KR20040074006A

KR20040074006A - 레이저 광선의 파장 안정화 유닛 및 광신호의 파장 안정화광송신 모듈

Info

Publication number: KR20040074006A
Application number: KR1020040009803A
Authority: KR
Inventors: 사또오시게노리
Original assignee: 엔이씨 가꼬오부쯔 디바이스 가부시끼가이샤
Priority date: 2003-02-14
Filing date: 2004-02-14
Publication date: 2004-08-21
Also published as: US20040160999A1; JP2004247585A; GB2400487A; CN1531225A; GB0403266D0

Abstract

광 파장 안정화 유닛(100)은 반도체 레이저로부터 출사된 레이저 광선의 일부를 직접 수용하는 제1 수광부(18)와, 상기 레이저 광선의 일부를 직접 수용하고 상기 수용된 레이저 광선의 파장에 따라 변하는 투과율을 구비하는 파장 필터(12)와, 상기 파장 필터(12)를 투과한 레이저 광선을 수용하는 제2 수광부(19)를 포함하고,

상기 제1 수광부(18)는 제1 에지를 구비하고, 상기 제2 수광부는 제1 에지 근처에 배치된 제2 에지를 구비하고, 상기 제1 에지는 제1 직선부를 구비하고 상기 제2 에지는 제1 직선부와 평행하게 연장된 제2 직선부를 구비하는 것을 특징으로 한다.

Description

레이저 광선의 파장 안정화 유닛 및 광신호의 파장 안정화 광송신 모듈{UNIT FOR STABILIZING WAVELENGTH OF LASER BEAMS AND MODULE FOR STABILIZING WAVELENGTH OF OPTICAL SIGNAL IN OPTICAL COMMUNICATION}

본 발명은 반도체 레이저로부터 출사된 레이저 광선의 파장 안정화 유닛과, 또한 광 신호 파장 안정화 광송신 모듈에 관한 것이다.

반도체 레이저는 일반적으로 광섬유 통신 시스템의 광원으로서 사용된다. 특히, 수십 킬로미터 이상의 광섬유 통신에 있어서, 분포 귀환형(DFB) 레이저로서 단일축 모드 반도체 레이저가 파장 분산으로 발생된 영향을 억제하기 위해 사용된다.

DFB 레이저는 단일 파장에서 발진하고, 그 발진 파장은 레이저의 온도나 동작 전류에 따라 변한다.

광섬유 통신 시스템에 있어서 광원으로부터 출사된 레이저 광선의 강도를 일정하게 유지하는 것도 또한 중요하다. 그러므로, 기존의 광섬유 통신 시스템은 일반적으로 반도체 레이저의 온도와 반도체 레이저로부터 출사된 레이저 광선의 강도를 일정하게 하기 위한 제어기를 포함하도록 설계된다. 기본적으로, 반도체 레이저의 온도 및 반도체 레이저로 유입되는 전류를 일정하게 유지함으로써 발진 파장 및 레이저 광선의 강도가 일정하게 유지될 수 있다.

반도체 레이저의 장시간 사용은 반도체 레이저를 구성하는 소자를 저하시킨다. 결론적으로, 반도체 레이저의 동작 전류는 반도체 레이저로부터 출사된 레이저 광선의 강도를 일정하게 유지시키기 위하여 증가되어야 하고, 따라서, 반도체 레이저의 발진 파장이 변화한다. 그러나, 발진 파장이 매우 조금 변하기 때문에, 발진 파장에 있어서의 그와 같은 변화는 종래의 광섬유 통신 시스템에서 문제를 발생시키지 않는다.

최근에, 서로 상이한 파장을 갖는 복수의 광이 단일 광섬유로 도입되는 고밀도 파장분할 다중방식(DWDM) 시스템은 광섬유 통신에 주로 사용되며, 게다가, 광섬유 통신에 선택된 파장 사이의 간격이 좁게 되는데, 구체적으로, 간격은 100GHz 또는 50GHz이다. 이러한 광섬유 통신에 있어서, 광원으로서 사용된 반도체 레이저는, 예컨대, 25년에 ±50pm의 파장 안정도를 구비하도록 요구된다. 따라서, 반도체 레이저의 온도 및 반도체 레이저로부터 출사된 레이저 광선의 강도를 일정하게 유지하는 종래의 제어는 반도체 레이저로 충분한 파장 안정성을 제공할 수 없다.

반도체 레이저를 구성하는 소자들이 어떤 온도에서 일정하게 유지되더라도, 반도체 레이저의 주변 온도가 변하면 반도체 레이저의 발진 파장이 조금 변하는 문제가 발생된다.

반도체 레이저의 발진 파장의 변화를 억제하기 위하여, 반도체 레이저로부터 출사된 레이저 광선의 파장을 안정화하기 위한 많은 장치들이, 예컨대, 일본특허출원 공개 공보 제10-209546호 및 제10-79723호에서 제안되었고, 후자는 1996년 7월 11일에 출원된 미국특허출원 제08/680,284호를 기초로 한다.

그러나, 상기 공보에서 제안된 장치들은 많은 부품들로 구성되어 있기 때문에 많은 공간을 차지하여 종래의 반도체 레이저 모듈이 수납될 수 있는 케이스에 수납될 수 없고, 안정화를 위한 목표 파장으로서 기준 파장에 동일한 파장을 설정하는 것이 어려워 반도체 레이저의 제조비가 증가하는 등의 문제들이 수반된다.

일본특허출원 공개 공보 제2001-257419호는 상기 언급된 문제들을 해결할 수 있는 레이저 광선 파장 안정화 모듈을 제안하고 있다. 상기 제안된 모듈은 고정밀도를 제공하고 종래의 반도체 레이저 모듈보다 적은 수의 부품으로 이루어지며, 결과적으로, 종래의 반도체 레이저 모듈보다 적은 공간을 차지한다.

도1은 일본특허출원 공개 공보 제2001-257419호에서 제안된 레이저 광선 파장 안정화 모듈의 평면도이다.

상기 모듈(500)은 반도체 레이저(501)와, 상기 반도체 레이저(501)로부터 출사된 레이저 광선을 시준하는 렌즈(502)와, 상기 렌즈(502)를 투과한 평행 광선의 일부를 수용하는 파장 필터(503)와, 광 검출기(504)로 구성된다.

상기 광 검출기(504)는 렌즈(502)를 투과한 평행 광선의 일부가 직접 수용되는 제1 수광면(505)과, 렌즈(502) 및 파장 필터(503)를 투과한 평행 광선의 일부가 수용된 제2 수광면(506)을 포함하도록 설계된다.

도2에 도시된 바와 같이, 제1 및 제2 수광면(505, 506)은 모두 원형이고 동일 수평선 상에 배치된 중심을 갖는다.

반도체 레이저(501), 렌즈(502), 파장 필터(503) 및 광 검출기(504)는 기판 상에 배치된다(도시되지 않음).

도1에 도시된 모듈(500)은 고 정밀도가 유지되는 종래의 모듈보다 적은 수의 부품으로 구성되는 장점을 갖고 있지만, 하기와 같은 문제점을 수반한다.

도3은 반도체 레이저로부터 출사된 레이저 광선의 일부가 수광면으로 입사될 때 발생되는 모니터 전류(종축)와 반도체 레이저의 발진 파장(횡축) 사이의 관계를 도시한 그래프이다.

도3에는 반도체 레이저로부터 출사된 레이저 광선이 수광면으로 입사될 때 발생되는 광출력 모니터 전류(600)와, 예컨대, 에탈론형(an etalon type)의 파장 필터를 투과한 반도체 레이저로부터 출사된 레이저 광선이 수광면으로 입사될 때 발생되는 파장 모니터 전류(610)가 도시되어 있다.

도1에 도시된 모듈(500)에 있어서, 제1 및 제2 수광면(505, 506)은 기판 상에서 서로 근접하여 배치된다. 동일 기판 내에 배치됨으로써, 제1 및 제2 수광면(505, 506) 각각은 레이저 광선의 중심으로부터 떨어져서 레이저 광선을 수용한다.

따라서, 광 검출기(504)가 크기, 형상 및 배치가 각각 최적화되지 않은 제1 및 제2 수광면(505, 506)을 포함하면, 적절한 모니터 전류를 얻는 것이 가능하지 않아서 도3에 도시된 바와 같은 관계가 얻어질 수 없다.

적절한 모니터 전류를 얻기 위해 2가지 해결책이 있는데, 그 중 하나는 제1 및 제2 수광면(505, 506)을 서로 가깝게 배치하는 것이고, 다른 하나는 제1 및 제2수광면(505, 506)을 확대된 면적을 갖도록 설계하는 것이다.

제1 및 제2 수광면(505, 506)이 서로 가깝게 배치되면, 즉, 제1 및 제2 수광면(505, 506) 사이의 공간이 감소되면, 도1에 도시된 바와 같이, 파장 필터(503)의 측벽에 반사된 평행 광선으로부터 유도된 광(507)과, 파장 필터(503)로 입사된 후 파장 필터(503)에서 여러 번 반사된 평행 광선으로부터 유도된 광(508)을 포함하는 미광(stray light)이 발생된다.

이러한 미광이 발생된 영역(509)이 파장 필터(503)를 투과하지 못한 평행 광선을 직접 수용하는 제1 수광면(505)과 겹치기 때문에, 광출력 모니터 전류(600)는 미소한 요동을 포함한다. 결론적으로, 도4에 도시된 바와 같은 그러한 그래프가 얻어진다. 두꺼운 실선으로 도시된 광출력 모니터 전류(700)가 파장에 의존하면, 광출력은 불안정하며, 따라서, 파장 모니터 전류(710)가 요동하여 발진 파장의 안정도가 저하된다.

파장 필터(503)의 측벽이 평행 광선의 축과 평행하면, 미광의 상기 언급된 문제는 발생하지 않지만, 파장 필터(503)의 측벽이 평행 광선의 축과 평행하게 되도록 기판 상에 파장 필터(503)를 배치하기가 상당히 어렵다.

제1 및 제2 수광면(505, 506)이 확대된 면적을 갖도록 설계되면, 본 명세서의 하기에 설명된 문제가 발생된다.

파장 필터(503)의 광 투과 특성은 파장 필터(503)로 입사하는 레이저 광선의 입사각에 크게 의존한다. 따라서, 파장 필터(503)로 입사하는 레이저 광선의 평행도가 나빠지고 또한 제1 및 제2 수광면(505, 506)이 넓은 면적을 가지면, 도5에 도시된 바와 같이 넓은 각도를 커버하는 광 투과 특성을 얻는데, 파장 필터(503)의 광 투과 특성이 파장 필터(503)가 투과하는 레이저 광선을 검출하는 위치에 의존하기 때문이다.

예컨대, 입사각 A, B, C, D 및 E 에서 파장 필터(503)로 입사하는 입사각을 가정한다. 입사각에 대한 광 투과 특성은 서로 상이하다. 5개의 광 투과 특성의 합이 파장 필터(503)의 광 투과 특성으로 얻어질 수 있다. 결론적으로, 도6에 도시된 바와 같이, 전류가 파장 안정화에 필요한 파장에 의존하는 모니터 전류를 얻을 수 없다.

설명한 바와 같이, 상기 2개의 해결책은 모니터 전류를 증가시키는 것이 가능하게 하지만, 파장 안정화에 필요한 광 투과 특성은 저하된다.

종래 기술에서 상기 언급된 문제점들에 관점에 있어서, 본 발명의 목적은 유닛이 종래의 유닛보다 적은 수의 부품으로 이루어 질 수 있는 반도체 레이저로부터 출사된 레이저 광선의 파장을 안정화하고, 광 투과 특성이 저하되지 않고 반도체 레이저로부터 출사된 레이저 광선을 수용하여 충분한 모니터 전류를 제공하는 유닛을 제공하는 것이다.

본 발명의 목적은 또한 동일하게 할 수 있는 광 신호 파장 안정화 광송신 모듈을 제공하는 것이다.

본 발명의 한 태양에 있어서, 반도체 레이저로부터 출사된 레이저 광선의 일부를 직접 수용하는 제1 수광부와, 상기 레이저 광선의 일부를 직접 수용하고 상기수용된 레이저 광선의 파장에 따라 변하는 투과율을 구비하는 파장 필터와, 상기 파장 필터를 투과한 레이저 광선을 수용하는 제2 수광부를 포함하고, 상기 제1 수광부는 제1 에지를 구비하고, 상기 제2 수광부는 제1 에지 근처에 배치된 제2 에지를 구비하고, 상기 제1 에지는 제1 직선부를 구비하고, 상기 제2 에지는 제1 직선부와 평행하게 연장되는 제2 직선부를 구비하는 것을 특징으로 하는 광 파장 안정화 유닛이 제공된다.

본 발명의 다른 태양에 있어서, 전방에서 신호용 레이저 광선을 출사하는 반도체 레이저와, 상기 반도체 레이저의 온도를 제어하는 온도 제어기와, 상기 반도체 레이저가 후방으로 출사하는 레이저 광선을 수용하고, 상기 수용된 레이저 광선의 파장을 안정화하는 유닛을 포함하고, 상기 유닛은 상기 언급된 광 파장 안정화 유닛으로 이루어지는 광 신호 파장 안정화 광송신 모듈이 제공된다.

도1은 레이저 광선의 파장 안정화를 위한 종래의 유닛에 대한 평면도.

도2는 도1에 도시된 유닛 내에 제1 및 제2 수광면에 대한 정면도.

도3은 반도체 레이저로부터 출사된 레이저 광선의 일부가 수광면으로 입사될 때 발생되는 모니터 전류(종축)와 반도체 레이저의 발진 파장(횡축) 사이의 관계를 도시한 그래프.

도4는 광출력 모니터 전류의 요동을 도시한 그래프.

도5는 필터로 들어가는 레이저 광선의 입사각에 의존하는 필터의 광 투과 특성을 도시한 그래프.

도6은 복수의 입사각에 대한 광 투과 특성의 합을 도시한 그래프.

도7은 본 발명의 제1 실시예에 따른 레이저 광선의 파장 안정화 유닛에 대한 평면도.

도8은 도7에 도시된 제1 실시예에 따른 유닛 내에 제1 및 제2 수광면의 정면도.

도9는 제1 실시예의 변형예에 따른 유닛 내에 제1 및 제2 수광면의 정면도.

도10은 본 발명의 제2 실시예에 따른 레이저 광선의 파장 안정화 유닛에 대한 평면도.

도11은 본 발명의 제3 실시예에 따른 광 신호 파장 안정화 광송신 모듈에 대한 평면도.

도12는 본 발명의 제4 실시예에 따른 광 신호 파장 안정화 광송신 모듈에 대한 평면도.

도13은 본 발명의 제5 실시예에 따른 광 신호 파장 안정화 광송신 모듈에 대한 평면도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

11: 기판

12: 파장 필터

13: 광 검출기

14: 케이스

15: 광섬유

16: 출사점

17: 레이저 광선

18: 제1 수광면

18a: 제1 에지

19: 제2 수광면

19a: 제2 에지

20: 렌즈

31: 반도체 레이저

32: 제1 렌즈

33: 광 고립자

34: 제2 렌즈

35: 서미스터 온도계

35a, 35b: 열이온 온도계

36: 온도 제어기

41: 제1 기판

42: 제2 기판

43: 제1 온도 제어기

44: 제2 온도 제어기

51: 광선 분할기

100, 200: 파장 안정화 유닛

300, 400, 500: 파장 안정화 광송신 모듈

501: 반도체 레이저

502: 렌즈

503: 파장 필터

504: 광 검출기

505: 제1 수광면

506: 제2 수광면

507, 508: 광선

509: 영역

600, 700: 광출력 모니터 전류

710: 파장 모니터 전류

[제1 실시예]

도7은 본 발명의 제1 실시예에 따른 레이저 광선의 파장 안정화 유닛(100)의 평면도이다.

유닛(100)은 기판(11)과, 기판(11) 상에 장착되는 파장 필터(12)와, 기판(11) 상에 장착되는 광 검출기(13)와, 파장 필터(12) 및 광 검출기(13)를 내부에 수용하기 위해 기판(11) 상에 장착된 케이스(14)로 이루어진다.

다른 모듈의 일부로서 반도체 레이저(도시되지 않음)는 광섬유(15)를 통해 유닛(100)으로 레이저 광선을 출사한다. 구체적으로, 레이저 광선은 광섬유(15)를통해 출사점(16)에 도입되고, 그리고 나서 레이저 광선(17)으로서 유닛(100)으로 출사된다.

파장 필터(12)는 파장 필터로 입사된 레이저 광선이 출사하는 비율로 정의된 투과율을 갖는다. 파장 필터(12)는 레이저 광선(17)의 일부를 직접 수용하고, 파장 필터(12)의 투과율은 수용된 레이저 광선(17)의 파장에 따라 변한다.

광 검출기(13)는 레이저 광선(17)의 일부를 직접 수용하는 제1 수광면(18)과, 파장 필터(12)를 투과한 레이저 광선을 수용하는 제2 수광면(19)을 포함한다. 제1 및 제2 수광면(18, 19)은 기판(11)과 수직한 평면에 배치된다.

도8은 제1 및 제2 수광면(18, 19)의 정면도이다.

도8에 도시된 바와 같이, 제1 수광면(18)은 제1 에지(18a)를 구비하고, 제2 수광면(19)은 제1 에지(18a) 근처에 배치된 제2 에지(19a)를 구비한다. 제1 및 제2 에지(18a, 19a)는 서로 평행하고 기판(11)과 수직으로 배치된다.

상기 유닛(100)에 따르면, 제1 및 제2 수광면(18, 19)은 서로 평행하게 연장된 제1 및 제2 에지(18a, 19a)를 구비하도록 설계되기 때문에, 도2에 도시된 종래의 수광면(505, 506)(도1을 보라)과는 달리 미광이 발생되는 영역(509)을 피하는 것이 가능하며, 따라서, 제1 및 제2 수광면(18, 19)은 레이저 광선(17)의 광학적 조밀부를 수용할 수 있다. 결론적으로, 유닛(100)은 광출력 전류(600)의 요동을 방지할 수 있고, 충분한 모니터 전류를 얻을 수 있다.

게다가, 광 검출기(13)는 종래의 광 검출기(504)가 배치된 면적보다 상기 유닛(100)이 충분한 모니터 전류를 얻을 수 있는 더 넓은 면적으로 배치될 수 있다.

제1 실시예에 따른 유닛(100)이 상기 언급된 구조에 제한되지 않는다는 것을 알아야 한다. 이에 반하여, 다양한 변형예들이 제1 실시예에 따른 유닛(100)에 적용될 수 있다.

제1 실시예에 있어서, 제1 수광면(18)의 제1 에지(18a) 및 제2 수광면(19)의 제2 에지(19a)는 그 전체 길이에 걸쳐 서로 평행하게 되도록 설계된다. 그러나, 제1 및 제2 에지(18a, 19a)는 부분적으로 직선부를 구비하도록 설계될 수 있고, 그런 경우에 있어서, 제1 및 제2 에지(18a, 19a)의 직선부는 서로 평행하게 배치된다.

도8에 도시된 바와 같이, 제1 실시예에 있어서, 제1 수광면(18)은 정방형으로 형성되고, 제2 수광면(19)은 반타원형으로 형성된다. 제1 및 제2 수광면(18, 19)은 그러한 형상에 제한되지 않는다. 서로 평행하게 연장되는 제1 및 제2 에지(18a, 19a)를 구비하도록 설계될 수 있으면, 수광면은 어떤 형상으로도 설계될 수 있다.

제1 실시예에 따른 유닛(100)에 있어서, 제1 및 제2 에지(18a, 19a)는 기판(11)과 수직으로 배치된다. 대안으로, 도9에 도시된 바와 같이, 제1 및 제2 에지(18a, 19a)는 기판(11)과 평행하게 배치될 수 있다. 기판(11)과 평행하게 배치된 제1 및 제2 에지(18a, 19a)를 포함하는 유닛은 제1 실시예에 따른 유닛(100)에 의해 얻어지는 동일한 장점들을 제공한다.

제1 실시예에 따른 유닛(100)에 있어서, 광 검출기(13)는 한 쌍의 제1 및 제2 수광면(18, 19)을 포함하도록 설계된다. 한 쌍의 제1 및 제2 수광면(18, 19)의 수는 하나로 제한되지는 않는다. 광 검출기(13)는 둘 이상의 쌍의 제1 및 제2 수광면(18, 19)을 포함하도록 설계된다.

[제2 실시예]

도10은 본 발명의 제2 실시예에 따른 레이저 광선의 파장 안정화 유닛의 평면도이다.

제2 실시예에 따른 유닛(200)은 제1 실시예에 따른 유닛(100)에 비해 레이저 광선(17)을 평행 광선으로 시준하기 위한 렌즈(20)를 추가로 포함한다. 상기 유닛(200)은 렌즈(20)를 추가로 포함하는 것을 제외하고 유닛(100)의 것과 동일한 구조를 갖는다. 따라서, 도7에 도시된 유닛(100)에 대응하는 부품 및 소자들은 동일한 도면 부호로 제공되고, 명시적으로 설명되지 않으면 제1 실시예의 대응 부품 또는 소자와 같은 방식으로 작동한다.

제1 수광면(18)은 렌즈(20)를 통해 출사점(16)으로부터 출사된 평행 광선의 일부를 직접 수용하고, 평행 광선의 나머지는 파장 필터(12)로 직접 도입된다. 제2 수광면(19)은 파장 필터(12)를 투과한 평행 광선을 수용한다.

렌즈(20)는 평행 광선의 평행도를 ±2° 이내가 될 수 있는 렌즈들 사이에서 선택된다.

제2 실시예에 따른 유닛(200)이 레이저 광선(17)을 평행 광선으로 시준하는 렌즈(20)를 포함하도록 설계될 때, 레이저 광선이 파장 필터(12)로 입사되는 위치에서 레이저 광선의 입사각의 의존성에 의해 발생되고, 파장 필터(12)의 광 투과 특성에 작용하는 악영향을 최소화하는 것이 가능하다. 따라서, 레이저 광선의 파장은 고 정밀도로 안정화될 수 있다.

[제3 실시예]

도11은 본 발명의 제3 실시예에 따른 광 신호 파장 안정화 광송신 모듈(300)의 평면도이다.

상기 모듈(300)은 도10에 도시된 바와 같이 제2 실시예에 따른 유닛(200)과, 반도체 레이저 모듈과, 기판(11)의 온도를 검출하는 서미스터 온도계(a thermister thermometer)(35) 및 온도 제어기(36)로 이루어진다.

반도체 레이저 모듈은 유닛(200)의 일부인 기판(11) 상에 장착되고, 반도체 레이저(31)와, 반도체 레이저(31)로부터 출사된 레이저 광선을 평행 광선으로 시준하는 제1 렌즈(32)와, 제1 렌즈(32)를 통해 반도체 레이저(31)로부터 출사된 레이저 광선을 수용하는 광 고립자(33)와, 광 고립자(33)를 통해 평행 광선을 수용하고 광통신용 광섬유(15)로 신호 광선을 출사하는 제2 렌즈(34)로 이루어진다.

서미스터 온도계(35)는 기판(11)의 온도를 검출하기 위해 기판(11) 상에 장착된다.

온도 제어기(36)는 기판(11) 상에 장착된 모든 광학 부품을 일정한 온도로 유지시킨다. 구체적으로, 온도 제어기(36)는 파장 필터(12), 광 검출기(13), 렌즈(20), 반도체 레이저(31), 제1 렌즈(32), 광학 고립자(33) 및 제2 렌즈(34)를 일정 온도로 유지시킨다.

기판(11) 상에 장착된 모든 광학 부품들은 케이스(14) 내부에 수납된다.

광 검출기(13)의 제1 및 제2 수광면(18, 19)은 반도체 레이저(31)로부터 후방으로 출사된 레이저 광선을 수용한다. 온도 제어기(36)는 반도체 레이저(31)를 구동하는 중에 반도체 레이저(31)의 온도를 제어한다.

모듈(300)에 있어서, 전계 흡수형 반도체 변조기가 집적된 반도체 레이저가 반도체 레이저(31)로서 사용된다. 이러한 반도체 레이저를 사용함으로써, 반도체 레이저 및 별개의 모듈로 형성된 외부 변조기를 포함하는 시스템보다 더욱 조밀하게 광통신 시스템을 구성하는 것이 가능하다.

모듈(300)이 도10에 도시된 유닛(200)을 포함하도록 설계되므로, 모듈(300)은 유닛(200)에 의해 얻어지는 장점들과 동일한 장점들을 제공한다.

[제4 실시예]

도12는 본 발명의 제4 실시예에 따른 광 신호 파장 안정화 광송신 모듈(400)의 평면도이다.

모듈(400)은 렌즈(20), 반도체 레이저(31), 제1 렌즈(32), 광 고립자(33), 제2 렌즈(34) 및 서미스터 온도계(35a)가 배치되어 있는 제1 기판(41)과, 파장 필터(12), 광 검출기(13) 및 서미스터 온도계(35b)가 배치되어 있는 제2 기판(42)을 포함하도록 설계된다.

제1 온도 제어기(43)는 제1 기판(41) 상에 장착된 광학 부품들을 일정한 온도로 유지시키기 위해 제1 기판(41) 상에 장착된다. 유사하게, 제2 온도 제어기(44)는 제2 기판(42) 상에 장착된 광학 부품들을 일정한 온도로 유지시키기 위해 제2 기판(42) 상에 장착된다.

즉, 모듈(400)은 제3 실시예에 따른 모듈(300을 구성하는 부품들과 동일한부품들을 포함하지만, 모듈(400)을 구성하는 부품들은 단일 기판 상에 배치된 모듈(300)을 구성하는 부품들과는 달리 두 개의 기판(41, 42) 상에 배치된다.

상기 언급한 바와 같이, 반도체 레이저(31)는 제1 기판(41) 상에 장착되고, 파장 필터(12)는 제2 기판(42) 상에 장착된다. 이러한 배치는 온도에 의해 영향을 받는 특성을 갖는 파장 필터(12)가 온도에 대하여 반도체 레이저(31)로 독립적으로 제어될 수 있다는 것이 보증하여, 파장 필터(12)가 반도체 레이저(31)의 온도 변화에 의한 영향을 받는 것을 억제하는 것이 가능하다.

[제5 실시예]

도13은 본 발명의 제5 실시예에 따른 광 신호 파장 안정화 광송신 모듈(450)의 평면도이다.

상기 모듈(450)은 이하의 점에서 도11에 도시된 모듈(300)과 구조적으로 상이하다.

첫째로, 모듈(450)은 렌즈(20) 대신에 광선 분할기(51)를 포함하도록 설계된다. 광선 분할기(51)는 반도체 레이저(31)로부터 출사된 레이저 광선을 분할하고, 광 고립자(33) 및 제2 렌즈(34) 사이의 광경로 상에 배치된다.

둘째로, 모듈(450)이 렌즈(20) 대신에 광선 분할기(51)를 포함한 결과로서, 파장 필터(12) 및 광 검출기(13)는 광선 분할기(51)에 의해 분할된 단일 광선을 수용하도록 배치된다. 따라서, 도11에서 도시된 모듈(300)과는 달리 반도체 레이저(31)로부터 후방으로 출사된 레이저 광선을 사용하는 것이 더 이상 필요하지 않다.

상기 언급한 바와 같이, 제5 실시예에 따른 모듈(450)에 있어서, 반도체 레이저(31)로부터 출사된 레이저 광선은 제1 및 제2 수광면(18, 19)에 의해 수용된다. 반도체 레이저(31)로부터 후방으로 출사된 레이저 광선이 모니터되는 모듈(300)과 비교하여, 모듈(450)은 반도체 레이저(31)로부터 후방으로 출사된 레이저 광선을 시준하고, 모듈을 구성하는 부품 수 및 모듈의 제조 비용의 감소를 보장하기 위해 렌즈(20)를 포함할 필요는 없다.

제5 실시예에 따른 모듈(450)이 도11에 도시된 모듈(300)을 기초로 하지만, 모듈(450)은 도12에 도시된 모듈(400)을 기초로 설계될 수 있다.

전술한 본 발명에 의해 얻어지는 장점들은 이하에 기술될 것이다.

본 발명에 따른 광 파장 안정화 유닛 및 광 신호 파장 안정화 광송신 모듈은 제1 에지를 구비하는 제1 수광부와, 제1 에지 근처에 배치된 제2 에지를 구비하는 제2 수광부를 포함하도록 설계되고, 상기 제1 에지는 제1 직선부를 구비하고, 상기 제2 에지는 제1 직선부와 평행하게 연장되는 제2 직선부를 구비한다. 서로 평행하게 연장되는 제1 및 제2 직선부는 파장 필터의 측벽 및 파장 필터 내의 반사에 의해 발생된 와 모니터 신호의 미소 요동을 감소시키고, 안정한 광출력 및 안정한 파장 전류 특성을 보장하고, 나아가서, 반도체 레이저로부터 출사된 레이저 광선의 발진 파장을 안정화를 보장한다.

게다가, 본 발명에 따른 상기 유닛 및 상기 모듈은 반도체 레이저로부터 출사된 레이저 광선의 광학적으로 조밀한 부분을 수용하고, 손실 없이 레이저 광선의파장을 안정화하기 위해 충분한 모니터 전류를 보장한다. 결론적으로, 모니터 전류를 증가시키고 파장 전류 특성을 향상시키는 것이 가능하다.

Claims

반도체 레이저로부터 출사된 레이저 광선의 일부를 직접 수용하는 제1 수광부와,

상기 레이저 광선의 일부를 직접 수용하고, 상기 수용된 레이저 광선의 파장에 따라 변하는 투과율을 갖는 파장 필터와,

상기 파장 필터를 투과한 레이저 광선을 수용하는 제2 수광부를 포함하는 광 파장 안정화 유닛에 있어서,

상기 제1 수광부는 제1 에지를 구비하고, 상기 제2 수광부는 상기 제1 에지의 근방에 위치한 제2 에지를 가지며,

상기 제1 에지는 제1 직선부를 구비하고 상기 제2 에지는 상기 제1 직선부와 평행하게 연장되는 제2 직선부를 구비하는 것을 특징으로 하는 광 파장 안정화 유닛.
제1항에 있어서, 상기 반도체 레이저로부터 출사된 상기 레이저 광선을 평행 광선으로 시준하는 장치를 더 포함하고,

상기 제1 수광부는 상기 평행 광선의 일부를 직접 수용하고, 상기 파장 필터는 상기 평행 광선의 일부를 직접 수용하는 광 파장 안정화 유닛.
제1항에 있어서, 상기 장치는 렌즈로 이루어지는 광 파장 안정화 유닛.
제2항에 있어서, 상기 평행 광선은 ±2°이내의 평행도를 갖는 광 파장 안정화 유닛.
제1항에 있어서, 상기 제1 및 제2 수광부 각각은 기판 상에 장착된 광 검출기의 일부이고, 상기 제1 수광부는 상기 기판과 수직인 평면에서 동일한 공간에 위치하는 제1 수광면을 구비하고, 상기 제2 수광부는 상기 평면 내에서 동일한 공간에 위치하는 제2 수광면을 구비하는 광 파장 안정화 유닛.
제5항에 있어서, 상기 제1 및 제2 직선부는 상기 기판과 평행하게 연장되는 광 파장 안정화 유닛.
제5항에 있어서, 상기 제1 및 제2 직선부는 상기 기판과 수직으로 연장되는 광 파장 안정화 유닛.
제1항에 있어서, 상기 제1 및 제2 수광부 각각은 광 검출기의 일부이고, 상기 광 검출기는 하나 이상의 제1 및 제2 수광부를 포함하는 광 파장 안정화 유닛.
신호용 레이저 광선을 전방으로 출사하는 반도체 레이저와,

상기 반도체 레이저의 온도를 제어하는 온도 제어기와,

상기 반도체 레이저가 후방으로 출사하는 레이저 광선을 수용하고, 상기 수용된 레이저 광선의 파장을 안정화하는 유닛을 포함하고,

상기 유닛은 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 한정된 유닛으로 이루어지는 광 신호 파장 안정화 광송신 모듈.
신호용 레이저 광선을 출사하는 반도체 레이저와,

상기 반도체 레이저의 온도를 제어하는 온도 제어기와,

상기 신호용 레이저 광선을 분할하는 광선 분할기와,

상기 광선 분할기에 의해 분할된 상기 신호용 레이저 광선의 일부를 수용하고, 상기 수용된 신호용 레이저 광선의 파장을 안정화하는 유닛을 포함하고,

상기 유닛은 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 한정된 유닛으로 이루어지는 광 신호 파장 안정화 광송신 모듈
제9항 또는 제10항에 있어서, 상기 반도체 레이저는 전계 흡수형 반도체 광 변조기와 함께 한 장치에 집적되는 광 신호 파장 안정화 광송신 모듈.
제9항 또는 제10항에 있어서, 상기 반도체 레이저의 온도와 독립적으로 상기 유닛의 온도를 제어하는 제2 온도 제어기를 더 포함하는 광 신호 파장 안정화 광송신 모듈.
제9항 또는 제10항에 있어서, 상기 반도체 레이저 및 상기 온도 제어기가 장착된 제1 기판과, 상기 유닛 및 상기 제2 온도 제어기가 장착된 제2 기판을 더 포함하는 광 신호 파장 안정화 광송신 모듈.