KR100283098B1 - Optical wavelength filtering using the multi-mode interferometer and multi-grating - Google Patents
Optical wavelength filtering using the multi-mode interferometer and multi-grating Download PDFInfo
- Publication number
- KR100283098B1 KR100283098B1 KR1019970049802A KR19970049802A KR100283098B1 KR 100283098 B1 KR100283098 B1 KR 100283098B1 KR 1019970049802 A KR1019970049802 A KR 1019970049802A KR 19970049802 A KR19970049802 A KR 19970049802A KR 100283098 B1 KR100283098 B1 KR 100283098B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- optical
- wavelength
- diffraction grating
- interferometer
- optical signal
- Prior art date
Links
Images
Abstract
본 발명은 다중 모드 간섭계 및 회절격자를 이용한 파장 검출기에 관한 것으로, 특히 폭이 좁은 파장을 추출하여 파장에 민감한 광 교환 소자 및 광 논리 소자들의 제어를 확실하게 할 수 있는 파장 검출기에 관한 것이다.The present invention relates to a wavelength detector using a multi-mode interferometer and a diffraction grating, and more particularly, to a wavelength detector capable of ensuring control of wavelength-sensitive optical switching elements and optical logic elements by extracting narrow wavelengths.
파장 분할 전송에서 많이 이용되고 있는 다중/역다중 방식은 광 도파로 격자를 사용하고, 아울러 매우 극소수로써 다중 모드 간섭계를 이용한 phasar(phased array)를 사용하고 있는 실정이다. 그러나 광도파로 격자를 사용하는 경우, 다중 파장에서 단일 파장을 검출하는데 입력된 빛의 세기가 매우 약하게 감쇄되는 단점과 그 구조의 복잡함으로 인하여 제조가 용이하지 않은 단점이 있다.The multi / demultiplex method, which is widely used in the wavelength division transmission, uses an optical waveguide grating and very few uses a phasar (phased array) using a multi-mode interferometer. However, in the case of using the optical waveguide grating, there is a disadvantage that the intensity of the input light is very weakly attenuated for detecting a single wavelength at multiple wavelengths, and the manufacturing is not easy due to the complexity of the structure.
본 발명에서는 다중 모드 간섭계로 균등 분할된 광을 다중 회절격자를 사용하여 여러 파장 중에서 단일 파장을 검출한 후, 광들이 서로 위상차를 갖도록 함으로써 특정 포트로 출력된 파장을 민감한 광 교환 소자 및 광 논리 소자에 입력 시킬 수 있는 파장 검출기를 제시한다.According to the present invention, after a single wavelength is detected among multiple wavelengths by using a multi-diffraction grating, the light evenly divided by a multi-mode interferometer is used to make the wavelengths different from each other. We present a wavelength detector that can be input to.
Description
본 발명은 다중 모드 간섭계(multi mode interferometer) 및 회절격자(multi grating)를 이용한 파장 검출(wavelength filtering)기에 관한 것으로, 특히 폭이 좁은 파장을 추출하여 파장에 민감한 광 교환 소자 및 광 논리 소자들의 제어를 확실하게 할 수 있는 파장 검출기에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION Field of the Invention The present invention relates to a wavelength filtering device using a multi mode interferometer and a diffraction grating, and particularly to control wavelength-sensitive optical switching devices and optical logic devices by extracting narrow wavelengths. It relates to a wavelength detector that can be sure.
나날이 증가하고 있는 정보 통신량을 만족시키기 위해서는 대용량 초고속의 정보통신 체계가 요구되고 있다. 따라서 광섬유를 이용한 전송 체계가 일반화되고 있지만, 이를 연계해 주는 교환 시스템은 아직도 전자에 의한 기능을 이용하는 실정이다. 즉, 빛이 그대로 빛으로 교환 전송되는 완전한 광 통신를 만족하여야 한다.In order to satisfy the increasing amount of information communication day by day, a large amount of high-speed information communication system is required. Therefore, the transmission system using the optical fiber is becoming common, but the exchange system linking it still uses the function of the electronic. That is, it must satisfy the complete optical communication in which the light is exchanged as it is.
기존에 발명되어 쓰이고 있는 광 교환 소자는 입사되는 빛의 파장에 매우 민감하게 반응하는 특성을 가지고 있고, 대부분 반도체 내에서 발생하는 전기광학적(electro-optic effect)성질을 이용한 수직 공명 입사형 구조(vertical cavity stack layer)를 가진다.The optical exchange device invented and used in the related art has a characteristic that responds very sensitively to the wavelength of incident light, and is a vertical resonance incident structure using an electro-optic effect property generated in most semiconductors. cavity stack layer).
다중 파장이 입사된 경우, 파장 분할 전송에서 많이 이용되고 있는 다중/역다중 방식은 광 도파로 격자(arrayed waveguide graing)를 사용하고, 아울러 매우 극소수로써 다중 모드 간섭계를 이용한 phasar(phased array)를 사용하고 있는 실정이다. 그러나 광도파로 격자를 사용하는 경우, 원하는 효율을 얻기 위해서는 많은 수의 도파로가 필요하게 되고 편광 의존도 극복 및 평탄화된 출력(output) 결과를 구현하기 매우 어려운 실정이다. 그러므로 다중 파장에서 단일 파장을 검출하는데 입력된 빛의 세기가 매우 약하게 감쇄되는 단점과 그 구조의 복잡함으로 인하여 제조가 용이하지 않은 단점이 있다.In the case of multiple wavelengths incident, the multiple / demultiplex method, which is widely used in wavelength division transmission, uses an arrayed waveguide graing, and very few uses a phasar (phased array) using a multi-mode interferometer. There is a situation. However, when the optical waveguide grating is used, a large number of waveguides are required to obtain the desired efficiency, and it is very difficult to overcome polarization dependence and realize a flattened output result. Therefore, there is a disadvantage in that the intensity of light input to detect a single wavelength at multiple wavelengths is very weakly attenuated and the manufacturing is not easy due to the complexity of the structure.
따라서, 본 발명은 다중 모드 간섭계 및 다중 회절격자를 사용하여 여러 파장 중에서 파장 폭이 좁은 단일 파장을 검출할 수 있도록 함으로써, 상기한 단점을 해소할 수 있는 파장 검출기를 제공하는데 그 목적이 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a wavelength detector capable of solving the above-mentioned disadvantages by enabling the detection of a single wavelength having a narrow wavelength width among multiple wavelengths using a multi-mode interferometer and a multi-diffraction grating.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 다중 모드 간섭계 및 회절격자를 이용한 파장 검출기는, 광 교환 소자 또는 광 논리 소자로 입사되는 단일 파장의 광신호를 검출하기 위한 파장 검출기에 있어서, 다중 파장의 광신호를 N개로 균등 분할시키는 1×N 다중모드 간섭계와, 상기 1×N 다중모드 간섭계를 통해 균등 분할된 광신호에 대응하여 구성되며, 상기 각각의 광신호가 경로 차이로 인한 위상 차를 갖도록 출력하되, 상기 균등 분할된 다중 파장 광신호들이 각각 단일 파장 광신호들로 검출되어 출력되도록 내부에 다중 회절 격자 필터가 각각 구성된 광도파로와, 상기 다중 회절 격자 필터가 구성된 광도파로를 통하여 각각의 위상 차를 갖고 출력된 상기 N개의 단일 파장 광신호들을 선택적으로 출력하기 위한 N×N 다중모드 간섭계를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.A wavelength detector using a multi-mode interferometer and a diffraction grating according to the present invention for achieving the above object is a wavelength detector for detecting an optical signal of a single wavelength incident on an optical switching element or an optical logic element, A 1 × N multimode interferometer for equally dividing the optical signal into N and an optical signal divided evenly through the 1 × N multimode interferometer, and outputting each optical signal to have a phase difference due to a path difference However, each phase difference is achieved through an optical waveguide configured with a multi-diffraction grating filter and an optical waveguide configured with the multi-diffraction grating filter so that the equally divided multi-wavelength optical signals are detected and output as single wavelength optical signals, respectively. An N × N multimode interferometer for selectively outputting the N single wavelength optical signals output with The generated features.
도 1(a)는 본 발명에 의한 다중 모드 간섭계 및 회절격자를 이용한 파장 검출기.Figure 1 (a) is a wavelength detector using a multi-mode interferometer and diffraction grating according to the present invention.
도 1(b)는 도 1(a)에 도시된 광도파로의 세부적 구성도.1 (b) is a detailed configuration diagram of the optical waveguide shown in (a).
도 1(c)는 도 1(a)의 회절격자(A) 부분의 세부적 구성도.Figure 1 (c) is a detailed configuration diagram of the diffraction grating (A) portion of Figure 1 (a).
〈도면의 주요 부분에 대한 부호 설명〉<Description of Signs of Major Parts of Drawings>
11 : 다중 파장의 입력부 12 : 1×N 다중 모드 간섭계11
131내지 13N: 제 1 광도파로 151내지 15N: 제 2 광도파로13 1 to 13 N : first optical waveguide 15 1 to 15 N : second optical waveguide
14 : N×N 다중 모드 간섭계 16 : 광 논리 소자 또는 광 교환 소자14 N × N
17 : n-type 전극 18 : n-type 물질17: n-type electrode 18: n-type material
19 : 광도파로의 코아 20 : p-type 물질19: Core of the optical waveguide 20: p-type material
211내지 21N: N개의 다중 회절 격자 221내지 22N: N개의 p-type 전극21 1 to 21 N : N
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail the present invention.
도 1(a)는 본 발명에 의한 다중 모드 간섭계 및 회절격자를 이용한 파장 검출기이다.1 (a) is a wavelength detector using a multi-mode interferometer and a diffraction grating according to the present invention.
도 1(a)를 참조하여 설명하면, 1×N 다중 모드 간섭계(12)는 다중 파장의 입력부(11)에서 입사한 한 줄기의 광을, 같은 세기(intensity)를 갖는 N개의 광으로 분할하는 역할을 한다. 다중 파장 입력부 반대편의 1×N 다중 모드 간섭계(12)에는 균등 분할된 광의 수와 대응하는 수 만큼의 광도파로(131내지 13N)가 연결된다. 이 N개의 광도파로(131내지 13N)에는 위 또는 아래쪽에 회절격자(A)를 새겨 필요한 파장만을 추출할 수 있는 기능을 갖게 한다.Referring to FIG. 1 (a), the 1 ×
도 1(b)는 도 1(a)의 1xN 다중 모드 간섭계(12)와 NxN 다중 모드 간섭계(14) 사이를 상세하게 도시한 도면이다.FIG. 1B is a diagram showing details between the
도 1(b)를 참조하여 설명하면, 각 N 개의 제 1 광도파로(131~13N)는 빛이 지나가는 길로서 A부분 및 B부분으로 나뉘어 진다. 제 1 광도파로 중 A 부분은 회절격자 부분으로서, 특정 파장을 선택할 수 있는 기능을 가지고 있다. B 부분은 회절격자를 지나온 빛들이 광 경로차를 가질 수 있도록 고안된 부분으로서, B 부분을 통과한 빛들이 일정한 위상 차이를 갖도록 한 구조이다. 일정한 위상 차이를 갖도록 하는 것은 원하는 부분에서 보강 혹은 상쇄 간섭이 이루어지도록 유도한다. 광경로차는 빛이 지나온 길이(OPD;Optical Path Length Difference= nΔ L, n:굴절률, ΔL: 실제길이차이) 차이를 말한다. 예를 들면, 같은 물질에서 길이가 다르면 빛이 지나온 길이가 다르게 되고, 서로 다른 물질일 경우에는 빛의 굴절률 차이로 인한 광 경로차를 갖는다.Referring to FIG. 1 (b), each of the N first
도 1(b)에 도시된 바와 같이 제 1 광도파로(131~ 13N)는 일정한 길이 차이를 가지며 각 광도파로를 통과한 빛들은 광 경로차에 의해 일정한 위상차이를 가진다.As shown in FIG. 1B, the first
제 1 광도파로((131~ 13N) 각각의 일정한 길이차이(ΔL)는 일반적으로 Δ L, 2Δ L, 3ΔL, ...nΔL으로 설정한다. 제 1 광도파로(131~ 13N)를 통과한 빛은 회절격자 A부분에서 필요한 파장이 선택되고, 일정한 길이차이가 있는 B부분에서 위상차이를 갖게된 후 NxN 다중 모드 간섭계(14)의 광 결합기를 통과한다. 그후 NxN 다중 모드 간섭계(14)와 연결된 도 1(a)의 제 2광도파로(151~ 15N)에서 각 파장별로 보강 혹은 상쇄 간섭을 일으키게 되어 전체적으로 종합하면 파장을 원하는 포트(Port)로 보내는 라우팅(roution) 기능을 하게 된다.A first optical waveguide ((13 1 ~ 13 N) each of a constant length difference (ΔL) is generally L Δ, 2Δ L, 3ΔL, ... is set to be nΔL. The first optical waveguide (13 1 ~ 13 N) The light passing through is passed through the optical coupler of the
본 발명에서 Δ L은 가장 짧은 두 도파로 간의 길이 차이로 정의한다. 도1(b)의 제 1 광도파로(131~ 13N) 각각의 길이차이는 Δ L의 정수배 차이로 나타낼 수 있다. 즉, 실제 가장 짧은 광도파로와 다른 광도파로 간의 길이 차이는 길이 순으로 각각 Δ L, 2Δ L, 3Δ L, ...nΔ L으로 나타낼 수 있다. 각 광도파로들의 길이 차이는 Δ L의 정수배가 되어야만 빛들이 일정한 위상차이를 가질 수 있다. 즉, 도1(b)에서는 각 제 1 광도파로(131~ 13N)의 절대 길이는 중요하지 않고, 광도파로 사이의 길이 차이가 얼마나 미세한 파장까지 분해할 수 있는가 하는 것이 중요한 요소이다.ΔL in the present invention is defined as the difference in length between the two shortest waveguides. The difference in length of each of the first
N×N 다중 모드 간섭계(14)의 출력단에는, 도 1(a)에 도시된 것과, 같이 광도파로(151내지 15N)가 연결되어 파장에 민감하게 반응하는 광 논리 소자 또는 광 교환 소자(16)로 광을 입사시킨다. 이 구조는 광 논리 소자 또는 광 교환 소자(16)와 회절격자(A)를 동시에 제어할 수 있어, 입사된 파장중에서 단일 파장을 최대한으로 사용하여 광 교환을 할 수 있게 한다.At the output terminal of the N × N
도 1(c)는 도 1(a)의 회절격자(A) 부분의 세부적 구성도이다.FIG. 1 (c) is a detailed configuration diagram of the diffraction grating portion A of FIG. 1 (a).
광도파로의 코아(core) 부분(19) 아래 n-type 물질(18) 하부에는 n-type 전극(17)이 형성되어 있고, 광도파로의 코아(core) 부분(19) 위 p-type 물질(20) 상부에는 N개의 p-type 전극(221내지 22N)이 형성되어 있다. 또한 p-type 물질(20)에는 N개의 다중 회절격자 필터(multi grating filter ; 211내지 21N)가 구성되어 진다.An n-
위 구조의 작용을 상세히 설명하면, p-type 전극(221내지 22N)의 전류 제어를 통하여 다중 회절격자 필터(211내지 21N)를 활성 또는 비활성 시킨다. 즉 제 1 p-type 전극(221)에 전류를 가하게 되면 제 1 다중 회절격자 필터(211) 주위의 유효 굴절률이 바뀌게 되어 제 1 다중 회절격자 필터(211)는 비활성화 되므로 λ1에 해당하는 광을 통과시키게 된다. 마찬가지로 다른 파장에 대해서도 적용이 된다. 다중 회절격자 필터(211내지 21N)를 통과한 광들간에 적당한 위상 차이를 주게되면 각각의 파장에 해당하는 N×N 다중 모드 간섭계(14) 출력부(port)로의 출력이 가능하다. N×N 다중 모드 간섭계(14)는 N개의 경로로 들어오는 광을 그대로 복사하여 N개의 출력을 할 수도 있고, N개의 경로로 들어오는 광의 위상(phase)을 조정하여 원하는 출력부로 나가게 할 수도 있다.In detail, the operation of the above structure is activated or deactivated by the multiple
따라서 전류 제어에 의하여 필터링(filtering)된 단일 파장을 정해진 출력부로 출력이 가능하므로, 항상 정해진 파장을 정해진 출력부로 보낼 수 있다. 이는 곧 일정 파장을 정해진 곳으로 보낼 수 있으므로 루팅(routing) 기능을 가지게 되는 것이며, 단일 파장의 선폭이 작으므로 파장에 민감하게 반응하는 광 교환 소자 및 광 논리 소자 등에 사용할 수 있게 되는 것이다.Therefore, since a single wavelength filtered by current control can be output to a predetermined output unit, a predetermined wavelength can always be sent to a predetermined output unit. This means that a certain wavelength can be sent to a predetermined place, thereby having a routing function, and since a single wavelength has a small line width, it can be used for an optical switching device and an optical logic device that are sensitive to the wavelength.
종래에는 광 교환 소자에 입사되는 빛을 단일 특성 파장으로 가정하고 광 교환 소자의 특성 향상에만 관심을 두어 왔다. 그러나 전송의 추세가 다중 파장을 한꺼번에 실어 나르는 다중 파장 분할 방식으로 발전하고 있으며, 완전 광 통신에 접근하기 위해서는 이를 직접적으로 이용하는 방법을 모색하는 것이 필요하게 되었다.Conventionally, the light incident on the light exchange element is assumed as a single characteristic wavelength, and attention has been paid only to the improvement of the property of the light exchange element. However, the trend of transmission is evolving into a multi-wavelength division scheme that carries multiple wavelengths at once, and it is necessary to find a way to use them directly in order to access full optical communication.
그러나 상술한 바와 같이 본 발명에 의하면, 다중 파장이 입사된 경우 이의 어드레스(address) 검출 및 논리(logic) 연산을 실행하는데 불필요한 요소들을 대폭 줄일 수 있다. 또한 파장 세기의 감쇄없이 연산을 수행할 수 있는 효과를 거둘 수 있고 파장 검출의 효율이 매우 높아 파장 세기의 증폭 없이 광 신호로 또다시 이용할 수 있는 탁월한 효과가 있다.As described above, however, according to the present invention, when multiple wavelengths are incident, elements unnecessary for performing address detection and logic operations thereof can be greatly reduced. In addition, it is possible to perform an operation without attenuation of the wavelength intensity, and the efficiency of wavelength detection is very high, so that there is an excellent effect that can be used again as an optical signal without amplifying the wavelength intensity.
Claims (4)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1019970049802A KR100283098B1 (en) | 1997-09-29 | 1997-09-29 | Optical wavelength filtering using the multi-mode interferometer and multi-grating |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1019970049802A KR100283098B1 (en) | 1997-09-29 | 1997-09-29 | Optical wavelength filtering using the multi-mode interferometer and multi-grating |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR19990027361A KR19990027361A (en) | 1999-04-15 |
KR100283098B1 true KR100283098B1 (en) | 2001-03-02 |
Family
ID=66045694
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1019970049802A KR100283098B1 (en) | 1997-09-29 | 1997-09-29 | Optical wavelength filtering using the multi-mode interferometer and multi-grating |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR100283098B1 (en) |
-
1997
- 1997-09-29 KR KR1019970049802A patent/KR100283098B1/en not_active IP Right Cessation
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR19990027361A (en) | 1999-04-15 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5953467A (en) | Switchable optical filter | |
US5444803A (en) | Fiber-optic devices and sensors using fiber grating | |
US9057839B2 (en) | Method of using an optical device for wavelength locking | |
JP3798339B2 (en) | Optical router and optical cross-coupler for take-out / addition channels | |
CN1407752A (en) | Multi-raster optical waveguide monitor | |
EP0877280B1 (en) | All fiber polarization splitting switch | |
KR19990024761A (en) | Inter-channel delay compensation multiwavelength channel transmission optical filter | |
US6792176B2 (en) | Optical switch expanding method, optical switch, and optical crossconnecting apparatus | |
Riza et al. | Fault-tolerant dense multiwavelength add–drop filter with a two-dimensional digital micromirror device | |
US6600852B1 (en) | Wavelength selective device and switch and method thereby | |
KR100283098B1 (en) | Optical wavelength filtering using the multi-mode interferometer and multi-grating | |
KR20040066888A (en) | Wavelength division multiplexing optical performance monitors | |
JP3669473B2 (en) | Wavelength measuring device | |
US7330658B2 (en) | Device and method for optical add/drop multiplexing | |
KR20000033465A (en) | Wavelength variable optical filtering system using optical fiber polarization interferometer | |
Herben et al. | Crosstalk performance of integrated optical cross-connects | |
US20030185501A1 (en) | Dual wavelength division multiplexing/demultiplexing device using one planar lightguide circuit | |
CA2371809A1 (en) | A wavelength selective modulator | |
JP3698982B2 (en) | Multi-grating optical waveguide monitor | |
KR0175355B1 (en) | Integrated Multiwavelength Channel Pass Filter | |
KR100223033B1 (en) | A multi-wavelength channel transmission optical filter | |
JPH103012A (en) | Optical wavelength demultiplexing element | |
KR200222414Y1 (en) | nonlinear directional optic coupler | |
CN113985531A (en) | Wavelength selection switch and temperature drift compensation method thereof | |
AMERSFOORT | Phased-array wavelength demultiplexers and their integration with photodetectors(Ph. D. Thesis) |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant | ||
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20071115 Year of fee payment: 8 |
|
LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |