KR100324799B1 - 다단자 광증폭기 - Google Patents

Abstract

본 발명의 목적은 입력 단자 와 출력 단자를 각각 두개씩 갖는 다단자 광증폭기를 구현하려는 것이다. 종래의 광증폭기에서 반사광을 막는 광 아이솔레이터 (isolator) 대신 광 써큘레이터 (circulator)를 사용하여 다단자 광증폭기를 구현한다.

Description

다단자 광증폭기{MULTI-PORT OPTICAL AMPLIFIER}

본 발명은 다단자 광증폭기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 입력 단자 와 출력 단자를 각각 두개씩 갖는 다단자 광증폭기를 구현하여 광통신 시스템 및 광측정 장비 등에 필요한 광증폭기의 수를 크게 줄이는 광증폭기에 관한 것이다.광증폭기는 광통신 시스템 및 일반적인 광학 시스템 등에 널리 사용되고 있다. 기존의 광증폭기 구조는 레이저 발진을 억제하기 위해 광 아이솔레이터 (isolator)를 사용하여 반사파 등의 광궤환 성분이 광증폭기로 유입되는 것을 차단하고 있으므로 입출력 단자 수가 각각 1 개로 제한된다. 따라서 복잡한 시스템의 경우 매우 많은 수의 광증폭기가 필요하여 비용이 상승하게 된다.

본 발명은 전술한 바와 같이 입력 단자 와 출력 단자를 각각 두개씩 갖는 다단자 광증폭기를 구현하여 광통신 시스템 및 광측정 장비 등에 필요한 광증폭기의 수를 크게 줄이려는 것이 목적이다. 다단자 광증폭기에서는 입력 단자가 다르면 서로간의 큰 누화 (Cross talk) 없이 개별적으로 신호가 증폭된다.

도 1은 본 발명에 따른 다단자 광증폭기 이다.도 2는 본 발명에 따른 ADM (add-drop multiplexer) 광증폭기 이다.

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉

1 : 제1 입력단자 2 : 제2 입력단자

3 : 제1 출력단자 4 : 제2 출력단자

5 : 이득부 6, 7 : 광 써큘레이터

8 : 광 아이솔레이터 8' : 광 필터

이러한 목적을 달성하기 위해 본 발명은 두개의 입력 단자(1)(2)와 두개의 출력 단자(3)(4)를 지니며, 하나 혹은 다수의 양방향 증폭특성을 갖는 이득부(5) 및 두개의 광 써큘레이터(6)(7)로 이루어져 두 가닥의 광섬유를 지나가는 서로 다른 광신호를 동시에 증폭할 수 있는 다단자 광증폭기를 제공한다.이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.본 발명의 개략도를 도 1 에 나타내었다. 입력 신호는 두 가지가 가능하며 각각 제1 입력단자(1) 및 제2 입력단자(2) 중 하나를 통하여 다단자 광증폭기에 인가되어 증폭된 후 제1 출력단자(3) 및 제2 출력단자(4)를 거쳐 각각 출력된다. 제1 입력단자(1)로 인가된 신호와 제2 입력단자(2)로 인가된 신호는 이득부(5) 내를 서로 반대방향으로 전파하며 증폭된다. 이득부(5)는 이를 테면 광 아이솔레이터가 없는 광섬유증폭기 혹은 반도체 증폭기 등의 양방향 증폭특성을 갖는 영역이다.

통상 이득부(5)에서는 입/출력단 반사파 등의 광궤환 성분에 의해 레이저 발진이 발생하여 신호의 증폭 특성이 불안정해지는 문제가 있다. 그래서 기존의 광섬유증폭기에서는 광 아이솔레이터를 입출력 단자 혹은 이득부 내에 추가하여 사용하게 된다. 본 발명의 경우, 광 아이솔레이터 대신 광 써큘레이터(circulator)를 사용하여 광궤환을 억제한다.즉, 도 1에 있어서 출력단에서 발생하는 반사파에 의한 광궤환 성분은 광 써큘레이터(6)(7)에 의해 이득부(5)로 바로 유입되지 않고 다른 입력 단자 방향으로 보내진다. 이 성분이 다시 반사되어 이득부(5)로 다시 유입되는 양은 매우 적으므로 레이저 발진이 효과적으로 억제된다. 이득부(5)의 이득이 높을 경우, 단자 경로 중 하나라도 신호진행방향과 같은 방향을 갖는 광 아이솔레이터(8)가 있으면 역시 레이저 발진이 억제된다.광 아이솔레이터(8)는 절대적으로 필요한 것은 아니며 신호용 광원 내에 포함되는 경우 생략될 수도 있다. 따라서 도 1의 다단자 광증폭기는 두개의 광 입력을 동시에 증폭할 수 있어 광통신 시스템 및 광측정 장비 등에 필요한 광증폭기의 수를 크게 줄일 수 있다.

도 2의 경우 이득부 내에 광섬유 격자구조 (grating) 등 광학필터 구조를 두어 광 ADM (add-drop multiplexing) 광증폭기를 구성한 것을 보여주고 있다. 예를 들어 광학필터가 광섬유 격자구조와 같이 반사형이고 제1 입력단자(1) 및 제1 출력단자(3)를 통하여 광신호가 전송될 때, 전송용 광섬유를 지나가는 여러 개의 신호파장 중 광 필터(8')에서 반사되는 파장들은 제2 출력단자(4)로 추출된다. 역으로 제2 입력단자(2)를 통하여 새로운 신호를 전송용 광섬유로 넣을 수도 있다.이러한 ADM 광증폭기는 광신호가 ADM 소자를 통과한 후 다시 광증폭기를 통해 증폭되는 기존의 구조에 비해 광 아이솔레이터 등 필요한 소자의 수가 줄어들어 경제적이다. 그림에서 이득부 중 왼쪽 것(5)은 추출된 (drop) 신호에 대해 전치증폭기로 작용하며, 오른쪽 것(9)은 첨가된 (add) 신호에 대해 고출력 증폭기로 동작한다. 이득부는 둘 중 하나가 생략될 수 있다.

본 특허에서 제시하는 다단자 광증폭기는 두개의 광섬유로 진행하는 서로 다른 광신호를 동시에 증폭할 수 있어서 광통신 시스템 및 광측정 장비 등에 필요한 광증폭기의 수를 크게 줄일 수 있다. 또한 ADM 기능이 매우 용이하게 추가될 수 있어 소자의 중복을 막고 경제적이다.본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 변형예 또는 수정예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 해야 할 것이다.

Claims (3)

1. 두개의 입력 단자(1)(2)와 두개의 출력 단자(3)(4)를 지니며, 하나 혹은 다수의 양방향 증폭특성을 갖는 이득부(5) 및 두개의 광 써큘레이터(6)(7)로 이루어져서 두 가닥의 광섬유를 지나가는 서로 다른 광신호를 동시에 증폭할 수 있는 것을 특징으로 하는 다단자 광증폭기.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 입출력 단자 중 일부 혹은 전부에 광 아이솔레이터(8)를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 다단자 광증폭기.
3. 제 1 항에 있어서,

   두개의 광 써큘레이터(6)(7) 사이에 이득부(5)와 함께 광 필터(8')를 둔 광 ADM 기능을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 다단자 광증폭기.