Abstract
The novel integrated device, 1.55 ${\mu}{\textrm}{m}$ DR-LD(distrbuted reflector laser diode) integrated EA-MOD (electro-absorption modulator) as light source, is proposed to improve the device yield and its operational performances. This device can be easily fabricated by the selective MOVPE technique and its fabrication processes are almost the same as the reported 1.55 ${\mu}{\textrm}{m}$ DFB-LD(distributed feedback laser diode) integrated EA-MOD except the asymmetric gratings. The static and dynamic properties are investigated simultaneously by solving the transfer matrix method for light propagation, the time-dependent rate equation for carrier change and schr$\"{o}$dinger equation for QCSE (Quantum-Confined Stark Effect). The performances of the proposed device such as output power, chirp, and extinction ratio are compared with those of DFB-LD integrated EA-MOD. Under 10Gb/s NRZ modulation, we obtain that DR-LD integrated EA-MOD. is 30% higher in output power on the on-state, about 50% lower in chirp, and slightly larger in extinction ratio than DFB-LD integrated EA-MOD.-MOD.
본 논문에서는 기존의 분포궤환형 레이저 다이오드와 광흡수 변조기(DFB-LD/EA MOD.)가 집적된 소자의 낮은 광효율과 수율의 문제점을 해결하고, 동시에 우수한 chirp특성을 나타내는 분포반사기 레이저 다이오드와 광흡수 변조기 (DR-LD/EAMOD.)가 집적된 소자를 제안하였다. DR-LD/EAMOD. 집적소자는 제작상으로 DR-LD/EAMOD. 소자와 비교해서 선택 MOVPE성장시 SiO2 마스크 폭만 조절하는 것 외엔 거의 동일하므로 실용적 측면에서도 우수한다. 집적소자의 정특성 및 동특성을 해석하기 위하여 시간의존성을 갖는 전달 메트릭스방법, 활성층내의 비율 방정식, 변조기의 QCSE효과를 고려한 Schrodinger 방정식을 동시에 풀이하였다. 1.55$\mu\textrm{m}$ DR-LD/EAMOD. 집적소자와 종래 사용중인 1.55$\mu\textrm{m}$ DR-LD/EAMOD. 집적소자의 성능을 비교 분석하여, LD에 동일전류를 주입할 경우 광변조기의 on상태의 광출력이 약 30%이상 향상되고, 동일 광변조기의 잔류단면반사율에 대해 광출력의 ripple이 적고, 동적파장 천이량이 약 50%이상 줄어듦을 알 수 있었다. 또한 DR-LD/EAMOD. 소자는 시분할 파장특성은 광 펄스의 leading edge에서 blue-shift, falling edge에서 red-shift 특성이 기대되었다. 이는 일반적인 단일모드 광섬유를 사용하여 광 펄스를 전송할 경우 전송시 펄스 폭이 좁아지는 효과를 주어 이로 인해 전송대역폭을 크게 향상시킬 수 있음을 의미한다.
