KR100349661B1

KR100349661B1 - structure of microcavity filter integrated laser diodes for wavelength locking

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Publication number: KR100349661B1
Application number: KR1019990061160A
Authority: KR
Inventors: 장동훈; 이중기; 송현우; 남은수; 심종인
Original assignee: 한국전자통신연구원
Priority date: 1999-12-23
Filing date: 1999-12-23
Publication date: 2002-08-22
Also published as: KR20010057761A

Abstract

본 발명에서는 반도체 레이저에 미세 다공진기 구조의 광필터를 집적(Monolithic 또는 Hybrid 집적)시켜 파장에 따른 투과 광량을 광검출기를 통하여 측정함으로서 파장 변화에 따른 광강도 변화를 측정하여 광원에 부착된 온도조절기를 통하여 온도를 조절함으로서 미세한 광파장 변화를 측정하고 보정하여 광원의 파장을 일정하게 고정시킬 수 있다. 이와 같은 특성을 얻기 위하여서는 광필터 역할을 하는 미세 다공진기가 집적화된 반도체 레이저가 필수적이며, 일반적으로 반도체와 폴리이미드(Polyimide)(또는 공기)의 온도에 따른 굴절율 변화는 반대이므로 폴리이미드의 선택에 따라 온도에 따른 평균 유효굴절율(effective refractive index)의 변화가 없도록 제어할 수 있으므로 온도 변화에 무관한 광파장 필터의 효과를 얻을 수 있다.In the present invention, by integrating the optical filter of the microporous resonator structure (Monolithic or Hybrid integration) to the semiconductor laser by measuring the amount of transmitted light according to the wavelength through a photodetector to measure the change in the light intensity according to the wavelength change temperature controller attached to the light source By controlling the temperature through the micro-wavelength change can be measured and corrected to fix the wavelength of the light source constantly. In order to achieve such characteristics, a semiconductor laser in which a microporous resonator is integrated as an optical filter is essential. In general, the change in refractive index according to the temperature of semiconductor and polyimide (or air) is reversed, so the polyimide is selected. As a result, it is possible to control so that the average effective refractive index does not change with temperature, thereby obtaining an effect of an optical wavelength filter irrespective of temperature change.

Description

광필터 집적 반도체 레이저 및 그를 이용한 파장고정용 광원 구조{structure of microcavity filter integrated laser diodes for wavelength locking}Optical filter integrated semiconductor laser and structure of microcavity filter integrated laser diodes for wavelength locking

본 발명은 반도체 기술에 관한 것으로, 특히 파장분할다중(WDM) 등 다파장을 사용하는 광통신의 광원으로 활용되고 있는 파장고정 광원을 위한 반도체 레이저 및 그를 이용한 파장고정 광 모듈 구조에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to semiconductor technology, and more particularly, to a semiconductor laser for a wavelength fixed light source that is utilized as a light source for optical communication using multiple wavelengths, such as wavelength division multiplexing (WDM), and a wavelength fixed optical module structure using the same.

정보화의 진행과 인터넷의 보급 증가에 따라 통신 용량은 기하 급수적으로 증가함에 따라 이를 수용하기 위한 대용량 광통신의 수요는 폭발적으로 증가하고 있으며, 이에 따른 광통신 용량증가의 방법으로는 광신호의 속도를 증가시키는 방법이 있으나, 현재 약 10Gbps 또는 40Gbps 에 도달하면서 한계에 도달하게 되었으며, 이를 극복하기 위하여 하나의 광섬유에 여러 개의 파장을 동시에 전송하는 파장분할다중(WDM) 전송방식이 많이 보급되고 있다.As communication capacity increases exponentially with the progress of informatization and the spread of the Internet, the demand for large-capacity optical communication to accommodate it explosively increases, and the method of increasing optical communication capacity increases the speed of optical signals. There is a method, but the limit has been reached at the time of reaching about 10 Gbps or 40 Gbps, and in order to overcome this, a wavelength division multiplex (WDM) transmission system that transmits several wavelengths simultaneously to one optical fiber is widely used.

그러나, 파장 수의 증가에 따라 각각의 파장이 일정한 간격을 유지하기 위하여서는 동작파장을 정확하게 조절하여야만 한다. 일반적으로 광통신의 광원으로서 사용되고 있는 분포궤환형 반도체 레이저(Distributed Feedback laser diode)는 온도 증가에 따라 파장이 증가(약 0.1nm/deg) 하게 되며, 소자의 열화 또는 주변 환경 변화에 따라 파장이 변화하게 되므로 파장을 항시 측정하여 일정한 온도로 유지하는 것은 파장분할다중 광통신에서는 꼭 필요한 핵심 기술이다. 파장을 일정하게 유지하기 위하여서는 미세하게 변화하는 파장을 측정하여 반도체 레이저의 온도를 미세 조정하여 일정하게 유지 시킬 수 있으므로 파장의 미세한 변화를 측정하여 온도를 조절하는 것이 파장안정 광원의 핵심 기술이라 할 수 있다.However, as the number of wavelengths increases, the operating wavelength must be precisely adjusted in order to maintain a constant interval of each wavelength. In general, the distributed feedback laser diode, which is used as a light source for optical communication, has a wavelength (about 0.1 nm / deg) that increases with increasing temperature, and the wavelength changes with deterioration of the device or changes in the surrounding environment. Therefore, measuring the wavelength at all times and maintaining it at a constant temperature is an essential technology for wavelength division multiplexing optical communication. In order to maintain a constant wavelength, it is possible to maintain a constant by adjusting the temperature of a semiconductor laser by measuring a minutely changing wavelength so that the temperature is controlled by measuring a minute change of the wavelength. Can be.

종래에는 파장고정 광원을 얻기 위하여 분포궤환형 반도체 레이저, 빛을 분산시키는 회절격자, 분산된 빛의 비대칭성을 측정하여 파장 변화를 측정하여 파장을 고정시키기 위한 트윈 포토다이오드(Twin Photodiode) 등 많은 특수한 부품을 패키지 내에 집적화시켜야만 했다.Conventionally, many special methods such as a distributed feedback semiconductor laser, a diffraction grating for dispersing light, and a twin photodiode for fixing a wavelength by measuring a change in wavelength by measuring asymmetry of scattered light to obtain a wavelength fixed light source. The parts had to be integrated into the package.

이하, 구체적인 사례를 들어 종래기술을 살펴본다.Hereinafter, a look at the prior art with a specific example.

Koch 연구팀은 WDM 광통신용 광모듈 제작에 있어서, 2-섹션 DBR(Distributed Bragg Reflector) 레이저를 사용하여 발생된 빛의 일부를 빔 스플릿터(Beam splitter)를 사용하여 반으로 나눈 후, 하나는 바로 광감지기로 측정을 하고 다른 하나는 광섬유에 그레이팅(Grating)을 넣어 특정한 파장에 대하여서는 투과도가 떨어지는 특성을 이용하여 두 개의 광감지기에서 측정된 광강도를 비교함으로서 동작 파장의 변화를 측정하고, 파장이 측정되면 서브마운트(Submount) 밑에 설치된 열전 냉각기(Thermoelectric Cooler)와 DBR 레이저의 파장 조절용 전류를 조정하여 일정한 파장으로 유지하는 구조를 제안한 바 있다[미국특허 US 5,299,212].Koch's team used a two-section Distributed Bragg Reflector (DBR) laser to divide some of the light generated in half using a beam splitter. Measure the change of the operating wavelength by measuring with a sensor and comparing the light intensity measured by two light detectors by using grating on the optical fiber and using the characteristic that transmittance is inferior for a specific wavelength. When measured, a thermoelectric cooler installed under a submount and a structure for adjusting the wavelength of the DBR laser to adjust the current to maintain a constant wavelength has been proposed (US Pat. No. 5,299,212).

그러나, 이와 같은 구조에서는 광섬유 그레이팅의 특성에 따라 조절할 수 있는 파장영역이 제한되며, 그레이팅의 주기와 반사도(reflectance) 등에 의하여 조절이 가능하나, 광섬유 그레이팅의 주변 환경 등의 변화에 따라 피크 포인트(Peak point)가 다소 변화될 수도 있다. 또한, 3개의 광 검출기, 2 개의 빔 스플릿터, 광섬유 그레이팅 등의 부품을 하나의 광모듈에 실장하기에는 어려움이 따른다.However, in such a structure, the wavelength range that can be adjusted is limited according to the characteristics of the optical fiber grating, and can be controlled by the period and reflectance of the grating, but the peak point according to the change of the surrounding environment of the optical fiber grating. The point may change slightly. In addition, it is difficult to mount components such as three photo detectors, two beam splitters, and optical fiber gratings in one optical module.

한편, Hori 연구팀은 WDM 광통신용 광모듈 제작에 있어서, 레이저 다이오드를 사용하여 발생된 빛의 일부를 1차 빔 스플릿터를 사용하여 추출하고, 간섭 필터 광소자(Interference filter optical element)를 사용하여 투과도를 측정하고, 1차 빔 스플릿터를 통과한 나머지 광으로부터 2차 빔 스플릿터를 사용하여 다시 빛의 일부를 추출하여 특성이 반대인 간섭 필터 광소자를 사용하여 투과도를 측정하여 두 개의 투과도를 비교함으로써 동작 파장의 변화를 측정하고, 파장이 측정되면 서브마운트 밑에 설치된 열전 냉각기의 온도를 조정하여 일정한 파장과 광출력으로 조절하는 구조를 제안한 바 있다[미국특허 US 5,042,042].Meanwhile, Hori's team extracts a part of the light generated by using a laser diode using a primary beam splitter, and uses an interference filter optical element to manufacture optical modules for WDM optical communication. By comparing the two transmittance by measuring the transmittance using the interference filter optical element of the opposite characteristics by extracting a part of the light again using the secondary beam splitter from the remaining light passing through the primary beam splitter It has been proposed to measure the change in the operating wavelength and to adjust the temperature of the thermoelectric cooler installed under the submount to control the wavelength and light output. [US Pat. No. 5,042,042].

그러나, 이와 같은 구조에서는 정밀한 광정렬을 요구하며, 그 측정 결과가 주변 환경 변화에 따라 민감하게 변화하는 문제점이 있다.However, such a structure requires precise light alignment, and there is a problem in that the measurement result is sensitively changed according to the change of the surrounding environment.

한편, Sato 연구팀은 WDM 광통신용 광모듈 제작에 있어서, 레이저 다이오드를 사용하여 발생된 빛의 일부를 2개의 빔 스플릿터를 사용하여 발생된 빛의 일부를 추출하여 광필터(optical filter)를 사용하여 광강도를 측정하고 2개의 광강도로부터 파장변화를 측정하고 온도를 조절하여 동작파장을 조절하는 구조를 제안한 바 있다[미국특허 US 5,867,513]. 이 경우, 광필터를 통과하는 빛의 파장이 변화할 경우에는 광차단 밴드(Light blocking band)에 의하여 광강도가 급격히 감소하게 되며, 그 변화로부터 파장 변화량을 계산하여 보정회로를 통하여 조정하게 된다.Meanwhile, Sato's team used optical filters to extract part of the light generated by using two beam splitters and part of the light generated using laser diodes in the fabrication of optical modules for WDM optical communication. There has been proposed a structure for controlling the operating wavelength by measuring the light intensity, measuring the wavelength change from the two light intensities, and adjusting the temperature (US Patent US 5,867,513). In this case, when the wavelength of light passing through the optical filter is changed, the light intensity is drastically reduced by the light blocking band, and the amount of wavelength change is calculated from the change and adjusted through the correction circuit.

그러나, 광파장 변화 측정폭은 사용하는 광필터의 밴드 폭에 의하여 조정될 수 있으나, 그 폭이 좁아 정밀하게 조절을 할 경우에는 밴드 폭을 쉽게 벗어나고 파장조절이 곤란할 수도 있다. 또한, 2개의 대역통과 필터(band pass filter)를 광 패스(optical path) 내에 설치하고 스플릿된 빛을 다시 광필터를 통과시키고, 광검출기로 광강도를 측정하는 복잡한 구조로 인하여 광모듈이 커질 뿐만 아니라, 광필터의 온도 의존성에 따라 조정된 파장도 움직이게 되는 단점을 가진다. 뿐만 아니라 3개의 광검출기 사용에 따라 광모듈에 많은 핀(pin)을 요구하고 많은 광정렬을 요구함으로서 광 모듈의 가격을 크게 증가시키는 문제점이 있었다.However, the optical wavelength change measurement width may be adjusted by the band width of the optical filter to be used, but when the width is narrow, the band width may be easily shifted and the wavelength adjustment may be difficult. In addition, due to the complicated structure of installing two band pass filters in an optical path, passing the split light back through the optical filter, and measuring the light intensity with a photodetector, the optical module becomes large. In addition, there is a disadvantage that the wavelength adjusted according to the temperature dependency of the optical filter also moves. In addition, the use of three photodetectors requires a large number of pins in the optical module and a lot of optical alignment, thereby causing a problem of greatly increasing the price of the optical module.

본 발명은 광필터의 온도 의존성이 없으며, 하나의 모듈로 집적화가 용이한 파장고정용 광원 및 그를 사용한 광 모듈을 제공하는데 그 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a wavelength fixing light source and an optical module using the same, which have no temperature dependency of the optical filter and are easily integrated into one module.

도 1은 미세 다공진기(multiple microcavity)의 구조도.1 is a structural diagram of a multiple microcavity (multiple microcavity).

도 2는 파장에 따른 미세 다공진기의 동작 특성도.2 is an operation characteristic diagram of a microporous resonator according to a wavelength.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라 미세 다공진기 필터를 집적화한 반도체 레이저의 구조도.3 is a structural diagram of a semiconductor laser incorporating a microporous resonator filter in accordance with an embodiment of the present invention.

도 4는 미세 다공진기 필터의 반도체 영역-폴리이미드 쌍의 수에 따른 광 투광 특성도.4 is a light transmission characteristic diagram according to the number of semiconductor region-polyimide pairs of the microporous resonator filter.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 파장고정용 광필터 집적 광원(광 모듈)의 구조도.Figure 5 is a structural diagram of a wavelength fixing optical filter integrated light source (optical module) according to an embodiment of the present invention.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings

1 : 반도체 기판 2 : 활성층1 semiconductor substrate 2 active layer

3 : 반도체 영역 4 : 폴리이미드3: semiconductor region 4: polyimide

5 : 회절격자 6 : 온도조절기5: diffraction grating 6: temperature controller

7 : 광검출기 8 : 광섬유7: photodetector 8: optical fiber

상기의 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 측면에 따르면, 반도체 기판 상에 제공되는 분포궤환형 레이저 다이오드와, 상기 반도체 기판의 상기 분포궤환형 레이저 다이오드의 후방에 집적화되며, 반도체 활성층에 일정 간격으로 상기 반도체 활성층 보다 낮은 굴절률을 가지는 물질층이 삽입된 구조를 가지는 미세 다공진기 구조의 광필터를 구비하며, 상기 물질층과 상기 반도체 활성층이 상기 반도체 기판의 수직면으로부터 일정 각도만큼 기울어진 것을 특징으로 하는 파장고정용 광원이 제공된다.According to an aspect of the present invention for solving the above technical problem, a distributed feedback laser diode provided on a semiconductor substrate, and integrated behind the distribution feedback laser diode of the semiconductor substrate, a predetermined interval in the semiconductor active layer And an optical filter having a microporous resonator structure having a structure in which a material layer having a lower refractive index is inserted than the semiconductor active layer, wherein the material layer and the semiconductor active layer are inclined by a predetermined angle from a vertical surface of the semiconductor substrate. A wavelength fixing light source is provided.

또한, 본 발명의 다른 측면에 따르면, 상기의 파장고정용 광원과, 상기 미세 다공진기 구조의 광필터를 투과한 광의 광강도를 측정하기 위한 광검출기와, 상기 광강도 변화량에 따라 상기 레이저 다이오드의 출력 파장을 조정하기 위한 온도 조절기를 구비한다.In addition, according to another aspect of the present invention, the wavelength fixing light source, a photodetector for measuring the light intensity of the light transmitted through the optical filter of the micro-resonator structure, and the laser diode in accordance with the change amount of the light intensity And a temperature controller for adjusting the output wavelength.

이하, 본 발명이 속한 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 보다 용이하게 실시할 수 있도록 하기 위하여 본 발명의 바람직한 실시예를 소개하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be introduced in order to enable those skilled in the art to more easily carry out the present invention.

첨부된 도면 도 1은 미세 다공진기(multiple microcavity)의 구조를 도시한 것으로, 미세 다공진기는 반도체 기판(1) 상에 일정 간격만큼 이격되어 배치된 다수의 활성층(2)과 그 간극에 폴리이미드(Polyimide)(4)가 삽입된 구조를 가진다. 폴리이미드(4)와 반도체의 온도에 따른 굴절율 변화는 반대이며, 폴리이미드(4)를 대신하여 공기(air)를 적용할 수 있다. 여기서, 반도체 영역(3)의 활성층(2) 구조는 통상의 반도체 레이저와 동일하다. 도면 부호 n_H는 반도체의 굴절율, n_L은 폴리이미드의 굴절율, l_H는 반도체 영역의 두께, l_L은 폴리이미드의 두께를 각각 나타낸것이다.1 is a view illustrating a structure of a multiple microcavity, in which a plurality of active layers 2 spaced apart by a predetermined interval on a semiconductor substrate 1 and polyimide in a gap thereof. (Polyimide) (4) has a structure inserted. The refractive index change according to the temperature of the polyimide 4 and the semiconductor is reversed, and air can be applied in place of the polyimide 4. Here, the structure of the active layer 2 of the semiconductor region 3 is the same as that of a normal semiconductor laser. Reference numeral n _H is the refractive index of a semiconductor, n _L is the refractive index of the polyimide, _H l is the thickness of the semiconductor region, l _L is shown respectively the thickness of the polyimide.

첨부된 도면 도 2는 파장에 따른 미세 다공진기의 동작 특성을 나타낸 것으로, 대부분의 파장대(고반사도 거울 영역(high reflectivity mirror region))에서는 빛을 반사시키게 되나 특정한 파장 영역(파장 감지 영역(wavelength sensitive region))에서는 파장에 따라 투과(T)하는 광량이 급격하게 변화하게 된다. R은 광 반사 곡선, T는 광 투과 곡선을 각각 나타낸 것이다.2 is a view illustrating an operation characteristic of a microporous resonator according to a wavelength, and reflects light in most wavelength bands (high reflectivity mirror region), but in a specific wavelength region (wavelength sensitive region). region)), the amount of light that transmits (T) changes rapidly depending on the wavelength. R is a light reflection curve and T is a light transmission curve, respectively.

따라서, 미세 다공진기(상기 도 1 참조)의 반도체 영역의 두께(l_H)와 폴리이미드(4)의 두께(l_L)를 조절함으로서 사용파장과 일치하는 광을 필터링할 수 있는 광필터를 얻을 수 있다.Therefore, by adjusting the thickness l _H of the semiconductor region of the microporous resonator (see FIG. 1) and the thickness l _L of the polyimide 4, an optical filter capable of filtering light matching the wavelength of use is obtained. Can be.

첨부된 도면 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라 미세 다공진기 필터를 집적화한 반도체 레이저를 도시한 것으로, 반도체 기판(1) 상에 통상의 분포궤환형 반도체 레이저(DBF-LD)가 제공되며, 분포궤환형 반도체 레이저(DBF-LD)의 후방에 미세 다공진기 필터(MMCF)가 배치된 구조를 가진다. 분포궤환형 반도체 레이저(DBF-LD)의 활성층에 제공되는 회절격자(5)는 분포궤환형 반도체 레이저(DFB-LD)가 일정한 파장에서 동작할 수 있도록 하며, 여기에서 발생된 빛의 일부는 미세 다공진기 필터(MMCF)를 통하여 나가게 된다. 미세 다공진기 필터(MMCF)는 특정 파장의 광을 필터링한다. 도면 부호 'T'는 미세 다공진기 필터(MMCF)를 통과한 광을 나타내며, 'λ'는 레이저 출력광을 나타낸 것이다. 미세 다공진기 필터(MMCF)은 집적은 모노리식(Monolithic) 또는 하이브리드(Hybrid) 집적이 모두 가능하다.3 is a cross-sectional view of a semiconductor laser incorporating a microporous resonator filter in accordance with an embodiment of the present invention. A conventional distributed feedback semiconductor laser (DBF-LD) is provided on a semiconductor substrate 1. , The microporous resonator filter (MMCF) is arranged behind the distributed feedback semiconductor laser (DBF-LD). The diffraction grating 5 provided in the active layer of the distributed feedback semiconductor laser (DBF-LD) enables the distributed feedback semiconductor laser (DFB-LD) to operate at a constant wavelength, and a part of the light generated therefrom is fine. Exit through the resonator filter (MMCF). A microporous resonator filter (MMCF) filters light of a particular wavelength. 'T' denotes light passing through the micro-resonator filter (MMCF), and 'λ' denotes laser output light. The microporous resonator filter (MMCF) can be integrated in either monolithic or hybrid integration.

첨부된 도면 도 4는 미세 다공진기 필터(MMCF)의 반도체 영역의 두께(l_H)를 4mm로 하고 폴리이미드의 두께(l_L)를 1mm로 하여 시뮬레이션(simulation)한 결과를 나타낸 것으로, 각각 반도체 영역과 폴리이미드의 쌍을 5쌍, 9쌍, 13쌍 만큼 형성하였다.FIG. 4 shows the simulation results of a thickness (l _H ) of the semiconductor region of the microporous resonator filter (MMCF) of 4 mm and a thickness (l _L ) of the polyimide of 1 mm, respectively. A pair of regions and polyimide were formed by 5 pairs, 9 pairs, and 13 pairs.

이를 참조하면, 미세 다공진기 필터(MMCF)를 이루는 반도체 영역과 폴리이미드의 쌍에 관계 없이 파장 변화에 따라 미세 다공진기(MMC)를 투과하는 빛의 세기는 급격하게 변화하며, 이러한 특성은 반도체 영역과 폴리이미드의 쌍을 증가시킬 수록 더욱 현저해짐을 알 수가 있다. 즉, 미세 다공진기의 특성은 온도에 따라 변화하지 않고 주변 환경에 따라 분포궤환형 반도체 레이저(DFB-LD)의 동작 파장에 미세한 변화가 발생할 경우 미세 다공진기 필터(MMCF)를 통과하는 광의 세기는 급격하게 변화하게 된다.Referring to this, regardless of the pair of the semiconductor region and the polyimide constituting the microporous resonator filter (MMCF), the intensity of light passing through the microporous resonator (MMC) changes rapidly according to the wavelength change, which is a characteristic of the semiconductor region. It can be seen that as the pair of polyimide is increased, it becomes more remarkable. That is, the characteristics of the microporous resonator do not change with temperature and when the microwave changes in the operating wavelength of the DFB-LD according to the surrounding environment, the intensity of light passing through the micropore filter (MMCF) is It changes dramatically.

따라서, 첨부된 도면 도 5에 도시된 바와 같이 광검출기(7)를 사용하여 광강도를 측정함으로서 미세한 파장 변화를 측정할 수 있게 된다. 즉, 이와 같이 광강도의 변화를 측정하게 되면 광강도 변화로부터 파장 변화를 예측하여 온도 조절기(6)를 이용하여 분포궤환형 반도체 레이저(DFB-LD)의 온도를 조절하여 동작 파장(λ)을 원하는 파장에 고정시킬 수 있다. 미설명 도면 부호 '8'은 광섬유를 나타낸 것이다.Accordingly, as shown in FIG. 5, the wavelength change can be measured by measuring the light intensity using the photodetector 7. That is, when the change in the light intensity is measured in this way, the wavelength change is predicted from the change in the light intensity, and the temperature of the distribution feedback type semiconductor laser (DFB-LD) is adjusted using the temperature controller 6 to adjust the operating wavelength λ. It can be fixed at the desired wavelength. Unexplained reference numeral 8 denotes an optical fiber.

한편, 미세 다공진기(MMC)에서 반사되는 빛에 의한 분포궤환형 반도체 레이저(DFB-LD)의 동작 특성 변화를 억제하기 위해서는 미세 다공진기(MMC)의 반도체영역과 폴리이미드를 기판에 수직이 아닌 일정한 각도로 기울여 줌으로서 미세 다공진기(MMC)에서 반사되는 광은 반도체 레이저(DFB-LD)로 들어가지 않고 난반사 되게 함으로서 광파장 고정과 함께 안정된 광출력(λ)을 얻을 수 있다.On the other hand, in order to suppress the change in operating characteristics of the distributed feedback semiconductor laser (DFB-LD) due to the light reflected from the microporous resonator (MMC), the semiconductor region and the polyimide of the micropore resonator (MMC) are not perpendicular to the substrate. By tilting at an angle, the light reflected by the microporous resonator (MMC) is diffusely reflected without entering the semiconductor laser (DFB-LD), thereby achieving stable light output (λ) together with light wavelength fixation.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.The present invention described above is not limited to the above-described embodiments and the accompanying drawings, and various substitutions, modifications, and changes are possible in the art without departing from the technical spirit of the present invention. It will be apparent to those of ordinary knowledge.

예컨대, 전술한 실시예에서는 회절격자를 포함하는 반도체 레이저를 사용하는 경우를 일례로 들어 설명하였으나, 본 발명은 회절격자를 포함하지 않는 반도체 레이저를 사용하는 경우에도 적용될 수 있다.For example, in the above-described embodiment, a case of using a semiconductor laser including a diffraction grating has been described as an example, but the present invention can be applied to a case of using a semiconductor laser not including a diffraction grating.

전술한 본 발명은 미세 다공진기 집적 구조를 사용하여 미세한 광파장 변화를 일반적인 광검출기로 쉽게 측정할 수 있도록 한다. 미세 다공진기는 온도 의존성이 없어 주변 환경의 변화에 의한 특성 변화가 적으며, 반도체 레이저에 집적이 용이하고 일반적인 광검출기의 사용을 가능하게 하여 광 모듈의 제작 단가를 낮출 수 있다.The present invention described above makes it possible to easily measure minute light wavelength changes with a general photodetector using a microporous resonator integrated structure. Since the microporous resonator has no temperature dependence, there is little change in characteristics due to changes in the surrounding environment, and it is easy to integrate into a semiconductor laser and enables the use of a general photodetector, thereby lowering the manufacturing cost of the optical module.

Claims

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반도체 기판 상에 제공되는 분포궤환형 레이저 다이오드와,A distributed feedback laser diode provided on the semiconductor substrate,

상기 반도체 기판의 상기 분포궤환형 레이저 다이오드의 후방에 집적화되며, 반도체 활성층에 일정 간격으로 상기 반도체 활성층 보다 낮은 굴절률을 가지는 물질층이 삽입된 구조를 가지는 미세 다공진기 구조의 광필터를 구비하며,An optical filter having a microporous resonator structure integrated in a rear side of the distribution feedback laser diode of the semiconductor substrate and having a structure in which a material layer having a lower refractive index is inserted into the semiconductor active layer at a predetermined interval,

상기 물질층과 상기 반도체 활성층이 상기 반도체 기판의 수직면으로부터 일정 각도만큼 기울어진 것을 특징으로 하는 파장고정용 광원.And the material layer and the semiconductor active layer are inclined at a predetermined angle from a vertical surface of the semiconductor substrate.

제4항의 파장고정용 광원과,The wavelength fixing light source of claim 4,

상기 미세 다공진기 구조의 광필터를 투과한 광의 광강도를 측정하기 위한 광검출기와,A photodetector for measuring light intensity of light transmitted through the optical filter of the microporous resonator structure;

상기 광강도 변화량에 따라 상기 레이저 다이오드의 출력 파장을 조정하기 위한 온도 조절기Temperature controller for adjusting the output wavelength of the laser diode according to the light intensity change amount

를 구비하는 파장고정용 광 모듈.A wavelength fixing optical module having a.