在擴(kuò)張共振器型激光中改變激光共振器的溫度，則同時存在激光的振蕩波長連續(xù)發(fā)生變化的部分和不連續(xù)發(fā)生變化的部分，因此很難在激光共振器中恒定維持振蕩波長。觀察圖5，在振蕩波長連續(xù)發(fā)生變化的區(qū)間中，激光振蕩波長改變60?70pm/°C左右，而為了精密調(diào)節(jié)激光光線的波長，需非常精密地調(diào)節(jié)熱電元件的溫度。
[0061]S卩，在圖2的激光共振器結(jié)構(gòu)中，若激光共振器的溫度發(fā)生變化，則在振蕩波長發(fā)生不連續(xù)變化的區(qū)間內(nèi)，激光振蕩波長根據(jù)激光共振器的溫度來發(fā)生連續(xù)變化，從而很難調(diào)節(jié)振蕩波長。在本發(fā)明中，為了解決很難調(diào)節(jié)這種振蕩波長的問題，揭示在激光共振器內(nèi)配置用于衰減基于半導(dǎo)體激光二極管芯片100和GaAs/AlGaAs波長調(diào)諧選擇性濾波器300的溫度的折射率變化的相位補(bǔ)償器的結(jié)構(gòu)。
[0062]圖6表示這種本發(fā)明實(shí)施例的具有包括相位補(bǔ)償器的折疊型共振器結(jié)構(gòu)的激光裝置的設(shè)置概念圖，上述相位補(bǔ)償器350配置于波長調(diào)諧選擇性濾波器300和光反饋用部分反射鏡500之間的光路上。
[0063]在本發(fā)明的實(shí)施例中，上述相位補(bǔ)償器350基于包含聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯醇、聚乙烯、聚碳酸酯、環(huán)氧樹脂中的一種的高分子材料來制成，而這種高分子材料會隨著溫度的增加而引起(一)的折射率變化。若在上述相位補(bǔ)償器350中反射光線，則妨礙激光的工作，因此，優(yōu)選地，相位補(bǔ)償器350的激光光線所通過的面應(yīng)得到無反射涂敷。
[0064]另一方面，激光共振器的Fabry-Perot模式由激光共振器的光學(xué)長度決定，半導(dǎo)體激光二極管芯片100和GaAs/AlGaAs波長調(diào)諧選擇性濾波器300會隨著溫度的增加而呈現(xiàn)出(+)的折射率?？梢栽诩す夤舱衿鲀?nèi)追加玻璃透鏡等，雖然這種物質(zhì)同樣微弱，但隨著溫度的增加，呈現(xiàn)出(+)的折射率。因此，在圖2的共振器結(jié)構(gòu)中，整個激光共振器的有效折射率會隨著溫度的變化而變化為(+)，由此，隨著激光共振器的溫度的增加，F(xiàn)Abry-Perot模式引起(+)的振蕩波長變化。
[0065]相比與此，上述的聚乙烯醇、聚乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯等高分子材料會隨著溫度的增加而呈現(xiàn)出(一)的折射率變化，因此，若以補(bǔ)償半導(dǎo)體激光二極管芯片100和波長調(diào)諧選擇性濾波器300的溫度變化的折射率變化的方式將由適當(dāng)厚度的高分子材料制成的相位補(bǔ)償器350配置于共振器內(nèi)，則半導(dǎo)體激光二極管芯片100、波長調(diào)諧選擇性濾波器300及相位補(bǔ)償器350均借助熱電元件來呈現(xiàn)相同的溫度變化，因此，整個共振器的有效折射率可以與熱電元件的溫度變化無關(guān)地維持規(guī)定的值。所以，由共振器的有效折射率決定的Fabry-Perot模式與熱電元件的溫度無關(guān)地具有規(guī)定的值。
[0066]圖7為在具有這種相位補(bǔ)償器的擴(kuò)張共振器型波長調(diào)諧激光中表示由溫度變化引起的振蕩波長測定的概念圖，圖7的(a)部分為波長調(diào)諧選擇性濾波器的透射度根據(jù)溫度變化來發(fā)生變化的曲線的一例，圖7的(b)部分為在擴(kuò)張共振器中決定的Fabry-Perot模式根據(jù)溫度來具有規(guī)定的波長的一例，圖7的(C)部分為借助于溫度變化無關(guān)地恒定維持的Fabry-Perot模式和根據(jù)溫度變化來發(fā)生變化的波長調(diào)諧選擇性濾波器來振蕩的激光光線的波長發(fā)生變化的特性一例。
[0067]在波長調(diào)諧選擇性濾波器300中，根據(jù)溫度變化來透射并選擇的波長發(fā)生變化，因此，如圖7的(a)部分所示，波長調(diào)諧選擇性濾波器的透射波長范圍會根據(jù)溫度變化來發(fā)生變化。相比與此，在插入有相位補(bǔ)償器的圖6的共振器結(jié)構(gòu)中，整個共振器的Fabry-Perot模式不會發(fā)生變化，因此，如圖7的(b)部分所示，根據(jù)溫度，以無關(guān)的波長來決定Fabry-Perot模式。因此，以如圖7的(C)部分所示的方式?jīng)Q定由波長調(diào)諧選擇性濾波器300內(nèi)的Fabry-Perot模式?jīng)Q定的激光振蕩波長。
[0068]圖8為示出在本發(fā)明的激光共振器結(jié)構(gòu)中根據(jù)共振器的溫度變化來振蕩的激光波長發(fā)生變化的狀態(tài)的概念圖。
[0069]如圖8所示，當(dāng)根據(jù)圖6的共振器結(jié)構(gòu)使半導(dǎo)體激光二極管芯片100、波長調(diào)諧選擇性濾波器300及高分子材料的相位補(bǔ)償器350配置于一個熱電元件上時，隨著熱電元件的溫度發(fā)生變化，在激光共振器中振蕩的激光波長不同于圖5的情況，振蕩激光波長線得到恒定維持，之后突然變化為改變波長的形態(tài)。
[0070]當(dāng)前的光通信體現(xiàn)為10GHz的波長間隔或50GHz的波長間隔，因此，本發(fā)明的激光共振器的模式間隔根據(jù)激光共振器的長度來由以下的數(shù)學(xué)式I表示。
[0071]數(shù)學(xué)式1:
[0072]ω λ = C............................(I)
[0073]ω = mC/ (2 nd)............................(L)
[0074]Δω = C/(2 nd)............................(:廿)
[0075]其中，
[0076]ω:振湯的激光光線的振動頻率
[0077]λ:振蕩的激光光線在空氣中的波長
[0078]C:真空環(huán)境下的光速
[0079]m:整數(shù)(integer)
[0080]nd:以I來換算激光共振器的折射率的情況下的激光共振器的長度
[0081]在激光共振器的Fabry-Perot模式為10GHz間隔的情況下，以折射率I來換算的共振器的長度為24mm左右，在Fabry-Perot模式為50GHz間隔的情況下，以折射率I來換算的共振器的長度為12mm左右，在Fabry-Perot模式為25GHz間隔的情況下，以折射率I來換算的共振器的長度為6_左右。
[0082]24mm或12mm的共振器的長度很難內(nèi)置于超小型的晶體管外形罐(TO can)型的封裝件內(nèi)，并且隨著共振器的長度變大，導(dǎo)致熱電元件的內(nèi)部的溫度不均衡。并且，12.5GHz的頻率差異需要3_的共振器長度，而在這種短的共振器長度中很難配置準(zhǔn)直鏡200、波長調(diào)諧選擇性濾波器300及相位補(bǔ)償器350。因此，為了制成具有國際通信標(biāo)準(zhǔn)的50GHz或10GHz的波長間隔的激光，以折射率I來換算的共振器的適當(dāng)長度為6_，而為了確保國際通信標(biāo)準(zhǔn)所要求的波長精密度(+/-12.5GHz)，優(yōu)選地，在5.8mm?6.2mm以內(nèi)調(diào)節(jié)以折射率I來換算的激光共振器的長度。
[0083]—般情況下，安裝于小型可插拔收發(fā)器的晶體管輪廓型封裝件應(yīng)在圖1中安裝于帽2的內(nèi)徑的所有部件，而脫離晶體管輪廓型封裝件的光線應(yīng)在晶體管輪廓型封裝件的中心部位釋放。因此，為了向位于上部的晶體管輪廓封裝件的帽2的外部釋放在圖2中向水平方向移動的激光光線，需要用于將水平方向的激光光線轉(zhuǎn)換為垂直方向的激光光線的45度反射鏡，而這種45度反射鏡應(yīng)位于晶體管輪廓型封裝件的帽2的垂直下部。
[0084]圖9為本發(fā)明實(shí)施例的具有折疊型的共振器結(jié)構(gòu)的激光裝置的設(shè)置概念圖，表示在光反饋用部分反射鏡500的一側(cè)配置有用于向垂直方向轉(zhuǎn)換激光光線的方向的45度反射鏡400的結(jié)構(gòu)。
[0085]—般情況下，安裝于小型可插拔收發(fā)器的晶體管輪廓型封裝件的帽2的內(nèi)徑最大為4.4mm左右，而為了使光線從晶體管輪廓型封裝件的帽2的中心脫離，從激光二極管芯片100至45度反射鏡400的中心為止的物理長度為2.2mm以內(nèi)。
[0086]當(dāng)前所使用的擴(kuò)張共振器型激光的激光二極管芯片100最小為400um左右，而當(dāng)考慮激光二極管芯片100的熱發(fā)散時，激光二極管芯片100的底座110的長度為700um左右。當(dāng)前提供適當(dāng)大小的光線尺寸的準(zhǔn)直鏡200的厚度為400um左右，而當(dāng)考慮蒸鍍于波長調(diào)諧選擇性濾波器300的電介質(zhì)薄膜所引起的壓力時，波長調(diào)諧選擇性濾波器300的厚度最小為500um左右。并且，光反饋用部分反射鏡500的厚度通常為300um至500um左右，45度反射鏡400大小為100um左右。為了排列各部件，各部件之間需要最小150um左右的剩余空間。因此，如圖6所示，在使這種部件在晶體管輪廓型封裝件的熱電元件900的上部配置成一列的情況下，當(dāng)考慮各部件之間的所需空間時，從激光二極管芯片100至45度反射鏡400的中心點(diǎn)為止的距離變長約2.7mm左右，從而在晶體管輪廓型封裝件的中央部位發(fā)生光線無法脫離的現(xiàn)象。
[0087]并且，當(dāng)考慮激光二極管芯片100的折射率為3.5左右，并考慮玻璃材質(zhì)的準(zhǔn)直鏡200、波長調(diào)諧選擇性濾波器300、光反饋用部分反射鏡500的折射率為1.5時，包括激光二極管芯片100和光反饋用部分反射鏡500的擴(kuò)張共振器的有效的光學(xué)共振器的長度(以折射率I來換算)為4_左右。當(dāng)光學(xué)共振器的長度為4_時，圖3的(b)部分的共振器Fabry-Perot模式之間的間隔成為300pm左右。因激光的工作不穩(wěn)定而發(fā)生振蕩波長向相鄰的Fabry-Perot模式轉(zhuǎn)換的現(xiàn)象，而這種現(xiàn)象被稱為模式跳躍(mode hopping)。密集波分復(fù)用推薦包括這種模式跳躍來使波長從國際機(jī)構(gòu)中預(yù)先指定的波長開始處于+/-1OOpm以內(nèi)。因此，優(yōu)選地，即使當(dāng)進(jìn)行模式跳躍時，波長也為了在指定的波長中處于10pm范圍內(nèi)而使擴(kuò)張共振器的光學(xué)有效共振器的長度至少為5.8mm?6.2mm左右。但如圖6的結(jié)構(gòu)，在共振器進(jìn)行一維排列的情況下，增加擴(kuò)張共振器的有效共振器長度必然會增加共振器的水平方向長度，因此，會發(fā)生激光光線從晶體管輪廓封裝件脫離的地點(diǎn)逐漸遠(yuǎn)離晶體管輪廓封裝件的中心部的問題。
[0088]為了解決這種問題，本發(fā)明導(dǎo)入如圖9所示的折疊型的擴(kuò)張共振器型激光結(jié)構(gòu)。以如圖9所示的方式配置共振器的情況下，共振器的長度和激光光線的晶體管輪廓封裝件的脫離地點(diǎn)之間無直接關(guān)聯(lián)性，因此，具有可使用窄面積的晶體管外形罐封裝件來制成長的共振器結(jié)構(gòu)的擴(kuò)張共振器型激光的優(yōu)點(diǎn)。在圖9的結(jié)構(gòu)中，波長調(diào)諧選擇性濾波器300直接附著并固定于熱電元件，相位補(bǔ)償器350配置于45度反射鏡400的上部。
[0089]圖10作為本發(fā)明再一實(shí)施例的激光裝置的設(shè)置概念圖，表示在45度反射鏡400的上部配置有波長調(diào)諧選擇性濾波器300、相位補(bǔ)償器350及光反饋用部分反射鏡500的結(jié)構(gòu)。在這種配置中，共振器的水平方向長度可以為1.5mm以內(nèi)，共振器的光學(xué)長度可以為6mm以上。