Abstract
We have fabricated and analyzed the lasing characteristics of 1.3$\mu\textrm{m}$ Spot-Size-Converter (SSC) integrated Fabry-Perot (FP) laser diodes, which are very promising light sources for optical subscriber networks. SSC-LDs has been developed by BIB (buttjoint-built-in) coupling and selective MOVPE growth. High-performances were achieved such as the slope efficiency from the SSC facet of 0.23-0.32 mW/mA, the full-width at the half maximum of the far-field pattern (FFP) of 9.5$^{\circ}$~12.3$^{\circ}$, the alignment tolerances of $\pm$2.3$\mu\textrm{m}$ and $\pm$2.5$\mu\textrm{m}$ within the extra-coupling loss of 1 dB for the vertical and parallel directions, respectively. These experimental results were compared to theoretical ones in order to clarify the operational problems and give a good design direction of the fabricated SSC-LDs. It was revealed that an asymmetric output power from the facets, an irrelevancy of FFP and the waveguide structure around SSC facet region, and a poor temperature characteristics were originated from the scattering in the BIB and SSC sections and SHB effect in the active section for the first time.t time.
광가입자용 광원으로서 유망한 모드변환기가 집적된 1.3$\mu\textrm{m}$ SSC-FP-LD를 저압 MOVPE결정성장법을 사용해 제작하고 이의 특성을 분석하였다. SSC-LD의 활성영역과 SSC영역은 BJB방법으로 접합하였으며 taper형 도파로 구조를 선택성장법으로 성장하였다. 제작한 SSC-LD의 특성을 측정한 결과 SSC 단면으로 부터의 미분효율 0.23~0.32 mW/mA, FFP의 FWHM값은 9.5$^{\circ}$~12.3$^{\circ}$, 단일모드 광섬유와의 광결합 시 추가광결합손실 -1dB 범위내에서 수평방향으로 $\pm$2.5$\mu\textrm{m}$ 및 수직방향으로 $\pm$2.3$\mu\textrm{m}$의 정렬오차 허용도 등과 같은 양호한 특성을 얻었다. SSC-LD의 문제점들을 이해하고 SSC-LD의 성능향상에 대한 지침을 얻고자 방사모드를 고려한 SSC-LD특성 해석을 행하였다. 해석결과 SSC-LD에서의 비대칭 광출력특성, FFP과 SSC영역단면 근처의 도파로 구조와 비상관성, 온도특성열화 등은 BJB 및 SSC영역내의 불균일한 도파로 구조에 의해 발생되는 방사모드와 두 영역 사이의 좋지 못한 광결합 효율에 의해 발생되는 SHB현상에 기인함을 처음으로 지적하였다.
