KR100374970B1 - Bandwidth controllable filter using one tilted chirped grating and its application to filtering method - Google Patents
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Abstract
본 발명은 WDM(Wavelength Division Multiplexing) 시스템에 사용되는 대역폭 조절 필터에 관한 것으로서, 특히 근사적으로 사각형 모양의 필터 특성을 갖는 경사진 chirp 광섬유 격자를 이용함으로써 특정한 대역의 파장성분만을 선택적으로 제거하거나 통과시킬 수 있게 한 경사진 chirp 광섬유 격자를 이용한 대역폭 조절 필터 및 이를 이용한 필터링 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a bandwidth control filter used in a WDM (Wavelength Division Multiplexing) system. Particularly, by using an inclined chirp fiber grating having an approximately square filter characteristic, it selectively removes or passes only wavelength components of a specific band. The present invention relates to a bandwidth control filter using an inclined chirp fiber grating and a filtering method using the same.
이를 위하여 본 발명은 경사진 chirp 광섬유 격자, 광원을 상기 경사진 chirp 광섬유 격자의 양방향으로 입사시키는 서큘레이터, 대역폭 조절을 위해 상기 경사진 chirp 광섬유 격자에 인장을 가할 대역을 선택하고, 상기 선택된 부분에 부착할 광섬유 신장구 및 전기 신호로 상기 광섬유 신장구에 인장을 가할 압전소자로 구성된다. 본 발명에 의하면 광원이 특정한 파장대역을 보다 정확하고 충분한 대역폭을 지니게 하는 대역폭 조절 필터를 제공함으로써 WDM 광통신 시스템 네트워크 관리를 매우 유용하게 할 수 있다.To this end, the present invention selects an inclined chirp fiber grating, a circulator for injecting a light source in both directions of the inclined chirp fiber grating, selects a band to apply tension to the inclined chirp fiber grating for bandwidth adjustment, And a piezoelectric element to apply tension to the optical fiber extension with the electrical signal and the optical fiber extension to be attached. According to the present invention, the WDM optical communication system network management can be very useful by providing a bandwidth adjusting filter that allows a light source to have a specific wavelength band more accurately and with sufficient bandwidth.
Description
본 발명은 WDM(Wavelength Division Multiplexing) 시스템에 사용되는 대역폭 조절 필터에 관한 것으로서, 특히 근사적으로 사각형 모양의 필터 특성을 갖는 경사진 chirp 광섬유 격자를 이용함으로써 특정한 대역의 파장성분만을 선택적으로 제거하거나 통과시킬 수 있게 한 경사진 chirp 광섬유 격자를 이용한 대역폭 조절 필터 및 이를 이용한 필터링 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a bandwidth control filter used in a WDM (Wavelength Division Multiplexing) system. Particularly, by using an inclined chirp fiber grating having an approximately square filter characteristic, it selectively removes or passes only wavelength components of a specific band. The present invention relates to a bandwidth control filter using an inclined chirp fiber grating and a filtering method using the same.
현재 장거리 및 근거리 정보통신 용량이 급격히 증대됨에 따라 초고속 광대역 통신망을 구축하기 위한 연구가 활발히 진행되고 있다. 이러한 연구 중에서 초고속의 빛을 이용하고 정보의 집적도가 높아 그 실용성이 점차 증가하고 있는 것이 파장분할다중화 방식의 WDM 광통신 시스템이다. WDM 시스템은 파장에 따라 채널이 결정되므로 이를 구현하기 위해서 다양한 기능의 파장선택성을 갖는 광소자들이 필요하다. 특히 WDM 시스템의 송신단과 수신단 사이의 임의의 지점에서 파장을 선택적으로 분할하거나 연속된 광신호들로부터 각 채널을 추출할 수 있는 대역통과필터는 필수적이다.As the capacity of long-distance and short-range ICT is rapidly increasing, research is being actively conducted to build a high speed broadband communication network. Among these studies, the WDM optical communication system using the wavelength division multiplexing method uses ultra-high speed light and increases the practicality of the information. Since the WDM system determines the channel according to the wavelength, optical elements having wavelength selectivity of various functions are required to implement the WDM system. In particular, a bandpass filter capable of selectively dividing a wavelength or extracting each channel from successive optical signals at an arbitrary point between a transmitting end and a receiving end of a WDM system is essential.
또한 대역통과필터는 단순히 통과대역을 선택하는 기능뿐 아니라 WDM 네트워크 상에서 광신호의 입사방향에 따라 다른 특정파장을 선택하고 광신호의 전송 방향을 결정하는 기능을 갖는 중요한 소자로 사용된다.In addition, the band pass filter is used as an important element having a function of not only selecting a pass band but also selecting a specific wavelength according to the direction of incidence of the optical signal on the WDM network and determining the transmission direction of the optical signal.
종래의 페브리-페로(Fabry-Perot) 대역 통과 필터의 통과 대역 스펙트럼은 종형(gaussian)이므로 원하지 않는 주변 대역의 파장성분도 누화될 뿐만 아니라 통과대역폭을 조정할 수 없다. 또한 페브리-페로 대역통과필터 및 기존 방식의 단주기 광섬유 격자는 물리적으로 방향에 동일한 필터 특성을 가지므로 양방향 전송에 대하여 단일 소자로서 특정한 전송기능을 가질 수 없다. 그러므로 전송방향에 따라 다른 광필터 특성을 갖는 단일 필터 소자가 필요하게 된다.Since the passband spectrum of a conventional Fabry-Perot bandpass filter is a Gaussian, not only the wavelength components of the undesired peripheral bands are crosstalked but also the passband cannot be adjusted. In addition, the Fabry-Perot bandpass filter and the conventional short-period fiber grating have the same filter characteristics in the physical direction and thus cannot have a specific transmission function as a single device for bidirectional transmission. Therefore, a single filter element having different optical filter characteristics depending on the transmission direction is required.
따라서, 본 발명은 경사진 chirp 광섬유 격자를 이용하여 전송 방향에 따라 다른 통과대역폭을 가지게 하고, 근사적으로 사각형의 대역통과 스펙트럼을 가지게 하여 이웃한 파장 성분의 누화를 방지하는 데 그 목적이 있다. 또한, 대역폭 조절을 위해 상기 경사진 chirp 광섬유 격자에 인장을 가할 대역을 열선을 통해 선택하고, 상기 선택된 대역의 격자 부분에 광섬유 신장구를 부착하고, 상기 광섬유 신장구 내의 압전소자에 전기 신호를 가함으로써 통과대역폭을 조절하는 데 그 목적이 있다.Accordingly, an object of the present invention is to prevent crosstalk of neighboring wavelength components by using different inclined chirp optical fiber gratings to have different passbands according to the transmission direction and to have an approximately rectangular bandpass spectrum. In addition, a band for applying tension to the inclined chirp optical fiber grating for bandwidth control is selected through a hot wire, an optical fiber extension is attached to the grating portion of the selected band, and an electrical signal is applied to the piezoelectric element in the optical fiber extension. The purpose of this is to adjust the passband.
도 1은 본 발명에 이용되는 경사진 chirp 광섬유 격자의 개략도이다.1 is a schematic diagram of an inclined chirp fiber grating used in the present invention.
도 2a 및 2b는 도 1의 경사진 chirp 광섬유 격자의 통과대역의 스펙트럼 그래프로서,2A and 2B are spectral graphs of a passband of the inclined chirp optical fiber grating of FIG.
도 2a는 상기 경사진 chirp 광섬유 격자의 단주기인 단부로 먼저 광원이 입사된 경우의 스펙트럼 그래프이고,2A is a spectral graph when a light source is first incident on an end of a short period of the inclined chirp optical fiber grating,
도 2b는 장주기인 단부로 먼저 광원이 입사된 경우의 스펙트럼 그래프이다.2B is a spectral graph when a light source is first incident at an end having a long period.
도 3은 종래의 페브리-페로 대역통과필터의 통과대역 스펙트럼과 도 1의 경사진 chirp 광섬유 격자의 통과대역의 스펙트럼을 도시한 그래프이다.FIG. 3 is a graph illustrating a passband spectrum of a conventional Fabry-Perot bandpass filter and a passband spectrum of an inclined chirp optical fiber grating of FIG. 1.
도 4a는 본 발명에 따른 대역폭 조절 필터의 일실시예의 모식도이고,Figure 4a is a schematic diagram of an embodiment of a bandwidth control filter according to the present invention,
도 4b는 도 4a의 경사진 chirp 광섬유 격자와 광섬유 신장구의 결합 상태를 나타낸 단면도이다.4B is a cross-sectional view illustrating a coupling state between the inclined chirp fiber grating and the optical fiber extension port of FIG. 4A.
도 5는 도 4a의 일실시예에서 압전소자에 가하는 전압에 따른 상기 대역폭 조절 필터의 통과대역폭의 변화를 나타낸 그래프이다.FIG. 5 is a graph illustrating a change in a passband of the bandwidth adjusting filter according to a voltage applied to a piezoelectric element in the embodiment of FIG. 4A.
도 6a 및 6b는 도 4a에서 입사된 초기의 대역폭에서 선택된 채널을 도시한 것으로서,6A and 6B illustrate a channel selected at the initial bandwidth incident in FIG. 4A,
도 6a는 2 개의 채널이 선택된 그래프이고,6A is a graph in which two channels are selected,
도 6b는 5 개의 채널이 선택된 그래프이다.6B is a graph in which five channels are selected.
*** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ****** Explanation of symbols for the main parts of the drawing ***
1:경사진 chirp 광섬유 격자 2:서큘레이터1: sloped chirp fiber optic grating 2: circulator
40: 대역폭 조절 필터 41:광섬유 신장구40: bandwidth adjustment filter 41: optical fiber extension
42:압전소자 44:광학 스펙트럼 분석기42: piezoelectric element 44: optical spectrum analyzer
45:광원 생성기45: light source generator
본 발명은 상기 목적을 달성하기 위해 경사진 chirp 광섬유 격자와; 광원을 상기 경사진 chirp 광섬유 격자의 양방향으로 입사시키는 서큘레이터와; 대역폭 조절을 위해 상기 경사진 chirp 광섬유 격자에 인장을 가할 대역을 선택하고, 상기 선택된 부분에 부착할 광섬유 신장구 및 전기 신호로 상기 광섬유 신장구에 인장을 가할 압전소자로 구성된다.The present invention is inclined chirp optical fiber grating to achieve the above object; A circulator for injecting a light source in both directions of the inclined chirp fiber grating; A band is selected to apply tension to the inclined chirp fiber grating for bandwidth adjustment, and includes a fiber extension device to be attached to the selected portion and a piezoelectric element to apply tension to the fiber extension device with an electrical signal.
도 1은 본 발명에 따른 경사진 chirp 광섬유 격자를 이용한 통과대역필터를 개략적으로 도시한 것이다. chirp 광섬유 격자는 격자의 주기를 선형적으로 증가시켜 제작한 격자로서, 도 1의 경사진 chirp 광섬유 격자(1)는 chirp 광섬유 격자를 상기 chirp 광섬유의 광축에 대하여 일정하게 경사지도록 제작된 것이다. EDFA와 같은 광대역 광원을 서큘레이터(2)를 이용하여 상기 경사진 chirp 광섬유 격자(1)의 양방향으로 입사시킨다. 광섬유 격자는 일반적으로 상기 광섬유 격자의 주기에 해당하는 파장에서 LP01모드를 반사시키나 상기 광섬유 격자가 광섬유의 광축에 대하여 수직이 아닌 일정한 각도를 가질 경우, 즉 상기의 경사진 chirp 광섬유 격자(1)의 경우에는 반사되어 도파하는 코어 모드보다 단파장에서 LPln모드들이 클래딩 모드와 결합하여 소멸된다. LP01모드와 LPln클래딩 모드가 나타나는 파장은 다음과 같다.1 schematically illustrates a passband filter using an inclined chirp fiber grating according to the present invention. The chirp optical fiber grating is a grating manufactured by linearly increasing the period of the grating. The inclined chirp optical fiber grating 1 of FIG. 1 is manufactured so that the chirp optical fiber grating is inclined with respect to the optical axis of the chirp optical fiber. A broadband light source such as EDFA is incident in both directions of the inclined chirp fiber grating 1 using the circulator 2. The optical fiber grating generally reflects the LP 01 mode at a wavelength corresponding to the period of the optical fiber grating but when the optical fiber grating has a constant angle which is not perpendicular to the optical axis of the optical fiber, i.e. the inclined chirp optical fiber grating 1 In the case of, the LP ln modes are combined with the cladding mode and disappear at shorter wavelength than the reflected and guided core mode. The wavelengths of LP 01 mode and LP ln cladding mode are as follows.
여기서은 주모드의 반사파장,는 (, p)- order coupled cladding mode에 의해 소멸되는 파장이고,, b,는 각각 클래딩의 굴절률, 클래딩 반지름, 클래딩 링모드[14]의 반지름을 나타낸다. 두 모드의 파장차이는 대략 1.6nm정도가 된다. chirp 광섬유 격자는 여러 주기의 격자가 합쳐진 것이므로 여러 주기의 주모드와 클래딩 모드가 합쳐져서 나타나게 된다.here Is the reflected wavelength of the main mode, Is ( , p)-wavelength that is extinguished by the order coupled cladding mode, , b, Denotes the refractive index of the cladding, the cladding radius, and the radius of the cladding ring mode [14], respectively. The wavelength difference between the two modes is about 1.6 nm. The chirp fiber grating is a combination of multiple cycle gratings, so the main and cladding modes of several cycles are combined.
도 2a와 도 2b는 상기 EDFA와 같은 광대역 광원을 서큘레이터(2)에 입사시켜 경사진 chirp 광섬유 격자의 반사 스펙트럼을 도시한 것이다. 도 2a는 상기 광원이 상기 경사진 chirp 광섬유 격자(1)의 단주기인 단부(1a)로 먼저 입사하고 장주기인 단부(1b)로 나중에 입사시킨 경우로서, 단파장 부분의 광원이 장주기의 단파장 클래딩 모드로 소멸되기 전에 반사하므로 격자의 전대역이 나타나게 됨을 나타낸다. 도 2b는 상기 광원이 상기 경사진 chirp 광섬유 격자(1)의 장주기인 단부(1b)로 먼저 입사하고 단주기인 단부(1a)로 나중에 입사시킨 경우로서, 단파장 부분의 광원이 장주기에 의한 단파장 클래딩모드 손실로 상기 경사진 chirp 광섬유 격자(1)의 단주기인 단부(1a)에 이르기 전에 소멸되어 대역폭이 깍여 보이게 된다. 따라서 경사진 chirp 광섬유 격자(1)의 통과 대역은 각 파장성분의 단파장에서 소멸되는 클래딩 모드가 합쳐지고 도 1b와 같이 광원의 입사방향에 따라 대역폭이 다르게 나타난다. 클래딩 모드 성분은 코어 모드의 반사파장보다 대략 1.6nm 단파장에서 생성된다. 통과대역 내 광대역 광원이 상기 경사진 chirp 광섬유 격자의 장주기 단부(1b)로 입사하는 경우 장파장의 ghost 모드가 먼저 단파장 성분을 소멸시키므로 1.6nm의 대역폭만 남게 된다. 반면, 광대역의 광원이 단주기 단부(1a)로 먼저 입사하는 경우 단파장의 광원이 장파장의 클래딩 모드와 결합하기 전에 반사하므로 본래의 대역폭을 갖는다. 따라서 상기 경사진 chirp 광섬유 격자(1)의 경사도를 조절함으로써 광원의 입사방향에 따라 다른 필터의 특성을 갖는 대역통과필터를 제작할 수 있다. 이러한 필터는 입사방향에 따라 상기 chirp 광섬유 격자의 반사 대역폭이 다르므로 상기 광원을 그 파장에 따라 선택할 수 있다.2A and 2B show reflection spectra of a chirp fiber grating inclined by injecting a broadband light source such as EDFA into the circulator 2. 2A shows a case where the light source first enters the end 1a of the short period of the inclined chirp optical fiber grating 1 and later enters the end 1b of the long period, in which the light source of the short wavelength portion has a long wavelength cladding mode of long period. Reflects before disappearing, indicating that the entire band of the grating appears. FIG. 2B shows the case where the light source first enters the end 1b of the long period of the inclined chirp optical fiber grating 1 and later enters the end 1a of the short period, wherein the light source of the short wavelength portion has a short wavelength cladding due to the long period. The mode loss disappears before reaching the end 1a, which is the short period of the inclined chirp fiber grating 1, and the bandwidth is reduced. Therefore, the passband of the inclined chirp optical fiber grating 1 is combined with the cladding modes that disappear in the short wavelength of each wavelength component, and the bandwidth appears different according to the incident direction of the light source as shown in FIG. The cladding mode component is generated at approximately 1.6 nm shorter wavelength than the reflected wavelength of the core mode. When the broadband light source in the passband enters the long period end 1b of the inclined chirp fiber grating, the long wavelength ghost mode first dissipates the short wavelength component, leaving only 1.6 nm of bandwidth. On the other hand, when the broadband light source first enters the short-period end 1a, the short wavelength light source reflects before combining with the long wavelength cladding mode, thus having an inherent bandwidth. Accordingly, by adjusting the inclination of the inclined chirp optical fiber grating 1, a band pass filter having different filter characteristics according to the incident direction of the light source can be manufactured. Since the filter has a different reflection bandwidth of the chirp fiber grating according to the incident direction, the light source may be selected according to the wavelength.
도 3는 종래의 페브리-페로 필터와 본 발명에 따른 경사진 chirp 광섬유 격자를 이용한 대역폭 조절 필터의 통과대역 스펙트럼을 도시한 것이다. 도 3의 종래의 페브리-페로 필터의 대역폭(S1)은 20dB를 기준으로 하면 3dB를 기준으로 하는 경우보다 넓지만, 반면에 본 발명에 따른 경사진 chirp 광섬유 격자를 이용한 대역폭 조절 필터의 대역폭(S2)은 3dB와 20dB를 각각 기준으로 하여도 상기에 따른 차이가 없는 근사적인 사각형 모양을 갖는 것을 보여준다.FIG. 3 shows a passband spectrum of a bandwidth controlled filter using a conventional Fabry-Perot filter and an inclined chirp fiber grating according to the present invention. The bandwidth S1 of the conventional Fabry-Perot filter of FIG. 3 is wider than the case of 3 dB based on 20 dB, whereas the bandwidth of the bandwidth control filter using the inclined chirp fiber grating according to the present invention S2) shows an approximate square shape with no difference according to 3dB and 20dB, respectively.
도 4a, 4b는 본 발명에 따른 경사진 chirp 광섬유를 이용한 대역폭 조절 필터(이하 대역폭 조절 필터라 함)와 그 구성도를 도시한 것이다. 즉, 도 4a는 상기 대역폭 조절 필터(40)와; 광원을 생성하여 상기 대역폭 조절 필터(40) 내의 상기 서큘레이터로 보내는 광원 생성 수단(45)과; 상기 대역폭 조절 필터(40)로부터 출력파를 입력받는 광학 스펙트럼 분석기(Optical Spectrum Analyzer)(44)를 도시한 것이다. 도 4a의 상기 대역폭 조절 필터(40)를 자세하게 살펴보면, 도 1의 특성을 갖는 경사진 chirp 광섬유 격자(1)와; 광원 생성 수단(45)으로부터 생성된 광원을 상기 경사진 chirp 광섬유 격자(1)에 입사시키는 서큘레이터(2)와; 상기 경사진 chirp 광섬유의 일 측면에 부착된 광섬유 신장구(41)와; 상기 광섬유 신장구(41) 내에 부착된 압전소자(42)로 구성된다. 도 4b는 상기 chirp 광섬유 격자(1)와 이에 부착된 광섬유 신장구(41)의 개략적인 단면도로서, 상기 압전소자(42)는 상기 광섬유 신장구(41) 내에 구비되어 있고 상기 광섬유 신장구(41)는 상기 경사진 chirp 광섬유 격자(1)에 에폭시(43)에 의해 부착되어 있다.4A and 4B illustrate a bandwidth control filter (hereinafter, referred to as a bandwidth control filter) using an inclined chirp optical fiber and its configuration according to the present invention. That is, FIG. 4A shows the bandwidth control filter 40; Light source generating means (45) for generating a light source and sending it to the circulator in the bandwidth adjusting filter (40); An optical spectrum analyzer 44 receiving an output wave from the bandwidth adjusting filter 40 is illustrated. Looking at the bandwidth adjustment filter 40 in FIG. 4A in detail, an inclined chirp optical fiber grating 1 having the characteristics of FIG. 1; A circulator (2) for injecting the light source generated from the light source generating means (45) into the inclined chirp optical fiber grating (1); An optical fiber extension port 41 attached to one side of the inclined chirp optical fiber; The piezoelectric element 42 is attached to the optical fiber extension port 41. 4B is a schematic cross-sectional view of the chirp optical fiber grating 1 and the optical fiber extension port 41 attached thereto, wherein the piezoelectric element 42 is provided in the optical fiber extension hole 41 and the optical fiber extension hole 41 is shown in FIG. Is attached to the inclined chirp optical fiber grating 1 by an epoxy 43.
대역조절의 원리는 다음과 같다. 실험구성은 먼저 앞에서 설명한 대로 1.6nm의 대역폭만 보이도록 상기 경사진 chirp 광섬유 격자(1)의 장주기인 단부(1b)로 먼저 광원이 입사하도록 하기 위해 광원 생성 수단(45)으로부터 생성된 광원을 서큘레이터를 통해서 입사시키고 나중에 상기 경사진 chirp 광섬유 격자(1)의 단주기인 단부(1a)로 상기 광원을 입사시킨다. 상기의 경우 단주기 부분은 존재하지만, 장주기의 경사에 의한 클래딩 모드때문에 손실되므로 반사파는 없다. 이에 의해서 선택된 파장대역(이하 제 1 선택 파장이라함)은 상기 광원 스펙트럼 분석기(44)에 의해 나타나게 된다. 이 때 상기 1.6nm 이하 단주기 부분을 상기 광섬유 신장구(41)를 통하여 정확히 선택하여 인장을 가하면 인장을 가한 상기 경사진 chirp 광섬유 격자의 주기가 장주기 부분의 최대 장주기보다 크게 되면 1.6nm 대역에서 추가로 더 대역이 더 넓어지게 된다. 초기의 대역폭이 왜곡되지 않고 정확하고 깨끗하게 대역폭 조절 기능을 구현할 수 있다. 즉, 경사진 chirp 광섬유(1)의 일측면에 부착된 광섬유 신장구(41)의 압전소자(42)에 전압을 가한다. 전압이 가해진 상기 압전소자(42)는 팽창하게 되므로, 상기 경사진 chirp 광섬유 격자는 인장력을 받아서 늘어나게 되므로 상기 제 1 선택 파장의 대역폭은 변하게 된다.The principle of band regulation is as follows. The experimental configuration is circulating the light source generated from the light source generating means 45 so that the light source first enters the end 1b which is the long period of the inclined chirp optical fiber grating 1 so that only 1.6 nm of bandwidth is seen as described above. The light source is incident through the radar and later into the end 1a, which is a short period of the inclined chirp fiber grating 1. In the above case, there is a short period portion, but there is no reflected wave because it is lost due to the cladding mode due to the inclination of the long period. The selected wavelength band (hereinafter referred to as the first selected wavelength) is represented by the light source spectrum analyzer 44. At this time, if the short period portion of 1.6 nm or less is accurately selected and applied through the optical fiber extension port 41, and if the period of the inclined chirp optical fiber grating is greater than the maximum long period of the long period portion, it is added in the 1.6 nm band. The band becomes wider. Initial bandwidth can be accurately and cleanly adjusted without distortion. That is, a voltage is applied to the piezoelectric element 42 of the optical fiber extension port 41 attached to one side of the inclined chirp optical fiber 1. Since the piezoelectric element 42 to which the voltage is applied is expanded, the inclined chirp fiber grating is stretched under tension, and thus the bandwidth of the first selected wavelength is changed.
상기 제 1 선택 파장을 보다 정확히 하기 위한 방법으로 상기 경사진 chirp 광섬유 격자(1)의 일부분에 열선을 가하는 방법이 있다. 상기 경사진 chirp 광섬유 격자(1)의 특정 부분에 열선을 통하여 열을 가하면 상기 부분의 격자주기의 굴절율이 상승하여 상기 부분의 공명파장이 장파장으로 이동함으로써 스펙트럼 상에서 상기 경사진 chirp 광섬유 격자의 부분의 반사도가 다른 부분의 격자 대역보다 낮아지게 된다. 상기 방법으로 5cm의 상기 경사진 chirp 광섬유 격자(1)의 각 부분에 열선을 가함으로써 상술한 선택하여 부착하기 원하는 상기 경사진 chirp 광섬유 격자의 부분을 정확히 선택할 수 있다. 열선을 통해 정확히 선택된 부분을 상기 경사진 chirp 광섬유 신장구(41)를 부착하고 압접소자(42)에 전압을 가해서 늘려준다. 상기 제 1 선택파장의 대역폭은 단파장 성분이 존재하는 일정 대역폭을 갖는 상태이지만, 단파장 부분에 장파장 부분의 파장을 넘어설 정도의 인장을 가함으로써 상기 제 1 선택 파장의 대역폭이 증가하게 된다.As a method for more accurately correcting the first selected wavelength, there is a method of applying a hot wire to a portion of the inclined chirp optical fiber grating 1. When heat is applied to a specific portion of the inclined chirp optical fiber grating 1 through the heating wire, the refractive index of the grating period of the portion increases, so that the resonance wavelength of the portion moves to a long wavelength, thereby The reflectivity becomes lower than the lattice band of the other part. In this way, by applying a heating wire to each part of the 5 cm inclined chirp fiber grating 1, the part of the inclined chirp fiber grating to be selected and attached as described above can be accurately selected. The inclined chirp optical fiber extension port 41 is attached to the selected portion through the heating wire, and a voltage is applied to the pressure contact element 42 to increase it. Although the bandwidth of the first selective wavelength has a predetermined bandwidth in which a short wavelength component exists, the bandwidth of the first selective wavelength is increased by applying tension to the short wavelength portion beyond the wavelength of the long wavelength portion.
도 5는 도 4의 광섬유 신장구(41)의 압전소자(42)에 인가된 전압에 따른 상기 제 1 조절 파장의 대역폭을 도시한 것이다. 상기 경사진 chirp 광섬유 격자(1)는 수소 처리한 step-index 단일모드광섬유에 chirp 위상마스크로 제작한 것이고, 상기 경사진 chirp 광섬유 격자(1)의 길이는 5cm이며, 경사각도는 약 1°이고, 반사도는 99.7%인 것이다. 상기 경사진 chirp 광섬유 격자의 단주기인 단부에서 약 2.5cm 가량의 측면까지 열선을 입사시켰다. 상기의 경사진 chirp 광섬유 격자(1)를 이용한 대역폭 조절 필터(40)의 대역폭의 변화량은 압전소자(42)에 인가된 전압에 따라 0.27nm/10V이고, 상기 대역폭 조절 필터(40)의 대역폭은 1.6 ∼ 2.9nm까지 연속적으로 변화되고 있다. 따라서 상기 광섬유 신장구(41)의 압전소자(42)에 가해진 전압의 크기에 따라서 상기 대역폭 조절 필터(40)의 통과대역폭을 변화시킬 수 있음으로 가변대역폭을 더욱 넓힐 수 있다. 상기 경사진 chirp 광섬유 격자의 경사각도에 따라서 상기 제 1 선택 파장과 상기 제 2 선택 파장의 대역폭이 일정하게 유지되는데, 상기 경사각도가 1 ∼ 1.5°인 경우에 선택되어지는 파장의 대역폭이 일정하게 유지된다.FIG. 5 illustrates the bandwidth of the first control wavelength according to the voltage applied to the piezoelectric element 42 of the optical fiber extension port 41 of FIG. 4. The inclined chirp optical fiber grating 1 is made of a chirp phase mask on a hydrogenated step-index single mode optical fiber, the length of the inclined chirp optical fiber grating 1 is 5 cm, and the inclination angle is about 1 °. The reflectivity is 99.7%. Heat wires were incident from the end of the inclined chirp fiber grating to a side of about 2.5 cm. The change amount of the bandwidth of the bandwidth control filter 40 using the inclined chirp optical fiber grating 1 is 0.27nm / 10V according to the voltage applied to the piezoelectric element 42, and the bandwidth of the bandwidth control filter 40 is It is continuously changing from 1.6 to 2.9 nm. Therefore, the passband of the bandwidth control filter 40 may be changed according to the magnitude of the voltage applied to the piezoelectric element 42 of the optical fiber extension port 41, thereby further widening the variable bandwidth. According to the inclination angle of the inclined chirp optical fiber grating, the bandwidths of the first selected wavelength and the second selected wavelength are kept constant. When the inclination angle is 1 to 1.5 °, the bandwidth of the selected wavelength is constant. maintain.
또한 상기 대역폭 조절 필터(40)는 통과대역의 스펙트럼 자체가 근사적인 사각형 모양을 가지므로 0.8nm 간격으로 떨어져 있는 채널의 광신호를 선택할 수 있다. 도 6a는 초기의 대역폭에서 2개의 채널이 선택된 것을 나타내는 그래프이고, 도 6b는 상기 압전소자(42)에 150V의 전압이 인가되었을 때 5개의 채널이 선택된 것을 나타내는 그래프이다. 상기 압전소자(42)에 인가되는 전압에 따라 필터의 대역폭이 선형적으로 변하므로 모든 입력 광신호에 대해 필요에 따라 채널 수를 선택할 수 있다.In addition, the bandwidth adjustment filter 40 may select an optical signal of a channel spaced 0.8 nm apart because the passband spectrum itself has an approximate rectangular shape. FIG. 6A is a graph showing two channels selected at an initial bandwidth, and FIG. 6B is a graph showing five channels selected when a voltage of 150 V is applied to the piezoelectric element 42. Since the bandwidth of the filter varies linearly according to the voltage applied to the piezoelectric element 42, the number of channels can be selected as necessary for all input optical signals.
본 발명에 의하면, 근사적으로 사각형 모양의 필터 특성을 가는 경사진 chirp 광섬유 격자를 이용하여 광원의 입사방향에 따라 통과대역폭이 다른 대역통과필터를 제공할 수 있으며, 상기 경사진 chirp 광섬유 격자의 일 측면에 부착된 광섬유 신장구에 의해 상기 경사진 chirp 광섬유 격자를 인장하여 통과대역폭을 조절할 수 있는 대역폭 조절 필터를 제공함으로써 유연하고 편리한 WDM 시스템 네트워크의 관리를 제공할 수 있다.According to the present invention, an inclined chirp fiber grating having an approximately rectangular filter characteristic can be provided to provide a band pass filter having a different passband according to an incident direction of a light source. It is possible to provide a flexible and convenient management of the WDM system network by providing a bandwidth adjustment filter which can adjust the passband by tensioning the inclined chirp fiber grating by the fiber extension device attached to the side.
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