KR20230054735A - 레이저 광원 장치 - Google Patents
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Abstract
리드 핀(2a, 2b)이 금속 스템(1)을 관통하고 있다. 지지 블록(3)이 금속 스템(1) 위에 실장되어 있다. 유전체 기판(4)이 지지 블록(3)의 측면에 실장되어 있다. 신호 선로(5a, 5b)가 유전체 기판(4)에 형성되어 있다. 신호 선로(5a, 5b)의 일단이 리드 핀(2a, 2b)에 접속되어 있다. 반도체 광 변조 소자(6)가 유전체 기판(4)에 실장되어 있다. 도전성 와이어(8a, 8b)가 신호 선로(5a, 5b)의 타단과 반도체 광 변조 소자(6)를 접속한다. 반도체 광 변조 소자(6)는 서로 분리된 복수의 광 변조기(6b, 6c)를 구비한다.
Description
본 개시는 반도체 광 변조 소자를 갖는 레이저 광원 장치에 관한 것이다.
SNS, 동영상 공유 서비스 등의 보급이 세계적 규모로 진행되고 있고, 데이터 전송의 대용량화가 가속되고 있다. 이것에 수반해서, 한정된 실장 스페이스에서 신호의 고속 대용량 전송화에 대응하기 위해, 광 트랜스시버(optical transceivers)의 고속화·소형화가 진행되고 있다.
반도체 광 변조 소자를 탑재한 종래의 레이저 광원 장치로서, 금속 스템을 관통하는 리드 핀과 AC-GND를 코플레나 선로로 변환하고, 온도 제어 모듈 위에 실장된 반도체 광 변조 소자에 접속한 것이 개시되어 있다(예를 들면, 특허문헌 1 참조).
종래의 레이저 광원 장치에서는, 단일의 광 변조기를 갖는 반도체 광 변조 소자를 이용하고, 반도체 광 변조 소자에의 전기 신호 입력 방식은 단층 구동 방식이었다. 광 변조기의 길이를 단척화하면 광대역화할 수 있다. 그러나, 단척화와 소광비(extinction ratio)는 트레이드 오프의 관계에 있다. 이 때문에, 광 변조기를 단척화해서 광대역화하려고 하면 충분한 소광비를 확보할 수 없다는 문제가 있었다.
본 개시는 상술과 같은 과제를 해결하기 위해서 이뤄진 것으로, 그 목적은 충분한 소광비를 확보하면서 광대역화할 수 있는 레이저 광원 장치를 얻는 것이다.
본 개시에 따른 레이저 광원 장치는, 금속 스템과, 상기 금속 스템을 관통하는 리드 핀과, 상기 금속 스템 위에 실장된 지지 블록과, 상기 지지 블록의 측면에 실장된 유전체 기판과, 상기 유전체 기판에 형성되고, 일단이 상기 리드 핀에 접속된 신호 선로와, 상기 유전체 기판에 실장된 반도체 광 변조 소자와, 상기 신호 선로의 타단과 상기 반도체 광 변조 소자를 접속하는 도전성 와이어를 구비하며, 상기 반도체 광 변조 소자는 서로 분리된 복수의 광 변조기를 갖는 것을 특징으로 한다.
본 개시에서는, 반도체 광 변조 소자는 서로 분리된 복수의 광 변조기를 구비한다. 이것에 의해, 각 광 변조기의 길이가 종래보다 단척화되기 때문에, 정전 용량이 작아진다. 따라서, 주파수 대역에 대한 이득이 향상되어 광대역화가 가능해진다. 또한, 복수의 광 변조기에 의해 종래의 하나의 광 변조기와 동등의 소광비를 확보할 수 있다.
도 1은 실시형태 1에 따른 레이저 광원 장치를 도시하는 사시도이다.
도 2는 실시형태 1에 따른 반도체 광 변조 소자의 광 변조기부를 도시하는 평면도이다.
도 3은 실시형태 1에 따른 레이저 광원 장치의 회로 구성을 도시하는 도면이다.
도 4는 종래의 레이저 광원 장치의 주파수 응답 특성의 3차원 전자계 시뮬레이션 결과를 도시하는 도면이다.
도 5는 실시형태 1에 따른 레이저 광원 장치의 주파수 응답 특성의 3차원 전자계 시뮬레이션 결과를 도시하는 도면이다.
도 6은 실시형태 2에 따른 레이저 광원 장치의 회로 구성을 도시하는 도면이다.
도 7은 실시형태 3에 따른 레이저 광원 장치의 일부를 도시하는 평면도이다.
도 8은 도 7의 Ⅰ-Ⅱ에 따른 단면도이다.
도 9는 실시형태 4에 따른 레이저 광원 장치의 일부의 단면도이다.
도 10은 실시형태 5에 따른 레이저 광원 장치의 일부의 단면도이다.
도 11은 실시형태 5에 따른 레이저 광원 장치를 도시하는 사시도이다.
도 12는 실시형태 7에 따른 레이저 광원 장치를 도시하는 단면도이다.
도 13은 실시형태 8에 따른 레이저 광원 장치를 도시하는 측면도이다.
도 2는 실시형태 1에 따른 반도체 광 변조 소자의 광 변조기부를 도시하는 평면도이다.
도 3은 실시형태 1에 따른 레이저 광원 장치의 회로 구성을 도시하는 도면이다.
도 4는 종래의 레이저 광원 장치의 주파수 응답 특성의 3차원 전자계 시뮬레이션 결과를 도시하는 도면이다.
도 5는 실시형태 1에 따른 레이저 광원 장치의 주파수 응답 특성의 3차원 전자계 시뮬레이션 결과를 도시하는 도면이다.
도 6은 실시형태 2에 따른 레이저 광원 장치의 회로 구성을 도시하는 도면이다.
도 7은 실시형태 3에 따른 레이저 광원 장치의 일부를 도시하는 평면도이다.
도 8은 도 7의 Ⅰ-Ⅱ에 따른 단면도이다.
도 9는 실시형태 4에 따른 레이저 광원 장치의 일부의 단면도이다.
도 10은 실시형태 5에 따른 레이저 광원 장치의 일부의 단면도이다.
도 11은 실시형태 5에 따른 레이저 광원 장치를 도시하는 사시도이다.
도 12는 실시형태 7에 따른 레이저 광원 장치를 도시하는 단면도이다.
도 13은 실시형태 8에 따른 레이저 광원 장치를 도시하는 측면도이다.
실시형태에 따른 레이저 광원 장치에 대해 도면을 참조해 설명한다. 동일한 또는 대응하는 구성요소에는 동일 부호를 부여하고, 설명의 반복을 생략하는 경우가 있다.
실시형태 1
도 1은 실시형태 1에 따른 레이저 광원 장치를 도시하는 사시도이다. 금속 스템(1)은, 예를 들면 Cu 등의 열전도율이 높은 재료의 표면에 Au 도금 등이 실시된 금속 재료로 이뤄지는 판형상의 스템 베이스이다.
리드 핀(2a, 2b, 2c)이 금속 스템(1)을 관통하고 있다. 지지 블록(3)이 금속 스템(1) 위에 실장되어 있다. 지지 블록(3)은, 예를 들면 Cu 등의 열전도율이 높은 재료의 표면에 Au 도금 등이 실시된 금속 재료의 블록이다.
유전체 기판(4)이 지지 블록(3)의 측면에 실장되어 있다. 유전체 기판(4)은, 예를 들면 질화 알루미늄(AlN) 등의 세라믹판이다. 차동 구동용 신호 선로(5a, 5b) 및 그라운드 도체(5c)는 유전체 기판(4)에 형성된 Au 도금 및 메탈라이즈 패턴이다. 차동 구동용 신호 선로(5a, 5b)는 코플레나 선로 또는 마이크로 스트립 선로이며, 신호 발생기의 출력 임피던스와 동등의 임피던스로 되어 있다. 그라운드 도체(5c)는, 예를 들면 SnAgCu 땜납 등에 의해 금속 스템(1)에 접속되어 있다.
반도체 광 변조 소자(6)가 유전체 기판(4)에 실장되어 있다. 반도체 광 변조 소자(6)는 분포 귀환형 레이저 다이오드(6a)와 2개의 전계 흡수 형광 변조기(6b, 6c)를 모노리식으로 집적한 광 변조기 집적형 레이저 다이오드(EAM-LD)이다. 전계 흡수 형광 변조기(6b, 6c)는 예를 들면 InGaAsP계 양자 우물 흡수층을 구비한다.
차동 구동용 신호 선로(5a, 5b)의 일단이 각각 땜납(7a, 7b)에 의해 리드 핀(2a, 2b)에 접속되어 있다. 땜납(7a, 7b)은 SnAgCu 등의 재료로 이뤄진다. Au 등으로 이뤄지는 도전성 와이어(8a, 8b)가 각각 차동 구동용 신호 선로(5a, 5b)의 타단과 반도체 광 변조 소자(6)의 전계 흡수 형광 변조기(6b, 6c)를 접속한다. Au 등으로 이뤄지는 도전성 와이어(8c)가 리드 핀(2c)과 분포 귀환형 레이저 다이오드(6a)를 접속한다. 와이어 본딩에는 예를 들면 초음파 진동 압착이 이용된다.
금속 스템(1)은 지지 블록(3), 유전체 기판(4) 및 반도체 광 변조 소자(6)를 고정한다. 지지 블록(3)은 유전체 기판(4) 및 반도체 광 변조 소자(6)를 고정한다. 유전체 기판(4)은 반도체 광 변조 소자(6)를 고정한다. 일반적으로, 유전체 기판(4)은 전기 절연 기능 및 열 전달 기능을 담당한다. 반도체 광 변조 소자(6)에 대해 발생한 열은 금속 스템(1), 지지 블록(3) 및 유전체 기판(4)을 거쳐서 금속 스템(1)의 Z축부 방향측의 냉각 부재(도시하지 않음)에 방열된다.
분포 귀환형 레이저 다이오드(6a)는 리드 핀(2c) 및 도전성 와이어(8c)를 거쳐서 급전되고, 레이저 광을 출사한다. 전기 신호가 리드 핀(2a, 2b)으로부터 입력되고, 땜납(7a, 7b)을 거쳐서 차동 구동용 신호 선로(5a, 5b)에 전달된 후, 도전성 와이어(8a, 8b)를 거쳐서 반도체 광 변조 소자(6)의 복수의 광 변조기(6b, 6c)에 인가된다. 서로 접속된 금속 스템(1), 지지 블록(3) 및 유전체 기판(4)의 그라운드 도체(5c)가 AC 그라운드로서 작용하고, 리드 핀(2a, 2b)에 입력된 전기 신호는 금속 스템(1)에 전자적으로 결합된다.
분포 귀환형 레이저 다이오드(6a)가 출사한 레이저 광이 전계 흡수 형광 변조기(6b, 6c)에 의해 순차적으로 변조된다. 변조된 레이저 광이 반도체 광 변조 소자(6)의 발광점으로부터 칩 단면에 대해서 수직 또한 칩 주면에 대해서 평행한 광축에 따라 방사된다.
도 2는 실시형태 1에 따른 반도체 광 변조 소자의 광 변조기부를 도시하는 평면도이다. 전계 흡수 형광 변조기(6b, 6c)와 투명 도파로(9)가 InP 기판(10) 위에 설치되어 있다. 전계 흡수 형광 변조기(6b, 6c)의 반도체층은 절연층(11)에 의해 서로 절연 분리되어 있다. 전계 흡수 형광 변조기(6b, 6c)의 흡수층은 투명 도파로(9)에 의해 광학적으로 연결되어 있다. 전계 흡수 형광 변조기(6b)의 p형 전극과 p형 전극 패드(6bp)가 급전 라인(12)에 의해 전기적으로 접속되어 있다. 전계 흡수 형광 변조기(6c)의 p형 전극과 p형 전극 패드(6cp)가 급전 라인(13)에 의해 전기적으로 접속되어 있다.
전계 흡수 형광 변조기(6b)의 n형 전극 패드(6bn)와 전계 흡수 형광 변조기(6c)의 p형 전극 패드(6cp)가 도전성 와이어 등으로 접속되고, 전계 흡수 형광 변조기(6b)와 전계 흡수 형광 변조기(6c)가 직렬적으로 접속되어 있다. 전계 흡수 형광 변조기(6b)의 p형 전극 패드(6bp)와 전계 흡수 형광 변조기(6c)의 n형 전극 패드(6cn)는 각각 차동 구동용 신호 선로(5a, 5b)에 와이어 접속된다.
도 3은 실시형태 1에 따른 레이저 광원 장치의 회로 구성을 도시하는 도면이다. 신호 발생기(14)로부터 출력된 차동 전기 신호는 차동 구동용 신호 선로(5a, 5b) 및 도전성 와이어(8a, 8b)를 거쳐서 반도체 광 변조 소자(6)에 급전된다. 신호 발생기(14)로부터의 최대 전압 진폭을 얻기 위해, 정합 저항(15)이 반도체 광 변조 소자(6)와 병렬로 신호 선로(16a, 16b)를 거쳐서 접속되어 있다.
반도체 광 변조 소자(6)의 2개의 전계 흡수 형광 변조기(6b, 6c)는 직렬로 접속되어 있다. 따라서, 전계 흡수 형광 변조기(6b, 6c)의 정전 용량을 각각 C1, C2로 하면, 합성 정전 용량 C는 C=C1×C2/(C1+C2)가 된다.
도 4는 종래의 레이저 광원 장치의 주파수 응답 특성의 3차원 전자계 시뮬레이션 결과를 도시하는 도면이다. 도 5는 실시형태 1에 따른 레이저 광원 장치의 주파수 응답 특성의 3차원 전자계 시뮬레이션 결과를 도시하는 도면이다. 종축은 통과 특성 S21이다. 종래의 레이저 광원 장치에서는 광 변조기가 1개이다. 실시형태 1에서는, 종래의 광 변조기의 1/2의 길이의 광 변조기를 2개 직렬 접속하고 있다. 종래의 레이저 광원 장치에서는 3㏈ 통과 대역(컷오프 주파수)이 33㎓이지만, 본 실시형태에서는 3㏈ 통과 대역이 63㎓이다. 따라서, 본 실시형태에서는 고주파대로 이득이 향상하고 있는 것을 알았다.
이상 설명한 바와 같이, 본 실시형태에서는, 반도체 광 변조 소자(6)는 서로 분리된 복수의 전계 흡수 형광 변조기(6b, 6c)를 갖는다. 이것에 의해, 각 광 변조기의 길이가 종래보다 단척화하기 때문에, 정전 용량이 작아진다. 따라서, 주파수 대역에 대한 이득이 향상해 광대역화가 가능해진다. 또한, 복수의 전계 흡수 형광 변조기(6b, 6c)에 의해 종래의 하나의 광 변조기와 동등의 소광비를 확보할 수 있다.
또한, 복수의 전계 흡수 형광 변조기(6b, 6c)는 차동 신호를 반도체 광 변조 소자(6)에 공급하는 제 1 및 제 2 차동 구동용 신호 선로(5a, 5b)의 사이에 서로 직렬로 접속되어 있다. 이와 같이 반도체 광 변조 소자(6)에의 전기 신호 입력 방식이 차동 구동 방식이기 때문에, 복수의 전계 흡수 형광 변조기(6b, 6c)를 종래와 동등의 전압으로 구동할 수 있다.
또한, 본 실시형태에서는, 종래 기술에서 설치되어 있던 온도 제어 모듈을 이용하지 않고, 부재 점수 삭감에 의한 저비용화 및 조립 택트 저감이 가능하게 되어 있다. 다만, 사용 환경에 의해 필요하면, 금속 스템(1) 위 또는 지지 블록(3)의 측면 등에 온도 제어 모듈을 실장해도 좋다.
실시형태 2
도 6은 실시형태 2에 따른 레이저 광원 장치의 회로 구성을 도시하는 도면이다. 전계 흡수 형광 변조기(6b)가 제 1 차동 구동용 신호 선로(5a)와 접지점의 사이에 접속되어 있다. 전계 흡수 형광 변조기(6c)가 제 2 차동 구동용 신호 선로(5b)와 접지점의 사이에 접속되어 있다. 정합 저항(15a, 15b)이 각각 전계 흡수 형광 변조기(6b, 6c)에 병렬로 접속되어 있다. 이와 같이 전계 흡수 형광 변조기(6b, 6c)와 제 1 및 제 2 차동 구동용 신호 선로(5a, 5b)가 접속되어 있는 경우에서도, 복수의 전계 흡수 형광 변조기(6b, 6c)를 종래와 동등의 전압으로 구동할 수 있다. 그 외의 구성 및 효과는 실시형태 1과 동일하다.
실시형태 3
도 7은 실시형태 3에 따른 레이저 광원 장치의 일부를 도시하는 평면도이다. 도 8은 도 7의 Ⅰ-Ⅱ에 따른 단면도이다. 정합 저항(15)은 유전체 기판(4)의 상면과 반도체 광 변조 소자(6)의 하면의 사이에 배치되어 있다. 이것에 의해, 정합 저항(15)을 반도체 광 변조 소자(6)의 Z축 정방향측에 우회시킬 필요가 없어지기 때문에, 선로분의 임피던스 부정합에 의한 신호 반사 로스가 없어진다. 그리고, 유전체 기판(4)의 Z축 방향의 사이즈를 작게 할 수 있다.
다만, 유전체 기판(4)의 상면에 설치된 그라운드 도체(5c)에 반도체 광 변조 소자(6)의 하면이 땜납(17)에 의해 접합되어 있다. 그래서, 그라운드 도체(5c)를 2분할하고, 정합 저항(15)을 2분할된 그라운드 도체(5c)의 갭에 배치하고 있다. 이것에 의해, 그라운드 도체(5c)와 정합 저항(15)을 이간시킬 수 있다. 또한, 그라운드 도체(5c)의 도금후는 정합 저항(15)보다 두껍기 때문에, 정합 저항(15)이 반도체 광 변조 소자(6)와 간섭하지 않는다. 그 외의 구성 및 효과는 실시형태 1, 2와 동일하다. 또한, 본 실시형태를 실시형태 2와 조합하는 경우는, 정합 저항(15)을 정합 저항(15a, 15b)으로 대체한다.
실시형태 4
도 9는 실시형태 4에 따른 레이저 광원 장치의 일부의 단면도이다. 이 도면은 도 7의 Ⅰ-Ⅱ에 따른 단면도에 대응한다. 실시형태 3과는 상이하게, 정합 저항(15)이 그라운드 도체(5c)보다 두껍게 되어 있지만, 반도체 광 변조 소자(6)의 하면에 홈부(18)가 설치되어 있다. 이것에 의해 정합 저항(15)이 반도체 광 변조 소자(6)와 간섭하지 않는다. 그 외의 구성 및 효과는 실시형태 3과 동일하다.
실시형태 5
도 10은 실시형태 5에 따른 레이저 광원 장치의 일부의 단면도이다. 이 도면은 도 7의 Ⅰ-Ⅱ에 따른 단면도에 대응한다. 실시형태 3에서는 정합 저항(15)이 유전체 기판(4)의 상면에 설치되어 있지만, 본 실시형태에서는 정합 저항(15)은 반도체 광 변조 소자(6)의 하면에 설치되어 있다. 그 외의 구성 및 효과는 실시형태 3과 동일하다.
실시형태 6
도 11은 실시형태 5에 따른 레이저 광원 장치를 도시하는 사시도이다. 수광 소자(19)가 금속 스템(1) 위에 실장되고, 반도체 광 변조 소자(6)의 Z축 부방향측에 배치되어 있다. 수광 소자(19)는 도전성 와이어(20)에 의해 리드 핀(21)에 접속되어 있다. 수광 소자(19)는 반도체 광 변조 소자(6)의 배면 광을 수광해서 전기 신호로 변환한다. 전기 신호는 접속된 도전성 와이어(20)를 거쳐서 리드 핀(21)으로 전송된다. 이것에 의해, 금속 스템(1)을 관통하는 리드 핀의 수가 1개 증가하지만, 반도체 광 변조 소자(6)의 배면 광의 강도의 모니터가 가능해진다. 이것에 의해, 광 출력이 일정하게 되도록 LD 구동 전류를 제어할 수 있다. 그 외의 구성 및 효과는 실시형태 1 내지 5와 동일하다.
실시형태 7
도 12는 실시형태 7에 따른 레이저 광원 장치를 도시하는 단면도이다. 캡(22)이 금속 스템(1)에 접합되고, 반도체 광 변조 소자(6) 등을 기밀 밀봉한다. 렌즈(23)가 캡(22)에 설치되어 있다. 렌즈(23)는 예를 들면 SiO2로 이뤄지는 유리이며, 반도체 광 변조 소자(6)로부터 출사된 레이저 광을 집광 또는 평행광화한다. 이것에 의해, 금속 스템(1) 위에 실장된 반도체 광 변조 소자(6) 등의 기밀성을 확보할 수 있다. 그리고, 내습성과 외란내성을 향상할 수도 있다. 그 외의 구성 및 효과는 실시형태 1 내지 6과 동일하다.
실시형태 8
도 13은 실시형태 8에 따른 레이저 광원 장치를 도시하는 측면도이다. 렌즈(23)가 유전체 기판(4)에 접합되어 있다. 접합재로서 엑폭시계 수지의 접착제가 이용된다. 렌즈(23)는 예를 들면 SiO2로 이뤄지는 유리이며, 반도체 광 변조 소자(6)로부터 출사된 레이저 광을 집광 또는 평행광화한다. 이것에 의해, 실시형태 7보다 소형화가 가능해진다. 그 외의 구성 및 효과는 실시형태 1 내지 6과 동일하다.
1: 금속 스템
2a, 2b: 리드 핀
3: 지지 블록
4: 유전체 기판
5a: 제 1 차동 구동용 신호 선로
5b: 제 2 차동 구동용 신호 선로
5c: 그라운드 도체
6: 반도체 광 변조 소자
6b, 6c: 전계 흡수 형광 변조기
8a, 8b: 도전성 와이어
15: 정합 저항
18: 홈부
19: 수광 소자
22: 캡
23: 렌즈
2a, 2b: 리드 핀
3: 지지 블록
4: 유전체 기판
5a: 제 1 차동 구동용 신호 선로
5b: 제 2 차동 구동용 신호 선로
5c: 그라운드 도체
6: 반도체 광 변조 소자
6b, 6c: 전계 흡수 형광 변조기
8a, 8b: 도전성 와이어
15: 정합 저항
18: 홈부
19: 수광 소자
22: 캡
23: 렌즈
Claims (12)
- 금속 스템과,
상기 금속 스템을 관통하는 리드 핀과,
상기 금속 스템 위에 실장된 지지 블록과.
상기 지지 블록의 측면에 실장된 유전체 기판과,
상기 유전체 기판에 형성되고, 일단이 상기 리드 핀에 접속된 신호 선로와,
상기 유전체 기판에 실장된 반도체 광 변조 소자와,
상기 신호 선로의 타단과 상기 반도체 광 변조 소자를 접속하는 도전성 와이어를 구비하며,
상기 반도체 광 변조 소자는 서로 분리된 복수의 광 변조기를 구비하는 것을 특징으로 하는
레이저 광원 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 복수의 광 변조기의 흡수층은 투명 도파로에서 광학적으로 연결되어 있고,
상기 복수의 광 변조기는 레이저 광을 순차적으로 변조하는 것을 특징으로 하는
레이저 광원 장치. - 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 신호 선로는 차동 신호를 상기 반도체 광 변조 소자에 공급하는 제 1 및 제 2 차동 구동용 신호 선로를 갖고,
상기 복수의 광 변조기는 상기 제 1 및 제 2 차동 구동용 신호 선로의 사이에 서로 직렬로 접속되어 있는 것을 특징으로 하는
레이저 광원 장치. - 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 신호 선로는 차동 신호를 상기 반도체 광 변조 소자에 공급하는 제 1 및 제 2 차동 구동용 신호 선로를 갖고,
상기 복수의 광 변조기는 상기 제 1 차동 구동용 신호 선로와 접지점의 사이에 접속된 제 1 광 변조기와, 상기 제 2 차동 구동용 신호 선로와 접지점의 사이에 접속된 제 2 광 변조기를 갖는 것을 특징으로 하는
레이저 광원 장치. - 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 반도체 광 변조 소자에 병렬로 접속된 정합 저항을 추가로 구비하며,
상기 정합 저항은 상기 유전체 기판의 상면과 상기 반도체 광 변조 소자의 하면의 사이에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는
레이저 광원 장치. - 제 5 항에 있어서,
상기 유전체 기판의 상면에 설치된 그라운드 도체를 추가로 구비하며,
상기 반도체 광 변조 소자의 상기 하면은 상기 그라운드 도체에 접합되고,
상기 정합 저항은 2분할된 상기 그라운드 도체의 갭에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는
레이저 광원 장치. - 제 6 항에 있어서,
상기 그라운드 도체는 상기 정합 저항보다 두꺼운 것을 특징으로 하는
레이저 광원 장치. - 제 5 항 또는 제 6 항에 있어서,
상기 반도체 광 변조 소자의 상기 하면에 홈부가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는
레이저 광원 장치. - 제 5 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 정합 저항은 상기 반도체 광 변조 소자의 상기 하면에 설치되어 있는 것을 특징으로 하는
레이저 광원 장치. - 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 금속 스템 위에 실장되고, 상기 반도체 광 변조 소자의 배면 광을 수광하는 수광 소자를 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는
레이저 광원 장치. - 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 금속 스템에 접합되고, 상기 반도체 광 변조 소자를 기밀 밀봉하는 캡과,
상기 캡에 설치되고, 상기 반도체 광 변조 소자로부터 출사된 레이저 광을 집광 또는 평행광화하는 렌즈를 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는
레이저 광원 장치. - 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 유전체 기판에 접합되고, 상기 반도체 광 변조 소자로부터 출사된 레이저 광을 집광 또는 평행광화하는 렌즈를 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는
레이저 광원 장치.
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JP2011518381A (ja) | 2008-04-06 | 2011-06-23 | フュージョン−アイオー・インコーポレーテッド | データ記憶デバイスから正しいデータセグメントが読み出されることを検証するための装置、システム及び方法 |
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JP2003037329A (ja) * | 2001-07-24 | 2003-02-07 | Hitachi Cable Ltd | 光送信器 |
JP4578164B2 (ja) * | 2004-07-12 | 2010-11-10 | 日本オプネクスト株式会社 | 光モジュール |
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WO2018198197A1 (ja) * | 2017-04-25 | 2018-11-01 | 三菱電機株式会社 | 光変調装置 |
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