integrated tunable DFB laser diode.
도 4(c)를 참조하면, 도 2(a) 내지 도 2(c)에 도시된 비교 예의 박막 히터 집적 파장가변 DFB 레이저 다이오드(100)에서는 박막 히터(10)에 인가되는 전력이 증가할수록 측모드 억제율(SMSR)의 값이 급격히 떨어지는 것을 확인할 수 있다. 반면, 도 3(a) 내지 도 3(b)에 도시된 실시예에 의한 박막 히터 집적 파장가변 DFB 레이저 다이오드(200)에서는, 측모드 억제율(SMSR)의 값이 50dB이상으로 양호하게 유지됨을 확인할 수 있다.Referring to FIG. 4(c), in the thin film heater integrated tunable
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 의한 박막 히터 집적 파장가변 DFB 레이저 다이오드의 평면도로서, 특히 테이퍼링된 선폭을 가진 박막 히터 집적 파장가변 DFB 레이저 다이오드의 평면도이다. 도 5를 설명함에 있어, 도 3(a) 내지 도 3(b)에 개시된 실시예와 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일 부호를 부여하고, 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.Figure 5 is a plan view of a tunable DFB laser diode integrated with a thin film heater according to another embodiment of the present invention, and in particular, a plan view of a tunable DFB laser diode integrated with a thin film heater having a tapered line width. In describing FIG. 5 , components that are the same or similar to those of the embodiment disclosed in FIGS. 3 (a) to 3 (b) will be assigned the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.
도 5를 참조하면, 본 실시예에 의한 박막 히터 집적 파장가변 DFB 레이저 다이오드(200')에서는 박막 히터 발열 영역(1)의 선폭이 DFB 레이저 다이오드(200')의 중앙지점(0)에서는 넓게 형성되고, 양단의 벽개면으로 갈수록 점진적으로 좁아지도록 테이퍼링(tapering)된다. 즉, 박막 히터 발열 영역(1)의 선폭은 회절격자(4)의 중앙(0)에서는 넓게 형성되고, 회절격자(40)의 중앙에서 멀어질수록 감소하는 형태로 테이퍼링된다. 이러한 실시예에 의한 박막 히터 집적 파장가변 DFB 레이저 다이오드(200')에 의하면, 공진 방향(X-X' 방향)으로 회절격자(4) 내의 온도 분포가 더욱 균일해질 수 있다. Referring to FIG. 5, in the thin film heater integrated tunable DFB laser diode 200' according to this embodiment, the line width of the thin film
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 박막 히터 집적 파장가변 DFB 레이저 다이오드의 공진 방향 단면도로서, 특히 반도체 광 증폭기를 단일 집적한 박막 히터 집적 파장가변 DFB 레이저 다이오드의 공진 방향 단면도이다. 도 6을 설명함에 있어, 도 1 내지 도 3(b) 및 도 5와 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일 부호를 부여하고, 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.Figure 6 is a cross-sectional view in the resonance direction of a tunable DFB laser diode integrated with a thin film heater according to another embodiment of the present invention, and in particular, a cross-sectional view in the resonance direction of a tunable DFB laser diode integrated with a thin film heater in which a single semiconductor optical amplifier is integrated. In describing FIG. 6, the same or similar components as those of FIGS. 1 to 3(b) and 5 are assigned the same reference numerals, and detailed descriptions thereof will be omitted.
도 6을 참조하면, 본 실시예에 의한 박막 히터 집적 파장가변 DFB 레이저 다이오드(300)는, 박막 히터 집적 DFB 레이저 다이오드부(70)에서 발생하는 단일 모드의 출력 광 세기를 증가시키기 위해 추가적인 반도체 광 증폭기(80)를 단일 집적한 형태로 구성된다. 실시예에 따라, 박막 히터 집적 DFB 레이저 다이오드부(70)와 반도체 광 증폭기(80)의 주입 전류를 각각 독립적으로 제어하기 위해 p+-InGaAs 오믹층(24)을 분리시킴과 아울러, 박막 히터 집적 DFB 레이저 다이오드부(70)의 상부 전극(25)과 반도체 광 증폭기(80)의 상부 전극(29)을 분리시킬 수 있다. 또한, 실시예에 따라, 박막 히터 집적 파장가변 DFB 레이저 다이오드부(70)와 반도체 광 증폭기(80) 사이의 상부 클래드층(23)에 절연 트랜치 또는 이온 주입영역(28)을 형성할 수 있다. 이에 따라, 박막 히터 집적 파장가변 DFB 레이저 다이오드부(70)와 반도체 광 증폭기(80)의 분리된 오믹층(24) 및 상부 전극(25, 29) 사이에 추가로 절연 트랜치 또는 이온 주입영역(28)이 배치되면서, 박막 히터 집적 DFB 레이저 다이오드부(70)의 상부 전극(25)과 반도체 광 증폭기(80)의 상부 전극(29)을 보다 안정적으로 절연시킬 수 있다.Referring to FIG. 6, the thin film heater integrated tunable
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 박막 히터 집적 파장가변 DFB 레이저 다이오드의 공진 방향 단면도로서, 특히 전계 흡수 광 변조기를 단일 집적한 박막 히터 집적 파장가변 DFB 레이저 다이오드의 공진 방향 단면도이다. 도 7을 설명함에 있어, 도 6에 개시된 실시예와 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일 부호를 부여하고, 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.Figure 7 is a cross-sectional view in the resonance direction of a tunable DFB laser diode integrated with a thin film heater according to another embodiment of the present invention, in particular, a single integrated field absorption optical modulator. This is a cross-sectional view in the resonance direction of a thin-film heater integrated tunable DFB laser diode. In describing FIG. 7, components that are the same or similar to those of the embodiment disclosed in FIG. 6 will be assigned the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.
도 7을 참조하면, 본 실시예에 의한 박막 히터 집적 파장가변 DFB 레이저 다이오드(400)는, 박막 히터 집적 파장가변 DFB 레이저 다이오드부(70)에서 발생한 단일 모드의 출력 광의 세기를 변조하기 위해 전계 흡수 광 변조기(90)를 단일 집적한 형태로 구성된다. 실시예에 따라, 전계 흡수 광 변조기(90)의 코어층(30)은 파장가변 DFB 레이저 다이오드부(70)의 활성층(5)보다 밴드갭 파장이 대략 40nm 내지 60nm 정도 작은 InGaAsP 벌크층 또는 InGaAsP/InGaAsP MQW 층으로 구성될 수 있다.Referring to FIG. 7, the thin film heater integrated tunable
전계 흡수 광변조기(90)를 단일 집적한 박막 히터 집적 파장가변 DFB 레이저 다이오드(400)를 제작할 시에는 활성층(5)을 포토 리소그라피와 건식 식각 또는 습식 식각을 이용하여 선택적으로 제거한 이후, 전계 흡수 광 변조기(90)의 코어층(30)을 재성장 과정을 이용하여 butt-joint 방식으로 결합할 수 있다. 실시예에 따라, 박막 히터 집적 파장가변 DFB 레이저 다이오드부(70)와 전계흡수 광 변조기(90)를 각각 독립적으로 제어하기 위해 p+-InGaAs 오믹층(24)을 분리시킴과 아울러, 박막 히터 집적 파장가변 DFB 레이저 다이오드부(70)의 상부 전극(25)과 전계 흡수 광 변조기(90)의 상부 전극(31)을 분리시킬 수 있다. 또한, 실시예에 따라, 박막 히터 집적 파장가변 DFB 레이저 다이오드부(70)와 전계 흡수 광변조기(90) 사이의 상부 클래드층(23)에 절연 트랜치 또는 이온 주입영역(28)을 형성함으로써, 박막 히터 집적 DFB 레이저 다이오드부(70)의 상부 전극(25)과 전계 흡수 광 변조기(90)의 상부 전극(31)을 보다 안정적으로 절연시킬 수 있다.A single integrated field absorption optical modulator (90) When manufacturing a thin-film heater integrated tunable DFB laser diode (400), the active layer (5) is selectively removed using photo lithography and dry etching or wet etching, and then the core layer (30) of the field absorption light modulator (90) is removed. They can be joined in a butt-joint manner using a regrowth process. According to the embodiment, in order to independently control the thin film heater integrated tunable DFB
실시예에 따라, 도 7에 도시된 전계 흡수 광 변조기(90)의 코어층(30)은 1.1μm 내지 1.42μm의 밴드갭 파장을 가지는 InGaAsP을 성장하여 수동 도파로층을 집적 가능하다. 또한, 전계 흡수 광 변조기(90)를 대신하여, 마흐-젠더 간섭계형 광변조기가 박막 히터 집적 DFB 레이저 다이오드부(70)에 집적될 수도 있다.Depending on the embodiment, the
도 8(a)는 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 박막 히터 집적 파장가변 DFB 레이저 다이오드의 공진 방향 평면도로서, 특히 릿지형 도파로 구조를 가진 릿지형 박막 히터 집적 파장가변 DFB 레이저 다이오드의 평면도이다. 그리고, 도 8(b)는 도 8(a)에 도시된 릿지형 박막 히터 집적 파장가변 DFB 레이저 다이오드의 수직 단면도로서, 도 8(a)의 Y-Y' 방향에 따른 단면도이다. 도 8(a) 내지 도 8(b)를 설명함에 있어, 도 2(a) 내지 도 3(b)와 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일 부호를 부여하고, 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.Figure 8(a) is a plan view of the resonance direction of a tunable DFB laser diode integrated with a thin film heater according to another embodiment of the present invention. In particular, it is a plan view of the tunable DFB laser diode integrated with a ridge-type thin film heater having a ridge-type waveguide structure. And, FIG. 8(b) is a vertical cross-sectional view of the ridge-type thin film heater integrated tunable DFB laser diode shown in FIG. 8(a), and is a cross-sectional view along the Y-Y' direction of FIG. 8(a). In describing FIGS. 8(a) to 8(b), the same or similar components as those in FIGS. 2(a) to 3(b) are assigned the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted. .
도 8(a) 내지 도 8(b)를 참조하면, 본 실시예에 의한 박막 히터 집적 파장가변 DFB 레이저 다이오드(500)에서, 박막 히터 발열 영역(1)의 길이가 회절격자 영역(510)의 길이 이상이 되도록 형성되고, 벽개면을 기준으로 회절격자 영역(510)의 양단이 박막 히터 발열 영역(1)의 양단보다 내측에 위치되는 것은 도 3(a) 내지 도 3(b)에 개시된 실시예와 동일하게 구성된다. 단, 본 실시예에 의한 박막 히터 집적 파장가변 DFB 레이저 다이오드(500)는, 릿지형 도파로(520)를 가지며, 박막 히터 발열 영역(1)은 릿지형 도파로(520)의 바닥 일측에 위치된다. 8(a) to 8(b), in the thin film heater integrated tunable
릿지형 도파로(520) 구조는 매립형 구조 대비 제작 공정이 간단하여 저가화에 유리하다. 다만, 제조 비용 측면과 더불어, 문턱 전압, 동작 전력, 온도 특성과 같은 전체적인 특성 측면을 고려하여, 매립형 또는 릿지형 도파로 구조를 선택적으로 적용할 수 있을 것이다.The ridge-
본 발명의 기술 사상은 전술한 실시예에 따라 구체적으로 기술되었으나, 상기 실시예는 그 설명을 위한 것이며 그 제한을 위한 것이 아님을 주의하여야 한다. 또한, 본 발명의 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술 사상의 범위 내에서 다양한 변형 예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.Although the technical idea of the present invention has been described in detail according to the above-described embodiments, it should be noted that the above embodiments are for explanation and not limitation. Additionally, those skilled in the art will understand that various modifications are possible within the scope of the technical idea of the present invention.
1: 박막 히터 발열 영역 2: 박막히터 브릿지
3: 박막 히터 패드 4: 회절격자
5: 활성층 7, 8: 무반사 박막
10: 박막 히터 20: 레이저 다이오드 하부 전극
21: 기판 22, 22a, 22b: 하부 클래드층
23: 상부 클래드층 24: 오믹층
25: 레이저 다이오드 상부 전극 26: 절연층
27: 전류차단층 28: 절연 트랜치 또는 이온 주입영역
29: 반도체 광 증폭기의 상부 전극 30: 전계 흡수 광 변조기의 코어층
31: 전계흡수 광 변조기의 상부 전극 40, 50, 510: 회절격자 영역
60: 활성도파로 영역 70: DFB 레이저 다이오드부
80: 반도체 광 증폭기 90: 전계 흡수 광변조기
100, 200, 300, 400, 500: 박막 히터 집적 파장가변 DFB 레이저 다이오드
520: 릿지형 도파로1: Thin film heater heating area 2: Thin film heater bridge
3: Thin film heater pad 4: Diffraction grating
5:
10: thin film heater 20: laser diode lower electrode
21:
23: upper clad layer 24: ohmic layer
25: laser diode upper electrode 26: insulating layer
27: Current blocking layer 28: Insulating trench or ion implantation area
29: Upper electrode of semiconductor optical amplifier 30: Core layer of field absorption optical modulator
31: Upper electrode of electric field absorption
60: Active waveguide area 70: DFB laser diode section
80: Semiconductor optical amplifier 90: Field absorption optical modulator
100, 200, 300, 400, 500: Thin film heater integrated tunable DFB laser diode
520: Ridge waveguide
Claims (16)
상기 기판 상에 적층된 하부 클래드층, 회절격자, 활성층, 상부 클래드층, 오믹층, 상부 전극 및 절연층과,
상기 절연층 상에 위치하는 발열 영역을 가진 박막 히터를 포함하며,
상기 박막 히터의 발열 영역의 길이는 공진 방향에서 활성층 도파로의 길이보다 작고 상기 회절격자가 배치되는 회절격자 영역의 길이 이상인 것을 특징으로 하는 박막 히터 집적 파장가변 분포 궤환형 레이저 다이오드.substrate,
A lower clad layer, a diffraction grating, an active layer, an upper clad layer, an ohmic layer, an upper electrode, and an insulating layer stacked on the substrate;
It includes a thin film heater having a heating area located on the insulating layer,
A thin film heater integrated tunable distribution feedback laser diode, characterized in that the length of the heating area of the thin film heater is smaller than the length of the active layer waveguide in the resonance direction and is longer than the length of the diffraction grating area where the diffraction grating is disposed.
상기 박막 히터는, 상기 절연층 상의 상기 활성층 도파로의 길이 내에서 상기 발열 영역의 양단에 연결되는 박막 히터 브릿지를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 박막 히터 집적 파장가변 분포 궤환형 레이저 다이오드.According to paragraph 1,
The thin film heater is a thin film heater integrated tunable distributed feedback laser diode, characterized in that it further includes a thin film heater bridge connected to both ends of the heating region within the length of the active layer waveguide on the insulating layer.
상기 활성층 도파로가 연장하는 방향인 공진 방향에서 상기 박막 히터의 발열 영역의 선폭이 균일한 것을 특징으로 하는 박막 히터 집적 파장가변 분포 궤환형 레이저 다이오드.According to paragraph 1,
A thin film heater integrated tunable distribution feedback laser diode, characterized in that the line width of the heating area of the thin film heater is uniform in the resonance direction, which is the direction in which the active layer waveguide extends.
상기 박막 히터의 발열 영역의 선폭이 상기 회절격자 영역 상에서 테이퍼링된 것을 특징으로 하는 박막 히터 집적 파장가변 분포 궤환형 레이저 다이오드.According to paragraph 1,
A thin film heater integrated tunable distributed feedback laser diode, characterized in that the line width of the heating area of the thin film heater is tapered on the diffraction grating area.
상기 박막 히터의 발열 영역의 선폭은, 상기 회절격자의 중앙에서 양측으로 가면서 선폭이 감소하는 형태로 테이퍼링된 것을 특징으로 하는 박막 히터 집적 파장가변 분포 궤환형 레이저 다이오드.According to clause 4,
A thin film heater integrated tunable distributed feedback laser diode, characterized in that the line width of the heating area of the thin film heater is tapered in a manner that the line width decreases from the center to both sides of the diffraction grating.
상기 회절격자는 상기 하부 클래드층, 상기 활성층, 또는 상기 상부 클래드층 내에 위치된 것을 특징으로 하는 박막 히터 집적 파장가변 분포 궤환형 레이저 다이오드.According to any one of claims 1 to 5,
A thin film heater integrated tunable distributed feedback laser diode, characterized in that the diffraction grating is located in the lower clad layer, the active layer, or the upper clad layer.
상기 회절격자는 λ/4 위상 천이 회절격자, 손실 결합 회절격자, 이득 결합 회절격자, 인덱스 결합 회절격자 중 어느 하나인 것을 특징으로 박막 히터 집적 파장가변 분포 궤환형 레이저 다이오드.According to any one of claims 1 to 5,
The diffraction grating is a thin film heater integrated tunable distributed feedback laser diode, characterized in that one of a λ/4 phase shift diffraction grating, a loss-coupled diffraction grating, a gain-coupled diffraction grating, and an index-coupled diffraction grating.
상기 박막 히터는 크롬(Cr), 금(Au), 타이타늄(Ti), 백금(Pt), 니켈(Ni), 알루미늄(Al) 및 은(Ag) 중 적어도 하나를 포함하는 단일 박막 또는 하나 이상의 복합층으로 형성되는 것을 특징으로 하는 박막 히터 집적 파장가변 분포 궤환형 레이저 다이오드.According to any one of claims 1 to 5,
The thin film heater is a single thin film or one or more composites containing at least one of chromium (Cr), gold (Au), titanium (Ti), platinum (Pt), nickel (Ni), aluminum (Al), and silver (Ag). A thin-film heater integrated tunable distributed feedback laser diode, characterized in that it is formed in layers.
상기 레이저 다이오드의 양단 벽개면에 형성된 무반사막을 더 포함하는 박막 히터 집적 파장가변 분포 궤환형 레이저 다이오드.According to any one of claims 1 to 5,
A thin film heater integrated tunable distribution feedback laser diode further comprising an anti-reflective film formed on both ends of the laser diode.
상기 레이저 다이오드의 벽개면 중 일단의 벽개면에 형성된 무반사막과, 다른 일단의 벽개면에 형성된 고반사막을 더 포함하는 박막 히터 집적 파장가변 분포 궤환형 레이저 다이오드.According to any one of claims 1 to 5,
A thin film heater integrated tunable distribution feedback laser diode further comprising an anti-reflective film formed on one end of the cleavage surface of the laser diode and a highly reflective film formed on the other end of the cleavage surface.
상기 절연층은 상기 상부 전극과 상기 박막 히터 사이에 개재된 산화 실리콘층(SiO2) 또는 질화 실리콘층(SiNx)으로 구성되어, 상기 상부 전극과 상기 박막 히터를 전기적으로 절연시키는 것을 특징으로 하는 박막 히터 집적 파장가변 분포 궤환형 레이저 다이오드.According to any one of claims 1 to 5,
The insulating layer is composed of a silicon oxide layer (SiO2) or a silicon nitride layer (SiNx) interposed between the upper electrode and the thin film heater to electrically insulate the upper electrode and the thin film heater. Integrated tunable distributed feedback laser diode.
상기 활성층은 InGaAsP, InGaAlAs, InGaNAs의 벌크층 또는 다중양자우물로 구성된 것을 특징으로 하는 박막 히터 집적 파장가변 분포 궤환형 레이저 다이오드.According to any one of claims 1 to 5,
A thin film heater integrated tunable distribution feedback laser diode, characterized in that the active layer is composed of a bulk layer of InGaAsP, InGaAlAs, InGaNAs or a multi-quantum well.
상기 레이저 다이오드에 반도체 광 증폭기, 전계 흡수 광 변조기 및 마흐-젠더 광 변조기 중 적어도 하나가 단일 집적된 것을 특징으로 하는 박막 히터 집적 파장가변 분포 궤환형 레이저 다이오드.According to any one of claims 1 to 5,
A thin film heater integrated tunable distribution feedback laser diode, characterized in that at least one of a semiconductor optical amplifier, a field absorption optical modulator, and a Mach-Zehnder optical modulator is integrated into the laser diode.
상기 레이저 다이오드와 상기 반도체 광 증폭기 또는 상기 광 변조기의 오믹층 및 상부 전극이 분리된 것을 특징으로 하는 박막 히터 집적 파장가변 분포 궤환형 레이저 다이오드.According to clause 13,
A thin-film heater integrated tunable distributed feedback laser diode, characterized in that the ohmic layer and upper electrode of the laser diode and the semiconductor optical amplifier or the optical modulator are separated.
상기 레이저 다이오드와 상기 반도체 광 증폭기 또는 상기 광 변조기의 분리된 오믹층 및 상부 전극 사이에 절연 트랜치 또는 이온 주입영역이 추가로 형성된 것을 특징으로 하는 박막 히터 집적 파장가변 분포 궤환형 레이저 다이오드.According to clause 14,
A thin film heater integrated tunable distributed feedback laser diode, characterized in that an insulating trench or ion implantation region is additionally formed between the laser diode and the separated ohmic layer and upper electrode of the semiconductor optical amplifier or optical modulator.
상기 레이저 다이오드가 릿지형 도파로를 가지고, 상기 박막 히터의 발열 영역이 상기 릿지형 도파로의 바닥 일측에 위치된 것을 특징으로 하는 박막 히터 집적 파장가변 분포 궤환형 레이저 다이오드.According to any one of claims 1 to 5,
A thin film heater integrated tunable distributed feedback laser diode, characterized in that the laser diode has a ridge-shaped waveguide, and the heating area of the thin film heater is located on one side of the bottom of the ridge-shaped waveguide.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020150159148 | 2015-11-12 | ||
KR20150159148 | 2015-11-12 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20170055902A KR20170055902A (en) | 2017-05-22 |
KR102642580B1 true KR102642580B1 (en) | 2024-02-29 |
Family
ID=59050199
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020160065754A KR102642580B1 (en) | 2015-11-12 | 2016-05-27 | Tunable distributed feedback laser diode with thin film heater |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR102642580B1 (en) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP7130049B2 (en) | 2017-11-28 | 2022-09-02 | オプト エレクトロニクス ソリューションズ | tunable laser |
EP3726674B1 (en) * | 2017-12-15 | 2024-04-24 | HORIBA, Ltd. | Semiconductor laser |
US10935817B2 (en) | 2018-10-01 | 2021-03-02 | Electronics And Telecommunications Research Institute | Optical device and driving method thereof |
US11018475B2 (en) | 2018-12-27 | 2021-05-25 | Electronics And Telecommunications Research Institute | High-output power quarter-wavelength shifted distributed feedback laser diode |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100959170B1 (en) * | 2008-02-26 | 2010-05-24 | 한국광기술원 | Method for fabricating Self-Pulsatung Multi-Section DFB Laser Diode integrated with Thin Film Heaters |
KR101756106B1 (en) * | 2010-12-09 | 2017-07-11 | 한국전자통신연구원 | Multiple distributed feedback laser devices |
KR20150047699A (en) * | 2013-10-24 | 2015-05-06 | (주)켐옵틱스 | Highly Efficeient External Cavity Tunable Laser |
-
2016
- 2016-05-27 KR KR1020160065754A patent/KR102642580B1/en active IP Right Grant
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR20170055902A (en) | 2017-05-22 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US9312663B2 (en) | Laser device, light modulation device, and optical semiconductor device | |
US9343614B2 (en) | Superluminescent diode, method of manufacturing the same, and wavelength-tunable external cavity laser including the same | |
US5699378A (en) | Optical comb filters used with waveguide, laser and manufacturing method of same | |
JP4954992B2 (en) | Semiconductor light reflecting element, semiconductor laser using the semiconductor light reflecting element, and optical transponder using the semiconductor laser | |
KR102642580B1 (en) | Tunable distributed feedback laser diode with thin film heater | |
JP2011204895A (en) | Semiconductor laser | |
JP6588859B2 (en) | Semiconductor laser | |
KR102368946B1 (en) | Tunable laser device and method for manufacturing the same | |
JP2009076942A (en) | Distributed-feedback semiconductor laser, distributed-feedback semiconductor laser array, and optical module | |
US11482838B2 (en) | Optical waveguide structure | |
US7852890B2 (en) | Semiconductor laser and manufacturing method thereof | |
US8472760B2 (en) | Integrated semiconductor optical device | |
JP6588858B2 (en) | Semiconductor laser | |
JP2009054721A (en) | Semiconductor element, and manufacturing method of semiconductor element | |
US20210143609A1 (en) | Semiconductor optical device and method for producing semiconductor optical device | |
JP4885767B2 (en) | Semiconductor waveguide device, semiconductor laser, and manufacturing method thereof | |
US20230102522A1 (en) | Semiconductor optical integrated element | |
JP6927153B2 (en) | Semiconductor laser | |
WO2019225331A1 (en) | Semiconductor laser | |
JP5163355B2 (en) | Semiconductor laser device | |
KR20220032220A (en) | tunable laser diode | |
JP4005519B2 (en) | Semiconductor optical device and manufacturing method thereof | |
US20220216673A1 (en) | Semiconductor Laser | |
JP6782082B2 (en) | Semiconductor optical devices and their manufacturing methods | |
JP2023010119A (en) | Optical modulator and optical modulation method |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant |