KR20020018578A

KR20020018578A - 광 모듈

Info

Publication number: KR20020018578A
Application number: KR1020010053109A
Authority: KR
Inventors: 다또오노부요시; 이와모또히로미; 히로세다까아끼
Original assignee: 오카야마 노리오; 스미토모덴키고교가부시키가이샤
Priority date: 2000-09-01
Filing date: 2001-08-31
Publication date: 2002-03-08
Also published as: JP3613200B2; KR100405289B1; US6588948B2; CA2355159A1; US20020044748A1; JP2002148492A

Abstract

본 발명은, 창 구조를 갖는 것으로서, 제조가 용이하고 작은 편광 소광비를 가지며 전송 광의 선형 편광 면이 일정하게 유지되는, 광 모듈을 제공한다. 본 발명의 광 모듈은 하우징과, 광 투사 창 구조를 가지며 사파이어 판을 사용하는 접합부를 포함한다. 사파이어 창은, 사파이어의 C 축과 광의 선형 편광 면에 의하여 형성된 각도 ψ와 사파이어의 C 축과 광 축에 의하여 형성된 각도 θ 사이에 다음의 표현식 (1) 내지 (4)가 성립하도록 구성된다. 다음의 표현식에서, ω는 사파이어의 1차 굴절 지수, ε은 2차 굴절 지수, λ는 전송 광의 파장, 그리고 d는 사파이어 판의 두께이다.

(1)

(2)

(3)

(4) -30 ≥ + 20log(tanβ)

Description

광 모듈{OPTICAL MODULE}

본 발명은 광통신에 사용되는 광 모듈에 관한 것으로, 특히 고 기밀도를 가지며 전송 광의 일정한 편광 면을 갖는 광 모듈에 관한 것이다.

최근 경이적으로 발전되고 있는 광통신 분야에 있어서, 광 모듈 기밀도는 광 신호의 신뢰성 있는 전송에 중요한 것으로 밝혀지고 있다. 광 모듈 기밀도는 내부가 고온, 고습 상태를 구성할 때에 열화되는 광 모듈의 내부에 설치되는 광 반도체 장치의 전극에 기인하는 것이고, 또한 내부로 침투하는 습기의 응축으로 인하여 열화되는 광 반도체의 광학적 특성에 기인하는 것인데, 이는 광 반도체 장치의 수명을 10년 이상으로 보장하지 못하게 한다.

그러나, 광 모듈은 내부 광 반도체 장치와 외부 광섬유를 광학적으로 결합시키기 위해 렌즈를 사용하는 역할을 한다. 광 모듈 그대로의 기밀도를 보장하고 광 모듈의 광학 시스템을 유지하기 위해, 광 반도체 기밀 하우징에 광 전송 방식의 창 구조체가 채용된다.

광 모듈용 하우징(기밀 하우징)의 창 재료로는 보통은 사파이어가 그것의 우수한 반투명성 및 고 강도로 인해 사용된다. 일본 특허 공개 평8-148594호는 사파이어를 광 전송 창에 사용하는 광 모듈용 하우징의 기본 구조 및 제조 방법에 대하여 개시하고 있다. 광 모듈 하우징의 창 구조와 관련하여, 상기 일본 특허 공개 평8-148594호는 광 축과 사파이어의 C 축 간의 관계에 대하여 언급하고 있다. 여기에는, 스넬(Snell)의 법칙에 따라 굴절하는 광 축이 창 판의 C 축과 일치하고 그에 따라 광 복굴절, 즉 광 편광면의 회전의 발생이 방지되는 창 구조가 제안되어 있다.

일본 특허 공개 평11-54642호에서는 붕규산 유리를 창 판으로 사용하는 광 모듈 창 구조가 제안되어 있다. 붕규산 유리는 고가인데, 그것의 반투명성은 사파이어의 반투명성을 한층 더 능가한다. 또한, 붕규산 유리는 등방성 재료라서 광의 복굴절을 야기하지 않는다. 그러나, 붕규산 유리의 문제점은 전송 광의 선형 편광 면이 변형된다는 점, 즉 그 선형 편광면이 열 응력으로 야기되는 탄성 변형으로 인해 그대로 유지되지 않아서 어떤 경우에는 광이 타원형의 편광으로 변화된다는 점이다. 그러나, 상기 일본 특허 공개 평11-54642호에 개시된 바와 같이, 붕규산 유리에 응력을 균일하게 인가하게 되면 광의 편광 면의 변형이 최소화되는데, 이 때 광의 편광 면의 변형 지수 역할을 하는 이하에서 설명하는 편광된 광 소광비가 약 -40dB까지 감소하고 실제 사용 시의 관점에서의 문제점을 취하지 않는다는 점이 명확해졌다.

여기서, 광의 편광 면의 변형은 다음과 같이 편광된 광 소광비로 표현되는 것이 일반적이다. 교차 니콜(Nicole) 프리즘 실험 시스템에서, 발광측의 편광기가 수광측의 편광기에 대해 90°회전하였을 때에, 수광측의 최대 광 강도를 Imax라 하고 최소 광 강도를 Imin이라 하면, 편광된 광 소광비는 10 ×log₁₀(Imin/Imax)로 정의된다. 따라서, 이것은 편광된 광 소광비가 작으면 작을수록 광의 편광 면의변형이 점점 더 작아진다는 것을 나타낸다.

광통신에서의 전송 속도를 높이기 위한 기술 및 고 밀도 파장 다중 채널 기술에서의 최근의 진보에 따라, 전송 광의 일정한 편광 면을 유지하고 전송 광의 파장을 균일하게 하는 것이 중요한 과제로 되었다. 이들 과제 중 후자의 과제를 해결하기 위해서는, 기밀 하우징의 외부의 광섬유를 거쳐서 광섬유 그레이팅(grating)과 같이 외부 공진기 구조를 형성하는 것이 바람직한데, 이 경우에는 광의 편광 면을 일정하게 유지하는 것도 필요하다. 이 때 요구되는 편광 면 유지 수준은 상기한 바와 같은 편광된 광 소광비 -30dB, 즉 Imax가 Imin보다 1,000배 큰 것인데, 이와 같은 엄격한 조건은 상기한 바와 같은 종래의 기술로는 달성할 수 없는 것이다.

또한, 사파이어를 창 판으로 사용하는 상기의 종래 기술에 있어서, 사파이어의 광 축과 C 축 간의 소정의 관계를 얻기 위해서는 이하에서 설명하는 것과 같은 방법이 사용되어야 한다. 즉, C 축에 수직하게 절단된 사파이어 판을 사용하고 또한 사파이어 판을 광 축에 대해 수직하게 배열함으로써 C 축이 광 축에 대응하게 하거나, 아니면 C 축에 대하여 특정 각도를 갖는 사파이어 판을 연마 및 제조하고 더욱이 사파이어 판의 C 축 위치를 광 축과 정확하게 정렬시키는 난제를 겪어야 한다. 전자의 경우에는, 반사광이 입사측으로 바로 되돌아가게 되어 광 모듈로서는 적합하지 않게 된다. 후자의 경우에는, 정확한 정렬이 어려워서 각도를 정확히 고정시켜서 창 부품을 제조하는 것이 곤란하다.

또한, 붕규산 유리를 창 판으로 사용하는 경우라 해도, 붕규산 유리는 강도가 약한 단점이 있다. 따라서, 붕규산 유리 창 판은 보다 엄한 조건 하에서는 적절하지 않았으며 실제 사용에 있어서도 만족스러운 재료가 아니었다. 사실, 해저 케이블용으로 아주 높은 신뢰성이 요구되는 분야에서는 붕규산 유리의 사용을 여전히 기피하고 있는 것이 현재의 상황이다.

따라서, 본 발명의 목적은 제조가 용이하고 기계적 강도를 가지며 편광된 광 소광비가 작으며 선형 편광 면을 일정하게 유지하는 광 모듈을 제공하기 위한 것이다.

도1은 기밀 하우징의 윈도우 부분의 간략 블록 선도.

도2a 및 도2b는 각도 ψ 및 θ의 예시도.

도3은 각도 ψ 및 θ와 편광 소광비(polarized light extinction ratio)의 관계를 나타내는 선도.

도4는 d가 1.0mm이고 λ가 1.48㎛(0.00148mm)일 때에 각도 ψ 및 θ와 편광 소광비의 관계를 나타내는 그래프.

도5는 d가 0.5mm이고 λ가 1.48㎛(0.00148mm)일 때에 각도 ψ 및 θ와 편광 소광비의 관계를 나타내는 그래프.

도6은 d가 0.28mm이고 λ가 1.48㎛(0.00148mm)일 때에 각도 ψ 및 θ와 편광 소광비의 관계를 나타내는 그래프.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1: 기밀 하우징

2: 하우징 측벽

3: 튜브형 부재

4: 사파이어 창

5: 기부 판

본 발명에 따르면, 하우징과, 사파이어 판을 사용하는 광 전송 창 구조를 갖는 접합부(junction)를 포함하고, 사파이어의 C 축과 선형 편광인 광의 편광 면에 의하여 형성된 광 축으로부터 보았을 때의 각도 ψ와 사파이어의 C 축과 광 축에 의하여 형성된 각도 θ 사이에 다음의 [수학식 1] 내지 [수학식 4]가 성립되는 것을 특징으로 하는 광 모듈이 제공된다.

[수학식 1]

[수학식 2]

[수학식 3]

[수학식 4]

-30 ≥ + 20log(tanβ)

여기서, ω는 사파이어의 1차 굴절 지수이고, ε은 사파이어의 2차 굴절 지수이며, λ는 전송 광의 파장이고, d는 사파이어의 두께이다.

더욱이, 본 발명에 따르면, 상기 광 모듈에 있어서, 상기 사파이어 판의 두께 d가 0.28mm이고, N이 정수일 때, 상기 각도 ψ와 상기 각도 θ 사이에는 다음의 [수학식 5] 내지 [수학식 7]이 성립하는 하는 것을 특징으로 하는 광 모듈이 제공된다.

[수학식 5]

6°≤θ≤10° 및 (90N - 9)°≤ψ ≤(90N + 9)°

[수학식 6]

2°≤θ< 6° 및 (90N - 32)°≤ψ ≤(90N + 32)°

[수학식 7]

10°< θ≤14° 및 (90N - 5)°≤ψ ≤(90N + 5)°

우선, 사파이어의 C 축과 광의 편광 면에 의하여 형성된 각도 ψ와, 사파이어의 C 축과 광축에 의하여 형성된 각도 θ에 대하여 도2a 및 도2b를 이용하여 설명한다. 도2a에서, 실선 화살표는 광 축을 나타내고, 그 화살표의 방향은 광의 이동 방향이다. 도2a의 중심에 있는 직사각형은 사파이어 판의 단면이고, 파선 화살표는 사파이어 크리스탈의 C 축을 나타낸다. 사파이어 판은 C 축에 대해 수직을 이루도록 절단 및 연마된다. 이 도면에 도시된 바와 같이, 광 축과 사파이어의 C 축에 의하여 형성된 각도는 θ이다. 도2b는 도2a를 입사광 측에서 도시한 도면이다. 이 도면에는 원형의 사파이어 판이 도시되어 있고, 광축은 지면에 대해 수직하다. 도2b의 실선 이중 화살표는 입사광의 편광 방향을 나타내는 것이다. 도2b의 파선 화살표는 사파이어 크리스탈의 C 축이 지면(광 축에 대해 수직인 면)을 향해서 투사되는 것을 나타내는 것이고, 실제의 C 축은 θ만큼 지면으로부터 비스듬하게 상향으로 향하고 있다. 도2b에 도시된 바와 같이, C 축의 투사와 광의 편광 방향에 의하여 형성된 각도는 ψ이다.

광학적으로 단축 결정상인 사파이어에 있어서, 결정의 C 축이 광 축과 대응하게 되면, 복굴절의 발생이 억제되고, 입사광의 편광 면이 회전하지 않고 유지된다. 그러나, 앞에서 설명한 바와 같이 반사된 복귀 광의 영향이 있어서 제조 상의 견지에서는 문제점이 있다. 한편, 본 발명자들은 실험을 통해서, 입사 광이 선형적으로 편광되는 경우, 입사 광의 편광 면과 C 축에 의하여 형성된 각도를 0과 같게 하고 이들 두 요소를 동일한 평면에 설정함으로써 입사 광의 광 축과 사파이어의 C 축이 서로 대응하지 않게 하면서도 복굴절을 방지할 수 있다는 사실을 구상했다. 또한, 광 통신 분야에서 요구되는 충분 조건인 30dB인 편광 소광비(extinction ratio)를 얻기 위해서는, 결국은 광의 편광 면과 C 축을 동일 평면에 설정하는 것이 효과적이라는 사실도 발견했다. 그러나, 광의 편광 면과 그사파이어 C 축을 정확히 동일 평면에 설정하는 것은 하우징의 제조 관점에서 아주 곤란하다.

따라서, 본 발명자들은 연구 결과로서, 단지 선형의 편광만을 취급할 때에 전송 광의 편광 소광비를 입사 광의 광 축과 사파이어의 C 축에 의하여 형성된 각도 θ와, 입사 광의 편광 면과 사파이어의 C 축에 의하여 형성된 각도 ψ와, 사파이어의 1차 굴절 지수 ω와, 사파이어의 2차 굴절 지수 ε과, 전송 광의 파장 λ와, 사파이어 판의 두께 d를 이용함으로써 고 정확도로 설명할 수 있는 근사 표현식을 후속하여 얻게 되었다. 이 표현식은 앞에서 설명한 [수학식 1] 내지 [수학식 3]에 있으며 그리고 [수학식 4]의 우변에 있다. 도4 내지 도6의 그래프 각각은 d가 변화될 때의 측정치 및 계산치 θ와 ψ에 대한 편광 소광비의 종속성을 나타내는 것이다. 이들 그래프로부터 명확히 알 수 있는 것은 측정치와 근사 표현식을 이용하여 계산된 값이 잘 맞는다는 것이다.

또한, 시작품 시험 결과, 본 발명자들은 소정의 편광 소광비의 실현을 가능하게 하는 최적의 범위를 찾아내었다.

d가 0.28mm일 때의 전술한 [수학식 4]의 부등식과 [수학식 5] 내지 [수학식 7]의 표현식은 최적의 범위이다. 즉, 입사 광의 광 축과 사파이어의 C 축이 대응하지 않는 경우라 해도, 광의 편광 면과 사파이어의 C 축에 의하여 형성된 각도를 작게 설정함으로써, -30dB 이하의 편광 소광비 조건이 만족될 수 있다. 역으로, 입사 광의 편광 면과 사파이어의 C 축의 각도를 크게 하여 쉽게 제조하는 경우에도 입사 광의 광 축과 C 축에 의하여 형성된 각도를 작게 설정함으로써 상기 -30dB 이하의 편광 소광비 조건이 만족될 수 있다. [수학식 4]가 구현될 때, 사파이어 판의 두께 d는 0.3mm 미만으로 하는 것이 바람직하다. 이하에서 설명하게 되는 실시예에서는, 0.28mm 두께의 사파이어 판이 사용된다.

또한, 본 발명의 광 모듈에 반도체 레이저를 사용하여 편광 유지(PANDA) 섬유를 접속시킴으로써 선형 편광의 편광 면을 보다 정확하게 고 수준으로 그대로 유지시킬 수 있는 광 전송이 가능하다. 이 경우, 섬유 광 증폭기에 필요한 다수의 여기 광을 편광 동기화 시킴으로써 섬유 광 증폭기를 효과적으로 활용할 수 있다. 따라서, 전송 광 신호의 효과적인 증폭이 가능하다. 또한, 광통신에서 본 발명의 광 모듈과 함께 사용되는 절연체의 구조가 단순화될 수 있어서 비용을 낮출 수 있다.

또한, 본 발명의 광 모듈을 사용하며 비등방성 광학 재료인 LN(LiNbO₃)을 사용하여 제조한 변조기에 있어서는, 창의 편광 소광비는 작기 때문에, LN 변조기 내부에서 발생하는 복굴절을 억제할 수 있어서 광 신호를 양호한 S/N(신호 대 잡음)비로 구현할 수 있다.

또한, 반도체 레이저가 본 발명의 광 모듈 내부에 장착되어 사용될 때, 창의 외부에 연결된 절연체 내에서의 광 손실이 저지될 수 있다.

더욱이, 본 발명의 광 모듈은 1/4 파장의 판(λ/4 판)을 포함할 수 있다. 과거에는, 반도체 광 증폭기에 있어서, 편광 의존성이 증폭 특성에서 발생한다는 문제점이 있었다. 그러나, 본 발명의 광 모듈을 사용하는 반도체 광 증폭기가 광모듈로 입사하는 광을 λ/4 판을 거쳐서 선형 편광으로 설정한 후에 사용되면, 편광 종속성이 없게 되고 증폭 특성이 향상된다. λ/4 판을 삽입함으로써 선형 편광을 얻은 후에, 편광 면이 사파이어의 C 축에 대해 정렬되고 이어서 λ/4 판이 또한 야그(YAG) 용접되면, 반도체 광 증폭기의 증폭 특성이 더욱 더 향상된다. 따라서, 반도체 광 증폭기 내에 사용되는 파장 변환 장치 또는 고속 작동 가능 광-광 절환 장치의 삽입 손실이 감소되어서, 광 신호를 양호한 S/N비로 구현할 수 있다.

또한, 선택적으로 반사하는 특정 파장을 위한 반사 기구를 구비하는 장치, 일례로 광섬유 그레이팅(grating)을 본 발명의 광 모듈 외부에 마련함으로써, 상기 반사 장치가 광 모듈 내부의 광학 장치와 함께 공진하게 할 수 있다. 창의 복굴절에 의해 발생하는 광 신호 진동 모드 교란이 이 때 억제되고 또한 광 신호 손실도 감소되므로, 광 신호의 광학 강도가 증가한다.

전술한 관계식인 [수학식 5] 내지 [수학식 7]에서의 N을 0 또는 짝수로 설정하게 되면, 사파이어의 편광에 기인하여 흡수의 중지가 발생한다. 이에 따라, 사파이어 판의 투과도가 더 높아져서 광 신호는 손실 없이 전송된다.

[양호한 실시예]

1) 광 반도체 기밀 하우징의 제조

이 실시예에서, 광 반도체 기밀 하우징은 사파이어의 C 축과 광의 편광 면에 의하여 형성된 각도 ψ와 광 축 및 C 축에 의해 형성된 각도 θ 사이에 다음의 관계가 성립하도록 본 발명의 광 모듈 일 태양에 따라서 제조되었다. N은 0이다.

6°≤θ ≤10°및, (90N-9)°≤ψ≤(90N+9)°

형성된 광 반도체 기밀 하우징의 창 부분의 간략화 한 구성은 도1에 도시되었다. 기밀 하우징(1) 전체는 기부 판(5)과 하우징 측벽(2)으로 구성된다. 하우징 측벽(2)에는 튜브형 부재(3)가 배치되고, 그 내측에는 사파이어 판(4)이 장착된다. 하우징 측벽(2)의 사파이어 판(4)에 대응하는 부분은 원형 형상으로 절단되고, 튜브형 부재(3)와 사파이어 판(4)은 광 투과 창을 구성한다.

광 반도체 기밀 하우징(1)은 기부 판(5)용의 코바(kovar), 하우징 측벽(2)용의 코바, 및 광 투과 창의 튜브형 부재(3)의 파이프 내의 코바를 사용하여 은 납땜함으로써 형성된다. 코바 핀을 사용하는 단자는 저융점 유리 및 니켈-금 도금으로 밀봉된다. 사파이어 판(4)을 하우징 측벽(2) 안으로 끼우기 위해서는, 측벽에 대해 각도 θ만큼 경사진 평면을 갖는 파이프를, 각도 θ의 평면이 입사광의 평면에 대하여 ψ만큼 경사지도록 하여, 튜브형 부재(3)로서 은 용접한다. 실제로, 하우징 측벽(2)에는 원통형 구멍이 형성되고, 그 안에는 원통형 파이프가 끼워져서 탄소 지그(jig)와 정렬된다. 사용된 사파이어 판의 두께는 0.28mm였고, 사파이어의 굴절 지수는 C 축을 따라서는 1.7679였고 C 축에 수직한 평면에서는 1.7596이었다. 사파이어 판(4)은 C 축에 대해 수직한 면을 갖는다. C 축은 실질적으로 가변적이므로, 탄소 지그는 θ와 ψ를 작게 하도록 설계된다. 사파이어에는 MgF의 AR(반사 방지: anti reflection) 코팅이 도포된다. 이 코팅에 있어서, TiO와 SiO의 다층 막이 MgF 대신에 사용될 수 있다. θ가 브루스터(Brewster) 각일 때에, ψ가 0에 근접하면서 작은 경우, AR 코팅을 사파이어 판에 도포할 필요가 없다. 사파이어 판의 상부의 금속화는 사파이어 측면으로부터 Ti/Pt/Au이다. 사파이어 판은 기밀하우징(1)에 AuSn 납땜에 의해 기밀되게 접착된다.

2) 편광 소광비의 측정

상기한 바와 같이 제조된 광 반도체 기밀 하우징과 관련하여, θ와 ψ를 매개 변수로 하여 사파이어 판 창을 통과하는 광 신호의 경로에 따르는 편광 소광비를 측정하였다. 여기서, LD(레이저 다이오드) 빔을 사용하였고, 그것의 λ는 1.48㎛(0.00148mm)였다. 이 결과를 도6에 도시하였다. 그 그래프로부터 명확히 알 수 있는 것은, 근사 표현식을 사용하여 계산한 값은 측정된 값과 잘 맞는다는 것이다. 더욱이, ψ와 θ의 범위를 명확하게 나타내기 위해, 그 범위를 도3의 그래프에 도시하였다. 도3에서, 수평 축은 ψ를, 수직 축은 θ를, 서로 상이한 회색 음역 영역은 편광 소광비를 나타낸다. 편광 소광비는 ψ에 대해 90°의 반복성을 가지며, 최대점과 최소점은 매 90°마다 반복되었다. 회색 음영으로 나타낸 각 영역에서, ψ가 45°일 때에는 각도 θ가 어떤 값이더라도 편광 소광비는 최대값을 취하고, ψ가 0° 및 90°일 때에는 각도 θ가 어떤 값이더라도 편광 소광비는 최소값을 취하고 있음을 알 수 있다. ψ가 0°로부터 1/2 주기인 45°이동할 때, 편광 소광비의 최대 및 최소는 변동한다. 편광 소광비가 최대가 되는 0° 및 90°근처에 ψ가 있을 때, 편광 소광비는 θ가 증가한다 해도 아주 크게 변화하지 않는다. 그러나, 편광 소광비가 최소가 되는 45° 및 135°근처에 ψ가 있을 때, 편광 소광비는 θ의 변동에 따라서 크게 변동한다. 편광 소광비가 광통신에서 요구되는 -30dB 이하를 얻게 되는 θ와 ψ의 범위는 다음과 같다.

6°≤θ≤10° 및 (90N - 9)°≤ψ ≤(90N + 9)°

2°≤θ< 6° 및 (90N - 32)°≤ψ ≤(90N + 32)°

10°< θ≤14° 및 (90N - 5)°≤ψ ≤(90N + 5)°

여기서, N은 정수이다.

또한, ψ가 0°인 경우와 90°인 경우에 창을 통하여 전송되는 광의 강도를 비교해 보면, ψ가 0°일 때는 광 강도가 0.2dB까지 증가하였다. 따라서, 본 실시예에서 명확한 것은, 사파이어 창의 투과도는 광 반도체 기밀 하우징을 제조할 때에 N을 0으로 설정하면 향상된다는 것이다.

3) PANDA 접착 광 모듈

하나의 편광 유지 섬유(PANDA)를 상기한 바와 같이 제조한 광 반도체 밀봉 하우징의 외부에 야그 접착함으로써 광 모듈이 제조되었다. 본 발명의 광 모듈을 사용함으로써, 선형 편광이 고 수준에서 그대로 유지되는 광 신호를 전송할 수 있다. 또한, 섬유 광 증폭기에 필요한 다수의 여기 광을 편광 동기화 함으로써 섬유 광 증폭기를 효과적으로 사용할 수 있다. 이와 동시에, 절연체의 구조를 보다 단순하게 제조할 수 있다.

4) 반도체 레이저 장치 장착 광 모듈

반도체 레이저 장치를 상기한 바와 같이 형성된 광 반도체 밀봉 하우징에 복합되게(hybrid) 일체화시켰다. 본 발명의 광 반도체 밀봉 하우징을 사용함으로써, 창의 외부에 연결된 절연체 내에서의 광 손실이 억제되었다.

5) 비등방성 광학 재료를 사용하여 광 도파관 장치를 장착시킨 광 모듈

상기한 바와 같이 제조된 광 반도체 밀봉 하우징을 사용하여 마하젠더(Mach-Zehnder) 장치를 장착하였고, 비등방성 광학 재료 LN을 사용하는 변조기를 제조하였다. 본 발명의 광 반도체 밀봉 하우징을 사용함으로써, LN 변조기의 내측에 생성되는 복굴절이 억제되어서 광 신호를 양호한 S/N비로 구현할 수 있다.

6) 반도체 광 증폭 장치 장착형 광 모듈

반도체 광 증폭기를 상기한 바와 같이 제조된 광 반도체 밀봉 하우징에 복합되게 일체화시켜서 반도체 광 증폭기를 형성하였다. 상기 반도체 광 증폭기의 사파이어 판 창의 외측에 λ/4 판도 부착했다. 광섬유로부터 입사하는 광이 λ/4 판을 통과하게 함으로써 선형적으로 편광되어서, 광 신호가 반도체 광 증폭기를 사용하여 증폭된 경우에는 편광 종속성을 일으키지 않으면서도 증폭 특성을 향상시킬 수 있었다. 파장 변환 장치나, 혹은 반도체 광 증폭기를 사용하는 고속 작동 가능한 광 대 광 절환 장치에서, 삽입 손실이 감소되어서 양호한 S/N비의 신호 광을 얻을 수 있었다. 또한, λ/4 판을 통과시킴으로써 선형 편광을 얻은 후에, 편광 면이 정렬되었고, 야그 용접이 실행되었으며, 이에 따라 반도체 광 증폭기가 제조되었다. 따라서, 이 경우에, 광 증폭 특성을 더욱 더 향상시킬 수 있었다.

7) 반사 기구를 포함하는 광 모듈

특정의 파장을 선택적으로 반사시키는 반사 기구를 구비하는 장치인 광섬유 그레이팅을 상기한 바와 같이 제조된 광 모듈의 외부에 배치하였다. 이 때에 입사 광 진동 모드의 교란을 억제할 수 있었고, 이에 따라 현저한 파장 선택도로 광 모듈을 제조할 수 있게 되었다. 또한, 광 신호 손실도 줄어들고, 광 강도는 증가하였다.

본 발명의 광 모듈은 제조하기가 용이하고, 기계적으로 강하고, 광 신호의 편광 면의 변형을 야기하지 않는다. 또한, 본 발명의 광 모듈은 -30dB 이하의 편광 소광비를 가지므로 광통신에 사용하기에 이상적이다. 또한, 본 발명의 광 모듈은 고 발광 강도를 가지므로 발광의 모드 안정성이 양호하다.

Claims

하우징과,

사파이어 판을 사용하는 광 전송 창 구조를 갖는 접합부를 포함하고,

사파이어의 C 축과 선형 편광인 광의 편광 면에 의하여 형성된 광 축으로부터 보았을 때의 각도 ψ와 사파이어의 C 축과 광 축에 의하여 형성된 각도 θ 사이에는, ω가 사파이어의 1차 굴절 지수, ε이 사파이어의 2차 굴절 지수, λ가 전송 광의 파장, 그리고 d가 사파이어 판의 두께일 때에,

(1)

(2)

(3)

(4) -30 ≥ + 20log(tanβ)인 표현식들이 성립하는 것을 특징으로 하는 광 모듈.
제1항에 있어서, 상기 사파이어 판의 두께 d가 0.28mm이고, N이 정수일 때, 상기 각도 ψ와 상기 각도 θ 사이에는,

(5) 6°≤θ≤10° 및 (90N - 9)°≤ψ ≤(90N + 9)°

(6) 2°≤θ< 6° 및 (90N - 32)°≤ψ ≤(90N + 32)°

(7) 10°< θ≤14° 및 (90N - 5)°≤ψ ≤(90N + 5)°인 표현식 (5) 내지(7) 중 어느 하나의 표현식이 성립하는 것을 특징으로 하는 광 모듈.
제1항에 있어서, 적어도 하나의 편광 유지 섬유를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 광 모듈.
제1항에 있어서, 반도체 레이저 장치, 반도체 광 증폭 장치, 또는 비등방성 광학 재료를 사용하는 광 도파관 장치 중 적어도 하나를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광 모듈.
제1항에 있어서, 1/4 파장 판을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광 모듈.
제1항에 있어서, 특정 파장의 광을 반사시키기 위하여 하우징의 외부에 반사 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 광 모듈.
제2항에 있어서, 상기 정수 N이 0 또는 짝수인 것을 특징으로 하는 광 모듈.