Korean Journal of Optics and Photonics (한국광학회지)

Optical Society of Korea (한국광학회)
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Frequency Characteristic Estimation of Ceramic Stem based TO Package using a Coplanar Waveguide Feed-line for 10 Gbps Data Transmission

10 Gbps급 데이터 전송용 coplanar waveguide feed-line을 이용한 세라믹 스템 기반 TO 패키지의 주파수 특성 예측

  • Published : 2007.08.25
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Abstract

A ceramic stem based TO package incorporating a coplanar waveguide feed-line has been proposed allowing for 10 Gbps grade data transmission. The frequency response of a cylindrical feed-line fer a conventional metal based TO package was first analyzed, and compared with that of the CPW feed-line used for a ceramic based package such as a butterfly package. For the case where a DFB LD chip is packaged to an LD module, the measured 3 dB frequency bandwidths for the conventional and proposed packages were 3.5 GHz and 7.8 GHz respectively, which agree well with the theoretical results obtained from the modeling based on the small signal equivalent circuits. Consequently, we proposed a novel ceramic based TO package with a CPW feed-line in ceramic material as a stem to improve the frequency characteristics of the conventional one. And, its performance was theoretically observed to confirm that the proposed package provides even wider frequency bandwidth compared to the conventional one.

본 논문에서는 10 Gbps급 데이터 전송을 위한 CPW(coplanar waveguide) 피드라인(feed-line)을 이용한 세라믹 스템(stem) 기반의 TO 패키지를 제안하였다. 기존의 금속 기반 TO 패키지에서 사용되는 실린더형 피드라인의 주파수 특성과 세라믹 패키지에서 사용되는 CPW 피드라인의 주파수 특성의 차이를 이론적으로 분석 비교하였다. 그리고 이들 패키지에 DFB 레이저다이오드(laser diode: LD)를 실장하여 측정된 3 dB 주파수 대역폭은 각각 3.5 GHz와 7.8 GHz로 사용된 패키지에 따라 큰 차이를 갖는 것을 밝혔다. 이러한 측정결과는 등가회로를 이용한 이론적인 계산결과와 잘 일치함도 확인하였다. 이상의 결과를 바탕으로 LD 광모듈의 주파수 특성을 개선하기 위한 방안으로 세라믹 재질의 비전도성 유전체를 스템으로 이용한 세라믹 스템 기반의 CPW 피드라인을 장착한 새로운 TO 패키지를 제안하였다. 제안된 패키지는 HFSS(high frequency structure simulator)를 이용하여 추출된 S 파라미터 값으로부터 기존의 금속 기반의 TO 패키지보다 월등히 넓은 주파수 특성을 얻을 수 있다는 것을 알 수 있었다.

Keywords

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