KR100458549B1 - Multi-channel wavelength locker and method thereof - Google Patents
Multi-channel wavelength locker and method thereof Download PDFInfo
- Publication number
- KR100458549B1 KR100458549B1 KR10-2002-0035359A KR20020035359A KR100458549B1 KR 100458549 B1 KR100458549 B1 KR 100458549B1 KR 20020035359 A KR20020035359 A KR 20020035359A KR 100458549 B1 KR100458549 B1 KR 100458549B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- wavelength
- light
- polarization
- filter
- channel
- Prior art date
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
- H01S3/10—Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating
- H01S3/11—Mode locking; Q-switching; Other giant-pulse techniques, e.g. cavity dumping
- H01S3/1106—Mode locking
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B5/00—Optical elements other than lenses
- G02B5/30—Polarising elements
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/06—Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium
- H01S5/0607—Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium by varying physical parameters other than the potential of the electrodes, e.g. by an electric or magnetic field, mechanical deformation, pressure, light, temperature
- H01S5/0612—Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium by varying physical parameters other than the potential of the electrodes, e.g. by an electric or magnetic field, mechanical deformation, pressure, light, temperature controlled by temperature
Abstract
본 발명은 선폭이 작은 광원의 출력 파장을 원하는 파장으로 고정하기 위한 다채널 파장 잠금 장치 및 그 잠금 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a multi-channel wavelength locking device and a locking method thereof for fixing an output wavelength of a light source having a small line width to a desired wavelength.
이를 위하여 본 발명은 편광분리부, 편광분리부에 의해 분리된 빛에서 특정 파장 주기의 편광상태만을 선택적으로 회전시켜 파장에 따라 편광상태가 주기적으로 다른 정상 광선과 이상 광선을 투과시키는 파장 필터, 선형편광자, 제1 및 제2 검출기, 빛의 세기를 비교하여 광원에 피드백신호를 보내줌으로써 파장을 안정화시키는 회로부를 포함한다.To this end, the present invention, by selectively rotating only the polarization state of a specific wavelength period in the light separated by the polarization splitter, the polarization splitter, a wavelength filter for transmitting the normal and abnormal light periodically different polarization state according to the wavelength, linear A polarizer, a first and a second detector, and a circuit portion for stabilizing the wavelength by sending a feedback signal to the light source by comparing the intensity of the light.
따라서, 본 발명은 온도 의존성이 기존에 사용되는 에탈론에 비해 현저히 적어 주변 환경을 정밀 조절하지 않고도 다채널에 대하여 파장 잠금 기능을 수행할 수 있고, 그로 인해 파장 잠금장치의 특성이 악화되는 것이 방지될 수 있는 효과를 제공하여 준다.Therefore, the present invention has a significantly less temperature dependency than conventional etalons, so that the wavelength locking function can be performed on multiple channels without precisely adjusting the surrounding environment, thereby preventing the characteristics of the wavelength locking device from deteriorating. It provides a possible effect.
Description
본 발명은 다채널 파장 잠금장치 및 그 잠금 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 선폭이 작은 광원의 출력 파장을 원하는 파장으로 고정, 감시하기 위한 다채널 파장 잠금장치 및 그 잠금 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a multichannel wavelength locking device and a locking method thereof, and more particularly, to a multichannel wavelength locking device and a locking method for fixing and monitoring an output wavelength of a light source having a small line width to a desired wavelength.
파장 잠금장치(Wavelength locker)는 광통신에서 사용되는 레이저의 출력 파장의 요동을 막기 위하여 사용된다. 구체적으로, 파장 잠금장치는 레이저의 출력 일부를 사용하여 현재 레이저의 파장을 감시하고, 회로에서 레이저로의 피드백을 통해 레이저의 온도를 조절함으로써 레이저 파장이 사용자가 원하는 파장을 유지하도록 하는 장치이다.Wavelength lockers are used to prevent fluctuations in the output wavelength of lasers used in optical communications. Specifically, the wavelength lock is a device that monitors the wavelength of the current laser using a portion of the output of the laser and adjusts the temperature of the laser through feedback from the circuit to the laser so that the laser wavelength maintains the wavelength desired by the user.
이러한 파장 잠금장치는 용도에 따라 다채널 또는 단채널로 분류된다. 다채널 파장 잠금장치는 여러 가지 다른 파장의 레이저에 대하여 모두 사용 가능하고, 단채널 파장잠금장치는 하나의 레이저에 대하여만 사용 가능하다.Such wavelength locks are classified into multichannel or short channel depending on the application. Multi-channel wavelength locks can be used for all different lasers and short-channel wavelength locks can be used for only one laser.
먼저, 다채널 파장 잠금장치는 에탈론(Etalon)의 투과 특성이 파장에 대하여 주기적인 성질을 이용한다.First, in the multi-channel wavelength locker, the transmission characteristics of etalons utilize periodic properties with respect to the wavelength.
도 1은 에탈론을 기본으로 하는 다채널 파장 잠금장치의 구성을 도시한 것이다.Figure 1 shows the configuration of a multi-channel wavelength locking device based on etalon.
도 1에 도시된 바와 같이, 다채널 파장 잠금장치는 미러(12), 에탈론(14), 제1 및 제2 디텍터(15, 16), 회로(18)를 포함한다.As shown in FIG. 1, the multi-channel wavelength lock includes a mirror 12, an etalon 14, first and second detectors 15 and 16, and a circuit 18.
미러(12)는 가변 레이저(tunable laser)(10)로부터의 출력신호 중 일부가 입력되면 이를 일정 비율로 나누게 되는데, 일반적으로 가변 레이저(10)의 출력신호 중 일부는 5:5로 나뉘어져 일부 광신호는 에탈론(14)으로, 나머지 일부 광신호는 제2 디텍터(16)로 입력된다.The mirror 12 divides a portion of the output signal from the tunable laser 10 by a predetermined ratio. In general, some of the output signals of the tunable laser 10 are divided into 5: 5 so that some light The signal is input to the etalon 14 and the remaining part of the optical signal is input to the second detector 16.
에탈론(14)으로 입력된 광신호는 에탈론을 투과하여 제1 디텍터(15)로 향한다.The optical signal input to the etalon 14 passes through the etalon to the first detector 15.
회로(18)는 두 광신호를 비교하고 가변 레이저(10)의 온도를 조절하여 가변 레이저(10)의 파장을 원하는 파장으로 잠그는(Locking) 기능을 수행한다.The circuit 18 compares the two optical signals and adjusts the temperature of the variable laser 10 to lock the wavelength of the variable laser 10 to a desired wavelength.
도 2는 도 1의 일부 구성요소인 제 1 및 제 2 디텍터에 의해 감지된 두 광신호의 파장에 대한 출력을 도시한 것이다.FIG. 2 shows the output for the wavelengths of two optical signals sensed by the first and second detectors, which are some components of FIG. 1.
도 2에 나타나 있듯이, 에탈론(14)을 통해 진행하는 광신호의 출력 세기(Intensity)(I11)는 파장에 따라 다르다. 그런데, 미러(12)에 의해 나뉘어져 직접 제2 디텍터(16)로 향한 광신호의 출력 세기(I12)는 파장에 대하여 일정하다.As shown in FIG. 2, the output intensity I11 of the optical signal traveling through the etalon 14 depends on the wavelength. By the way, the output intensity I12 of the optical signal divided by the mirror 12 and directly directed to the second detector 16 is constant with respect to the wavelength.
이와 같이, 에탈론을 기본으로 하는 다채널 파장 잠금장치는 에탈론(14)의 파형이 파장에 대하여 주기적인 특성을 갖기 때문에 하나의 파장 잠금장치를 이용하여 가변 레이저의 모든 파장을 잠그는 기능을 수행할 수 있다.As such, the multi-channel wavelength locker based on etalon has a function of locking all wavelengths of the variable laser using one wavelength locker because the waveform of the etalon 14 has periodic characteristics with respect to the wavelength. can do.
그런데, 위의 경우에 에탈론의 투과 특성의 온도 의존성이 크기 때문에 온도 등의 에탈론의 주변 환경이 정밀하게 조절되지 않을 경우 파장 잠금장치의 특성이 온도에 따라 매우 크게 바뀔 수 있으며, 이로 인해 레이저의 파장이 안정화되지 못할 수 있다는 문제점이 있다.However, in the above case, since the temperature dependence of the etalon's permeation characteristics is large, the characteristics of the wavelength locking device may change greatly depending on the temperature if the surrounding environment of the etalon such as temperature is not precisely controlled, and thus the laser There is a problem that the wavelength of may not be stabilized.
다음, 단채널 파장 잠금장치는 격자형과 광학간섭필터(Optical interference filter) 형으로 분류될 수 있는데, 광학간섭필터를 사용하는 단채널 파장 잠금장치는 광학간섭필터에서 투과되는 광신호와 반사되는 광신호를 비교하여 파장 잠금 기능을 수행한다.Next, the short channel wavelength locking device may be classified into a lattice type and an optical interference filter type, and the short channel wavelength locking device using the optical interference filter may include an optical signal transmitted from the optical interference filter and reflected light. Compare the signals to perform the wavelength lock function.
도 3은 광학간섭필터를 사용하는 단채널 파장 잠금장치의 구성을 도시한 것이다.3 shows a configuration of a short channel wavelength locking device using an optical interference filter.
도 3에 도시된 바와 같이, 광학간섭필터를 사용하는 단채널 파장 잠금장치는 렌즈, 광학간섭필터(20), 제1 및 제2 디텍터(21, 22), 회로를 포함한다.As shown in FIG. 3, the short channel wavelength locking device using the optical interference filter includes a lens, an optical interference filter 20, first and second detectors 21 and 22, and a circuit.
여기서, 광학간섭필터(20)는 밴드 패스(band pass)형 광학필터로 투과 대역의 한쪽, 즉 최대점을 기준으로 좌측 혹은 우측이 파장을 잠그는 기능을 수행하도록 하는 파장 영역을 갖는다. 즉, 광학간섭필터(20)는 투과특성이 증가 또는 감소하는 일측에서만 파장 잠금 기능을 수행할 수 있다.Here, the optical interference filter 20 is a band pass optical filter having a wavelength region for performing the function of locking the wavelength on one side of the transmission band, that is, the maximum point. That is, the optical interference filter 20 may perform the wavelength lock function only on one side of which the transmission characteristic is increased or decreased.
제1 디텍터(21)는 광학간섭필터(20)를 투과한 빛을 감지하기 위한 자리에 위치하고, 제2 디텍터(22)는 광학간섭필터(20)에 의해 반사된 빛을 감지하기 위한 자리에 위치한다.The first detector 21 is positioned to detect light transmitted through the optical interference filter 20, and the second detector 22 is positioned to detect light reflected by the optical interference filter 20. do.
이와 같이 구성되는 파장 잠금장치는 레이저 다이오드에서 광선로를 따라 진행되는 빛의 5% 정도를 탭 커플러(Tap coupler)를 통하여 입력받고, 이 5% 정도의 빛을 이용하여 파장 잠금 기능을 수행한다.The wavelength locking device configured as described above receives about 5% of the light traveling from the laser diode along the optical path through a tap coupler, and performs the wavelength locking function using the light of about 5%.
파장 잠금장치로 들어온 5% 정도의 빛은 렌즈를 통하여 광학간섭필터(20)로 향하고, 제1 및 제2 디텍터(21, 22)를 사용하여 레이저 다이오드의 파장을 감시 및 고정할 수 있다.About 5% of the light entering the wavelength lock is directed to the optical interference filter 20 through the lens, and the first and second detectors 21 and 22 may be used to monitor and fix the wavelength of the laser diode.
광학간섭필터(20)를 투과한 광신호의 세기와 광학간섭필터(20)에서 반사된 광신호의 세기는 각각 파장에 따라 증가 혹은 감소한다.The intensity of the optical signal transmitted through the optical interference filter 20 and the intensity of the optical signal reflected from the optical interference filter 20 increase or decrease according to the wavelength, respectively.
도 4는 광학간섭필터의 투과/반사 특성을 도시한 것이다.4 shows the transmission / reflection characteristics of the optical interference filter.
도 4에 나타나 있듯이, 광학간섭필터(20)를 투과한 광신호는 제1 디텍터(21)에 의해 검출되고 특정한 파장 주변의 빛만 투과시키고, 반대로 광학간섭필터(20)에서 반사된 광신호는 제2 디텍터(22)에 의해 검출되고 특정한 파장 주변을 제외한 파장의 빛만 반사시킨다.As shown in FIG. 4, the optical signal transmitted through the optical interference filter 20 is detected by the first detector 21 and transmits only light around a specific wavelength, and conversely, the optical signal reflected from the optical interference filter 20 2 is detected by the detector 22 and reflects only light of a wavelength excluding a specific wavelength periphery.
이렇게 제1 및 제2 디텍터(21, 22)에 의해 검출된 광신호를 회로에서 비교하고, 레이저 다이오드의 온도를 조절하여 원하는 파장으로 잠그는(locking) 기능을 수행한다.Thus, the optical signals detected by the first and second detectors 21 and 22 are compared in the circuit, and the temperature of the laser diode is adjusted to lock to a desired wavelength.
광학간섭필터의 특성이 특정 파장 대역만 투과시키기 때문에 광학간섭필터의 투과 특성에 맞는 파장만을 잠그는 기능을 수행할 수 있다. 즉, 다른 파장을 갖는 레이저 다이오드의 파장 잠금 기능을 수행하기 위해서는 다른 투과 특성을 갖는 광학간섭필터로 제작한 파장잠금장치를 사용하여야만 한다.Since the characteristics of the optical interference filter transmit only a specific wavelength band, it is possible to perform a function of locking only wavelengths that match the transmission characteristics of the optical interference filter. That is, in order to perform the wavelength lock function of the laser diode having a different wavelength, a wavelength locking device made of an optical interference filter having different transmission characteristics must be used.
따라서, 광학간섭필터를 사용한 파장잠금장치의 경우에 광학간섭필터가 에탈론에 비해 투과 특성의 온도 의존성이 크진 않지만, 파장잠금장치가 하나의 파장(즉, 채널)만을 감시 및 고정할 수 있기 때문에, 가변 레이저 등에 사용할 수 없으며, 파장잠금장치와 동일한 파장의 레이저 다이오드에만 적용할 수 있다는 문제점이 있다.Therefore, in the case of the wavelength lock device using the optical interference filter, although the optical interference filter does not have a large temperature dependence of the transmission characteristics compared to the etalon, the wavelength lock device can monitor and fix only one wavelength (ie, channel). It can not be used in a variable laser, etc., there is a problem that can be applied only to the laser diode of the same wavelength as the wavelength locking device.
본 발명은 위의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 온도에 민감한 에탈론이나 단채널에 적용되는 광학간섭필터를 사용하지 않고 광원의 출력 파장을 원하는 파장으로 고정하기 위한 다채널 파장 잠금장치 및 그 잠금 방법을 제공하는 것이다.The present invention is to solve the above problems, an object of the present invention is to lock a multi-channel wavelength for fixing the output wavelength of the light source to the desired wavelength without using an optical interference filter applied to a temperature-sensitive etalon or short channel It is to provide a device and a locking method thereof.
도 1은 에탈론을 기본으로 하는 다채널 파장 잠금장치의 구성을 도시한 것이다.Figure 1 shows the configuration of a multi-channel wavelength locking device based on etalon.
도 2는 도 1의 일부 구성요소인 제 1 및 제 2 디텍터에 의해 감지된 두 광신호의 파장에 대한 출력을 도시한 것이다.FIG. 2 shows the output for the wavelengths of two optical signals sensed by the first and second detectors, which are some components of FIG. 1.
도 3은 광학간섭필터를 사용하는 단채널 파장 잠금장치의 구성을 도시한 것이다.3 shows a configuration of a short channel wavelength locking device using an optical interference filter.
도 4는 광학간섭필터의 투과/반사 특성을 도시한 것이다.4 shows the transmission / reflection characteristics of the optical interference filter.
도 5는 본 발명에 따른 제1 실시예의 다채널 파장 잠금장치의 구성을 도시한 것이다.5 shows the configuration of the multi-channel wavelength lock of the first embodiment according to the present invention.
도 6은 도 5의 일부 구성요소인 파장 필터를 투과한 빛의 편광상태에 따른 투과 특성을 각각 도시한 것이다.6 illustrates transmission characteristics according to polarization states of light transmitted through a wavelength filter, which is a part of FIG. 5.
도 7은 도 5의 일부 구성요소인 검출기로 향하는 빛의 파장에 따른 빛의 세기를 나타낸 것이다.FIG. 7 illustrates the intensity of light according to the wavelength of light directed toward the detector, which is a component of FIG. 5.
도 8 및 도 9는 광축이 빛의 진행방향과 수직한 웨이브플레이트 A 와 B를 진행하는 빛의 특성을 각각 도시한 것이다.8 and 9 show the characteristics of the light traveling through the wave plates A and B where the optical axis is perpendicular to the traveling direction of the light.
도 10은 본 발명에 따른 제2 실시예의 다채널 파장 잠금장치의 구성을 도시한 것이다.Fig. 10 shows the configuration of the multi-channel wavelength lock of the second embodiment according to the present invention.
도 11은 도 10의 일부 구성요소인 파장 필터를 투과한 빛의 스펙트럼을 각각 도시한 것이다.FIG. 11 illustrates a spectrum of light transmitted through a wavelength filter, which is a part of FIG. 10.
상기한 바와 같은 목적을 실현하기 위한 본 발명에 따른 다채널 파장 잠금장치의 특징은, 광선로를 진행하는 광신호의 일부가 입력되면, 상기 광신호를 편광 상태가 서로 수직하면서 선형 편광된 두 개의 빛으로 분리하는 편광분리부; 상기 편광분리부에 의해 분리된 선형 편광된 빛에서 특정 파장 주기의 편광상태만을 선택적으로 회전시켜 파장에 따라 편광상태가 주기적으로 다른 빛을 투과시키는 파장 필터; 상기 파장 필터를 투과한 빛 중 원하는 광축 방향으로 선형 편광된 빛만을 투과시키는 선형편광자; 상기 편광분리부와 선형편광자를 투과한 두 빛의 세기를 측정하는 검출부; 및 상기 검출기에서 검출된 빛의 세기를 비교하여 그 비교결과에 따라 광원에 피드백신호를 출력하여 파장을 안정화시키는 회로부를 포함한다.A feature of the multi-channel wavelength locking device according to the present invention for realizing the above object is that when a part of the optical signal traveling through the optical path is input, the optical signal is linearly polarized with the polarization states of two light Polarization separator to separate; A wavelength filter selectively rotating only a polarization state of a specific wavelength period in the linearly polarized light separated by the polarization separator to transmit light having a different polarization state periodically according to the wavelength; A linear polarizer for transmitting only linearly polarized light in a desired optical axis direction among the light transmitted through the wavelength filter; A detector for measuring the intensity of two light passing through the polarization separator and the linear polarizer; And a circuit unit for comparing the intensity of light detected by the detector and outputting a feedback signal to the light source according to the comparison result to stabilize the wavelength.
또한, 본 발명은 상기 입력되는 광신호를 시준화하는 광콜리메이터를 더 포함한다.The present invention further includes an optical collimator for collimating the input optical signal.
상기 편광분리부는 편광분리기(Polarization Beam Splitter; PBS) 또는 복굴절 결정수단 중 어느 하나를 사용한다.The polarization splitter uses any one of a polarization beam splitter (PBS) or a birefringence determining unit.
상기 파장 필터는, 방해석(calcite), 금홍석(rutile), LiNbO3(lithium niobate), YVO4와 같은 복굴절 결정수단을 직렬 연결하여 구성되는 것이 바람직하다.The wavelength filter is preferably configured by connecting a series of birefringent determination means such as calcite, rutile, liNbO3 (lithium niobate), and YVO 4 in series.
상기 복굴절 결정수단은 광축이 빛의 진행 평면 내에 위치하고, 광축이 빛의 진행 방향과 수직하게 잘라지는 것이 바람직하다.In the birefringence determining means, it is preferable that the optical axis is located in the traveling plane of the light and the optical axis is cut perpendicular to the traveling direction of the light.
상기 파장 필터는, 선형 편광된 빛이 상기 복굴절 결정수단을 투과한 후 발생하는 정상광선과 이상광선 사이에서 일어나는 간섭 현상에 기초하는 것이 바람직하다.The wavelength filter is preferably based on an interference phenomenon that occurs between normal and abnormal light generated after linearly polarized light passes through the birefringent determining means.
상기 파장 필터는 복굴절 결정수단의 종류와 개수, 광축의 각도와 복굴절 결정의 두께와 같은 특성을 다르게 직렬 연결함으로써 투과 특성을 조절할 수 있다.The wavelength filter may control the transmission characteristics by differently connecting the types and the number of the birefringent determining means, the characteristics such as the angle of the optical axis and the thickness of the birefringent crystal in series.
상기 파장 필터는, 상기 복굴절 결정수단에서 정상 광선과 이상 광선 사이의 광 진행경로는 동일하고, 굴절률 차에 의한 위상 차만이 발생하는 것이 바람직하다.It is preferable that the wavelength filter has the same light propagation path between the normal light beam and the abnormal light beam in the birefringence determining means, and only the phase difference due to the refractive index difference is generated.
상기 검출부는, 상기 파장 필터와 특정 방향의 투과축을 갖는 선형편광자를 투과한 빛을 검출하여 파장에 대하여 주기적인 신호를 출력하는 제1 검출기; 및 상기 편광분리부에 의해 분리된 선형 편광된 빛을 직접 검출하여 파장 잠금 기능의수행시 기준이 되는 기준 신호를 출력하는 제2 검출기로 구성된다.The detector may include: a first detector configured to detect light passing through the linear polarizer having the wavelength filter and the transmission axis in a specific direction and output a periodic signal with respect to the wavelength; And a second detector for directly detecting the linearly polarized light separated by the polarization separator and outputting a reference signal as a reference when performing the wavelength lock function.
상기 회로부는 잠금 파장에 대한 포획 범위를 두고, 상기 포획 범위에서 변화하는 파장에 대해 초기 잠금 파장으로 이동하도록 광원으로 피드백 신호를 보내어 광원의 온도를 증감시킴으로써 파장을 상기 잠금 파장으로 고정시키는 것이 바람직하다.Preferably, the circuit portion has a capture range for the lock wavelength and fixes the wavelength at the lock wavelength by sending a feedback signal to the light source to increase or decrease the temperature of the light source to move to the initial lock wavelength with respect to the wavelength changing in the capture range. .
한편, 본 발명에 따른 다채널 파장 잠금방법의 특징은, a) 광선로를 진행하는 광신호의 일부가 입력되면, 상기 광신호를 편광상태가 서로 수직이면서 선형 편광된 두 개의 빛으로 분리하는 단계; b) 상기 a) 단계에서 분리된 두 빛 중에서 하나는 특정 파장대의 편광상태만을 선택적으로 회전시켜 파장에 따라 편광상태가 주기적으로 다른 빛으로 투과되고, 나머지 하나는 빛의 세기를 측정하여 기준 신호로 출력하는 단계; c) 상기 b) 단계의 파장필터를 투과한 빛 중 원하는 광축 방향으로 선형 편광된 빛만을 투과한 후 빛의 세기를 측정하여 비교 신호로 출력하는 단계; 및 d) 상기 b) 단계와 c) 단계에서 출력되는 기준 신호와 비교 신호를 비교하여 광원의 파장이 원하는 파장에 위치하도록 파장을 고정 및 안정화시키는 단계를 포함한다.On the other hand, a feature of the multi-channel wavelength lock method according to the present invention, a) when a portion of the optical signal traveling through the optical path is input, separating the optical signal into two linearly polarized light while the polarization state is perpendicular to each other; b) One of the two lights separated in step a) selectively rotates only the polarization state of a specific wavelength band so that the polarization state is periodically transmitted to other light according to the wavelength, and the other is measured as the reference signal by measuring the intensity of the light. Outputting; c) transmitting only the linearly polarized light in a desired optical axis direction among the light transmitted through the wavelength filter of step b), and then measuring the light intensity and outputting it as a comparison signal; And d) comparing the reference signal and the comparison signal output in steps b) and c) to fix and stabilize the wavelength such that the wavelength of the light source is located at a desired wavelength.
상기 b) 단계는 a) 단계에서 분리된 두 빛 중에서 하나가 편광상태가 파장에 따라 주기적으로 다른 빛으로 투과되는 단계에서는, 방해석(calcite), 금홍석(rutile), LiNbO3(lithium niobate), YVO4와 같은 복굴절 결정수단이 직렬 연결된 파장 필터를 투과하는 것이 바람직하다.In step b), one of the two lights separated in step a) is transmitted through different light periodically according to the wavelength of polarization, calcite, rutile, liNbO3 (lithium niobate), YVO 4 It is preferable that the birefringence determining means such as transmit the wavelength filter connected in series.
상기 복굴절 결정수단은 광축이 빛의 진행 평면 내에 위치하고, 광축이 빛의 진행방향과 수직하게 잘라지는 것이 바람직하다.In the birefringence determining means, the optical axis is located in the traveling plane of light, and the optical axis is preferably cut perpendicular to the traveling direction of the light.
상기 파장 필터는, 선형편광된 빛이 상기 복굴절 결정수단을 투과한 후 발생하는 정상광선과 이상광선 사이에서 일어나는 간섭 현상에 기초하는 것이 바람직하다.The wavelength filter is preferably based on an interference phenomenon that occurs between normal and abnormal light generated after linearly polarized light passes through the birefringent determining means.
상기 b) 단계는, 상기 복굴절 결정수단에서 정상 광선과 이상 광선 사이의 광 진행경로는 동일하고, 굴절률 차에 의한 위상 차만이 발생하는 것이 바람직하다.In the step b), the light propagation path between the normal light beam and the abnormal light beam in the birefringence determining means is the same, and it is preferable that only the phase difference due to the refractive index difference occurs.
상기 복굴절 결정수단의 복굴절 특성과 그에 따른 위상 차를 이용하여 상기 파장필터를 투과한 정상 광선의 세기(Io)와 이상 광선의 세기(Ie)를 구해보면, 하기한 수학식 4와 같다.Using the birefringence characteristics of the birefringence determining means and the phase difference, the intensity Io of the normal light beam and the intensity Ie of the abnormal light beam having passed through the wavelength filter are obtained as in Equation 4 below.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있는 바람직한 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 5는 본 발명에 따른 제1 실시예의 다채널 파장 잠금장치의 구성을 도시한 것이다.5 shows the configuration of the multi-channel wavelength lock of the first embodiment according to the present invention.
도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 제1 실시예의 다채널 파장 잠금장치는, 광콜리메이터(도시되지 않음), 편광분리기(110), 파장필터(120), 선형편광자(130), 제1 및 제2 검출기(141, 143), 회로(150)를 포함한다.As shown in FIG. 5, the multi-channel wavelength locking device of the first embodiment of the present invention includes an optical collimator (not shown), a polarization separator 110, a wavelength filter 120, a linear polarizer 130, and a first polarizer 130. First and second detectors 141, 143, and circuit 150.
편광분리기(Polarization Beam Splitter; PBS)(110)는 가변 레이저(100)로부터의 출력신호 중 일부가 파장잠금장치로 들어온 입력 광신호를 편광상태가 서로 수직하고, 선형 편광된 두 개의 빛으로 나눈다.The polarization beam splitter (PBS) 110 divides an input optical signal, in which a part of the output signal from the variable laser 100, enters the wavelength lock device into two light with the polarization states perpendicular to each other and linearly polarized.
이때, 편광분리기(110)에 의해 나뉘어진 빛 중 일부는 파장 필터(120)로, 나머지 빛은 제2 검출기(143)로 향한다.At this time, some of the light divided by the polarization separator 110 is directed to the wavelength filter 120, the remaining light is directed to the second detector (143).
파장 필터(wavelength filter)(120)는 방해석(calcite), 금홍석(rutile), (LiNbO3)(lithium niobate), YVO4등의 복굴절 결정수단들을 직렬연결(cascade)하여 구성한 것이다.The wavelength filter 120 is formed by cascading birefringent determination means such as calcite, rutile, LiNbO3 (lithium niobate), and YVO 4 .
이러한 파장 필터(120)는 특정 파장을 갖는 선형 편광된 빛의 편광상태만을 선택적으로 회전시키고 이러한 특징은 파장에 대하여 주기적으로 나타나므로, 파장 필터(120)는 선형 편광된 빛이 복굴절 결정수단을 투과한 후 발생하는 정상광선과 이상광선 사이에서 일어나는 간섭현상에 기초한다.Since the wavelength filter 120 selectively rotates only the polarization state of the linearly polarized light having a specific wavelength and this characteristic is periodically displayed with respect to the wavelength, the wavelength filter 120 transmits the linearly polarized light through the birefringent determining means. It is based on the interference phenomenon that occurs between normal and abnormal light.
파장 필터(120)에서 사용되는 복굴절 결정수단들은 광축이 빛의 진행 방향과 수직하게 잘라진다.In the birefringence determining means used in the wavelength filter 120, the optical axis is cut perpendicular to the direction of light travel.
파장 필터(120)는 제작시 사용되는 복굴절 결정수단의 종류와 개수, 광축의 각도와 복굴절 결정의 두께 등을 다르게 직렬 연결하여 구성함으로서, 파장 필터의 투과 특성을 조절할 수 있다.The wavelength filter 120 is configured by differently connecting the type and number of the birefringent determination means used in the manufacturing, the angle of the optical axis and the thickness of the birefringent crystal in series, thereby controlling the transmission characteristics of the wavelength filter.
선형편광자(Linear Polarizer)는 원하는 광축 방향으로 선형 편광된 빛만을 투과시킨다.The linear polarizer transmits only linearly polarized light in a desired optical axis direction.
제1 및 제2 검출기(141, 143)는 편광분리기(110)에서 분리된 빛과 선형편광자(130)를 투과한 빛의 세기를 측정한다.The first and second detectors 141 and 143 measure the intensity of the light separated from the polarization separator 110 and the light transmitted through the linear polarizer 130.
회로(150)는 제1 및 제2 검출기(141, 143)에서 검출된 두 빛의 세기를 비교하고, 광원에 피드백 신호를 보내어 광원의 온도와 같은 특성을 제어하여 파장을 안정화시킨다.The circuit 150 compares the intensities of the two lights detected by the first and second detectors 141 and 143, and sends a feedback signal to the light source to control characteristics such as temperature of the light source to stabilize the wavelength.
광콜리메이터는 광섬유에서 나오는 빛을 퍼지지 않게 하기 위하여 GRIN 렌즈와 광섬유를 결합하여 사용한다. 따라서, 파장잠금장치 내부로 들어온 빛은 빛의 퍼짐에 의한 손실 없이 편광분리기(110), 파장 필터(120), 선형편광자(130), 제1 및 제2 검출기(141, 143)를 지나기 위해서 GRIN(graded index) 렌즈를 사용하는 광콜리메이터에 의해 시준화(collimate)된다.The optical collimator uses a combination of a GRIN lens and an optical fiber to prevent light from being emitted from the optical fiber. Accordingly, the light entering the wavelength lock device passes through the polarization separator 110, the wavelength filter 120, the linear polarizer 130, and the first and second detectors 141 and 143 without loss of light. (graded index) collimated by an optical collimator using a lens.
이와 같이 구성되는 본 발명에 따른 제1 실시예의 다채널 파장 잠금장치의 동작을 첨부한 도면을 참고하여 설명하면 다음과 같다.Referring to the accompanying drawings, the operation of the multi-channel wavelength lock device according to the first embodiment of the present invention configured as described above is as follows.
광선로를 진행하는 광신호의 일부가 입력되면, 이 광신호는 시준화하고 편광분리기(110)에 의해 편광상태가 서로 수직이면서 선형 편광된 두 개의 빛으로 분리된다.When a part of the optical signal traveling through the optical path is input, the optical signal is collimated and separated into two linearly polarized light while the polarization states are perpendicular to each other by the polarization separator 110.
이때, 편광분리기(110)에서 분리된 두 빛 중에서 하나는 파장 필터(120)로 향하고, 나머지 하나는 제2 검출기(143)로 입력된다.At this time, one of the two lights separated from the polarization separator 110 is directed to the wavelength filter 120, the other is input to the second detector (143).
파장 필터(120)를 투과한 빛은 선형평광자(130)를 통과하여 제1 검출기(141)로 입력된다. 그러면, 회로(150)는 제1 검출기(141)와 제2 검출기(143)에서 출력되는 신호를 각각 비교하여 광원의 파장이 원하는 파장에 위치하도록 파장을 고정 및 안정화시킨다.The light transmitted through the wavelength filter 120 passes through the linear lighter 130 and is input to the first detector 141. Then, the circuit 150 compares the signals output from the first detector 141 and the second detector 143, respectively, and fixes and stabilizes the wavelengths such that the wavelength of the light source is located at a desired wavelength.
위와 같이 진행되는 다채널 파장 잠금 방법을 보다 상세히 살펴보면 다음과 같다.Looking at the multi-channel wavelength locking method proceeds in more detail as follows.
도 6은 도 5의 일부 구성요소인 파장 필터를 투과한 빛의 편광상태에 따른 투과 특성을 각각 도시한 것이다.6 illustrates transmission characteristics according to polarization states of light transmitted through a wavelength filter, which is a part of FIG. 5.
도 6에 도시된 바와 같이, 파장 필터(120)에 입력된 선형 편광된 광신호(Io+Ie) 중 Io는 편광 상태의 변화 없이 투과하고, Ie는 편광 상태가 90°회전되어 투과한다. 여기서 Io와Ie는 파장 필터(120)를 투과하여 광 진행경로는 동일하고, 편광상태가 서로 수직한 두 빛을 의미한다.As shown in Figure 6, I o of the wavelength filter of the optical signal linearly polarized input to the (120) (I o + I e) is transmitted without change in polarization state, and I e is the polarization state is rotated 90 ° Permeate. Here, I o and I e refer to two light beams having the same light propagation path through the wavelength filter 120 and having a polarization state perpendicular to each other.
다시 말하면, 파장 필터(120)를 통과한 빛은 분배기(splitter)에서와 같이 두 개의 빛으로 나뉘는 것이 아니고, 한 개의 빛으로 진행하지만 파장에 따라 편광상태는 다르며, 이러한 특성은 파장에 대하여 주기적으로 나타난다.In other words, the light passing through the wavelength filter 120 is not divided into two lights as in a splitter, but proceeds as a single light, but the polarization state varies depending on the wavelength. appear.
이렇게 파장 필터(120)를 투과한 빛은 Io혹은Ie빛의 편광 방향과 동일한 방향의 투과축을 갖는 선형편광자(130)를 투과하여 제1 검출기(141)로 향하게 된다.To do this, passing through the wavelength filter 120, the light is directed to the first detector 141 is transmitted through the linear polarizer 130 having the transmission axis in the same direction as the polarization direction of the light I o or I e.
도 7은 도 5의 일부 구성요소인 검출기로 향하는 빛의 파장에 따른 빛의 세기를 나타낸 것이다.FIG. 7 illustrates the intensity of light according to the wavelength of light directed toward the detector, which is a component of FIG. 5.
도 7에 도시된 바와 같이, 제1 검출기(141)에서 검출된 빛은 파장 필터(120)와 특정 방향의 투과축을 갖는 선형편광자(130)를 투과한 것이고, 제2 검출기(143)에서 검출된 빛은 편광분리기(110)에 의해 분리된 선형 편광된 빛이 직접 검출된것이다.As shown in FIG. 7, the light detected by the first detector 141 is transmitted through the linear polarizer 130 having the wavelength filter 120 and the transmission axis in a specific direction, and is detected by the second detector 143. The light is directly detected by the linearly polarized light separated by the polarization separator (110).
이때, 제2 검출기(143)의 신호는 기준(reference) 신호로 사용되고, 회로(150)는 파장에 대하여 주기적인 제1 검출기의 신호를 제2 검출기의 신호와 비교하여 파장 잠금(wavelength locking) 기능을 수행한다.In this case, the signal of the second detector 143 is used as a reference signal, and the circuit 150 compares the signal of the first detector that is periodic with respect to the wavelength with the signal of the second detector. Do this.
즉, 최초 잠금 파장(locking wavelength)으로 고정된 가변 레이저(100)의 파장이 변함에 따라 제2 검출기(143)에서 검출되는 빛의 세기는 변화가 없지만, 제1 검출기(141)에서 검출되는 빛의 세기는 증가 혹은 감소하게 된다.That is, the intensity of light detected by the second detector 143 does not change as the wavelength of the variable laser 100 fixed to the first locking wavelength is changed, but the light detected by the first detector 141 does not change. The intensity of is increased or decreased.
따라서, 회로(150) 제1 검출기(141)에서 변화된 빛의 세기를 제2 검출기(143)에서 검출된 빛의 세기와 비교하여 제1 검출기(141)에서 검출된 빛의 세기가 더 클 경우, 가변 레이저(100)의 파장을 증가시키기 위해서 가변 레이저의 온도를 증가시킨다.Therefore, when the intensity of light detected by the first detector 141 is greater than the intensity of light changed by the first detector 141 of the circuit 150, the intensity of light detected by the first detector 141 is greater. In order to increase the wavelength of the variable laser 100, the temperature of the variable laser is increased.
반대로, 회로(150)는 제1 검출기(141)에서 검출된 빛의 세기가 제2 검출기(143)에서 검출된 빛의 세기보다 더 작을 경우, 가변 레이저(100)의 파장을 감소시키기 위해서 가변 레이저(100)의 온도를 감소시킨다.In contrast, the circuit 150 may adjust the variable laser to reduce the wavelength of the variable laser 100 when the intensity of light detected by the first detector 141 is smaller than the intensity of light detected by the second detector 143. Reduce the temperature of 100.
도 7에서 점선으로 표시된 부분은 주어진 잠금 파장에 대한 포획 범위(capture range)로서, 점선으로 표시된 범위 내에서 변화하는 파장은 회로(150)에 의해 가변 레이저(100)로 신호가 피드백 되어 가변 레이저(100)의 온도를 증가 혹은 감소함으로 파장을 잠금 파장으로 고정시킨다.In FIG. 7, the dotted line indicates a capture range for a given lock wavelength, and the wavelength varying within the range indicated by the dotted line is fed back by the circuit 150 to the variable laser 100 so that the variable laser ( The wavelength is fixed to the lock wavelength by increasing or decreasing the temperature of 100).
이렇게 제1 검출기(141) 및 제2 검출기(143)에서 검출된 신호를 사용하여 회로(150)에서 두 신호를 비교하고, 가변 레이저(100)로 피드백 신호를 보내주어 가변 레이저의 출력 신호는 안정화 될 수 있다.The two signals are compared in the circuit 150 using the signals detected by the first detector 141 and the second detector 143, and a feedback signal is sent to the variable laser 100 to stabilize the output signal of the variable laser. Can be.
파장 필터(120)는 선형 편광된 빛이 복굴절 결정수단을 투과한 후 발생하는 정상광선과 이상광선 사이에서 일어나는 간섭 현상에 기초하는데, 이를 수식을 이용해 상세히 설명하면 다음과 같다.The wavelength filter 120 is based on an interference phenomenon occurring between the normal light beam and the abnormal light beam generated after the linearly polarized light passes through the birefringent determining means.
도 8 및 도 9는 광축이 빛의 진행방향과 수직한 웨이브플레이트 A 와 B를 진행하는 빛의 특성을 각각 도시한 것이다.8 and 9 show the characteristics of the light traveling through the wave plates A and B where the optical axis is perpendicular to the traveling direction of the light.
θ는 웨이브플레이트(waveplate) A와 B의 광축이 이루는 각이다. 입사하는 선형 편광된 빛의 전기장 진폭은 E이고, 전기장 E의 방향은 웨이브플레이트 B의 광축 방향과 같다.θ is an angle formed by the optical axes of waveplates A and B. The electric field amplitude of the incident linearly polarized light is E, and the direction of the electric field E is the same as the optical axis direction of the wave plate B.
선형 편광된 빛이 웨이브플레이트 A를 진행하고 나면, 투과된 빛은 편광 방향이 광축에 수직하고 전기장의 진폭이 Eo인 정상광선(ordinary ray)과 편광 방향이 광축에 수평하고 전기장의 진폭이 Ee인 이상광선(extraordinary ray)으로 나뉜다.After the linearly polarized light travels through waveplate A, the transmitted light is normal ray with the polarization direction perpendicular to the optical axis and the amplitude of the electric field E o , and the polarization direction is horizontal to the optical axis and the amplitude of the electric field is E It is divided into extraordinary ray which is e .
이 두 빛은 복굴절 결정수단의 두께를 d라고 할 때 아래 수학식 1과 같은 광경로차(Δ)를 갖는다.These two lights have an optical path difference Δ as shown in Equation 1 below when the thickness of the birefringence determining means is d.
여기서, ne는 복굴절 결정수단의 이상 굴절률이고, no는 정상 굴절률이다. 그리고, 수학식 1로 인한 두 빛의 위상 차(δ)는 수학식 2와 같다.Where n e is the abnormal refractive index of the birefringent determining means and n o is the normal refractive index. In addition, the phase difference δ of two lights due to Equation 1 is equal to Equation 2.
웨이브플레이트 A를 나온 빛 Eo와 Ee는 웨이브플레이트 B로 들어간다. 웨이브플레이트 B에서는 Eo가 다시 정상광선 Eoo와 이상광선 Eoe로 나뉘어지고, Ee는 다시 정상광선 Eeo와 이상광선 Eee로 각각 나뉘어진다. 여기서 Eoo와 Eeo, Eoe와 Eee사이에서 각각 간섭이 일어난다.Light E o and E e from waveplate A enter waveplate B. In wave plate B, E o is divided into normal rays E oo and abnormal rays E oe , and E e is divided into normal rays E eo and abnormal rays E ee , respectively. Here, interference occurs between E oo and E eo , E oe and E ee , respectively.
도 9에 나타나 있듯이, Eoo와 Eeo는 전기장의 방향이 다르기 때문에 그들의 위상차는 π가 더 붙어야만 한다. 따라서 Eoo와 Eeo사이의 위상차()는 수학식 3과 같다.As shown in FIG. 9, since E oo and E eo are different in the direction of the electric field, their phase difference should be further attached to π. Therefore, the phase difference between E oo and E eo ( ) Is the same as Equation 3.
이러한 위상 차()를 이용하여 웨이브플레이트 B를 투과한 후의 Eoo와 Eeo, Eoe와 Eee사이의 간섭 현상에 의한 웨이브플레이트 B에 대한 정상광선과 이상광선의 세기(intensity) Io와 Ie를 구해보면 수학식 4와 같다.This phase difference Using), calculate the intensity of normal and abnormal light beams I o and I e for wave plate B due to the interference between E oo and E eo , E oe and E ee after passing through wave plate B See Equation 4.
수학식 4로부터 도 6과 같은 파형을 얻을 수가 있음을 알 수 있다.It can be seen from Equation 4 that the waveform shown in FIG. 6 can be obtained.
파장 필터(120)는 위에서 언급한 바와 같이 선형 편광된 빛이 광축이 빛의 진행방향과 수직인 복굴절 결정수단을 투과한 후에 발생하는 정상광선과 이상광선 사이의 위상차에 의한 간섭효과의 결과로 최종 투과된 빛은 편광상태가 서로 수직한 이상광선과 정상광선이 파장에 따라 세기(intensity)가 달라지는 현상이 나타난다.As mentioned above, the wavelength filter 120 has a final effect as a result of the interference effect due to the phase difference between the normal light beam and the abnormal light beam generated after the linearly polarized light passes through the birefringence determining means where the optical axis is perpendicular to the direction of light travel. In the transmitted light, the intensity of the abnormal light and the normal light in which the polarization states are perpendicular to each other varies depending on the wavelength.
파장 필터(120)를 투과한 빛은 Io또는 Ie만을 투과시키는 선형편광자(130)를 지나면 도 7의 제1 검출기(141)와 같이 빛의 세기가 파장에 따라서 주기적인 특성을 나타낸다.When the light passing through the wavelength filter 120 passes through the linear polarizer 130 that transmits only I o or I e , as shown in the first detector 141 of FIG. 7, the light intensity exhibits periodic characteristics according to the wavelength.
도 10은 본 발명에 따른 제2 실시예의 다채널 파장 잠금장치의 구성을 도시한 것이다.Fig. 10 shows the configuration of the multi-channel wavelength lock of the second embodiment according to the present invention.
도 10에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 제2 실시예의 다채널 파장 잠금장치는 위에서 언급한 제1 실시예와 유사한 구성을 갖지만, 제1 실시예에서 사용한 편광분리기 대신에 광축이 빛의 진행 평면 내에 위치하는 복굴절 결정수단(210)을 사용한다는 점에서 달라진다.As shown in Fig. 10, the multi-channel wavelength locking device of the second embodiment according to the present invention has a configuration similar to that of the first embodiment mentioned above, but instead of the polarization separator used in the first embodiment, the optical axis travels the light. It is different in that it uses the birefringent determining means 210 located in the plane.
이러한 제2 실시예의 다채널 파장 잠금장치의 동작을 첨부한 도면을 참고하여 살펴보면 다음과 같다.The operation of the multi-channel wavelength lock device of the second embodiment will be described with reference to the accompanying drawings.
먼저, 가변 레이저(100)로부터 입력되는 광신호는 복굴절 결정수단(210)에 의해 편광 상태가 서로 수직하면서 선형 편광된 두 개의 빛 11과 12로 나뉘어진다.First, the optical signal input from the variable laser 100 is divided into two light 11 and 12 linearly polarized while the polarization states are perpendicular to each other by the birefringence determining means 210.
이 두 빛 11과 12는 각각 파장 필터(220)로 향하고, 파장 필터(220)를 통과하여 각각 빛 21과 22로 변한다.These two lights 11 and 12 are directed to the wavelength filter 220, respectively, and pass through the wavelength filter 220 to light 21 and 22, respectively.
제1 실시예에서 언급한 바와 같이 파장 필터(220)를 통과한 선형 편광된 빛은 특정 파장을 갖는 빛의 편광상태만을 선택적으로 회전시키고, 이러한 특정 파장들은 주기적으로 나타난다.As mentioned in the first embodiment, the linearly polarized light passing through the wavelength filter 220 selectively rotates only the polarization state of light having a specific wavelength, and these specific wavelengths appear periodically.
따라서, 빛 21 중 편광상태가인 빛과 빛 22 중 편광상태가인 빛은 파장 필터(220)를 통과한 후 편광상태가 바뀌지 않은 빛이다. 그리고, 빛 21 중 편광상태가인 빛과 빛 22 중 편광상태가인 빛은 파장 필터(220)를 통과한 후 편광상태가 90 °회전한 빛이다.Therefore, the polarization state of light 21 Polarized state of light and light 22 Phosphorus light is light whose polarization state does not change after passing through the wavelength filter 220. And the polarization state of light 21 Polarized state of light and light 22 Phosphorus light is light in which the polarization state is rotated 90 ° after passing through the wavelength filter 220.
도 11은 도 10의 일부 구성요소인 파장 필터를 투과한 빛의 스펙트럼을 각각 도시한 것이다.FIG. 11 illustrates a spectrum of light transmitted through a wavelength filter, which is a part of FIG. 10.
도 11에 나타나 있듯이, 빛 21과 빛 22 중 편광 상태가 바뀌지 않은 빛은 101의 스펙트럼을 나타내고, 빛 21과 빛 22 중 편광 상태가 90° 회전한 빛은 102의 스펙트럼을 나타낸다.As shown in FIG. 11, the light of which the polarization state is not changed among the light 21 and the light 22 shows a spectrum of 101, and the light whose polarization state is rotated by 90 ° among the light 21 and the light 22 shows a spectrum of 102.
이러한 빛 21과 빛 22가 투과축의 방향이인 선형편광자(230)를 통과할 경우에, 두 빛은 편광방향이이고, 선형 편광된 빛 31과 32가 나온다.These light 21 and light 22 is the direction of the transmission axis In the case of passing through the linear polarizer 230, the two light beams And linearly polarized light 31 and 32.
이때, 빛 31은 101의 스펙트럼을 갖고, 빛 32는 102의 스펙트럼을 갖는다. 즉, 도 11에서 101의 스펙트럼을 갖는 빛 31은 제1 검출기(241)로 향하게 되고, 102의 스펙트럼을 갖는 빛 32는 제2 검출기(243)로 향하게 된다.In this case, light 31 has a spectrum of 101 and light 32 has a spectrum of 102. That is, in FIG. 11, light 31 having a spectrum of 101 is directed to the first detector 241, and light 32 having a spectrum of 102 is directed to the second detector 243.
결국, 도 11에서 101과 102 스펙트럼은 각각 제1 검출기(241)와 제2검출기(243)에서 검출된 파장에 따른 빛의 세기를 나타낸다. 101과 102 스펙트럼의 주기는 동일하고, 각각의 빛의 세기가 최대인 파장과 최소인 파장이 동일하다. 즉, 101 스펙트럼의 세기가 최대인 파장과 102 스펙트럼의 세기가 최소인 파장이 같다.As a result, in FIG. 11, the 101 and 102 spectrums represent light intensities according to wavelengths detected by the first detector 241 and the second detector 243, respectively. The periods of the 101 and 102 spectra are the same, and the wavelength at which the intensity of each light is the maximum and the wavelength at the minimum is the same. In other words, the wavelength with the maximum intensity of 101 spectrum and the wavelength with the minimum intensity of 102 spectrum are the same.
회로(250)는 이러한 주기적인 두 개의 신호를 서로 비교하여 파장 잠금 기능을 수행한다.The circuit 250 compares these two periodic signals with each other to perform a wavelength lock function.
이때, 초기 잠금 파장으로 고정된 가변 레이저(100)의 파장이 변함에 따라 제1 검출기(241)와 제2 검출기(243)에서 검출되는 빛의 세기는 서로 증가 혹은 감소하게 되어, 두 검출기에서 검출되는 빛의 세기의 차가 점점 커지게 된다.At this time, as the wavelength of the variable laser 100 fixed to the initial lock wavelength is changed, the intensity of light detected by the first detector 241 and the second detector 243 increases or decreases with each other, thereby detecting by the two detectors. The difference in the intensity of the light becomes larger.
제1 검출기(241)에서 검출된 빛의 세기가 제2 검출기(243)에서 검출된 빛의 세기보다 더 클 경우, 회로(250)는 가변 레이저(100)의 파장이 잠금 파장보다 더 크기 때문에 가변 레이저(100)의 파장을 감소시켜야만 한다.If the intensity of light detected by the first detector 241 is greater than the intensity of light detected by the second detector 243, the circuit 250 is variable because the wavelength of the variable laser 100 is greater than the lock wavelength. The wavelength of the laser 100 must be reduced.
한편, 제1 검출기(241)에서 검출된 빛의 세기가 제2 검출기(243)에서 검출된 빛의 세기보다 더 작을 경우, 회로(250)는 가변 레이저(100)의 파장이 잠금 파장보다 더 작기 때문에 가변 레이저(100)의 파장을 증가시켜야만 한다.On the other hand, when the intensity of light detected by the first detector 241 is smaller than the intensity of light detected by the second detector 243, the circuit 250 determines that the wavelength of the variable laser 100 is smaller than the lock wavelength. Therefore, the wavelength of the variable laser 100 must be increased.
따라서, 회로(250)는 제1 검출기(241)와 제2 검출기(243)에서 검출된 빛의 세기를 비교하고, 그 비교 결과에 따라 가변 레이저(100)에 피드백 신호를 보내어 가변 레이저의 출력 파장을 안정화시킨다.Accordingly, the circuit 250 compares the intensity of the light detected by the first detector 241 and the second detector 243, and sends a feedback signal to the variable laser 100 according to the comparison result to output the wavelength of the variable laser. Stabilize.
제2 실시예에 따른 다채널 파장 잠금장치는 제1 실시예에 따른 다채널 파장 잠금장치에 비해 제1 검출기 및 제2 검출기에서 검출되는 빛의 세기 차가 더 크기때문에 더욱 정밀하게 파장 잠금 기능을 수행할 수 있다.The multi-channel wavelength locking device according to the second embodiment performs the wavelength locking function more precisely because the difference in the intensity of light detected by the first and second detectors is larger than that of the multi-channel wavelength locking device according to the first embodiment. can do.
이렇게, 본 발명에서 제안하는 각 실시예에 따른 다채널 파장잠금장치는 에탈론이나 광학간섭필터를 사용하지 않고, 복굴절 결정(birefringent crystal) 수단들을 직렬 연결한 파장 필터를 사용하여 파장 잠금 기능을 수행한다.As described above, the multi-channel wavelength locking device according to the embodiment proposed in the present invention performs a wavelength locking function using a wavelength filter in which birefringent crystal means are connected in series without using an etalon or an optical interference filter. do.
또한, 본 발명에서 제안하는 각 실시예에 따른 다채널 파장 잠금장치는 복굴절 결정수단의 복굴절 특성과 파장 필터에 의해 위상차를 갖게되는 선형 편광되고 편광상태가 서로 수직한 정상광선과 이상광선 사이의 간섭현상을 이용한다.In addition, the multi-channel wavelength locking device according to the embodiment proposed in the present invention has a birefringence characteristic of the birefringence determining means and an interference between the normal light beam and the abnormal light beam having a phase difference by the wavelength filter and the polarization states are perpendicular to each other. Use the phenomenon.
따라서, 각 실시예에 따른 다채널 파장 잠금장치는 복굴절 결정수단들의 온도 의존성이 에탈론에 비해 현저하게 적기 때문에 온도 등의 주변 환경을 정밀 조절하지 않고도 다채널에 대하여 파장 잠금 기능을 수행할 수 있다.Therefore, since the temperature dependence of the birefringence determining means is significantly less than that of the etalon, the multichannel wavelength locking device according to each embodiment can perform the wavelength locking function for the multichannel without precisely adjusting the surrounding environment such as temperature. .
어느 한 실시예에서 언급한 내용 중 다른 실시예에도 적용할 수 있는 내용은 다른 실시예에서 특별히 언급하지 않아도 이를 적용할 수 있는 것은 당업자에게 자명하다.It is apparent to those skilled in the art that the information mentioned in any one embodiment can be applied to other embodiments even if it is not specifically mentioned in the other embodiments.
상기 도면과 발명의 상세한 설명은 단지 본 발명의 예시적인 것으로서, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.The drawings and detailed description of the invention are merely exemplary of the invention, which are used for the purpose of illustrating the invention only and are not intended to limit the scope of the invention as defined in the appended claims or claims. Therefore, those skilled in the art will understand that various modifications and equivalent other embodiments are possible from this. Therefore, the true technical protection scope of the present invention will be defined by the technical spirit of the appended claims.
본 발명에 의한 다채널 파장 잠금장치 및 그 잠금 방법은 온도 의존성이 기존에 사용되는 에탈론에 비해 현저히 적어 온도 등의 주변 환경을 정밀 조절하지 않고도 다채널에 대하여 파장 잠금 기능을 수행할 수 있고, 그로 인해 파장 잠금장치의 특성이 악화되는 것이 방지될 수 있는 효과가 있다.The multi-channel wavelength locking device and the locking method according to the present invention have a significantly less temperature dependence than conventional etalons, so that the wavelength locking function can be performed on the multi-channel without precise control of the surrounding environment such as temperature. Thereby, there is an effect that the deterioration of the characteristics of the wavelength locking device can be prevented.
Claims (15)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR10-2002-0035359A KR100458549B1 (en) | 2002-06-24 | 2002-06-24 | Multi-channel wavelength locker and method thereof |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR10-2002-0035359A KR100458549B1 (en) | 2002-06-24 | 2002-06-24 | Multi-channel wavelength locker and method thereof |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20040000188A KR20040000188A (en) | 2004-01-03 |
| KR100458549B1 true KR100458549B1 (en) | 2004-12-03 |
Family
ID=37312239
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR10-2002-0035359A KR100458549B1 (en) | 2002-06-24 | 2002-06-24 | Multi-channel wavelength locker and method thereof |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR100458549B1 (en) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100703412B1 (en) * | 2005-02-02 | 2007-04-03 | 삼성전자주식회사 | Mode locking optical transceiver and passive optical network using the same |
| KR101864261B1 (en) | 2016-10-31 | 2018-06-05 | (주)켐옵틱스 | Wavelength locker structure for tunable laser and wavelength locking method for tunable laser |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4807953A (en) * | 1985-05-09 | 1989-02-28 | British Telecommunications Public Limited Company | Apparatus and method for frequency locking electromagnetic optical signals |
| US5379309A (en) * | 1993-08-16 | 1995-01-03 | California Institute Of Technology | High frequency source having heterodyned laser oscillators injection-locked to a mode-locked laser |
| JP2001194299A (en) * | 2000-01-11 | 2001-07-19 | Board Of Trustees For The Leland Stanford Junior Univ | Cavity ring-down spectral system and method |
| JP2002016318A (en) * | 2000-06-30 | 2002-01-18 | Furukawa Electric Co Ltd:The | Wavelength locker module |
-
2002
- 2002-06-24 KR KR10-2002-0035359A patent/KR100458549B1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4807953A (en) * | 1985-05-09 | 1989-02-28 | British Telecommunications Public Limited Company | Apparatus and method for frequency locking electromagnetic optical signals |
| US5379309A (en) * | 1993-08-16 | 1995-01-03 | California Institute Of Technology | High frequency source having heterodyned laser oscillators injection-locked to a mode-locked laser |
| JP2001194299A (en) * | 2000-01-11 | 2001-07-19 | Board Of Trustees For The Leland Stanford Junior Univ | Cavity ring-down spectral system and method |
| JP2002016318A (en) * | 2000-06-30 | 2002-01-18 | Furukawa Electric Co Ltd:The | Wavelength locker module |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20040000188A (en) | 2004-01-03 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US20200292805A1 (en) | Optical measurement for illuminating a sample with filtered light and measuring fluorescence from the sample | |
| US5798859A (en) | Method and device for wavelength locking | |
| EP0867989B1 (en) | Wavelength tunable semiconductor laser light source | |
| US10461493B2 (en) | Wavelength locker using multiple feedback curves to wavelength lock a beam | |
| EP1371156A2 (en) | Dynamic gain equalizer | |
| KR100283278B1 (en) | High Capacity Wavelength Division Multiplexer | |
| US5729347A (en) | Optical wavelength measurement system | |
| US7221452B2 (en) | Tunable optical filter, optical apparatus for use therewith and method utilizing same | |
| JP2007271783A (en) | Light source apparatus and light source system | |
| US6552856B1 (en) | Multi-channel wavelength locker using gas tuning | |
| US7116848B2 (en) | Optical spectrum analyzer using a diffraction grating and multi-pass optics | |
| KR100458549B1 (en) | Multi-channel wavelength locker and method thereof | |
| US6819429B2 (en) | Multi-pass optical spectrum analyzer having a polarization-dependent tunable filter | |
| US7133136B2 (en) | Wavelength monitor | |
| US9972964B2 (en) | Polarization-based dual channel wavelength locker | |
| JPH04264223A (en) | Mode-distribution observing apparatus and optical filter | |
| CN111194528B (en) | Wavelength monitoring and/or control device, laser system comprising said device and method of operating said device | |
| US20020081065A1 (en) | Fabry-perot etalon, wavelength measuring apparatus, and wavelength tunable light source device with built-in wavelength measuring apparatus | |
| US6864980B2 (en) | Linear filter based wavelength locking optical sub-assembly and associated methods | |
| US20030007521A1 (en) | System and method for measuring, tuning and locking laser wavelengths over a broadband range | |
| US11143819B2 (en) | Optical filter control | |
| CA2270102A1 (en) | Wavelength monitoring system | |
| KR100521138B1 (en) | Wavelength detection and stabilization apparatus, and method thereof | |
| US20180088378A1 (en) | Polarimetric-analysis-type dual liquid crystal wavelength filter module | |
| CA2304898A1 (en) | Multi-pass tunable optical filter using a polarization-dependent filter element, and multi-pass optics therefor |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20110720 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20120711 Year of fee payment: 9 |
|
| LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |