KR100454954B1 - 진폭 마스크 및 이를 이용하여 제작된 장주기 광섬유격자가 적용된 역다중화기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 각각 상이한 폭을 갖도록 형성된 슬릿들과; 상기 슬릿들의 형태를 한정하는 프레임을 포함하며, 상기 프레임은 상기 슬릿들을 각각 두 부분으로 나누는 분할 프레임을 포함하는 장주기 광섬유 격자 제작용 진폭 마스크를 이용하여 제작된 장주기 광섬유 격자를 적용한 역다중화기를 제공한다. 본 발명에 따른 장주기 광섬유 격자를 적용한 역다중화기는, 장주기 격자를 형성할 때 하나의 역다중화기에 적용될 광섬유들을 동일 조건하에서 동시에 실시하므로, 역다중화기의 특성이 안정된다. 또한, 장주기 광섬유 격자를 이용하므로써 종래의 단주기 광섬유 격자에 의해 반사된 광신호가 역방향으로 진행하는 것을 방지하므로써, 광 아이솔레이터와 같이 광신호의 역방향 진행을 막기 위한 부품이 필요없으므로 생산 비용의 절감효과를 얻게 되었다.

Description

진폭 마스크 및 이를 이용하여 제작된 장주기 광섬유 격자가 적용된 역다중화기 {AMPLITUDE MASK AND DEMULTIPLEXER APPLIED LONG-PERIOD OPTICAL FIBER GRATINGS FABRICATED BY THE SAME}

본 발명은 파장 분할 다중화 통신 방식에서 다중화/역다중화기에 관한 것으로서, 특히 광섬유 격자를 이용한 역다중화기에 관한 것이다.

대용량의 정보를 전송하기 위해 흔히 사용되는 파장분할 다중화(WDM:wavelength division multiplexing) 통신 시스템에서는 다수의 광신호를 한 가닥의 광섬유를 통해 N개의 파장을 갖는 광신호로 다중화시켜 동시에 전송한다. 수신된 광신호를 전기신호로 바꾸기 위해서는 수신단에서 이를 각각의 파장을 갖는 광신호로 역다중화를 실시해야 한다.

이러한 파장분할 다중화 통신 시스템에서 수신단의 역다중화기로는 광도파로열 격자를 이용한 평면 광도파로 소자, 프리즘 또는 박막을 이용한 마이크로 옵틱 타입의 역다중화기, 커플러와 광섬유 격자를 이용한 파장 역다중화기 등을 예로 들수 있다. 역다중화기로서의 평면 광도파로 소자는 제작공정이 복잡하여 생산비용이 높고, 마이크로 옵틱 타입의 역다중화기는 다채널의 망 구성에 있어 채널수의 한계가 있는 단점이 있다. 한편, 커플러와 광섬유 격자를 이용한 역다중화기는 비교적 저렴한 비용으로 다채널의 망을 구성할 수 있는 장점이 있다.

도 1은 종래의 일 실시예에 따른 광섬유 격자를 이용한 역다중화기(10)를 나타내는 도면이다. 일반적인 광섬유 격자(17a)를 이용한 역다중화기(10)는 광 결합기(11)와, 입력 광섬유(13), 다수의 출력 광섬유(15)를 구비하며, 상기 출력 광섬유(15)에는 광섬유 격자가 형성된다.

상기 광 결합기(11)는 입력되는 광신호의 세기를 분할하는 역할을 하며, 스플릿터(splitter), 성형 결합기(star coupler) 등을 이용한다.

상기 입력 광섬유(13)는 다중화된 광신호(λ₁+ λ₂+ λ₃+ λ₄)를 상기 광 결합기(11)에 입력한다.

상기 출력 광섬유(15)는 상기 광 결합기(11)를 통하여 분할된 각각의 광신호들(λ₁, λ₂, λ₃, λ₄)이 진행하게 된다.

상기 광 결합기(11)로부터 출력되는 광신호는 세기 분할만 이루어졌을 뿐 각각의 신호파장으로 분리된 것은 아니다. 따라서, 상기 출력 광섬유(15)에는 광섬유 격자(17a)가 형성되는데, 상기 광섬유 격자(17a)는 통상적으로 단주기 광섬유 격자가 형성되며, 그 패턴은 각각 다르다. 상기 광섬유 격자(17a)의 패턴에 따라 일정 파장의 광신호만이 상기 출력 광섬유(15)를 진행하고, 그 이외의 파장은 상기 격자에 의해 반사되어 진행해 온 방향으로 되돌아가게 된다. 즉, 참조부호 17b로 표기된 부분에 광섬유 격자가 새겨져 있다면 반사되어 역방향으로 진행하였을 파장의 광신호는 반사되지 않고 출력측으로 진행하게 되는 것이다.

그러나, 상기와 같은 구성의 역다중화기(10)는 출력 광섬유(15)상에 형성된 격자(17a)에 의해 반사된 광신호들은 역방향으로 진행하면서 통신망의 안정성을 저해할 위험이 있기 때문에, 광신호가 역방향으로 진행하지 못하도록 광 아이솔레이터를 필요로 하게 된다. 이는 역다중화기의 소형화에 장애가 되며, 생산 비용의 상승, 생산성의 저하 등의 문제점을 갖는다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명의 목적은 전송방향의 역방향으로 진행하는 광신호의 발생을 억제하여 통신망의 안정성을 확보하고, 부품의 소형화를 추구하며, 동시에 생산 비용 절감 및 생산성 향상에 기여할 수 있는 역다중화기를 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 하나의 진폭 마스크로 다양한 출력 파장의 장주기 광섬유 격자를 형성한 광섬유를 동시에 다수 제작할 수 있는 진폭 마스크를 제공함에 있다.

상기한 목적들을 달성하기 위하여, 본 발명은 파장분할 다중 통신방식의 역다중화기에 있어서, 다중화된 광신호를 입력받으며, 상기 광신호의 세기를 분할하여 출력하는 결합기와; 상기 세기 분할된 광신호들이 출력되는 광섬유들과; 소정의 진폭 마스크에 의해 상기 광섬유들 상에 동시에 형성되고, 각각 상이한 출력 파장을 갖는 장주기 격자를 포함하고,상기 진폭 마스크는 각각 서로 상이한 폭을 갖도록 형성된 슬릿들과, 상기 슬릿들의 형태를 한정하는 프레임과, 상기 슬릿들을 각각 두 부분으로 나누는 분할 프레임들을 포함하는 장주기 광섬유 격자를 이용한 역다중화기를 개시한다.

도 1은 종래의 일 실시예에 따른 광섬유 격자를 이용한 역다중화기를 나타내는 도면,

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 장주기 광섬유 격자 제작용 진폭마스크를 나타내는 도면,

도 3a는 도 2에 도시된 진폭 마스크가 소정 간격으로 정렬된 광섬유들 상에 위치한 모습을 나타내는 도면,

도 3b는 도 3a에 도시된 광섬유들 상에 장주기 격자가 형성된 모습을 나타내는 도면,

도 4는 도 2에 도시된 진폭 마스크를 이용하여 제작된 장주기 광섬유 격자를 채용한 역다중화기를 나타내는 도면.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면다음과 같다. 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 장주기 광섬유 격자 제작용 진폭마스크(20)를 나타내는 도면이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 진폭 마스크(20)는 진폭 마스크(20) 상에 형성된 슬릿(21)들과 상기 슬릿(21)들의 형태를 제한하는 프레임(25)을 구비하며, 상기 프레임(25)은 상기 각 슬릿(21)을 적어도 두 개 이상의 부분으로 분할하는 분할 프레임(27)을 포함한다.

상기 진폭 마스크(20)는 장주기 광섬유 격자를 제작하기 위한 진폭 마스크로서, 각각 소정 파장에 대한 손실율이 큰 격자를 형성하기 위한 슬릿(slit)(21)들이 서로 다른 폭으로 형성된다.

상기 각 슬릿(21)은 상기 진폭 마스크(20) 상에 형성된 프레임(25)에 의해 그 형태가 제한되며, 또한, 상기 각 슬릿(21)은 소정의 분할 프레임(27)에 의해 분할된다.

상기 각 슬릿(21)에 의해 형성된 광섬유 격자는 소정 파장에 대하여 손실율이 크게 나타나는데, 이때 상기 분할 프레임(27)이 위치하는 곳에는 광섬유에 격자가 형성되지 않는다. 따라서, 해당 격자가 형성되었다면 손실되었을 파장의 광신호는 손실되지 않고 광섬유를 따라 계속 진행할 수 있게 된다.

도 3a는 도 2에 도시된 진폭 마스크(20)를 정렬된 광섬유(f1, f2, f3, f4) 상에 위치시킨 모습을 나타내는 도면이고, 도 3b는 도 2에 도시된 진폭 마스크(20)를 이용하여 장주기 격자(29)를 형성한 광섬유(f1, f2, f3, f4)를 나타내는 도면이다.

도 3a와 도 3b를 참조하여 상기 진폭 마스크(20)를 이용하여 장주기 격자(29)를 형성한 광섬유(f1, f2, f3, f4)의 특성을 설명하기로 한다. 도 3a에 도시된 바와 같이, 소정 간격으로 정렬된 광섬유들(f1, f2, f3, f4) 상에 상기 진폭 마스크(20)를 위치시키고, 자외선 등을 조사하여 상기 광섬유에 장주기 격자(29)를 형성하게 된다. 이때, 상기 진폭 마스크(20) 상의 슬릿(21)들을 통해 자외선을 조사하므로써, 각각 특정 파장에 대하여 손실율이 큰 격자(29)를 상기 광섬유(f1, f2, f3, f4) 상에 형성한다. 예를 들면, 상기 슬릿(21)들 중 좌측으로부터 네 번째슬릿을 분할하는 프레임이 위치한 곳은 광섬유(f3) 상에 격자가 형성되지 않는다. 해당 슬릿이 λ₃의 파장을 갖는 광신호에 대하여 손실율이 큰 격자를 형성하기 위한 것이라면, 상기 광섬유(f3)에는 해당 격자가 형성되지 않기 때문에 상기 광섬유(f3)는 λ₃인 파장의 광신호를 진행하는 광섬유가 되는 것이다.

도 4는 도 2에 도시된 진폭 마스크(20)를 이용하여 제작된 장주기 광섬유 격자를 채용한 역다중화기(30)를 나타내는 도면이다. 도 4에 도시된 역다중화기(30)는 결합기(31)를 이용한 역다중화기(30)로서, 결합기(31)와, 입력 광섬유(33), 출력 광섬유들(35)을 구비하며, 상기 각 출력 광섬유(35)는 장주기 격자가 형성된 광섬유이고, 상기 입력 및 출력 광섬유(33, 37)는 광섬유 블럭(37a, 37b)과 같은 접속수단에 의해 상기 결합기(31)에 접속된다. 또한, 상기 입력 및 출력 광섬유(33,35)는 광신호의 진행 방향에 따라 그 역할이 달라질 수 있다.

장주기 광섬유 격자는 다중화된 광신호가 진행하게 되면, 격자 형성 간격, 격자 폭 등의 조건에 따라 소정 파장에 대한 손실율이 크게 나타난다. 따라서, 다중화된 광신호는 장주기 광섬유 격자를 지날수록 광신호를 구성하는 파장의 수가 감소하며, 결과적으로 장주기 광섬유 격자는 특정 파장만을 진행시키게 된다.

다중화된 광신호가 상기 입력 광섬유(31)를 통해 결합기(33)에 입력되면, 상기 광신호는 상기 결합기(31)에서 세기 분할되어 각각의 출력 광섬유(35)를 통해 출력된다. 상기 세기 분할된 광신호는 상기 출력 광섬유(35)를 진행하면서 장주기 광섬유 격자에 의해 특정 파장의 광신호를 제외한 다른 파장의 광신호들은 손실된다.

한편, 하나의 역다중화기(30)에 적용되는 출력 광섬유(35)들은 상기 진폭 마스크(20)를 이용하여 장주기 격자를 형성하면 각각 다른 파장의 광신호를 출력하는 광섬유들을 동일 조건하에서 동시에 제작할 수 있다. 즉, λ₁파장의 광신호를 출력하는 장주기 격자를 형성한 광섬유와, λ₂파장의 광신호를 출력하는 장주기 격자를 형성한 광섬유를 각각 대량으로 제작하여, 하나씩 상기 역다중화기에 적용시키지 않고, 하나의 역다중화기에 적용될 출력 광섬유들의 장주기 격자를 동일 조건하에 제작하여 적용하여, 역다중화기의 특성을 안정시키게 된다.

이상, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해서 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도내에서 여러가지 변형이 가능함은 당해분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명하다 할 것이다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 진폭 마스크와 그를 이용하여 제작된 장주기 광섬유 격자를 적용한 역다중화기는, 장주기 격자를 형성할 때 하나의 역다중화기에 적용될 광섬유들을 동일 조건하에서 동시에 실시하므로, 역다중화기의 특성이 안정된다. 또한, 장주기 광섬유 격자를 이용하므로써 종래의 단주기 광섬유 격자에 의해 반사된 광신호가 역방향으로 진행하는 것을 방지하므로써, 광 아이솔레이터와 같이 광신호의 역방향 진행을 막기 위한 부품이 필요없으므로 생산 비용의 절감효과를 얻게 되었다.

Claims (5)

1. 삭제
2. 삭제
3. 파장분할 다중 통신방식의 역다중화기에 있어서,

   다중화된 광신호를 입력받으며, 상기 광신호의 세기를 분할하여 출력하는 결합기와;

   상기 세기 분할된 광신호들이 출력되는 광섬유들과;

   소정의 진폭 마스크에 의해 상기 광섬유들 상에 동시에 형성되고, 각각 상이한 출력 파장을 갖는 장주기 격자를 포함하고,

   상기 진폭 마스크는 각각 서로 상이한 폭을 갖도록 형성된 슬릿들과, 상기 슬릿들의 형태를 한정하는 프레임과, 상기 슬릿들을 각각 두 부분으로 나누는 분할 프레임들을 포함함을 특징으로 하는 장주기 광섬유 격자를 이용한 역다중화기.
4. 삭제
5. 제3 항에 있어서,

   상기 분할 프레임들은 상기 진폭 마스크 상에 사선 모양으로 배열됨을 특징으로 하는 장주기 광섬유 격자를 이용한 역다중화기.