KR100405968B1 - ode cunversion based Fiber Gratings coupling system - Google Patents

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KR100405968B1
KR100405968B1 KR10-2001-0027141A KR20010027141A KR100405968B1 KR 100405968 B1 KR100405968 B1 KR 100405968B1 KR 20010027141 A KR20010027141 A KR 20010027141A KR 100405968 B1 KR100405968 B1 KR 100405968B1
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이경식
조준용
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학교법인 성균관대학
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    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/10Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type
    • G02B6/14Mode converters

Abstract

모드 변환 대역폭이 좁은 격자와 모드 변환 대역폭이 넓은 격자를 이용하여 한 광도파로에서 다른 광도파로로 일부의 파장 성분을 광 결합시키는 모드 변환을 이용한 광결합 시스템에 대해 개시한다. 본 발명의 모드 변환을 이용한 광결합 시스템은, 입사된 제1 모드의 광신호중 일부의 파장 성분을 제2 모드로 변화시켜 하기하는 제2 광도파로로 반사시키는 모드 변환 대역폭이 좁은 제1 격자를 형성시킨 제1 광도파로; 및 상기 제1 광도파로에 인접하여 상기 반사된 제2 모드를 제3 모드로 변환시켜 제2 광도파로를 투과시키는 모드 변환 대역이 넓은 제2 격자를 형성시킨 제2 광도파로를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다. 본 발명에 따르면, 본 발명은 기존의 광 결합 시스템에 비해 제작이 용이하고 가격이 저렴할 뿐만 아니라 그 응용 범위도 넓고 다양하여 광통신 산업 및 광 기술을 발전시키는데 기여할 것으로 기대된다.Disclosed is an optical coupling system using a mode conversion in which a portion of wavelength components is optically coupled from one optical waveguide to another using a grating having a narrow mode conversion bandwidth and a grating having a wide mode conversion bandwidth. The optical coupling system using the mode conversion of the present invention forms a first grating having a narrow mode conversion bandwidth for reflecting a wavelength component of a part of the incident optical signal of the first mode into a second mode to reflect the second optical waveguide. A first optical waveguide; And a second optical waveguide forming a second grating having a wide mode conversion band for transmitting the second optical waveguide by converting the reflected second mode into a third mode adjacent to the first optical waveguide. It is done. According to the present invention, the present invention is expected to contribute to the development of the optical communication industry and optical technology by being easy to manufacture and inexpensive compared to the conventional optical coupling system, and its wide application range.

Description

모드 변환을 이용한 광결합 시스템{ode cunversion based Fiber Gratings coupling system}Optical coupling system using mode conversion {ode cunversion based Fiber Gratings coupling system}

본 발명은 모드 변환을 이용한 광결합 시스템에 관한 것으로, 특히 모드 변환 대역폭이 좁은 격자를 포함하는 광도파로와 모드 변환 대역폭이 넓은 격자를 포함하는 광도파로를 서로 근접시킴으로써 한 광도파로에서 다른 광도파로로 일부의 파장 성분을 광 결합시키는 모드 변환을 이용한 광결합 시스템에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical coupling system using mode conversion. In particular, an optical waveguide including a grating having a narrow mode conversion bandwidth and an optical waveguide including a grating having a wide mode conversion bandwidth are brought into close proximity to each other. An optical coupling system using mode conversion for optically coupling some wavelength components.

격자는 광도파로내의 굴절률이 주기적으로 변하는 형태를 가진 광소자로서, 격자 주기에 따라, 주기가 수 ㎛이내인 단주기 격자와 주기가 수백 ㎛이상인 장주기 격자로 나누어진다. 단주기 격자의 경우, 도파되는 다파장의 광신호 중 특정 파장을 중심으로 좁은 대역을 모드 변환하여 진행 방향의 반대로 반사시키고 장주기 격자의 경우, 특정 파장을 중심으로 넓은 대역을 모드 변환하여 진행 방향과 동일한 방향으로 도파시킨다.A grating is an optical device having a form in which the refractive index of the optical waveguide changes periodically. The grating is divided into a short period grating having a period of several μm and a long period grating having a period of several hundred μm or more according to the grating period. In the case of the short-period grating, the narrow band is converted to the opposite direction of the propagation direction by modulating the narrow band among the optical signals of the waveguide. Guide in the same direction.

본 발명은 이렇게 서로 다른 특성을 지닌 두 종류의 격자를 이용해 진행하는 광신호중 일부의 파장 성분을 한 광도파로에서 다른 광도파로로 광 결합시키는 시스템을 제시한다.The present invention proposes a system for optically combining a wavelength component of a part of an optical signal proceeding using two kinds of gratings having different characteristics from one optical waveguide to another.

진행하는 광신호중 일부의 파장 성분을 한 광도파로에서 다른 광도파로로 광 결합시키는 종래의 방법으로는 서로 다른 특성을 지닌 광도파로를 이용한 방향성 광 결합기가 있다. 일반적인 방향성 광 결합기의 경우, 두 개의 같은 특성을 지닌 광도파로를 이용해 방향성 광 결합기를 구성하지만 이 경우, 넓은 대역에 걸쳐 광결합이 일어나기 때문에 입사되는 광신호중 일부 특정 파장성분 뿐만 아니라 그 외의 여러 파장성분도 결합이 일어나게 된다. 반면에 특정 파장에서만 전파상수가 같아지는 두 개의 서로 다른 광도파로를 이용해 방향성 광 결합기를 구성하면 특정 파장 성분의 좁은 대역에서만 광 결합이 일어나게 된다. 그러나 이 방법의 경우, 방향성 광 결합기의 설계와 제작이 어려울 뿐만 아니라 설계 조건을 만족하는 두 개의 서로 다른 광도파로를 별도로 제작해야 한다는 문제점이 있다.Conventional methods for optically coupling a portion of wavelength components of a traveling optical signal from one optical waveguide to another optical waveguide include a directional optical coupler using optical waveguides having different characteristics. In general, a directional optical coupler is composed of a directional optical coupler using two optical waveguides having the same characteristics, but in this case, not only certain specific wavelength components but also several other wavelength components of the incident optical signal are generated because optical coupling occurs over a wide band. Coupling will occur. On the other hand, when the directional optical coupler is composed of two different optical waveguides having the same propagation constant only at a specific wavelength, optical coupling occurs only in a narrow band of specific wavelength components. However, this method is not only difficult to design and fabricate the directional optical coupler, but also requires the manufacture of two different optical waveguides that satisfy the design conditions.

진행하는 광신호중 일부의 파장 성분을 한 광도파로에서 다른 광도파로로 결합시키는 또 다른 방법으로는 방향성 광 결합기의 결합 영역에 단주기 격자를 삽입시키는 방법이 있다. 이 방법에 있어서는 단주기 격자를 사용하기 때문에 일부의 특정 파장 성분을 다른 광도파로로 광 결합시키기는 용이하지만, 방향성 광 결합기의 결합 영역에 격자를 삽입시키기가 용이하지 않고 격자의 삽입 위치에 따라 광 결합의 결합 효율이 심하게 영향을 받는다는 단점이 있다.Another method of combining the wavelength components of some of the traveling optical signals from one optical waveguide to another is to insert a short period grating into the coupling region of the directional optical coupler. In this method, since a single period grating is used, it is easy to optically couple some specific wavelength components to another optical waveguide, but it is not easy to insert the grating into the coupling region of the directional optical coupler, and the light depends on the insertion position of the grating. The disadvantage is that the binding efficiency of the bond is severely affected.

진행하는 광신호중 일부의 파장 성분을 한 광도파로에서 다른 광도파로로 광 결합시키거나 또는 추출해 내는 또 다른 방법으로는 광 회전자와 단주기 격자를 이용하는 방법과 간섭계를 이용하는 방법이 있는데, 전자의 경우, 사용되는 회전자가 고가이기 때문에 시스템의 제작 가격이 상승한다는 단점이 있고 후자의 경우, 외부의 환경에 시스템의 동작이 민감하게 반응한다는 단점을 가지고 있다.Another method of optically combining or extracting a wavelength component of a part of an optical signal from one optical waveguide to another is to use an optical rotor and a short period grating and an interferometer. However, since the rotor used is expensive, the manufacturing cost of the system increases, and in the latter case, the operation of the system is sensitive to the external environment.

따라서, 본 발명의 목적은 상기한 기존의 문제점들을 해결하고 소자의 응용범위를 넓히기 위한 것으로서, 용이한 제작과 부가 장치가 필요 없을 뿐만 아니라 제작비용을 절감시킬 수 있는 모드 변환을 이용한 광결합 시스템을 제공하는데 있다.Accordingly, an object of the present invention is to solve the above-mentioned problems and widen the application range of the device, and does not require easy fabrication and additional equipment, and also provides an optical coupling system using mode conversion that can reduce manufacturing cost. To provide.

도 1은 모드 변환 대역폭이 좁은 제1 격자와 모드 변환 대역폭이 넓은 제2 격자를 이용해 특정파장의 신호를 광 결합시키는 방법을 보여주는 도면,1 is a view showing a method of optically combining a signal having a specific wavelength by using a first grating having a narrow mode conversion bandwidth and a second grating having a wide mode conversion bandwidth;

도 2a 내지 2d는 도 1에 사용된 제1 격자의 격자 기울기와 격자 주기에 따른 서로 다른 구조의 제1 격자를 나타낸 도면,2A to 2D are diagrams illustrating first gratings having different structures according to grating slopes and grating periods of the first grating used in FIG. 1;

도 2e는 도 1의 제1 격자의 투과 스펙트럼을 나타낸 도면,FIG. 2E illustrates a transmission spectrum of the first grating of FIG. 1;

도 3a 및 3b는 도 1에 사용된 제2 격자의 격자 기울기에 따른 서로 다른 구조의 제2 격자를 나타낸 도면,3a and 3b are views showing a second grating having a different structure according to the grating slope of the second grating used in FIG.

도 3c는 도 1의 제2 격자의 투과 스펙트럼을 나타낸 도면,3C is a diagram illustrating a transmission spectrum of a second grating of FIG. 1;

도 4a는 도 1의 제1 격자에 격자주기를 변화시키는 파장 가변기를 설치하여 도 1의 구조에 파장가변 기능을 추가시킨 구조를 나타낸 도면,4A is a view illustrating a structure in which a wavelength tunable function is added to the structure of FIG. 1 by installing a wavelength variator for changing a lattice period in the first grating of FIG.

도 4b는 도 4a의 파장 가변되는 제1 격자의 투과 스펙트럼과 제2 격자의 투과 스펙트럼을 나타낸 도면,4B is a diagram illustrating a transmission spectrum of a wavelength grating and a second grating of FIG. 4A.

도 5는 격자의 주기가 비주기적인 제1 격자를 이용한 분산 보상용 광결합기의 응용예를 나타낸 도면,5 is a view showing an application example of an optical coupler for dispersion compensation using a first grating whose period of the grating is aperiodic;

도 6은 서로 파장이 다른 한 개이상의 제1 격자들을 이용한 다파장 광결합기의 응용예를 나타낸 도면,6 is a view showing an application example of a multi-wavelength optical coupler using one or more first gratings having different wavelengths from each other;

도 7은 본 발명의 광결합기를 이용한 추가/추출 파장 다중화 시스템의 응용예를 나타낸 도면, 및7 is a view showing an application example of the addition / extraction wavelength multiplexing system using the optical coupler of the present invention, and

도 8은 본 발명의 광결합기를 이용한 광 경로 지정 광결합 시스템을 나타낸 도면이다.8 is a view showing an optical path specifying optical coupling system using an optical coupler of the present invention.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings

2, 2a, 2b,...2N : 모드 변환 대역폭이 좁은 제1 격자2, 2a, 2b, ... 2N: first grid with narrow mode conversion bandwidth

4, 4a, 4b : 모드 변환 대역폭이 넓은 제2 격자4, 4a, 4b: second grid with wide mode conversion bandwidth

6, 6a, 6b : 광 결합 시스템6, 6a, 6b: optical coupling system

10 : 제1 광도파로 12 : 제2 광도파로10: first optical waveguide 12: second optical waveguide

14 : 제3 광도파로 20 : 제1 모드 입사광14: third optical waveguide 20: first mode incident light

22 : 제2 모드 반사광 30 : 유효 굴절률 매칭층22: second mode reflected light 30: effective refractive index matching layer

40 : 제3 모드 반사광 50 : 파장 가변기40: third mode reflected light 50: wavelength variable

60 : 출사광60: exit light

100, 102, 104, 106 : 입력신호100, 102, 104, 106: input signal

200, 202, 206, 304, 306, 406 : 출력신호200, 202, 206, 304, 306, 406: output signal

204 : 추출신호204: extraction signal

404 : 추가신호404: additional signal

상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 모드 변환을 이용한 광결합 시스템은, 입사된 제1 모드의 광신호중 일부의 파장 성분을 제2 모드로 변화시켜 하기하는 제2 광도파로로 반사시키는 모드 변환 대역폭이 좁은 제1 격자를 형성시킨 제1 광도파로; 및 상기 제1 광도파로에 인접하여 상기 반사된 제2 모드를 제3 모드로 변환시켜 제2 광도파로를 투과시키는 모드 변환 대역이 넓은 제2 격자를 형성시킨 제2 광도파로를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.The optical coupling system using the mode conversion for achieving the above object of the present invention, the mode conversion bandwidth for reflecting the wavelength component of a part of the optical signal of the incident first mode to the second optical waveguide to be changed to the second mode A first optical waveguide forming this narrow first grating; And a second optical waveguide forming a second grating having a wide mode conversion band for transmitting the second optical waveguide by converting the reflected second mode into a third mode adjacent to the first optical waveguide. It is done.

이 때, 상기 제2 격자에 의해 변환된 제3 모드는 제1 모드와 동일할 수 있으며, 상기 격자에 있어서, 상기 제1 격자의 격자 주기는 제2 격자의 격자 주기보다 짧게 형성되는 것이 바람직하며, 상기 격자들의 격자 주기가 주기적으로 형성될 수도 있고, 비주기적으로 형성될 수도 있다. 그리고, 상기 격자들은 광도파 진행방향축에 대해 임의의 각을 갖고 형성될 수도 있다.In this case, the third mode converted by the second grating may be the same as the first mode, and in the grating, the grating period of the first grating is preferably shorter than the grating period of the second grating. The lattice period of the gratings may be formed periodically or may be formed aperiodically. The gratings may be formed at any angle with respect to the optical waveguide propagation direction axis.

또한, 제1 광도파로에 입사된 제1 모드의 광신호들 중 임의의 파장을 갖는 광신호를 선택적으로 제2 광도파로에 광 결합시킬 수 있도록, 상기 제1 광도파로 상의 모드 변환 대역이 좁은 제1 격자의 격자 주기를 변화시켜 제1 모드에서 제2 모드로 모드 변환되는 파장을 가변시키는 파장 가변기를 제1 격자에 부착한다.Further, a narrow mode conversion band on the first optical waveguide may be used to selectively couple an optical signal having an arbitrary wavelength among the optical signals of the first mode incident on the first optical waveguide to the second optical waveguide. The wavelength grating of the first grating is varied to attach the wavelength variator to the first grating to vary the wavelength converted from the first mode to the second mode.

한편, 본 발명의 응용예로서, 상기 광신호의 분산 보상을 위해, 상기 제1 광도파로에 입사된 제1 모드의 광신호가 격자 주기가 비주기적인 제1 격자에 의해 제1 격자의 서로 다른 위치에서 제2 모드로 변환되어 인접한 제2 광도파로로 반사되고, 제2 격자에 의해 다시 제1 모드로 변환되어 제2 광도파로로 투과되는 광결합 시스템을 구성할 수 있다.Meanwhile, as an application example of the present invention, in order to compensate for dispersion of the optical signal, different positions of the first grating are provided by the first grating having the grating period of the first mode optical signal incident on the first optical waveguide. The optical coupling system may be configured to be converted into a second mode, reflected to an adjacent second optical waveguide, and converted into a first mode by the second grating and transmitted to the second optical waveguide.

또한, 상기 광신호에 대해 다파장 광결합을 수행하기 위해, 상기 제1 광도파로에 입사된 다파장의 제1 모드의 광신호가 제1 광도파로 상에 형성된 한 개 이상의 제1 격자들에 의해 제2 모드로 변환되고, 인접한 제2 광도파로 상의 모드 변환 대역폭이 넓은 제2 격자에 의해 제1 모드로 변환되어 제2 광도파로로 투과되는 광결합 시스템을 구성할 수도 있다.Further, in order to perform multi-wavelength optical coupling to the optical signal, the optical signal of the first mode of the multi-wavelength incident on the first optical waveguide is generated by one or more first gratings formed on the first optical waveguide. The optical coupling system may be configured to be converted into two modes and converted into a first mode by a second grating having a wide mode conversion bandwidth on an adjacent second optical waveguide and transmitted to the second optical waveguide.

그리고, 상기 광신호의 추가/추출 파장 다중화 광결합을 수행하기 위해, 제1 광도파로에 입사된 다파장의 제1 모드의 광신호중 일부의 파장성분이 제1 격자에 의해 제2 모드로 변환되어 인접한 제2 광도파로로 반사되고, 이 변환된 제2 모드의 광신호가 제2 광도파로 상의 첫 번째 제2 격자에 의해 제1 모드로 환원되어 제2 광도파로로 추출되어 투과되는 추출단과; 상기 추출된 광신호와 동일한 파장의 광신호가 제2 광도파로 상의 두 번째 제2 격자에 의해 제1 모드에서 제2 모드로 모드 변환하여 제1 광도파로로 투과되는 추가단을 포함하여 이루어진 광결합 시스템을 구성할 수도 있다.In order to perform the addition / extraction wavelength multiplexing optical coupling of the optical signal, a wavelength component of a part of the optical signal of the first wavelength of the multi-wavelength incident on the first optical waveguide is converted into the second mode by the first grating. An extraction stage which is reflected by an adjacent second optical waveguide, and the optical signal of the converted second mode is reduced to the first mode by the first second grating on the second optical waveguide, and is extracted and transmitted to the second optical waveguide; An optical coupling system comprising an additional stage in which an optical signal having the same wavelength as that of the extracted optical signal is transmitted from the first mode to the second mode by a second second grating on the second optical waveguide and then transmitted to the first optical waveguide It can also be configured.

마지막으로, 상기 입사된 다파장의 광신호를 파장에 따라 임의의 광도파로로 광 결합시키거나 광 분배하는 광 경로 지정을 위해, 상기 입사된 제1 모드의 광신호중 일부의 파장 성분을 제2 모드로 변환시키는 제1 격자 또는 한 개 이상의 제1 격자들과, 변환된 제2 모드의 광신호를 제1 모드로 환원시키는 제2 격자로 구성된 광 결합기를 임의의 두 도파로 사이에 설치하여서 이루어진 광결합 시스템을 구성할 수도 있다.Finally, a wavelength component of a portion of the incident first optical signal is converted to a second mode in order to designate an optical path that couples or splits the incident multi-wavelength optical signal to an arbitrary optical waveguide according to the wavelength. An optical coupler comprising a first grating or one or more first gratings for converting to a second grating, and a second grating between any two waveguides for reducing the converted second optical signal to the first mode. You can also configure the system.

본 발명의 구성 및 동작 원리를 간단히 살펴보면 다음과 같다.Looking at the configuration and operation principle of the present invention as follows.

본 실시예에서 광도파로는 광섬유 또는 평면 도파로를 모두 포함하여 지칭한다. 본 발명에서 제시하는 모드 변환을 이용한 광결합 시스템의 구성은 크게 제1 광도파로로 입사되는 제1 모드의 광신호중 일부의 특정 파장 성분()을 제2 모드로 변환하여 제1 광도파로에 인접한 제2 광도파로로 반사시키는 모드 변환 대역폭이 좁은 단주기 격자와, 이 변환된 제2 모드를 제3 모드로 변환시켜 제2 광도파로로 투과시키는 모드 변환 대역폭이 넓은 장주기 격자로 구성된다. 여기서, 제1 광도파로는 광신호가 입사되는 광도파로를 나타내며, 제2 광도파로는 광 결합후 특정 파장 성분()이 출력되는 광도파로를 나타낸다.In this embodiment, the optical waveguide includes both an optical fiber and a planar waveguide. The configuration of the optical coupling system using the mode conversion proposed in the present invention is largely a specific wavelength component of a part of the optical signal of the first mode incident on the first optical waveguide. ) Is a short-period grating having a narrow mode conversion bandwidth for converting the second mode into a second optical waveguide adjacent to the first optical waveguide, and converting the converted second mode into a third mode to transmit the second optical waveguide. It consists of a long-period grid with wide mode conversion bandwidth. Here, the first optical waveguide represents an optical waveguide into which an optical signal is incident, and the second optical waveguide represents a specific wavelength component after optical coupling. ) Represents the optical waveguide output.

그리고 이후부터는 모드 변환 대역폭이 좁은 제1 광도파로 상의 단주기 격자는 제1 격자라 하며, 제2 광도파로 상의 모드 변환 대역폭이 넓은 장주기 격자는 제2 격자라 한다. 또한 제2 격자에 의해 변환된 제3 모드는 제1 모드와 동일할 수도 동일하지 않을 수도 있다. 제1 격자에 의해 모드 변환을 일으키는 특정 파장 성분은 대략 [수식 1]로 나타낼 수 있으며, 제2 격자에 의해 모드 변환되는 파장 성분은 흔히 [수식 2]로 표현할 수 있다.The short period grating on the first optical waveguide having a narrow mode conversion bandwidth is called a first grating, and the long period grating having a wide mode conversion bandwidth on a second optical waveguide is called a second grating. In addition, the third mode converted by the second grating may or may not be the same as the first mode. The specific wavelength component causing the mode conversion by the first grating may be approximately expressed by Equation 1, and the wavelength component that is mode-converted by the second grating may be expressed by Equation 2.

[수식 1][Equation 1]

[수식 2][Formula 2]

여기서,은 모드 변환을 일으키는 특정 파장 성분을 나타내고,는 광도파로의 제1 모드의 유효 굴절률을,은 광도파로의 제2 모드의 유효 굴절률을 나타낸다. 그리고는 각각 제1 격자와 제2 격자의 격자 주기를 나타낸다. 광도파로의 제1 모드는 일반적으로 최저차 모드 또는 코아 모드를 나타내며, 제2 모드는 고차 모드 또는 클래딩 모드를 나타낸다. [수식 1]과 [수식 2]에서 알 수 있는 바와 같이 모드 변환이 일어나는 파장은 격자 주기(,)에 의해서 조정이 가능하며,에 비해 훨씬 큰 값을 갖는다.here, Represents the specific wavelength component that causes the mode conversion, Is the effective refractive index of the first mode of the optical waveguide, Represents the effective refractive index of the second mode of the optical waveguide. And and Denotes the lattice periods of the first and second gratings, respectively. The first mode of the optical waveguide generally represents the lowest order mode or the core mode, and the second mode represents the higher order mode or the cladding mode. As can be seen from Equations 1 and 2, the wavelength at which the mode conversion takes place , Can be adjusted by end It has a much larger value than.

동작원리는 [수식 1]을 만족하는 특정 파장()의 성분이 제1 광도파로로 입사되어 도파하다가의 격자 주기를 갖는 제1 격자에 의해 제1 모드에서 제2 모드로 변환되어 제1 광도파로와 인접한 제2 광도파로로 반사된다. 이 반사된 제2 모드의 특정 파장 성분()은 [수식 2]의 격자 주기()를 갖는 제2 격자에 의해제3 모드로 변환되어 제2 광도파로로 투과하게 된다. 이때, 인접한 제1 광도파로와 제2 광도파로 사이에 위치하는 유효 굴절률 매칭층의 두께는 수 ㎛이내이어야 광 결합시 손실을 줄일 수 있다.The operating principle is that a specific wavelength satisfying [Equation 1] ) Is incident on the first optical waveguide, A first grating having a grating period of is converted from the first mode to the second mode and reflected by the second optical waveguide adjacent to the first optical waveguide. The specific wavelength component of this reflected second mode ( ) Is the lattice period (Equation 2) Is converted into the third mode by the second grating having?) And is transmitted to the second optical waveguide. In this case, the thickness of the effective refractive index matching layer positioned between the adjacent first optical waveguide and the second optical waveguide may be several μm or less to reduce the loss upon optical coupling.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 상세하게 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail the present invention.

여기서, 본 실시예에서 이용되는 동일기능을 수행하는 구성요소에 대해 특별한 혼돈이 없는 한 동일한 참조번호를 부여하여 사용한다.Here, unless otherwise specified, the same reference numerals are used for components that perform the same function used in the present embodiment.

도 1은 모드 변환 대역폭이 좁은 제1 격자와 모드 변환 대역폭이 넓은 제2 격자를 이용해 특정파장의 신호를 광 결합시키는 방법을 보여주는 도면이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 크게 모드 변환 대역폭이 좁은 제1 격자(2)를 포함하는 제1 광도파로(10)와 모드 변환 대역폭이 넓은 제2 격자(4)를 포함하는 제2 광도파로(12), 그리고 유효 굴절률 매칭층(30)으로 구성되어 있다. 동작원리는 제1 모드의 광신호(20)가 제1 광도파로(10)로 입사하여 도파하다가 [수식 1]을 만족하는 특정 파장 성분()만이 제1 격자(2)에 의해 제1 모드에서 제2 모드로 모드 변환하여 제1 광도파로(10)와 인접한 제2 광도파로(12)로 반사되고 이 반사된 제2 모드(22)의 파장 성분()은 제2 격자(4)에 의해 제3 모드(4)로 변환되어 제2 광도파로(12)로 투과된다. 반면, 제1 광도파로(10)로 입사된 제1 모드의 광신호(20)중 [수식 1]을 만족하지 않는 파장 성분(60)은 제1 격자(2)에 의해 모드 변환되지 않고 그대로 제1 광도파로(12)로 도파된다.FIG. 1 is a view illustrating a method of optically combining a signal having a specific wavelength by using a first grating having a narrow mode conversion bandwidth and a second grating having a wide mode conversion bandwidth. As shown in FIG. 1, the first optical waveguide 10 including the first grating 2 having a narrow mode conversion bandwidth and the second optical waveguide including the second grating 4 having a wide mode conversion bandwidth ( 12) and an effective refractive index matching layer 30. The principle of operation is that the optical signal 20 of the first mode enters and guides the first optical waveguide 10, and the specific wavelength component satisfying [Equation 1] ( ) Is mode-shifted by the first grating 2 from the first mode to the second mode, and is reflected to the second optical waveguide 12 adjacent to the first optical waveguide 10 and thus reflects the second mode 22. Wavelength component ( ) Is converted into the third mode 4 by the second grating 4 and transmitted to the second optical waveguide 12. On the other hand, among the optical signals 20 of the first mode incident on the first optical waveguide 10, the wavelength component 60 that does not satisfy Equation 1 is not changed by the first grating 2 without being mode-converted. It is guided by one optical waveguide 12.

도 2a 내지 2d는 도 1에 사용된 제1 격자의 격자 기울기와 격자 주기에 따른 서로 다른 구조의 제1 격자를 나타낸 도면이다. 도 2a와 도 2b는 격자 주기()가 주기적인 제1 격자(2)를 나타낸 예로, 도 2a는 격자 기울기()가 0°일 때를 나타내며, 도 2b는 격자 기울기()가 0°가 아닌 임의의 값을 가지고 있는 경우를 나타낸다. 도 2c와 도 2d는 격자 주기()가 비주기적인 제1 격자(2)를 나타낸 예로, 도 2c는 격자 기울기()가 0°일 때를 나타내며, 도 2d는 격자의 기울기()가 0°가 아닌 임의의 값을 가지고 있는 경우를 나타낸 예이다. 제1 모드, 제2 모드, 제3 모드의 종류에 따라서 선호하는 격자의 기울기는 대략 [수식 3]과 같다. 제1, 제2 및 제3 모드에는 광섬유코어 모드, 광섬유 클래딩 모드, 방사(radiation) 모드, 도파로의 TE 및 TM 모드가 있다[참고문헌 : Kyung S. Lee and T. Erdogan, "Fiber Mode Coupling in Tilted Fiber Gratings," Applied Optics., Vol.39, No. 9, 2000.].2A through 2D are diagrams illustrating first gratings having different structures according to grating slopes and grating periods of the first grating used in FIG. 1. 2A and 2B show a grating period ( Is a periodic grating 2, and FIG. 2A shows the grating slope ( ) Is 0 °, and FIG. 2B shows the grid slope ( ) Represents an arbitrary value other than 0 °. 2C and 2D show grating periods ( ) Shows an aperiodic first grating 2, FIG. 2C shows a grating slope ( ) Is 0 °, and FIG. 2D shows the slope of the grid ( ) Is an example of the case where the value has a random value other than 0 °. According to the type of the first mode, the second mode, and the third mode, the slope of the preferred grid is approximately equal to [Equation 3]. The first, second and third modes include the fiber core mode, the fiber cladding mode, the radiation mode, and the TE and TM modes of the waveguide [Ref. Kyung S. Lee and T. Erdogan, "Fiber Mode Coupling in Tilted Fiber Gratings, "Applied Optics., Vol. 39, No. 9, 2000.].

[수식 3][Equation 3]

도 2e는 도 1의 제1 격자의 투과 스펙트럼을 나타낸 도면이다. 도 2e를 참조하면, 제1 격자(2)가 [수식 1]의 특정 파장 성분()을 중심으로 좁은 모드 변환대역폭을 갖는 것을 알 수 있다.FIG. 2E is a diagram illustrating a transmission spectrum of the first grating of FIG. 1. Referring to FIG. 2E, the first grating 2 has a specific wavelength component of Equation 1 It can be seen that it has a narrow mode conversion bandwidth with

도 3a 및 3b는 도 1에 사용된 제2 격자의 격자 기울기에 따른 서로 다른 구조의 제2 격자를 나타낸 도면이다. 도 3a는 격자의 기울기()가 0°일 때의 제2 격자(4)를 나타낸 예이고, 도 3b는 격자의 기울기()가 0°가 아닌 임의의 값을 가지고 있을 때의 제2 격자(4)를 나타낸 예이다. 격자의 기울기()는 모드 변환 효율에 따라 0°또는 0°가 아닌 임의의 값을 가질 수 있고 제1 모드, 제2 모드, 제3 모드의 종류에 따라서 선호하는 격자의 기울기는 [수식 4]와 같이 된다.3A and 3B are diagrams illustrating second gratings having different structures according to grating slopes of the second grating used in FIG. 1. 3a shows the slope of the grating ( Is an example showing the second grating 4 when 0 °, and FIG. 3B shows the slope of the grating ( Is an example showing the second grating 4 when () has any value other than 0 °. The slope of the grid ( ) May have any value other than 0 ° or 0 ° according to the mode conversion efficiency, and the preferred grating slope according to the type of the first mode, the second mode, and the third mode is as shown in [Equation 4].

[수식 4][Equation 4]

단, 수식 3과 수식 4는 제1 모드와 제2 모드의 방위각 차수가 다를 때에 한해서 성립되며, 반드시 이 각으로 기울이자 않아도 모드 변환이 가능하다.However, Equations 3 and 4 are established only when the azimuth orders of the first mode and the second mode are different, and mode conversion is possible without necessarily tilting the angle.

도 3c는 도 1의 제2 격자의 투과 스펙트럼을 나타낸 도면이다. 도 3c를 참조하면, 제2 격자(4)가 [수식 2]의 특정 파장 성분()을 중심으로 넓은 모드 변환 대역폭을 갖는 것을 알 수 있다.3C is a diagram illustrating a transmission spectrum of the second grating of FIG. 1. Referring to FIG. 3C, the second grating 4 has a specific wavelength component of [Equation 2] We can see that it has a wide mode conversion bandwidth around

도 4a는 도 1의 제1 격자에 격자주기를 변화시키는 파장 가변기를 설치하여 도 1의 구조에 파장가변 기능을 추가시킨 구조를 나타낸 도면이다. 도 4b는 도 4a의 파장 가변되는 제1 격자의 투과 스펙트럼과 제2 격자의 투과 스펙트럼을 나타낸 도면이다. 도 4a 및 도 4b에 도시된 바와 같이, 제1 광도파로(10) 상의 모드 변환 대역이 좁은 제1 격자(2)에 격자의 주기를 변화시킴으로써 제1 모드에서 제2 모드로 모드 변환되는 파장을 가변시킬 수 있는 파장 가변기(50)를 설치하여 도 1의 광결합 시스템에 파장 가변 기능을 추가시킨 구조를 나타낸 도면이다. 제1 광도파로(10)에 입사된 제1 모드의 광신호(20) 중 [수식 1]을 만족하는 특정 파장의 성분만 제1 격자(2)에 의해 제1 모드에서 제2 모드로 모드 변환하여 제1 광도파로(10)에 인접한 제2 광도파로(12)로 반사되는데, 이때, 파장 가변기(50)를 이용해 제1 격자(2)의 격자 주기()를 변화시키면 제1 모드에서 제2 모드로 모드 변환되는 파장()을또는로 가변시킬 수 있다. 파장 가변기에 의해 선택된 제2 모드의 파장(또는또는)은 제2 광도파로(12) 상의 모드 변환 대역폭이 넓은 제2 격자(4)에 의해 제3 모드(40)로 변환되어 제2 광도파로(12)로 투과된다.FIG. 4A is a view illustrating a structure in which a wavelength tunable function is added to the structure of FIG. 1 by installing a wavelength variable that changes a lattice period in the first grating of FIG. 1. FIG. 4B is a diagram illustrating a transmission spectrum of the first grating and a transmission spectrum of the second grating of which the wavelength is variable in FIG. 4A. As shown in FIGS. 4A and 4B, the wavelength of the mode conversion from the first mode to the second mode is changed by changing the period of the grating in the first grating 2 having the narrow mode conversion band on the first optical waveguide 10. FIG. 1 is a diagram illustrating a structure in which a wavelength tunable function is added to the optical coupling system of FIG. 1 by installing a tunable wavelength tunable device 50. Only the components having a specific wavelength satisfying [Equation 1] among the optical signals 20 of the first mode incident on the first optical waveguide 10 are converted into modes by the first grating 2 from the first mode to the second mode. The second optical waveguide 12 adjacent to the first optical waveguide 10 is reflected by the lattice period of the first grating 2 using the wavelength variator 50. ), The wavelength (mode conversion from the first mode to the second mode ( )of or Can be changed to The wavelength of the second mode selected by the wavelength variator ( or or ) Is converted into the third mode 40 by the second grating 4 having the wide mode conversion bandwidth on the second optical waveguide 12 and transmitted to the second optical waveguide 12.

도 4b에 도시된 바와 같이, 제2 격자(4)의 모드 변환 대역이 제1 격자(2)의 모드 변환 대역보다 넓기 때문에 파장 가변기(50)를 이용해 제1 격자(2)에 의해 제1 모드에서 제2 모드로 모드 변환되는 파장을 가변시켜도 제2 격자(4)에 의해 제2 모드에서 제3 모드로의 모드 변환이 가능하다.As shown in FIG. 4B, since the mode conversion band of the second grating 4 is wider than the mode conversion band of the first grating 2, the first grating 2 is controlled by the first grating 2 using the wavelength variator 50. Even if the wavelength which is mode-converted from the mode to the second mode is varied, the mode conversion from the second mode to the third mode is possible by the second grating 4.

도 5는 격자의 주기가 비주기적인 제1 격자를 이용한 분산 보상용 광결합기의 응용예를 나타낸 도면이다. 도 5에 도시된 바와 같이, 제1 광도파로(10)에 입사된 제1 모드의 광신호(100)는 격자 주기가 비주기적인 제1 격자(2)에 의해 속도가 빠른 파장 성분()은 제1 격자(2)의 뒷부분에서, 속도가 느린 파장 성분()은 제1 격자(2)의 앞부분에서 각각 제2 모드로 모드 변환하여 제2 광도파로(12)로 반사됨으로써 분산 보상을 할 수 있다. 제2 모드로 변환된의 파장 성분은 제2 격자(4)에 의해 제1 모드(200)로 환원되어 제2 광도파로(12)로 투과된다. 흔히, 일반 실리카 광섬유에서는 1300㎚ 이상에서는 단파장 성분이 장파장 성분보다 빠르다.FIG. 5 is a diagram illustrating an application example of an optical coupler for dispersion compensation using a first grating whose period of the grating is aperiodic. As illustrated in FIG. 5, the optical signal 100 of the first mode incident on the first optical waveguide 10 has a fast wavelength component due to the first grating 2 having a non-periodic grating period. ) At the rear of the first grating 2, the slow wavelength component ( In the front of the first grating 2, each mode is converted into the second mode and reflected by the second optical waveguide 12 to compensate for dispersion. Converted to the second mode and The wavelength component of is reduced by the second grating 4 to the first mode 200 and transmitted to the second optical waveguide 12. In general, short wavelength components are faster than long wavelength components at 1300 nm or more in general silica optical fibers.

도 6은 서로 파장이 다른 한 개이상의 제1 격자들을 이용한 다파장 광결합기의 응용예를 나타낸 도면이다. 도 6에 도시된 바와 같이, 제1 광도파로(10) 상에 격자 주기가 서로 다른 한 개 이상의 제1 격자들(2a, 2b, ..., 2N)을 설치하여 다파장 광결합 시스템을 구성한 예이다. 제1 광도파로(10)로 입사된 제1 모드의 광신호들(102)은 제1 광도파로(10) 상의 N개의 서로 다른 파장의 제1 격자들(2a, 2b, ..., 2N)에 의해 제1 모드에서 제2 모드로 변환되어 제2 광도파로(12)로 반사되고 제2 격자(4)에 의해 제1 모드로 변환되어 제2 광도파로(12)로 투과된다.FIG. 6 is a diagram illustrating an application example of a multi-wavelength optical coupler using one or more first gratings having different wavelengths. As shown in FIG. 6, one or more first gratings 2a, 2b, ..., 2N having different grating periods are disposed on the first optical waveguide 10 to configure a multi-wavelength optical coupling system. Yes. The optical signals 102 of the first mode incident on the first optical waveguide 10 are N gratings of different wavelengths on the first optical waveguide 10 (2a, 2b, ..., 2N). Is converted from the first mode to the second mode and reflected by the second optical waveguide 12, and is converted into the first mode by the second grating 4 and transmitted to the second optical waveguide 12.

도 7은 본 발명의 광결합기를 이용한 추가/추출 파장 다중화 광결합 시스템의 응용예를 나타낸 도면이다. 도 7에 도시된 바와 같이, 제1 광도파로(10) 상에 한 개의 제1 격자(2)와 제2 광도파로(12) 상에 두 개의 제2 격자(4a, 4b)를 설치하여 추가/추출 파장 다중화 광결합 시스템을 구성한 예이다. 제1 광도파로(10)로 입사되는 제1 모드의 다파장 광신호(104)는 [수식 1]을 만족하는 특정 파장 성분()만 제1 격자(2)에 의해 제1 모드에서 제2 모드로 모드 변환하여 제2 광도파로(12)로 반사되고 제2 광도파로(12) 상의 첫 번째 제2 격자(4a)에 의해 다시 제1 모드(204)로 변환되어 추출된다. 추출된 파장 성분과 동일한 제1 모드의 파장 성분(404)을 제2 광도파로(12)의 추가단에 입사시키면 두 번째 제2 격자(4b)에 의해 제1 모드에서 제2 모드로 모드 변환하여 제1 광도파로(10)로 투과되고 제1 광도파로(10) 상의 제1 격자(2)에 의해 다시 제1 모드로 변환되어 제1 광도파로(10) 상의 출력단으로 반사됨으로써 제1 격자(2)에 의해 모드 변환되지 않은 제1 모드의 신호들과 함께 제1 광도파로(10)로 출력(304)된다.7 is a view showing an application example of the addition / extraction wavelength multiplexing optical coupling system using the optical coupler of the present invention. As shown in FIG. 7, two first gratings 4a and 4b are installed on the first optical waveguide 10 and two second gratings 4a and 4b on the second optical waveguide 12. This is an example of constructing an extraction wavelength multiplexing optical coupling system. The multi-wavelength optical signal 104 of the first mode incident on the first optical waveguide 10 has a specific wavelength component satisfying [Equation 1] ( ) Is converted by the first grating 2 from the first mode to the second mode and reflected by the second optical waveguide 12 and again by the first second grating 4a on the second optical waveguide 12. The first mode 204 is converted and extracted. When the wavelength component 404 of the same first mode as the extracted wavelength component is incident on the additional end of the second optical waveguide 12, the second second grating 4b performs mode conversion from the first mode to the second mode. The first grating 2 is transmitted through the first optical waveguide 10 and is converted back to the first mode by the first grating 2 on the first optical waveguide 10 and reflected to the output terminal on the first optical waveguide 10. ) Is output 304 to the first optical waveguide 10 together with the signals of the first mode that are not mode converted.

도 8은 본 발명의 광결합기를 이용한 광 경로 지정 광결합 시스템을 나타낸 도면이다. 도 8에 도시된 바와 같이, 입사된 제1 모드의 광신호중 일부의 파장 성분을 제2 모드로 변환시키는 제1 격자 또는 한 개 이상의 제1 격자들과 변환된 제2 모드를 제1 모드로 변환시키는 제2 격자로 구성된 광 결합기(6)를 임의의 두 도파로 사이에 설치하여, 입사된 다파장의 광신호를 임의의 광도파로에 광 분배 또는 광 경로를 지정하는 광결합 시스템의 예이다. 제1 광도파로(10)에 입사된 다파장의 광신호들(106)은 제1 광도파로(10)와 제2 광도파로(12) 사이에 위치한광결합기(6a,,)에 의해의 파장은 제2 광도파로(12)로 반사되고,은 광결합기(6a)에 영향을 받지 않고 제1 광도파로(10)로 그대로 출력(306)된다. 제2 광도파로(12)로 반사된의 파장은 제2 광도파로(12)로 도파하다가 제2 광도파로(12)와 제3 광도파로(14) 사이에 위치한 광결합기(6b,)에 의해만 제3 광도파로(14)로 반사되어 출력(406)되고은 그대로 제2 광도파로(12)로 출력(206)된다.8 is a view showing an optical path specifying optical coupling system using an optical coupler of the present invention. As shown in FIG. 8, a first grating or one or more first gratings and a converted second mode to a first mode convert the wavelength component of a part of the optical signal of the incident first mode into the second mode. An optical coupler 6 composed of a second grating to be arranged between any two waveguides is an example of an optical coupling system for assigning a light distribution or an optical path to an optical waveguide of an incident multiwavelength. The multi-wavelength optical signals 106 incident on the first optical waveguide 10 may include an optical coupler 6a positioned between the first optical waveguide 10 and the second optical waveguide 12. , By) and The wavelength of is reflected by the second optical waveguide 12, Is output 306 as it is to the first optical waveguide 10 without being affected by the optical coupler 6a. Reflected by the second optical waveguide 12 and Wavelength of the optical waveguide 12 is guided to the second optical waveguide 12 and is located between the second optical waveguide 12 and the third optical waveguide 14, By) And is reflected to the third optical waveguide 14 and output 406 Is output 206 to the second optical waveguide 12 as it is.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 모드 변환을 이용한 광결합 시스템은, 기존의 광 결합 시스템들에 비해 제작이 용이하고 가격이 저렴할 뿐만 아니라 그 응용 범위도 넓고 다양하여, 광통신 산업 및 광 기술을 발전시키는데 기여할 것으로 기대된다. 구체적으로, 분산 보상용 광결합 시스템이나 다파장 광 추출 시스템, 추가/추출 파장 다중화 광결합 시스템 그리고 경로 지정 광결합 시스템 등에 응용될 수 있어 광통신 산업 및 광 기술을 발전시키는데 기여할 것으로 기대된다. 또한, WDM 광통신관련 시장이 국,내외적으로 크게 활성화되고 확대되는 상황에서 본 발명은 WDM 광통신 시스템이나 소자에 직접적으로 응용될 수 있는 기술이기 때문에 여러 응용 분야에서 파급 효과가 클 것으로 예상된다.As described above, the optical coupling system using the mode conversion according to the present invention is not only easy to manufacture and cheaper than conventional optical coupling systems, but also has a wide range of applications and developments in the optical communication industry and optical technology. It is expected to contribute to Specifically, it can be applied to dispersion compensation optical coupling system, multi-wavelength light extraction system, addition / extraction wavelength multiplexing optical coupling system and routed optical coupling system, and is expected to contribute to the development of optical communication industry and optical technology. In addition, in the situation where the WDM optical communication related market is greatly activated and expanded domestically and internationally, the present invention is expected to have a large ripple effect in various applications because it is a technology that can be directly applied to WDM optical communication systems or devices.

본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당분야의 통상의 지식을 가진 자에 의하여 많은 변형이 가능함은 명백할 것이다.The present invention is not limited to the above-described embodiment, and it will be apparent that many modifications are possible by those skilled in the art within the technical spirit of the present invention.

Claims (11)

입사된 제1 모드의 광신호중 일부의 파장 성분을 제2 모드로 변화시켜 하기하는 제2 광도파로로 반사시키는 모드 변환 대역폭이 좁은 제1 격자를 형성시킨 제1 광도파로; 및A first optical waveguide in which a first grating having a narrow mode conversion bandwidth for reflecting a wavelength component of a part of the incident first optical signal into a second optical waveguide to be changed to a second mode; And 상기 제1 광도파로에 인접하여 상기 반사된 제2 모드를 제3 모드로 변환시켜 제2 광도파로를 투과시키는 모드 변환 대역이 넓은 제2 격자를 형성시킨 제2 광도파로A second optical waveguide in which a second grating having a wide mode conversion band for transmitting the second optical waveguide by converting the reflected second mode into a third mode adjacent to the first optical waveguide 를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 모드 변환을 이용한 광결합 시스템.Optical coupling system using a mode conversion, characterized in that consisting of. 제 1 항에 있어서, 상기 제2 격자에 의해 변환된 제3 모드는 제1 모드와 동일한 것을 특징으로 하는 모드 변환을 이용한 광결합 시스템.The optical coupling system of claim 1, wherein the third mode converted by the second grating is the same as the first mode. 제 1 항에 있어서, 상기 제1 격자의 격자 주기는 제2 격자의 격자 주기보다 짧게 형성된 것을 특징으로 하는 모드 변환을 이용한 광결합 시스템.The optical coupling system of claim 1, wherein the lattice period of the first grating is shorter than that of the second grating. 제 1 항에 있어서, 상기 격자들의 격자 주기가 주기적으로 형성된 것을 특징으로 하는 모드 변환을 이용한 광결합 시스템.The optical coupling system of claim 1, wherein the lattice periods of the gratings are formed periodically. 제 1 항에 있어서, 상기 격자들의 격자 주기가 비주기적으로 형성된 것을 특징으로 하는 모드 변환을 이용한 광결합 시스템.The optical coupling system of claim 1, wherein the lattice periods of the gratings are formed aperiodically. 제 3 항 내지 제 5 항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 격자들은 광도파 진행방향축에 대해 임의의 각을 갖고 형성되는 것을 특징으로 하는 모드 변환을 이용한 광결합 시스템.6. The optical coupling system according to any one of claims 3 to 5, wherein the gratings are formed at an arbitrary angle with respect to the optical waveguide propagation direction axis. 제 1 항에 있어서, 제1 광도파로에 입사된 제1 모드의 광신호들 중 임의의 파장을 갖는 광신호를 선택적으로 제2 광도파로에 광 결합시킬 수 있도록, 상기 제1 광도파로 상의 모드 변환 대역이 좁은 제1 격자의 격자 주기를 변화시켜 제1 모드에서 제2 모드로 모드 변환되는 파장을 가변시키는 파장 가변기를 제1 격자에 부착하여 이루어진 것을 특징으로 하는 모드 변환을 이용한 광결합 시스템.2. The mode conversion on the first optical waveguide according to claim 1, wherein an optical signal having an arbitrary wavelength among the optical signals of the first mode incident on the first optical waveguide can be selectively optically coupled to the second optical waveguide. An optical coupling system using a mode conversion, wherein the wavelength grating of the first grating having a narrow band is changed to attach a wavelength variator to the first grating to change the wavelength converted from the first mode to the second mode. 제 1 항에 있어서, 상기 광신호의 분산 보상을 위해, 상기 제1 광도파로에 입사된 제1 모드의 광신호가 격자 주기가 비주기적인 제1 격자에 의해 제1 격자의 서로 다른 위치에서 제2 모드로 변환되어 인접한 제2 광도파로로 반사되고, 제2 격자에 의해 다시 제1 모드로 변환되어 제2 광도파로로 투과되는 것을 특징으로 하는 모드 변환을 이용한 광결합 시스템.The second mode optical signal of claim 1, wherein the optical signal of the first mode incident on the first optical waveguide is disposed at different positions of the first grating by a first grating having a non-periodic grating period. The optical coupling system using the mode conversion, characterized in that the conversion to the mode is reflected to the adjacent second optical waveguide, the second grating is converted back to the first mode and transmitted to the second optical waveguide. 제 1 항에 있어서, 상기 광신호에 대해 다파장 광결합을 수행하기 위해, 상기 제1 광도파로에 입사된 다파장의 제1 모드의 광신호가 제1 광도파로 상에 형성된 한 개 이상의 제1 격자들에 의해 제2 모드로 변환되고, 인접한 제2 광도파로 상의 모드 변환 대역폭이 넓은 제2 격자에 의해 제1 모드로 변환되어 제2 광도파로로투과되는 것을 특징으로 하는 모드 변환을 이용한 광결합 시스템.2. The at least one first grating of claim 1, wherein an optical signal of a first wavelength of multiple wavelengths incident on the first optical waveguide is formed on the first optical waveguide so as to perform multi-wavelength optical coupling to the optical signal. To the second mode, and the mode conversion bandwidth on the adjacent second optical waveguide is converted to the first mode by the second grating having a wider optical waveguide. . 제 1 항에 있어서, 상기 광신호의 추가/추출 파장 다중화 광결합을 수행하기 위해, 제1 광도파로에 입사된 다파장의 제1 모드의 광신호중 일부의 파장성분이 제1 격자에 의해 제2 모드로 변환되어 인접한 제2 광도파로로 반사되고, 이 변환된 제2 모드의 광신호가 제2 광도파로 상의 첫 번째 제2 격자에 의해 제1 모드로 환원되어 제2 광도파로로 추출되어 투과되는 추출단과; 상기 추출된 광신호와 동일한 파장의 광신호가 제2 광도파로 상의 두 번째 제2 격자에 의해 제1 모드에서 제2 모드로 모드 변환하여 제1 광도파로로 투과되는 추가단을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 모드 변환을 이용한 광결합 시스템.The method of claim 1, wherein the wavelength component of a part of the optical signal of the first wavelength of the multi-wavelength incident on the first optical waveguide is performed by the first grating to perform the addition / extraction wavelength multiplexing optical coupling of the optical signal. Is converted to a mode and reflected by an adjacent second optical waveguide, and the optical signal of the converted second mode is reduced to the first mode by the first second grating on the second optical waveguide, and extracted and transmitted to the second optical waveguide Sweets; And an additional stage in which an optical signal having the same wavelength as the extracted optical signal is transmitted from the first mode to the second mode by a second second grating on the second optical waveguide and transmitted to the first optical waveguide. Optical coupling system using a mode conversion. 제 1 항에 있어서, 상기 입사된 다파장의 광신호를 파장에 따라 임의의 광도파로로 광 결합시키거나 광 분배하는 광 경로 지정을 위해, 상기 입사된 제1 모드의 광신호중 일부의 파장 성분을 제2 모드로 변환시키는 제1 격자 또는 한 개 이상의 제1 격자들과, 변환된 제2 모드의 광신호를 제1 모드로 환원시키는 제2 격자로 구성된 광 결합기를 임의의 두 도파로 사이에 설치하여서 이루어진 것을 특징으로 하는 모드 변환을 이용한 광결합 시스템.The method of claim 1, wherein the wavelength component of a portion of the optical signal of the incident first mode for the optical path designation that optically couples or splits the incident multi-wavelength optical signal according to the wavelength. An optical coupler comprising a first grating or one or more first gratings for converting to the second mode and a second grating for reducing the optical signal of the converted second mode to the first mode, between any two waveguides Optical coupling system using a mode conversion, characterized in that made.
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