lT c l] k ù ú v ÜÆ W ¥6 W Ä ¼Ê Ýý m Ç' [õ u § T Ó Þ X ¢ 8 û ¼ «à Ã ÅM 7 _T $ [ ¤V R Ë ì Å

(1)

U c

lT c l] k ù ú v ÜÆ W ¥6 W Ä ¼Ê Ýý m Ç' [õ u § T Ó Þ X ¢ 8 û ¼ «à Ã ÅM 7 _T $ [ ¤V R Ë ì Å

) ç

û Bg ` @ · © ¼ ç ¡T Ö h

∗

z @ / < Æ § Ó ü t o < Æõ , F g Å Ò 500-757

z

Â 6 Ò+ Ö < · »+ ä ¬ £

( Å Ò) PNS, F g Å Ò 500-706 (2007¸ 3 Z 4 6{ 9 ~ Ã Î6 £ §)

: r ½ ¨\ " f H ~ Ã Ì} + þ A a % v É r @ /% i È Òõ 9 ' \ ¦ 6 x H ü @Â Ò/ B N l + þ A Y Us $ _ ½ ¨ ¸\ ¦ ] jî ß ¦, Õ ª :

£ ¤$ í ` ¦ ¸ % i . ~ Ã Ì} + þ A a % v É r @ /% i È Òõ 9 ' H È Òõ © x 9 @ /% i ; ¤` ¦ ~ 1 > ¸] X ½ + É Ã º e ¦, : r ¸

\

É r © o \ O Ü ¼Ù ¼ Ð, ü @Â Ò/ B N l Y Us $ \ 6 x ÷ & î ß & ñ ) a 1 l x © ` ¦ % 3 ` ¦ Ã º e . ô Ç

s Á ºì ø Í ïh A ) a Laser Diode (LD), a % v É r @ /% i © 9 ' , Â Òì r Ö ¦` ¦ & ñ § > = # ü @Â Ò/ B N l Y Us $

\

¦ ½ ¨$ í % i . Y Us $ _ é ß { 9 ¸× ¼ 1 l x ` ¦ 0 A # 9 ' \ " f f ] X ì ø Í ) a y n C É r LD Ð F { 9 ÷ &t 3 l w

¸2 ¤ © 9 ' \ ¦ { 9 & ñ y ¸ë ß p u l Ö ¦ s ¦, © 9 ' \ ¦ : x õ ô Ç y n C É r Â Òì r Ö ¦` ¦ + " f ì ø Í r & ï r

. © 9 ' { 9 F g \ Ã ºf { 9 M :, Y Us $ H × æ ¸× ¼ 1 l x ` ¦ % i Ü ¼ , © 9 ' _ l Ö ¦ y ¸

7 £

x < Ê\ é ß { 9 ¸× ¼ 1 l x ` ¦ % i . Õ ª Q © 9 ' _ y ¸ 7 £ x < Ê\ © @ /& h Ü ¼ Ð ü @Â Ò /

B N l Y Us $ _ Ø ¦§ 4 É r y è < Ê` ¦ · ú Ã º e % 3 . þ j& h _ Y Us $ 1 l x É r © 9 ' 2 ¸ l Ö ¦ # Q & ` ¦ M

: % 3 ` ¦ Ã º e % 3 ¦, s M : Â Ò ¸× ¼% 3 ] jÖ ¦ É r 45 dB% i Ü ¼ 9, 30 mA_ À Ó\ " f F gØ ¦§ 4 É r 1.8 mW% i .

PACS numbers: 42.55.P, 42.79.C

Keywords: ü @Â Ò/ B N l Y Us $ , ~ Ã Ì} + þ A 9 ' , a % v É r @ /% i È Òõ 9 '

I. " e Â ] Ø

é

ß { 9 © Y Us $ H X <s ' \ ¦ © é ß 0 A Ð 5 Å x ¦ §

¨ 8

H © ì r ½ + É × æ o (Wavelength Division Muliti- plexing, WDM) ~ ½ Ód _ F g W 1à Ô0 >ß ¼\ " f 9 Ã º& h F g " é ¶ Ü

¼ Ð Õ ª1 l x î ß DFB (Distributed Feedback) Y Us $ s

¸× ¼ (Laser Diode, LD) Å ÒÀ Ó\ ¦ s , X M ® o . DFB LD H

$

q 6 x @ /| ¾ ÓÒ q tí ß \ & h ½ + Ë , : r ¸\ @ /ô Ç © o

ß

¼ ¦ 1 l x : £ ¤$ í _ : r ¸_ > r$ í s a % ~ t · ú § . ô Ç¼ # ³ ð ~ ½ Ó Ø

¦ Y Us $ (vertical cavity surface emitting laser, VCSEL)

É

r J v f ç ~ ½ Ód s ç ß é ß 9, J ?s ( Ã ºï r _ è : £ ¤$ í ¨ î

0 p x ô Ç © & h s e t ë ß , ± ú É r F gØ ¦§ 4 õ é ß { 9 © : £ ¤

$ í

Ä »t _ # Q 9¹ ¡ §` ¦ t ¦ e . ¢ ¸ô Ç þ j H \ ´ ú §s ½ ¨

÷

& ¦ e H © $ í s a % ~ É r DBR (Distributed Bragg Reflector) LD H ] j s 4 ¤ ¸ ú ¦ q 6 x s ´ ú §s [ þ t 9

;

¤ s V , É r é ß & h s e . s \ q K , ü @Â Ò/ B N l + þ A Y Us $

H $ + þ A é ß { 9 © F g " é ¶ Ü ¼ Ð+ , / B N l ? /Â Ò\ e H : £ ¤

&

ñ © ë ß ` ¦ ì ø Í H © 9 ' \ _ K Y Us $ _ µ 1 Ï

© s & ñ ÷ & H : £ ¤$ í s e [1]. ¢ ¸ô Ç q §& h ~ 1 > µ 1 Ï

∗

E-mail: [email protected]

© ] j# Q 0 p x ¦, : r ¸_ > r$ í s ± ú É r © & h ` ¦ t

¦ e .

&

³F { 9 ì ø Í& h Ü ¼ Ð ½ ¨÷ & ¦ e H ü @Â Ò/ B N l Y Us $ (External Cavity Laser, ECL) ½ ¨ ¸\ " f H é ß s Á º ì

ø Í ïh A ) a Y Us $ } 9 ` ¦ F g$ 3 Ä » Ú ÔA Õ ª ü < ½ + Ër

&

/ B N l \ ¦ ½ ¨$ í ô Ç [2]. # l " f, Á ºì ø Í ïh As ¸ ú | ¨ c Ã

º2 ¤ ü @Â Ò/ B N l _ $ í 0 p x s ¾ Ó © ÷ & H X < [3], s \ ¦ 0 AK é ß

ïh Aõ < Êa ¸ Ð ½ ¨ ¸\ ¦ â t > # ì ø Í ¸\ ¦ 10

⁻⁴

s Ð ± ú Æ Ò H ~ ½ ÓZ O s 6 x ÷ & ¦ e [4]. ¢ ¸ô Ç Y U s

$ } 9 õ F g$ 3 Ä » s _ F g ½ + Ë ´ òÖ ¦ s Z }` ¦ Ã º2 ¤ Y Us

$

_ F gØ ¦§ 4 ` ¦ 7 £ x r ~ ´ Ã º e Ü ¼Ù ¼ Ð [5], a % ~ É r F g ½ + Ë` ¦ 0

AK E $ Ý ¼+ þ A F g$ 3 Ä » q ½ ¨ E $ Ý ¼ (aspherical lens)\ ¦

6 x K ô Ç [6]. & ³F t Ð ¦ ) a ü @Â Ò/ B N l _ 7 á x À Ó

H 6 x ÷ & H © 9 ' _ 7 á x À Ó\ Ú ÔA Õ ª + þ A [7], ü

@Â Ò r] X + þ AÜ ¼ Ð Ð ü t Ã º e [8].

]

jî ß ) a ~ Ã Ì} + þ A (thin film) a % v É r @ /% i È Òõ 9 ' (narrow bandpass filter)\ ¦ 6 x H ü @Â Ò/ B N l H È Òõ © õ

@

/% i ; ¤` ¦ ~ 1 > ¸] X ½ + É Ã º e ¦, : r ¸\ É r © o

& h H © & h s e . ô Ç¼ # WDM F g: x ~ ½ Ód \ " f 5

Å

x G V , \ K { © ÷ & H © \ @ /K " f H a % v É r @ /% i È Òõ 9 '

-413-

(2)

Fig. 1. Schematic of suggested external cavity laser de- sign.

© 6 x Ü ¼ Ð ] j ÷ & ¦ e ¦, s \ ¦ WDM 9 ' Â Ò É r .

ü

@Â Ò/ B N l Y Us $ \ WDM 9 ' 6 x ÷ & , Y Us $ H

6 x ÷ & H 9 ' _ 7 á x À Ó\ K { © ÷ & H WDM 5 Å x G V , _

© ` ¦ ° ú ¦ 1 l x > ) a . Õ ª Q ~ Ã Ì} + þ A © 9 '

H a % v É r @ /% i _ È Òõ © ` ¦ ° ú > ÷ &# Q, a % v É r ì ø Í @ /% i ` ¦

° ú

H Ú ÔA Õ ª ü < H É r 9 ' : £ ¤$ í ` ¦ Ð . " f

~ Ã

Ì} + þ A © 9 ' \ ¦ 6 x H ü @Â Ò/ B N l Y Us $ H l > r

\

Ð ¦ ) a כ õ É r D h Ðî r / B N l ½ ¨ ¸\ ¦ 4 R ô Ç .

: r 7 Hë H \ " f H ~ Ã Ì} + þ A È Òõ 9 ' \ ¦ 6 x ô Ç D h Ðî r ü @Â Ò /

B N l Y Us $ _ ½ ¨ ¸\ ¦ ] jî ß ¦, Õ ª 1 l x : £ ¤$ í ` ¦ ¸

% i .

II. ÷ m Ç] M ö U ê s0 n É

a

% v É r @ /% i È Òõ 9 ' \ ¦ 6 x H ü @Â Ò/ B N l Y Us $ \ ¦

½

¨$ í l 0 A # , Fig. 1\ " fü < ° ú s ô ÇA á ¤ s Á ºì ø Í

ïh A ) a LD, © 9 ' , Â Òì r Ö ¦` ¦ F g& ñ § > = % i . F g

½

+ Ë ´ òÖ ¦` ¦ Z } s l 0 A # LD_ ô Ç A á ¤ \ H ¸× ¼ß ¼l

¨ 8

l (mode size converter)\ ¦ | 9 & h % i ¦, ^ ¦E $ Ý ¼\ ¦ 6

x # ¨ î ' F g` ¦ ë ß [ þ t% 3 .

LD \ " f ~ ½ ÓØ ¦ ) a y n C É r © 9 ' \ ¦ u " f : £ ¤& ñ

© (»1) É r © 9 ' \ _ K È Òõ ÷ & ¦, Qt © [ þ t (λ

2

, λ

₃

, . . . ) É r ¸¿ º ì ø Í ÷ &> ) a . s Qô Ç ü @Â Ò/ B N l Y Us

$

_ Ù þ d & h ½ ¨$ í É r © 9 ' \ " f ì ø Í ) a y n Cs r Y

Us $ ¸ Ð ? / Ð { 9 ÷ &t 3 l w > ¦, È Òõ ) a y n C É r Â

Òì r Ö ¦ \ " f r ì ø Í ÷ &# Q Y Us $ ¸ Ð Ð { 9 ÷ &>

H כ s .

]

jî ß ) a ü @Â Ò/ B N l _ ¸ Ð ½ ¨$ í \ " f © × æ כ ¹ô Ç Ã

º H Y Us $ \ " f ~ ½ ÓØ ¦ ) a y n C\ @ /ô Ç © 9 ' _ y ¸s

. ë ß Y Us $ { 9 F g \ @ / # © 9 ' Ã ºf s ì

ø Í ¸ r LD ¸ Ð Ð { 9 | ¨ c כ s Ù ¼ Ð é ß { 9 ¸× ¼ 1

l

x ` ¦ ½ + É Ã º \ O > ) a . s \ ì ø ÍK , © 9 ' { 9 F g

\

@ /K l Ö ¦ # Qt , ì ø Í F g É r r LD Ð F g ½ + Ë t 3 l w

t ë ß , È Òõ F g É r Â Òì r Ö ¦ \ " f ì ø Í ÷ &# Q LD Ð F g ½ + Ë s

{ 9 # Q > ÷ & ¦ Y Us $ / B N l \ ¦ + þ A$ í ½ + É Ã º e > ) a .

ü

@Â Ò/ B N l Y Us $ \ " f © 9 ' _ y ¸\ É r Y Us

$

: £ ¤$ í _ o\ ¦ ¸ % i . © 9 ' \ ¦ r Û ¼_ s

Fig. 2. Light-current curves for different filter angles.

t

0 A\ ` ¦ 2 ; Ê ê, { 9 F g õ © 9 ' _ y ¸\ ¦ 0 ¸\ " f Â

Ò' 15 ¸ s t 2 ¸ ç ß Ü ¼ Ð or ( . y ¸\ ¦

or v " f ü @Â Ò/ B N l Y Us $ _ F gØ ¦§ 4 : £ ¤$ í õ é ß { 9 ¸

×

¼ 1 l x : £ ¤$ í ` ¦ ¸ % i . é ß { 9 ¸× ¼ : £ ¤$ í ` ¦ ¸ l 0

AK " f À Ó o\ É r Y Us $ _ Û ¼& 7 à Ô! 3 ` ¦ 8 £ ¤& ñ % i

¦, Â Ò ¸× ¼% 3 ] jÖ ¦ (Side Mode Suppression Ratio, SMSR)

`

¦ > í ß % i .

III. ÷ m Ç] M ö + s ÇÊ Ý õ m Í w ² o

© 9 ' _ y ¸\ É r ü @Â Ò/ B N l Y Us $ _ F gØ ¦§ 4 :

£ ¤$ í ` ¦ Fig. 2 \ ? /% 3 . 9 ' y ¸ 0 ¸\ " f H 20 mA Â Ò H \ " f kink ' a8 £ ¤ ÷ &% 3 ¦, s H ¸× ¼ ;s (mode hopping) \ _ ô Ç כ Ü ¼ Ð Ò q ty ) a . 9 ' y ¸ 0 ¸\ " f H

© 9 ' \ " f ì ø Í ) a y n Cs @ /Â Òì r LD Ð r [ þ t # Q>

)

a . Õ ªA " f µ 1 Ï ¸× ¼ { 9 & ñ t · ú § ¦ µ 1 Ï © Å Ò _

¸× ¼[ þ t s â Ô q t& h Ü ¼ Ð µ 1 Ï ` ¦ 9 ¦ H © I ) a

. ì ø Í \ © 9 ' _ y ¸\ ¦ l Ö ¦ # Å Ò> ÷ & , ì ø Í F g

×

æ _ { 9 Â Òë ß s r LD Ð [ þ t # Q> ) a . Õ ªA " f ©

9 ' _ y ¸\ ¦ 2 ¸, 5 ¸, 10 ¸ Ð ¸] X ô Ç Ê ê 8 £ ¤& ñ ô Ç F gØ ¦

§ 4 : £ ¤$ í É r kink \ O H + þ A& h 7 £ x \ ¦ Ð# ï r . 9 ' y

¸ 2 ¸_ â Ä º ë H) 3 À Ó° ú כs 5 ¸, 10 ¸_ â Ä º Ð

É

r ° ú כ` ¦ Ð# Å Ò ¦ e . s כ É r 9 ' y ¸_ 7 £ x \ /

B N l ? /\ " f_ y n C_ < Hz ´s 7 £ x ¦ LD ¸ Ð Ð y n C s

F ½ + Ë÷ & H ´ òÖ ¦ s y è l M :ë H \ Ò q tl H & ³ © Ü ¼

Ð s K ) a . 7 £ ¤ © 9 ' _ y ¸ -Á º & t ± ú É r ë H )

3 À Óü < Z } É r ´ òÖ ¦ _ Y Us $ 1 l x ` ¦ l # Q§ > H כ

`

¦ · ú Ã º e .

Fig. 3 \ " f H 9 ' y ¸\ ¦ 0 ¸\ " fÂ Ò' 10 ¸ t o r

& " f F gØ ¦§ 4 _ [ jl \ ¦ 8 £ ¤& ñ ô Ç Õ ªA á Ôs . 9 '

(3)

Fig. 3. Dependence of optical power on the filter angle (I = 30 mA).

Fig. 4. The lasing spectra for different filter angles (I = 30 mA) (a) 0 degree (b) 2 degree.

y

¸ 2 ¸\ " f © Z } É r F gØ ¦§ 4 s Ð% i . 2 ¸Â Ò' 6 ¸

t H o_ ; ¤ s a % v > y è t ë ß , 6 ¸s © Â Ò' H

H; ¤ Ü ¼ Ð y è H ¸ ª ` ¦ Í Ç x . 7 £ ¤ kink H \ O t ë ß ,

9 ' y ¸ 2 ¸s © 7 £ x > ÷ & , F gØ ¦§ 4 s y è >

÷ &# Q é ß { 9 © F g " é ¶ Ü ¼ Ð 6 x l \ Â Ò7 á ¤ > ) a .

Fig. 4 H © 9 ' y ¸ 0 ¸ü < 2 ¸ { 9 M :_ 20 mA

Fig. 5. The variation of lasing wavelength with the filter angle.

_

Å Ò{ 9 À Ó\ " f y y _ Û ¼& 7 à Ô! 3 Õ ªA á Ôs . (a)_ Õ ª A

á Ô H © 9 ' ü <_ y ¸ 0 ¸ { 9 M :s . Õ ªA á Ô\ " f

Ðs 1 p w s , × æd © 1538 nmü < 1540 nm s \ " f ¿ º > h _

¸× ¼ è ß כ ` ¦ · ú Ã º e . Fig. 2\ " f [ O " î Ù þ ¡1 p w s

9 ' y ¸ 0 ¸\ " f H 20 mA _ Å Ò{ 9 À Ó\ " f kink

S X

÷ &% 3 H X <, s H ¸× ¼ ñi ç \ " f l ô Ç כ e ` ¦ Û ¼& 7 à

Ô! 3 8 £ ¤& ñ \ " f S X % i . s % ! 3 © 9 ' _ y ¸

0 ¸{ 9 M : H é ß { 9 ¸× ¼_ 1 l x s # Q 9¹ ¡ §` ¦ · ú Ã º e . ì ø Í

\ (b)_ Õ ªA á Ô H × æd © 1539 nm\ " f _ ¸

×

¼ë ß s Ð# Å Ò ¦ e Ü ¼ 9, SMSR ° ú כs 45 dB Ð Ø æì r y H

° ú

כ` ¦ t H כ ` ¦ · ú Ã º e .

' a8 £ ¤ ÷ &t · ú § ¤ . Õ ª Q , Â Ò ¸× ¼% 3 ] jÖ ¦ É r y ¸7 £ x

\

y è H â ¾ Ó` ¦ Ð . 9 ' y ¸ 2 ¸ â Ä º SMSR É r 45 dB, 5 ¸_ â Ä º 42 dB% i Ü ¼ 9, 10 ¸ â Ä º

H 35 dB & ñ ¸_ SMSR ° ú כ` ¦ 8 £ ¤& ñ % i . s H 9 ' y ¸ _

% 3 .

\

כ

` ¦ S X ½ + É Ã º e % 3 ¦, s H ] jî ß ) a ü @Â Ò/ B N l Y Us

$

£

x Ð K $ 3 | ¨ c Ã º e .

(4)

~ Ã

Ì} + þ A a % v É r @ /% i È Òõ 9 ' \ ¦ 6 x H ü @Â Ò/ B N l Y U s

Ö ¦ # È Òõ F g ë ß s / B N l \ ¦ ½ ¨$ í ½ + É Ã º e 6 £ §` ¦ · ú Ã º e

%

3 . Y Us $ _ é ß { 9 ¸× ¼ 1 l x ` ¦ 0 A # 9 ' \ " f f ] X ì

&

ô Ç y n C É r Â Òì r Ö ¦` ¦ + " f ì ø Í r & ï r .

%

\

2 ¸ l Ö ¦ # & ` ¦ M : % 3 ` ¦ Ã º e % 3 H X <, Õ ª M :_ Â Ò ¸× ¼% 3 ]

jÖ ¦ É r 45 dB% i . Õ ªo ¦ 50 mA_ À Ó\ " f F gØ ¦§ 4 É r 4.0 mW% i . ¢ ¸ô Ç ] jî ß ) a ü @Â Ò/ B N l Y Us $ _ ½ ¨ ¸ H

P

c p 8 ý ò k >

s

7 Hë H É r 2004¸ ¸ ô Ç² D G < ÆÕ ü t < É ª F é ß _ t " é ¶ \ _

#

½ ¨÷ &% 3 6 £ § (KRF-2004-041-C00112).

[1] P. A. Morton, V. Mizrahi, T. Tanbuk-Ek, R. A. Lo- gan, P. J. Lemaire, H. M. Presby, T. Erdogan, S.

L. Woodward, J. E. Sipe, M. R. Phillips, A. M. Ser- gent and K. W. Wecht, Appl. Physics Lett. 64, 26346 (1994).

[2] R. Y. Fang, D. Bertone, M. Meliga, I. Montrosset, G.

Oliveti and R. Paoletti, IEEE Photon. Technol. Lett.

9, 1084 (1997).

[3] K. Kawano, M. Kohtoku, M. Wada, H. Okamoto, Y. Itaya and M. Naganuma, IEEE Photon. Technol.

Lett. 9, 19 (1997).

[4] K. Takemasa, M. Kubota and H. Wada, IEEE Pho- ton. Technol. Lett. 12, 471 (2000).

[5] F. N. Timofeev, I. A. Kostko, P. Bayvel, O. Berger, R. Wyatt, R. Kashyap, I. F. Lealman and G. D.

Maxwell, Electronics Lett. 35, 1737 (1999).

[6] T. Tanaka, H. Takahashi, M. Oguma, T. Hashimoto, Y. Itaya, J. Albert and K. O. Hill, Electronics Lett.

32, 1202 (1996).

[7] A. Lestra and J. -Y. Emery, IEEE J. Select. Topics Quantum. Electron. 3, 1429 (1997).

[8] P. J. Williams, D. J. Robbins, J. Fine, I. GrifFith and

D. C. J. Reid, Electron. Lett. 34, 770 (1998).

(5)

Characterization of an External Cavity Laser with a Thin-film Narrow-bandpass Filter

Seung Hyeon Seong and Sang-Wan Ryu

^∗

Chonnam National University, Gwangju 500-757

Han-Joon Ko and Jeong-Soo Kim PNS Inc., Gwangju 500-706

(Received 6 March 2007)

An external cavity laser (ECL) with a thin-film narrow-bandpass filter was designed and char- acterized. The novel ECL structure utilized a narrow-bandpass filter whose center wavelength and bandwidth were easily controlled. Moreover, it had the advantage of stable lasing wavelength due to the small variation of filter performance with temperature. The ECL was composed of a one-sided anti-reflection-coated laser diode (LD), a bandpass filter, and a partial mirror. For single-mode operation, the filter was tilted to prohibit light reflected at the filter

⁰

s surface from entering the LD waveguide. In this research, we varied the filter angle and measured the performance of the ECL. With increasing filter angle, single-mode operation was observed while the optical power was decreased. The optimum performance was obtained when the filter angle was 2 degrees, where the side-mode suppression ratio was 45 dB and the optical power was 1.8 mW at 30 mA.

PACS numbers: 42.55.P, 42.79.C

Keywords: External cavity laser, Thin film filter, Narrow bandpass filter

∗

E-mail: [email protected]

lT c l] k ù ú v ÜÆ W ¥6 W Ä  ¼Ê Ýý m Ç' [õ u § T  Ó Þ X ¢ 8 û ¼  «à Ã ÅM 7 _T $ [  ¤V R Ë  ì Å 

U c

lT c l] k ù ú v ÜÆ W ¥6 W Ä  ¼Ê Ýý m Ç' [õ u § T  Ó Þ X ¢ 8 û ¼  «à Ã ÅM  7 _T $ [  ¤V R Ë  ì Å 

) ç

 û Bg ` @ · © ¼ ç ¡T Ö h

∗



 z  @ / < Æ § Ó ü t o  < Æõ , F g Å Ò 500-757

z

Â 6 Ò+ Ö < ·  »+ ä ¬ £

( Å Ò) PNS, F g Å Ò 500-706 (2007¸  3 Z 4 6{ 9  ~ Ã Î6 £ §)



: r   ½ ¨\ " f  H ~ Ã Ì}  + þ A a % v É r @ /% i È Òõ  9 ' \  ¦  6 x   H ü @Â Ò/ B N  l + þ A Y Us $ _  ½ ¨ ¸\  ¦ ] jî ß   ¦, Õ ª :

£ ¤$ í `  ¦  ¸  % i  . ~ Ã Ì}  + þ A a % v É r @ /% i È Òõ  9 '   H È Òõ   ©  x 9 @ /% i ;  ¤`  ¦ ~ 1 >   ¸] X ½ + É Ã º e   ¦,  : r  ¸

\

   É r  ©   o \ O Ü ¼Ù ¼ Ð, ü @Â Ò/ B N  l  Y Us $ \   6 x ÷ &  î ß & ñ  ) a 1 l x     © `  ¦ % 3 `  ¦ Ã º e   . ô  Ç



 s  Á ºì ø Í   ïh A ) a Laser Diode (LD), a % v É r @ /% i  ©  9 ' , Â Òì  r  Ö  ¦`  ¦ & ñ § > = #  ü @Â Ò/ B N  l  Y Us $ 

\ 

¦ ½ ¨$ í % i  . Y Us $ _  é ß { 9   ¸× ¼ 1 l x   `  ¦ 0 A #   9 ' \ " f f  ] X  ì ø Í   ) a y n C É r LD  Ð F { 9  ÷ &t  3 l w

 ¸2  ¤  ©  9 ' \  ¦ { 9 & ñ y   ¸ë ß  p u l Ö  ¦ s  ¦,  ©  9 ' \  ¦ :  x õ ô  Ç y n C É r Â Òì  r  Ö  ¦`  ¦ + " f ì ø Í r &  ï  r

.  ©  9 '  { 9   F g \  Ã ºf  { 9  M :, Y Us $   H ×  æ  ¸× ¼ 1 l x   `  ¦ % i Ü ¼ ,  ©  9 ' _  l Ö  ¦  y   ¸

7

£

x  < Ê\     é ß { 9   ¸× ¼ 1 l x   `  ¦ % i  . Õ ª Q   ©  9 ' _  y   ¸ 7 £ x  < Ê\      © @ /& h Ü ¼ Ð ü @Â Ò /

B N  l  Y Us $ _  Ø  ¦§ 4  É r y   è < Ê`  ¦ · ú  Ã º e  % 3  . þ j& h _  Y Us $  1 l x    É r  ©  9 '  2 ¸ l Ö  ¦ # Q &  `  ¦ M

: % 3 `  ¦ Ã º e  % 3  ¦, s  M : Â Ò ¸× ¼% 3 ] jÖ  ¦ É r 45 dB% i Ü ¼ 9, 30 mA_    À Ó\ " f F gØ  ¦§ 4  É r 1.8 mW% i  .

PACS numbers: 42.55.P, 42.79.C

Keywords: ü @Â Ò/ B N  l  Y Us $ , ~ Ã Ì}  + þ A  9 ' , a % v É r @ /% i È Òõ  9 ' 

I. " e Â ] Ø

é

ß { 9   ©  Y Us $   H X <s ' \  ¦  © é ß 0 A Ð   5 Å x  ¦  §

¨ 8

   H  © ì  r ½ + É ×  æ o (Wavelength Division Muliti- plexing, WDM) ~ ½ Ód  _  F g W 1à Ô0 >ß ¼\ " f  9 Ã º& h   F g " é ¶ Ü

¼ Ð Õ ª1 l x î ß  DFB (Distributed Feedback) Y Us $  s 



¸× ¼ (Laser Diode, LD) Å ÒÀ Ó\  ¦ s , X M ® o . DFB LD  H

$

q 6 x @ /| ¾ ÓÒ q tí ß \  & h ½ + Ë  ,  : r  ¸\  @ /ô  Ç  ©   o

ß

¼ ¦ 1 l x    : £ ¤$ í _   : r  ¸_  > r$ í s  a % ~ t  · ú § . ô  Ç¼ # ³ ð  ~ ½ Ó Ø

 ¦ Y Us $  (vertical cavity surface emitting laser, VCSEL)

 É

r J v f ç ~ ½ Ód  s  ç ß é ß   9, J ?s (  Ã ºï  r _   è  : £ ¤$ í ¨ î

 0 p x ô  Ç  © & h s  e  t ë ß , ± ú  É r F gØ  ¦§ 4 õ  é ß { 9   ©  : £ ¤

$ í

Ä »t _  # Q 9¹ ¡ §`  ¦ t  ¦ e   . ¢ ¸ô  Ç þ j   H \  ´ ú §s    ½ ¨

÷

& ¦ e    H  ©   $ í s  a % ~ É r DBR (Distributed Bragg Reflector) LD  H ] j  s  4  ¤ ¸ ú   ¦ q 6 x s  ´ ú §s  [ þ t 9  

;



¤ s  V ,  É r é ß & h s  e   . s \  q K , ü @Â Ò/ B N  l + þ A Y Us $ 



 H $ + þ A é ß { 9   ©  F g " é ¶ Ü ¼ Ð+ , / B N  l  ? /Â Ò\  e    H : £ ¤

&

ñ  © ë ß `  ¦ ì ø Í    H  ©  9 ' \  _ K  Y Us $ _  µ 1 Ï 

 © s    & ñ ÷ &  H : £ ¤$ í s  e    [1]. ¢ ¸ô  Ç q  §& h ~ 1 >  µ 1 Ï

E-mail: [email protected]



  ©  ] j# Q 0 p x  ¦,  : r  ¸_  > r$ í s  ± ú  É r  © & h `  ¦  t

 ¦ e   .



&

³F  { 9 ì ø Í& h Ü ¼ Ð   ½ ¨÷ & ¦ e    H ü @Â Ò/ B N  l  Y Us $  (External Cavity Laser, ECL) ½ ¨ ¸\ " f  H   é ß   s  Á º ì

ø Í   ïh A ) a Y Us $  } 9 `  ¦ F g$ 3 Ä » Ú ÔA Õ ª    ü <   ½ + Ër 

&

 / B N  l \  ¦ ½ ¨$ í ô  Ç  [2]. # l " f, Á ºì ø Í   ïh As  ¸ ú  | ¨ c Ã

º2  ¤ ü @Â Ò/ B N  l _  $ í 0 p x s   ¾ Ó © ÷ &  H X < [3], s \  ¦ 0 AK  é ß 



  ïh Aõ   < Êa   ¸  Ð ½ ¨ ¸\  ¦  â  t >  #  ì ø Í  ¸\  ¦ 10

s   Ð ± ú Æ Ò  H ~ ½ ÓZ O s   6 x ÷ & ¦ e    [4]. ¢ ¸ô  Ç Y U s

$  } 9 õ  F g$ 3 Ä »  s _  F g  ½ + Ë ´ òÖ  ¦ s  Z  }`  ¦ Ã º2  ¤ Y Us 

$

_  F gØ  ¦§ 4 `  ¦ 7 £ x r ~ ´ Ã º e  Ü ¼Ù ¼ Ð [5], a % ~ É r F g  ½ + Ë`  ¦ 0

AK  E $ Ý ¼+ þ A F g$ 3 Ä »  q ½ ¨  E $ Ý ¼ (aspherical lens)\  ¦



6 x K   ô  Ç  [6].  & ³F  t   Ð ¦  ) a ü @Â Ò/ B N  l _  7 á x À Ó



 H  6 x ÷ &  H  ©  9 ' _  7 á x À Ó\     Ú ÔA Õ ª    + þ A [7], ü

@Â Ò r] X    + þ AÜ ¼ Ð Ð ü t Ã º e    [8].

lT c l] k ù ú v ÜÆ W ¥6 W Ä ¼Ê Ýý m Ç' [õ u § T Ó Þ X ¢ 8 û ¼ «à Ã ÅM 7 _T $ [ ¤V R Ë ì Å

lT c l] k ù ú v ÜÆ W ¥6 W Ä ¼Ê Ýý m Ç' [õ u § T Ó Þ X ¢ 8 û ¼ «à Ã ÅM 7 _T $ [ ¤V R Ë ì Å

û Bg ` @ · © ¼ ç ¡T Ö h

z @ / < Æ § Ó ü t o < Æõ , F g Å Ò 500-757

Â 6 Ò+ Ö < · »+ ä ¬ £

( Å Ò) PNS, F g Å Ò 500-706 (2007¸ 3 Z 4 6{ 9 ~ Ã Î6 £ §)

: r ½ ¨\ " f H ~ Ã Ì} + þ A a % v É r @ /% i È Òõ 9 ' \ ¦ 6 x H ü @Â Ò/ B N l + þ A Y Us $ _ ½ ¨ ¸\ ¦ ] jî ß ¦, Õ ª :

£ ¤$ í ` ¦ ¸ % i . ~ Ã Ì} + þ A a % v É r @ /% i È Òõ 9 ' H È Òõ © x 9 @ /% i ; ¤` ¦ ~ 1 > ¸] X ½ + É Ã º e ¦, : r ¸

É r © o \ O Ü ¼Ù ¼ Ð, ü @Â Ò/ B N l Y Us $ \ 6 x ÷ & î ß & ñ ) a 1 l x © ` ¦ % 3 ` ¦ Ã º e . ô Ç

s Á ºì ø Í ïh A ) a Laser Diode (LD), a % v É r @ /% i © 9 ' , Â Òì r Ö ¦` ¦ & ñ § > = # ü @Â Ò/ B N l Y Us $

\

¦ ½ ¨$ í % i . Y Us $ _ é ß { 9 ¸× ¼ 1 l x ` ¦ 0 A # 9 ' \ " f f ] X ì ø Í ) a y n C É r LD Ð F { 9 ÷ &t 3 l w

¸2 ¤ © 9 ' \ ¦ { 9 & ñ y ¸ë ß p u l Ö ¦ s ¦, © 9 ' \ ¦ : x õ ô Ç y n C É r Â Òì r Ö ¦` ¦ + " f ì ø Í r & ï r

. © 9 ' { 9 F g \ Ã ºf { 9 M :, Y Us $ H × æ ¸× ¼ 1 l x ` ¦ % i Ü ¼ , © 9 ' _ l Ö ¦ y ¸

x < Ê\ é ß { 9 ¸× ¼ 1 l x ` ¦ % i . Õ ª Q © 9 ' _ y ¸ 7 £ x < Ê\ © @ /& h Ü ¼ Ð ü @Â Ò /

B N l Y Us $ _ Ø ¦§ 4 É r y è < Ê` ¦ · ú Ã º e % 3 . þ j& h _ Y Us $ 1 l x É r © 9 ' 2 ¸ l Ö ¦ # Q & ` ¦ M

: % 3 ` ¦ Ã º e % 3 ¦, s M : Â Ò ¸× ¼% 3 ] jÖ ¦ É r 45 dB% i Ü ¼ 9, 30 mA_ À Ó\ " f F gØ ¦§ 4 É r 1.8 mW% i .

Keywords: ü @Â Ò/ B N l Y Us $ , ~ Ã Ì} + þ A 9 ' , a % v É r @ /% i È Òõ 9 '

ß { 9 © Y Us $ H X <s ' \ ¦ © é ß 0 A Ð 5 Å x ¦ §

H © ì r ½ + É × æ o (Wavelength Division Muliti- plexing, WDM) ~ ½ Ód _ F g W 1à Ô0 >ß ¼\ " f 9 Ã º& h F g " é ¶ Ü

¼ Ð Õ ª1 l x î ß DFB (Distributed Feedback) Y Us $ s

¸× ¼ (Laser Diode, LD) Å ÒÀ Ó\ ¦ s , X M ® o . DFB LD H

q 6 x @ /| ¾ ÓÒ q tí ß \ & h ½ + Ë , : r ¸\ @ /ô Ç © o

¼ ¦ 1 l x : £ ¤$ í _ : r ¸_ > r$ í s a % ~ t · ú § . ô Ç¼ # ³ ð ~ ½ Ó Ø

¦ Y Us $ (vertical cavity surface emitting laser, VCSEL)

É

r J v f ç ~ ½ Ód s ç ß é ß 9, J ?s ( Ã ºï r _ è : £ ¤$ í ¨ î

0 p x ô Ç © & h s e t ë ß , ± ú É r F gØ ¦§ 4 õ é ß { 9 © : £ ¤

Ä »t _ # Q 9¹ ¡ §` ¦ t ¦ e . ¢ ¸ô Ç þ j H \ ´ ú §s ½ ¨

& ¦ e H © $ í s a % ~ É r DBR (Distributed Bragg Reflector) LD H ] j s 4 ¤ ¸ ú ¦ q 6 x s ´ ú §s [ þ t 9

¤ s V , É r é ß & h s e . s \ q K , ü @Â Ò/ B N l + þ A Y Us $

H $ + þ A é ß { 9 © F g " é ¶ Ü ¼ Ð+ , / B N l ? /Â Ò\ e H : £ ¤

ñ © ë ß ` ¦ ì ø Í H © 9 ' \ _ K Y Us $ _ µ 1 Ï

© s & ñ ÷ & H : £ ¤$ í s e [1]. ¢ ¸ô Ç q §& h ~ 1 > µ 1 Ï

© ] j# Q 0 p x ¦, : r ¸_ > r$ í s ± ú É r © & h ` ¦ t

¦ e .

³F { 9 ì ø Í& h Ü ¼ Ð ½ ¨÷ & ¦ e H ü @Â Ò/ B N l Y Us $ (External Cavity Laser, ECL) ½ ¨ ¸\ " f H é ß s Á º ì

ø Í ïh A ) a Y Us $ } 9 ` ¦ F g$ 3 Ä » Ú ÔA Õ ª ü < ½ + Ër

/ B N l \ ¦ ½ ¨$ í ô Ç [2]. # l " f, Á ºì ø Í ïh As ¸ ú | ¨ c Ã

º2 ¤ ü @Â Ò/ B N l _ $ í 0 p x s ¾ Ó © ÷ & H X < [3], s \ ¦ 0 AK é ß

ïh Aõ < Êa ¸ Ð ½ ¨ ¸\ ¦ â t > # ì ø Í ¸\ ¦ 10

s Ð ± ú Æ Ò H ~ ½ ÓZ O s 6 x ÷ & ¦ e [4]. ¢ ¸ô Ç Y U s

$ } 9 õ F g$ 3 Ä » s _ F g ½ + Ë ´ òÖ ¦ s Z }` ¦ Ã º2 ¤ Y Us

_ F gØ ¦§ 4 ` ¦ 7 £ x r ~ ´ Ã º e Ü ¼Ù ¼ Ð [5], a % ~ É r F g ½ + Ë` ¦ 0

AK E $ Ý ¼+ þ A F g$ 3 Ä » q ½ ¨ E $ Ý ¼ (aspherical lens)\ ¦

6 x K ô Ç [6]. & ³F t Ð ¦ ) a ü @Â Ò/ B N l _ 7 á x À Ó

H 6 x ÷ & H © 9 ' _ 7 á x À Ó\ Ú ÔA Õ ª + þ A [7], ü

@Â Ò r] X + þ AÜ ¼ Ð Ð ü t Ã º e [8].

jî ß ) a ~ Ã Ì} + þ A (thin film) a % v É r @ /% i È Òõ 9 ' (narrow bandpass filter)\ ¦ 6 x H ü @Â Ò/ B N l H È Òõ © õ

/% i ; ¤` ¦ ~ 1 > ¸] X ½ + É Ã º e ¦, : r ¸\ É r © o

& h H © & h s e . ô Ç¼ # WDM F g: x ~ ½ Ód \ " f 5

x G V , \ K { © ÷ & H © \ @ /K " f H a % v É r @ /% i È Òõ 9 '

© 6 x Ü ¼ Ð ] j ÷ & ¦ e ¦, s \ ¦ WDM 9 ' Â Ò É r .

@Â Ò/ B N l Y Us $ \ WDM 9 ' 6 x ÷ & , Y Us $ H

6 x ÷ & H 9 ' _ 7 á x À Ó\ K { © ÷ & H WDM 5 Å x G V , _

© ` ¦ ° ú ¦ 1 l x > ) a . Õ ª Q ~ Ã Ì} + þ A © 9 '

H a % v É r @ /% i _ È Òõ © ` ¦ ° ú > ÷ &# Q, a % v É r ì ø Í @ /% i ` ¦

H Ú ÔA Õ ª ü < H É r 9 ' : £ ¤$ í ` ¦ Ð . " f

Ì} + þ A © 9 ' \ ¦ 6 x H ü @Â Ò/ B N l Y Us $ H l > r

Ð ¦ ) a כ õ É r D h Ðî r / B N l ½ ¨ ¸\ ¦ 4 R ô Ç .

: r 7 Hë H \ " f H ~ Ã Ì} + þ A È Òõ 9 ' \ ¦ 6 x ô Ç D h Ðî r ü @Â Ò /

B N l Y Us $ _ ½ ¨ ¸\ ¦ ] jî ß ¦, Õ ª 1 l x : £ ¤$ í ` ¦ ¸

% i .

% v É r @ /% i È Òõ 9 ' \ ¦ 6 x H ü @Â Ò/ B N l Y Us $ \ ¦

¨$ í l 0 A # , Fig. 1\ " fü < ° ú s ô ÇA á ¤ s Á ºì ø Í

ïh A ) a LD, © 9 ' , Â Òì r Ö ¦` ¦ F g& ñ § > = % i . F g

+ Ë ´ òÖ ¦` ¦ Z } s l 0 A # LD_ ô Ç A á ¤ \ H ¸× ¼ß ¼l

l (mode size converter)\ ¦ | 9 & h % i ¦, ^ ¦E $ Ý ¼\ ¦ 6

x # ¨ î ' F g` ¦ ë ß [ þ t% 3 .

LD \ " f ~ ½ ÓØ ¦ ) a y n C É r © 9 ' \ ¦ u " f : £ ¤& ñ

© (»1) É r © 9 ' \ _ K È Òõ ÷ & ¦, Qt © [ þ t (λ

, . . . ) É r ¸¿ º ì ø Í ÷ &> ) a . s Qô Ç ü @Â Ò/ B N l Y Us

_ Ù þ d & h ½ ¨$ í É r © 9 ' \ " f ì ø Í ) a y n Cs r Y

Us $ ¸ Ð ? / Ð { 9 ÷ &t 3 l w > ¦, È Òõ ) a y n C É r Â

Òì r Ö ¦ \ " f r ì ø Í ÷ &# Q Y Us $ ¸ Ð Ð { 9 ÷ &>

H כ s .

jî ß ) a ü @Â Ò/ B N l _ ¸ Ð ½ ¨$ í \ " f © × æ כ ¹ô Ç Ã

º H Y Us $ \ " f ~ ½ ÓØ ¦ ) a y n C\ @ /ô Ç © 9 ' _ y ¸s

. ë ß Y Us $ { 9 F g \ @ / # © 9 ' Ã ºf s ì

ø Í ¸ r LD ¸ Ð Ð { 9 | ¨ c כ s Ù ¼ Ð é ß { 9 ¸× ¼ 1