KR20070104504A - Athermal external cavity laser - Google Patents

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Abstract

An athermal external cavity laser is provided to maintain output light power and output wavelength constantly regardless of external temperature without using an additional temperature control component. An athermal external cavity laser includes a semiconductor optical amplifier(100) and an optical fiber(300). The optical fiber comprises a core(320) formed with Bragg grating(340) and a clad(360) surrounding the core. A thermosetting polymer(400) fixes the optical fiber to a ferrule(500) and has a negative thermo-optic coefficient. The clad surrounding a part of the core with the Bragg grating is thinner than the clad in the other part, and the thermosetting polymer surrounds the clad.

Description

온도 무의존성 외부공진레이저{Athermal External Cavity Laser}Temperature-independent External Cavity Laser

본 발명은 파장 분할 다중화(Wavelength Division Multiplexing:WDM) 방식의 광가입자망(Passive Optical Network) 시스템에 관한 것으로, 특히 WDM 광가입자망 시스템에 사용되는 광원으로서의 외부공진레이저에 관한 것이다. 본 발명은 정보통신부의 IT신성장동력핵심기술개발사업의 일환으로 수행한 연구로부터 도출된 것이다 [과제관리번호: 2005-S-401-02, 과제명: 초고속 광가입자망 기술개발].BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a passive optical network system of a wavelength division multiplexing (WDM) method, and more particularly, to an external resonance laser as a light source used in a WDM optical subscriber network system. The present invention is derived from the research conducted as part of the IT new growth engine core technology development project of the Ministry of Information and Communication [Task management number: 2005-S-401-02, Title: Development of ultra-fast optical subscriber network technology].

일반적으로 WDM 방식은 채널 간격을 조밀히 할수록 채널 수를 대폭 늘릴 수 있는 장점을 가진다. 그에 따라, WDM 시스템에서는 외부 온도 변화에 따라 생길 수 있는 광원의 파장 오차에 관한 허용 범위가 엄격하고, 대부분 기존 WDM 시스템에서는 써모일렉트릭쿨러(Thermo-Electric Cooler:TEC), 써미스터(thermistor)와 같은 온도 제어 부품이 내장된 고가의 버터플라이 타입으로 패키징된 DFB-LD(Distributed Feedback-Laser Diode) 광송신 모듈을 사용하고 있다.In general, the denser the channel interval, the WDM method has the advantage of significantly increasing the number of channels. As a result, in WDM systems, the tolerances for wavelength errors of light sources that can occur due to external temperature changes are tight, and in most existing WDM systems, temperatures such as thermo-electric coolers (TEC) and thermistors are An expensive butterfly type with integrated control components is used for the Distributed Feedback-Laser Diode (DFB-LD) optical transmission module.

예컨대, 채널 간격이 50 GHz 또는 100 GHz(0.4 nm 또는 0.8 nm)로 조밀한 고밀도파장다중(Dense Wavelength Division Multiplexing:DWDM) 방식에 쓰이는 광송신 모듈은 외부 온도 변화에 상관없이 인접 채널과의 간섭에 의한 누화(crosstalk) 가 허용치 이상을 넘지 않도록 발진 파장이 안정화되어 있어야 함은 물론 네트워크에 사용되는 다중화/역다중화의 통과대역을 통과해 나가는 광출력도 안정되어야 한다. 이를 위해 TEC, 써미스터와 같은 온도 제어 부품이 별도로 내장된 버터플라이 패키지 형태를 사용하여 광소자의 온도가 항상 일정하도록 유지시켜 주는 방법을 사용해왔다. For example, the optical transmission module used in the Dense Wavelength Division Multiplexing (DWDM) method having a channel spacing of 50 GHz or 100 GHz (0.4 nm or 0.8 nm) is used for interference with adjacent channels regardless of external temperature changes. The oscillation wavelength must be stabilized so that crosstalk caused by crosstalk does not exceed the allowable level, and the light output through the pass band of the multiplexing / demultiplexing used in the network must be stabilized. To this end, the company has used a butterfly package with separate temperature control components such as TEC and thermistor to keep the temperature of the optical device constant.

그러나 이와 같이 DFB 레이저에 TEC, 써미스터와 같은 온도 제어 부품, 방열판, 온도 제어 회로 등을 추가적으로 부착하여야 할 뿐 아니라, 고가의 버터플라이 타입의 패키지 형태를 선택하여야 하기 때문에, 광송신 모듈의 가격은 어느 이상으로 낮아지기 힘들다. 또한, 발진 파장과 광출력을 고도로 안정시키기 위해서는 모니터링 광검출기와 파장 고정기 등을 추가해야 하는데, 이럴 경우 가격이 높아져서 가격 경쟁력을 최우선으로 하는 광가입자망에 적용하기 어렵다. 이러한 고가의 DFB-LD를 대체하기 위하여 외부공진레이저 구조가 광원 구조로 제시되고 있다.However, since the DFB laser must not only attach temperature control components such as TECs and thermistors, heat sinks, temperature control circuits, etc., but also select an expensive butterfly type package type, the price of the optical transmission module is It is hard to be lowered more than. In addition, in order to highly stabilize the oscillation wavelength and light output, it is necessary to add a monitoring photodetector and a wavelength fixing device. In this case, the price is high, and thus it is difficult to apply to an optical subscriber network whose price competitiveness is the top priority. In order to replace such expensive DFB-LD, an external resonance laser structure is proposed as a light source structure.

도 1a은 종래의 TO-CAN 패키지 구조의 브라그 격자를 이용한 외부공진레이저를 개략적으로 보여주는 단면도이다.Figure 1a is a schematic cross-sectional view of an external resonant laser using a Bragg grating of the conventional TO-CAN package structure.

도 1a을 참조하면, 외부공진레이저는 증폭 물질로서 반도체 증폭기(10), 포커싱 렌즈(20), 및 브라그 격자(34,Bragg Grating)가 형성된 코어(32) 및 상기 코어를 감싸는 클래드(36)를 구비한 광섬유(30)를 포함한다. 여기서 사용되는 광섬유(30)의 브라그 격자(34)는 온도에 안정적이며, 반도체 증폭기(10)의 후면(11)과 브라그 격자(34)가 외부공진기(External Cavity Laser:ECL)를 형성한다. 도면상 외 부공진을 형성하는 외부공진기의 길이(Lcavity)가 양쪽 화살표로 표시되어 있다.Referring to FIG. 1A, the external resonant laser includes a core 32 having a semiconductor amplifier 10, a focusing lens 20, and a Bragg grating 34 formed as an amplifying material, and a clad 36 surrounding the core. It includes an optical fiber 30 having a. The Bragg grating 34 of the optical fiber 30 used here is temperature stable, and the rear face 11 of the semiconductor amplifier 10 and the Bragg grating 34 form an external cavity laser (ECL). . In the figure, the length L cavity of the external resonator forming the external resonator is indicated by both arrows.

브라그 격자(34)가 형성된 광섬유(30)는 티오-캔(TO-CAN) 패키지를 구성하기 위해, 페룰(50,ferrule)에 열경화성 에폭시(40)로 고정되어 광섬유 구조체(60)를 형성한다. 반도체 증폭기(10)는 일반적으로 후면(11)으로 고반사(High Reflection:HR) 코팅이 될 수 있고, 전면(12), 즉 출사면으로는 무반사(Anti-Reflection:AR) 코팅될 수 있다.The optical fiber 30 in which the Bragg grating 34 is formed is fixed with a thermosetting epoxy 40 to the ferrule 50 to form a thio-can (TO-CAN) package to form the optical fiber structure 60. . The semiconductor amplifier 10 may generally be a high reflection (HR) coating on the rear surface 11, and an anti-reflection (AR) coating on the front surface 12, that is, the emission surface.

한편, 포커싱 렌즈(20)는 반도체 증폭기(10)와 광섬유(30)의 광결합 효율을 향상시키기 위하여 사용된다. 광섬유(30)의 단면(37)은 광경로((Poptic)의 수직면에 일정 각도 기울어져 단면에서의 잔반사(residual reflection)를 감소시킨다. 레이저의 광경로(Poptic)는 캐버티(70,cavity) 내부로 점선으로 표시되어 있다. 이와 같은 구조에서 외부공진이 형성되면, 위상 정합(phase matching) 조건을 만족하는 파장들 중에서 브라그 격자(34)에서 반사되는 파장이 발진되어 출력되게 된다.On the other hand, the focusing lens 20 is used to improve the optical coupling efficiency of the semiconductor amplifier 10 and the optical fiber 30. End surface 37 is a ((turned at an angle inclined to the vertical plane of the P optic) reduces the glass reflected (residual reflection) in cross-section. The optical path of the laser light path (P optic) of the optical fiber 30 has a cavity (70 When external resonance is formed in such a structure, the wavelength reflected by the Bragg grating 34 is oscillated and outputted among the wavelengths satisfying the phase matching condition. .

도 1b는 도 1a의 I-I 부분을 절단하여 보여주는 단면도로서, 코어(32), 클래드(36), 열경화성 에폭시(40) 및 페룰(50)이 동심원 구조로 적층되어 있는 구조를 보여준다.FIG. 1B is a cross-sectional view of the I-I portion of FIG. 1A and illustrates a structure in which the core 32, the clad 36, the thermosetting epoxy 40, and the ferrule 50 are stacked in a concentric manner.

상기 DFB-LD가 TO-CAN 패키지된 외부공진레이저의 외부온도 변화에 따른 파장 안정성을 설명하면 다음과 같다. 발진 파장을 결정짓는 격자가 반도체 이득 영역에 있는 DFB 레이저의 경우, 양산 가격은 저렴하나 온도 제어를 별도로 하지 않 을 경우, 반도체 물질의 열광학 계수(∂nLD/∂T)는 2.4x10-4/K 정도이고, [식 1]에 따라 발진 파장이 1℃ 당 약 0.1 nm 정도 변화하게 된다. 여기서, nLD 는 DFB 레이저의 반도체 물질의 굴절률을 나타낸다.The wavelength stability of the DFB-LD packaged by TO-CAN packaged external resonance laser is as follows. In the case of DFB lasers whose lattice determines the oscillation wavelength in the semiconductor gain region, the mass production price is cheap but without temperature control, the thermo-optic coefficient (∂n LD / ∂T) of the semiconductor material is 2.4x10 -4 / K degree, the oscillation wavelength is changed by about 0.1 nm per 1 ℃ according to [Equation 1]. Here, n LD represents the refractive index of the semiconductor material of the DFB laser.

∂λ/∂T = λ(∂n/∂T)/n ............[식 1]∂λ / ∂T = λ (∂n / ∂T) / n ............ [Equation 1]

광원의 파장 안정성을 향상시키기 위하여, 격자를 반도체 이득 물질이 아닌 열광학 계수가 낮은 광섬유에 새기는 외부공진레이저의 경우는 1℃ 당 약 0.01nm 정도로 파장 안정성이 개선될 수 있다.In order to improve the wavelength stability of the light source, the wavelength stability may be improved to about 0.01 nm per 1 ° C. in the case of an external resonance laser in which the lattice is not etched into a semiconductor gain material but an optical fiber having a low thermo-optic coefficient.

그러나 외부공진레이저가 단일 모드(single-mode)로 발진하는 경우에 온도에 따른 파장 스펙트럼을 살펴보면, 일정한 외부 온도 변화마다 발진 파장이 점프하는 모드 호핑(mode hoping) 현상이 발생한다.However, when the external resonance laser oscillates in a single-mode, when looking at the wavelength spectrum according to the temperature, a mode hoping phenomenon occurs in which the oscillation wavelength jumps at every constant external temperature change.

도 2a ~ 2c는 외부공진레이저가 단일 모드로 발진하는 경우에, 모드 호핑 현상이 발생하는 현상을 설명하는 그래프들이다.2A to 2C are graphs illustrating a phenomenon in which mode hopping occurs when the external resonance laser oscillates in a single mode.

도 2a는 외부공진의 위상 정합 조건에 의하여 결정된 외부공진모드들(92)과 광섬유의 브라그 격자에 의하여 결정되는 반사 스펙트럼(94)에 대한 그래프로서, 반사 스펙트럼(94) 내에 있는 외부공진모드들(92) 중에 제일 높은 반사율을 느끼는 m 번째 모드가 외부공진레이저의 발진 모드(90)가 됨을 보여준다. FIG. 2A is a graph of the external resonance modes 92 determined by the phase matching condition of the external resonance and the reflection spectrum 94 determined by the Bragg grating of the optical fiber, and the external resonance modes within the reflection spectrum 94. It is shown that the m th mode which feels the highest reflectance among the 92 becomes the oscillation mode 90 of the external resonance laser.

도 2b는 외부공진모드들(110)과 반사 스펙트럼(120)이 온도의 증가에 따라 변화하는 모습을 보여주는 그래프로서, 전류가 오랫동안 주입되거나, 외부 환경 변화 등에 의해 외부공진레이저의 온도가 증가하게 되면, 외부공진모드들(92)과 반사 스펙트럼(94)이 각각 제1 이동 외부공진모드들(93) 및 제1 이동 반사 스펙트럼(95)으로 변화하게 되고, 그에 따라, 외부공진레이저의 발진 모드(90)도 제1 이동 발진 모드(91)로 변하게 된다. FIG. 2B is a graph showing how the external resonance modes 110 and the reflection spectrum 120 change with increasing temperature. When the current is injected for a long time or the temperature of the external resonance laser increases due to an external environment change, FIG. The external resonant modes 92 and the reflection spectrum 94 are changed to the first moving external resonant modes 93 and the first moving reflection spectrum 95, respectively, and thus, the oscillation mode of the external resonant laser ( 90 also changes to the first moving oscillation mode 91.

여기서 외부공진모드들의 이동 정도(Δm1)는 ∂λECL/∂T이고, 이는 [식 2]에 의해 외부공진레이저를 구성하는 물질들의 열광학 계수와 광경로의 길이에 의해 정해진다.Here, the degree of movement of the external resonant modes (Δm1) is ∂λ ECL / ∂T, which is determined by the thermo-optic coefficient of the materials constituting the external resonance laser and the length of the optical path by [Equation 2].

∂λECL/∂T = λ(∑(∂ni/∂T) Li)/∑∂ni Li ................[식 2]∂λ ECL / ∂T = λ (∑ (∂n i / ∂T) L i ) / ∑∂n i L i ................ [Equation 2]

또한, 반사 스펙트럼의 이동 정도(ΔR1)는 격자가 새겨진 광도파로의 열광학 계수에 비례하므로, ∂λWBG/∂T 만큼 이동한다. 여기서, 첨자 WBG는 도파로 브라그 격자(Waveguide Bragg Grating)를 의미한다. 따라서, 어느 온도 범위 내에서는 최종 출력 파장은 발진 모드(90)에서 제1 이동 발진 모드(91)로 이동하여 외부공진모드들의 이동 정도(Δm1)에 준한다.In addition, since the degree of shift ΔR1 of the reflection spectrum is proportional to the thermo-optic coefficient of the optical waveguide in which the grating is engraved, it moves by ∂λ WBG / ∂T. Here, the subscript WBG means a waveguide Bragg grating. Therefore, within a certain temperature range, the final output wavelength is shifted from the oscillation mode 90 to the first moving oscillation mode 91 to correspond to the movement degree Δm1 of the external resonance modes.

도 2c는 도 2b에서보다 외부공진레이저의 온도가 더 증가할 경우를 그린 것으로, 외부공진모드들(92)과 반사 스펙트럼(94)이 각각 제2 이동 외부공진모드들(93a)과 반사 스펙트럼(95a)으로 변하게 된다. 그러나 발진 모드는 m 번째 모드가 느끼는 반사율보다 m-1 번째 모드가 느끼는 반사율이 크기 때문에, 외부공진레이저의 최종 출력 파장의 발진 모드는 제1 이동 발진 모드(91a)가 되는 것이 아니라 제2 이동 발진 모드(96)가 된다. 이처럼 외부 변화에 따라 발진 모드가 바뀌는 것(Hm)을 모드 호핑이라 하고, 이러한 모드 호핑 현상은 외부 온도 변화에 주기적으로 일어난다.FIG. 2C illustrates a case in which the temperature of the external resonant laser increases more than in FIG. 2B. The external resonant modes 92 and the reflection spectrum 94 are respectively the second moving external resonant modes 93a and the reflection spectrum ( 95a). However, since the oscillation mode has a larger reflectance felt by the m-1th mode than the reflectance felt by the mth mode, the oscillation mode of the final output wavelength of the external resonance laser does not become the first moving oscillation mode 91a but the second moving oscillation. The mode 96 is entered. This change in oscillation mode in response to external changes (H m ) is called mode hopping, and this mode hopping phenomenon occurs periodically with external temperature changes.

도 3은 온도에 따른 발진 파장의 이동 및 모드 호핑 현상을 보여주는 그래프로서, 온도 변화에 따라 주기적으로 모드 호핑이 발생하는 것을 보여주고 있다. 3 is a graph showing a mode hopping phenomenon and shift of the oscillation wavelength according to temperature, and shows that mode hopping occurs periodically according to temperature change.

도 3을 참조하면, 외부공진레이저의 온도가 증가할수록 발진 파장이 점점 장파장 대역으로 이동하다가 [식 3]에 의해 정해진 일정 주기(97)마다 모드 호핑 현상이 일어나는 것을 알 수 있다.Referring to FIG. 3, it can be seen that as the temperature of the external resonant laser increases, the oscillation wavelength gradually moves to a longer wavelength band, and a mode hopping phenomenon occurs every predetermined period 97 determined by [Equation 3].

ΔT = δλECL/[(dλ/dT)ECL -(dλ/dT)WBG] .................[식 3] ΔT = δλ ECL / [(dλ / dT) ECL - (dλ / dT) WBG] ................. [ Equation 3]

모드 호핑의 파장간격은 외부공진 광경로로 결정되는 외부공진 모드들의 간격(Δλ)만큼이다. 한편, 브라그 격자의 온도에 따른 파장 변화(99)는 ∂λWBG/∂T 이고, 모드 호핑을 의해 실제의 발진 파장의 온도에 따른 파장 변화(98)는 ∂λECL/∂T이다.The wavelength spacing of the mode hopping is as much as the interval Δλ between the external resonant modes determined by the external resonant optical path. On the other hand, the wavelength change 99 according to the temperature of Bragg grating is ∂λ WBG / ∂T, and the wavelength change 98 according to the temperature of the actual oscillation wavelength by mode hopping is ∂λ ECL / ∂T.

상기 단일 모드로 동작하는 외부공진레이저의 경우, 발진 파장이 급격하게 천이하는 모드 호핑 온도 영역에서 외부공진레이저의 출력 광파워는 50% 이상 급변한다고 알려져 있다. 이러한 출력 광파워의 변화는 WDM 광가입자망의 전송 품질을 급격하게 저하시킬 뿐만 아니라 소자의 온도 안정성(long-term reliability)을 떨어뜨리는 요인이 된다.In the case of the external resonant laser operating in the single mode, it is known that the output optical power of the external resonant laser suddenly changes by more than 50% in the mode hopping temperature range in which the oscillation wavelength changes rapidly. This change in the output optical power not only drastically degrades the transmission quality of the WDM optical subscriber network, but also reduces the long-term reliability of the device.

상기 단일 모드로 동작하는 외부공진레이저의 모드 호핑 문제점을 해결하기 위하여, 브라그 격자의 반사 스펙트럼은 온도에 무관하게 일정하게 유지되어야 하 고, 또한, 외부공진 모드들이 온도에 무관하게 고정되도록 하여야 한다. In order to solve the mode hopping problem of the external resonator laser operating in the single mode, the reflection spectrum of the Bragg grating should be kept constant regardless of the temperature, and also the external resonant modes should be fixed regardless of the temperature. .

한편, 다중 모드(Multi-mode)로 동작되는 외부공진레이저의 경우에 모드 호핑에 의한 출력 광파워 변화는 단일 모드인 경우에 비하여 무시할만하다. 이유는 개개의 발진 모드들은 모드 호핑 시에 급격한 광출력 변화를 겪지만 각 모드들의 출력 광파워의 총합은 일정하기 유지되기 때문이다. 따라서, 다중 모드로 동작되는 외부공진레이저의 경우는 출력되는 발진파장들이 외부온도변화에 무관하도록 설계되어져야 한다. 또한, 다중 모드로 동작되는 경우, 스펙트럼 폭이 단일 모드로 발진되는 경우에 비하여 넓기 때문에 전송시 분산(dispersion)의 영향을 받으므로, 분산의 영향을 줄이기 위하여 발진되는 모드들의 간격과 수를 조절할 필요가 있다.On the other hand, in the case of an external resonant laser operated in a multi-mode, the change of the output optical power due to mode hopping is negligible compared to the case of the single mode. The reason is that the individual oscillation modes undergo a sudden optical power change during mode hopping, but the sum of the output optical powers of the respective modes remains constant. Therefore, in case of the external resonator laser operated in the multi-mode, the oscillation wavelengths to be output should be designed to be independent of the external temperature change. In addition, since the spectrum width is wider than when oscillating in a single mode, when operating in multiple modes, it is affected by dispersion during transmission. Therefore, it is necessary to adjust the interval and the number of oscillating modes to reduce the influence of dispersion. There is.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 WDM 광가입자망에 사용되는 광송신 모듈의 저가화를 실현을 위하여, 별도의 온도 제어 부품의 사용 없이 외부 온도에 무관하게 출력 광파워와 출력 파장이 일정하게 유지될 수 있는 온도 무의존성 외부공진레이저를 제공하는 데에 있다.The technical problem to be achieved by the present invention is to achieve a low cost of the optical transmission module used in the WDM optical subscriber network, the output optical power and the output wavelength can be kept constant regardless of the external temperature without the use of a separate temperature control component. To provide a temperature independent external resonant laser.

상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명은 반도체 증폭기; 브라그 격자(Bragg Grating)가 형성된 코어 및 상기 코어를 감싸는 클래드를 구비한 광섬유; 및 상기 광섬유를 페룰(ferrule)에 고정하고 음의 열광학 계수를 갖는 열경화성 폴리머;를 포함하고, 상기 브라그 격자가 형성된 부분의 코어를 감싸는 클래드의 두께가 다른 부분의 클래드보다 얇게 형성되며, 상기 열경화성 폴리머가 상기 클래드를 감싸고 있는 온도 무의존성 외부공진레이저를 제공한다.In order to achieve the above technical problem, the present invention is a semiconductor amplifier; An optical fiber having a core on which a Bragg grating is formed and a clad surrounding the core; And a thermosetting polymer fixing the optical fiber to a ferrule and having a negative thermo-optic coefficient, wherein the cladding surrounding the core of the Bragg grating is formed to be thinner than the clad of the other portion. A thermosetting polymer provides a temperature independent external resonant laser that surrounds the clad.

본 발명에 있어서, 상기 열경화성 폴리머에 의해서 상기 브라그 격자의 반사 스펙트럼이 온도에 무관하게 유지되며, 상기 출력 광파워가 온도변화에 무관하게 유지될 수 있다.In the present invention, the thermosetting polymer may maintain the reflection spectrum of the Bragg grating regardless of temperature, and the output optical power may be maintained regardless of temperature change.

상기 브라그 격자 부분의 클래드의 두께는 0.2 ~ 0.4 ㎛이고, 상기 열경화성 폴리머는 열광학 계수는 -1 x 10-4/deg ~ -1.6 x 10-4/deg 이고 굴절률이 1.43 ~ 1.445 정도 일 수 있다.The thickness of the cladding of the Bragg grating portion is 0.2 ~ 0.4 ㎛, the thermosetting polymer of the thermo-optic coefficient is -1 x 10 -4 / deg ~ -1.6 x 10 -4 / deg and the refractive index may be about 1.43 ~ 1.445 have.

상기 본 발명에 있어서, 상기 외부공진레이저는 상기 반도체 증폭기 및 광섬유 사이에 광경로보상체를 포함할 수 있다. 상기 외부공진레이저는 단일 모드(single-mode) 외부공진레이저일 수 있고, 상기 광경로보상체가 외부공진이 형성되는 광경로의 길이를 외부 온도에 무관하게 함으로써, 상기 외부공진레이저의 출력 파장을 온도에 무관하게 할 수 있다.In the present invention, the external resonance laser may include an optical path compensator between the semiconductor amplifier and the optical fiber. The external resonance laser may be a single-mode external resonance laser, and the optical path compensator makes the output wavelength of the external resonance laser temperature independent of the external temperature by making the length of the optical path in which the external resonance is formed. Can be irrelevant.

상기 광경로보상체의 열광학 계수는 -1 x 10-4/deg ~ -2.5 x 10-4/deg 이고, 상기 광경로보상체의 광경로의 길이는 500 ~ 2000 ㎛ 일 수 있다. 상기 광경로보상체는 전면과 후면으로 무반사(Anti-reflection:AR) 코팅되어 있으며, 상기 전면 및 후면이 광경로의 수직면에 대하여 일정 각도, 예컨대 1 ~ 3°로 기울어질 수 있다. The thermo-optic coefficient of the optical path compensator is -1 x 10 -4 / deg ~ -2.5 x 10 -4 / deg, the optical path length of the optical path compensator may be 500 ~ 2000 ㎛. The optical path compensator is coated with anti-reflection (AR) on the front and rear surfaces, and the front and rear surfaces may be inclined at a predetermined angle, for example, 1 to 3 °, with respect to the vertical surface of the optical path.

본 발명에 있어서, 상기 광섬유의 단면은 무반사 코팅되거나, 광경로의 수직면에서 8°기울어져 있거나, 또는 무반사 코팅되고 광경로의 수직면에서 8°기울어질 수 있다.In the present invention, the cross section of the optical fiber may be antireflective coated or tilted 8 ° in the vertical plane of the optical path, or may be antireflective coated and tilted 8 ° in the vertical plane of the optical path.

본 발명은 또한 상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 반도체 증폭기; 페룰에 열경화성 폴리머에 의해 고정된 광섬유; 및 상기 반도체 증폭기 및 광섬유 사이에 형성된 박막 다중층(thin-film multi-layer:TFML) 투과형 필터;를 포함하는 온도 무의존성 외부공진레이저를 제공한다.The present invention also in order to achieve the above technical problem, a semiconductor amplifier; An optical fiber fixed to a ferrule by a thermosetting polymer; And a thin-film multi-layer (TFML) transmission filter formed between the semiconductor amplifier and the optical fiber.

본 발명에 있어서, 상기 반도체 증폭기와 상기 반도체 증폭기 방향의 상기 광섬유의 단면 사이에 외부공진이 형성되며, 상기 외부공진 레이저는 출력 광파워를 온도변화에 무관하게 할 수 있다. 상기 광섬유의 단면은 프레넬(Frenel) 반사도 가 3 ~ 5 % 이거나, 상기 광섬유 단면에 0.1 ㎛ 이하의 두께의 금속이 코팅되어 프레넬 반사도가 20 ~ 50 % 이거나, 또는 상기 광섬유 단면에 실리콘옥사이드(SiO2) 또는 금속 산화물 박막이 코팅되어 프레넬 반사도가 95 % 이하일 수 있다.In the present invention, external resonance is formed between the semiconductor amplifier and the end surface of the optical fiber in the semiconductor amplifier direction, the external resonance laser can make the output optical power independent of temperature changes. The cross section of the optical fiber has a Fresnel reflectivity of 3 to 5%, or a metal having a thickness of 0.1 μm or less is coated on the cross section of the optical fiber so that the Fresnel reflectance is 20 to 50%, or silicon oxide ( SiO 2 ) or a metal oxide thin film may be coated to have a Fresnel reflectivity of 95% or less.

상기 TFML 투과형 필터는 실리콘옥사이드 및 금속 산화물 박막 중에서 굴절률과 두께가 서로 다른 적어도 두 종류의 박막들이 교대로 적층된 구조를 가질 수 있다. 상기 적층 구조는 유리(glass) 기판 상에 형성되며, 상기 TFML 투과형 필터의 온도에 따른 투과 파장 변화도는 0.01 ㎚/deg 보다 작을 수 있고, 바람직하게는 상기 변화도가 온도 변화에 따라 0.003 ㎚/deg 이하일 수 있다.The TFML transmissive filter may have a structure in which at least two kinds of thin films having different refractive indices and thicknesses are alternately stacked among silicon oxide and metal oxide thin films. The laminated structure is formed on a glass substrate, and the transmission wavelength gradient according to the temperature of the TFML transmissive filter may be less than 0.01 nm / deg, preferably the variation is 0.003 nm / depending on the temperature change. may be less than or equal to deg.

상기 TFML 투과형 필터는 전면과 후면으로 AR 코팅되어 있으며, 상기 전면 및 후면이 광경로의 수직면에 대하여 일정 각도 기울어질 수 있다.The TFML transmissive filter is AR coated on the front and rear surfaces, and the front and rear surfaces may be inclined at an angle with respect to the vertical surface of the optical path.

본 발명에 있어서, 상기 외부공진레이저는 상기 반도체 증폭기와 TFML 투과형 필터 사이 또는 상기 TFML 투과형 필터와 광섬유 사이에 광경로보상체를 포함할 수 있다. 상기 외부공진레이저는 단일 모드 외부공진레이저일 수 있고, 상기 광경로보상체가 외부공진이 형성되는 광경로의 길이를 외부 온도에 무관하게 함으로써, 상기 외부공진레이저의 출력 파장을 온도에 무관하게 할 수 있다.In the present invention, the external resonance laser may include an optical path compensator between the semiconductor amplifier and the TFML transmission filter or between the TFML transmission filter and the optical fiber. The external resonance laser may be a single mode external resonance laser, and the optical path compensator may make the output wavelength of the external resonance laser independent of temperature by making the length of the optical path in which the external resonance is formed independent of the external temperature. have.

본 발명에 있어서, 상기 외부공진레이저는 상기 반도체 증폭기와 상기 광섬유와의 광결합 효율을 향상시키기 위하여 포커싱 렌즈를 포함하고, 상기 반도체 증폭기는 레이저가 발진하는 출사면인 전면으로 AR 코팅이 형성되고, 후면으로 고반사(High-Reflection:HR) 코팅이 형성되며, 상기 브라그 격자와 상기 반도체 증폭기 의 후면 사이에 외부공진이 형성될 수 있다. In the present invention, the external resonant laser includes a focusing lens to improve the optical coupling efficiency of the semiconductor amplifier and the optical fiber, the semiconductor amplifier has an AR coating formed on the front surface of the emission surface of the laser oscillation, A high-reflection (HR) coating is formed on the rear surface, and external resonance may be formed between the Bragg grating and the rear surface of the semiconductor amplifier.

상기 반도체 증폭기의 출사면은 반사도 1x10-3 이하이고, 다운-테이퍼(down-taper) 구조의 광모드변환기를 포함하며, 상기 출사면에서 출력되는 빔(beam)의 파필드 각도(far-field angle)가 수직 및 수평 방향으로 25°이하일 수 있다.The emission surface of the semiconductor amplifier has a reflectivity of 1 × 10 −3 or less, and includes an optical mode converter having a down-taper structure, and a far-field angle of a beam output from the emission surface. ) May be 25 ° or less in the vertical and horizontal directions.

본 발명의 외부공진레이저는 모드 호핑 문제점을 해결하기 위하여, 격자가 새겨진 광섬유 등의 도파로의 물질 조성을 바꾸거나, 도파로의 구조를 변경해서 반사 스펙트럼이 온도에 무관하게 함으로써 출력 광파워를 일정하게 유지하게 하고, 또한 외부공진레이저의 외부공진 길이를 고정하여 외부공진 모드들을 온도에 무관하게 고정함으로써, 출력 파장을 일정하게 유지하게 한다.In order to solve the mode hopping problem, the external resonant laser of the present invention maintains the output optical power by changing the material composition of a waveguide such as a grating-fiber optical fiber or by changing the structure of the waveguide so that the reflection spectrum is independent of temperature. In addition, the external resonance length of the external resonance laser is fixed to fix the external resonance modes irrespective of temperature, thereby keeping the output wavelength constant.

이러한 본 발명의 외부공진레이저는 별도의 온도 제어 부품의 사용 없이 외부 온도에 무관하게 출력 광파워와 출력 파장이 일정하게 유지될 수 있으므로, 파장 분할 다중화 방식의 장점인 파장 자원의 활용도를 극대화할 수 있으며 광원 모듈의 저가화로 전체 시스템의 경제성을 향상시킬 수 있다.Since the external resonant laser of the present invention can maintain a constant output optical power and output wavelength regardless of the external temperature without using a separate temperature control component, it is possible to maximize the utilization of wavelength resources, which is an advantage of the wavelength division multiplexing method. In addition, the low cost of the light source module can improve the economics of the entire system.

본 발명의 외부공진레이저는 격자가 새겨진 광섬유 등의 도파로의 물질 조성을 바꾸거나, 도파로의 구조를 변경 또는 새로운 형태의 필터를 사용하여 반사 스펙트럼이 온도에 무관하게 함으로써, 출력 광파워를 일정하게 유지하게 하고, 또한 외부공진레이저의 외부공진 길이를 고정하여 외부공진 모드들을 온도에 무관하게 고정함으로써, 출력 파장을 일정하게 유지하게 할 수 있다.The external resonant laser of the present invention maintains the output optical power by changing the material composition of waveguides such as lattice-engraved optical fibers, by changing the structure of the waveguide or by using a new type of filter to make the reflection spectrum independent of temperature. In addition, by fixing the external resonant length of the external resonant laser to fix the external resonant modes irrespective of the temperature, it is possible to keep the output wavelength constant.

또한, 본 발명의 외부공진레이저는 버터플라이 패키지에서와 같은 고가의 온도 제어 모듈을 사용하지 않음으로써, 온도 제어 모듈의 비용뿐 아니라 패키징 비용을 감소시켜 저가의 소자 제작을 가능케 한다. In addition, the external resonant laser of the present invention does not use an expensive temperature control module as in a butterfly package, thereby reducing the cost of the temperature control module as well as the packaging cost, thereby enabling low-cost device fabrication.

더 나아가, 본 발명의 외부공진레이저는 외부 온도에 무관하게 출력 파장과 출력 광파워가 일정하므로, CWDM에 비해 채널 간격을 10배 이상 줄일 수 있는 DWDM 시스템 광원으로 유용하게 사용될 수 있다.Furthermore, the external resonant laser of the present invention can be usefully used as a DWDM system light source that can reduce the channel spacing 10 times or more compared to CWDM because the output wavelength and output optical power is constant regardless of the external temperature.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 이하의 설명에서 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소의 상부에 존재한다고 기술될 때, 이는 다른 구성 요소의 바로 위에 존재할 수도 있고, 그 사이에 제3의 구성 요소가 개재될 수도 있다. 또한, 도면에서 각 구성 요소의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장되었고, 설명과 관계없는 부분은 생략되었다. 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다. 한편, 사용되는 용어들은 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described a preferred embodiment of the present invention; In the following description, when a component is described as being on top of another component, it may be directly on top of another component, and a third component may be interposed therebetween. In addition, in the drawings, the thickness or size of each component is exaggerated for convenience and clarity of description, and parts irrelevant to the description are omitted. Like numbers refer to like elements in the figures. On the other hand, the terms used are used only for the purpose of illustrating the present invention and are not used to limit the scope of the invention described in the meaning or claims.

출력 광파워가 외부 온도 변화에 무관하려면, 브라그 격자의 반사 스펙트럼이 일정하게 유지되어야 하고, 그러기 위해서는 도 3의 설명에서, 브라그 격자의 온도에 따른 파장 변화(99)인 ∂λWBG/∂T를 낮추어야 한다. ∂λWBG/∂T를 낮추는 방법으로 열광학 계수가 낮은 물질에 격자를 새기거나, 격자를 새기는 광도파로의 구 조를 변경하여 유효굴절률을 변화시키는 등의 방법을 사용할 수 있다.In order for the output optical power to be independent of the external temperature change, the reflection spectrum of the Bragg grating must be kept constant. In order to do so, in the description of FIG. 3, the wavelength change 99 according to the Bragg grating temperature, ∂λ WBG / ∂ T must be lowered. The method of lowering ∂λ WBG / ∂T can be used to engrave the lattice on materials with low thermo-optic coefficients, or to change the effective refractive index by changing the structure of the optical waveguide to engrave the lattice.

도 4a 및 4b는 본 발명의 제1 실시예에 따른 외부공진레이저에 대한 단면도들로서, 출력 광파워가 외부 온도 변화에 무관한 외부공진레이저를 보여준다.4A and 4B are cross-sectional views of an external resonance laser according to a first embodiment of the present invention, and show an external resonance laser whose output optical power is independent of an external temperature change.

도 4a를 참조하면, 본 실시예의 외부공진레이저(1000)는 증폭 물질로서 반도체 증폭기(100), 포커싱 렌즈(200), 및 브라그 격자(340)가 형성된 코어(320) 및 상기 코어(320)를 감싸는 클래드(360)를 구비한 광섬유(300)를 포함한다. Referring to FIG. 4A, the external resonance laser 1000 according to the present exemplary embodiment includes a core 320 and a core 320 on which a semiconductor amplifier 100, a focusing lens 200, and a Bragg grating 340 are formed as an amplifying material. It includes an optical fiber 300 having a cladding 360 surrounding the.

여기서, 브라그 격자(340)가 형성된 부분의 코어(320)를 감싸는 클래드(360)의 두께(t)는 다른 부분의 클래드보다 얇게 형성된다. 즉, 클래드(360) 중 클래드 식각 부분(380)의 두께가 나머지 부분보다 얇게 형성된다. 또한, 클래드(360)를 감싸는 열경화성 폴리머(400)는 적절한 열광학 계수, 예컨대 음의 열광학 계수를 갖는다. 클래드(360)의 두께(t) 및 열경화성 폴리머(400)의 열광학 계수에 대해서는 이하의 도 5에 대한 설명에서 좀더 상세히 설명한다.Here, the thickness t of the clad 360 surrounding the core 320 of the portion where the Bragg grating 340 is formed is thinner than the clad of the other portion. That is, the thickness of the clad etching portion 380 of the clad 360 is formed to be thinner than the rest of the clad 360. In addition, the thermosetting polymer 400 surrounding the cladding 360 has a suitable thermo-optic coefficient, such as a negative thermo-optic coefficient. The thickness t of the clad 360 and the thermo-optic coefficient of the thermosetting polymer 400 will be described in more detail with reference to FIG. 5 below.

본 실시예의 외부공진레이저(1000)는 저가형 TO-CAN 패키지 구조를 가지며, 외부공진이 형성되는 광경로의 길이(Lcavity)는 반도체 증폭기(100)의 후면(110)에서 광섬유(300)의 브라그 격자(340)까지이다. 반도체 증폭기(100)는 외부에서 전류가 주입되면 광이 생성되는 능동 영역 및 광섬유와의 결합 효율을 향상시키는 역할을 하는 광모드변환기(Spot Size Converter:SSC)가 집적된 형태가 바람직하다. 또한, 반도체 증폭기(100)의 능동 영역은 다중 양자우물(multi-quantum well)구조가 바람직하다. 외부 전류 주입시 생성된 광은 전면(120), 즉 출사면을 통하여 광섬유 단 면(370)으로 광결합 된다.The external resonance laser 1000 of the present embodiment has a low-cost TO-CAN package structure, and the length L cavity of the optical path in which the external resonance is formed is the bra of the optical fiber 300 at the rear surface 110 of the semiconductor amplifier 100. Up to the grating 340. The semiconductor amplifier 100 is preferably an integrated form of a spot size converter (SSC), which serves to improve the coupling efficiency of the active region and the optical fiber in which light is generated when an external current is injected. In addition, the active region of the semiconductor amplifier 100 preferably has a multi-quantum well structure. The light generated when the external current is injected is optically coupled to the optical fiber end surface 370 through the front surface 120, that is, the emission surface.

한편, 반도체 증폭기(100)의 후면(110)은 HR 코팅되고 전면(120)은 AR 코팅될 수 있다. 출사면(120)의 경우, AR 코팅 정도는 외부공진레이저의 성능에 중요한 역할을 하기 때문에, 반사도는 10- 3이하가 됨이 바람직하다. 또한, 광섬유(300)의 단면(370)은, 잔반사에 의한 소자의 성능 저하를 막기 위하여 AR 코팅되거나 또는 광경로 수직면에 8°의 경사를 가질 수 있다. 물론 AR 코팅 및 8°의 경사의 조합도 가능하다. Meanwhile, the rear surface 110 of the semiconductor amplifier 100 may be HR coated and the front surface 120 may be AR coated. If the exit surface (120), AR coating degree is because an important role in the performance of an external resonator laser, the reflectivity is 10 - 3 or less is a preferred search. In addition, the end surface 370 of the optical fiber 300 may be AR coated or have an inclination of 8 ° on the optical path vertical surface to prevent performance degradation of the device due to residual reflection. Of course, a combination of AR coating and 8 ° inclination is also possible.

반도체 증폭기(100)의 광모드변환기(미도시)의 도파로는 다운-테이퍼(down-taper) 구조를 사용하여, 반도체 증폭기(100)의 능동영역에서 생성된 광 모드 크기가 출사면(120)으로 진행할수록 점진적으로 크기가 증가되도록 한다. 출사면(120)에 출력되는 파필드(far-field) 광 분포의 분산각 또는 파필드 각도(far-field angle)는 수직/수평 방향으로 25° 이하가 바람직하다.The waveguide of the optical mode converter (not shown) of the semiconductor amplifier 100 uses a down-taper structure, so that the size of the optical mode generated in the active region of the semiconductor amplifier 100 is returned to the emission surface 120. As you proceed, gradually increase in size. The dispersion angle or far-field angle of the far-field light distribution output to the exit surface 120 is preferably 25 ° or less in the vertical / horizontal direction.

통상 광섬유에 브라그 격자를 새겼을 경우, 브라그 격자(340)의 반사 스펙트럼은 외부 온도 변화 1℃ 당 약 0.01nm 정도 장파장으로 움직인다. 이것을 보상하기 위하여 광섬유 격자의 클래드(360)의 영역을 일부 제거하여 페룰(500)에 삽입하고, 적절한 열광학 계수를 갖는 폴리머(400) 물질로 충전한 후 고정시킨다. 이때 식각된 광섬유의 클래드(360)와 광섬유의 코어(320) 사이의 갭 또는 식각된 클래드(360)의 두께(t)는 주어진 폴리머 물질의 열광학 계수에 대하여 외부 온도 변화에 대한 광섬유의 유효 굴절률 변화가 적절한 값 이하가 되도록 조절된다.In general, when the Bragg grating is engraved on the optical fiber, the reflection spectrum of the Bragg grating 340 moves at a long wavelength of about 0.01 nm per 1 ° C. of the external temperature change. To compensate for this, a portion of the cladding 360 of the optical fiber grating is removed and inserted into the ferrule 500, filled with a polymer 400 material having the appropriate thermo-optic coefficient and then fixed. The gap between the cladding 360 of the etched optical fiber and the core 320 of the optical fiber or the thickness t of the etched cladding 360 is the effective refractive index of the optical fiber with respect to the external temperature change with respect to the thermooptic coefficient of the given polymer material. The change is adjusted to be below the appropriate value.

결국, 본 실시예의 외부공진레이저는 브라그 격자(340)가 형성되는 부분의 클래드(360)의 두께를 얇게 하고 그 둘레를 음의 열광학 계수를 갖는 열경화성 폴리머(400)로 채움으로써, ∂λWBG/∂T를 낮춘다. 그에 따라, 브라그 격자의 반사 스펙트럼을 일정하게 유지할 수 있고, 출력 광파워를 외부 온도 변화에 무관하게 할 수 있다.As a result, the external resonant laser of the present embodiment thins the thickness of the clad 360 of the portion where the Bragg grating 340 is formed and fills the periphery with the thermosetting polymer 400 having a negative thermo-optic coefficient. Lower WBG / ∂T As a result, the reflection spectrum of the Bragg grating can be kept constant, and the output optical power can be made independent of the external temperature change.

도 4b는 도 4a의 Ⅱ-Ⅱ 부분에 대한 단면도로서, 광섬유 구조체(600)는 코어(320)를 중심으로 클래드(360), 열경화성 폴리머(400) 및 페룰(500)이 동심원 구조로 적층되어 있음을 보여준다. 종래와 달리, 브라그 격자 부분의 클래드(360)의 두께(t)가 얇아지고 그 외각의 폴리머(400) 물질이 적절한 열광학 계수를 가짐은 전술한 바와 같다.FIG. 4B is a cross-sectional view of the II-II part of FIG. 4A, wherein the optical fiber structure 600 has a cladding 360, a thermosetting polymer 400, and a ferrule 500 stacked in a concentric manner around a core 320. Shows. Unlike the related art, as described above, the thickness t of the clad 360 of the Bragg grating portion is thinned and the outer polymer 400 material has an appropriate thermo-optic coefficient.

도 5a ~ 5d는 제1 실시예의 외부공진레이저에 이용되는 브라그 격자에 대한 조건을 보여주는 그래프들이다. 이하, 도 4를 참조하여 설명한다.5A to 5D are graphs showing conditions for Bragg gratings used in the external resonance laser of the first embodiment. A description with reference to FIG. 4 is as follows.

도 5a는 폴리머(400)의 굴절률이 1.43 일 때, 브라그 격자(340) 영역에 형성된 클래드(460)의 두께(t)를 적절히 변화하면서, 온도에 따른 파장 변화를 보여주고 있다. 또한, 도 5b는 폴리머(400)의 굴절률이 1.435, 도 5c는 폴리머(400)의 굴절률이 1.44, 및 도 5d는 폴리머(400)의 굴절률이 1.445인 경우 각각에, 클래드(360)의 두께(t)를 변화시키면서 온도에 따른 파장 변화를 보여주고 있다. 한편, 여기서 폴리머(400)는 열광학 계수가 음인 물질, 예컨대 열광학 계수가 -1x10-4/deg ~ -1.6x10-4/deg 정도의 물질을 사용한다.FIG. 5A shows the wavelength change with temperature while appropriately changing the thickness t of the clad 460 formed in the Bragg grating 340 when the refractive index of the polymer 400 is 1.43. 5B shows that the refractive index of the polymer 400 is 1.435, FIG. 5C shows that the polymer 400 has a refractive index of 1.44, and FIG. 5D shows that the polymer 400 has a refractive index of 1.445. Changing t) shows the change of wavelength with temperature. On the other hand, the polymer 400 here uses a material having a negative thermo-optic coefficient, for example, a material having a thermo-optic coefficient of -1x10 -4 / deg to -1.6x10 -4 / deg.

도 5의 그래프들을 통해서, 본 발명의 외부공진레이저에 사용할 수 있는 폴리머(400)의 재질 및 클래드(360)의 두께(t)를 결정할 수 있다. 예컨대, 도 5c에서, 폴리머(400) 굴절률 값이 1.44인 경우, 클래드(360)의 두께(t)가 0.4 ㎛ 이하에서 60 ℃의 외부온도 변화에 대해 0.1nm 이하로 발진 파장 변화를 줄일 수 있다. 바람직하게는 브라그 격자 부분의 클래드(360)의 두께는 0.2~0.4 ㎛ 정도가 적절하다.Through the graphs of FIG. 5, the material of the polymer 400 and the thickness t of the clad 360 that can be used in the external resonator laser of the present invention can be determined. For example, in FIG. 5C, when the refractive index value of the polymer 400 is 1.44, the change in the oscillation wavelength may be reduced to 0.1 nm or less with respect to an external temperature change of 60 ° C. when the thickness t of the clad 360 is 0.4 μm or less. . Preferably, the thickness of the cladding 360 of the Bragg grating portion is appropriately about 0.2 ~ 0.4 ㎛.

브라그 격자가 새겨진 광섬유의 클래드(360)를 제거하는 방법은 기계적 연마 또는 화학적 식각이 바람직하다. 화학적 식각의 일례로, 불산(HF) 수용액 또는 비오이(buffered-oxide etcher:BOE ) 용액에 광섬유를 적절한 시간 동안 담그는 방법 등이 있다. 시간에 따른 광섬유 클래드(360)의 식각률은 일정하므로 쉽게 식각 정도를 결정할 수 있다.The method for removing the clad 360 of the optical fiber with the Bragg grating is preferably mechanical polishing or chemical etching. As an example of chemical etching, an optical fiber is immersed in a hydrofluoric acid (HF) solution or a buffered-oxide etcher (BOE) solution for a suitable time. Since the etching rate of the optical fiber cladding 360 over time is constant, the degree of etching can be easily determined.

사용되는 폴리머(400) 물질은 열경화 혹은 자외선 경화가 가능한 물질을 사용한다. 특히, 자외선 경화성 폴리머 물질을 사용하는 경우, 페룰(500) 물질은 자외선에 투명해야 하므로 실리카 등의 글라스(glass) 혹은 자외선 영역에서 투과율이 좋은 물질을 사용함이 바람직하다.The polymer 400 material used may be a material capable of thermosetting or ultraviolet curing. In particular, when using an ultraviolet curable polymer material, since the ferrule 500 material should be transparent to ultraviolet rays, it is preferable to use a glass such as silica or a material having good transmittance in the ultraviolet region.

도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 외부공진레이저에 대한 단면도로서, 출력 파장과 출력 광파워가 외부 온도에 무관한 외부공진레이저의 구조를 나타낸다.6 is a cross-sectional view of an external resonant laser according to a second embodiment of the present invention, which shows the structure of an external resonant laser having an output wavelength and an output optical power independent of an external temperature.

도 6을 참조하면, 본 실시예의 외부공진레이저(1000)는 출력 파워 제어 측면, 즉 외부 온도에 출력 광파워가 무관하도록 하는 구조에 있어서, 제1 실시예의 외부공진레이저와 기본구조가 유사하다. 그러나 출력 파장을 외부 온도와 무관하게 유지시켜 주기 위하여, 본 실시예의 외부공진레이저(1000)는 광경로보상체(800)를 더 포함한다.Referring to FIG. 6, the external resonance laser 1000 of the present embodiment has a similar basic structure to the external resonance laser of the first embodiment in a structure in which the output optical power is independent of the output power control side, that is, the external temperature. However, in order to maintain the output wavelength irrespective of the external temperature, the external resonant laser 1000 of the present embodiment further includes an optical path compensator 800.

광경로보상체(800)는 외부공진이 형성되는 광경로 상에 형성되어 광경로의 길이(Lcavity)가 외부 온도에 따라 변화하는 것을 보상한다. 즉, 단일 모드 외부공진레이저에서 외부공진 길이를 고정하여 외부공진 모드들을 온도에 무관하게 고정함으로써, 출력 파장을 일정하게 유지하게 할 수 있다.The optical path compensator 800 is formed on the optical path where the external cavity is formed to compensate for the change in the length L cavity of the optical path according to the external temperature. In other words, by fixing the external resonant length in the single mode external resonator laser to fix the external resonant modes irrespective of temperature, the output wavelength can be kept constant.

[식 2] 및 [식 3]을 이용하여 요구되는 온도 범위 내에서 모드 호핑이 억제되도록 광경로보상체(800)의 굴절률, 열광학 계수, 광경로 길이가 결정될 수 있다.Using the equations (2) and (3), the refractive index, thermo-optic coefficient, and optical path length of the optical path compensator 800 may be determined such that mode hopping is suppressed within a required temperature range.

예컨대, 반도체 칩(100)의 길이가 600um, 반도체 칩(100)의 열광학 계수가 2.2x10-4/deg, 포커싱 렌즈(200)의 길이가 1000um, 브라그 격자(340) 길이가 4000um, 광섬유의 코어(320)의 열광학 계수가 0.1x10-4/deg 인 경우에, 광경로보상체(800)의 열광학 계수가 -1.5x10-4/deg 이면, 광경로보상체(800)의 광경로 길이는 1200um 정도이다. 광경로보상체(800)의 물질의 열광학 계수는 -1.0x10-4/deg ~ -2.5x10-4/deg 가 바람직하고, 이때 광경로보상체(800)의 광경로의 길이는 500um ~ 2000um 정도이다. 여기서, 광경로보상체(800)의 광경로 길이는 일반적으로 광경로보상체(800)의 두께가 될 수도 있지만, 광경로보상체(800)가 광경로에 대하여 기울어진 경우에는 실제로 광이 통과되는 경로의 길이를 의미한다.For example, the length of the semiconductor chip 100 is 600um, the thermo-optic coefficient of the semiconductor chip 100 is 2.2x10 -4 / deg, the length of the focusing lens 200 is 1000um, the length of the Bragg grating 340 is 4000um, the optical fiber In the case where the thermo-optic coefficient of the core 320 is 0.1x10 -4 / deg, and the thermo-optic coefficient of the optical path compensator 800 is -1.5x10 -4 / deg, the optical path length of the optical path compensator 800 is Is about 1200um. The thermo-optic coefficient of the material of the optical path compensator 800 is preferably -1.0x10 -4 / deg to -2.5x10 -4 / deg, and the optical path length of the optical path compensator 800 is about 500um to 2000um. . Here, the optical path length of the optical path compensator 800 may be generally the thickness of the optical path compensator 800, but when the optical path compensator 800 is inclined with respect to the optical path, the path of the path through which the light actually passes. Means length.

한편, 광경로보상체(800)의 전면(820)과 후면(810)은 AR 코팅을 하고, 또한 광경로의 수직면에 대하여 광경로보상체(800)를 일정한 각도(θ)로 기울임으로써, 표면에서의 잔반사를 감소시킬 수 있다. 기울임 각도(θ)는 1 ~ 3°정도가 바람직하다.Meanwhile, the front surface 820 and the rear surface 810 of the optical path compensator 800 are AR coated, and the optical path compensator 800 is inclined at a constant angle θ with respect to the vertical plane of the optical path. Can reduce residual reflection. The tilt angle θ is preferably about 1 to 3 degrees.

본 실시예의 외부공진레이저는 특히 단일 모드 외부공진레이저에 유용하게 적용할 수 있다. 즉, 단일 모드인 경우에는 모드 호핑에 의해 출력 광파워 및 출력 파장의 변화가 심하므로, 본 실시예에서와 같이 반사 스펙트럼 및 외부공진모드들의 변화 두 가지 모두를 제어함으로써, 이러한 모드 호핑을 억제시키고, 그에 따라 출력 광파워와 출력 파장이 온도 변화에 무관한 단일 모드 외부공진레이저를 용이하게 구현할 수 있다.The external resonant laser of the present embodiment is particularly useful for single mode external resonant lasers. That is, in the case of the single mode, the change of the output optical power and the output wavelength is severe due to mode hopping. Thus, by controlling both the change of the reflection spectrum and the external resonance modes as in the present embodiment, this mode hopping is suppressed. Therefore, it is possible to easily implement a single mode external resonator laser whose output optical power and output wavelength are independent of temperature change.

한편, 다중 모드의 경우, 출력 광파워는 온도 변화에 상관없이 거의 일정하므로, 광경로보상체를 삽입하는 것에 의해 출력 광파워 및 출력 파장이 온도 변화에 무관한 외부공진레이저를 구현할 수도 있다.On the other hand, in the multi-mode, since the output optical power is almost constant regardless of the temperature change, by inserting the optical path compensation body, it is possible to implement an external resonance laser having the output optical power and the output wavelength independent of the temperature change.

도 4 및 도 6에서 설명한 제1 및 제2 실시예의 외부공진레이저는 외부공진을 형성시키기 위하여 반사 필터로서 브라그 격자를 사용하는 구조를 이용한다. 그러나 광섬유의 브라그 격자는 광감광 광섬유 등을 이용하면 쉽게 제작이 가능하지만, 현실적으로 페룰에 삽입하여 열경화성 폴리머 또는 에폭시(epoxy)를 이용하여 경화하는 공정을 거치면서 반사 필터의 특성이 변화될 수 있다. 이는 열경화성 폴리머가 경화되는 과정에서 광섬유 격자에 스트레스(stress) 혹은 스트레인(strain)을 유발시키기 때문이다. The external resonance lasers of the first and second embodiments described with reference to FIGS. 4 and 6 use a structure using Bragg grating as a reflection filter to form external resonance. However, the Bragg grating of the optical fiber can be easily manufactured using a photosensitive optical fiber, but in reality, the characteristics of the reflective filter may be changed while being inserted into a ferrule and cured by using a thermosetting polymer or epoxy. . This is because stress or strain is induced in the optical fiber grating during the curing of the thermosetting polymer.

이하에서는 출력 파장과 출력 광파워가 외부 온도에 무관한 외부공진레이저 로서, 광섬유의 브라그 반사 격자가 아닌 새로운 투과형 필터를 채용한 외부공진레이저에 대하여 설명한다.Hereinafter, an external resonance laser having an output wavelength and an output optical power independent of an external temperature as an external resonance laser employing a novel transmissive filter rather than a Bragg reflective grating of an optical fiber will be described.

도 7은 본 발명의 제3 실시예에 따른 외부공진레이저에 대한 단면도로서, 출력 광파워가 외부 온도 변화에 무관한 외부공진레이저의 구조를 나타낸다.7 is a cross-sectional view of an external resonance laser according to a third embodiment of the present invention, and shows the structure of the external resonance laser whose output optical power is independent of the external temperature change.

도 7을 참조하면, 외부공진레이저는 발진 파장을 선택하는 필터로서, 브라그 격자 대신에 박막 다중층(thin-film multi-layer:TFML) 투과형 필터(900)를 광경로 상에 삽입한다. 투과형 필터이기 때문에 별도의 반사체가 필요하다. 이를 위하여, 광섬유 단면(370)에 적절한 반사도를 갖는 물질을 코팅하여 외부공진을 형성시킨다. Referring to FIG. 7, the external resonance laser is a filter for selecting an oscillation wavelength and inserts a thin-film multi-layer (TFML) transmission filter 900 on the optical path instead of the Bragg grating. Since it is a transmissive filter, a separate reflector is required. To this end, an external resonance is formed by coating a material having an appropriate reflectivity on the optical fiber cross section 370.

예컨대, 광섬유 단면(370)에 코팅을 하지 않는 경우의 반사도가 3 ~ 5% 정도이면, 0.1um 두께 이하의 크롬, 금, 은, 백금 등의 금속 필름을 단일 코팅하는 경우는 20 ~ 50%정도까지, 실리콘옥사이드(SiO2) 또는 알루미늄옥사이드(Al2O3), 탄탈늄옥사이드(Ta2O3) 및 티타늄옥사이드(TiO2) 등의 금속산화물을 이용하여 다층 코팅을 하는 경우는 95% 정도까지 반사도를 증가시킬 수 있다. 또한, TFML 투과형 필터(900)의 전면(920)과 후면(910)에서의 잔반사를 줄이기 위하여, 광경로의 수직면에 대하여 일정한 각도(Φ)로 기울여 형성될 수 있다. 기울임 각도(Φ)는 1 ~ 3°가 바람직하다. 또한, TFML 투과형 필터(900)의 전면(920) 및 후면(910)에서의 반사를 줄이기 위하여 AR 코팅될 수 있다.For example, if the optical fiber end surface 370 is not coated, the reflectivity is about 3 to 5%, and when the metal film of chromium, gold, silver, platinum or the like having a thickness of 0.1 μm or less is single coated, it is about 20 to 50%. Up to 95% of multi-layer coating using metal oxides such as silicon oxide (SiO 2 ) or aluminum oxide (Al 2 O 3 ), tantalum oxide (Ta 2 O 3 ) and titanium oxide (TiO 2 ) Can increase the reflectivity. In addition, in order to reduce residual reflection in the front surface 920 and the rear surface 910 of the TFML transmissive filter 900, it may be inclined at a predetermined angle (Φ) with respect to the vertical surface of the optical path. The inclination angle Φ is preferably 1 to 3 degrees. It may also be AR coated to reduce reflections at the front 920 and back 910 of the TFML transmissive filter 900.

TFML 투과형 필터(900)는 글라스 기판 상에 굴절률과 두께가 서로 다른 두 종류의 SiO2 또는 Al2O3, Ta2O5, TiO2 등의 금속 산화막이 교대로 적층된 구조로 형성될 있다. TFML 투과형 필터(900)의 두께, 적층되는 층 수를 조절함으로써, 원하는 투과 대역폭, 투과 중심 파장, 투과도 등을 얻을 수 있다. The TFML transmissive filter 900 may have a structure in which two kinds of SiO 2 or Al 2 O 3 , Ta 2 O 5 , TiO 2, and the like, which have different refractive indices and thicknesses, are alternately stacked on a glass substrate. By adjusting the thickness of the TFML transmissive filter 900 and the number of stacked layers, a desired transmission bandwidth, transmission center wavelength, transmittance, and the like can be obtained.

한편, TFML 투과형 필터(900)의 외부 온도에 따른 투과 파장 변화도는 0.01nm/deg 보다 작을 수 있고, 바람직하게는 0.003nm/deg 이하가 적절하다. 투과 파장 변화도가 0.003nm/deg 이하인 경우, 발진되는 파장의 온도 안정성은 외부 온도 100도 변화시에 0.3nm이하이다.On the other hand, the transmission wavelength gradient of the TFML transmission filter 900 according to the external temperature may be smaller than 0.01 nm / deg, preferably 0.003 nm / deg or less. When the transmission wavelength change is less than 0.003 nm / deg, the temperature stability of the oscillated wavelength is 0.3 nm or less when the external temperature changes by 100 degrees.

본 실시예의 외부공진레이저는 TFML를 이용하여 제1 실시예와 마찬가지로 반사 스펙트럼을 일정하게 유지함으로써, 출력 광파워가 외부 온도 변화에 무관하게 할 수 있다.The external resonant laser of this embodiment maintains the reflection spectrum constant as in the first embodiment using TFML, so that the output optical power can be made independent of the external temperature change.

도 8은 본 발명의 제4 실시예에 따른 외부공진레이저에 대한 단면도로서, 출력 파장과 출력 광파워가 외부 온도에 무관한 외부공진레이저의 구조를 나타낸다. 8 is a cross-sectional view of an external resonant laser according to a fourth embodiment of the present invention, which shows the structure of an external resonant laser having an output wavelength and an output optical power independent of an external temperature.

도 8을 참조하면, 본 실시예의 외부공진레이저는 파장을 외부 온도 변화에 무관하도록 하는 기본 구조에 있어서는 도 7의 제3 실시예와 유사하다. 그러나 외부공진레이저의 출력 파장을 외부 온도 변화에 무관하게 유지시켜 주기 위하여, 본 실시예의 외부공진레이저(1000)는 제2 실시예에서와 같은 광경로보상체(800)를 더 포함한다. Referring to FIG. 8, the external resonant laser of this embodiment is similar to the third embodiment of FIG. 7 in the basic structure for making the wavelength independent of the external temperature change. However, in order to maintain the output wavelength of the external resonance laser irrespective of the external temperature change, the external resonance laser 1000 of the present embodiment further includes the optical path compensator 800 as in the second embodiment.

광경로보상체(800)는 TFML 투과형 필터(900)의 좌우 적어도 어느 한쪽의 광경로 상에 형성되어 외부공진이 형성되는 광경로의 길이(Lcavity)가 외부 온도에 따른 변화하는 것을 보상한다. 광경로보상체(800)의 전면(820)과 후면(810)에 AR 코팅을 하고, 또한 광경로의 수직면에 대하여 광경로보상체(800)를 일정한 각도(θ)로 기울임으로써, 잔반사를 감소시킬 수 있음은 전술한 바와 같다.The optical path compensator 800 is formed on at least one of the left and right optical paths of the TFML transmissive filter 900 to compensate for the change in the length L cavity of the optical path in which external resonance is formed according to the external temperature. AR coating is applied to the front surface 820 and the rear surface 810 of the optical path compensator 800, and the optical path compensator 800 is inclined at a constant angle θ with respect to the vertical surface of the optical path compensator, thereby reducing residual reflection. May be as described above.

또한, [식 2] 및 [식 3]을 이용하여 원하는 온도 범위 내에서 모드 호핑이 억제되도록 광경로보상체(800)의 굴절률, 열광학 계수, 광경로 길이가 결정될 수 있음은 물론이다. 예컨대, 반도체 칩(100)의 길이가 600um, 반도체 칩(100)의 열광학 계수가 2.2x10-4/deg, 포커싱 렌즈(200)의 길이가 1000um, TFML 투과형 필터(900)의 두께가 1000um, TFML 투과형 필터(900)의 열광학 계수가 0.04x10-4/deg 인 경우에, 광경로보상체(800)의 열광학 계수가 -1.5x10-4/deg 이면, 광경로보상체(800)의 광경로 길이는 1000um 정도이다. 한편, 광경로보상체(800)의 물질의 열광학 계수는 -1.0x10-4/deg ~ -2.5x10-4/deg 가 바람직하고, 이때의 광경로보상체(800)의 광경로 길이는 500um ~ 2000um 정도일 수 있다.In addition, the refractive index, the thermo-optic coefficient, and the optical path length of the optical path compensator 800 may be determined such that mode hopping is suppressed within a desired temperature range using Equations 2 and 3. For example, the length of the semiconductor chip 100 is 600um, the thermo-optic coefficient of the semiconductor chip 100 is 2.2x10 -4 / deg, the length of the focusing lens 200 is 1000um, the thickness of the TFML transmissive filter 900 is 1000um, When the thermo-optic coefficient of the TFML transmission filter 900 is 0.04x10 -4 / deg, and the thermo-optic coefficient of the optical path compensator 800 is -1.5x10 -4 / deg, the optical path of the optical path compensator 800 is The length is about 1000um. On the other hand, the thermo-optic coefficient of the material of the optical path compensator 800 is preferably -1.0x10 -4 / deg ~ -2.5x10 -4 / deg, and the optical path length of the optical path compensator 800 is 500um ~ 2000um May be enough.

본 실시예의 외부공진레이저, 역시 제2 실시예와 마찬가지로 단일 모드 외부공진레이저에 유용하게 적용할 수 있다. 즉, 본 실시예의 외부공진레이저는 TFML 및 광경로보상체를 이용하여, 단일 모드에서의 모드 호핑을 억제시키고, 그에 따라 출력 광파워와 출력 파장이 온도 변화에 무관한 단일 모드 외부공진레이저를 용이하게 구현할 수 있다.The external resonant laser of this embodiment, like the second embodiment, can also be usefully applied to a single mode external resonant laser. That is, the external resonant laser of the present embodiment uses TFML and optical path compensator to suppress mode hopping in a single mode, thereby facilitating a single mode external resonant laser whose output optical power and output wavelength are independent of temperature change. Can be implemented.

지금까지, 본 발명을 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명하였으나 이는 예 시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.So far, the present invention has been described with reference to the embodiments shown in the drawings, which are merely exemplary, and those skilled in the art may understand that various modifications and equivalent other embodiments are possible. will be. Therefore, the true technical protection scope of the present invention will be defined by the technical spirit of the appended claims.

도 1a는 종래의 TO-CAN 패키지 구조의 브라그 격자를 이용한 외부공진레이저를 개략적으로 보여주는 단면도이다.1A is a schematic cross-sectional view of an external resonance laser using a Bragg grating of a conventional TO-CAN package structure.

도 1b는 도 1a의 I-I 부분을 절단하여 보여주는 단면도이다.FIG. 1B is a cross-sectional view of the I-I portion of FIG. 1A;

도 2a ~ 2c는 외부공진레이저가 단일 모드로 발진하는 경우에, 모드 호핑 현상이 발생하는 현상을 설명하는 그래프들이다.2A to 2C are graphs illustrating a phenomenon in which mode hopping occurs when the external resonance laser oscillates in a single mode.

도 3은 온도에 따른 모드 호핑을 보여주는 그래프이다.3 is a graph showing mode hopping with temperature.

도 4a 및 4b는 본 발명의 제1 실시예에 따른 외부공진레이저에 대한 단면도들이다.4A and 4B are cross-sectional views of an external resonator laser according to a first embodiment of the present invention.

도 5a ~ 5d는 제1 실시예의 외부공진레이저에 이용되는 브라그 격자에 대한 조건을 보여주는 그래프들이다.5A to 5D are graphs showing conditions for Bragg gratings used in the external resonance laser of the first embodiment.

도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 외부공진레이저에 대한 단면도이다.6 is a cross-sectional view of an external resonance laser according to a second embodiment of the present invention.

도 7은 본 발명의 제3 실시예에 따른 외부공진레이저에 대한 단면도이다.7 is a cross-sectional view of an external resonance laser according to a third embodiment of the present invention.

도 8은 본 발명의 제4 실시예에 따른 외부공진레이저에 대한 단면도이다.8 is a cross-sectional view of an external resonance laser according to a fourth embodiment of the present invention.

<도면에 주요 부분에 대한 설명><Description of main parts in the drawing>

100:반도체 증폭기 110:반도체 증폭기의 후면100: semiconductor amplifier 110: rear of the semiconductor amplifier

120:반도체 증폭기의 전면 또는 출사면 200:포커싱 렌즈120: front or exit surface of the semiconductor amplifier 200: focusing lens

300:광섬유 320:코어300: optical fiber 320: core

340:브라그 격자 360:클래드340: Bragg grating 360: Clad

370:광섬유 단면 380:클래드의 식각 부분370: optical fiber cross section 380: etching portion of the clad

400:열경화성 폴리머 500:페룰400: thermosetting polymer 500: ferrule

600:광섬유 구조체 700:캐버티600: optical fiber structure 700: cavity

800:광경로보상체 810:광경로보상체 후면800: optical path compensation body 810: optical path compensation rear

820:광경로보상체 전면 900:TFML 투과형 필터820: Optical path compensation body front 900: TFML transmission filter

910:TFML 투과형 필터의 후면 920:TFML 투과형 필터의 전면910: rear of TFML transmission filter 920: front of TFML transmission filter

1000:외부공진레이저1000: external resonance laser

Claims (15)

반도체 증폭기;Semiconductor amplifiers; 브라그 격자(Bragg Grating)가 형성된 코어 및 상기 코어를 감싸는 클래드를 구비한 광섬유; 및An optical fiber having a core on which a Bragg grating is formed and a clad surrounding the core; And 상기 광섬유를 페룰(ferrule)에 고정하고 음의 열광학 계수를 갖는 열경화성 폴리머;를 포함하고,And a thermosetting polymer that fixes the optical fiber to a ferrule and has a negative thermo-optic coefficient. 상기 브라그 격자가 형성된 부분의 코어를 감싸는 클래드의 두께가 다른 부분의 클래드보다 얇게 형성되며, 상기 열경화성 폴리머가 상기 클래드를 감싸고 있는 온도 무의존성 외부공진레이저.The thickness of the cladding surrounding the core of the bragg grating is formed thinner than the cladding of the other portion, the temperature-dependent external resonator laser wraps the clad. 제1 항에 있어서,According to claim 1, 상기 열경화성 폴리머에 의해서 상기 브라그 격자의 반사 스펙트럼이 온도에 무관하게 유지되는 것을 특징으로 하는 온도 무의존성 외부공진레이저.And the temperature-dependent external resonance laser is maintained by the thermosetting polymer regardless of temperature. 제2 항에 있어서,The method of claim 2, 상기 외부공진레이저는 출력 광파워가 온도변화에 무관한 것을 특징으로 하는 온도 무의존성 외부공진레이저.The external resonance laser has a temperature independent external resonance laser, characterized in that the output optical power is independent of temperature changes. 제1 항에 있어서,According to claim 1, 상기 브라그 격자 부분의 클래드의 두께는 0.2~0.4 ㎛이고,The thickness of the cladding of the Bragg grating portion is 0.2 ~ 0.4 ㎛, 상기 열경화성 폴리머는 열광학 계수는 -1 x 10-4/deg ~ -1.6 x 10-4/deg 이고 굴절률이 1.43 ~ 1.445인 것을 특징으로 하는 온도 무의존성 외부공진레이저.The thermosetting polymer has a thermo-optic coefficient of -1 x 10 -4 / deg to -1.6 x 10 -4 / deg and a refractive index of 1.43 to 1.445. 제1 항 또는 제4 항에 있어서,The method according to claim 1 or 4, 상기 외부공진레이저는 상기 반도체 증폭기 및 광섬유 사이에 광경로보상체를 포함한 것을 특징으로 하는 온도 무의존성 외부공진레이저.The external resonance laser is a temperature independent external resonance laser, characterized in that it comprises an optical path compensation between the semiconductor amplifier and the optical fiber. 제5 항에 있어서,The method of claim 5, 상기 외부공진레이저는 단일 모드(single-mode) 외부공진레이저이고,The external resonance laser is a single-mode external resonance laser, 상기 광경로보상체가 외부공진이 형성되는 광경로의 길이를 외부 온도에 무관하게 함으로써, 상기 외부공진레이저의 출력 파장이 온도에 무관한 특징으로 하는 온도 무의존성 외부공진레이저.And the output path of the external resonance laser is independent of temperature by making the optical path compensator independent of the external temperature of the length of the optical path in which the external resonance is formed. 제5 항에 있어서,The method of claim 5, 상기 광경로보상체의 열광학 계수는 -1 x 10-4/deg ~ -2.5 x 10-4/deg 이고, 상기 광경로보상체의 광경로의 길이는 500 ~ 2000 ㎛ 인 것을 특징으로 하는 온도 무의존성 외부공진레이저.The thermo-optic coefficient of the optical path compensator is -1 x 10 -4 / deg ~ -2.5 x 10 -4 / deg, and the optical path length of the optical path compensator is 500-2000 μm, characterized in that External resonant laser. 제7 항에 있어서,The method of claim 7, wherein 상기 외부공진레이저는 티오-캔(TO-CAN) 패키지 구조로 형성되고, 상기 반도체 증폭기와 상기 광섬유와의 광결합 효율을 향상시키기 위하여 포커싱 렌즈를 포함하며,The external resonance laser is formed of a thio-can (TO-CAN) package structure, and includes a focusing lens to improve the optical coupling efficiency of the semiconductor amplifier and the optical fiber, 상기 반도체 증폭기의 광경로 길이가 600㎛ 이고, 열광학 계수가 2.2x10-4/deg이고, 상기 포커싱 렌즈의 광경로의 길이가 1000 ㎛ 이며, 상기 브라그 격자의 길이가 4000 ㎛이고, 열광학 계수가 0.1x10-4/deg 인 경우에,The optical path length of the semiconductor amplifier is 600 μm, the thermo-optic coefficient is 2.2 × 10 −4 / deg, the optical path length of the focusing lens is 1000 μm, the length of the Bragg grating is 4000 μm, and the thermo-optics If the coefficient is 0.1x10 -4 / deg 상기 광경로보상체의 열광학 계수는 -1.0 x 10-4/deg 이고, 광경로의 길이는 1200 ㎛인 것을 특징으로 하는 온도 무의존성 외부공진레이저.The thermo-optic coefficient of the optical path compensation body is -1.0 x 10 -4 / deg, the length of the optical path is a temperature-independent external resonator laser, characterized in that. 제5 항에 있어서,The method of claim 5, 상기 광경로보상체는 전면과 후면으로 무반사(Anti-reflection:AR) 코팅되어 있으며,The optical path compensator is coated with anti-reflection (AR) to the front and rear, 상기 전면 및 후면이 광경로의 수직면에 대하여 일정 각도 기울어져 있는 것을 특징으로 하는 온도 무의존성 외부공진레이저.And the front and rear sides are inclined at an angle with respect to the vertical plane of the optical path. 제9 항에 있어서,The method of claim 9, 상기 일정 각도는 1 ~ 3°인 것을 특징으로 하는 온도 무의존성 외부공진레 이저.The predetermined angle is a temperature independent external resonator laser, characterized in that 1 ~ 3 °. 제1 항에 있어서,According to claim 1, 상기 광섬유의 단면은 무반사 코팅되거나, 광경로의 수직면에서 8°기울어져 있거나, 또는 무반사 코팅되고 광경로의 수직면에서 8°기울어져 있는 것을 특징으로 하는 온도 무의존성 외부공진레이저.The cross-section of the optical fiber is an antireflection coated, or tilted 8 ° in the vertical plane of the optical path, or a temperature-independent external resonator laser, characterized in that the non-reflective coating is tilted 8 ° in the vertical plane of the optical path. 제1 항에 있어서,According to claim 1, 상기 외부공진레이저는 상기 브라그 격자의 반사 대역폭 또는 TFML의 통과 대역폭 및 외부공진 길이가 조절된 다중 모드(multi-mode) 외부공진레이저인 것을 특징으로 하는 온도 무의존성 외부공진레이저.The external resonance laser is a temperature-dependent external resonance laser, characterized in that the multi-mode external resonance laser is adjusted the reflection bandwidth of the Bragg grating or the pass bandwidth and the external resonance length of the TFML. 제1 항에 있어서,According to claim 1, 상기 외부공진레이저는 상기 반도체 증폭기와 상기 광섬유와의 광결합 효율을 향상시키기 위하여 포커싱 렌즈를 포함하고,The external resonant laser includes a focusing lens to improve the optical coupling efficiency of the semiconductor amplifier and the optical fiber, 상기 반도체 증폭기는 레이저가 발진하는 출사면인 전면으로 무반사 코팅이 형성되고, 후면으로 고반사(High-Reflection:HR) 코팅이 형성되며,The semiconductor amplifier has an anti-reflective coating formed on the front surface of the emission surface of the laser oscillation, and a high-reflection (HR) coating formed on the rear surface of the semiconductor amplifier. 상기 브라그 격자와 상기 반도체 증폭기의 후면 사이에 외부공진이 형성되는 것을 특징으로 하는 온도 무의존성 외부공진레이저.External resonance is formed between the Bragg grating and the rear surface of the semiconductor amplifier. 제13 항에 있어서,The method of claim 13, 상기 반도체 증폭기의 출사면은 반사도 1x10-3 이하를 가지는 것을 특징으로 하는 온도 무의존성 외부공진레이저.The temperature-independent external resonator laser, characterized in that the exit surface of the semiconductor amplifier has a reflectivity of 1x10 -3 or less. 제13 항에 있어서,The method of claim 13, 상기 반도체 증폭기는 다운-테이퍼(down-taper) 구조의 광모드변환기를 포함하며,The semiconductor amplifier includes an optical mode converter having a down-taper structure, 상기 출사면에서 출력되는 파필드 각도(far-field angle)가 수직 및 수평 방향으로 25도 이하인 것을 특징으로 하는 온도 무의존성 외부공진레이저.Far-field angle (far-field angle) output from the exit surface is a temperature independent external resonator laser, characterized in that less than 25 degrees in the vertical and horizontal directions.
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