KR100310138B1

KR100310138B1 - 광신호분리및합파장치

Info

Publication number: KR100310138B1
Application number: KR1019980019014A
Authority: KR
Inventors: 김명진; 임영민
Original assignee: 김춘호; 전자부품연구원
Priority date: 1998-05-26
Filing date: 1998-05-26
Publication date: 2001-12-28
Also published as: KR19990086154A

Abstract

광신호 분리 및 합파 장치에서, 파장이 각각 다른 다수의 광신호가 광섬유를 통하여 전송되면, 설정 파장의 광신호만이 파장 분리 필터에 의하여 투과된다. 이 때, 파장 분리 필터의 투과 특성에 따라 설정 파장 이외의 파장을 가지는 광신호가 함께 투과된다. 이러한 잡음 광신호는 광섬유 격자에 의하여 반사됨으로써, 설정 파장 광신호만이 해당 광섬유를 통하여 해당 기지국으로 전송된다.

또한, 각각 별도의 광섬유를 통하여 전송되는 파장이 다른 다수의 광신호는 해당 광섬유 격자와 파장 분리 필터를 차례로 통과 및 반사됨으로써, 합파되어 전송된다. 이에 따라 필터 특성에 의한 신호 손실이 감소되고, 신호의 아이솔레이션이 향상되어 잡음에 의한 에러율이 감소됨으로써, 전송 효율이 극대화된다.

Description

광신호 분리 및 합파 장치

이 발명은 광신호 처리 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게 말하자면 서로 다른 파장을 가지는 다수의 광신호를 분리, 합파하는 쌍방향 광신호 분리 및 합파 장치에 관한 것이다.

첨부한 도1a 내지 도4를 참조로 하여, 전송되는 다수의 광신호를 분리하거나 합파하는 종래의 광신호 분리 및 합파 장치에 대하여 설명한다.

도1a 및 도1b는 넓은 파장 간격을 가지는 두 개의 광신호를 처리하는 종래의 광신호 분리 및 합파 장치의 개념도이고, 도2는 도1a 및 도1b에 사용된 파장 분리 필터의 투과 특성을 나타낸 그래프이고, 도3은 조밀한 파장 간격을 가지는 다수의 광신호를 처리하는 종래의 광신호 분리 및 합파 장치의 개념도이고, 도4a는 도3에 사용된 광신호의 파장 특성을 나타낸 그래프이고, 도4b 및 도4c는 도3에 사용된 파장 분리 필터의 투과 특성을 나타낸 그래프이다.

도1a와 도1b에 도시한 바와 같이, 종래의 광신호 분리 및 합파 장치는 외형상으로 하나의 몸체에 다수의 광섬유를 포함하는 원통형(도1a)과, 각 광섬유를 분리하여 설치한 박스형(도1b)으로 구분된다.

첨부한 도1a에 도시되어 있듯이, 광신호가 전송되는 제1광섬유(11)에 제1렌즈(21)가 연결되어 있고, 제1광섬유(11)와 연결되는 제1렌즈(21)의 제1면에 λ1, λ2 파장에 대한 듀얼 무반사 필름(211)이 코팅되어 있다.

제1렌즈(21)와 일렬로 제2렌즈(22)가 연결되어 있고, 제1렌즈(21)와 제2렌즈 (22) 사이에 파장 분리 필터(31)가 삽입되어 있다. 제2렌즈(22)에는 제2광섬유(12)가 연결되어 있고, 제2광섬유(12)와 연결되는 제2렌즈(22)의 제1면에 λ2 파장에 대한 싱글 무반사 필름(221)이 코팅되어 있다. 제3광섬유(13)가 제1광섬유(11)와 평행하게 제1렌즈(21)에 연결되어 있다.

이러한 구조를 가지는 종래의 원통형 광신호 분리 및 합파 장치의 동작에 대하여 설명한다.

먼저, 서로 다른 파장의 두 개의 광신호를 분리하는 동작에 대하여 설명한다.

각각 다른 파장을 가지는 두 개의 광신호(λ1, λ2, λ1＜λ2)가 제1광섬유 (11)를 통하여 제1렌즈(21)로 입사되면, 제1렌즈(21)는 입사된 두 개의 광신호 (λ1, λ2)를 평행광으로 변환시켜 파장 분리 필터(31)로 출사한다.

파장 분리 필터(31)는, 첨부한 도2에 도시되어 있듯이, 평행광으로 입사된 두 개의 광신호(λ1,λ2) 중, 파장이 짧은 제1광신호(λ1)는 다시 제1렌즈(21)로 반사시키고, 파장이 긴 제2광신호(λ2)는 투과시켜 제2렌즈(22)로 전송한다.

제2렌즈(22)는 파장 분리 필터(31)로부터 전송된 제2광신호(λ2)를 집광하여 제2광섬유(12)로 출사함으로써, 제2광신호(λ2)는 제2광섬유(12)를 통하여 전송된다.

제1렌즈(21)는 파장 분리 필터(31)에 의하여 반사되어 입사된 제1광신호 (λ1)를 집광하여 제3광섬유(13)로 출사함으로써, 제1광신호(λ1)는 제3광섬유(13)를 통하여 전송된다.

이와는 달리 각각 해당 광섬유를 통하여 전송되는 제1광신호(λ1)와 제2광신호(λ2)를 합파하는 경우, 상기한 분리 경로에 역행하는 경로에 따라 합파되어 제1광섬유(11)를 통하여 전송된다.

다음에는 종래의 박스형 광신호 분리 및 합파 장치에 대하여 설명한다.

첨부한 도1b에 도시되어 있듯이, 광신호가 전송되는 제1광섬유(11)에 제1렌즈(21)가 연결되어 있고, 제1렌즈(21)와 일정 거리 이격되어 파장 분리부(4)가 배치되어 있다. 파장 분리부(4)와 마주 보는 제1렌즈(21)의 제1면에는 λ1, λ2 파장에 대한 듀얼 무반사 필름(211)이 코팅되어 있다.

파장 분리부(4)는 유리 기판(41)을 중심으로 제1렌즈(21)쪽을 향하는 제1면에 롱패스 필터(42)가 형성되어 있고, 제1면의 반대쪽에 위치한 제2면에 λ2 파장에 대한 싱글 무반사 필름(43)이 코팅되어 있다.

파장 분리부(4)의 제2면으로부터 일정거리 이격되어 제2렌즈(22)가 배치되어 있으며, 제2렌즈(22)는 제1렌즈(21) 및 파장 분리부(4)와 일렬로 배열되어 있다. 파장 분리부(4)와 마주보는 제2렌즈(22)의 제1면에는 λ2 파장에 대한 싱글 무반사 필름(221)이 코팅되어 있고, 그 반대면에는 제2광섬유(12)가 연결된다.

파장 분리부(4)의 제1면으로부터 일정 거리 이격되어 제3렌즈(23)가 배치되어 있고, 파장 분리부(4)와 마주보는 제3렌즈(23)의 제1면에는 λ1 파장에 대한 싱글 무반사 필름(231)이 코팅되어 있으며, 그 반대면에는 제3광섬유(13)가 연결된다. 이 때, 제3렌즈(23)는 파장 분리부(4)와 일정 각도 비스듬하게 배열된다.

이러한 구조를 가지는 종래의 박스형의 광신호 분리 및 합파 장치의 동작은상기한 원통형 광신호 분리 및 합파 장치의 동작과 유사하다.

첨부한 도1b에 도시되어 있듯이, 제1광섬유(11)를 통하여 전송된 파장이 다른 두 개의 광신호(λ1, λ2)가 제1렌즈(21)에 의하여 평행광으로 변환되어 파장 분리 필터(4)로 입사되면, 파장 분리 필터(4)의 롱패스 필터(41)는 입사되는 두 개의 광신호(λ1, λ2)중 파장이 긴 제2광신호(λ2)는 투과시키고, 파장이 짧은 제1광신호(λ1)는 반사시켜서 각각 분리하여 출력한다.

제2광신호(λ2)는 제2렌즈(22)를 통하여 집광되어 제2광섬유(12)를 통하여 전송되고, 제1광신호(λ1)는 제3렌즈(23)에 의하여 집광되어 제3광섬유(13)를 통하여 전송된다.

제2광섬유(12)와 제3광섬유(13)를 통하여 제2광신호(λ2)와 제1광신호(λ1)가 각각 분리되어 전송된 경우에도, 상기한 원통형의 광신호 분리 및 합파 장치와 동일하게 합파되어 제1광섬유(11)를 통하여 전송된다.

상기한 광신호 분리 및 합파 장치에 사용되는 두 개의 광신호간의 파장 간격은 약 수십 내지 수백 nm 정도로서 넓으며, 주로 980nm, 1310nm, 1480nm, 1550nm의 광신호가 사용된다. 이러한 신호 처리 장치에 사용되는 파장 분리 필터(31)는 광대역의 파장 범위를 가지는 신호를 분리하는 것으로, 상기와 같이 파장간의 간격이 넓은 다수 광신호 중 해당 범위의 파장의 신호를, 첨부한 도2에 도시된 바와 같이, 투과시키는 기능을 수행한다.

이와는 달리, 도4a에 도시한 바와 같이, 파장간의 간격이 0.8nm(100GHz) 이하로서 조밀한 다수의 광신호를 처리하는 경우에는, 첨부한 도3에 도시된 바와 같은 광신호 분리 및 합파 장치가 사용된다.

파장간의 간격이 조밀한 다수의 광신호를 전송하는 경우에는 대용량의 정보 전송을 위한 것으로, 광이득 영역 파장 범위가 1,530nm∼1,565nm인 광증폭기, 예를 들면 EDFA(erbium dped fiber amplifier)이 이용된다.

첨부한 도3에 도시되어 있듯이, 서로 다른 파장을 가지는 두 개 이상의 다수의 광신호가 전송되는 제1광섬유(11)에 제1렌즈(21)가 연결되어 있고, 제1렌즈(21)와 일정 거리 이격되어 파장 분리부(5)가 배치되어 있다.

파장 분리부(5)와 마주보는 제1렌즈(21)의 제1면에 무반사 필름(211)이 코팅되어 있다.

파장 분리부(5)는 입사되는 다수의 광신호(λ1,λ2, …λ8) 중 해당 파장의 광신호만을 투과시키는 다수의 필터(51∼58)로 이루어진다. 다수 필터(51∼58) 각각에 다수의 렌즈(22∼29)가 연결되고, 다수 필터(51∼58)와 마주보는 다수 렌즈 (22∼29)의 각각의 제1면에 싱글 무반사 필름(231, 241, 251, 261, 271, 281,291)이 코팅되어 있다.

이러한 구조를 가지는 광신호 분리 및 합파 장치의 동작도 상기한 박스형 광신호 분리 및 합파 장치와 유사하다.

제1광섬유(11)를 통하여 전송된 다수의 광신호(λ1,λ2,…λ8)가 파장 분리부(5)의 해당 필터(51∼58)에 의하여 분리되어 각각의 광섬유(12∼19)를 통하여 전송되며, 각각 해당 광섬유(12∼19)를 통하여 각각 전송된 다수의 광신호(λ1,λ2,…λ8)도 제1렌즈(21)에 의하여 집광되어 합파된 다음 제1광섬유(11)를 통하여 전송된다.

이와 같이, 파장간의 간격이 조밀한 다수의 광신호 중 해당 광신호만을 필터링하는 필터(51∼58)의 투과 특성은 첨부한 도4의 b, c에 도시된 바와 같다.

광신호간의 파장 간격이 넓은 경우(파장 간격이 100nm 이상인 경우)에는, 첨부한 도2에 도시되어 있듯이, 해당 파장의 광신호만을 투과시키도록 파장 분리 필터를 용이하게 구현할 수 있지만, 광신호간의 파장 간격이 조밀한 경우(파장 간격이 0.8nm이하인 경우)에는, 해당 파장의 광신호만이 투과되도록 파장 분리 필터를 설계 및 제작하는 것이 용이하지 않으며, 또한 원하지 않은 신호가 투과되는 경우가 발생한다.

즉, 첨부한 도4의 b에 도시되어 있듯이, λ1의 광신호만을 투과시키는 파장 분리 필터에서도, 인접한 광신호와의 간격이 조밀하기 때문에, 원하지 않은 λ2, λ3의 광신호도 약 b1%, b2% 정도 투과되는 경우가 발생한다.

또한, 첨부한 도4의 c에 도시되어 있듯이, λ2의 광신호만을 투과시키는 파장 분리 필터에서도, 원하지 않은 λ1, λ3, λ4의 광신호가 약 b3%, b4%, b5% 정도 각각 투과되는 경우가 발생한다.

이를 해결하기 위하여, 동일한 투과율을 가지는 필터를 두 개 겹쳐서 사용하는 기술이 개시되어 있으나, 이 경우에는 신호의 삽입 손실이 증가되는 단점이 발생한다.

즉, 필터의 삽입 손실 특성이 약 0.8dB 정도임으로, 두장의 필터를 겹쳐서 사용하는 경우에는 약 1.6db 이상의 신호 손실을 감수해야 한다.

이와 같이 종래의 광신호 분리 및 합파 장치는 파장간의 간격이 조밀한 다수의 광신호를 처리하는 경우에, 신호의 아이솔레이션 특성이 저하되는 단점이 발생한다.

또한 두 개의 필터를 겹쳐서 사용하는 경우에는 필터의 제작이 어려울 뿐만 아니라, 제조 원가가 상승되고, 무엇보다 신호의 삽입 손실이 증가되는 단점이 발생한다.

이 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 파장간의 간격이 조밀한 다수의 광신호를 분리, 합파하는 쌍방향 광신호 분리 및 합파 장치의 투과율과 반사율을 상승시켜 아이솔레이션을 증가시키고, 신호의 삽입 손실을 감소시키고자 하는 것이다.

도1a 및 도1b는 넓은 파장 간격을 가지는 두 개의 광신호를 처리하는 종래의 광신호 분리 및 합파 장치의 개념도이고,

도2는 도1a 및 도1b에 사용된 파장 분리 필터의 투과 특성을 나타낸 그래프이고,

도3은 조밀한 파장 간격을 가지는 다수의 광신호를 처리하는 종래의 광신호 분리 및 합파 장치의 개념도이고,

도4a는 도3에 사용된 광신호의 파장 특성을 나타낸 그래프이고,

도4b 및 도4c는 도3에 사용된 파장 분리 필터의 투과 특성을 나타낸 그래프이고,

도5는 이 발명의 제1실시예에 따른 광신호 분리 및 합파 장치의 개념도이고,

도6a는 이 발명의 제1실시예에 따른 파장 분리 필터의 투과 특성을 나타낸 그래프이고,

도6b는 및 도6c는 이 발명의 제1실시예에 따른 광섬유 격자의 투과 특성을 나타낸 그래프이고,

도7은 이 발명의 제2실시예에 따른 광신호 분리 및 합파 장치의 개념도이고,

도8은 이 발명의 제3실시예에 따른 광신호 분리 및 합파 장치의 개념도이고,

도9a는 이 발명의 제3실시예에 따른 신호 파장 특성을 나타낸 그래프이고,

도9b는 이 발명의 제3실시예에 따른 파장 분리 필터의 투과 특성을 나타낸 그래프이고,

도10a∼도10c는 이 발명의 제3실시예에 따른 광섬유 격자의 투과 특성을 나타낸 그래프이고,

도11은 이 발명의 제4실시예에 따른 광신호 분리 및 합파 장치의 개념도이고,

도12a∼도12c는 발명의 제4실시예에 따른 광섬유 격자의 투과 특성을 나타낸 그래프이다.

이러한 과제를 해결하기 위하여 이 발명에서는, 각각 다른 파장을 가지는 다수의 광신호가 전송되면, 설정 파장의 광신호를 파장 분리 필터에 의하여 투과시킨 다음, 파장 분리 필터의 투과 특성에 따라 누출된 원하지 않은 설정 파장 이외의 파장을 가지는 광신호가 광섬유 격자에 의하여 반사되도록 하여, 원하는 설정 파장의 광신호만이 해당 광섬유를 통하여 전송되도록 한다.

또한, 각각 별도의 광섬유를 통하여 각각 전송되는 다수의 광신호가 해당 광섬유 격자와 파장 분리 필터를 차례로 통과하도록 하여, 서로 다른 파장을 가지는 다수의 광신호가 합파되도록 한다.

그러면, 이 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 이 발명을 용이하게 실시할 수 있는 가장 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조로 하여 상세히 설명한다.

이 발명의 실시예에서는, 각각 다른 파장을 가지고, 파장간의 간격이 0.8nm(100 GHz) 이하인 다수의 광신호를 처리하는 경우에, 설정 파장의 광신호를 통과시키는 파장 분리 필터와, 파장 분리 필터의 투과 특성에 따라 누출된 설정 파장 이외의 파장을 가지는 광신호만을 반사시키는 광섬유 격자를 사용한다. 이에 한정되지 않고 파장간의 간격이 1.6nm 내지 3.2nm 이하인 경우에도 실시 가능하다.

광섬유 격자는 일반적으로 광섬유에 광의 분할 간섭을 발생시켜 격자 무늬를 형성한 것으로, 광섬유 코어에 굴절률 변조 즉, 위상 격자를 형성시킨 것이다. 이러한 광섬유 코어 굴절율의 주기적 변조를 적절하게 조합하여, 광섬유 격자를 파장 선택형 반사 거울, 파장 제거 필터등으로 작동하도록 할 수 있으며, 또한, 다른 격자 소자와 결합시켜 공명형 공진기, 파장 선택형 필터, 파장 분할 테이프 등으로 작동하도록 할 수도 있다.

이 발명에서는 특정 파장의 신호만을 반사시키는 필터로서 작동되는 광섬유 격자를 사용하였으며, 이러한 광섬유 격자의 제조 기술은 이미 공지된 기술이므로 상세한 설명은 생략한다.

먼저, 이 발명의 제1실시예에 따른 광신호 분리 및 합파 장치에 대하여 설명한다.

도5는 이 발명의 제1실시예에 따른 광신호 분리 및 합파 장치의 개념도이고, 도6a는 이 발명의 제1실시예에 따른 파장 분리 필터의 투과 특성을 나타낸 그래프이고, 도6b는 및 도6c는 이 발명의 제1실시예에 따른 광섬유 격자의 투과 특성을 나타낸 그래프이다.

이 발명의 제1실시예에 따른 광신호 분리 및 합파 장치는 원통형으로서, 서로 다른 파장을 가지고, 파장 간격이 0.8nm 이하인 두 개의 광신호를 분리 또는 합파하여 전송하는 장치이다.

첨부한 도5에 도시되어 있듯이, 광신호가 전송되는 제1광섬유(11)에 제1렌즈 (21)가 연결되어 있고, 제1광섬유(11)와 연결되는 제1렌즈(21)의 제1면에 λ1, λ2파장에 대한 듀얼 무반사 필름(211)이 코팅되어 있다.

제1렌즈(21)와 일렬로 제2렌즈(22)가 연결되어 있고, 제1렌즈(21)와 제2렌즈 (22) 사이에 파장 분리 필터(31)가 삽입되어 있다. 제2렌즈(22)에 제1광섬유 격자 (61)가 연결되어 있고, 제1광섬유 격자(61)에 제2광섬유(12)가 연결되어 있다. 제1광섬유 격자(61)와 연결되는 제2렌즈(22)의 제1면에는 λ2 파장에 대한 싱글 무반사 필름이 코팅되어 있다.

제1렌즈(21)의 제1면에 제2광섬유 격자(62)가 연결되어 있고, 제2광섬유 격자(62)에 제3광섬유(13)가 연결되어 있다. 제1광섬유(11)와 제3광섬유(13)는 하나의 페룰(ferrul)안에 평행하게 내장된다.

제1 및 제2렌즈(21, 22)는 광섬유(11∼13)로부터 입사되는 광은 평행광으로 변환시켜 출사하고, 파장 분리 필터(31)로부터 입사되는 광은 집광하여 출사하는 기능을 가지는 렌즈로서, 그린(GRIN: graded index) 렌즈나, 비구면 렌즈 또는 볼 (ball) 렌즈 등이 사용될 수 있다.

이러한 구조를 가지는 광신호 분리 및 합파 장치의 동작은 다음과 같다.

먼저, 각각 다른 파장을 가지고, 파장간의 간격이 0.8nm 이하로서 조밀한 두 개의 광신호(λ1, λ2, λ1＜λ2)를 분리하는 경우에 대하여 설명한다.

서로 다른 파장을 가지는 두 개의 광신호(λ1,λ2,λ1＜λ2 )가 제1광섬유 (11)를 통하여 전송되어 제1렌즈(21)로 입사되면, 제1렌즈(21)는 입사된 광신호(λ 1, λ2)를 평행광으로 변환하여 출사한다. 이 때, 제1렌즈(21)의 제1면에 코팅된 듀얼 무반사 필름(211)은 제1렌즈(21)로 입사되는 제1광신호(λ1) 및 제2광신호 (λ2)가 입사된 방향으로 다시 반사되는 손실을 최소화한다.

제1렌즈(21)를 통하여 평행광으로 출사된 광신호(λ1, λ2)는 파장 분리 필터(31)로 입사되고, 파장 분리 필터(31)는 입사된 두 개의 광신호(λ1, λ2)를 분리한다. 즉, 파장 분리 필터(31)는, 첨부한 도6a에 도시되어 있듯이, 입사된 두 개의 광신호(λ1, λ2) 중 파장이 짧은 제1광신호(λ1)는 반사시키고, 파장이 긴 제2광신호(λ2)는 투과시킨다.

그러나, 파장 분리 필터(31)가 100%의 광투과성을 가지지 못하기 때문에, 일정 비율, 예를 들면 X % 의 제2광신호(λ2)만이 투과되고, 나머지 (100-X)%의 제2광신호(λ2)는 투과되지 못하고 반사된다. 또한, 광신호의 파장간의 간격이 0.8nm 이하로 조밀하기 때문에, 제2광신호(λ2)와 함께 원하지 않은 일정 비율, 예를 들면 Y%의 제1광신호(λ1)가 투과된다.

이와 같이 파장 분리 필터(31)에 의하여 투과된 X % 의 제2광신호(λ2)와 Y%의 제1광신호(λ1)는 제2렌즈(22)로 입사되고, 제2렌즈(22)는 입사된 제2광신호(λ 2)와 제1광신호(λ1)를 집광하여 제1광섬유 격자(61)로 출사한다.

제1광섬유 격자(61)는 입사된 제2광신호(λ2)와 제1광신호(λ1) 중, 첨부한 도6b에 도시된 바와 같이, 제1광신호(λ1)만 반사시킨다.

따라서, X %의 제2광신호(λ2)만이 제2광섬유(12)로 전송되고 제1광신호 (λ1)는 전송되지 않게 된다.

한편, 제1광섬유 격자(61)에 의하여 반사된 제1광신호(λ1)는 파장 분리 필터(31)로 입사되고, 파장 분리 필터(31), 광섬유 격자(61,62) 등에 의하여 반사 및 투과된다.

또한, 파장 분리 필터(31)에 의하여 반사된 제1광신호(λ1)와, (100-X)%의 제2광신호(λ2)는 다시 제1렌즈(21)로 입사되고, 제1렌즈(21)는 입사된 제1광신호(λ1)와 제2광신호(λ2)를 집광하여 제2광섬유 격자(62)로 출사한다.

제2광섬유 격자(62)는, 첨부한 도6c에 도시되어 있듯이, 입사된 제1광신호(λ1)와 제2광신호(λ2) 중, 제2광신호(λ2)만 반사시킨다. 따라서, 순수한 제1광신호(λ1)만이 제3광섬유(13)를 통하여 해당 기지국으로 전송된다.

한편, 제2광섬유 격자(62)에 의하여 반사된 제2광신호(λ2)는 파장 분리 필터(31)로 입사되고, 파장 분리 필터(31), 광섬유 격자(61,62) 등에 의하여 반사 및 투과된다.

이와 같이, 광신호(λ1,λ2)는 하나의 파장 분리 필터(31)만을 통과함으로써, 종래의 1.6dB 보다 현저히 적은 약 0.8dB 정도의 광손실만이 발생된다.

이와 같이, 필터의 광투과 특성에 따라 누출된 원하지 않은 파장의 신호가 광섬유 격자에 의하여 다시 한번 필터링됨으로써, 신호의 아이솔레이션이 향상된다.

상기와는 반대로, 제2광섬유(12,) 및 제3광섬유(13)를 통하여 각각 전송되는 제2광신호(λ2)와 제1광신호(λ1)를 합파하는 경우에는, 상기한 분리 경로와 역행하는 경로를 통하여 두 개의 광신호가 합파된다.

즉, 제2광섬유(12)를 통하여 전송된 제2광신호(λ2)는 제1광섬유 격자(61)와 제2렌즈(22)와 파장 분리 필터(31)를 차례로 통과하여 제1렌즈(21)로 입사되고, 제3광섬유(13)를 통하여 전송된 제1광신호(λ1)는 제2광섬유 격자(62)를 통과한 다음, 파장 분리 필터(31)에 의하여 반사되어 제1렌즈(21)로 입사된다.

따라서, 제1렌즈(21)에 의하여 제1광신호(λ1)와 제2광신호(λ2)가 집광되어 합파된 다음, 제1광섬유(11)를 통하여 해당 기지국으로 전송된다.

이 경우에도, 파장 분리 필터(31)와 제1 및 제2광섬유 격자(61, 62)의 투과 및 반사 특성은 광신호를 분리하는 경우와 동일하다.

다음에, 이 발명의 제2실시예에 따른 광신호 분리 및 합파 장치에 대하여 설명한다.

도7은 이 발명의 제2실시예에 따른 광신호 분리 및 합파 장치의 개념도이다.

이 발명의 제2실시예에 따른 광신호 분리 및 합파 장치는 박스형으로서, 서로 다른 파장을 가지고, 파장 간격이 0.8nm 이하인 두 개의 광신호를 분리, 합파하여 전송하는 장치이다.

첨부한 도7에 도시되어 있듯이, 광신호가 전송되는 제1광섬유(11)에 제1렌즈 (21)가 연결되어 있고, 제1렌즈(21)와 일정 거리 이격되어 파장 분리부(4)가 배치되어 있다. 파장 분리부(4)와 마주보는 제1렌즈(21)의 제1면에는 λ1,λ2 파장에 대한 듀얼 무반사 필름(211)이 코팅되어 있다.

파장 분리부(4)는 유리 기판(41)을 중심으로 제1렌즈(21)를 향하는 제1면에 롱패스 필터(42)가 형성되어 있고, 제1면의 반대면인 제2면에 λ2 파장에 대한 싱글 무반사 필름(43)이 코팅되어 있다.

파장 분리부(4)의 제2면으로부터 일정거리 이격되어 제2렌즈(22)가 배치되어 있고, 제2렌즈(22)는 제1렌즈(21) 및 파장 분리부(4)와 일렬로 배열된다. 파장 분리부(4)와 마주보는 제2렌즈(22)의 제1면에는 싱글 무반사 필름(221)이 코팅되어 있다.

제2렌즈(22)에 제1광섬유 격자(61)가 연결되어 있고, 제1광섬유 격자(61)에 제2광섬유(12)가 연결되어 있다.

파장 분리부(4)의 제1면으로부터 일정 거리 이격되어 제3렌즈(23)가 배치되어 있고, 파장 분리부(4)와 마주보는 제3렌즈(23)의 제1면에는 싱글 무반사 필름이 코팅되어 있다. 제3렌즈(23)는 파장 분리부(4)와 일정 각도 비스듬하게 배열된다.

제3렌즈(23)에 제2광섬유 격자(62)가 연결되어 있고, 제2광섬유 격자(62)에 제3광섬유(13)가 연결되어 있다.

이 발명의 제2실시예에 따른 제1 및 제2광섬유 격자(61,62)는 제1실시예와 동일한 기능을 수행한다.

이러한 구조로 이루어진 광신호 분리 및 합파 장치의 동작은 다음과 같다.

서로 다른 파장을 가지고, 파장 간격이 0.8nm 이하인 두 개의 광신호(λ1, λ2)가 제1광섬유(11)를 통하여 제1렌즈(21)로 입사되면, 제1렌즈(21)는 두 개의 광신호(λ1, λ2)를 평행광으로 변환하여 파장 분리부(4)로 출사한다.

파장 분리부(4)는 입사된 두 개의 광신호(λ1, λ2)를 분리한다. 즉, 파장 분리부(4)로 입사되는 광신호 중, 파장이 짧은 제1광신호(λ1)는 파장 분리부(4)의 제1면에 형성된 롱패스 필터(42)에 의하여 반사되어 제3렌즈(23)로 입사되고, 파장이 긴 제2광신호(λ2)는 롱패스 필터(42)와 파장 분리부(4)의 제2면에 코팅된 싱글 무반사 필름(43)을 차례로 투과하여 제2렌즈(22)로 입사된다.

이 때, 제2렌즈(22)와 제3렌즈(23)의 해당면에 각각 코팅된 싱글 무반사 필름(221, 231)은 제2 및 제1광신호(λ2, λ1)가 입사된 방향으로 다시 반사되는 신호 손실을 최소화한다.

그러나, 상기에서 롱패스 필터(42)가 제1실시예에 따른 파장 분리 필터(31)와 동일한 투과 특성을 가지기 때문에, 원하지 않은 제1광신호(λ1) 성분이 파장 분리부(4)를 투과하여 제2렌즈(22)로 입사되고, 제2광신호(λ2)가 100% 투과되지 못하고 일정량의 제2광신호(λ2)가 반사되어 제3렌즈(23)로 입사된다.

제2렌즈(22)는 파장 분리부(4)로부터 출사되는 제2광신호(λ2)와 누출된 제1광신호(λ1)를 집광하여 제1광섬유 격자(61)로 출사하고, 제1광섬유 격자(61)는 첨부한 도6a에 도시된 바와 같은 롱패스 필터의 광투과 특성에 따라 누설된 제1광신호(λ1) 성분을 반사시켜서 제2광신호(λ2)만을 제2광섬유(12)로 전송한다.

반면, 제3렌즈(23)는 입사되는 제1광신호(λ1)와 누출된 제2광신호(λ2)를 집광하여 제2광섬유 격자(62)로 출사하고, 제2광섬유 격자(62)는 첨부한 도6의 a에 도시된 바와 같은 롱패스 필터의 광투과 특성에 따라 누설된 제2광신호(λ2)를 반사시켜서 제1광신호(λ1)만을 제3광섬유(13)로 전송한다.

상기와는 반대로, 제2광섬유(12,) 및 제3광섬유(13)를 통하여 각각 전송되는 파장이 다른 제2광신호(λ2)와 제1광신호(λ1)를 합파하는 경우에는, 상기한 분리 경로와 역행하는 경로를 통하여 두 개의 광신호가 합파된다.

즉, 제2광섬유(12)를 통하여 전송된 제2광신호(λ2)는 제1광섬유 격자(61)와, 제2렌즈(22)와 파장 분리 필터부(4)를 통하여 제1렌즈(21)로 입사되고, 제3광섬유(13)를 통하여 전송된 제1광신호(λ1)는 제2광섬유 격자(62)와 제3렌즈(23)를 통과한 다음, 파장 분리 필터부(4)에 의하여 반사되어 제1렌즈(21)로 입사된다.

이 경우에도, 파장 분리부(4)와 제1 및 제2광섬유 격자(61,62)의 투과 및 반사 특성은 광신호를 분리하는 경우와 동일하다.

다음에는 이 발명의 제3실시예에 따른 광신호 분리 및 합파 장치에 대하여 설명한다.

도8은 이 발명의 제3실시예에 따른 광신호 분리 및 합파 장치의 개념도이고, 도9a는 이 발명의 제3실시예에 따른 신호 파장 특성을 나타낸 그래프이고, 도9b는 이 발명의 제3실시예에 따른 파장 분리 필터의 투과 특성을 나타낸 그래프이고, 도10a∼도10c는 이 발명의 제3실시예에 따른 광섬유 격자의 투과 특성을 나타낸 그래프이다.

이 발명의 제3실시예에 따른 광신호 분리 및 합파 장치는 원통형으로서, 서로 다른 파장을 가지고, 파장간의 간격이 0.8nm이하로서 조밀한 두 개 이상의 광신호를 분리, 합파하여 전송하는 장치이다.

첨부한 도8에 도시되어 있듯이, 이 발명의 제3실시예에 따른 광신호 분리 및 합파 장치의 구조는 제1실시예와 동일하게 이루어진다.

제1실시예와는 달리, 제2렌즈(22)에 제1설정 파장의 광신호에 인접한 광신호만을 차례로 반사시키는 제1광섬유 격자(61)와 제2광섬유 격자(61,62)가 연결되어 있고, 제1렌즈(21)와 제3광섬유(13) 사이에 제1설정 파장의 광신호만을 반사시키는 제3광섬유 격자(63)가 삽입 연결되어 있고, 제1광섬유(11)와 연결되는 제1렌즈(21)의 제1면에는 무반사 필름(211)이 코팅되어 있다.

이 발명의 제3실시예에서는, 각각 파장이 다르고 파장간의 간격이 0.8nm 이하인 다수의 광신호(λ1,λ2, …λ8, λ1＜λ2＜…＜λ8)가 제1광섬유(11)로 전송되고, 다수의 광신호(λ1,λ2, …λ8,) 중 λ3의 광신호 즉, 제3광신호(λ3)만을 제2광섬유(12)를 통하여 전송하고, 그외의 광신호(λ1,λ2, λ4…λ8,)는 제3광섬유(13)를 통하여 전송하나, 반드시 이에 한정되지 않고 다른 파장의 신호를 분리하여 전송할 수도 있다.

이를 위하여, 제1 및 제2광섬유 격자(61, 62)는 제3광신호(λ3)에 인접한 광신호만을 반사시키고, 제3광섬유 격자(63)는 제3광신호(λ3)만을 반사시키는 기능을 수행하도록 구성된다.

이러한 구조에 의한 광신호 분리 및 합파 장치의 동작은 다음과 같다.

상기한 제1실시예와 동일하게, 두 개 이상의 다수 광신호(λ1,λ2, …λ8)가 제1광섬유(11)와 제1렌즈(21)를 통하여 파장 분리 필터(31)로 입사되면, 파장 분리 필터(31)는 입사되는 다수의 광신호(λ1, λ2, …λ8) 중 특정 파장의 광신호만을 분리한다.

보다 상세하게 말하자면, 파장 분리 필터(31)는 입사된 다수의 광신호 중, 제3광신호(λ3)를 투과시켜 제1광섬유 격자(61)로 전송하고, 그외의 광신호(λ1, λ2, λ4,… λ8)는 반사시켜 제3광섬유 격자(63)로 전송한다.

그러나, 첨부한 도9b에 도시되어 있듯이, 파장 분리 필터(31)가 100%의 투과율을 가지지 못하기 때문에, 일정 비율, 예를 들면 α1%의 제3광신호(λ3)만이 파장 분리 필터(31)를 투과하여 제1광섬유 격자(61)로 전송되고, 나머지 (100-α1)%의 제3광신호(λ3)는 반사된다. 또한 첨부한 도9a에 도시되어 있듯이, 광신호간의 파장 간격이 0.8nm 이하로 매우 조밀하기 때문에, 제3광신호(λ3)에 인접한 원하지 않은 일정 비율, 예를 들면 β1%의 제2광신호(λ2) β2%의 제4광신호(λ4)와 β3%의 제5광신호(λ5)가 파장 분리 필터(31)를 투과하여 제1광섬유 격자(61)로 전송된다.

제1광섬유 격자(61)는 첨부한 도10b에 도시된 바와 같은 반사 특성을 가지기 때문에, 전송되는 광신호 중, 제1광신호(λ)와 제2광신호(λ)만을 반사시킨다. 따라서, 파장 분리 필터(31)를 투과한 제2광신호(λ2)가 제1광섬유 격자(61)에 의하여 반사됨으로써, 제2광신호(λ2)는 파장 분리 필터(31)와 제1광섬유 격자(61)에 의하여 반사 및 투과되고, 잡음인 제4광신호(λ4)와 제5광신호(λ5)와 요구되는 제3광신호(λ3)만이 제2광섬유 격자(62)로 전송된다.

제2광섬유 격자(62)는 첨부한 도10c에 도시된 바와 같은 반사 특성을 가지기 때문에, 전송되는 광신호 중, 제3광신호(λ3)와 제4광신호(λ4)만을 반사시킨다. 따라서, 제4광신호(λ4)와 제5광신호(λ5)는 제1광섬유 격자(61)와 제2광섬유 격자 (62)에 의하여 반사 및 투과되고, 제3광신호(λ3)만이 제2광섬유(12)로 전송된다.

반면, 파장 분리 필터(31)의 투과 특성에 따라 반사된 (100-α1)%의 제3광신호(λ3) 성분과 제3광신호(λ3)를 제외한 다수의 광신호(λ1, λ2, λ4…λ8)는 제1렌즈(21)를 통하여 제3광섬유 격자(63)로 입사된다.

제3광섬유 격자(63)는 첨부한 도10a에 도시된 바와 같은 반사 특성을 가지기 때문에, 입사되는 광신호중, 제3광신호(λ3)만을 반사시킨다. 따라서, 제3광신호(λ3)는 반사 분리 필터(31)와 제3광섬유 격자(63)에 의하여 반사 및 투과되고, 제3광신호(λ3)를 제외한 다수의 광신호(λ1, λ2, λ4,… λ8)만이 제3광섬유(13)를 통하여 해당 기지국으로 전송된다.

상기와는 반대로, 제2광섬유(12)와 제3광섬유(13)를 통하여 각각 전송되는 제3광신호(λ3)와 그외의 광신호(λ1, λ2, λ4,… λ8)를 합파하는 경우에는, 상기한 분리 경로와는 역행하는 경로로 처리되어 합파된다.

다음에는 이 발명의 제4실시예에 따른 광신호 분리 및 합파 장치에 대하여 설명한다.

도11은 이 발명의 제4실시예에 따른 광신호 분리 및 합파 장치의 개념도이고, 도12a∼도12c는 발명의 제4실시예에 따른 광섬유 격자의 투과 특성을 나타낸 그래프이다.

이 발명의 제4실시예에 따른 광신호 분리 및 합파 장치는 박스형으로서, 서로 파장이 다르고 파장간의 간격이 0.8nm 이하인, 두 개 이상의 광신호를 분리, 합파하여 전송하는 장치이다.

이 발명의 제4실시예에서는 상기한 제1 및 제2실시예와 같이, 필터를 통하여 분리된 광신호의 출력측에 하나의 광섬유 격자를 장착하여 사용하는 것이 아니라, 특정 파장을 가지는 광신호에 인접한 광신호를 각각 제거하기 위한 하나 이상의 광섬유 격자를 사용한다.

첨부한 도11에 도시되어 있듯이, 서로 다른 파장을 가지는 두 개 이상의 다수의 광신호(λ1, λ2, …λ8, λ1＜λ2＜…＜λ8)가 전송되는 제1광섬유(11)에 제1렌즈(21)가 연결되어 있고, 제1렌즈(21)로부터 일정 거리 이격되어 파장 분리부 (5)가 배열되어 있다.

파장 분리부(5)는 입사되는 다수의 광신호(λ1,λ2, …λ8) 중 제1광신호(λ 1)를 투과시키는 제1필터(51)와, 제1필터(51)에 의하여 반사된 다수의 광신호(λ2,λ3, …λ8) 중 제2광신호(λ2)를 투과시키는 제2필터(52)와, 제2필터(52)에 의하여 반사된 다수의 광신호(λ3,λ4, …λ8) 중 제3광신호(λ3)를 투과시키는 제3필터(53)와, 제3필터(53)에 의하여 반사된 다수의 광신호(λ4,λ5, …λ8) 중 제4광신호(λ4)를 투과시키는 제4필터(54)와, 제4필터(54)에 의하여 반사된 다수의 광신호(λ5,λ6,λ7,λ8) 중 제5광신호(λ5)를 투과시키는 제5필터(55)와, 제5필터(55)에 의하여 반사된 다수의 광신호(λ6,λ7,λ8) 중 제6광신호(λ6)를 투과시키는 제6필터(56)와, 제6필터(56)에 의하여 반사된 다수의 광신호(λ7,λ8)중 제7광신호 (λ7)를 투과시키는 제7필터(57)와, 제7필터(57)에 의하여 반사된 제8광신호(λ8)를 투과시키는 제8필터(58)를 포함한다.

제1필터(51)로부터 일정 거리 이격되어 제2렌즈(21)가 배치되어 있고, 제2렌즈(21)에 제1광신호(λ1)에 인접하는 제2광신호(λ2)와 제3광신호(λ3)만 반사시키는 제1광섬유 격자(601)가 연결되어 있고, 제1광섬유 격자(601)에 제2광섬유(12)가 연결되어 있다.

제2필터(52)로부터 일정 거리 이격되어 제3렌즈(23)가 배치되어 있고, 제3렌즈(23)에 제2광신호(λ2)에 인접한 제1광신호(λ1)만을 반사시키는 제2광섬유 격자 (602)와, 제3광신호(λ3)와 제4광신호(λ4)만을 반사시키는 제3광섬유 격자(603)가 차례로 연결되어 있고, 제3광섬유 격자(603)에 제3광섬유(13)가 연결되어 있다.

제3필터(53)로부터 일정 거리 이격되어 제4렌즈(24)가 배치되어 있고, 제4렌즈(24)에 제3광신호(λ3)와 인접한 제2광신호(λ2)만을 반사시키는 제4광섬유 격자 (604)와, 제4광신호(λ4)와 제5광신호(λ5)만을 반사시키는 제5광섬유 격자(605)가 차례로 연결되어 있고, 제5광섬유 격자(605)에 제4광섬유(14)가 연결되어 있다.

제4필터(54)로부터 일정 거리 이격되어 제5렌즈(25)가 배치되어 있고, 제5렌즈(25)에 제4광신호(λ4)에 인접한 제3광신호(λ3)만을 반사시키는 제6광섬유 격자(606)와, 제5광신호(λ5)와 제6광신호(λ6)만을 반사시키는 제7광섬유 격자 (607)가 차례로 연결되어 있다. 제7광섬유 격자(607)에 제5광섬유(15)가 연결되어 있다.

제5필터(55)로부터 일정 거리 이격되어 제6렌즈(26)가 배치되어 있고, 제5광신호(λ5)에 인접한 제4광신호(λ4)만을 반사시키는 제8광섬유 격자(608)와, 제6광신호(λ6)와 제7광신호(λ7)만을 반사시키는 제9광섬유 격자(609)가 차례로 연결되어 있고, 제9광섬유 격자(609)에 제6광섬유(16)가 연결되어 있다.

제6필터(56)로부터 일정 거리 이격되어 제7렌즈(27)가 배치되어 있고, 제6광신호(λ6)에 인접한 제5광신호(λ5)만을 반사시키는 제10광섬유 격자(610)와, 제7광신호(λ7)와 제8광신호(λ8)만을 반사시키는 제11광섬유 격자(611)가 차례로 연결되어 있고, 제11광섬유 격자(611)에 제7광섬유(17)가 연결되어 있다. 제7필터 (57)로부터 일정 거리 이격되어 제8렌즈(28)가 배치되어 있고, 제7광신호(λ7)에 인접한 제6광신호(λ6)만을 반사시키는 제12광섬유 격자(612)와, 제8광신호(λ8)와 제9광신호(λ9)만을 반사시키는 제13광섬유 격자(613)가 차례로 연결되어 있고, 제13광섬유 격자(613)에 제8광섬유(18)가 연결되어 있다.

제8필터(58)로부터 일정 거리 이격되어의 제9렌즈(29)가 배치되어 있고, 제7광신호(λ7)를 반사시키는 제14광섬유 격자(614)가 차례로 연결되어 있고, 제14광섬유 격자(614)에 제9광섬유(19)가 연결되어 있다.

이 발명의 제4실시예에 따른 제1렌즈(21) 내지 제9렌즈(29)는 상기한 제1실시예와 동일한 기능을 수행하는 렌즈로 구성되고, 제1광섬유(11)와 연결되는 제1렌즈(21)의 제1면에는 다수의 광신호(λ1∼λ8)가 입사되는 방향으로 반사되는 것을 최소화하는 무반사 필름(211)이 코팅되어 있고, 파장 분리부(5)와 마주보는 제2렌즈(22) 내지 제9렌즈(29)의 각각의 제1면에는 해당 파장의 광신호만이 입사되는 방향으로 반사되는 것을 최소화하기 위한 싱글 무반사 필름(221, 231, 241, 251, 261 ,271, 281)이 각각 코팅되어 있다.

이러한 구조를 가지는 광신호 분리 및 합파 장치의 작용에 대하여 설명한다.

서로 다른 파장을 가지고, 파장간의 간격이 0.8 nm 이하인 두 개 이상의 다수 광신호(λ1, λ2, …λ8)가 제1광섬유(11)와 제1렌즈(21)를 통하여 평행광으로 변환되어 파장 분리부(5)로 입사된다.

파장 분리부(5)로 입사된 다수의 광신호(λ1, λ2, …λ8)는 해당 필터에 의하여 각각 분리된다.

보다 상세하게 말하자면, 파장 분리부(5)의 제1필터(51)는 입사되는 다수의 광신호중, 제1광신호(λ1)만을 투과시키고, 그외의 광신호(λ2, λ3, …λ8)는 반사시킨다.

그러나, 제1필터(51)는 종래의 다수의 광신호를 처리하는 장치에 사용된 필터와 같이, 100%의 투과율을 가지지 못하기 때문에, 첨부한 도4b에 도시되어 있듯이, 일정 비율, 예를 들면 a1%의 제1광신호(λ1)만을 투과시키고, 나머지(100-a1) %의 제1광신호(λ1)는 반사시킨다. 또한, 광신호간의 파장 간격이 0.8nm 이하로서 매우 조밀하기 때문에, 제1광신호(λ1)와 함께 원하지 않은 일정 비율, 예를 들면 b1%의 제2광신호(λ2)와 b2%의 제3광신호(λ3)가 제1필터(51)를 투과하여 제1광섬유 격자(61)로 전송된다.

첨부한 도12a에 도시된 바와 같은 반사 특성을 가지는 제1광섬유 격자(601)는, 전송되는 광신호중, 상기한 제2광신호(λ2)와 제3광신호(λ3)를 반사시킴으로써, 제1광신호(λ1)만이 제2광섬유(12)로 전송된다.

상기에서, 제1필터(51)에 의하여 반사된 다수의 광신호(λ2, λ3, …λ8) 및 (100-a1)%의 제1광신호(λ1)는 제2필터(52)로 전송되고, 제2필터(52)는 입사되는 광신호중, 제2광신호(λ2)는 투과시키고, 그외의 광신호(λ3,λ4, …λ8)는 다시 반사시킨다.

그러나 제2필터(52) 또한 100%의 투과율을 가지지 못하고, 광신호간의 파장 간격이 조밀하기 때문에, 첨부한 도4c에 도시되어 있듯이, 일정비율, 예를 들면 a2%의 제2광신호(λ2)만이 투과되고, 나머지 (100-a2)%의 제2광신호(λ2)는 반사된다. 또한 원하지 않은 일정 비율, 예를 들면 b3%의 제1광신호(λ1)와 b4%의 제3광신호(λ3)와 b5%의 제4광신호(λ4) 투과되어 제2광섬유 격자(602)로 전송된다.

첨부한 도12b에 도시된 바와 같은 반사 특성을 가지는 제2광섬유 격자(602)는 입사되는 광신호중, 원하지 않은 제1광신호(λ1)를 반사시킴으로써, 제2광신호(λ2)와 함께 제3광신호(λ3)와 제4광신호(λ4)는 제3광섬유 격자(603)로 전송된다.

그러나, 제2광섬유 격자(602)를 통하여 투과된 제3광신호(λ3)와 제4광신호(λ4)는, 첨부한 도12c에 도시된 바와 같은 특성을 가지는 제3광섬유 격자(603)에 의하여 반사됨으로써, 제2광신호(λ2)만이 제3광섬유(13)로 전송된다.

제1필터(51)와 제2필터(52)와 같이, 나머지 다른 필터(53∼59) 또한 100%의 투과율을 가지지 못하고, 또한 인접한 광신호간의 파장 간격이 매우 조밀하기 때문에, 해당 파장을 가지는 신호만 투과되는 것이 아니라, 인접한 신호들이 어느 정도 투과되게 된다.

이를 해결하기 위하여, 상기와 같이, 각 필터(53∼59)의 출력측에 순차적으로 장착된 두 개의 광섬유 격자(604∼614)에 의하여 인접한 광신호들이 제거되도록 함으로써, 해당 파장을 가지는 광신호만이 해당 광섬유를 통하여 각각 전송된다.

이와 같이, 필터의 광투과 특성에 따라 누출된 원하지 않은 파장의 신호가 광섬유 격자에 의하여 다시한번 필터링됨으로써, 신호의 아이솔레이션이 향상된다.

상기와는 반대로, 해당 광섬유(12∼19)를 통하여 각각 전송되는 다수의 광신호(λ1, λ2, λ3,… λ8)를 합파하는 경우에는, 상기한 분리 경로와는 역행하는 경로로 처리되어 합파되어, 제1광섬유(11)를 통하여 전송된다.

상기한 제4실시예에 따른 광신호 분리 및 합파 장치는, 8개의 광신호를 처리하는 것에 한정되지 않고, 두개 이상의 광신호를 처리하는데 이용 가능하다.

파장간의 간격이 조밀한 다수의 광신호를 분리 또는 합파하는 경우에, 파장 분리 필터에 의해서도 제거되지 못한, 원하지 않은 파장의 광신호가 광섬유 격자에 의하여 다시 제거됨으로써, 광통신에 있어서의 아이솔레이션을 증대시킬 수 있다.

그에 따라 원하지 않은 파장의 신호에 의한 잡음으로 인하여 발생되는 에러 발생율을 감소시켜, 광신호의 전송 효율을 극대화시키고 동작 성능을 향상시킬 수 있다.

또한, 두 개의 필터를 사용하지 않고도 아이솔레이션을 향상시킬 수 있으며, 그에 따라 필터의 삽입 손실에 의한 신호 손실을 감소시킬 수 있다.

또한, 제작이 용이한 광섬유 격자를 사용함에 따라, 제조 원가를 절감시킬 수 있다.

Claims

광신호를 전송하는 제1 광섬유; 광신호를 전송하는 적어도 2개 이상의 제2 광섬유; 상기 제1 광섬유를 통하여 인가되며 서로 다른 파장을 가지는 다수의 광신호를 선택적으로 반사 또는 투과하여 분리시켜 상기 제2 광섬유로 출력하고, 상기 제2 광섬유를 통하여 각각 입력되는 서로 다른 파장을 가지는 다수의 광신호를 합파하여 상기 제2 광섬유로 출력하는 파장 분리 및 합파 수단; 및 상기 제2 광섬유에 각각 연결되어 있으며, 상기 파장 분리 및 합파 수단으로부터 입력되는 광신호 중에서 설정 파장 이외의 파장을 가지는 광신호는 반사시켜 설정 파장의 광신호만을 연결된 제2 광섬유로 출력하고, 상기 연결된 제2 광섬유로부터 입력되는 광신호는 상기 파장 분리 및 합파 수단으로 출력하는 다수의 광섬유격자를 포함하는 광신호 분리 및 합파 장치.
제1항에 있어서, 상기 제1 광섬유에 연결되어 있으며, 상기 제1 광섬유를 통하여 전송되는 광신호는 평행광으로 변환시켜 상기 파장 분리 및 합파 수단으로 출력하고, 상기 파장 분리 및 합파 수단으로부터 전송되는 광신호는 집광하여 상기 제1 광섬유로 출력하는 제1 렌즈: 및

상기 제2 광섬유에 각각 연결되어 있는 광섬유 격자에 각각 연결되어 있으며, 연결된 제2 광섬유 및 광섬유 격자를 통하여 전송되는 광신호는 평행광으로 변환시켜 상기 파장 분리 및 합파 수단으로 출력하고, 상기 파장 분리 및 합파 수단으로부터 전송되는 광신호는 집광하여 연결된 광섬유 격자로 출력하는 적어도 2개이상의 제2 렌즈를 더 포함하는 광신호 분리 및 합파 장치.
제2항에 있어서, 상기 광섬유를 통하여 광신호가 입사되는 다수 렌즈의 각각의 입사면에 무반사 필름이 각각 코팅되어 있는 광신호 분리 및 합파 장치.
제1항에 있어서, 상기 다수의 광신호간의 파장 간격이 0.8nm 이하인 광신호 분리 및 합파 장치.
적어도 하나 이상의 광신호를 각각 전송하는 제1, 제2 및 제3 광섬유와;

상기 제1광섬유로부터 전송되는 광신호를 평행광으로 변환시켜 출사하는 제1렌즈와; 상기 제1렌즈로부터 출사된 광신호중, 제1설정 파장의 광신호는 투과시키고 제2설정 파장의 광신호는 반사시키는 파장 분리 필터부와; 상기 파장 분리 필터부를 투과한 광신호를 집광하여 출사하는 제2렌즈와; 상기 제2렌즈로부터 출사된 광신호중, 상기 제2설정 파장의 광신호만 반사시켜, 상기 제1설정 파장의 광신호를 상기 제2광섬유로 전송하는 제1광섬유 격자와; 상기 파장 분리 필터부에 의하여 반사된 광신호를 집광하여 출사하는 제3렌즈와; 상기 제3렌즈로부터 출사된 광신호중, 상기 제1설정 파장의 광신호만 반사시켜, 상기 제2설정 파장의 광신호를 상기 제3광섬유로 전송하는 제2광섬유 격자를 포함하여 이루어지는 광신호 분리 및 합파 장치.
제5항에 있어서, 상기 제1광섬유 격자는 상기 제2광섬유로부터 전송되는 상기 제1설정 파장의 광신호를 상기 제2렌즈로 출력하고, 상기 제2렌즈는 상기 제1광섬유 격자로부터의 광신호를 평행광으로 변환시켜 상기 파장 분리 필터부로 출사하고, 상기 제2광섬유 격자는 상기 제3광섬유로부터 전송되는 상기 제2설정 파장의 광신호를 상기 제3렌즈로 출력하고, 상기 제3렌즈는 제2광섬유 격자로부터의 광신호를 평행광으로 변환시켜 상기 파장 분리 필터부로 출사하고, 상기 파장 분리 필터부는 상기 제1렌즈로부터 출사된 상기 제1설정 파장의 광신호는 투과시켜 상기 제1렌즈로 출력하고, 상기 제3렌즈로부터 출사된 제2설정 파장의 광신호는 반사시켜 상기 제1렌즈로 출력하고, 상기 제1렌즈는 상기 파장 분리 필터부로부터의 광신호를 집광하여 상기 제1광섬유로 출사하는 광신호 분리 및 합파 장치.
제5항에 있어서,

상기 제1광섬유로부터 광신호가 입사되는 제1렌즈의 입사면에 무반사 필름이 코팅되어 있고,

상기 파장 분리부로부터 광신호가 입사되는 제2렌즈와 제3렌즈의 제1면에 각각 무반사 필름이 코팅되어 있는 광신호 분리 및 합파 장치.
제7항에 있어서, 상기 제1렌즈에 코팅된 무반사 필름은 듀얼 무반사 필름이고, 상기 제2렌즈 및 제3렌즈에 코팅된 무반사 필름은 싱글 무반사 필름인 광신호 분리 및 합파 장치.
제5항에 있어서, 상기 파장 분리 필터부는 유리 기판과, 상기 제1렌즈로부터 광신호가 입사되는 상기 유리 기판의 제1면에 형성되어 제1설정 파장의 광신호를 투과시키는 필터와, 상기 유리 기판의 제1면과 반대면인 제2면에 코팅된 무반사 필름을 포함하는 광신호 분리 및 합파 장치.
제5항에 있어서,

상기 광신호간의 파장 간격이 0.8nm 이하인 광신호 분리 및 합파 장치.