(57)【要約】  本発明はＴＯ（ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ  ｏｕｔｌｉｎｅ）型外形を有する高密度波長多重化（Ｄｅｎｓｅ  Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ；ＤＷＤＭ）用波長可変レーザーダイオードパッケージ構造で波長を測定することができるようにする波長可変型レーザー装置に関するものである。本発明による波長可変型レーザー装置は、レーザー光を放出するレーザーダイオードチップと、レーザー光を視準化する視準化レンズと、選択された波長を透過させる波長選択性フィルターと、傾斜した反射面を有する反射鏡とを含むＴＯ−ｃａｎ型波長可変型レーザー装置において、前記レーザーダイオードチップ（１００）で放出されて視準化レンズ（２００）によって視準化された後、４５度反射鏡（３００）を通じてＴＯ−ｃａｎ型パッケージの外部に放出される光と４５度反射鏡（３００）を透過する成分で光を分離した後、前記４５度反射鏡（３００）を透過した光を少なくとも二つの光に分割した後、一つの光の経路に光監視のための第１フォトダイオード（５１０）を配置し、他の一つの光の経路上に波長によって透過特性が変わる波長選択性フィルター（４００）（６００）と第２フォトダイオード（５２０）がさらに配置されたことを特徴とする。【選択図】図５
2015503855.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザー光を放出するレーザーダイオードチップと、
レーザー光を視準化する視準化レンズと、
選択された波長を透過させる波長選択性フィルターと、
傾斜した反射面を有する反射鏡と、を含むＴＯ−ｃａｎ型波長可変型レーザー装置において、
前記レーザーダイオードチップ（１００）で放出されて視準化レンズ（２００）によって視準化された後、４５度反射鏡（３００）を通じてＴＯ−ｃａｎ型パッケージの外部に放出される光と４５度反射鏡（３００）を透過する成分で光を分離した後、前記４５度反射鏡（３００）を透過した光を少なくとも二つの光に分割した後、一つの光の経路に光監視のための第１フォトダイオード（５１０）を配置し、他の一つの光の経路上に波長によって透過特性が変わる波長選択性フィルター（４００）（６００）と第２フォトダイオード（５２０）がさらに配置されたことを特徴とする波長測定機能を有する波長可変型レーザー装置。
【請求項２】
前記波長選択性フィルター（４００）には、前記レーザー光が入射される一側面に波長によって透過／反射率が変わらない誘電体薄膜が積層された反射面（４１０）と、他側面に波長によって透過／反射率が変わる波長選択性フィルターが蒸着された基板反射面（４２０）とが形成されることを特徴とする請求項１に記載の波長測定機能を有する波長可変型レーザー装置。
【請求項３】
前記波長選択性フィルター（６００）には、前記レーザー光が入射される一側面に波長によって透過／反射率が変わる薄膜が蒸着された反射面（６１０）と、他側面に無反射面（６２０）が形成されたことを特徴とする請求項１に記載の波長測定機能を有する波長可変型レーザー装置。
【請求項４】
請求項１〜３の何れか一項に記載の波長可変型レーザー装置で、前記第１フォトダイオード（５１０）と第２フォトダイオード（５２０）を通じて感知されるレーザー光の強度を比較して、前記レーザーダイオードチップ（１００）で放出されるレーザー光の波長を決めることを特徴とする波長可変型レーザー装置の波長測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は波長可変型レーザー装置に関するもので、特にＴＯ（ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ  ｏｕｔｌｉｎｅ）型外形を有する高密度波長多重化（Ｄｅｎｓｅ  Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ；ＤＷＤＭ）用波長可変レーザーダイオードパッケージ構造で波長を測定することができる波長可変型レーザー装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
最近、大容量の情報送信及び高速の情報通信のために、光を情報送信の媒介とする光通信が一般化されている。また、横長及び縦長がそれぞれ約０．３ｍｍの半導体レーザーダイオードチップを利用して、１０Ｇｂｐｓ（ｇｉｇａ  ｂｉｔ  ｐｅｒ  ｓｅｃ）の電気信号を簡単にレーザー光に変換することができ、半導体光受光素子を利用して光ファイバを通じて送信される光信号を簡単に電気信号に変換することができる。光は非常に珍しい特性を有するエネルギー波で、ある一地域に同時に存在する多数の光が相互作用をするためには、相互作用の対象となる光が同じ波長を有していたり、光の位相（ｐｈａｓｅ）が一致しなければならず、また進行方向も一致しなければならない。そこで、光は相互間の干渉性が非常に劣り、このような光の特性を利用して波長が異なる各種波長のレーザー光を一つの光ファイバで送る波長多重化（Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ；ＷＤＭ）方法が広く採択されている。波長多重化方法を適用するためには、隣接した波長間の間隔に合わせて適切に固定された波長のレーザー光を放出することができるレーザー光源が必要となる。
【０００３】
現在、高密度波長多重化方式において、波長間の間隔は１．６ｎｍまたは０．８ｎｍまたは０．４ｎｍ程度に狭くなりつつある。そこで、このような波長多重化のためには、光源の波長線幅が非常に狭くなければならず、温度及びレーザー駆動電流など様々なレーザー光源の駆動環境変化に対してレーザー光源の波長が非常に厳密に固定されていなければならない。通常、波長間隔の１／４以内の波長精密性が要求される。故に、波長多重化の波長間隔が１．６ｎｍまたは０．８ｎｍまたは０．４ｎｍの場合、波長の安定化程度は＋／−０．２ｎｍ、＋／−０．１ｎｍ、＋／−０．０５ｎｍ程度以内で精密に調節されなければならない。
【０００４】
高密度波長多重化方式の通信では、３２チャンネルまたは６４チャンネルの波長が互いに異なる光源を必要とし、これによってそれぞれの波長に対応する光源を別途に用意しなければならないという困難があった。それ故、このような多様なチャンネルに全部対応することができる波長可変型レーザー（ｔｕｎａｂｌｅ  ｌａｓｅｒ）が注目された。波長可変型レーザーは波長が可変されることができる構造のレーザー装置で、このような波長可変メカニズムは波長の不安定性を誘発することができ、これによって波長可変レーザーにはレーザー光の波長を測定することができる波長測定方法が広く使われている。
【０００５】
図１は本発明者によって登録された特許第１０−０８７１０１１号で引用された従来の波長安定化装置が内装されたバタフライ型レーザーパッケージを示している。図１に示すように、レーザーダイオードパッケージ内に波長を測定することができる装置が設置される従来のバタフライ型パッケージでは、レーザーダイオードチップ２の一側面で放出されるレーザー光を光ファイバ９で連結して通信に適用し、レーザーダイオードチップ２の他側面で放出されたレーザー光を視準化させて二つに分けた後、一つの光の経路には波長によって透過特性が変わる波長選択性透過フィルターと波長選択性フィルター５を透過した光の強度を監視するための監視用フォトダイオード６を配置し、他の経路にはレーザーダイオードチップ２で放出される光の強度を監視するためのフォトダイオード４を配置する。このように配置された二つのフォトダイオード６、４に流れる電流を比較すると、レーザー光が波長選択性フィルター５を透過する透過率が計算され、この透過率からレーザー光の波長情報が得られる。従って、上記特許で引用された従来の波長安定化装置が内装されたバタフライ型パッケージでは、レーザーダイオードチップの一側面で放出されたレーザー光を利用して光通信を行い、レーザーダイオードチップの他の一側面で放出されたレーザー光を利用してレーザーの光出力と波長が得られる。
【０００６】
図２は一般的な光通信用ＴＯ−ｃａｎ型パッケージを示す。一般に、ＴＯ−ｃａｎ型パッケージは、バタフライ型パッケージに比べて製造費用が少なく、体積が小さいという長所があって、通信用光モジュールに広く採択されている。しかしながら、このようなＴＯ−ｃａｎ型パッケージでは、光部品が置かれるステム底面と光出力方向が垂直であるため、ステム底面に配置されて、ステム底面に平行に放出される光を４５度反射鏡を利用して垂直に方向を転換しなければならない特性がある。しかし、現在の光通信では光モジュールの体積を最小化させて、制限された面積の電話局に多くの加入者用の光モジュールを設置することが要求され、それによって、波長測定装置を含む波長可変レーザーの体積を最小化し、低価格化するために、ＴＯ−ｃａｎ型パッケージに波長測定装置を含む波長可変レーザーモジュールを装着することができる方法が要求されている。
【０００７】
図３は本発明者によって登録された特許第１０−０９１３６２５１号の前面光監視機能を有するＴＯ−ｃａｎ型パッケージモジュールを示している。上記特許で説明したように、図３に示された前面光監視機能を有するＴＯ−ｃａｎ型パッケージモジュールは、レーザーダイオードチップの一側面と他側面で放出されるレーザー光の強度が所定比率である時適用されることができる方法で、ＲＳＯＡ（Ｒｅｆｌｅｃｔｉｖｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ）のように、レーザーダイオードチップの一側面が０．１％以下の反射率を有するレーザーダイオードチップではレーザーダイオードチップの両側面で放出される光の強度がレーザーダイオードチップで流れる電流によって変わる特性があるため、レーザーダイオードチップの後面での光監視がレーザーダイオードチップの前面で放出されるレーザー光の強度を反映しないという点を指摘している。そこで、上記特許はレーザーダイオードチップの前面（光ファイバに向ける方向）で放出される光を４５度反射鏡で一部を透過させてレーザーダイオードチップの前面で放出される光を直接監視する方法を提示している。
【０００８】
一方、図４は本発明者によって登録された特許第１０−０８７１０１１号のＴＯ−ｃａｎ型パッケージでレーザーダイオードチップの前面と後面で放出されるレーザー光を利用してレーザーで放出される光の強度と波長情報が分かる方法を示している。しかし、このような方法は、本発明者の登録特許である第１０−０９１３６２５号で言及したように、ＤＦＢ−ＬＤ（ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ  ｆｅｅｄｂａｃｋ  ｌａｓｅｒ  ｄｉｏｄｅ）チップに適用されることができる方法であり、ＲＳＯＡには適用されにくい方法である。
【０００９】
それ故、波長可変型レーザーに用いられるＲＳＯＡのように、レーザーダイオードチップの一側面が０．１％以下の反射率を有し、他面が１０％以上の反射率を有するなど反射率の差が非常に大きいレーザーダイオードチップでは、レーザーダイオードチップの両側面で放出される光を利用してレーザー光の波長と強度を監視することができないという問題が発生する。
【００１０】
従って、ＴＯ−ｃａｎ型パッケージの低価格性及び小型性を活用するために、低価格の波長測定装置が含まれた波長可変レーザーを製作するためには特別な手段が要求される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は上記従来技術の問題点を解決するために提案されたもので、本発明の目的は、ＴＯ−ｃａｎ型のパッケージを含む波長可変レーザーで、ＴＯ−ｃａｎ型パッケージの中に波長を測定することができる装置を構成して波長を測定することができるようにする波長可変型レーザー装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達するめの本発明による波長測定機能を有する波長可変型レーザー装置は、レーザー光を放出するレーザーダイオードチップと、レーザー光を視準化する視準化レンズと、選択された波長を透過させる波長選択性フィルターと、傾斜した反射面を有する反射鏡とを含むＴＯ−ｃａｎ型波長可変型レーザー装置において、上記レーザーダイオードチップで放出されて視準化レンズによって視準化になった後、４５度反射鏡を通じてＴＯ−ｃａｎ型パッケージの外部に放出される光と４５度反射鏡を透過する成分で光を分離した後、上記４５度反射鏡を透過した光を少なくとも二つに分割した後、一つの光の経路に光監視のための第１フォトダイオードを配置し、もう一つの光の経路上に波長によって透過特性が変わる波長選択性フィルターと第２フォトダイオードがさらに配置される。
【００１３】
ここで、上記波長選択性フィルターには、レーザー光が入射される一側面に波長によって透過／反射率が変わらない誘電体薄膜が積層された反射面と、他側面に波長によって透過／反射率が変わる波長選択性フィルターが蒸着された基板反射面が形成されることが好ましい。
【００１４】
また、上記波長選択性フィルターにはレーザー光が入射される一側面に波長によって透過／反射率の変わる薄膜が蒸着された反射面と、他側面に無反射面が形成されることができる。
【００１５】
一方、本発明は上記波長可変型レーザー装置で、第１フォトダイオードと第２フォトダイオードを通じて感知されるレーザー光の強度を比較して、上記レーザーダイオードチップで放出されるレーザー光の波長を決める。
【発明の効果】
【００１６】
以上のように、本発明によるレーザーダイオードパッケージ構造は、体積が非常に小さく、また、非常に廉価のＴＯ型パッケージを用いて、波長測定装置が含まれたレーザーモジュールを製作可能であることによって、波長可変レーザーの体積と価格を低下させることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】従来の波長監視機能を有するバタフライ型光モジュールパッケージの概念図である。
【図２】従来のＴＯ−ｃａｎ型光モジュールのパッケージハウジングの概念図である。
【図３】従来の前面監視機能を有するＴＯ−ｃａｎ型光モジュールの概念図である。
【図４】従来の波長監視機能を有するＴＯ−ｃａｎ型光モジュールの概念図である。
【図５】本発明による波長監視機能を有するＴＯ−ｃａｎ型波長可変レーザー装置のＴＯ−ｃａｎ型パッケージを上部で見た状態の概念図である。
【図６】本発明による波長監視機能を有するＴＯ−ｃａｎ型波長可変レーザー装置のＴＯ−ｃａｎ型パッケージを側面で見た状態の概念図である。
【図７】本発明による波長選択性フィルターの一実施例である。
【図８】図６の構造で二つのフォトダイオードに流れる電流を波長によって示した一実施例である。
【図９】本発明の他の実施例によるＴＯ−ｃａｎ型パッケージを上部で見た状態の概念図である。
【図１０】図９の構造に用いられる波長選択性フィルターの一実施例である。
【図１１】図９の構造で二つのフォトダイオードに流れる電流を波長によって示した一実施例である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、添付された図面を参照して本発明の好ましい実施例を詳しく説明する。
【００１９】
図５は本発明による波長可変レーザー装置で波長測定装置が含まれたＴＯ−ｃａｎ型レーザーダイオードパッケージを上部で見た配置図を示す。
【００２０】
図５に示した波長可変レーザーは、それ自体では波長可変機能まで含むレーザーパッケージとして作動しない。ただ、図５の構造にＴＯ−ｃａｎ型パッケージで放出されるレーザー光の中の特定波長を選択して再びレーザーダイオードチップに戻すことができる装置が具備されれば、波長を選択してレーザーダイオードチップに戻す部分を含んで、波長可変レーザーとして作動する。ＴＯ−ｃａｎ型パッケージ外部で特定波長を選択してＴＯ−ｃａｎ型パッケージ内のレーザーダイオードチップに戻すことは、従来の多様な方法で構成することができるため、発明の詳細な説明において、これに対する説明は省略する。
【００２１】
一方、図６は上記図５のＴＯ−ｃａｎ型パッケージを側面で見た配置図を示している。
【００２２】
図５及び図６に示すように、本発明ではレーザーダイオードチップ１００の一側面で放出されたレーザー光は視準化レンズ２００によって視準化された後、光の一部は反射させてＴＯ−ｃａｎ型パッケージ外部に放出し、レーザー光の一部を透過させる４５度反射鏡３００を経る。上記４５度反射鏡３００は波長に関係なく予め決められた特定比率の光をＴＯ−ｃａｎ型パッケージの外部に放出するように反射し、予め所定比率の光は４５度反射鏡３００を透過して進行させる。
【００２３】
上記４５度反射鏡３００を透過した光は波長選択性フィルター４００によって最小２つ以上の光に経路が分けられる。
【００２４】
図７は本発明の一実施例による波長選択性フィルターの構造を示す。本発明の一実施例による波長選択性フィルター４００は、レーザー光に対して透明基板（例えば、ガラスや石英など）が波長によって透過／反射率が変わらない誘電体薄膜を積層した構造の反射面４１０と、波長によって透過／反射率が変わる波長選択性フィルターが蒸着された基板反射面４２０とで構成される。従って、波長選択性フィルター４００の反射面４１０に到逹した光は透過成分と反射成分に経路が分けられる。
【００２５】
また、反射面４１０を透過する光は波長選択性フィルター４００の他面である基板反射面４２０で波長によって異なるように決められる透過率によって基板反射面４２０を透過して、光強度の監視のための第２フォトダイオード５２０に進行する。波長選択性フィルター４００の一側反射面４１０で反射する光は波長に関係なく所定比率で反射した後、光強度を監視するための第１フォトダイオード５１０に進行する。
【００２６】
そこで、ＴＯ−ｃａｎ型パッケージの二つのフォトダイオード５２０、５１０に流れる光電流の強度を比較することによって、波長選択性フィルター４００の一側基板反射面４２０を透過する光の比率を知ることができ、このような透過率を予め決められた波長による透過率と比較することで光の波長を知ることができる。
【００２７】
図８はこのようなレーザーダイオードチップで所定強度の光が放出される場合、光の波長によって二つのフォトダイオードで流れる電流の強度を比較した図表である。
【００２８】
図８に示した図表のように、第１フォトダイオード５１０に流れる電流を利用して光の強度を知ることができ、また、他の第２フォトダイオード５２０に流れる電流を第１フォトダイオード５１０に流れる電流に分けることによって、光の透過率を知ることができ、これによってレーザー光の波長を知ることができる。
【００２９】
従って、本発明ではＴＯ−ｃａｎ型パッケージを利用して波長測定機能を有する波長可変レーザー装置を製作することができる。
【００３０】
一方、本発明による波長可変レーザーで波長測定装置が含まれたＴＯ−ｃａｎ型レーザーダイオードパッケージは多様な構図で具現されることができる。図９は本発明の他の実施例を示している。
【００３１】
図９に示すように、本発明の他の実施例では波長選択性フィルター６００の一側面に波長によって透過／反射率が変わる波長選択性フィルターを蒸着した場合の波長監視機能を有するＴＯ−ｃａｎ型波長可変レーザーを示している。
【００３２】
図１０は上記図９で示す波長選択性フィルターの詳細構造図を示している。図１０に示すように、本発明の他の実施例による波長選択性フィルター６００の一側反射面６１０は波長によって透過／反射率が変わる特性を有する薄膜が蒸着される。波長選択性フィルター６００の他側面６２０は無反射コーティングされることが好ましい。
【００３３】
上記図９及び図１０の場合において、レーザー光の波長によって波長選択性フィルター６００の一側反射面６１０は透過／反射率が変わる。図１１はこの時二つのフォトダイオード５１０、５２０に流れる電流を比較した図表を示す。
【００３４】
図１１に示すように、二つのフォトダイオード５１０、５２０に流れる電流の和は、レーザーダイオードチップ１００で放出されるレーザー光の強度に比例するので、二つのフォトダイオード５１０、５２０に流れる電流の比率を通じてレーザー光の波長を知ることができる。
【００３５】
このように、本発明は入力されるレーザー光の波長によって透過率が変わる波長選択性フィルターによって反射される光とフィルターを透過する光の強度をフォトダイオードを通じて感知して比較することによって、レーザー光の波長を決めることができる。
【００３６】
このような本発明は上述した実施例に限定されるのではなく、本発明が属する技術分野において通常の知識を有する者によって本発明の技術思想と特許請求の範囲の均等な範囲内で多様な修正及び変形が可能であることは当然である。
【図１】
2015503855.tif 000003
【図２】
2015503855.tif 000004
【図３】
2015503855.tif 000005
【図４】
2015503855.tif 000006
【図５】
2015503855.tif 000007
【図６】
2015503855.tif 000008
【図７】
2015503855.tif 000009
【図８】
2015503855.tif 000010
【図９】
2015503855.tif 000011
【図１０】
2015503855.tif 000012
【図１１】
2015503855.tif 000013
【図１２】
2015503855.tif 000014
【国際調査報告】
2015503855.tif 000015
2015503855.tif 000016
2015503855.tif 000017
2015503855.tif 000018