本发明专利技术在要求突发模式的如NG‑PON2等的TWDM‑PON网中，在要求选择非常窄的波长的半导体激光制作工艺中，在一个激光二极管芯片分别形成振荡波长不同的2个的激光导波管来改善芯片的波长产出率，在某一激光导波管参与通信时，向注入于参与通信的突发模式动作的导波管激光的电流的变化引起的波长变化，调制并注入向未参与通信的导波管注入的电流，进而使由参与通信的激光导波管振荡的波长稳定，从而能够进行DWDM级的突发模式通信。
Semiconductor laser device
In the TWDM PON network, such as the burst mode, such as the NG PON, the invention is required to select 2 laser guided wavelengths with different oscillating wavelengths in a laser diode chip to select a very narrow wavelength semiconductor laser fabrication process, to improve the wavelength output rate of the chip, and to participate in the communication of a laser guided wave tube. The wavelength change caused by the change of the current of the guided wave tube laser injected into the burst mode action involved in the communication is modulated and injected into the current injected into the guided wave tube that is not involved in the communication, thus stabilizing the wavelength of the oscillation of the laser guided wave tube that participates in the communication, so that the burst mode communication of the DWDM level can be carried out.
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】半导体激光装置
本专利技术是涉及以突发模式(burstmode)运行的半导体激光装置的专利技术。
技术介绍
最近，正在以NG-PON2的名称标准化的通信方式采用TWDM(timewavelengthdivisionmultiplexing，时间波分复用)方式。TWDM方式是指通过TDM(timedivisionmultiplexing，时分多路复用)方法共享光纤维的方法，其中TDM(timedivisionmultiplexing，时分多路复用)方法如下：同时连接于一个光纤维的多个用户可任意选定允许4个或8个波长频道中的一个，并且使用相同波长频道的多个用户只在相互决定的时间收发时间。为了能够任意选择波长频道，进行TWDM方式的通信的光元件应该具有可变振荡波长的可变特性，并且相同波长通道段的其他用户正在进行通信时，则应该不进行通信并且不使激光振荡。如此，在适用时分复用(timedivisionmultiplexing)技法的情况下半导体激光在未发光的状态下突然转换为发光的状态，并在这称为突发模式动作。但是，在半导体激光中，若从激光未发光的状态流动电流变换为发光的状态，则会改变半导体激光活性层的温度。如此，取决于半导体激光的驱动电流的变化的半导体激光活性层的温度变化带来激光振荡波长的变化。现在可能适用于NG-PON2的方式的半导体激光可能是DFB-LD(distributedfeedbacklaserdiode，分布式反馈激光二极管)。但是，如上所述根据活性层的温度振荡半导体激光波长会有所不同，因此为了消除相邻频道的干扰，需要通过热电元件(thermo-electriccooler)使激光二极管芯片的温度保持不变。这种热电元件对温度变化的反应非常迟钝，因此在执行Gbps级的超高速突发模式动作的TWDM-PON中，利用热电元件控制开始burst时的半导体激光活性层的温度无法保持波长保持不变。但是，热电元件可调节通过使用光元件的外部环境变化而变化的波长变化。热电元件为电气性控制配置在热电元件上部的元件温度的元件，这种元件对外部环境温度大约可调节45℃左右的温度。即，外部环境温度在85℃时，利用热电元件可能调节的温度最低在40℃左右。现在，NG-PON2以100GHz间隔(1532nm的波长频带中间隔大约为0.8nm)的频率间隔设定频道。DFB-LD通常使用11GHz/℃DFB-LD作为光源的情况下，对于这种频率间隔调节大约9℃左右的温度，则可由相邻频道更换波长频道。即，在40℃下得到1频道的波长的情况下，则在49℃下得到频道2的波长，并且在58℃下得到频道3的波长，在67℃下得到频道4的波长。如果，在热电元件的温度为50℃的情况下得到频道1的波长的情况下，则频道2的温度为59℃，频道3是68℃、频道4是77℃的情况下得到的。DFB-LD的情况，在高温下反应速度迟钝，因此优选为尽可能在低温下驱动DFB-LD，若在过高的温度环境下继续驱动DFB-LD芯片的情况下，则出现可靠性问题。因此，DFB-LD芯片的驱动温度优选为越低越好，但是考虑到外部环境温度变化的情况，在热电元件的温度调节的方面优选为热电元件在40℃以上的环境下设置(setting)频道。考虑到这一点，优选为在40℃～50℃之间设置(setting)DFB-LD的频道1的温度。DFB-LD的频道setting是由DFB-LD的芯片决定。通常，通过在活性层内形成光栅周期的方法制作DFB-LD，这种DFB-LD的制作方法是通过2inch或者3inch直径的半导体晶圆工艺进行的。对于通过半导体工艺制作DFB-LD，DFB-LD的波长精确度和均匀性通常体现+/-5nm的再现性。为了在10℃区间内配置频道1的温度，在45℃的温度下DFB-LD的波长频道1应该在+/-0.4nm左右。相比于在通常的DFB-LD制作过程中得到的波长分布为+/-5nm，为了将频道1配置在40℃～50℃区间，这需要在DFB-LD的制作中体现的宽波长分布中挑选特定的波长，因此这存在降低DFB-LD的产出率的问题，据此存在使用于NG-PON2的激光DFB-LD芯片价格上升的问题。
技术实现思路
(要解决的问题)本专利技术是为了解决如上所述的现有技术的问题而提出的，本专利技术提出如下的方法：在增加DFB-LD的波长选择产出率的同时以burstmode进行动作的DFB-LD中将根据激光on/off的波长变化最小化。(解决问题的手段)在用于达成上述目的的本专利技术中，在一个激光二极管芯片形成间隔提前设定的距离的A与B的2个激光导波管，而对于埋设在各个激光导波管的光栅间隔周期，为了在各个激光导波管中振荡的激光波长具有提前设定的波长差异，埋藏周期不同的光栅，在利用A激光导波管生成使用于通信的激光的情况下，在开启(on)A激光导波管时关闭(off)B激光导波管，在offA激光导波管时则onB激光导波管，进而由B激光导波管中生成的热抵消A激光导波管的活跃区域的温度下降，因此无关于A激光导波管的on/off使在通信中使用的A激光导波管的温度始终保持固定的温度，进而无关于A激光导波管的on/off使由A激光导波管振荡的激光波长具有固定波长，进而在同时使用各种波长的NG-PON2等的TWDM-PON中顺利进行通信，不使一个频道的激光的on/off向其他频道的波长段起到串扰(cross-talk)作用。(专利技术的效果)如此，对于本专利技术，在一个半导体激光二极管芯片使用光栅周期相互不同的两个激光导波管，进而改善芯片的波长产出率，并且交替on/off两个激光导波管，进而无关于参与光通信的激光导波管的on/off将参与光通信的激光波长稳定化来顺利进行光通信。附图说明图1是现有的DFB-LD的结构图。图2是具有现有的双有源导波管结构的DFB-LD的概念图。图3是具有本专利技术的双有源导波结构的DFB-LD的概念图。图4是在激光二极管芯片加设电气性加热器(heater)的激光二极管的概念图。图5是用于说明具有本专利技术的双有源导波管(dualactivewaveguide)结构的DFB-LD的驱动方法的图面。图6是示出在A导波管(A-waveguide)流动80mA的电流的情况下的B导波管(B-waveguide)的温度变化的图面。图7是示出根据A导波管与B导波管之间的距离由A导波管发射的光结合于光纤维的比例的图面。具体实施方式图1是说明现有的DFB-LD的结构的图面。参照图1，DFB-LD结构为，在制作成导波管(waveguide)结构的激光活跃区域内形成高和低折射率的光栅(grating)。DFB-LD的波长取决于光栅的周期与活跃区域的有效曲折率等，并且活跃区域的有效曲折率取决于活性层的厚度、导波管的宽等各种要素。非常精确地调节活跃区域的有效曲折率是非常困难的部分，因此根据半导体晶圆工艺时的再现性与均匀度，在由相同工艺进行的wafer内根据位置DFB-LD的波长有所不同的情况也是经常出现的，并且wafer工艺的runbyrun(运行)再现性也非常差，因此通常在管理很好的工艺下DFB-LD的波长具有+/-3nm的均匀度及再现性。图2是具有现有的双有源导波管结构的DFB-LD的结构。参照图2，现有的2个独立的激光导波管(laserwaveguid本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种半导体激光装置，包括在一个半导体激光二极管芯片独立运行的至少两个的激光导波管，其特征在于，包括：多个光栅，具有相互不同的周期；及至少两个激光导波管，形成在各个所述光栅上。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.06.23 KR 10-2016-00788691.一种半导体激光装置，包括在一个半导体激光二极管芯片独立运行的至少两个的激光导波管，其特征在于，包括：多个光栅，具有相互不同的周期；及至少两个激光导波管，形成在各个所述光栅上。2.根据权利要求1所述的半导体激光装置，其特征在于，为了抵消在所述至少两个激光导波管中参与通信的某一激光导波管在“开启”与“关闭”时发生的温度变化，在未参与通信的剩余激光导波管中的至少一个激光导波管中流动的电...
【专利技术属性】
技术研发人员：金定洙，
申请(专利权)人：光速株式会社，
类型：发明
国别省市：韩国,KR
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