TWI374592B - Wavelength tunable laser - Google Patents

Description

1374592 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明關於如具有一波長監視器的波長可調之雷射(以下僅以『波 長可調之雷射』稱之），其中該波長監視器係偵測波長。波長可調 之雷射係用於例如WDM(分波多工器)傳輸系統。 【先前技術】 " /從寬頻時代開始，逐漸引入能夠經由每系統有複數個光波長 ，行通信的WDM傳輸系統，其目的是為了光纖維之有效利用。 最近’ DWDM裝置(高密度分波多工器）亦廣泛地被使用，該裝置 J 可f工處理許多光波長且能夠以高速傳輸。因此，每一 WDM傳 輸系統需要對應於每一光波長之光源，且隨著高多工器之使用， 逐，需要許多光源。在每一節點處增加/減少光波長之ROADM(可 ' 重複規晝光增/減多工器）’最近亦經過檢驗可用於商業用途。假如 ,將&〇^1^1系統引入，則傳輸容量可藉由分工波長而擴充，且光 徑可糟由調整波長而加以轉換，其將產生具有高彈性的光學網 路0 由於容易使用且具有高可靠度之故，在SLM 下振堡DFB-LD(分佈式〜回*雷射二極體)習泛作^ )用之光源·_LD具有—形成於 乘積之波長下_定地達成SLM振|。細巧因 • -而(國際電信聯盟)光柵下之不同波長加以HI而要= u需要不同之製造，已增加齡控制翻歸 座^ ROADM之觀（積極_波長)的糊ς構出充分地強化 5 1374592 I 問題及達成在寬廣波長範圍中之 十對波長可調之#射的研究正密切進行t。以下顯示 米自「非寸利文獻i的某些範例來說明習知波長可調之雷射。 波長可調之雷射被分成兩種類型，—種為在其雷射裝置内具 可調之機構，及另—縣在其雷職置外具有—波長^ 者 =，提出了-雜巾產生增益之絲_及以繞射 反射光波之DBR區域係形成於相同雷射裝置中之 鏡雷射二極體)。此酿·印之波長可 Ο 亦被視為_，即射產生增益之絲 之前側與後侧的DBR區域係形成於相同雷射裝置中二此= 峰係因繞射光栅之不均⑽案而產生在社龍域之前彳^= 區域中，且在前側職區域中之反射波峰的間：以 同於在後側DBR區域巾之反射鱗的職。『 ‘. 可藉由此轉砂以麟，其關在—極#=』 射^拇之不均句圖案的DBR_LD可在100邮以ΐΐί 長乾，運^整’且更可以準連續地調整4_之波長之波 & ί:面，提出了作為後者類型之波長可調之雷射复祕 選擇如標準量具）設置於模組内以監“ i皮ί'將—波長 [非專利文獻1]:『光學整合裝置』，作者 =

Kobayashi) ’ ρρ104_122 ’ 初版第二 P ( Kohroh 年12月出版。 U出版株式會社於2〇〇〇 吾人提出許多類型之結構作為習知波長 由於’彼等具有例如模式跳躍之發生、波長控^之雜*然而’ ^生、與因裝置增大所致之高成本等缺點。因此，低 直不易加以實際利用。 k上雷射一 6 1374592 就DBR-LD而言，可藉由將載子注入該DBR區域而調整波 長，以便改變在DBR區域處之波長的折射率。然而，電流主入造 成商體缺陷之形成，其明顯地纟又變了折射率波動對電流注入之丄 率。因此，長期間内不易將雷射振盪保持在某—波長二而2， 為化合物半導體之尺寸在2射或2 ^似上者 術加以處理，所以雷射裝置將變得更大且複雜，見仃技 之成本降下來。 更大且_1致_將現行

D 另-方面，就其中波長可調之機構係設置在雷 構而言，因減而容紐生模式跳躍，所以轉 力^機構來避免模式跳躍。因此’模組尺寸變得更大且價 【發明内容】 ，此本發明之目的為克服習知波長可調之雷 f的問題，且提供可達成高可靠度、高效能、低成本貝 耗及穩定運作之波長可調之雷射。 ' 低力率扁 關於本發明之波長可調之雷射，其包含： 其中複數個環狀共振器储由一光麵人:室衣狀共振益， 環狀波導，其崎瓣触^ ;及 器其中之…一反導耦合於複數個環狀共振 於複數個環狀共振器的另u犬·=光1單元而輕合 環狀共振器、輸人/輸出側波導、側、^ 成多重 =其係叹置於基板之表面上 :供應早 方，以供應絲給紅·、波導上 用來限制績供鱗元如，及―熱料限制單元， 疋鈇仏之熱此傳導至基板，但波長調整用之 1374592 在關於本發明之實施例的波長可調之雷射1〇中 而4射if，波信號的週期性變化與ITU光二之規則 =致，#使波長w㈣㈣環狀共振器21而加以固定。利兩 f21反射(傳輸)光波信號的週期性變化調 Π基板^上之溫度。更特別地，使整體PLC基板13 • f持在-疋>皿度以便限制周界長度與環狀波導21 =，且固定環狀波導21a之光路徑長度，利用環狀轉^ 傳輸)光波信號的週期性變化與而光栅之規則週期(波長)一 。。所以波翻錢之環狀共振ϋ 21並不需要難相侧之加孰 J '且即，側溫度改變，其中之波長將不改變。用於波長可言周 共振态22需要低功率消耗之熱相位偏移器，亦即薄 者’波長可調之雷射w須包含環狀共振器 ' 21與22 ’其具有彼此不同之特徵。 -* f言之’較佳情況為:波長可調之雷射10分別使用其中折射率 地隨著賴溫錢絲改變之储阻波細定狀環狀 少功率消耗之高熱阻波長調整用之環狀共 環狀波導22a的周邊區域中所形成之絕 22b、22c.、及22d可有效地使在PLC基板13之相同表面 j /、有不同熱阻，此外，其中波長調整用之波導22a為漂浮的具 有絕熱溝槽22e之橋狀結構亦有助益。 八 PLC基板13之端面係以抗反射_ 15與高反射_ 14加以 二:’且使SOA 16連接至抗反射薄膜15側邊。除圖式所示之直 接連接以外’可將SOA間接地連接至PLC基板13，而在其間設 ^ =透鏡’或可利用-種施行方法（如被動準.直法）直接地將s〇A =於PLC基板13上。多重環狀共振器2〇係裝配成兩階段。絕 …，槽22b、22c、及22d係形成於波長調整用之環狀波導仏的 周邊區域中，且其有效地收集由薄膜加熱器22h所產生之熱能。 因為熱阻係藉由絕熱溝槽22b、22c、及22d而增力σ，故熱相位偏 13 丄j/43^2 波導公與23a。環狀波導21a =$ 23 ,其具有環狀 向轉合器與波導(在此以下兩符^將予以^^，係彼此經由定 關於本發明之此實施例的多重環而加以輕合。在此， 起1環狀共_ 21、22、串聯地連接 由一定“環狀共振器 射側波導t2的Γ端，高反射薄膜14係設置於反 環狀共振器20輪出至反射能，其信號自多重 ςηΔ 射側波導12、再到反射側波導12之側邊。 輸出側波^^反射薄膜15而以其輸人/輸出終端連接至輸入/ 係建中波導11 ' _侧波導12 /刀別圍繞著環狀波導22a與23a的薄膜加熱器逃與23h係 开if於3基板13上’且提供熱能給環狀波導22a與23a。在周 邊側上復蓋薄膜加熱器22h與23h的絕熱溝槽22b、22d、23b、及 23d，形成於PLC基板13上，且在内周邊側覆蓋薄膜加熱器灿 了、23h的絕熱溝槽22c與23c係形成於PLC基板13上。彼等絕熱 溝槽22b、22c、22d、23b、23c、及23d避免來自薄膜加熱器22h 與23h所提供之熱能影響了在1>1^基板13中之其它元件的零件 上。特別地，此等絕熱溝槽22b、22c、22d、23b、23c、及23d避 免來自環狀共振器21之環狀波導21a之熱能，所以並未使光路徑 長度’亦即周界長度及折射率因而改變。 固定波長用之環狀波導21a與調整波長用之環狀波導22a與 23a係設定成彼此不同的光路徑長度。薄膜加熱器22h與23h係由 如銘薄膜所衣成’且沿波長調整用之環狀波導22a與23a同樣製 成圓拱狀’且圓形之兩側端為導電電極。因為環狀波導21a、22a 15 22及絲度係設定成獨長度，因此以環脖2ϊ、 、且δ於其中的多重環狀共振器20便祜执罟^^ 、 ^ ΐί^：：' 21Α23 22a及23a之折周^^狀波導 此係由薄膜加熱器22h與23h ^ ^本貝施例’熱 以改變環狀波導2la、22a及23am^^ 21a、22a及仏， 整多重環狀共振器20之丘振波具度與折射率’此用以調 實施例。 G之，、振波長。其它架構係同於如圖1所示之 及23的重诚共振器20之環狀共振器2卜22 共振器2Ϊ 之長度。因此’即使三個環狀 個環狀共振㈣、22m的，但三 別頻率相交之波長下^2卜22及23之個 生。 且以早域式之振縣在該波長下產 ) 望趙主要係藉由使形成於_共振器22盥23中之 賴加熱l^22h與23h導電，如，當環 即光路徑_分_ 4__、侧鋒、、4#^^之^= 振器22細微_錢長輕裝絲 ， ^ /則 以粗調用之波長調整裝置來操作. ，二力"、'。。2311則 長可調之諸4。，將可g目二㈣樹f實施例之波 逆取^、第貝細•例相同之功能與效應。 產業上利用性： π之Ξίΐϊ下環狀共振器與光輸入/輸出單元的波長可 狀雷射將如下_騎效。固定波制之環狀共鋪並未具有

Claims (1)

1. 請專利範圍： .〜種波長可調之雷射，包含： 器，其t組合了綠筒狀共振器； 或由W舌輸出早70 ’用以輸出—光學信號至該多重環狀妓据哭 飞由，多重環狀共振器輸入一光學信號； /更衣狀共振咨 號，反射自鮮重環狀聽轉出之該光學芦 =以使該光學信號返回該多重環狀共振器； 尤予L 二基板，於其内形成該多重環狀共振哭· 個環，配置於該基板上，^供應熱能給該複數 ㈣環狀共振11之絲波長及 限制於f;—特‘之t f自該熱能供應單元之熱能供應僅 供應，肖以城共勤，輔駐其餘環狀共·的熱能 。亥夕重％狀共振器包含複數個 及-波長H}定狀環狀魏. 共振器 2. 如申請專利範圍第i 元為形成於絲板巾的_絕熱射’其中雜傳導限制單 3. 如申請專利範圍第2項 該基板之表面，通過該等、皮导長1；周^/射，其中該絕熱溝槽係從 該基板之該表面而^^長雜狀環狀共振器下方，再達於 4. 如申請專利範圍第i項之 為半導體光學放大器。 、丌凋之由射，其中該輸入/輸出單元 其中該熱能供應單元 範圍第1項之波長可調之_， • 19 1374592 101年5月28日修正替換頁 95106959(無劃線） 6.如申請專利範圍第2項之波長可調之雷射，其中該絕熱溝槽係設 置於該等波長調整用之環狀共振器其中之一之外，且係與沿著該 等波長調整用之環狀共振器共同彤成以圓拱狀加以形成。 十一、圖式： 20