KR0176535B1 - 그래디언트 라인 필터를 채용한 동조 가능한 필터 장치 - Google Patents

Abstract

고밀도 광통신에 사용될 수 있는 동조 가능한 필터 장치에 있어서, 그래디언트 라인 필터를 채용한 동조 가능 필터 장치가 개시되어 있다.

종래의 동조 가능 필터 장치의 회전에 따라 투과 특성이 달라지는 라인 필터가 사용되고 있지만, PDL(Polarization Dependent Loss)이 발생하고 필터 회전의 조정으로 사용 불편성과 오차 발생 가능성이 높다.

이와 같은 문제를 해결하기 위하여, 원하는 신호를 포함한 빛을 전송받는 제1광섬유, 제1광섬유에서 나온 빛을 평행빔으로 만들어 주며 빔의 크기를 확장시키는 제1그래디언트 인덱스 렌즈, 평행빔에 수직인 면에 대해 소정의 각도를 갖도록 설치되며 상하 또는 좌우 이동에 따라 파장을 선택적으로 투과시키는 그래디언트 라인 필터, 그래디언트 라인 필터를 투과한 필요한 파장의 평행빔을 집속시켜 주는 제2그래디언트 인덱스 렌즈 및 이 렌즈에서 집속된 파가 입사되는 제2광섬유를 포함하는 동조 가능한 필터 장치를 구성하였다.

그래디언트 라인 필터를 채용한 동조 가능 필터 장치는 광통신 장치, 특히 WDM(Wavelength Division Multiplexer) 통신 방법, EDFA(Erbium Doped Fiber Amplifier) 등에서 사용될 수 있다.

Description

그래디언트 라인 필터를 채용한 동조 가능한 필터 장치

제1도는 여러 가지의 파장의 신호를 포함하는 빛에서 필요한 특정 신호 파장을 선별하는 동조 가능한 필터 장치의 개략적인 단면도.

제2도는 라인 필터의 회전 각도에 따라 투과되는 파장이 변화되는 것을 보여 주는 그래프.

제3도는 라인 필터가 25°로 회전되어진 경우에 편광에 따른 P파와 S파의 분리 현상이 도시된 그래프.

제4도는 본 발명에 따라 그래디언트 라인 필터를 채용한 동조 가능한 필터 장치의 개략적인 단면도.

제5도는 필터의 위치에 따라 투과되는 파장의 특성이 다른 그래디언트 라인 필터의 개략도, 그리고,

제6도는 제5도의 그래디언트 라인 필터의 위치에 따라 다른 파장의 투과 특성을 보여 주는 그래프이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 제1광섬유 2 : 제1의 그래디언트 인덱스 렌즈

3 : 라인 필터 3a : 그래디언트 라인 필터

4 : 제2의 그래디언트 인덱스 렌즈 5 : 제2광섬유

본 발명은 광통신 장비에 사용되는 동조 가능한 필터 장치에 관한 것으로서, 특히, 여러개의 파장의 신호를 포함하는 빛에서 필요로 하는 임의의 특정 신호 파장을 선별하여 인출할 수 있는 그래디언트 라인 필터를 채용한 동조 가능 필터 장치에 관한 것이다.

본 발명의 그래디언트 라인 필터를 채용한 동조 가능 필터 장치는 광통신 장치, 특히 WDM(Wavelength Division Multiplexer) 통신 방법, EDFA(Erbium Doped Fiber Amplifier) 등에서 사용될 수 있다. 앞에서 설명한 바와 같이 동조 가능한 필터는 여러 가지의 파장의 신호가 섞여 있는 빛에서 필요한 특정의 파장만을 선별해내기 위해 사용되는 것이다. 따라서, 동조 가능한 필터는 고밀도 광통신, 즉, 하나의 광섬유에 각각의 신호를 갖는 여러 가지의 파장을 동시에 전송하여 많은 양의 정보 전달이 가능한 광통신을 수행하기 위해서는 필수적인 요소이다.

제1도에는 여러 가지의 파장의 신호를 포함하는 빛에서 필요한 특정 신호 파장을 선별하는 종래의 장치가 도시되어 있다. 제2도는 라인 필터의 회전 각도에 따라 투과되는 파장이 변화되는 것을 보여주는 그래프이다. 제1도에 도시된 바와 같이, 종래의 장치는 여러 가지의 파장의 신호를 포함하는 빛이 전달되는 제1광섬유(1), 이 광섬유로부터 발산되는 빛을 평행빔으로 만드는 제1그래디언트 인덱스(GRIN) 렌즈(2), 필요한 파장만을 인출하는 라인 필터(3), 필터링된 평행빔을 다시 집속하고 제2그래디언트 인덱스 렌즈(4)에서 접속된 파가 입사되는 제2광섬유(5)를 포함하여 구성된다.

이러한 구성에 있어서, 광신호를 포함한 빛이 광섬유(1)로 전송되면 광섬유(1)의 절단면에서 빛이 발산하게 되는데, 광섬유(1)에 연결된 제1의 그래디언트 인덱스 렌즈(2)는 이 빛을 평행빔으로 만드는 것과 동시에 빔의 크기를 확장시키는 역할을 한다. 이와 같이 만들어진 평행빔은 아직 필터링되지 않은 상태의 빛으로서 필요한 파장의 신호뿐만 아니라 다른 파장의 신호와 노이즈를 포함하고 있다. 다른 파장의 신호와 노이즈를 필터링하기 위해 라인 필터(3)가 사용되며, 이 라인 필터(3)의 동조를 위해 라인 필터(3)의 각도를 변화시키면 제2도에 나타낸 바와 같이 투과되는 파장이 변화하며, 각도를 크게 할수록 상대적으로 더 짧은 파장의 파가 투과된다. 이렇게 각도를 조절하여 원하는 파장의 파만을 투과시킨 상태에서 평행빔은 제2그래디언트 인덱스 렌즈(4)를 통과하며 집속되어 광섬유(5)를 통과할 수 있게 된다.

이상에서 설명한 바와 같이, 여러 개의 다른 파장의 파를 갖는 빛이 광섬유(1)로 전송된 후, 원하는 파장의 파만이 필터링되어 광섬유(5)를 통과하게 된다.

라인 필터를 사용하여 원하는 파장과, 동조하는 방법은 라인 필터를 회전시킴으로써 달성되며, 라인 필터의 회전 각도가 커짐에 따라 P파와 S파의 투과 특성이 달라지는 편광 현상이 발생한다. 제3도에는 라인 필터가 25°로 회전되어진 경우에 편광에 따른 P파와 S파의 분리 현상이 도시되어 있다. 이러한 분리 현상은 PDL(Polarization Dependent Loss)을 증가시키는 원인이 되어 성능과 상품성을 저하시키게 된다.

본 발명의 목적은 라인 필터의 회전 방식에서 발생하는 PDL을 줄이기 위해 그래디언트 라인 필터를 사용한 동조 가능한 필터 장치를 제공하는 것이다.

본 발명에 따른 동조 가능한 필터 장치는, 원하는 신호를 포함한 빛을 전송받는 제1광섬유; 상기 제1광섬유에서 나온 빛을 평행빔으로 만들어 주며 상기 빔의 크기를 확장시키는 제1그래디언트 인덱스 렌즈; 상기 평행빔에 수직인 면에 대해 소정의 각도를 갖도록 설치되며 상하 또는 좌우 이동에 따라 광학적 특성이 변화하여 파장을 선택적으로 투과시키는 그래디언트 라인 필터; 상기 그래디언트 라인 필터를 투과한 필요한 파장의 평행빔을 집속시는 제2그래디언트 인덱스 렌즈; 및 상기 제2그래디언트 인덱스 렌즈에서 집속된 파가 입사되는 제2광섬유;를 구비한다.

상기 구성을 가진 필터 장치는 사용이 편리하고, 오차가 거의 없고, PDL에 의한 효율의 저하와 왜곡과 같은 성능 저하를 방지할 수 있게 된다.

이하에서 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

제4도는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 그래디언트 라인 필터를 채용한 동조 가능한 필터 장치의 개략적인 단면도이다. 제5도는 필터의 위치에 따라 투과되는 파장의 특성이 다른 그래디언트 라인 필터의 개략도이고, 제6도는 제5도의 그래디언트 라인 필터의 위치에 따라 다른 파장의 투과 특성을 보여 준다.

제4도를 참조하면, 원하는 신호, 다른 신호와 노이즈를 포함한 빛은 제1광섬유(1)를 통해 전송된다. 제1광섬유(1)는 제1그래디언트 인덱스 렌즈(2)에 연결되어 있으며, 이 제1그래디언트 인덱스 렌즈(2)는 제1광섬유(1)로부터 진행하는 빛을 평행빔으로 만들어 주며 빔의 크기를 확장시킨다. 이와 같이 형성된 평행빔은 제1그래디언트 인덱스 렌즈(2)와 제2그래디언트 인덱스 렌즈(4) 사이에 위치한 그래디언트 라인 필터(3a)에 의해 필요한 파장의 파만 통과하도록 필터링된다. 필요한 파장의 파로 이루어진 평행빔은 제2그래디언트 인덱스 렌즈(4)를 통과하며 집속되어 제2그래디언트 인덱스 렌즈(4)에 연결된 제2광섬유(5)로 진행된다. 제2광섬유(5)는 신호처리 장치와 같은 광통신 장비의 다른 장치로 연결되어 있다.

제5도 및 제6도를 참조하면, 본 발명의 특징적 구성인 그래디언트 라인 필터(3a)가 도시되어 있다. 그래디언트 라인 필터(3a)는 상하 또는 좌우 이동에 따라 광학적 특성이 변화하여 파장을 선택적으로 투과시키는 성질을 갖는다. 제5도에서 그래디언트 라인 필터(3a) 상의 6의 위치에서 제6도의 6의 파장의 투과율이 높은 특성을 가지며, 이와 마찬가지로 제5도의 7의 위치에서 제6도의 7의 파장의 투과율이 높은 특성을 갖는다. 물론, 제5도에서 그래디언트 라인 필터(3a) 상의 8,9 및 10의 위치들에서는 각각 제6도의 8,9 및 10의 파장들의 투과율이 가장 높게 된다. 따라서, 제4도에서 도시된 구성에서 그래디언트 라인 필터(3a)의 설치 방향에 따라 그래디언트 라인 필터(3a)를 상하 또는 좌우로 이동시킴으로써 여러 가지 파장들 중에서 원하는 파장과 동조시킬 수 있게 된다.

한편, 제4도에서 알 수 있는 바와 같이, 그래디언트 라인 필터(3a)는 평행광 진행 방향에 수직으로 위치하지 않는다. 즉, 그래디언트 라인 필터(3a)를 수직 위치로부터 적절한 각도를 가지게 하여 필터를 통과하지 못하고 반사되는 빛이 거꾸로 제1광섬유(1)로 입사되지 않게 한다. 만일, 반사되는 빛이 제1광섬유(1)로 입사되는 경우에는 제1광섬유(1)로부터 진행되어 나오는 빛에 손실을 유발할 수 있기 때문이다. 또한 반사되는 빛으로부터 다른 파장의 신호를 분리하고자 하는 경우에도 반사되는 빛이 소정 각도로 반사되어야 한다. 필터가 평행빔과 수직인 면과 이루는 각도는 필터의 구조와 관련되어 결정되며, 특별한 각도의 제약은 없으나 5° 내지 45°의 각도를 갖는 것이 바람직하다. 여기서는 8°정도의 각을 갖는다.

상기에 설명한 바와 같이, 본 발명의 그래디언트 라인 필터를 사용한 동조 가능한 필터 장치는 입사되는 빔의 각도에 따라 투과 특성이 다른 회전 방식에 비해, 사용 과정에서 발생될 수 있는 오차의 가능성이 낮으며, 약속된 신호 파장에 적합한 필터를 사용하므로 사용이 편리하고, PDL이 거의 없으므로 정확성과 효율성이 높다.

Claims (1)

1. 원하는 신호를 포함한 빛을 전송받는 제1광섬유; 상기 제1광섬유에서 나온 빛을 평행빔으로 만들어 주며 상기 빔의 크기를 확장시키는 제1그래디언트 인덱스 렌즈; 상기 평행빔에 수직인 면에 대해 소정의 각도를 갖도록 설치되며 상하 또는 좌우 이동에 따라 광학적 특성이 변화하여 파장을 선택적으로 투과시키는 그래디언트 라인 필터; 상기 그래디언트 라인 필터를 투과한 필요한 파장의 평행빔을 집속시는 제2그래디언트 인덱스 렌즈; 및 상기 제2그래디언트 인덱스 렌즈에서 집속된 파가 입사되는 제2광섬유;를 구비하는 것을 특징으로 하는 그래디언트 라인 필터를 채용한 동조 가능한 필터 장치.