KR101416437B1 - 파장 가변 외부 공진 레이저 발생 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 파장 가변 외부 공진 레이저 발생 장치에 관한 것이다. 본 발명의 파장 가변 외부 공진 레이저 발생 장치는 반사형 다중 모드 간섭기, 반사형 다중 모드 간섭기와 외부 파장 가변 반사기 사이에서 광을 증폭하는 광 증폭기; 및 반사형 다중 모드 간섭기로부터의 광을 처리하여 출력하는 광 신호 처리기로 구성된다. 반사형 다중 모드 간섭기는 다중 모드 도파로, 다중 모드 도파로의 일단과 광 증폭기를 연결하는 하나의 입력 도파로, 및 다중 모드 도파로의 타단과 광 신호 처리기를 연결하는 하나의 출력 도파로를 포함한다.

Description

파장 가변 외부 공진 레이저 발생 장치{WAVELENGTH TUNABLE EXTERNAL CAVITY LASER GENERATING DEVICE}
본 발명의 레이저 발생 장치에 관한 것으로, 더 상세하게는 파장 가변 외부 공진 레이저 발생 장치에 관한 것이다.
대용량 통신 기술의 하나로서, 광 통신이 연구되고 있다. 광 통신은 송신측에서 송신 신호를 광으로 변환하고, 변환된 신호를 광 케이블과 같은 매질을 통해 광으로 전송하고, 그리고 수신측에서 수신된 광 신호를 원본 신호로 변환하는 절차에 따라 수행된다. 광 통신 기술 중 대표적인 기술은 파장 분할 다중 광 가입자 망(WDM-PON, Wavelength Division Multiplexing Passive Optical Network) 이다. WDM-PON은 파장 가변 레이저를 필요로 한다.
본 발명의 목적은 고속 변조가 가능한 파장 가변 외부 공진 레이저 발생 장치를 제공하는 데에 있다.
본 발명의 다른 목적은 향상된 집적도를 갖는 파장 가변 외부 공진 레이저 발생 장치를 제공하는 데에 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 파장 가변 외부 공진 레이저 발생 장치는, 반사형 다중 모드 간섭기; 상기 반사형 다중 모드 간섭기와 외부 파장 가변 반사기 사이에서 광을 증폭하는 광 증폭기; 및 상기 반사형 다중 모드 간섭기로부터의 광을 처리하여 출력하는 광 신호 처리기를 포함하되, 상기 광 증폭기, 상기 반사형 다중 모드 간섭기, 및 상기 광 신호 처리기는 하나의 기판 상에 직렬 연결되어 연속적인 도파로를 형성하고, 상기 반사형 다중 모드 간섭기는 다중 모드 도파로, 상기 다중 모드 도파로의 일단과 상기 광 증폭기를 연결하는 하나의 입력 도파로, 및 상기 다중 모드 도파로의 타단과 상기 광 신호 처리기를 연결하는 하나의 출력 도파로를 포함한다.
실시 예로서, 상기 출력 도파로는 상기 입력 도파로로부터 상기 광이 입력되는 제 1 축선으로부터 이격된 제 2 축선 상의 상기 다중 모드 도파로의 타단에 형성된다.
실시 예로서, 상기 반사형 다중 모드 간섭기는, 상기 제 1 축선 및 상기 출력 도파로로부터 이격된 제 3 축선 상의 상기 다중모드 도파로의 타단에 제공되는 반사부를 더 포함한다.
실시 예로서, 상기 반사부는 상기 다중모드 도파로의 타단에 형성된 고반사율의 물질을 포함한다.
실시 예로서, 상기 반사부 및 상기 출력 도파로는 상기 제 1 축선에 대하여 서로 대칭적인 위치에 형성된다.
실시 예로서, 상기 반사형 다중 모드 간섭기는, 상기 다중 모드 도파로의 타단에 연결된 입력 포트를 구비한 다중 모드 간섭기; 및 상기 다중 모드 간섭기의 출력 포트들을 서로 연결하는 궤환 도파로를 더 포함한다.
실시 예로서, 상기 입력 포트는, 상기 제 1 축선 및 상기 출력 도파로로부터 이격된 제 3 축선 상의 상기 다중모드 도파로의 타단에 연결된다.
실시 예로서, 상기 다중 모드 도파로는, 상기 입력 도파로로부터 상기 광이 입력되는 제 1 축선과 다른 방향의 제 2 축선을 따라 연장되는 제 3 다중 모드 도파로; 상기 제 1 및 제 2 축선들과 다른 방향의 제 3 축선을 따라 연장되는 제 4 다중 모드 도파로; 및 상기 제 3 및 제 4 다중 모드 도파로들을 서로 연결하는 연결 도파로를 포함한다.
실시 예로서, 상기 제 2 축선 및 상기 제 3 축선 사이의 기울기에 따라, 상기 출력 도파로로 전달되는 출력 광과 상기 제 4 다중모드 도파로의 종단에서 반사되는 반사 광의 비율이 가변된다.
실시 예로서, 상기 광 증폭기의 양단 중 적어도 일 단에 제공되는 위상 조절기를 더 포함한다.
본 발명에 따르면, 광 증폭기, 반사형 다중 모드 간섭기, 그리고 광 변조기가 단일 기판 상에서 연속적인 도파로 형태로 집적된다. 따라서, 고속 변조가 가능한 파장 가변 외부 공진 레이저 발생 장치가 제공된다.
본 발명에 따르면, 광 증폭기, 반사형 다중 모드 간섭기, 그리고 광 변조기가 단일 기판 상에서 연속적인 도파로 형태로 집적되며, 외부 파장 가변 반사기 또한 기판 상에 제공된다. 따라서, 향상된 집적도를 갖는 파장 가변 외부 공진 레이저가 제공된다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 파장 가변 외부 공진 레이저 발생 장치를 보여주는 도면이다.
도 2는 다중 모드 간섭기를 보여주는 도면이다.
도 3은 본 발명의 제 1 예에 따른 반사형 다중 모드 간섭기를 보여주는 도면이다.
도 4는 본 발명의 제 2 예에 따른 반사형 다중 모드 간섭기를 보여주는 도면이다.
도 5는 본 발명의 제 3 예에 따른 반사형 다중 모드 간섭기를 보여주는 도면이다.
도 6은 본 발명의 제 4 예에 따른 반사형 다중 모드 간섭기를 보여주는 도면이다.
도 7은 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 파장 가변 외부 공진 레이저 발생 장치를 보여주는 도면이다.
이하에서, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다. 동일한 구성 요소들은 동일한 참조 번호를 이용하여 인용될 것이다. 유사한 구성 요소들은 유사한 참조 번호들을 이용하여 인용될 것이다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 파장 가변 외부 공진 레이저 발생 장치(100)를 보여주는 도면이다. 도 1을 참조하면, 제 1 기판(110) 및 제 2 기판(210)이 제공된다. 예시적으로, 제 1 기판(110) 및 제 2 기판(210)은 서로 다른 물질들로 구성될 수 있다.
제 1 기판(110) 상에, 광 증폭기(130), 반사형 다중 모드 간섭기(140), 그리고 광 신호 처리기(150)가 제공된다. 광 증폭기(130), 반사형 다중 모드 간섭기(140), 그리고 광 신호 처리기(150)는 연속적인 도파로를 형성한다.
제 2 기판(210) 상에 외부 파장 가변 반사기(220)가 제공된다. 외부 파장 가변 반사기(220)는 가변 가능한 반사 대역을 갖는다.
외부 파장 가변 반사기(220)는 입사되는 광들 중 특정 파장에 대응하는 광을 반사하도록 구성된다. 반사형 다중 모드 간섭기(140)는 입사되는 광들 중 일부 광들을 반사하고, 그리고 나머지 일부 광들을 투과하도록 구성된다.
외부 파장 가변 반사기(220) 및 반사형 다중 모드 간섭기(140) 사이에 광 증폭기(130)가 제공된다. 외부 파장 가변 반사기(220) 및 반사형 다중 모드 간섭기(140) 사이에서 공진이 발생된다. 광 증폭기(130)는 공진 시에 발생되는 광 감쇄를 보상한다. 따라서, 외부 파장 가변 반사기(220), 광 증폭기(130), 그리고 반사형 다중 모드 간섭기(140)에 의해 레이저가 발생된다.
외부 파장 가변 반사기(220), 광 증폭기(130), 그리고 반사형 다중 모드 간섭기(140)에 의해 발생된 레이저는 광 신호 처리기(150)로 제공된다. 예시적으로, 광 신호 처리기(150)는 광 변조기를 포함할 수 있다. 외부 파장 가변 반사기(220), 광 증폭기(130), 그리고 반사형 다중 모드 간섭기(140)에 의해 발생된 레이저는 광 신호 처리기(150)에 의해 처리되어 출력된다.
예시적으로, 광 신호 처리기(150)의 출력단에 광 케이블이 제공되고, 광 신호 처리기의 출력 레이저는 광 케이블을 통해 전송될 수 있다.
예시적으로, 광 증폭기(130)는 릿지(ridge) 형 또는 평판 매립형(PBH, Planar Buried Heterostructure) 이득 도파로일 수 있다. 광 증폭기(130)는 1.55 마이크로미터 또는 그와 유사한 밴드갭(bandgap)을 갖는 InGaAsP 벌크 또는 InGaAsP/InGaAsP 다중 양자 우물을 포함할 수 있다.
예시적으로, 반사형 다중 모드 간섭기(140)는 다중 모드 간섭기와 유사한 구조를 가질 수 있다. 예를 들면, 반사형 다중 모드 간섭기(140)는 적어도 하나의 출력 포트가 제거된 다중 모드 간섭기와 동일한 구조를 가질 수 있다. 즉, 반사형 다중 모드 간섭기(140)에 입사되는 광들 중 제거된 적어도 하나의 출력 포트에 대응하는 광들은 반사되고, 제거되지 않은 적어도 하나의 출력 포트에 대응하는 광들은 투과될 수 있다.
광 신호 처리기(150)는 릿지(ridge) 형, 깊은 릿지(deep ridge) 형 또는 평판 매립형(PBH, Planar Buried Heterostructure) 도파로일 수 있다. 광 신호 처리기(150)는 마흐-젠더(Mach-Zhender) 간섭형 변조기, 전계 흡수형 변조기, 또는 위상 변조기를 포함할 수 있다. 예를 들면, 광 신호 처리기(150)는 광 증폭기(130)의 밴드갭보다 40 내지 70 나노미터의 단파장의 밴드갭을 갖는 InGaAsP 벌크 또는 InGaAsP/InGaAsP 다중 양자 우물을 포함하는 전계 흡수형 변조기를 포함할 수 있다. 다른 예로서, 광 신호 처리기(150)는 1.2 내지 1.4 마이크로 미터의 밴드갭을 갖는 InGaAsP 벌크 또는 InGaAsP/InGaAsP 다중 양자 우물을 포함하는 마흐-젠더(Mach-Zhender) 간섭형 변조기를 포함할 수 있다.
외부 파장 가변 반사기(220)는 가변 가능한 반사 대역을 갖는 회절 격자(예를 들면, polymer grating), 필름형 반사기, 브래그 격자 반사기, 또는 도파로 형태의 반사기일 수 있다. 예시적으로, 외부 파장 가변 반사기(220)의 반사 대역은 제어 신호(CS)에 따라 가변될 수 있다. 예를 들면, 외부 파장 가변 반사기(220)의 반사 대역은 제어 신호(CS)에 의한 열 광학 효과(themooptic effect) 또는 전기 광학 효과(electrooptic effect)에 따라 가변될 수 있다. 제어 신호(CS)는 전압 또는 전류일 수 있다.
예시적으로, 연속적인 도파로를 구성하는 광 증폭기(130), 반사형 다중 모드 간섭기(140), 그리고 광 신호 처리기(150)의 양단 중 적어도 한 단에, 무반사(AR, Anti-Reflection) 코팅(160)이 제공될 수 있다. 외부 파장 가변 반사기(220) 및 광 증폭기(130) 사이에 무반사 코팅(160)이 제공될 때, 외부 파장 가변 반사기(220), 광 증폭기(130), 그리고 반사형 다중 모드 간섭기(140) 사이에서 발생하는 공진 모드에서 반사로 인한 손실이 감소될 수 있다. 광 신호 처리기(150)의 출력단에 무반사 코팅(160)이 제공될 때, 파장 가변 외부 공진 레이저 발생 장치(100)의 출력 단에서 반사로 인한 손실이 감소될 수 있다.
예시적으로, 연속적인 도파로를 구성하는 광 증폭기(130), 반사형 다중 모드 간섭기(140), 그리고 광 신호 처리기(150)의 양단에 무반사 코팅(160)이 제공될 때, 연속적인 도파로를 구성하는 광 증폭기(130), 반사형 다중 모드 간섭기(140), 그리고 광 신호 처리기(150)에서 발생할 수 있는 페브리-페로(Febry-Perot) 공진이 억제될 수 있다.
예시적으로, 외부 파장 가변 반사기(220) 및 광 증폭기(130) 사이에 광 모드 크기 변환기(SSC, Spot Size Converter, 미도시)가 추가적으로 제공될 수 있다. 광 모드 크기 변환기(SSC)가 추가적으로 제공되면, 와부 파장 가변 반사기(220) 및 광 증폭기(130)의 결합 효율이 향상될 수 있다.
마찬가지로, 광 신호 처리기(150)의 출력단에 광 모드 크기 변환기(SSC, 미도시)가 추가적으로 제공될 수 있다. 광 모드 크기 변환기(SSC)가 추가적으로 제공되면, 광 신호 처리기(150) 및 광 신호 처리기(150)의 출력단에 연결되는 전송 매질(예를 들면, 광 섬유)의 결합 효율이 향상될 수 있다.
도 2는 다중 모드 간섭기(MMI, Multi-Mode Interferometer)를 보여주는 도면이다. 도 2를 참조하면, 다중 모드 간섭기(MMI)는 입력 도파로(IW), 다중 모드 도파로(MMW), 그리고 제 1 및 제 2 출력 도파로들(OW1, OW2)을 포함한다.
다중 모드 간섭기(MMI)는 자아 결상 원리(Self-Imaging Principle)에 기반한 장치이다. 입력 도파로(IW)로부터 다중 모드 도파로(MMW)의 일단으로 광이 입사된다. 입력 도파로(IW)는 단일 모드 도파로일 수 있다. 다중 모드 도파로(MMW)로 입사된 광은 복수의 모드들로 분할되어 도파된다. 복수의 모드들 사이의 간섭에 의해, 다중 모드 도파로(MMW)에서 상들(imagaes)이 맺힌다. 더 상세하게는, 다중 모드 도파로(MMW)에 입사된 광의 도파 방향을 따라, 다중 모드 도파로(MMW)에서 주기적으로 단일상 및 다중상이 맺힌다.
예시적으로, 입력 도파로(IW)와 인접한 제 1 지점(Z1)에서, 입력 도파로(IW)가 제공되는 제 1 축선(A1)상에 단일상(I1)이 맺히는 것으로 도시되어 있다. 제 1 지점(Z1)으로부터 도파 방향으로 진행한 제 2 지점(Z2)에서, 제 1 및 제 2 출력 도파로들(OW1, OW2)이 각각 제공되는 제 2 및 제 3 축선들(A2, A3)상에 다중상(I2, I3)이 맺히는 것으로 도시되어 있다. 제 2 지점(Z2)으로부터 도파 방향으로 진행한 제 3 지점(Z3)에서, 제 1 축선(A1)상에 단일상(I4)이 맺히는 것으로 도시되어 있다. 그리고, 제 3 지점(Z3)으로부터 도파 방향으로 진행한 제 4 지점(Z4)에서, 제 2 및 제 3 축선들(A2, A3)상에 다중상(I5, I6)이 맺히는 것으로 도시되어 있다.
다중 모드 도파로(MMW)의 길이(L) 및 출력 도파로들(OW1, OW2)의 위치에 따라, 다중 모드 간섭기(MMI)의 동작 특성이 가변될 수 있다. 예시적으로, 도 2에서, 다중 모드 도파로(MMI)의 타단에 다중상(I5, I6)이 맺히도록 다중 모드 도파로(MMW)의 길이(L)가 설정되어 있다. 그리고, 다중 모드 도파로(MMW)의 타단의 영역들 중 다중상(I5, I6)이 맺히는 영역에 출력 도파로들(OW1, OW2)이 제공되는 것으로 도시되어 있다. 이때, 제 5 상에 대응하는 에너지는 제 1 출력 도파로(OW1)로 도파되고, 제 6 상(I6)에 대응하는 에너지는 제 2 출력 도파로(OW2)로 도파된다. 즉, 도 2와 같이 구성된 다중 모드 간섭기(MMI)는 광 분배기로 동작할 수 있다.
도 2의 다중 모드 도파로(MMW)에서, 단일상 또는 2 개의 다중상이 맺히는 것으로 도시되어 있다. 그러나, 다중 모드 도파로(MMW)의 폭에 따라 다중 모드 도파로(MMW)에 맺힐 수 있는 다중상의 수는 가변될 수 있다. 다중 모드 도파로(MMI)에 맺힐 수 있는 다중상의 수가 가변될 때, 다중 모드 도파로(MMW)의 타단에 2 개의 다중상이 맺히는 것으로 한정되지 않는다. 또한, 다중 모드 도파로(MMW)의 타단에 2개의 출력 도파로들이 제공되는 것으로 한정되지 않는다.
도 3은 본 발명의 제 1 예에 따른 반사형 다중 모드 간섭기(140)를 보여주는 도면이다. 도 3을 참조하면, 반사형 다중 모드 간섭기(140)는 입력 도파로(141), 다중 모드 도파로(142), 그리고 출력 도파로(143)를 포함한다.
예시적으로, 입력 도파로(141) 및 출력 도파로(143)는 단일 모드 도파로들이다. 입력 도파로(141)는 제 1 축선(A1)을 따라 제공된다. 출력 도파로(143)는 제 1 축선(A1)과 평행하며, 특정 거리만큼 이격된 제 2 축선(143)을 따라 제공된다. 입력 도파로(141)는 다중 모드 도파로(142)의 일단에 연결되고, 출력 도파로(143)는 다중 모드 도파로(142)의 타단에 연결된다. 입력 도파로(141) 및 출력 도파로(143)의 폭은 다중 모드 도파로(142) 보다 좁을 수 있다.
반사형 다중 모드 간섭기(140)는 도 2를 참조하여 설명된 다중 모드 간섭기(MMI)와 유사한 구조를 갖는다. 예를 들면, 반사형 다중 모드 간섭기(140)는 적어도 하나의 출력 포트가 제거된 다중 모드 간섭기(MMI)와 동일한 구조를 갖는다.
다중 모드 간섭기(MMI)와 마찬가지로, 반사형 다중 모드 간섭기(140)는 입사된 광을 분배하도록 구성된다. 단, 반사형 다중 모드 간섭기(140)는 분배된 광들 중 일부를 출력 도파로로 도파하고, 그리고 분배된 광들 중 나머지를 입력 도파로로 반사하도록 구성된다.
예시적으로, 입력 도파로(141)를 통해 다중 모드 도파로(142)의 일단으로 입사된 광은, 다중 모드 도파로(142)의 타단에서 다중상을 형성한다. 다중상 중 출력 도파로(143)에 대응하는 상은 출력 도파로(143)를 통해 도파된다. 출력 도파로(143)는 입력 도파로(141)를 통해 입사된 광들 중 일부 광들을 광 신호 처리기(150)에 전달한다. 다중상 중 출력 도파로(143)에 대응하지 않는 상은 다중 모드 도파로(142)에서 반사되어 입사 도파로(141)를 통해 광 증폭기(130)로 다시 도파된다. 예시적으로, 다중 모드 도파로(142)의 영역들 중 제거된 적어도 하나의 출력 포트에 대응하는 영역에서, 입사된 광들 중 일부 광들이 반사될 수 있다.
예시적으로, 도 2를 참조하여 설명된 바와 같이, 다중 모드 도파로(142)의 타단에 2 개의 다중상(I5, I6, 도 2 참조)이 형성되는 것으로 가정한다. 예시적으로, 다중상(I5, I6)은 제 2 및 제 3 축선들(A2, A3) 상에 형성되는 것으로 가정한다. 제 2 축선(A2) 상에 출력 도파로(143)가 제공된다. 따라서, 입사된 광들 중 제 5 상(I5)에 대응하는 광들은 출력 도파로(143)를 통해 도파된다.
제 3 축선(A3) 상에 다중 모드 도파로(142)의 타단이 제공된다. 따라서, 입사된 광들 중 제 6 상(I6)에 대응하는 광들은 다중 모드 도파로(142)의 타단, 더 상세하게는 다중 모드 도파로(142)의 타단의 영역 중 제 3 축선(A3)에 대응하는 영역에서 반사된다. 즉, 다중 모드 도파로(142)의 타단의 영역 중 입사된 광들이 반사되는 영역은 반사부(144)로 정의될 수 있다.
도 4는 본 발명의 제 2 예에 따른 반사형 다중 모드 간섭기(140a)를 보여주는 도면이다. 도 3의 반사형 다중 모드 간섭기(140)와 비교하면, 반사형 다중 모드 간섭기(140a)의 타단의 영역 중 제 3 축선(A3)에 대응하는 영역에 반사부(144a)가 제공된다. 반사부(144a)는 높은 반사율을 갖는 물질을 포함한다. 예시적으로, 반사부(144a)는 금(Au), 은(Ag) 등과 같이 반사율이 높은 물질을 포함할 수 있다.
도 5는 본 발명의 제 3 예에 따른 반사형 다중 모드 간섭기(140b)를 보여주는 도면이다. 도 3의 반사형 다중 모드 간섭기(140)와 비교하면, 반사부(144b)는 제 1 도파로(145), 제 2 다중 모드 도파로(146), 제 2 도파로(147), 제 3 도파로(148), 그리고 궤환 도파로(149)를 포함한다.
제 1 도파로(145)는 다중 모드 도파로(142)의 타단에 연결된다. 제 2 다중 모드 도파로(146)는 제 1 도파로(145)의 타단에 연결된다. 제 2 및 제 3 도파로들(147, 148)은 제 2 다중 모드 도파로(146)의 타단에 각각 연결된다. 궤환 도파로(149)는 제 2 및 제 3 도파로들(147, 148)의 타단들을 서로 연결한다.
예시적으로, 제 1 도파로(145), 제 2 다중 모드 도파로(146), 그리고 제 2 및 제 3 도파로들(147, 148)은 다중 모드 간섭기를 구성한다. 제 1 도파로(145)는 다중 모드 간섭기의 입력 도파로로서 제공된다. 제 2 및 제 3 도파로들(147, 148)은 다중 모드 간섭기의 출력 도파로들로서 제공된다.
즉, 다중 모드 도파로(142)의 타단에 형성되는 상들 중 반사부(144b)에 대응하는 영역에 형성되는 상에 대응하는 광들은 제 1 도파로(145)로 입사된다. 제1 도파로(145)로 입사된 광들은 분기되어 제 2 및 제 3 도파로들(147, 148)로 전달된다.
제 2 및 제 3 도파로들(147, 148)은 궤환 도파로(149)에 의해 서로 연결되어 있다. 따라서, 제 2 도파로(147)로 전달된 광들은 궤환 도파로(149), 제3 도파로(148), 제 2 다중 모드 도파로(146), 그리고 제 1 도파로(145)를 통해 다중 모드 도파로(142)로 전달된다. 마찬가지로, 제 3 도파로(148)로 전달된 광들은 궤환 도파로(149), 제 2 도파로(147), 제 2 다중 모드 도파로(146), 그리고 제 2 도파로(145)를 통해 다중 모드 도파로(142)로 전달된다. 즉, 반사부(144b)로 입사된 광들은 반사부(144b)에 의해 반사되는 것으로 이해될 수 있다.
도 6은 본 발명의 제 4 예에 따른 반사형 다중 모드 간섭기(140c)를 보여주는 도면이다. 도 6을 참조하면, 반사형 다중 모드 간섭기(140c)는 입력 도파로(171), 제 3 다중 모드 도파로(172), 연결 도파로(173), 제 4 다중 모드 도파로(174), 그리고 출력 도파로(175)를 포함한다. 도 3의 반사형 다중 모드 간섭기(140)와 비교하면, 다중 모드 도파로(142)가 제 3 다중 모드 도파로(172), 연결 도파로(173), 그리고 제 4 다중 모드 도파로(174)로 구성되는 것으로 이해될 수 있다.
도 3을 참조하여 설명된 바와 같이, 입력 도파로(171) 및 출력 도파로(175)는 각각 제 1 축선(A1) 및 제 2 축선(A2)을 따라 제공된다. 제 3 다중 모드 도파로(172)는 제 1 축선(A1)과 특정 기울기를 갖는 제 4 축선(A4)을 따라 제공된다. 제 4 다중 모드 도파로(174)는 제 1 축선(A1) 및 제 4 축선(A4)과 특정 기울기들을 갖는 제 5 축선(A5)을 따라 제공된다. 연결 도파로(173)는 제 3 및 제 4 다중 모드 도파로들(172, 174)을 서로 연결한다. 예시적으로, 제 3 다중 모드 도파로(172) 및 제 4 다중 모드 도파로(174)는 연결 도파로(173)를 중심으로 대칭적으로 제공될 수 있다.
제 3 다중 모드 도파로(172)가 제공되는 제 4 축선(A4) 및 제 4 다중 모드 도파로(174)가 제공되는 제 5 축선(A5) 사이의 기울기에 따라, 출력 도파로(175)를 통해 전달되는 출력 광 및 반사부(144)에 의해 반사되는 반사 광의 비율이 가변될 수 있다.
상술된 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 파장 가변 외부 공진 레이저 발생 장치(100)는 하나의 기판에 집적된 광 소자 및 하나의 기판에 집적된 파장 가변 반사기로 구성된다. 하나의 기판에 집적된 광 소자는 광 증폭기(130), 반사형 다중 모드 간섭기(140), 그리고 광 신호 처리기(150)를 포함한다. 광 신호 처리기(150), 예를 들면 광 변조기는 광 증폭기(130) 및 반사형 다중 모드 간섭기(140)와 함께 집적되어 하나의 연속적인 도파로를 구성한다. 따라서, 반사형 다중 모드 간섭기(140)를 통해 출력되는 레이저의 고속 변조가 수행될 수 있다.
외부 파장 가변 반사기(220)의 반사 대역은 제어 신호(CS)에 따라 가변된다. 따라서, 파장 가변 외부 공진 레이저 발생 장치(100)는 파장이 가변될 수 있는 단일 모드 레이저를 출력한다.
광 증폭기(130), 반사형 다중 모드 간섭기(140), 그리고 광 신호 처리기(150)로 구성되는 광 소자 및 외부 파장 가변 반사기(220)는 각각 반도체 기판들에 형성된다. 따라서, 파장 가변 외부 공진 레이저 발생 장치(100)의 집적도가 향상될 수 있다.
도 7은 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 파장 가변 외부 공진 레이저 발생 장치(100a)를 보여주는 도면이다. 도 1을 참조하여 설명된 파장 가변 외부 공진 레이저 발생 장치(100)와 비교하면, 위상 조절기(180)가 추가적으로 제공된다.
위상 조절기(180)는 반사형 다중 모드 간섭기(140)에 의해 반사되어 외부 파장 가변 반사기(220)에 입사되는 광들의 위상을 조절할 수 있다. 즉, 위상 조절기(180)에 의해, 파장 가변 외부 공진 레이저 발생 장치(100)에 의해 발생되는 레이저의 광 세기가 최적화될 수 있다.
예시적으로, 도 7에서 위상 조절기(180)는 외부 파장 가변 반사기(220) 및 광 증폭기(130)의 사이에 제공되는 것으로 도시되어 있다. 그러나, 위상 조절기(180)는 외부 파장 가변 반사기(220) 및 반사형 다중 모드 간섭기(140) 사이의 어떤 영역에도 제공될 수 있다.
상술된 실시 예들에서, 파장 가변 외부 공진 레이저 발생 장치(100)의 출력 레이저가 특정 파장 또는 특정 대역에 대응하는 것으로 설명되었다. 이때, 파장 가변 외부 공진 레이저 발생 장치(100)의 출력 레이저는 광 신호 처리기(150)의 처리가 무시된 레이저이다. 광 신호 처리기(150)의 처리가 적용되면, 파장 가변 외부 공진 레이저 발생 장치(100)의 출력 레이저의 파장 또는 대역은 가변될 수 있다.
본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관하여 설명하였으나, 본 발명의 범위와 기술적 사상에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능하다. 그러므로 본 발명의 범위는 상술한 실시 예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 발명의 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
110, 210 : 기판
130 : 광 증폭기
140 : 반사형 다중 모드 간섭기
150 : 광 신호 처리기
220 : 외부 파장 가변 반사기

Claims (10)

  1. 반사형 다중 모드 간섭기;
    상기 반사형 다중 모드 간섭기와 외부 파장 가변 반사기 사이에서 광을 증폭하는 광 증폭기; 및
    상기 반사형 다중 모드 간섭기로부터의 광을 처리하여 출력하는 광 신호 처리기를 포함하되,
    상기 광 증폭기, 상기 반사형 다중 모드 간섭기, 및 상기 광 신호 처리기는 하나의 기판 상에 직렬 연결되어 연속적인 도파로를 형성하고, 상기 반사형 다중 모드 간섭기는 다중 모드 도파로, 상기 다중 모드 도파로의 일단과 상기 광 증폭기를 연결하는 하나의 입력 도파로, 및 상기 다중 모드 도파로의 타단과 상기 광 신호 처리기를 연결하는 하나의 출력 도파로를 포함하고,
    상기 출력 도파로는 상기 입력 도파로로부터 상기 광이 입력되는 제 1 축선으로부터 이격된 제 2 축선 상의 상기 다중 모드 도파로의 타단에 형성되고,
    상기 반사형 다중 모드 간섭기는, 상기 제 1 축선 및 상기 출력 도파로로부터 이격된 제 3 축선 상의 상기 다중모드 도파로의 타단에 제공되는 반사부를 더 포함하는 파장 가변 외부 공진 레이저 발생 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 반사부는 상기 다중모드 도파로의 타단에 형성된 고반사율의 물질을 포함하는 파장 가변 외부 공진 레이저 발생 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 반사부 및 상기 출력 도파로는 상기 제 1 축선에 대하여 서로 대칭적인 위치에 형성되는 파장 가변 외부 공진 레이저 발생 장치.
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 다중 모드 도파로는,
    상기 입력 도파로로부터 상기 광이 입력되는 제 1 축선과 다른 방향의 제 2 축선을 따라 연장되는 제 3 다중 모드 도파로;
    상기 제 1 및 제 2 축선들과 다른 방향의 제 3 축선을 따라 연장되는 제 4 다중 모드 도파로; 및
    상기 제 3 및 제 4 다중 모드 도파로들을 서로 연결하는 연결 도파로를 포함하는 파장 가변 외부 공진 레이저 발생 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 제 2 축선 및 상기 제 3 축선 사이의 기울기에 따라, 상기 출력 도파로로 전달되는 출력 광과 상기 제 4 다중모드 도파로의 종단에서 반사되는 반사 광의 비율이 가변되는 파장 가변 외부 공진 레이저 발생 장치.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 광 증폭기의 양단 중 적어도 일 단에 제공되는 위상 조절기를 더 포함하는 파장 가변 외부 공진 레이저 발생 장치.
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