KR100935394B1 - 초고주파 광학 필터 및 이를 이용한 초고주파 필터링 방법 - Google Patents

초고주파 광학 필터 및 이를 이용한 초고주파 필터링 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 입력 편광기, 복수개의 복굴절 광섬유, 복수개의 편광 제어부 및 출력 편광기를 구비한 파장 간격 조절 필터부를 이용하여 다양한 파장 간격을 가지는 다파장 채널 필터 빔 패턴을 생성할 수 있는 광학 필터 및 이를 이용한 초고주파 필터링 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 광학 필터는 광원; 상기 광원으로부터 방출된 광으로부터 다파장 채널 필터 빔 패턴을 생성하는 파장 간격 조절 필터부; 입력 신호에 따라 상기 파장 간격 조절 필터부로부터 출력되는 상기 다파장 채널 필터 빔 패턴을 초고주파 입력으로 변조하는 변조부; 및 상기 변조부가 변조한 다파장 채널 필터 빔 패턴을 복조하여 초고주파 출력 신호를 생성하는 복조부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

초고주파 광학 필터 및 이를 이용한 초고주파 필터링 방법{PHOTONIC MICROWAVE FILTER AND FILTERING METHOD USING THE SAME}
본 발명은 초고주파 광학 필터 및 이를 이용한 필터링 방법에 관한 것으로, 특히 입력 편광기, 복수개의 복굴절 광섬유, 복수개의 편광 제어부 및 출력 편광기를 구비한 파장 간격 조절 필터부를 이용하여 다양한 파장 간격을 가지는 다파장 채널 필터 빔 패턴을 생성할 수 있는 초고주파 광학 필터 및 이를 이용한 필터링 방법에 관한 것이다.
트랜스버설 필터(transversal filter)는 입력되는 초고주파 신호를 N 개의 채널로 분기하고 각 채널에 대하여 일정한 시간간격으로 위상지연을 발생시킨 후 하나의 신호로 묶어 특정 주파수 대역을 통과 시키는 필터이다.
종래 기술에 따른 초고주파 트랜스버설 필터는 마이크로 스트립 선로를 이용하여 제작한다. 마이크로 스트립 선로를 이용하는 경우, 필연적으로 고차 공진 모드에서 투과 대역이 생성되며 이를 방치하는 경우에는 초고주파 신호의 품질을 낮추는 요인으로 작용한다. 따라서 트랜스버설 필터는 고차 공진 모드를 제거하기 위한 추가적인 초고주파 필터가 필요하다는 문제점이 있다.
본 발명은 마이크로파 기존의 트랜스버설 타입의 초고주파 필터가 갖고 있는 패스밴드가 주기적으로 나타나는 단점을 해결하여 단일 패스밴드를 구현하면서 동시에 그 단일 패스밴드의 주파수 가변성을 실현하는 것을 그 목적으로 한다.
본 발명에 따른 광학 필터는 광원; 상기 광원으로부터 방출된 광으로부터 다파장 채널 필터 빔 패턴을 생성하는 파장 간격 조절 필터부; 입력 신호에 따라 상기 파장 간격 조절 필터부로부터 출력되는 상기 다파장 채널 필터 빔 패턴을 초고주파 입력 신호로 변조하는 변조부; 및 상기 변조부가 변조한 다파장 채널 필터 빔 패턴을 복조하여 초고주파 출력 신호를 생성하는 복조부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 필터링 방법은 (a) 광원으로부터 방출된 광을 파장 간격 조절 필터부에 입사시켜 다파장 채널 필터 빔 패턴을 생성하는 단계; (b) 상기 파장 간격 조절 필터부로부터 출력되는 상기 다파장 채널 필터 빔 패턴을 초고주파 입력 신호에 따라 변조하는 단계; 및 (c) 상기 (b) 단계에서 변조된 다파장 채널 필터 빔 패턴을 복조하여 초고주파 출력 신호를 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 광학 필터 및 이를 이용한 초고주파 필터링 방법은 고차 공 진 모드를 제거하기 위한 추가적인 초고주파 필터가 필요하지 않으므로 그 구성 및 해석이 간단하다는 장점이 있다.
또한, 본 발명에 따른 초고주파 광학 필터 및 이를 이용한 필터링 방법은 입력 편광기, 복수개의 복굴절 광섬유, 복수개의 편광 제어부 및 출력 편광기를 구비한 파장 간격 조절 필터부를 이용하여 다양한 파장 간격을 가지는 다파장 채널 필터 빔 패턴을 생성할 수 있으므로, 고차 공진 모드의 효과적인 제거가 가능하다는 장점이 있다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 초고주파 광학 필터를 도시한 개략도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 초고주파 광학 필터는 광원(100), 파장 간격 조절 필터부(110), 변조부(120) 및 복조부(130)를 포함한다.
광원(100)은 초광대역 슈퍼콘티뉴엄 광을 생성하여 방출한다.
광원(100)의 상세한 구성은 도 2를 참조하여 설명한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 초고주파 광학 필터의 광원(100)을 도시한 개략도이다.
도 2를 참조하면, 광원(100)은 광 증폭기(200), Er-Yb 증폭기(210), 비선형 광섬유부(220) 및 스펙트럼 평탄화 필터(230)를 포함한다.
광 증폭기(200)는 씨드 ASE(amplified spontaneous emission) 빔을 생성한 다. 광 증폭기(200)는 에르븀 첨가 광 증폭기(erbium doped fiber amplifier)인 것이 바람직하다.
Er-Yb 증폭기(210)는 광 증폭기(200)로부터 출력되는 씨드 ASE 빔을 증폭한다. 씨드 ASE 빔은 Er-Yb 증폭기(210)에 의해 최대 29dBm까지 증폭될 수 있다.
비선형 광섬유부(220)는 증폭된 씨드 ASE 빔을 비극성 광대역 빔으로 변환한다. 비선형 광섬유부(220)는 약 2km의 HNL-DSF (highly nonlinear dispersion-shifted fiber)를 포함하는 것이 바람직하다. 증폭된 씨드 ASE 빔은 비선형 광섬유부(220)에 의해 130nm의 대역폭을 가지는 비극성 광대역 빔으로 변환될 수 있다.
스펙트럼 평탄화 필터(230)는 비선형 광섬유부(220)로부터 출력되는 비극성 광대역 빔을 평탄화하여 사각 스펙트럼 빔(rectangular continuous-wave super-continuum beam)을 생성한다. 스펙트럼 평탄화 필터(230)로서, 광섬유 장주기 격자 또는 공간-광 변조기(Spatial Light Modulator)가 이용될 수 있다.
공간-광 변조기는 광섬유로부터 출력되는 광을 시준 렌즈(collimation lens)를 이용하여 회절격자에 입력하고 공간에 대해 파장별로 분해한 후 분해된 광을 디지털 미러 장치(digital mirror device)에 입력하여 평탄화를 수행한다.
도 3a 및 도 3b는 평탄화 전후의 광의 스펙트럼을 도시한 그래프로서, 도 3a에 도시된 스펙트럼을 가지는 광이 스펙트럼 평탄화 필터(230)를 통과하면 도 3b와 같이 평탄화된다.
다시 도 1을 참조하면, 파장 간격 조절 필터부(110)는 광원(100)으로부터 방출된 광으로부터 다파장 채널 필터 빔 패턴을 생성한다.
파장 간격 조절 필터부(110)에 관하여 상세히 설명하면 아래와 같다.
도 4는 파장 간격 조절 필터부(110)의 일실시예를 도시한 개략도이다.7
도 4를 참조하면, 파장 간격 조절 필터부(110)는 입력 편광기(300), 제1 내지 제N 복굴절 광섬유(320-1 내지 320-N), 제1 내지 제N 편광 제어부(310-1 내지 310-N), 제(N+1) 편광 제어부(310-(N+1)) 및 출력 편광기(330)를 포함한다.
입력 편광기(300)는 광원(100)으로부터 방출되는 광을 편광화한다. 즉, 입력 편광기(300)는 통과하는 광의 편광 성분 중 특정 편광 성분만을 통과시킨다. 입력 편광기(300)는 상기 통과하는 광을 선형 편광화하는 것이 바람직하다.
제1 내지 제N 복굴절 광섬유(320-1 내지 320-N) 각각은 입력되는 광의 광축에 따라 입력되는 광을 복굴절시킨다. 제1 내지 제N 복굴절 광섬유(320-1 내지 320-N) 각각에 입력되는 광은 광축에 따라 서로 다른 굴절율을 가지므로 광축에 따라 서로 다른 전파 속도를 가진다. 예를 들어, 제1 편광 제어부(310-1)가 통과하는 광의 편광각을 -45°만큼 조절하여 제1 복굴절 광섬유(320-1)에 입사시키면, 제1 복굴절 광섬유(320-1)는 입사된 광의 x축 및 y축의 편광 성분에 따라 입사된 광을 복굴절시킨다. 따라서 입력되는 광은 광축에 따라 위상지연이 발생하여 그 편광 상태가 변화한다. 광의 파장이 변화하면 파장에 따라 주기적으로 위상 변화가 발생하게 되어 그 편광 상태가 변화한다.　제1 내지 제N 복굴절 광섬유(320-1 내지 320-N)는 각각 고복굴절 광섬유(high-birefringent optical fiber)인 것이 바람직하다.
제1 내지 제N 편광 제어부(310-1 내지 310-N)는 제1 내지 제N 복굴절 광섬유(320-1 내지 320-N)와 교대로 배치되며, 제1 내지 제N 복굴절 광섬유(320-1 내지 320-N)로부터 출력되는 광의 편광각을 각각 조절한다.
제1 내지 제N 편광 제어부(310-1 내지 310-N) 각각은 제1 내지 제N 복굴절 광섬유(320-1 내지 320-N) 각각으로부터 출력되는 광의 편광각을 -45°, 0° 또는 45°만큼 조절하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 제1 편광 제어부(310-1)는 제1 복굴절 광섬유(320-1)로부터 출력되는 광의 편광각을 -45°, 0° 또는 45°만큼 조절할 수 있다.
제(N+1) 편광 제어부(310-(N+1))는 제N 복굴절 광섬유(320-N)를 통과한 광의 편광각을 조절하여 출력 편광기(330)에서 원하는 편광 성분이 통과할 수 있도록 한다.
출력 편광기(330)는 제(N+1) 편광 제어부(310-N+1)를 통과한 광을 편광화한다. 즉, 원하는 편광 성분만을 통과시킨다. 출력 편광기(330)는 상기 통과하는 광을 선형 편광화하는 것이 바람직하다.
출력 편광기(330)를 통과한 광은 파장에 따른 코사인 제곱 함수의 형태를 가지는 스펙트럼(다파장 채널 필터 빔 패턴)을 가진다.
트랜스버설 필터는 입력되는 초고주파 신호를 N 개의 채널로 분기하고 각 채널에 대하여 일정한 시간간격으로 위상지연을 발생시킨 후 하나의 신호로 묶어 특정 주파수 대역을 통과 시키는 필터인데, 트랜스버설 필터를 광으로 구현하는 경우, 복수 개의 광채널을 이용하여 초고주파 신호를 여러 개로 분기하고 분기된 초고주파 신호에 위상지연을 주는 구조를 가진다. 각 광채널의 폭은 트랜스버설 필터의 고차 공진 모드에 영향을 미친다. 따라서 이상적인 트랜스버설 필터를 구현하기 위해서는 가능하면 좁은 폭의 광채널을 이용하여야 한다. 한편, 상기 광채널의 폭에 의한 영향을 이용하면 고차 공진 모드를 제거할 수 있다. 광학 트랜스버설 필터의 공진 주파수 f n 은 광채널의 간격에 의한 시간 지연에 의해 결정되며 수학식 1과 같다.
Figure 112008037394693-pat00001
(n은 공진 모드의 순서, D는 광섬유와 같은 시간 지연 선로의 분산값, Δλ는 파장 간격)
공진 주파수f n 에서의 응답 세기 P(f)는 광학 필터의 스펙트럼 함수 I(λ)와 수학식 2와 같은 관계에 있다.
Figure 112008037394693-pat00002
I(λ)는 광채널의 스펙트럼 모양으로써 광채널의 위치와 간격, 폭, 세기를 그 변수로 한다. 특히 광채널의 간격 내에 하나의 피크를 가지는 코사인 제곱 및 가우시언 파형의 경우에 대하여 주파수 응답 세기 P(f 0 )를 기준으로 n = 1 내지 5까지의 광채널의 폭에 대한 고차 공진 모드의 피크 세기를 구하면 도 10a 및 도 10b와 같다.
도 10a 및 도 10b를 참조하면, 채널의 폭에 의해 고차 공진 모드의 감쇄 및 조절이 가능하다는 것을 알 수 있다. 고차 공진 모드를 30dB 이상 제거하기 위해서는 광채널의 폭에 대한 파장 간격이 2 정도가 되는 스펙트럼을 가지는 다파장 채널 필터 빔 패턴을 얻어야 한다. 또한, 초고주파 필터의 주파수 가변성 확보를 위해 광채널의 간격을 조절 할 수 있어야 한다.
이하에서는, 도 6을 참조하여 광채널의 간격을 조절 할 수 있으며, 광채널의 폭에 대한 파장 간격이 2 정도가 되는 스펙트럼을 가지는 다파장 채널 필터 빔 패턴을 얻을 수 있는 파장 간격 조절 필터부(110)의 일실시예에 대하여 상세히 설명한다.
도 6은 3개의 복굴절 광섬유 및 3개의 편광 제어부, 즉 제1 내지 제3 복굴절 광섬유 및 제1 내지 제3 편광 제어부를 포함하는 파장 간격 조절 필터부(110)에서 출력되는 광의 스펙트럼을 도시한 그래프이다.
상기 제1 내지 제3 복굴절 광섬유의 길이(L3 내지 L1)는 각각 9m, 3m 및 1m이며, 제1 내지 제3 편광 제어부 각각은 제1 내지 제3 복굴절 광섬유 각각으로부터 출력되는 광의 편광각을 -45°, 0° 또는 45°만큼 조절할 수 있다.
제1 내지 제3 편광 제어부가 조절하는 편광각에 따라 다양한 길이가 가능하다. 예를 들어, 제1 및 제2 편광 제어부가 편광각을 0° 만큼 조절하고, 제3 편광 제어부가 편광각을 45° 만큼 조절하는 경우 상기 제1 내지 제3 복굴절 광섬유의 전체 길이는 제3 복굴절 광섬유의 길이인 1 m가 된다. 이 경우 파장 간격은 7.175 nm이다.
도 6 및 표 1을 참조하면, 길이의 조합에 따른 파장 간격을 알 수 있다.
길이 조합 파장 간격
L1 (1 m) 7.175 nm
L2-L1 (2 m) 3.687 nm
L3 (3 m) 2.438 nm
L1+L2 (4 m) 1.845 nm
L3-L2-L1 (5 m) 1.524 nm
L3-L2 (6 m) 1.263 nm
L1+L3-L2 (7 m) 1.076 nm
L3-L1 (8 m) 0.941 nm
L3 (9 m) 0.838 nm
L1+L3 (10 m) 0.751 nm
L2+L3-L1 (11 m) 0.681 nm
L2+L3 (12 m) 0.625 nm
L1+L2+L3 (13 m) 0.575 nm
도 5는 파장 간격 조절 필터부의 다른 실시예를 도시한 개략도이다.
도 5에 도시된 실시예는 제1 내지 제N 편광 제어부(310-1 내지 310-N) 각각을 그 중심축을 따라 회전시키는 제1 내지 제N 회전 수단(미도시)으로 구현한 경우의 실시예이다.
도 5를 참조하면, 제1 내지 제N 회전 수단은 제1 내지 제N 편광 유지 광섬유(320-1 내지 320-N)를 각각 -45°, 0° 또는 45°만큼 회전시킨다. 즉, 제1 회전 수단은 제1 편광 유지 광섬유(320-1)를 각각 -45°, 0° 또는 45°만큼 회전시키고, 제N 회전 수단은 제N 편광 유지 광섬유(320-N)를 각각 -45°, 0° 또는 45°만큼 회전시킨다. 상기 회전에 의해 제1 내지 제(N-1) 편광 유지 광섬유(320-1 내지 320-(N-1))에서 출력되는 광의 편광각을 제2 내지 제N 편광 유지 광섬유(320-2 내지 320-N)에 -45°, 0° 또는 45°만큼 조절하여 입사시킬 수 있다.
도 7은 파장 간격 조절 필터부(100)의 또 다른 실시예를 도시한 개략도이다.
도 7을 참조하면, 파장 간격 조절 필터부(110)는 입력 편광기(300), 제1 편광 제어부(310-1), 제(N+1) 편광 제어부(310-(N+1)), 출력 편광기(330) 및 미분 군지연 발생부(400)를 포함한다.
입력 편광기(300)는 광원(100)으로부터 방출되는 광을 편광화한다. 즉, 입력 편광기(300)는 통과하는 광의 편광 성분 중 특정 편광 성분만을 통과시킨다. 입력 편광기(300)는 상기 통과하는 광을 선형 편광화하는 것이 바람직하다.
제1 편광 제어부(310-1)는 입력 편광기(300)를 통과한 광의 편광각을 조절한다. 제1 편광 제어부(310-1)는 입력 편광기(300)로부터 출력되는 광의 편광각을 -45°, 0° 또는 45°만큼 조절할 수 있다.
미분 군지연 발생부(400)는 제1 편광 제어부(310-1)를 통과한 광의 편광 성분에 따라 위상 군지연을 부여한다. 즉, 제1 편광 제어부(310-1)를 통과한 광의 광축에 따라 위상 군지연을 부여하여 복굴절 광섬유와 동일한 효과를 제공한다.
제(N+1) 편광 제어부(310-(N+1))는 미분 군지연 발생부(400)를 통과한 광의 편광각을 조절한다. 제(N+1) 편광 제어부(310-(N+1))는 출력 편광기(330)에서 원하는 편광 성분이 통과할 수 있도록 미분 군지연 발생부(400)를 통과한 광의 편광각을 조절한다.
출력 편광기(330)는 제(N+1) 편광 제어부(310-N+1)를 통과한 광을 편광화하는 한다. 즉, 원하는 편광 성분만을 통과시킨다. 출력 편광기(330)는 상기 통과하는 광을 선형 편광화하는 것이 바람직하다.
도 8은 파장 간격 조절 필터부(100)의 또 다른 실시예를 도시한 개략도이다.
도 8을 참조하면, 파장 간격 조절 필터부(110)는 편광 제어부(310), 미분 군지연 발생부(400) 및 빔 분리기(410)를 포함한다.
빔 분리기(410)는 광원(100)으로부터 방출되는 광을 분리한다.
편광 제어부(310)는 빔 분리기(410)에 의해 분리된 광의 편광 상태를 일치킨다.
도 7의 미분 군지연 발생부(400)와 동일한 미분 군지연 발생부(400)는 빔 분리기(400)에 의해 분리된 광의 편광 성분에 따라 위상 군지연을 부여한다.
도 8은 본 발명에 따른 필터링 방법을 도시한 흐름도이다.
도 8을 참조하면, 초광대역 슈퍼콘티뉴엄 광을 생성한다(S100).
초광대역 슈퍼콘티뉴엄 광을 생성하는 과정은 다음과 같다.
먼저 씨드 ASE 빔을 증폭하고 상기 증폭된 씨드 ASE 빔을 비선형 광섬유에 통과시켜 비극성 광대역 빔으로 변환한다. 다음에는, 비극성 광대역 빔을 공간-광 변조기에 통과시켜 평탄화한다.
다음에는, 다파장 채널 빔 패턴을 생성한다(S110). 구체적으로는, 광원으로부터 방출된 광을 도 4, 도 5, 도 7 또는 도 8에 도시된 파장 간격 조절 필터부에 입사시켜 다파장 채널 필터 빔 패턴을 생성한다.
예를 들어, 광원으로부터 방출된 광을 도 4의 파장 간격 조절 필터부를 이용하는 실시예를 상세히 설명하면 아래와 같다.
먼저, 상기 광원으로부터 방출되는 광을 입력 편광기에 입사시켜 편광화한다.
다음에는, 입사되는 광을 광의 광축에 따라 복굴절시키는 제1 내지 제N 복굴절 광섬유와 상기 제1 내지 제N 복굴절 광섬유에서 출력되는 광의 편광각을 조절하는 제1 내지 제N 편광 제어부에 상기 편광화된 광을 입사시킨다.
다음에는, 상기 제N 편광 제어부에서 출력되는 광을 제(N+1) 편광 제어부에 입력시켜 광의 편광각을 조절한다. 제(N+1) 편광 제어부는 출력 편광기에서 원하는 편광 성분이 통과할 수 있도록 제N 복굴절 광섬유 (320-N)를 통과한 광의 편광각을 조절한다.
다음에는, 상기 제(N+1) 편광 제어부로부터 츨력되는 광을 출력 편광기에 입사시켜 그 편광각을 조절한다.
다음에는, 다파장 채널 빔 패턴 및 입력 신호를 전기-광 변조기에 입력하여 입력 신호에 따라 다파장 채널 빔 패턴을 변조한다(S120).
다음에는, 변조된 다파장 채널 빔 패턴을 복조하여 초고주파 출력 신호를 생성한다(S130).
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 초고주파 광학 필터를 도시한 개략도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 초고주파 광학 필터의 광원을 도시한 개략도.
도 3a 및 도 3b는 평탄화 전후의 광의 스펙트럼을 도시한 그래프.
도 4는 파장 간격 조절 필터부의 일실시예를 도시한 개략도.
도 5는 3개의 복굴절 광섬유 및 3개의 편광 제어부를 포함하는 파장 간격 조절 필터부에서 출력되는 광의 스펙트럼을 도시한 그래프.
도 6은 파장 간격 조절 필터부의 다른 실시예를 도시한 개략도.
도 7은 파장 간격 조절 필터부의 또 다른 실시예를 도시한 개략도.
도 8은 파장 간격 조절 필터부의 또 다른 실시예를 도시한 개략도.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 초고주파 광학 필터를 이용한 필터링 방법을 도시한 흐름도.
도 10a 및 도 10b는 각각 광채널의 스펙트럼 모양을 도시한 그래프 및 광채널의 선폭에 대한 간격의 비율에 따른 공진 주파수에서의 응답 세기를 도시한 그래프.

Claims (27)

  1. 광원;
    상기 광원으로부터 방출된 광으로부터 다파장 채널 필터 빔 패턴을 생성하는 파장 간격 조절 필터부;
    입력 신호에 따라 상기 파장 간격 조절 필터부로부터 출력되는 상기 다파장 채널 필터 빔 패턴을 초고주파 입력 신호에 따라 변조하는 변조부; 및
    상기 변조부가 변조한 다파장 채널 필터 빔 패턴을 복조하여 상기 초고주파 출력 신호를 생성하는 복조부
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 초고주파 광학 필터.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 광원은 초광대역 슈퍼콘티뉴엄 광원을 포함하는 것을 특징으로 하는 초고주파 광학 필터.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 광원은
    씨드 ASE 빔을 생성하는 광 증폭기;
    상기 씨드 ASE 빔을 증폭하는 Er-Yb 증폭기;
    상기 증폭된 씨드 ASE 빔을 비극성 광대역 빔으로 변환하는 비선형 광섬유 부; 및
    상기 비선형 광섬유부로부터 출력되는 비극성 광대역 빔을 평탄화하는 스펙트럼 평탄화 필터
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 초고주파 광학 필터.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 광 증폭기는 에르븀 첨가 광 증폭기를 포함하는 것을 특징으로 하는 초고주파 광학 필터.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 비선형 광섬유부는 HNL-DSF (highly nonlinear dispersion-shifted fiber)를 포함하는 것을 특징으로 하는 초고주파 광학 필터.
  6. 제3항에 있어서,
    스펙트럼 평탄화 필터는 공간-광 변조기를 포함하는 것을 특징으로 하는 초고주파 광학 필터.
  7. 제1항에 있어서,
    파장 간격 조절 필터부는
    상기 광원으로부터 방출되는 광을 편광화하는 입력 편광기;
    상기 편광화된 광의 광축에 따라 입력되는 광을 복굴절시키는 제1 내지 제N 복굴절 광섬유;
    제1 내지 제N 복굴절 광섬유와 교대로 배치되는 제1 내지 제N 편광 제어부;
    상기 제N 복굴절 광섬유를 통과한 광의 편광각을 조절하는 제(N+1) 편광 제어부; 및
    상기 제(N+1) 편광 제어부를 통과한 광을 편광화하는 출력 편광기
    를 포함하되,
    상기 입력 편광기를 통과한 광은 상기 제1 편광 제어부에 입력되며, 제2 내지 제N 편광 제어부는 상기 제1 내지 제N 복굴절 광섬유로부터 출력되는 광의 편광각을 각각 조절하는 것을 특징으로 하는 초고주파 광학 필터(단, N은 자연수).
  8. 제7항에 있어서,
    상기 입력 편광기 및 출력 편광기 각각은 상기 광원으로부터 방출되는 광 및 상기 제(N+1) 편광 제어부를 통과한 광을 선형 편광화하는 것을 특징으로 하는 초고주파 광학 필터.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 제1 내지 제N 편광 제어부 각각은 상기 제1 내지 제N 복굴절 광섬유 각각으로부터 출력되는 광의 편광각을 -45°, 0° 또는 45°만큼 조절하는 것을 특징으로 하는 초고주파 광학 필터.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 제1 내지 제N 복굴절 광섬유는 각각 9m, 3m 및 1m의 길이를 가지는 제1 내지 제3 복굴절 광섬유를 포함하며,
    상기 제1 내지 제N 편광 제어부는 제1 내지 제3 편광 제어부를 포함하되, 제1 내지 제3 편광 제어부 각각은 상기 제1 내지 제3 복굴절 광섬유 각각으로부터 출력되는 광의 편광각을 -45°, 0° 또는 45°만큼 조절하는 것을 특징으로 하는 초고주파 광학 필터.
  11. 제7항에 있어서,
    상기 제1 내지 제N 복굴절 광섬유는 각각 고복굴절 광섬유를 포함하는 것을 특징으로 하는 초고주파 광학 필터.
  12. 제1항에 있어서,
    파장 간격 조절 필터부는
    상기 광원으로부터 방출되는 광을 편광화하는 입력 편광기;
    상기 편광화된 광의 광축에 따라 입력되는 광을 복굴절시키는 제1 내지 제N 복굴절 광섬유;
    제1 내지 제N 복굴절 광섬유와 교대로 배치되며, 상기 제1 내지 제N 복굴절 광섬유를 소정 각도 회전시키는 제1 내지 제N 회전 수단
    상기 제N 복굴절 광섬유를 통과한 광을 편광화하는 출력 편광기
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 초고주파 광학 필터(단, N은 자연수).
  13. 제1항에 있어서,
    파장 간격 조절 필터부는
    상기 광원으로부터 방출되는 광을 편광화하는 입력 편광기;
    상기 입력 편광기를 통과한 광의 편광각을 조절하는 제1 편광 제어부;
    상기 제1 편광 제어부를 통과한 광의 편광 성분에 따라 위상 군지연을 부여하는 미분 군지연 발생부; 및
    상기 미분 군지연 발생부를 통과한 광의 편광각을 조절하는 제2 편광 제어부;
    상기 제2 편광 제어부를 통과한 광의 편광각을 조절하는 출력 편광기
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 초고주파 광학 필터.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 입력 편광기 및 출력 편광기 각각은 상기 광원으로부터 방출되는 광 및 상기 제2 편광 제어부를 통과한 광을 선형 편광화하는 것을 특징으로 하는 초고주파 광학 필터.
  15. 제1항에 있어서,
    파장 간격 조절 필터부는
    상기 광원으로부터 방출되는 광을 분리하는 빔 분리기;
    상기 빔 분리기에 의해 분리된 광의 편광 상태를 일치키는 편광 제어부; 및
    상기 빔 분리기에 의해 분리된 광의 편광 성분에 따라 위상 군지연을 부여하는 미분 군지연 발생부
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 초고주파 광학 필터.
  16. (a) 광원으로부터 방출된 광을 파장 간격 조절 필터부에 입사시켜 다파장 채널 필터 빔 패턴을 생성하는 단계;
    (b) 상기 파장 간격 조절 필터부로부터 출력되는 상기 다파장 채널 필터 빔 패턴을 초고주파 입력 신호에 따라 변조하는 단계; 및
    (c) 상기 (b) 단계에서 변조된 다파장 채널 필터 빔 패턴을 복조하여 초고주파 출력 신호를 생성하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 필터링 방법.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 광원은 초광대역 슈퍼콘티뉴엄 광원을 포함하는 것을 특징으로 하는 필터링 방법.
  18. 제16항에 있어서,
    상기 (a) 단계를 수행하기 전에,
    광을 생성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 필터링 방법.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 광을 생성하는 단계는,
    씨드 ASE 빔을 증폭하는 단계;
    상기 증폭된 씨드 ASE 빔을 비극성 광대역 빔으로 변환하는 단계; 및
    상기 비극성 광대역 빔을 평탄화하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 필터링 방법.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 증폭된 씨드 ASE 빔을 비극성 광대역 빔으로 변환하는 단계는 상기 증폭된 씨드 ASE 빔을 비선형 광섬유에 통과시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 필터링 방법.
  21. 제19항에 있어서,
    상기 비극성 광대역 빔을 평탄화하는 단계는 상기 비극성 광대역 빔을 공간-광 변조기에 통과시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 필터링 방법.
  22. 제19항에 있어서,
    상기 (a) 단계는
    (a-1) 상기 광원으로부터 방출되는 광을 편광화하는 단계;
    (a-2) 입사되는 광을 광의 광축에 따라 복굴절시키는 제1 내지 제N 복굴절 광섬유와 상기 제1 내지 제N 복굴절 광섬유에서 출력되는 광의 편광각을 조절하는 제1 내지 제N 편광 제어부에 상기 (a-1) 단계에서 편광화된 광을 입사시키는 단계;
    (a-3) 상기 제N 복굴절 광섬유에서 출력되는 광의 편광각을 조절하는 단계; 및
    (a-4) 상기 제(N+1) 편광 제어부를 통과한 광을 편광화하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 필터링 방법(단, N은 자연수).
  23. 제22항에 있어서,
    상기 (a-1) 단계 및 상기 (a-4) 단계는 상기 광원으로부터 방출되는 광 및 상기 제(N+1) 편광 제어부를 통과한 광 각각을 선형 편광화하는 것을 특징으로 하는 필터링 방법.
  24. 제22항에 있어서,
    상기 (a-2) 단계는 상기 제1 내지 제N 복굴절 광섬유 각각으로부터 출력되는 광의 편광각을 -45°, 0° 또는 45°만큼 조절하는 것을 특징으로 하는 필터링 방법.
  25. 제22항에 있어서,
    상기 제1 내지 제N 복굴절 광섬유는 각각 9m, 3m 및 1m의 길이를 가지는 제1 내지 제3 복굴절 광섬유를 포함하며,
    상기 제1 내지 제N 편광 제어부는 제1 내지 제3 편광 제어부를 포함하되, 제1 내지 제3 편광 제어부 각각은 상기 제1 내지 제3 복굴절 광섬유 각각으로부터 출력되는 광의 편광각을 -45°, 0° 또는 45°만큼 조절하는 것을 특징으로 하는 초고주파 광학 필터.
  26. 제22항에 있어서,
    상기 제1 내지 제N 복굴절 광섬유는 각각 고복굴절 광섬유를 포함하는 것을 특징으로 하는 초고주파 광학 필터.
  27. 제19항에 있어서,
    상기 제1 내지 제N 편광 제어부는 상기 제1 내지 제N 복굴절 광섬유를 상기 제1 내지 제N 복굴절 광섬유 각각의 중심축을 따라 각각 회전시키는 제1 내지 제N 회전 수단을 각각 포함하는 것을 특징으로 하는 필터링 방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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KR102054243B1 (ko) * 2018-02-19 2019-12-10 부경대학교 산학협력단 고차 광섬유 다파장 필터 및 이를 이용한 연속 파장 조정 방법

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20030075301A (ko) * 2002-03-18 2003-09-26 학교법인연세대학교 고차모드를 이용한 광동조 마이크로웨이브 필터
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Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20030075301A (ko) * 2002-03-18 2003-09-26 학교법인연세대학교 고차모드를 이용한 광동조 마이크로웨이브 필터
US20070009205A1 (en) 2005-01-13 2007-01-11 Lutfollah Maleki Tunable multi-loop opto-electronic oscillator with tunable RF or microwave filter based on optical filtering

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101514333B1 (ko) 2013-04-19 2015-04-22 광주과학기술원 레이저 파장변환장치 및 레이저 파장변환방법

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