KR20160150247A - 파장 가변 레이저 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 파장 가변 레이저 장치에 관한 것으로, 상기 장치는 기판상에 형성되며, 능동 광 도파로, 전단 수동 광 도파로 및 후단 수동 광 도파로를 포함하는 광 도파로 층; 상기 광 도파로 층 상부에 위치하는 클래드 층; 및 상기 클래드 층 상부에 위치하며, 외부로부터 인가되는 전력을 공급받아 열을 발생하여 상기 클래드 층을 통해 상기 전단 및 후단 수동 광 도파로로 공급하는 파장 가변층을 포함한다.

Description

파장 가변 레이저 장치 {TUNABLE LASER APPARATUS}
본 발명은 레이저 장치에 관한 것으로, 상세하게는 열에 의한 파장 가변 특성을 향상시킬 수 있고, 좁은 선폭을 가지는 파장 가변 레이저 장치에 관한 것이다.
일반적으로 단일 파장을 출력하는 레이저 광원을 사용할 경우, 각 채널의 수만큼 레이저 광원의 수를 요구하게 되므로, 광 통신 시스템에서 파장 자원을 효율적으로 사용할 수 없다. 따라서, DWDM(Dense Wavelength Division Multiplexing) 등과 같은 광 통신 시스템에서는 파장 자원을 효율적으로 사용하기 위해 파장 가변 레이저를 요구한다.
통상 파장 가변 레이저는 한 칩에 파장 가변 레이저를 구성하는 단일집적 방식과 울 이상의 다른 물질을 이용하여 둘 이상의 칩을 제작한 후 칩들을 하이브리드 결합하는 외부공진 방식으로 구현된다.
단일집적 방식의 파장 가변 레이저는 한 칩으로 구성되므로 소형화와 저전력화가 가능한 반면, 외부공진 방식의 파장 가변 레이저는 큰 전력이 필요하고 부피가 커지는 단점이 있지만, 길이 증가로 인해 레이저 광원의 선폭이 좁아져서 코히어런트(coherent) 광통신에 적합하다는 장점이 있다.
장거리 광 전송을 하기 위해서는 광신호를 변조해야 하는데, 일반적으로 DWDM 등과 같은 광 통신 시스템에서는 주로 진폭 변조를 고속의 광 변조 방식으로 사용하지만, 진폭 변조 방식은 변조 속도가 높아질수록 레이저 스펙트럼의 폭 증가 역시 커지는 문제점을 가진다.
이러한 레이저 스펙트럼 폭 증가는 노이즈 파워를 증가시킬 뿐 아니라 광섬유의 색 분산 문제로 인해 전송거리가 매우 제한되는 단점을 가진다.
이러한 진폭 변조 방식의 단점을 극복하면서 전송 속도를 높이기 위해 위상 차이를 이용하는 이상 변조 방식이 도입될 수 있다. 하지만, 위상 변조 방식은 위상 노이즈에 민감하므로 매우 좁은 선폭을 가지는 레이저가 요구된다.
따라서, 장거리 전송이 가능하고 파장 자원을 효율적으로 사용하기 위해서는 파장 가변 레이저를 사용하고 위상변조 방식을 도입하는 방식의 코히어런트 광 통신 방식이 필요하다. 특히, 소형화와 저전력화가 가능한 파장 가변 레이저는 매우 중요한 장거리 광통신용 레이저 광원이다.
일반적으로 단일집적 파장 가변 레이저는 빠른 파장 가변 속도를 얻기 위해 전기신호 인가에 의한 굴절률 변화를 통해 파장을 가변하는 방식을 채택하고 있다. 하지만, 전기신호에 인가에 의해 생기는 노이즈(일반적으로 shot noise)는 레이저의 선폭을 넓히는 단점을 가진다.
따라서 단일집적 파장 가변 레이저를 코히어런트 광통신용 레이저로 사용하기 위해서는 열 효과에 의한 굴절률 변화를 이용하여 파장을 가변시키는 단일집적 파장 가변 레이저를 선택하고 있다. 일반적으로 열 효과를 이용하는 파장 가변 레이저의 경우 파장 가변 속도는 느리지만 좁은 선폭을 가질 수 있기 때문이다.
이와 같이 열 효과를 이용하여 파장을 가변시키기 위해서는 저전력화와 넓은 파장 가변을 얻어야 하므로 작은 열로 큰 굴절률 변화를 얻을 수 있는 효율적인 열 도파로 구조를 가져야 한다.
본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위해 안출된 것으로, 열에 의한 파장 가변 특성을 향상시킬 수 있고, 좁은 선폭을 가지는 파장 가변 레이저 장치를 제공하기 위함이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 파장 가변 레이저 장치는, 기판상에 형성되며, 능동 광 도파로, 전단 수동 광 도파로 및 후단 수동 광 도파로를 포함하는 광 도파로 층; 상기 광 도파로 층 상부에 위치하는 클래드 층; 및 상기 클래드 층 상부에 위치하며, 외부로부터 인가되는 전력을 공급받아 열을 발생하여 상기 클래드 층을 통해 상기 전단 및 후단 수동 광 도파로로 공급하는 파장 가변층을 포함한다.
상기 전단 수동 광 도파로 및 상기 후단 수동 광 도파로는 상기 능동 광 도파로의 양측에 각각 Butt-Joint 방식으로 결합될 수 있다.
한편, 상기 파장 가변층은 적어도 하나 이상의 히터를 포함하고, 상기 히터의 양측 주변에 위치하는 클래드 층에 제 1 홈이 형성되어, 상기 광 도파로 층이 상기 제 1 홈 사이에 위치하는 구조일 수 있다.
또한, 상기 광 도파로 층의 하부에 위치하며, 상기 제 1 홈의 하부를 연결하는 제 2 홈이 더 형성되어, 상기 광 도파로 층이 상기 제 1 및 제 2 홈에 의해 감싸지는 구조일 수 있다.
이때, 상기 제 1 홈은 마름모 형태인 경우, 상기 제 1 및 제 2 홈에 의해 감싸지는 영역은 역 마름모 형태가 된다.
상기 제 1 및 제 2 홈에는 공기 또는 단열재가 채워질 수 있다.
한편, 전단 추출형 회절격자가 상기 전단 수동 광 도파로의 상부에 형성되고, 후단 추출형 회절격자가 상기 후단 수동 광 도파로의 상부에 형성된다.
이때, 상기 전단 추출형 회절격자 및 상기 후단 추출형 회절격자는 상기 파장 가변층으로부터 발생하고 상기 클래드 층을 통해 전달되는 열에 의해 굴절률이 변화된다.
상기 파장 가변층은, 상기 전단 수동 광 도파로와 대응하도록 상기 클래드 층 상부에 위치하는 제 1 히터; 및 상기 후단 수동 광 도파로와 대응하도록 상기 클래드 층 상부에 위치하는 제 2 히터를 포함한다.
또한, 상기 파장 가변층은 외부로부터 인가되는 전류를 공급받으며, 상기 능동 광 도파로와 대응하도록 상기 클래드 층 상부에 위치하는 전극; 및 상기 전극과 상기 제 1 히터 또는 상기 전극과 상기 제 2 히터 사이에 위치하는 제 3 히터를 포함한다.
본 발명의 다양한 실시 예에 따르면, 열 효과에 의한 파장 가변 특성을 효율적으로 얻을 수 있고 좁은 선폭을 가질 수 있는 파장 가변 레이저 장치가 제공된다.
또한, 본 발명의 다양한 실시 예에 따르면, 파장 자원을 유연하게 사용할 수 있도록 파장 가변이 가능할 뿐만 아니라 작은 열로 큰 파장 가변을 얻을 수 있다.
도 1(a) 본 발명의 실시 예에 따른 히터를 포함한 단일집적 파장 가변 레이저의 구성을 도시한 단면도이다.
도 1(b)는 도 1(a)의 단일집적 파장 가변 레이저의 구성을 도시한 상면도이다.
도 2는 열 도파로가 형성되지 않은 경우의 열 전달 경로의 일례를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 제 1 도파로가 형성된 경우의 열 전달 경로의 일례를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 제 2 도파로가 형성된 경우의 열 전달 경로의 일례를 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 제 3 도파로가 형성된 경우의 열 전달 경로의 일례를 도시한 도면이다.
이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
실시 예를 설명함에 있어서 본 발명이 속하는 기술 분야에 익히 알려져 있고 본 발명과 직접적으로 관련이 없는 기술 내용에 대해서는 설명을 생략한다. 이는 불필요한 설명을 생략함으로써 본 발명의 요지를 흐리지 않고 더욱 명확히 전달하기 위함이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.
본 발명의 다양한 실시 예에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명의 다양한 실시 예를 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명의 다양한 실시 예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 갖는다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명의 다양한 실시 예에서 명백하게 정의되지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
도 1(a) 본 발명의 실시 예에 따른 히터를 포함한 단일집적 파장 가변 레이저의 구성을 도시한 단면도이고, 도 1(b)는 도 1(a)의 단일집적 파장 가변 레이저의 구성을 도시한 상면도이다.
본 실시 예에서는 단일집적 파장 가변 레이저의 구성을 기반으로 본 발명의 기술적 사상을 설명하나, 본 발명의 사상이 단일집적 파장 가변 레이저에 국한되는 것은 아니며 다른 형태의 파장 가변 레이저에도 적용될 수 있음은 물론이다.
도 1(a) 및 1(b)를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 히터를 적용한 단일집적 파장 가변 레이저(100, 이하 '레이저')는 기판(110)과, 기판(110) 상에 순차적으로 형성되는 광 도파로 층(130), 클래드 층(150), 파장 가변층(170)을 포함한다.
상기 광 도파로 층(130)은 능동 광 도파로(131), 능동 광 도파로(131)의 전단(도면 상 외쪽)에 위치하는 제 1 수동 광 도파로(133, 이하 '전단 수동 광 도파로') 및 능동 광 도파로(121)의 후단(도면 상 오른쪽)에 위치하는 제 1 수동 광 도파로(135, 이하 '후단 수동 광 도파로')를 포함한다.
이하에서는 전단 수동 광 도파로와 후단 수동 광 도파로를 통칭하여 '수동 광 도파로'라고 하고, 수동 광 도파로와 능동 광 도파로를 통항하여 '광 도파로'라고 한다.
이때, 상기 능동 광 도파로(131)는 전단 수동 광 도파로(133) 및 후단 수동 광 도파로(135)와 Butt-Joint 방식으로 결합된다.
한편, 상기 능동 광 도파로(131)는 이득 매질을 성장시켜 형성되는 영역('능동 영역')이고, 상기 수동 광 도파로(133, 135)는 수동 영역 매질을 성장시켜 형성되는 영역('수동 영역')이며, 상기 능동 광 도파로(131)는 외부로부터 전류가 인가되면 광신호가 출력되는 영역으로써, 파장 가변층(170)의 전극(171)과 함께 '이득부'를 형성한다.
일례로, 상기 수동 광 도파로(133, 135)는 이득 매질을 성장시켜 능동 영역을 형성한 후, 이득 매질의 일부를 식각하고, 식각된 영역에 수동 영역 매질을 성장시키는 방법을 통해 형성될 수 있다.
레이저가 단일 파장을 출력하면서 단일 파장을 가변시키기 위해서는 파장 가변 필터가 필요하며, 본 발명의 실시 예에서는 파장 가변 필터로 추출형 회절격자를 사용하는 것을 예로 들어 설명한다.
이러한 추출형 회절격자는 전단 수동 광 도파로(133) 및 후단 수동 광 도파로(135)에 각각 형성되는데, 전단 수동 광 도파로(133)와 후단 수동 광 도파로(135)의 상부를 파장 가변 필터로서 이용하기에 적합하게 식각하여 전단 추출형 회절격자(137)와 후단 추출형 회절격자(139)를 형성한다.
즉, 전단 수동 광 도파로(133)에는 전단 추출형 회절격자(137)가 형성되고, 후단 수동 광 도파로(135)에는 후단 추출형 회절격자(139)가 형성된다.
이와 같이 추출형 회절격자(137, 139)가 수동 광 도파로(133, 135)에 형성되면, 추출형 회절격자(137, 139)는 특정 파장 간격을 가지는 다중 파장들을 반사시키며, 파장 간격은 추출형 회절격자(137, 139)의 주기에 의해 결정된다.
이때, 전단 추출형 회절격자(137)의 파장 간격과 후단 추출형 회절격자(139)의 파장 간격을 다르게 하면, Vernier 효과에 의해 넓은 파장 가변 영역을 얻을 수 있다.
또한, 전단 추출형 회절격자(137) 및 후단 추출형 회절격자(139)는 열에 의해 굴절률이 변하는 특성이 있기 때문에, 열 공급을 통해 반사 파장을 가변시킬 수 있고, 이에 따라 레이저(100)의 출력 파장을 가변시킬 수 있다.
상기 클래드 층(150)은 광 도파로 층(130)과 파장 가변층(170) 사이에 위치하여, 파장 가변층(170)에서 공급하는 열을 광 도파로 층(130)으로 전달한다.
따라서, 상기 클래드 층(150)의 변화에 따라 광 도파로 층(130)과 파장 가변층(170) 사이의 열 전달 특성 및 효율이 달라지기 때문에, 상기 클래드 층(150)은 파장 가변층(170)에서 공급하는 열을 광 도파로 층(130)으로 잘 전달할 수 있도록 형성되어야 한다.
상기 파장 가변층(170)은 전극(171), 제 1 히터(173), 제 2 히터(175) 및 제 3 히터(177)를 포함한다. 이때, 상기 제 1 내지 제 3 히터(173, 175, 177)는 크롬(Cr), 티타늄(Ti), 플래티늄(Pt), 니켈(Ni) 금과 같은 금속 중 하나 혹은 그 이상을 포함하여 형성될 수 있다.
상기 전극(171)은 능동 광 도파로(131)와 대응하도록 위치하며, 외부로부터 전류를 공급받는다. 이때, 상기 전극(171)에 전류가 공급되면, 능동 광 도파로(131)는 광신호를 출력하며, 상기 전극(171)과 능동 광 도파로(131)는 '이득부'를 형성한다. 즉, 상기 이득부는 능동 광 도파로(131)와 전극(171)으로 구성된다.
상기 제 1 히터(173)는 전단 수동 광 도파로(133)와 대응하도록 위치하며, 외부로부터 전력을 공급받아 열을 발생시킨다. 상기 제 1 히터(173)에 의해 발생되는 열은 클래드 층(150)을 통해 전단 추출형 회절격자(137)로 전달된다.
상기 제 2 히터(175)는 후단 수동 광 도파로(135)와 대응하도록 위치하며, 외부로부터 전력을 공급받아 열을 발생시킨다. 상기 제 2 히터(175)에 의해 발생되는 열은 클래드 층(150)을 통해 후단 추출형 회절격자(139)로 전달된다.
상기 제 3 히터(177)는 전극(171)과 인접하여 위치하며, 외부로부터 전력을 공급받아 열을 발생시킨다. 예를 들어, 상기 제 3 히터(177)는 전극(171)과 제 1 히터(173) 사이 혹은 전극(171)과 제 2 히터(175) 사이에 위치할 수 있다.
상기 제 3 히터(177)에 의해 발생되는 열은 전극(171)으로 전달되어, 공진 파장을 가변시키므로, 레이저(100)의 출력 파장을 가변시킬 수 있다. 또한, 상기 제 2 히터(177)의 형성 위치에 따라 상기 제 3 히터(177)에 의해 발생되는 열은 전단 추출형 회절격자(137) 혹은 후단 추출형 회절격자(139)로 전달될 수 있다.
즉, 제 1 내지 제 3 히터(173, 175, 177)로부터 발생되는 열을 기반으로 반사 파장 및 공진 파장을 변경시킬 수 있고, 이러한 반사 파장 및 공진 파장의 변경을 통해 레이저(100)의 출력 파장을 가변시킬 수 있다.
한편, 제 1 내지 제 3 히터(173, 175, 177)에 의해 발생된 열이 클래드층(150)을 통해 잘 전달될 수 있도록 열 도파로를 형성하는 것이 바람직하다.
이에, 본 발명의 실시 예에서는, 제 1 히터(173)의 양쪽, 제 2 히터(175)의 양쪽 및 제 3 히터(177)의 양쪽에 홈(190, 191, 192, 193, 194, 195)을 형성하고, 홈(190, 191, 192, 193, 194, 195) 내로 공기 혹은 단열재를 채움으로써 열 도파로를 형성한다.
즉, 본 발명의 실시 예에 있어서의 열 도파로는 제 1 내지 제 3 히터(173, 175, 177)에 형성되는 홈(190, 191, 192, 193, 194, 195)에 공기 또는 단열재가 채워진 형태이다.
이상에서는 본 발명의 실시 예에 따른 히터를 포함한 단일집적 파장 가변 레이저의 구성 및 동작에 대해서 살펴보았다. 이하에서는 본 발명의 실시 예에 따른 파장 가변 레이저에 구비되는 열 도파로에 대해서 좀 더 구체적으로 살펴보도록 한다.
도 2는 열 도파로가 형성되지 않은 경우의 열 전달 경로의 일례를 도시한 도면이고, 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 제 1 도파로가 형성된 경우의 열 전달 경로의 일례를 도시한 도면이고, 도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 제 2 도파로가 형성된 경우의 열 전달 경로의 일례를 도시한 도면이며, 도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 제 3 도파로가 형성된 경우의 열 전달 경로의 일례를 도시한 도면이다.
여기서, 도 2 내지 도 5에 도시된 단면은 도 1의 절취선 A-A', B-B' 혹은 C-C'을 따라 절취한 단면도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 열 도파로가 형성되어 있지 않은 경우에는 히터(201)에 의해 발생되는 열(202)은 클래드 층(203)의 여러 방향으로 퍼지기 때문에 광 도파로(204)에 전달되는 열이 적고, 이로 인하여 열에 의한 광 도파로의 굴절률 변화가 적으므로 파장 가변은 좁은 영역에서만 가능하다.
따라서, 도 3에 도시된 바와 같이, 광 도파로(204)의 양측 주변에 제 1 홈(301, 302)을 형성하고, 제 1 홈(301, 302)에 공기 또는 단열재를 채우면, 열이 전달되는 열 도파로가 제 1 홈(301, 302) 사이로 제한되기 때문에, 히터(201)에 의해 형성되는 열(202)은 도 2의 경우보다 높은 열 전달 효율로 클래드 층(203)을 통해 광 도파로(204)로 전달되기 때문에, 파장 가변 영역은 도 2의 경우보다 커진다.
다른 말로 표현하면, 광 도파로(204)의 양측 주변에 열 차단부(301, 302)가 형성되기 때문에, 열 전달 경로는 열 차단부(301, 302) 사이로 국한되는 것이다.
따라서, 도 3에 있어서의 열 차단부는 광 도파로(204)의 양측 주변에 형성되어, 공기 또는 단열재가 채워지는 제 1 홈(301, 302)이 된다. 이때, 상기 제 1 홈(301, 203)과 광 도파로(204) 사이의 이격 거리는 설계 환경에 따라 당업자에 의해 적절하게 선택될 수 있다.
하지만, 도 3에와 같이 열 도파로가 형성되면, 광 도파로(204)로 전달되지 못하고 클래드 층(203)을 따라 빠져나가는 열(202a)이 있으므로 열 전달 효율을 최대로 하기 위해서는 이를 보완해 줄 필요가 있다.
이와 같이 열 전달 효율을 증대시키기 위해서, 도 4에 도시된 바와 같이, 광 도파로(204)의 하부에 제 1 홈(401)을 형성하고, 제 2 홈(401)에 공기 또는 단열재를 채우면, 열이 전달되는 열 도파로가 제 1 및 제 2 홈(301, 302, 401)에 감싸지는 구조가 되기 때문에, 광 도포로(204)로의 열 전달 효율이 증대되므로, 광 도파로(204)의 굴절률 변화는 커지게 된다.
이때, 제 2 홈(401)은 제 1 홈(301, 302)의 하부를 연결하도록 형성되는 것이 바람직하다. 또한, 제 2 홈(401)과 광 도파로(204) 사이의 이격 거리는 설계 환경에 따라 적절하게 조절될 수 있다.
다른 말로 표현하면, 광 도파로(204)의 양측 주변 및 하부에 열 차단부(301, 302, 401)가 형성되기 때문에, 열 전달 경로는 열 차단부(301, 302, 401) 내로 국한되는 것이다. 즉, 광 도파로(204)로 전달되지 못하고 클래드 층(203)을 따라 하부로 이동하던 열(202b)은 열 차단부(401)에 의해 이동 경로가 변경되어 광 도파로(204)로 전달된다. 따라서, 적은 전력을 사용해서 파장 가변 영역을 넓힐 수 있다.
결국, 도 4에 있어서의 열 차단부는 광 도파로(204)의 양측 주변에 형성되어, 공기 또는 단열재가 채워지는 제 1 홈(301, 302)과 광 도파로(204)의 하부에 형성되어, 공기 또는 단열재가 채워지는 제 2 홈(401)으로 이루어진다.
하지만, 도 4와 같이 열 도파로가 사각형 구조로 형성되면, 열 전달 경로가 다소 넓어, 히터(201)에서 발생되는 열을 높은 효율로 광 도파로(204)로 전달할 수 있는 구조가 필요하다.
이에, 도 5에 도시된 바와 같이, 광 도파로(204)의 양측 주변에 제 3 홈(501, 502)을 형성하고, 광 도파로(204)의 하부에 제 4 홈(503)을 형성하되, 제 3 홈(501, 502)을 마름모 구조로 형성한다.
따라서, 제 3 홈(501, 502) 및 제 4 홈(503)에 의해 규정되는 열 도파로는 역 마름모 구조가 된다. 이와 같이 열 도파로가 역 마름모 구조로 형성되면, 사각형 구조의 열 도파로의 경우에 비해 좁은 열 도파로 면적을 가지므로, 히터(201)에서 발생된 열(202)이 높은 효율로 광 도파로(204)로 전달된다. 따라서, 적은 전력만을 사용하여도 넓은 파장 가변 영역을 얻을 수 있다.
역 마름모 구조의 열 도파로를 형성하는 방법에는 다양한 방법이 있을 수 있으나, 일례로, 광 도파로 하부에 클래드층(203)과 다른 물질로 제 4 홈(503)을 형성하고자 하는 위치에 성장시킨 상태에서, 마름모 형태로 제 3 홈(501, 502)을 형성한 후, 선택적 습식 시각을 이용하여 물질을 식각하는 과정을 통해 역 마름모 구조의 열 도파로를 형성할 수 있다.
이때, 제 3 홈(501, 502)을 형성하기 위한 물질로는 InP을 사용할 수 있고, 제 4 홈(503)을 형성하기 위한 물질로는 InGaAsP 또는 InAlGaAs을 사용할 수 있다.
또한, 제 3 홈(501, 502)을 형성하기 위해 사용되는 식각 용액으로는 브롬산(HBr)과 인산(H3PO4)을 혼합한 용액을 사용하고 있고, 제 4 홈(503)을 형성하기 위해 사용되는 식각 용액으로는 황산(H2SO4), 과산화수소(H2O2) 및 물을 혼합한 용액을 사용할 수 있다.
이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시 예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
상술한 실시 예들에서, 모든 단계는 선택적으로 수행의 대상이 되거나 생략의 대상이 될 수 있다. 또한, 각 실시 예에서 단계들은 반드시 순서대로 일어날 필요는 없으며, 뒤바뀔 수 있다. 한편, 본 명세서와 도면에 개시된 본 명세서의 실시 예들은 본 명세서의 기술 내용을 쉽게 설명하고 본 명세서의 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것일 뿐이며, 본 명세서의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 즉 본 명세서의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형 예들이 실시 가능하다는 것은 본 명세서가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.
한편, 본 명세서와 도면에는 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 개시하였으며, 비록 특정 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 발명의 이해를 돕기 위한 일반적인 의미에서 사용된 것이지, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시 예 외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형 예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.
100: 파장 가변 레이저 110: 기판
130: 광 도파로 층 131: 능동 광 도파로
133: 전단 수동 광 도파로 135: 후단 수동 광 도파로
137: 전단 추출형 회절격자 139: 후단 추출형 회절격자
150: 클래드 층 170: 파장 가변층
171: 전극 173, 175, 177: 히터

Claims (11)

  1. 기판상에 형성되며, 능동 광 도파로, 전단 수동 광 도파로 및 후단 수동 광 도파로를 포함하는 광 도파로 층;
    상기 광 도파로 층 상부에 위치하는 클래드 층; 및
    상기 클래드 층 상부에 위치하며, 외부로부터 인가되는 전력을 공급받아 열을 발생하여 상기 클래드 층을 통해 상기 전단 및 후단 수동 광 도파로로 공급하는 파장 가변층을 포함하는 파장 가변 레이저 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 전단 수동 광 도파로 및 상기 후단 수동 광 도파로는 상기 능동 광 도파로의 양측에 각각 Butt-Joint 방식으로 결합되는 파장 가변 레이저 장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 파장 가변층은 적어도 하나 이상의 히터를 포함하는 파장 가변 레이저 장치.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 히터의 양측 주변에 위치하는 클래드 층에 제 1 홈이 형성되어, 상기 광 도파로 층이 상기 제 1 홈 사이에 위치하는 파장 가변 레이저 장치.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 광 도파로 층의 하부에 위치하며, 상기 제 1 홈의 하부를 연결하는 제 2 홈이 더 형성되어, 상기 광 도파로 층이 상기 제 1 및 제 2 홈에 의해 감싸지는 파장 가변 레이저 장치.
  6. 제 4항에 있어서,
    상기 제 1 홈이 마름모 형태인 경우, 상기 제 1 및 제 2 홈에 의해 감싸지는 영역은 역 마름모 형태가 되는 파장 가변 레이저 장치.
  7. 제 4항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 홈에는 공기 또는 단열재가 채워지는 파장 가변 레이저 장치.
  8. 제 1항에 있어서,
    전단 추출형 회절격자가 상기 전단 수동 광 도파로의 상부에 형성되고, 후단 추출형 회절격자가 상기 후단 수동 광 도파로의 상부에 형성되는 파장 가변 레이저 장치.
  9. 상기 제 8항에 있어서,
    상기 전단 추출형 회절격자 및 상기 후단 추출형 회절격자는 상기 파장 가변층으로부터 발생되어 상기 클래드 층을 통해 전달되는 열에 의해 굴절률이 변화되는 파장 가변 레이저 장치.
  10. 제 1항에 있어서,
    상기 파장 가변층은,
    상기 전단 수동 광 도파로와 대응하도록 상기 클래드 층 상부에 위치하는 제 1 히터; 및
    상기 후단 수동 광 도파로와 대응하도록 상기 클래드 층 상부에 위치하는 제 2 히터를 포함하는 파장 가변 레이저 장치.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 파장 가변층은,
    외부로부터 인가되는 전류를 공급받으며, 상기 능동 광 도파로와 대응하도록 상기 클래드 층 상부에 위치하는 전극; 및
    상기 전극과 상기 제 1 히터 또는 상기 전극과 상기 제 2 히터 사이에 위치하는 제 3 히터를 포함하는 파장 가변 레이저 장치.
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