KR20120057343A - 광 발생 장치 - Google Patents

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정종술
최병석
권오균
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한국전자통신연구원
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Abstract

본 발명은 광 발생 장치에 관한 것이다. 본 발명의 광 발생 장치는 제 1 방향을 따라 제 1 광을 방출하는 제 1 반사형 반도체 광 증폭기, 제 1 반사형 반도체 광 증폭기와 서로 마주보고, 제 1 방향의 반대 방향으로 제 2 광을 방출하는 제 2 반사형 반도체 광 증폭기, 제 1 및 제 2 반사형 반도체 광 증폭기들 사이에 형성되며, 입사되는 광 중 일부 광을 반사하고 나머지 광을 투과시키는 광 분배기, 및 광 분배기와 제 1 반사형 반도체 광 증폭기 사이에 형성되는 광 빗살 필터로 구성된다.

Description

광 발생 장치{LIGHT GENERATING DEVICE}
본 발명은 광학 장치에 관한 것으로, 더 상세하게는 광 발생 장치에 관한 것이다.
대용량 통신 기술의 하나로서, 광 통신이 연구되고 있다. 광 통신은 송신측에서 송신 신호를 광으로 변환하고, 변환된 신호를 광 케이블과 같은 매질을 통해 광으로 전송하고, 그리고 수신측에서 수신된 광 신호를 원본 신호로 변환하는 절차에 따라 수행된다. 광 통신 기술 중 대표적인 기술은 파장 분할 다중 광 가입자 망(WDM-PON, Wavelength Division Multiplexing Passive Optical Network) 이다. WDM-PON은 서로 다른 파장을 갖는 복수의 광들을 이용하여 통신을 수행한다.
파장 분할 다중 광 가입자 망을 구현하기 위하여, 주기적인 파장 성분을 갖는 광을 발생하는 광 발생 장치들이 연구되고 있다. 주기적인 파장 성분을 갖는 광을 발생하는 광 발생 장치들의 예로서, 스펙트럼 분할(spectrum slicing) 방식 및 외부 광원 주입 방식의 광 발생 장치들이 제안되었다.
스펙트럼 분할 방식의 광 발생 장치는 어븀 첨가 광 증폭기(EDFA, Erbium Doped Fiber Amplifier)에서 발생되는 자연 방출광(ASE, Amplified Spontaneous Emission), 또는 발광 다이오드(LED, Light Emitting Diode)와 같은 비간섭성 광대역 광원(BLS, Broadband Light Source)에서 발생되는 광을 분할하는 방식을 사용한다.
외부 광원 주입 방식의 광 발생 장치는 외부의 비간섭성 광대역 광원으로부터 발생되는 광을 스펙트럼 분할하고, 스펙트럼 분할된 광을 페브리-페로 레이저 다이오드(FPLD, Fabry-Perot Laser Diode)에 주입하는 방식을 사용한다.
본 발명의 목적은 향상된 신뢰성을 갖는 광 발생 장치를 제공하는 데에 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 광 발생 장치는, 제 1 방향을 따라 제 1 광을 방출하는 제 1 반사형 반도체 광 증폭기; 상기 제 1 반사형 반도체 광 증폭기와 서로 마주보고, 상기 제 1 방향의 반대 방향으로 제 2 광을 방출하는 제 2 반사형 반도체 광 증폭기; 상기 제 1 및 제 2 반사형 반도체 광 증폭기들 사이에 형성되며, 입사되는 광 중 일부 광을 반사하고 나머지 광을 투과시키는 광 분배기; 및 상기 광 분배기와 상기 제 1 반사형 반도체 광 증폭기 사이에 형성되고, 특정 주기의 파장 성분을 투과시키는 는 광 빗살 필터를 포함한다.
실시 예로서, 상기 광 분배기는 상기 제 2 광 중 일부 광을 상기 제 1 방향과 교차하는 제 2 방향을 따라 반사하고, 나머지 광을 상기 광 빗살 필터로 투과시킨다.
실시 예로서, 상기 광 분배기는 상기 제 1 광 중 일부 광을 상기 제 2 방향의 반대 방향으로 반사하고, 나머지 광을 상기 제 2 반사형 반도체 광 증폭기로 투과시킨다.
실시 예로서, 상기 광 분배기로부터 상기 제 2 방향을 따라 반사되는 광을 집중하여 제 1 출력 포트에 전달하는 제 3 렌즈; 및 상기 광 분배기로부터 상기 제 2 방향의 반대 방향을 따라 반사되는 광을 집중하여 제 2 출력 포트에 전달하는 제 4 렌즈를 더 포함한다.
실시 예로서, 상기 광 분배기로부터 상기 제 2 방향의 반대 방향을 따라 반사된 광을 모니터하는 모니터 포토 다이오드를 더 포함한다.
실시 예로서, 상기 광 분배기로부터 반사되는 광을 집중하여 제 1 출력 포트로 전달하는 제 5 렌즈를 포함하고, 상기 제 1 및 제 2 반사형 반도체 광 증폭기들, 상기 광 분배기, 상기 광 빗살 필터, 상기 제 1 출력 포트, 그리고 상기 제 5 렌즈는 트랜지스터 아웃라인 캔(TOCAN, Transistor Outline Can)을 구성한다.
실시 예로서, 상기 제 1 반사형 반도체 광 증폭기로부터 입사되는 광을 평행광으로 변환하는 제 1 렌즈; 및 상기 제 2 반사형 반도체 광 증폭기로부터 입사되는 광을 평행광으로 변환하는 제 2 렌즈를 더 포함한다.
실시 예로서, 상기 광 빗살 필터는 입사되는 광 중 통과 대역들에 대응하지 않는 광을 상기 제 1 및 제 2 방향과 다른 제 3 방향을 따라 반사한다.
실시 예로서, 상기 제 1 및 제 2 반사형 반도체 광 증폭기들, 상기 광 분배기, 그리고 상기 광 빗살 필터의 하부에 형성되는 열전냉각기(TEC, Thermoelectric Cooler)를 더 포함한다.
본 발명에 의하면, 광 빗살 필터를 통과한 광이 공진된다. 잡음 성분이 공진되는 것이 방지되므로, 향상된 신뢰성을 갖는 광 발생 장치가 제공된다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 광 발생 장치의 평면도이다.
도 2는 도 1의 광 발생 장치의 측면도이다.
도 3 및 도 4는 광 발생 장치에서 광이 발생되는 과정을 보여주는 평면도들이다.
도 5는 도 1 내지 도 4를 참조하여 설명된 광 발생 장치의 출력 광을 보여주는 그래프이다.
도 6은 도 1 내지 도 도 4를 참조하여 설명된 광 발생 장치의 응용 예를 보여주는 측면도이다.
도 7은 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 광 발생 장치를 보여주는 평면도이다.
도 8은 본 발명의 제 3 실시 예에 따른 광 발생 장치를 보여주는 도면이다.
도 9 및 도 10은 광 발생 장치에서 광이 발생되는 과정을 보여주는 도면들이다.
이하에서, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 광 발생 장치(100)의 평면도이다. 도 2는 도 1의 광 발생 장치(100)의 측면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 광 발생 장치(100)는 제 1 및 제 2 반사형 반도체 광 증폭기들(111, 113, RSOA, Reflective Semiconductor Optical Amplifier), 제 1 내지 제 4 렌즈들(121~127), 광 빗살 필터(130), 광 분배기(140), 그리고 제 1 및 제 2 출력 포트들(151, 153)을 포함한다.
제 1 반사형 반도체 광 증폭기(111), 제 1 렌즈(121), 광 빗살 필터(130), 광 분배기(140), 제 3 렌즈(123), 그리고 제 2 반사형 반도체 광 증폭기(113)는 제 1 방향을 따라 제공된다. 제 1 출력 포트(151), 제 3 렌즈(125), 광 분배기(140), 제 4 렌즈(127), 그리고 제 2 출력 포트(153)는 제 1 방향과 교차하는 제 2 방향을 따라 제공된다.
제 1 출력 포트(151)는 광을 도파하는 매질과 연결된다. 예시적으로, 제 1 출력 포트(151)는 제 1 광 섬유(161)와 연결되는 것으로 도시되어 있다. 제 2 출력 포트(153)는 광을 도파하는 매질과 연결된다. 예시적으로, 제 2 출력 포트(153)는 제 2 광 섬유(163)와 연결되는 것으로 도시되어 있다.
제 1 및 제 2 반사형 반도체 광 증폭기들(111, 113)은 자연광을 방출한다. 또한, 제 1 및 제 2 반사형 반도체 광 증폭기들(111, 113)은 입사되는 광을 증폭하여 다시 방출한다. 즉, 제 1 및 제 2 반사형 반도체 광 증폭기들(111, 113)에서 방출되는 광은 자연광과 증폭된 반사광을 포함한다. 이하에서, 제 1 반사형 반도체 광 증폭기(111)로부터 방출되는 광은 제 1 광, 그리고 제 2 반사형 반도체 광 증폭기(113)로부터 방출되는 광은 제 2 광일 수 있다.
제 1 반사형 반도체 광 증폭기(111)는 제 1 렌즈(121)를 향해 제 1 광을 방출한다. 제 2 반사형 반도체 광 증폭기(113)는 제 2 렌즈(123)를 향해 제 2 광을 방출한다. 즉, 제 1 및 제 2 반사형 반도체 광 증폭기들(111, 113)은 서로 마주보는 방향으로 제 1 및 제 2 광들을 방출한다. 제 1 반사형 반도체 광 증폭기(111)의 후면과 제 2 반사형 반도체 광 증폭기(113)의 후면 사이의 거리는 D일 수 있다.
제 1 내지 제 4 렌즈들(121~127)은 입사되는 광을 집중하는 초점 렌즈들(focusing lenses)이다.
광 빗살 필터(130)는 주파수 영역에서 빗살 형태의 복수의 통과 대역들을 갖는다. 광 빗살 필터(130)에 입사되는 광 중 통과 대역들에 대응하는 빗살 형태의 주파수들을 갖는 광은 투과되고, 나머지 광은 반사된다.
광 분배기(140)는 입사되는 광을 적어도 두 개의 부분으로 분배한다. 예시적으로, 광 분배기(140)는 입사되는 광 중 일부를 투과하고, 나머지 일부를 반사한다. 광 분배기(140)에 의해 반사되는 반사광의 진행 방향은 입사광의 진행 방향에 따라 결정된다. 광 빗살 필터(130)로부터 광 분배기(140)로 입사된 광 중 일부는 투과되고, 나머지 일부는 제 4 렌즈(127) 방향으로 반사된다. 제 2 렌즈(123)로부터 광 분배기(140)로 입사된 광 중 일부는 투과되고, 나머지 일부는 제 3 렌즈(125) 방향으로 반사된다.
도 3 및 도 4는 광 발생 장치(100)에서 광이 발생되는 과정을 보여주는 평면도들이다. 도 3을 참조하면, 제 1 반사형 반도체 광 증폭기(111)는 제 1 렌즈(121)를 향해 제 1 광을 방출한다. 제 1 렌즈(121)는 입사되는 광을 집중하여 제 1 평행광(L1)으로 변환한다. 제 1 렌즈(121)를 통과한 제 1 평행광(L1)은 광 빗살 필터(130)에 입사된다.
광 빗살 필터(130)에 입사된 제 1 평행광(L1) 중 광 빗살 필터(130)의 빗살 형태의 통과 대역들에 대응하는 부분은 광 빗살 필터(130)를 투과한다. 제 1 평행광(L1) 중 광 빗살 필터(130)를 투과한 부분은 제 1 필터 투과광(L3)으로 정의된다. 제 1 필터 투과광(L3)은 제 1 방향을 따라 광 분배기(140)에 입사된다. 광 빗살 필터(130)에 입사된 제 1 평행광(L1) 중, 광 빗살 필터(130)의 통과 대역들에 대응하지 않는 부분은 광 빗살 필터(130)로부터 반사된다. 제 1 평행광(L1) 중 광 빗살 필터(130)로부터 반사되는 부분은 제 1 필터 반사광(L2)으로 정의된다. 예시적으로, 광 빗살 필터(130)는 제 1 및 제 2 방향들과 다른 방향을 따라 제 1 필터 반사광(L2)을 반사한다.
광 분배기(140)는 입사된 제 1 필터 투과광(L3) 중 일부를 반사하고 나머지 일부를 투과한다. 제 1 필터 투과광(L3) 중 광 분배기(140)에 의해 반사되는 부분은 제 1 분배 반사광(L4)으로 정의된다. 제 1 필터 투과광(L3) 중 광 분배기(140)에 의해 투과되는 부분은 제 1 분배 투과광(L5)으로 정의된다. 예시적으로, 광 분배기(140)는 제 1 분배 반사광(L4)을 제 2 방향을 따라 제 4 렌즈(127)로 반사한다. 제 4 렌즈(127)는 입사된 제 1 분배 반사광(L4)을 집중하여 제 2 방향을 따라 제 2 출력 포트(153)에, 즉 제 2 광 섬유(163)에 입사한다. 광 분배기(140)는 제 1 분배 투과광(L5)을 제 1 방향을 따라 제 2 렌즈(123)로 투과한다. 제 2 렌즈(123)는 입사된 제 1 분배 투과광(L5)을 집중하여 제 1 방향을 따라 제 2 반사형 반도체 광 증폭기(113)에 입사한다.
도 4를 참조하면, 제 2 반사형 반도체 광 증폭기(113)는 제 2 광을 제 1 방향의 반대 방향을 따라 제 2 렌즈(123)로 방출한다. 제 2 렌즈(123)는 제 2 광을 제 2 평행광(L6)으로 변환한다. 제 2 평행광(L6)은 광 분배기(140)에 입사된다.
광 분배기(140)는 입사된 제 2 평행광(L6) 중 일부를 반사하고, 나머지 일부를 투과한다. 제 2 평행광(L6) 중 광 분배기(140)에 의해 반사되는 부분은 제 2 분배 반사광(L7)으로 정의된다. 제 2 평행광(L6) 중 광 분배기(140)에 의해 투과되는 부분은 제 2 분배 투과광(L8)으로 정의된다. 예시적으로, 광 분배기(140)는 제 2 분배 반사광(L7)을 제 2 방향의 반대 방향을 따라 제 3 렌즈(125)로 반사한다. 제 3 렌즈(125)는 입사된 제 2 분배 반사광(L7)을 집중하여 제 2 방향의 반대 방향을 따라 제 1 출력 포트(151)에, 즉 제 1 광 섬유(161)에 입사한다. 광 분배기(140)는 제 2 분배 투과광(L8)을 제 1 방향의 반대 방향을 따라 광 빗살 필터(130)로 투과한다. 광 빗살 필터(130)에 입사된 제 2 분배 투과광(L8) 중 광 빗살 필터(130)의 빗살 형태의 통과 대역들에 대응하는 부분은 광 빗살 필터(130)를 투과한다. 제 2 분배 투과광(L8) 중 광 빗살 필터(130)를 투과한 부분은 제 2 필터 투과광(L10)으로 정의된다. 제 2 필터 투과광(L10)은 제 1 방향의 반대 방향을 따라 제 1 렌즈(121)에 입사된다. 제 1 렌즈(121)는 제 2 필터 투과광(L10)을 집중하여 제 1 반사형 반도체 광 증폭기(111)에 입사한다.
광 빗살 필터(130)에 입사된 제 2 분배 투과광(L8) 중, 광 빗살 필터(130)의 통과 대역들에 대응하지 않는 부분은 광 빗살 필터(130)로부터 반사된다. 제 2 분배 투과광(L8) 중 광 빗살 필터(130)로부터 반사되는 부분은 제 2 필터 반사광(L9)으로 정의된다. 예시적으로, 광 빗살 필터(130)는 제 1 및 제 2 방향들과 다른 방향을 따라 제 2 필터 반사광(L9)을 반사한다.
도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 제 1 반사형 반도체 광 증폭기(111)로부터 방출된 제 1 광 중 일부인 제 1 분배 투과광(L5)이 제 2 반사형 반도체 광 증폭기(113)로 입사된다. 제 2 반사형 반도체 광 증폭기(111)는 입사된 제 1 분배 투과광(L5)을 증폭하여 방출한다. 제 2 반사형 반도체 광 증폭기(113)로부터 방출된 제 2 광 중 일부인 제 2 필터 투과광(L10)이 제 1 반사형 반도체 광 증폭기(111)로 입사된다. 제 1 반사형 반도체 광 증폭기(111)는 입사된 제 2 필터 투과광(L10)을 증폭하여 방출한다. 즉, 제 1 반사형 반도체 광 증폭기(111) 및 제 2 반사형 반도체 광 증폭기(113)는 공진기를 형성한다.
제 1 및 제 2 반사형 반도체 광 증폭기들(111, 113)에 의해 제 1 방향을 따라 공진기가 형성된다. 제 1 및 제 2 반사형 반도체 광 증폭기들(111, 113) 사이에 광 빗살 필터(130)가 형성되어 있다. 즉, 제 1 반사형 반도체 광 증폭기(111)에 입사되는 제 2 필터 투과광(L10)은 광 빗살 필터(130)를 투과한 광이다. 제 2 반사형 반도체 광 증폭기(113)에 입사되는 제 1 분배 투과광(L5)은 광 빗살 필터(130)를 투과한 광이다. 따라서, 제 1 및 제 2 반사형 반도체 광 증폭기들(111, 113)에서, 빗살 형태의 주파수 특성을 갖는 광, 즉 빗살 형태의 다파장 광이 공진한다. 공진 주파수는 제 1 및 제 2 반사형 반도체 광 증폭기들(111, 113)의 후면들 사이의 거리(D)에 의해 결정된다.
제 1 및 제 2 반사형 반도체 광 증폭기들(111)에 의해 공진되는 광 중 일부는 광 분배기(140)에 의해 분배되어 출력된다. 예시적으로, 제 1 반사형 반도체 광 증폭기(111)에 의해 방출된 제 1 광 중 제 1 분배 반사광(L4)이 광 분배기(140)에 의해 반사되어 제 2 출력 포트(163)로 출력된다. 제 2 반사형 반도체 광 증폭기(113)에 의해 방출된 제 2 광 중 제 2 분배 반사광(L7)이 광 분배기(140)에 의해 반사되어 제 1 출력 포트(161)로 출력된다. 즉, 빗살 형태의 다파장 광들이 제 1 및 제 2 포트들(161, 163)을 통해 출력된다.
제 1 반사형 반도체 광 증폭기(111)로부터 방출된 제 1 광 중 제 1 필터 반사광(L2)이 광 빗살 필터(130)에 의해 반사된다. 제 2 반사형 반도체 광 증폭기(113)로부터 방출된 제 2 광 중 제 2 필터 반사광(L9)이 광 빗살 필터(1300에 의해 반사된다. 제 1 및 제 2 필터 반사광들(L2, L9)은 제 1 및 제 2 방향들과 다른 방향을 따라 반사된다. 따라서, 제 1 및 제 2 필터 반사광들(L2, L9)은 공진되지 않으며, 외부로 출력되지 않는다.
예시적으로, 도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 광 빗살 필터(130)를 제 1 및 제 2 방향들과 다른 방향으로 기울어지게 형성함으로써, 제 1 및 제 2 필터 반사광들(L2, L9)이 제 1 및 제 2 방향들과 다른 방향을 따라 반사될 수 있다.
상술된 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따르면, 공진기를 형성하는 두 개의 반사형 반도체 광 증폭기들(111, 113)의 사이에 광 빗살 필터(130)를 형성함으로써, 빗살 형태의 다파장 광이 공진된다. 별도의 파장 제어가 요구되지 않으므로, 광 발생 장치(100)의 복잡도가 감소될 수 있다. 또한, 광 빗살 필터(130)는 수동형 광 소자이다. 광 빗살 필터(130)가 비 온도 의존(athermal) 매질로 구성되면, 별도의 온도 제어가 요구되지 않으므로 광 발생 장치(100)의 복잡도가 더 감소될 수 있다.
도 5는 도 1 내지 도 4를 참조하여 설명된 광 발생 장치(100)의 출력 광을 보여주는 그래프이다. 도 5에서, 가로 축은 파장을 나타내며 단위는 나노미터(nm)이다. 세로 축은 전력밀도를 나타내며, 단위는 데시벨미터 퍼 나노미터(dBm/nm)이다.
도 5를 참조하면, 출력 광의 발진 파장은 광 빗살 필터(130)의 통과 대역과 일치한다. 이득 중심 파장 영역의 10 개의 채널들은 -10dB 이상의 출력과 30dB 이상의 SMSR (Side-Mode Suppression Ratio)이 획득된다.
도 6은 도 1 내지 도 도 4를 참조하여 설명된 광 발생 장치(100)의 응용 예를 보여주는 측면도이다. 도 2에 도시된 광 발생 장치(100)의 측면도와 비교하면, 응용 예에 따른 광 발생 장치(100a)에 제 1 및 제 2 반사형 반도체 광 증폭기들(111, 113), 제 1 내지 제 4 렌즈들(121~127), 광 빗살 필터(130), 광 분배기(140), 그리고 제 1 및 제 2 출력 포트들(151, 153)의 하부에 열전냉각기(170, TEC, Thermoelectric Cooler)가 추가된다. 열전냉각기(170)가 추가되면, 고온에서 제 1 및 제 2 반사형 반도체 광 증폭기들(111, 113)의 증폭율이 감소하는 것이 방지될 수 있다.
도 7은 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 광 발생 장치(200)를 보여주는 평면도이다. 도 7을 참조하면, 광 발생 장치(200)는 제 1 및 제 2 반사형 반도체 광 증폭기들(211, 213), 제 1 내지 제 4 렌즈들(221~228), 광 빗살 필터(230), 광 분배기(240), 제 1 출력 포트(251), 그리고 모니터 소자(280)를 포함한다.
도 1 내지 도 4를 참조하여 설명된 바와 같이, 제 1 반사형 반도체 광 증폭기(211), 제 1 렌즈(221), 광 빗살 필터(230), 광 분배기(240), 제 2 렌즈(223), 그리고 제 2 반사형 반도체 광 증폭기(213)는 제 1 방향을 따라 형성된다. 제 1 및 제 2 반사형 반도체 광 증폭기들(211, 213)은 따라 서로 마주보고 광을 방출한다. 제 1 반사형 반도체 광 증폭기(211)는 제 1 방향으로 제 1 광을 방출하며, 제 2 반사형 반도체 광 증폭기(213)는 제 1 방향의 반대 방향으로 제 2 광을 방출한다.
제 2 방향을 따라, 제 1 출력 포트(251), 제 3 렌즈(225), 광 분배기(240), 제 4 렌즈(228), 그리고 모니터 소자(280)가 형성된다. 제 1 출력 포트(251)는 제 1 광 섬유(261)에 연결된다. 제 2 광 섬유(163)와 연결되는 제 2 출력 포트(153) 대신에 모니터 소자(280)가 제공되는 것을 제외하면, 광 발생 장치(200)는 도 1 내지 도 4를 참조하여 설명된 광 발생 장치(100)와 동일한 구조를 가지며, 동일한 방법으로 동작한다.
제 1 및 제 2 반사형 반도체 광 증폭기들(211, 213)에 의해 공진되는 빗살 형태의 다파장 광 중 일부가 광 분배기(240)에 의해 분배되어 모니터 소자(280)에 입사된다. 예시적으로, 도 3 을 참조하여 설명된 바와 같이, 광 분배기(140)에 의해 분배된 제 1 분배 반사광(L4)이 제 4 렌즈(127)에 의해 집중되어 모니터 소자(280)에 입사될 수 있다.
모니터 소자(280)는 입사되는 광을 모니터한다. 예를 들면, 모니터 소자(280)는 입사되는 광의 전력(power)를 모니터할 수 있다. 모니터 소자(280)에 의해 모니터된 결과는 외부로 출력될 수 있다. 모니터 결과에 따라, 제 1 및 제 2 반사형 반도체 광 증폭기들(211, 213)의 출력이 조절될 수 있다. 즉, 모니터 결과에 따라, 제 1 출력 포트(251)를 통해 제 1 광섬유(261)로 출력되는 빗살 형태의 다파장 광의 전력이 조절될 수 있다. 예시적으로, 모니터 소자(280)는 모니터 포토 다이오드(MPD, Monitor Photo Diode)를 포함할 수 있다.
예시적으로, 도 6을 참조하여 설명된 바와 같이, 광 발생 장치(200)에 열전냉객기(TEC)가 추가될 수 있다.
도 8은 본 발명의 제 3 실시 예에 따른 광 발생 장치(300)를 보여주는 도면이다. 도 8을 참조하면, 광 발생 장치(300)는 제 1 및 제 2 반사형 반도체 광 증폭기들(311, 313), 제 1 및 제 2 렌즈들(321, 323), 광 빗살 필터(330), 광 분배기(340), 그리고 출력 포트(390)를 포함한다. 출력 포트(390)는 입사되는 광을 집중하는 초점 렌즈를 포함한다.
제 1 반사형 반도체 광 증폭기(311), 제 1 렌즈(321), 광 빗살 필터(330), 광 분배기(340), 제 2 렌즈(323), 그리고 제 2 반사형 반도체 광 증폭기(313)는 제 1 방향을 따라 형성된다. 제 1 및 제 2 반사형 반도체 광 증폭기들(311, 313)은 서로 마주보고 광을 방출한다.
광 분배기(340) 및 출력 포트(390)는 제 1 방향과 제 2 방향의 교차점에 형성된다. 제 2 방향을 따라, 출력 포트(390) 상에 광 도파 매질이 형성된다. 예시적으로, 광 섬유(360)가 연결될 수 있다.
도 9 및 도 10은 광 발생 장치(300)에서 광이 발생되는 과정을 보여주는 도면들이다. 도 9를 참조하면, 제 1 반사형 반도체 광 증폭기(311)는 제 1 방향을 따라 제 1 렌즈(321)로 제 1 광을 방출한다. 제 1 렌즈(321)는 입사된 제 1 광을 제 1 평행광(L11)으로 변환한다. 제 1 평행광(L11)은 제 1 방향을 따라 광 빗살 필터(330)로 입사된다.
제 1 평행광(L11) 중 광 빗살 필터(330)의 통과 대역들에 대응하지 않는 부분은 광 빗살 필터(330)로부터 반사된다. 광 빗살 필터(330)로부터 반사되는 광은 제 1 필터 반사광(L12)으로 정의된다. 제 1 필터 반사광(L12)은 제 1 및 제 2 방향들과 다른 방향을 따라 반사된다.
제 1 평행광(L11) 중 광 빗살 필터(330)의 통과 대역들에 대응하는 빗살 형태의 다파장 부분은 광 빗살 필터(330)를 투과한다. 광 빗살 필터(330)를 투과하는 광은 제 1 필터 투과광(L13)으로 정의된다. 제 1 필터 투과광(L13)은 제 1 방향을 따라 광 분배기(340)로 입사된다.
광 분배기(340)는 입사되는 제 1 필터 투과광(L13) 중 일부를 반사하고 나머지 일부를 투과한다. 제 1 필터 투과광(L13) 중 광 분배기(340)에 의해 반사되는 부분은 제 1 분배 반사광(L14)으로 정의된다. 제 1 분배 반사광(L14)은 제 1 방향과 교차하는 제 2 방향을 따라 출력 포트(390)의 반대 방향으로 반사된다. 즉, 제 1 분배 반사광(L14)은 광 발생 창치(300)의 바닥부로 반사될 수 있다.
제 1 필터 투과광(L13) 중 광 분배기(340)에 의해 투과되는 부분은 제 1 분배 투과광(L15)으로 정의된다. 제 1 분배 투과광(L15)은 제 1 방향을 따라 제 2 렌즈(323)로 입사된다.
제 2 렌즈(323)는 입사되는 제 1 분배 투과광(L15)을 집중하여 제 2 반사형 반도체 광 증폭기(313)에 입사한다.
도 10을 참조하면, 제 2 반사형 반도체 광 증폭기(313)로부터 방출된 제 2 광은 제 1 방향의 반대 방향을 따라 제 2 렌즈(323)로 입사된다. 제 2 렌즈(323)는 제 2 광을 집중하여 제 2 평행광(L16)으로 변환한다. 제 2 평행광(L16)은 광 분배기(340)로 입사된다.
광 분배기(340)는 입사되는 제 2 평행광(L16) 중 일부를 반사하고 나머지 일부를 투과한다. 제 2 평행광(L16) 중 광 분배기(340)에 의해 반사되는 광은 제 2 분배 반사광(L17)으로 정의된다. 제 2 분배 반사광(L17)은 제 2 방향의 반대 방향을 따라 출력 포트(390)로 입사된다. 출력 포트(390)의 초점 렌즈는 제 2 분배 반사광(L17)을 집중하여 광 섬유(360)에 입사한다.
제 2 평행광(L16) 중 광 분배기(340)에 의해 투과되는 부분은 제 2 분배 투과광(L18)으로 정의된다. 제 2 분배 투과광(L18)은 제 1 방향의 반대 방향을 따라 광 빗살 필터(330)로 입사된다.
제 2 분배 투과광(L18) 중 광 빗살 필터(330)의 통과 대역들에 대응하지 않는 부분은 광 빗살 필터(330)로부터 반사된다. 광 빗살 필터(330)로부터 반사되는 광은 제 2 필터 반사광(L19)으로 정의된다. 제 2 필터 반사광(L19)은 제 1 및 제 2 방향들과 다른 방향을 따라 반사된다.
제 2 분배 투과광(L18) 중 광 빗살 필터(330)의 통과 대역들에 대응하는 빗살 형태의 다파장 부분은 광 빗살 필터(330)를 투과한다. 광 빗살 필터(330)를 투과하는 광은 제 2 필터 투과광(L20)으로 정의된다. 제 2 필터 투과광(L20)은 제 1 방향의 반대 방향을 따라 제 1 렌즈(321)로 입사된다.
제 1 렌즈(321)는 제 2 필터 투과광(L20)을 집중하여 제 1 반사형 반도체 광 증폭기(311)에 입사한다.
도 8 내지 도 10을 참조하면, 제 1 및 제 2 반사형 반도체 광 증폭기들(311, 313)은 제 1 방향을 따라 공진기를 형성한다. 공진기 내에 광 빗살 필터(330)가 형성되어 있다. 따라서, 제 1 및 제 2 반사형 반도체 광 증폭기들(311, 313)에 의해 형성되는 공진기에서, 빗살 형태의 다파장 광이 공진한다.
제 1 및 제 2 반사형 반도체 광 증폭기들(311, 313)에 의해 공진하는 빗살 형태의 다파장 광 중 일부는 광 분배기(340)에 의해 출력 포트(390)로 출력된다. 즉, 빗살 형태의 다파장 광이 출력 포트(390)를 통해 광 섬유(360)로 출력된다.
광 발생 장치(300)는 트랜지스터 아웃라인 캔(TOCAN, Transistor Outline can)으로 제조될 수 있다. 광 발생 장치(300)가 트랜지스터 아웃라인 캔(TOCAN)으로 제조되면, 도 8 내지 도 10에 도시된 바와 같이, 광 발생 장치(300)의 하부에 복수의 핀들이 형성될 수 있다.
예시적으로, 도 6을 참조하여 설명된 바와 같이, 광 발생 장치(300)에 열전냉각기(TEC)가 추가적으로 형성될 수 있다.
본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관하여 설명하였으나, 본 발명의 범위와 기술적 사상에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능하다. 그러므로 본 발명의 범위는 상술한 실시 예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 발명의 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
100, 100a, 200, 300; 광 발생 장치
111, 113, 211, 213, 311, 313; 반사형 반도체 광 증폭기
121, 123, 125, 127, 221, 223, 225, 227, 321, 323; 렌즈
130, 230, 330; 광 빗살 필터
140, 240, 340; 광 분배기
151, 153, 251, 390; 출력 포트
161, 163, 261, 360; 광섬유
170; 열전냉각기
280; 모니터 소자

Claims (9)

  1. 제 1 방향을 따라 제 1 광을 방출하는 제 1 반사형 반도체 광 증폭기;
    상기 제 1 반사형 반도체 광 증폭기와 서로 마주보고, 상기 제 1 방향의 반대 방향으로 제 2 광을 방출하는 제 2 반사형 반도체 광 증폭기;
    상기 제 1 및 제 2 반사형 반도체 광 증폭기들 사이에 형성되며, 입사되는 광 중 일부 광을 반사하고 나머지 광을 투과시키는 광 분배기; 및
    상기 광 분배기와 상기 제 1 반사형 반도체 광 증폭기 사이에 형성되고, 특정 주기의 파장 성분을 투과시키는 는 광 빗살 필터를 포함하는 광 발생 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 광 분배기는 상기 제 2 광 중 일부 광을 상기 제 1 방향과 교차하는 제 2 방향을 따라 반사하고, 나머지 광을 상기 광 빗살 필터로 투과시키는 광 발생 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 광 분배기는 상기 제 1 광 중 일부 광을 상기 제 2 방향의 반대 방향으로 반사하고, 나머지 광을 상기 제 2 반사형 반도체 광 증폭기로 투과시키는 광 발생 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 광 분배기로부터 상기 제 2 방향을 따라 반사되는 광을 집중하여 제 1 출력 포트에 전달하는 제 3 렌즈; 및
    상기 광 분배기로부터 상기 제 2 방향의 반대 방향을 따라 반사되는 광을 집중하여 제 2 출력 포트에 전달하는 제 4 렌즈를 더 포함하는 광 발생 장치.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 광 분배기로부터 상기 제 2 방향의 반대 방향을 따라 반사된 광을 모니터하는 모니터 포토 다이오드를 더 포함하는 광 발생 장치.
  6. 제 2 항에 있어서,
    상기 광 분배기로부터 반사되는 광을 집중하여 제 1 출력 포트로 전달하는 제 5 렌즈를 포함하고,
    상기 제 1 및 제 2 반사형 반도체 광 증폭기들, 상기 광 분배기, 상기 광 빗살 필터, 상기 제 1 출력 포트, 그리고 상기 제 5 렌즈는 트랜지스터 아웃라인 캔(TOCAN, Transistor Outline Can)을 구성하는 광 발생 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 반사형 반도체 광 증폭기로부터 입사되는 광을 평행광으로 변환하는 제 1 렌즈; 및
    상기 제 2 반사형 반도체 광 증폭기로부터 입사되는 광을 평행광으로 변환하는 제 2 렌즈를 더 포함하는 광 발생 장치.
  8. 제 2 항에 있어서,
    상기 광 빗살 필터는 입사되는 광 중 통과 대역들에 대응하지 않는 광을 상기 제 1 및 제 2 방향과 다른 제 3 방향을 따라 반사하는 광 발생 장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 반사형 반도체 광 증폭기들, 상기 광 분배기, 그리고 상기 광 빗살 필터에 인접하여 형성되는 열전냉각기(TEC, Thermoelectric Cooler)를 더 포함하는 광 발생 장치.
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