KR100430269B1 - Digital tunable laser using photonic crystal and semiconductor optical amplifier array - Google Patents

Digital tunable laser using photonic crystal and semiconductor optical amplifier array Download PDF

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KR100430269B1 KR10-2001-0041522A KR20010041522A KR100430269B1 KR 100430269 B1 KR100430269 B1 KR 100430269B1 KR 20010041522 A KR20010041522 A KR 20010041522A KR 100430269 B1 KR100430269 B1 KR 100430269B1
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Abstract

본 발명에 따른 광자결정과 반도체 광 증폭기를 이용한 디지털 파장 가변 레이저는, 기판과; 기판 상에 굴절률이 다른 복수의 유전체가 주기적으로 배열되어 형성되며, 입사되는 빛의 파장에 따라 광 경로를 상이하게 제공하는 광자결정과; 기판의 일단에 복수로 형성되며, 광자결정을 통해 전파되는 빛을 입사받는 복수의 반도체 광 증폭기와; 반도체 광 증폭기의 일단에 형성되며, 반도체 광 증폭기에 입사되어 진행되는 빛을 반사시키는 고반사 거울과; 기판의 타단에 형성되며, 광자결정을 통하여 전파되는 빛을 입사받는 도파로; 및 도파로의 일단에 형성되며, 도파로에 입사되어 진행되는 빛을 반사시키고 레이징된 빛을 출사시키는 출사면 거울; 을 포함하여 구성되며, 도파로, 광자결정 및 각 반도체 광 증폭기가 특정 파장에 대한 레이저 캐비티를 각각 형성하고, 각각의 레이저 캐비티 내에서 특정 파장의 빛이 레이징된다.A digital tunable laser using a photonic crystal and a semiconductor optical amplifier according to the present invention includes a substrate; Photonic crystals formed by periodically arranging a plurality of dielectrics having different refractive indices on a substrate, and differently providing optical paths according to wavelengths of incident light; A plurality of semiconductor optical amplifiers formed on a plurality of ends of the substrate and receiving light propagating through the photonic crystal; A high reflection mirror which is formed at one end of the semiconductor optical amplifier and reflects light which is incident on and propagates in the semiconductor optical amplifier; A waveguide formed at the other end of the substrate and receiving light propagating through the photonic crystal; And an emission surface mirror formed at one end of the waveguide, for reflecting light incident and propagated through the waveguide and emitting laser light; And a waveguide, a photonic crystal and each semiconductor optical amplifier respectively form a laser cavity for a specific wavelength, and light of a specific wavelength is lasered within each laser cavity.

여기서, 복수의 반도체 광 증폭기는 광자결정을 통해 다른 파장의 빛이 전파되는 위치에 각각 배열되며, 또한 광자결정을 통해 전파되는 빛의 중심 파장 및 파장 변화 폭은, 광자결정의 설계와 사용된 반도체의 종류에 의해 결정된다.Here, the plurality of semiconductor optical amplifiers are arranged at positions where light of different wavelengths propagates through the photonic crystals, and the central wavelength and the wavelength change width of the light propagated through the photonic crystals are the design of the photonic crystal and the semiconductor used. Determined by the type of.

Description

광자결정과 반도체 광 증폭기를 이용한 디지털 파장 가변 레이저{Digital tunable laser using photonic crystal and semiconductor optical amplifier array}Digital tunable laser using photonic crystal and semiconductor optical amplifier array

본 발명은 파장 가변 레이저에 관한 것으로서, 특히 광자결정의 분산특성을 이용하여 파장에 따른 빛의 진행경로를 조절하고, 반도체 광 증폭기 어레이를 통하여 특정 파장만 선택하고 레이징(lasing)을 용이하게 할 수 있는 광자결정과 반도체 광 증폭기를 이용한 디지털 파장 가변 레이저에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a tunable laser. In particular, the light propagation path is controlled by using the dispersion characteristics of photonic crystals, and only a specific wavelength is selected through a semiconductor optical amplifier array to facilitate lasing. The present invention relates to a digital tunable laser using a photonic crystal and a semiconductor optical amplifier.

일반적으로, 파장다중분할(WDM) 광통신은 별개의 신호를 각각 다른 파장을 가지는 레이저에 실어서 한 가닥의 광섬유에 합쳐서 전송한 후, 이를 수신단에서 다시 갈라내어 신호를 추출하는 방법을 이용하여 신호를 전송한다.In general, WDM optical communication uses a method in which a separate signal is mounted on a laser having a different wavelength, combined with one strand of optical fiber, transmitted, and then separated from the receiver to extract a signal. send.

따라서, 작은 선폭과 파장 안정성을 갖는 서로 다른 파장의 레이저가 필요하게 된다. 현재의 파장다중분할 광통신에서는 파장이 정해진 레이저가 사용되고 있으나, 정확히 요구되는 파장을 갖는 레이저를 제작하는 것은 매우 어려운 실정이다. 그러므로, 많은 수의 레이저를 제작하여, 원하는 파장에서 작동하는 레이저를 선택하는 방법이 이용되고 있다.Thus, lasers of different wavelengths with small linewidth and wavelength stability are needed. In the current wavelength multiplexing optical communication, a laser having a predetermined wavelength is used, but it is very difficult to manufacture a laser having a exactly required wavelength. Therefore, a method of manufacturing a large number of lasers and selecting a laser operating at a desired wavelength has been used.

만약, 적은 비용으로 파장 선택이 가능한 레이저를 제작할 수 있다면, 이러한 문제들은 해결될 수 있다. 더구나, 장래의 광 전송 시스템에서는 파장 가변 레이저의 중요성이 증대되리라 전망된다. 근거리 통신망(LAN) 또는 시내 통신망 (MAN) 에서는 수십 나노 초의 시간 내에 특정한 파장으로 변환할 수 있는 파장 가변 레이저가 요구되며, 장거리 통신망(WDN)에서는 고속의 변환은 필요 없지만, 파장 라우팅을 위한 파장 가변 레이저가 요구된다.If a laser capable of wavelength selection can be manufactured at low cost, these problems can be solved. Moreover, it is expected that the wavelength tunable laser will increase in importance in future light transmission systems. Local area networks (LANs) or local area networks (MANs) require tunable lasers that can convert to specific wavelengths in a few tens of nanoseconds, while high-speed conversion is not required for long-distance networks (WDN), but tunable for wavelength routing. Laser is required.

종래의 파장 가변 레이저는 구현 방법에 따라 두 가지로 분류된다. 하나는그레이팅(grating)에 인접한 DBR(Distributed Bragg Reflector) Cavity 부분의 굴절률을 전류에 의해 변화시키는 방법이다. 다른 하나는 레이저의 외부 그레이팅에서 반사되는 빛의 파장을 변화시키는 방법이다. 그러나, 전자는 가변 범위가 제한되고, 전류와 파장 변화의 정확한 예측이 어려우며, 후자는 그레이팅의 기계적 운동을 이용하므로 상대적으로 느리다는 한계가 있다.Conventional tunable lasers are classified into two types according to the implementation method. One method is to change the refractive index of a portion of the distributed Bragg reflector (DBR) cavity adjacent to the grating by a current. The other is to change the wavelength of the light reflected by the external grating of the laser. However, the former is limited in variable range, it is difficult to accurately predict current and wavelength changes, and the latter is relatively slow because it uses the mechanical motion of the grating.

한편, 이러한 종래의 파장 가변 레이저의 단점을 극복하기 위하여, 도 1에 나타낸 바와 같이, 광 증폭기와 1 ×N 파장 분파기를 단일 칩에 집적하는 것이 제안되고 있다. 도 1에 나타낸 파장 가변 레이저는 파장에 따라 빛의 경로를 조절하는 1 x N 파장 분파기(12)와, 상기 1 x N 파장 분파기(12)에서 전송되는 빛을 증폭시키는 광 증폭기 어레이(13)와, 상기 광 증폭기 어레이(13)에 입력되는 빛을 반사시키는 고반사 거울(14) 및 상기 1 x N 파장 분파기(12)와 광 증폭기 어레이(13)를 통하여 레이징(lasing)된 빛을 출사하는 출사면 거울(11)을 포함한다.On the other hand, in order to overcome the disadvantages of the conventional tunable laser, as shown in Figure 1, it is proposed to integrate the optical amplifier and the 1 × N wavelength splitter on a single chip. The tunable laser shown in FIG. 1 includes a 1 x N wavelength splitter 12 for adjusting the light path according to the wavelength, and an optical amplifier array 13 for amplifying the light transmitted from the 1 x N wavelength splitter 12. ), And a high reflection mirror 14 reflecting light input to the optical amplifier array 13 and light lasered through the 1 x N wavelength splitter 12 and the optical amplifier array 13. It includes an exit surface mirror 11 for exiting.

이러한 방법을 실제로 구현한 것으로서, 도 2에 나타낸 바와 같은, Arrayed Waveguide Grating(AWG)와 반도체 광 증폭기가 결합된 파장 가변 레이저가 있다 (Zirngible et al. IEEE Photonics Tech. Lett. 6, 516(1994)). 이 파장 가변 레이저의 광 캐비티(cavity)는 파장 분파기와 이득 부분을 포함하며, 두 개의 절단면에 의해 정의된다. 이러한 종류의 레이저는 연속적인 파장 변화는 불가능하며, 반도체 광 증폭기의 개수와 같은 수의 파장만을 선택할 수 있는 디지털 파장 가변 레이저이다.As a practical implementation of this method, there is a wavelength tunable laser combined with an arrayed waveguide grating (AWG) and a semiconductor optical amplifier as shown in Fig. 2 (Zirngible et al. IEEE Photonics Tech. Lett. 6, 516 (1994) ). The optical cavity of this tunable laser includes a wavelength splitter and a gain portion and is defined by two cutting planes. This type of laser is a digital wavelength tunable laser that can not continuously change wavelengths, and can select only the same number of wavelengths as the number of semiconductor optical amplifiers.

도 2에 나타낸 파장 가변 레이저는, 파장에 따라 빛의 경로를 조절하는AWG(Arrayed Waveguide Grating)(22)와, 상기 AWG(22)에서 전송되는 빛을 증폭시키는 광 증폭기 어레이(23)와, 상기 광 증폭기 어레이(23)에 입력되는 빛을 반사시키는 고반사 거울(24) 및 상기 AWG(22)와 광 증폭기 어레이(24)를 통하여 레이징 (lasing)된 빛을 출사하는 출사면 거울(21)을 포함한다.The tunable laser shown in FIG. 2 includes an arrayed waveguide grating (AWG) 22 for adjusting the light path according to the wavelength, an optical amplifier array 23 for amplifying the light transmitted from the AWG 22, and A high reflection mirror 24 reflecting light input to the optical amplifier array 23 and an exit mirror 21 emitting light lasing through the AWG 22 and the optical amplifier array 24; It includes.

그런데, 이와 같은 디지털 파장 가변 레이저를 구성하는 AWG(22)는 그 설계와 제작 공정이 어려우며, 채널 수가 증가함에 따라 그 크기가 커지게 된다. 이에 따라 전체 디지털 파장 가변 레이저의 크기도 커지게 되는 단점이 있다.However, the AWG 22 constituting such a digital tunable laser has a difficult design and manufacturing process, and its size increases as the number of channels increases. Accordingly, there is a disadvantage in that the size of the entire digital tunable laser is also increased.

본 발명은 상기와 같은 여건을 감안하여 창출된 것으로서, 광자결정의 분산특성을 이용하여 파장에 따른 빛의 진행경로를 조절하고, 반도체 광 증폭기를 통하여 특정 파장만 선택하여 레이징(lasing)을 용이하게 할 수 있는 광자결정과 반도체 광 증폭기를 이용한 디지털 파장 가변 레이저를 제공함에 그 목적이 있다.The present invention was created in view of the above-described conditions, by using the dispersion characteristics of photonic crystals to control the light path according to the wavelength, and easy to lasing by selecting only a specific wavelength through the semiconductor optical amplifier. It is an object of the present invention to provide a digital tunable laser using a photonic crystal and a semiconductor optical amplifier.

도 1은 종래의 파장 가변 레이저의 구성을 개념적으로 나타낸 도면.1 is a view conceptually showing the configuration of a conventional tunable laser.

도 2는 종래의 파장 가변 레이저가 구현된 예를 나타낸 도면.2 is a view showing an example in which a conventional tunable laser is implemented.

도 3은 본 발명에 따른 광자결정과 반도체 광 증폭기를 이용한 디지털 파장 가변 레이저를 간략하게 나타낸 도면.3 is a schematic diagram of a digital tunable laser using a photonic crystal and a semiconductor optical amplifier according to the present invention.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

11, 21... 출사면 거울 12... 1 x N 파장 분파기11, 21 ... exit mirror 12 ... 1 x N wavelength splitter

13, 23... 광 증폭기 어레이 14, 24... 고반사 거울13, 23 ... optical amplifier array 14, 24 ... high reflection mirror

22... AWG(Arrayed Waveguide Grating)22 ... AWG (Arrayed Waveguide Grating)

31... 기판 32... 광자결정31 ... substrate 32 ... photonic crystal

33... 광 증폭기 어레이 34... 도파로33 ... optic amplifier array 34 ... waveguide

35... 고반사 거울 36... 출사면 거울35. High-reflection mirror 36. Exit-side mirror

37... 화이버37 ... Fiber

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 광자결정과 반도체 광 증폭기를 이용한 디지털 파장 가변 레이저는, 기판과; 상기 기판 상에 굴절률이 다른 복수의 유전체가 주기적으로 배열되어 형성되며, 입사되는 빛의 파장에 따라 광 경로를 상이하게 제공하는 광자결정(photonic crystal)과; 상기 기판의 일단에 복수로 형성되며, 상기 광자결정을 통해 전파되는 빛을 입사받는 복수의 반도체 광 증폭기와; 상기 반도체 광 증폭기의 일단에 형성되며, 상기 반도체 광 증폭기에 입사되어 진행되는 빛을 반사시키는 고반사 거울과; 상기 기판의 타단에 형성되며, 상기 광자결정을 통하여 전파되는 빛을 입사받는 도파로; 및 상기 도파로의 일단에 형성되며, 상기 도파로에 입사되어 진행되는 빛을 반사시키고 레이징(lasing)된 빛을 출사시키는 출사면 거울; 을 포함하여 구성되며,상기 도파로, 광자결정 및 각 반도체 광 증폭기가 특정 파장에 대한 레이저 캐비티를 각각 형성하고, 상기 각각의 레이저 캐비티 내에서 특정 파장의 빛이 레이징되는 점에 그 특징이 있다.In order to achieve the above object, a digital tunable laser using a photonic crystal and a semiconductor optical amplifier according to the present invention includes a substrate; A photonic crystal having a plurality of dielectrics having different refractive indices periodically arranged on the substrate, the photonic crystals providing different optical paths according to wavelengths of incident light; A plurality of semiconductor optical amplifiers formed on one end of the substrate and receiving light propagating through the photonic crystal; A high reflection mirror which is formed at one end of the semiconductor optical amplifier and reflects light incident on and propagated by the semiconductor optical amplifier; A waveguide formed at the other end of the substrate and receiving light propagating through the photonic crystal; And an emission surface mirror formed at one end of the waveguide, for reflecting light incident to the waveguide and emitting laser light; The waveguide, the photonic crystal and each semiconductor optical amplifier each have a laser cavity for a specific wavelength, and light of a specific wavelength is lasered within each laser cavity.

여기서, 상기 복수의 반도체 광 증폭기는 상기 광자결정을 통해 다른 파장의 빛이 전파되는 위치에 각각 배열되며, 또한 상기 광자결정을 통해 전파되는 빛의중심 파장 및 파장 변화 폭은, 광자결정의 설계와 사용된 반도체의 종류에 의해 결정되는 점에 그 특징이 있다.Here, the plurality of semiconductor optical amplifiers are arranged at positions where light of different wavelengths propagates through the photonic crystals, and the central wavelength and wavelength change width of light propagated through the photonic crystals are determined by the design of the photonic crystals. Its characteristics are determined by the type of semiconductor used.

이와 같은 본 발명에 의하면, 광자결정의 분산특성을 이용하여 파장에 따른 빛의 진행경로를 조절하고, 반도체 광 증폭기를 통하여 특정 파장만 선택하여 레이징(lasing)을 용이하게 할 수 있는 장점이 있다.According to the present invention, the light propagation path is adjusted according to the wavelength by using the dispersion characteristic of the photonic crystal, and the laser can be easily selected by selecting a specific wavelength through the semiconductor optical amplifier. .

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시 예를 상세히 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 3은 본 발명에 따른 광자결정과 반도체 광 증폭기를 이용한 디지털 파장 가변 레이저를 간략하게 나타낸 도면이다.FIG. 3 is a view schematically illustrating a digital tunable laser using a photonic crystal and a semiconductor optical amplifier according to the present invention.

도 3에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 광자결정과 반도체 광 증폭기를 이용한 디지털 파장 가변 레이저는 2 차원 광자결정을 이용한 파장 분파기와 반도체 광 증폭기를 단일 칩에 집적한 형태의 파장 가변 레이저이다. 여기서, 2차원이란 그 구조가 두축으로 정의되는 평면 상에서 주기적으로 변하는 것을 말한다. 또한, 1차원은 한 방향으로만 주기를 가진다.As shown in FIG. 3, the digital wavelength tunable laser using the photonic crystal and the semiconductor optical amplifier according to the present invention is a wavelength tunable laser in which a wavelength splitter using a two-dimensional photonic crystal and a semiconductor optical amplifier are integrated on a single chip. Here, two-dimensional means that the structure is periodically changed on a plane defined by two axes. Also, one dimension has a period only in one direction.

그리고, 광자결정이란 굴절률이 다른 유전체를 주기적으로 배열한 물질을 말한다. 이로 인하여 생기는 중요한 현상이 바로 광자 띠 간격(photonic band gap)의 형성이다, 이러한 광자 띠 간격에 해당하는 에너지를 갖는 빛은 광자결정 내에 존재할 수 없고, 이를 이용하여 광자결정 레이저, 90도로 꺽이는 도파로 등을 제작할 수 있다.The photonic crystal refers to a material in which dielectrics having different refractive indices are periodically arranged. An important phenomenon that arises is the formation of a photonic band gap. Light with energy corresponding to the photonic band gap cannot exist in the photonic crystal, which can be used for photonic crystal lasers, waveguides that are bent at 90 degrees. Can be produced.

그러면, 도 3을 참조하여 본 발명에 따른 광자결정과 반도체 광 증폭기를 이용한 디지털 파장 가변 레이저의 동작을 설명하여 보도록 한다.Next, an operation of the digital tunable laser using the photonic crystal and the semiconductor optical amplifier according to the present invention will be described with reference to FIG. 3.

기판(31) 상의 가운데에 형성된 2 차원 광자결정(32)은 일종의 프리즘 역할을 한다. 즉, 좌측으로부터 여러 파장이 중첩된 빛이 입사되면, 그 각각의 입사된 파장에 따라 다른 위치로 전파해 가게 된다. 따라서, 좌측 하단의 도파로(34)로부터 입사된 빛은 그 파장에 따라 서로 다른 위치로 분리되어, 각각의 광 증폭기(33)로 들어가게 된다.The two-dimensional photonic crystal 32 formed in the center on the substrate 31 serves as a kind of prism. That is, when light in which several wavelengths overlap is incident from the left side, it propagates to another position according to each incident wavelength. Therefore, the light incident from the waveguide 34 at the lower left is separated into different positions according to the wavelength, and enters the respective optical amplifiers 33.

또한, 이와는 반대로 상기 광 증폭기(33)로부터 나오는 빛은 상기 광자결정 (32)을 통과한 후, 특정한 파장의 빛만이 좌측 하단의 도파로(34)로 들어갈 수 있다. 이러한 성질을 이용하면, 상기 광자결정(32)의 설계를 통하여, 좌측의 도파로 (34)와 어느 한 광 증폭기(33) 사이에서만 진행 경로를 갖는 빛의 파장 예컨대, 도 3의 λ1, λ2를 결정할 수 있다.On the contrary, after the light from the optical amplifier 33 passes through the photonic crystal 32, only light having a specific wavelength may enter the waveguide 34 at the lower left. Using this property, through the design of the photonic crystal 32, wavelengths of light having a propagation path only between the waveguide 34 on the left side and one of the optical amplifiers 33, for example, lambda 1 and lambda 2 in Fig. 3 are determined. Can be.

그리고, 반도체 결정의 절단면(35)(36)은 레이저의 거울의 역할을 한다. 이때, 거울의 반사율을 조절하기 위하여 절단면에 고 반사율의 물질을 코팅하게 된다. 이에 따라, 각각의 거울은 광 증폭기(33)의 빛을 반사시키는 고반사 거울(35)과 레이징된 빛을 투과시키는 출사면 거울(36)을 형성하게 된다. 이때, 상기 출사면 거울(36)에서 출사되는 빛은 화이버(37) 등을 통하여 전송될 수 있다.The cut surfaces 35 and 36 of the semiconductor crystal serve as mirrors of the laser. At this time, in order to control the reflectance of the mirror is coated with a material of high reflectance on the cut surface. Accordingly, each mirror forms a high reflection mirror 35 reflecting the light of the optical amplifier 33 and an exit surface mirror 36 transmitting the laser beam. In this case, the light emitted from the exit surface mirror 36 may be transmitted through the fiber 37 or the like.

이와 같은 파장 가변 레이저의 원리에 대하여 부연 설명하면 다음과 같다. 예를 들어, 광 증폭기 어레이(33) 중에서 가장 위쪽의 광 증폭기를 작동시키면 넓은 선폭의 빛이 발생되고, 그 발생된 빛은 좌측으로 진행된다. 그리고, 그 진행되는 빛은 광자결정(32)을 통과하면서, 특정한 파장 λ1을 갖는 좁은 선폭의 빛만이 좌측 하단의 도파로(34)로 진행된다. 이때, 상기 도파로(34)를 통과한 빛은 출사면거울(36)에서 반사되어, 상기 광자결정(32)을 다시 통과하여 처음 빛이 발생된 광 증폭기(33)로 들어간다.The principle of such a tunable laser is explained in detail as follows. For example, when the optical amplifier at the top of the optical amplifier array 33 is operated, light of a wide line width is generated, and the generated light travels to the left side. Then, the advancing light passes through the photonic crystal 32, and only light having a narrow line width having a specific wavelength lambda 1 proceeds to the waveguide 34 at the lower left. At this time, the light passing through the waveguide 34 is reflected by the exit surface mirror 36, passes through the photonic crystal 32 again and enters the optical amplifier 33 in which the first light is generated.

이와 같이, 도파로(34), 광자결정(32) 및 광 증폭기(33)가 하나의 레이저 캐비티(laser cavity)를 형성하게 된다. 이 캐비티 내에서 빛은 증폭되어 레이징 (lasing)이 시작되고, 그 빛은 상기 도파로(34)를 통과하여 화이버(37)에 입사하게 된다. 이때, 상기 광자결정(32)의 분산 특성에 의하여 이 캐비티에서 레이징 (lasing)되는 빛의 파장이 결정된다.In this way, the waveguide 34, the photonic crystal 32 and the optical amplifier 33 form one laser cavity. In this cavity, light is amplified to start lasing, and the light passes through the waveguide 34 and enters the fiber 37. At this time, the wavelength of light lasing in this cavity is determined by the dispersion characteristic of the photonic crystal 32.

한편, 도 3의 광 증폭기 어레이(33) 중에서 세 번째 광 증폭기를 작동시키면, 그 광 증폭기(33)의 위치에 해당하는 경로를 갖는 다른 파장 λ2의 빛만이 새롭게 정의된 레이저 캐비티를 왕복하면서 레이징(lasing)이 수행된다. 그리고, 각각의 증폭기를 통해 발생시킬 수 있는 빛의 파장은, 광자결정(32)의 설계를 통하여 정할 수 있다. 따라서, 원하는 파장의 빛을 발생시키기 위해서는 그에 맞는 반도체 광 증폭기(33)를 작동시키면 된다.On the other hand, when the third optical amplifier of the optical amplifier array 33 of FIG. 3 is operated, only the light of the other wavelength λ 2 having a path corresponding to the position of the optical amplifier 33 is razed while reciprocating the newly defined laser cavity. lasing is performed. The wavelength of light that can be generated through each amplifier can be determined through the design of the photonic crystal 32. Therefore, in order to generate light of a desired wavelength, it is sufficient to operate the semiconductor optical amplifier 33 corresponding thereto.

또한, 경우에 따라서는 여러 파장의 빛을 동시에 레이징시킬 수도 있다. 이러한 경우에는 몇 개의 광 증폭기를 동시에 작동시킴으로써 구현될 수 있으며, 선택할 수 있는 파장의 수는 배치된 광 증폭기의 수에 의하여 결정된다. 이때, 파장은 상기 광자결정의 설계에 따라 불연속적으로 변화된다. 또한, 상기 광자결정을 통해 전파되는 빛의 중심 파장 및 파장 변화 폭은, 광자결정의 설계와 사용된 반도체의 종류에 의해 결정된다.In some cases, it is also possible to simultaneously laser light of several wavelengths. In this case, it can be realized by operating several optical amplifiers simultaneously, and the number of wavelengths that can be selected is determined by the number of optical amplifiers arranged. At this time, the wavelength is changed discontinuously according to the design of the photonic crystal. In addition, the central wavelength and the wavelength change width of the light propagating through the photonic crystal are determined by the design of the photonic crystal and the type of semiconductor used.

이상의 설명에서와 같이, 본 발명에 따른 광자결정과 반도체 광 증폭기를 이용한 디지털 파장가변 레이저에 의하면, 광자결정의 분산특성을 이용하여 파장에 따른 빛의 진행경로를 조절하고, 반도체 광 증폭기를 통하여 특정 파장만 선택하여 레이징(lasing)을 용이하게 할 수 있는 장점이 있다.As described above, according to the digital wavelength tunable laser using the photonic crystal and the semiconductor optical amplifier according to the present invention, by using the dispersion characteristics of the photonic crystal to adjust the light path according to the wavelength, and through the semiconductor optical amplifier There is an advantage that it is easy to lasing by selecting only the wavelength.

Claims (3)

기판과;A substrate; 상기 기판 상에 굴절률이 다른 복수의 유전체가 주기적으로 배열되어 형성되며, 입사되는 빛의 파장에 따라 광 경로를 상이하게 제공하는 광자결정(photonic crystal)과;A photonic crystal having a plurality of dielectrics having different refractive indices periodically arranged on the substrate, the photonic crystals providing different optical paths according to wavelengths of incident light; 상기 기판의 일단에 복수로 형성되며, 상기 광자결정을 통해 전파되는 빛을 입사받는 복수의 반도체 광 증폭기와;A plurality of semiconductor optical amplifiers formed on one end of the substrate and receiving light propagating through the photonic crystal; 상기 반도체 광 증폭기의 일단에 형성되며, 상기 반도체 광 증폭기에 입사되어 진행되는 빛을 반사시키는 고반사 거울과;A high reflection mirror which is formed at one end of the semiconductor optical amplifier and reflects light incident on and propagated by the semiconductor optical amplifier; 상기 기판의 타단에 형성되며, 상기 광자결정을 통하여 전파되는 빛을 입사받는 도파로; 및A waveguide formed at the other end of the substrate and receiving light propagating through the photonic crystal; And 상기 도파로의 일단에 형성되며, 상기 도파로에 입사되어 진행되는 빛을 반사시키고 레이징(lasing)된 빛을 출사시키는 출사면 거울; 을 포함하여 구성되며,An emission surface mirror formed at one end of the waveguide, for reflecting light incident to the waveguide and emitting laser light; It is configured to include, 상기 도파로, 광자결정 및 각 반도체 광 증폭기가 특정 파장에 대한 레이저 캐비티를 각각 형성하고, 상기 각각의 레이저 캐비티 내에서 특정 파장의 빛이 레이징되는 것을 특징으로 하는 광자결정과 반도체 광 증폭기를 이용한 디지털 파장 가변 레이저.The waveguide, the photonic crystal and each semiconductor optical amplifier respectively form a laser cavity for a specific wavelength, and light of a specific wavelength is lasered within the respective laser cavity, digital using a photonic crystal and a semiconductor optical amplifier Tunable laser. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 복수의 반도체 광 증폭기는 상기 광자결정을 통해 다른 파장의 빛이 전파되는 위치에 각각 배열되는 것을 특징으로 하는 광자결정과 반도체 광 증폭기를 이용한 디지털 파장 가변 레이저.And the plurality of semiconductor optical amplifiers are arranged at positions where light of different wavelengths propagates through the photonic crystals, respectively. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 광자결정을 통해 전파되는 빛의 중심 파장 및 파장 변화 폭은, 광자결정의 설계와 사용된 반도체의 종류에 의해 결정되는 것을 특징으로 하는 광자결정과 반도체 광 증폭기를 이용한 디지털 파장 가변 레이저.And a center wavelength and a wavelength change width of light propagated through the photonic crystal are determined by the design of the photonic crystal and the type of semiconductor used.
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