KR101141700B1 - Photonic microwave notch filter - Google Patents

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Abstract

본 발명은 제1 직류 바이어스가 인가된 입력 신호의 위상을 반전시켜 변조하는 제1 전계 흡수 광변조기와 제2 직류 바이어스가 인가된 입력 신호를 변조하는 제2 전계 흡수 광변조기에 의해 변조된 입력 신호로부터 복조되는 입력 신호가 동일한 파워 레벨을 가지도록 상기 입력 신호의 파워 레벨을 조절함으로써 주파수 선택성이 향상된 포토닉 마이크로파 노치 필터에 관한 것이다.
본 발명에 따른 포토닉 마이크로파 노치 필터는 입력 신호를 다파장 광을 이용하여 변조하는 변조부; 상기 다파장 광의 파장에 따라 서로 다른 지연을 부가하는 분산부; 및 상기 서로 다른 지연이 부가된 다파장 광으로부터 상기 입력 신호를 복조하는 복조부를 포함하되, 상기 변조부는, 상기 다파장 광에 포함되는 제1 파장 광 및 제2 파장 광을 각각 방출하는 제1 광원 및 제2 광원; 위상이 반전된 상기 입력 신호를 상기 제1 파장 광을 이용하여 변조하는 제1 전계 흡수 광변조기; 상기 입력 신호를 상기 제2 파장 광을 이용하여 변조하는 제2 전계 흡수 광변조기; 상기 제1 전계 흡수 광변조기 및 상기 제2 전계 흡수 광변조기가 출력하는 제1 파장 광 및 제2 파장 광을 결합하는 광 결합부; 및 상기 제1 전계 흡수 광변조기 및 상기 제2 전계 흡수 광변조기에 의해 변조된 입력 신호가 동일한 파워 레벨을 가지도록 상기 제1 전계 흡수 광변조기에 입력되는 상기 입력 신호의 파워 레벨을 조절하는 파워 레벨 조절부를 포함하는 것을 특징으로 한다.The present invention provides an input signal modulated by a first field absorption light modulator for inverting and modulating a phase of an input signal applied with a first DC bias and a second field absorption light modulator for modulating an input signal with a second DC bias. And a photonic microwave notch filter with improved frequency selectivity by adjusting the power level of the input signal such that the input signal demodulated therefrom has the same power level.
Photonic microwave notch filter according to the present invention comprises a modulator for modulating the input signal using the multi-wavelength light; A dispersion unit for adding different delays according to the wavelength of the multi-wavelength light; And a demodulator configured to demodulate the input signal from the multi-wavelength light to which the different delays are added, wherein the modulator comprises: a first light source to emit the first wavelength light and the second wavelength light included in the multi-wavelength light, respectively; And a second light source; A first field absorption light modulator for modulating the input signal having a phase inverted using the first wavelength light; A second field absorption light modulator for modulating the input signal using the second wavelength light; A light coupling unit coupling the first wavelength light and the second wavelength light output by the first field absorption light modulator and the second field absorption light modulator; And a power level for adjusting a power level of the input signal input to the first field absorption light modulator such that the input signal modulated by the first field absorption light modulator and the second field absorption light modulator have the same power level. Characterized in that it comprises a control unit.

Description

포토닉 마이크로파 노치 필터{PHOTONIC MICROWAVE NOTCH FILTER}Photonic Microwave Notch Filter {PHOTONIC MICROWAVE NOTCH FILTER}

본 발명은 포토닉 마이크로파 노치 필터에 관한 것으로, 특히 제1 직류 바이어스가 인가된 입력 신호의 위상을 반전시켜 변조하는 제1 전계 흡수 광변조기와 제2 직류 바이어스가 인가된 입력 신호를 변조하는 제2 전계 흡수 광변조기에 의해 변조된 입력 신호로부터 복조되는 입력 신호가 동일한 파워 레벨을 가지도록 상기 입력 신호의 파워 레벨을 조절함으로써 주파수 선택성이 향상된 포토닉 마이크로파 노치 필터에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a photonic microwave notch filter, and more particularly, to a first field absorption optical modulator for inverting and modulating a phase of an input signal to which a first DC bias is applied and a second to modulate an input signal to which a second DC bias is applied. A photonic microwave notch filter with improved frequency selectivity is provided by adjusting the power level of the input signal so that the input signal demodulated from the input signal modulated by the field absorption optical modulator has the same power level.

본 발명은 서울특별시의 서울시립대학교 산학협력단의 신기술연구개발 지원사업의 일환으로 수행한 연구로부터 도출된 것이다[과제관리번호: NT080537, 광섬유 슈퍼콘티뉴엄 광원 및 다채널 광필터 기반의 리컨피겨러블 고성능 포토닉 마이크로파 필터 설계 및 구현].The present invention is derived from research conducted as part of a new technology R & D support project of Seoul National University Industry-University Cooperation Group in Seoul. [Task management number: NT080537, Reconfigable high performance based on optical fiber supercontinentium light source and multi-channel optical filter Photonic Microwave Filter Design and Implementation].

포토닉스 기술을 기초로 구현된 고성능 마이크로파 신호 처리기는 최근 많은 관심을 받고 있다. 많은 마이크로파 신호 처리기 중에서 포토닉스 기술 기반의 마이크로파 필터는 기존의 전기적 마이크로파 필터에서 구현하기 어려운 가변성과 높은 Q-팩터를 제공하기 때문에 특히 많은 관심을 받고 있다.High performance microwave signal processors based on photonics technology have received a lot of attention recently. Among many microwave signal processors, microwave filters based on photonics technology are of particular interest because they provide variability and high Q-factor that are difficult to implement in conventional electric microwave filters.

광 트랜지스버셜 필터(optical transversal filter)를 기반으로 하는 마이크로파 노치 필터는 입력 마이크로파 신호에 따라 변조된 두 파장을 결합하여 서로 다른 지연 경로를 갖도록 한 후, 광 검출기를 통해 마이크로파 신호로 복조한다.A microwave notch filter based on an optical transversal filter combines two wavelengths modulated according to an input microwave signal to have different delay paths, and then demodulates it into a microwave signal through an optical detector.

이러한 광 트랜스버셜 필터 기반의 마이크로파 노치 필터를 구현 할 때 하나의 중요한 이슈는 두 개의 광파장 신호들로 구성된 필터 탭에 0도와 180도의 위상 변화를 부여할 수 있느냐는 것이다. 일반적인 구조의 광 트랜지스버셜 필터를 기반으로 하는 마이크로파 노치 필터는 필터 탭의 위상을 180도 반전시킬 수 없는 특성으로 인해 직류 성분과 그 근처의 낮은 대역의 특정 주파수를 제거할 수 없는 필터만을 구성할 수 있는 한계를 갖고 있다.One important issue when implementing the microwave transmissive filter based microwave notch filter is whether a phase change of 0 degrees and 180 degrees can be applied to a filter tap composed of two wavelength signals. Microwave notch filters based on a conventional optical transversal filter can only be configured to remove DC components and specific low-band frequencies near them due to the inability to invert the phase of the filter tap 180 degrees. It has a limit to it.

최근 광대역, 저손실을 특성으로 하는 광통신 기술과 가입자 이동성을 보장하는 무선통신 기술이 결합된 RoF(Radio over Fiber) 기술에 대한 관심이 고조되는 현실에 비추어, 특정 주파수 대역을 제거하지 못하여 주파수 선택성이 저하된 일반적인 포토닉 마이크로파 노치 필터는 RoF 기술에 사용할 수 없다는 단점이 있다.In light of the increasing interest in RoF (Radio over Fiber) technology, which combines broadband and low loss optical communication technology with wireless communication technology that guarantees subscriber mobility, the frequency selectivity is deteriorated due to failure to remove a specific frequency band. A common photonic microwave notch filter has the disadvantage that it cannot be used for RoF technology.

상기 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 제1 직류 바이어스가 인가된 입력 신호의 위상을 반전시켜 변조하는 제1 전계 흡수 광변조기와 제2 직류 바이어스가 인가된 입력 신호를 변조하는 제2 전계 흡수 광변조기에 의해 변조된 입력 신호로부터 복조되는 입력 신호가 동일한 파워 레벨을 가지도록 상기 입력 신호의 파워 레벨을 조절함으로써 주파수 선택성이 향상된 포토닉 마이크로파 노치 필터를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.In order to solve the above problems, the present invention provides a first field absorption light modulator for inverting and modulating a phase of an input signal applied with a first DC bias and a second field absorption light modulating an input signal with a second DC bias. It is an object of the present invention to provide a photonic microwave notch filter with improved frequency selectivity by adjusting the power level of the input signal so that the input signal demodulated from the input signal modulated by the modulator has the same power level.

본 발명에 따른 포토닉 마이크로파 노치 필터는 입력 신호를 다파장 광을 이용하여 변조하는 변조부; 상기 다파장 광의 파장에 따라 서로 다른 지연을 부가하는 분산부; 및 상기 서로 다른 지연이 부가된 다파장 광으로부터 상기 입력 신호를 복조하는 복조부를 포함하되, 상기 변조부는, 상기 다파장 광에 포함되는 제1 파장 광 및 제2 파장 광을 각각 방출하는 제1 광원 및 제2 광원; 위상이 반전된 상기 입력 신호를 상기 제1 파장 광을 이용하여 변조하는 제1 전계 흡수 광변조기; 상기 입력 신호를 상기 제2 파장 광을 이용하여 변조하는 제2 전계 흡수 광변조기; 상기 제1 전계 흡수 광변조기 및 상기 제2 전계 흡수 광변조기가 출력하는 제1 파장 광 및 제2 파장 광을 결합하는 광 결합부; 및 상기 제1 전계 흡수 광변조기 및 상기 제2 전계 흡수 광변조기에 의해 변조된 입력 신호가 동일한 파워 레벨을 가지도록 상기 제1 전계 흡수 광변조기에 입력되는 상기 입력 신호의 파워 레벨을 조절하는 파워 레벨 조절부를 포함하는 것을 특징으로 한다.Photonic microwave notch filter according to the present invention comprises a modulator for modulating the input signal using the multi-wavelength light; A dispersion unit for adding different delays according to the wavelength of the multi-wavelength light; And a demodulator configured to demodulate the input signal from the multi-wavelength light to which the different delays are added, wherein the modulator comprises: a first light source to emit the first wavelength light and the second wavelength light included in the multi-wavelength light, respectively; And a second light source; A first field absorption light modulator for modulating the input signal having a phase inverted using the first wavelength light; A second field absorption light modulator for modulating the input signal using the second wavelength light; A light coupling unit coupling the first wavelength light and the second wavelength light output by the first field absorption light modulator and the second field absorption light modulator; And a power level for adjusting a power level of the input signal input to the first field absorption light modulator such that the input signal modulated by the first field absorption light modulator and the second field absorption light modulator have the same power level. Characterized in that it comprises a control unit.

또한, 본 발명에 따른 포토닉 마이크로파 노치 필터는 상기 입력 신호에 제1 직류 바이어스 및 제2 직류 바이어스를 각각 인가하는 바이어스부를 더 포함할 수 있다.In addition, the photonic microwave notch filter according to the present invention may further include a bias unit for applying a first DC bias and a second DC bias to the input signal, respectively.

본 발명에 따른 상기 제1 전계 흡수 광변조기 및 상기 제2 전계 흡수 광변조기는 각각 U자형 전기-광 전달 함수를 가질 수 있으며, 상기 파워 레벨 조절부는 감쇄기를 포함하는 것이 바람직하다.The first field absorption light modulator and the second field absorption light modulator according to the present invention may each have a U-shaped electro-light transfer function, and the power level control unit preferably includes an attenuator.

본 발명에 따른 상기 바이어스부는 상기 파워 레벨이 조절된 입력 신호가 상기 제1 전계 흡수 광변조기의 U자형 전기-광 전달 함수의 극소점의 좌측으로 시프트되도록 상기 제1 바이어스를 상기 파워 레벨이 조절된 입력 신호에 인가하며, 상기 입력 신호가 상기 제2 전계 흡수 광변조기의 상기 U자형 전기-광 전달 함수의 극소점의 우측으로 시프트되도록 상기 제2 직류 바이어스를 상기 입력 신호에 인가할 수 있으며, 상기 제1 바이어스 및 상기 제2 바이어스는 각각 -1.34V 및 -2.42V인 것이 바람직하다.According to an embodiment of the present invention, the bias unit is configured to adjust the power level of the first bias such that the input signal of which the power level is adjusted is shifted to the left of the minimum point of the U-shaped electro-optical transfer function of the first field absorption light modulator. And applying a second direct current bias to the input signal such that the input signal is shifted to the right of a minimum point of the U-shaped electro-optical transfer function of the second field absorption light modulator. Preferably, the first bias and the second bias are -1.34V and -2.42V, respectively.

본 발명에 따른 상기 제1 전계 흡수 광변조기 및 상기 제2 전계 흡수 광변조기는 반도체 양자 우물(semiconductor quantum well)을 기반으로 할 수 있으며, 상기 분산부는 분산 계수가 -98.8ps/nmkm인 1.8km 광섬유를 포함할 수 있다.The first field absorption light modulator and the second field absorption light modulator according to the present invention may be based on a semiconductor quantum well, and the dispersion part is a 1.8km optical fiber having a dispersion coefficient of -98.8ps / nmkm. It may include.

본 발명에 따른 상기 제1 파장은 1547nm이며, 상기 제2 파장은 1550nm인 것이 바람직하다.The first wavelength according to the present invention is 1547 nm, the second wavelength is preferably 1550 nm.

본 발명에 따르면, 포토닉 마이크로파 노치 필터는 광대역 및 저손실의 특성을 가지며, 상기 입력 신호에 인가되는 직류 바이어스와 상기 제1 전계 흡수 광변조기 및 상기 제2 전계 흡수 광변조기로 입력되는 상기 제1 파장 광 및 상기 제2 파장 광의 파장을 조절하여 노치 주파수를 선형적으로 조절할 수 있다는 장점이 있다.According to the present invention, the photonic microwave notch filter has a characteristic of wideband and low loss, and has a direct current bias applied to the input signal and the first wavelength input to the first field absorption light modulator and the second field absorption light modulator. There is an advantage that the notch frequency can be adjusted linearly by adjusting the wavelength of the light and the second wavelength light.

또한, 본 발명에 따른 포토닉 마이크로파 노치 필터는 상기 제1 전계 흡수 광변조기 및 상기 제2 전계 흡수 광변조기로 입력되는 입력 신호의 파워 레벨을 조절함으로써 상기 포토닉 마이크로파 노치 필터의 노치 깊이를 증가시켜 주파수 선택성을 향상시킬 수 있다는 장점이 있다.In addition, the photonic microwave notch filter according to the present invention increases the notch depth of the photonic microwave notch filter by adjusting a power level of an input signal input to the first field absorption optical modulator and the second field absorption optical modulator. The advantage is that the frequency selectivity can be improved.

도 1은 본 발명에 따른 포토닉 마이크로파 노치 필터를 도시한 개략도.
도 2는 본 발명의 제1 전계 흡수 광변조기 및 제2 전계 흡수 광변조기의 U자형 전기-광 전달 함수의 예를 도시한 그래프.
도 3은 인가되는 바이어스에 따른 입력 신호와 제1 전계 흡수 광변조기 및 제2 전계 흡수 광변조기의 U자형 전기-광 전달 함수를 도시한 도면.
도 4는 본 발명에 따른 포토닉 마이크로파 노치 필터의 RF 응답을 도시한 그래프.
도 5는 본 발명의 광원의 파장과 광원에 공급되는 온도의 관계를 도시한 그래프.
도 6은 본 발명의 광원의 파장과 노치 주파수의 관계를 도시한 그래프.1 is a schematic diagram illustrating a photonic microwave notch filter in accordance with the present invention.
FIG. 2 is a graph showing examples of U-shaped electro-light transfer functions of a first field absorption light modulator and a second field absorption light modulator of the present invention. FIG.
3 shows an U-shaped electro-light transfer function of an input signal and a first field absorption light modulator and a second field absorption light modulator according to an applied bias.
4 is a graph illustrating the RF response of a photonic microwave notch filter in accordance with the present invention.
5 is a graph showing the relationship between the wavelength of the light source of the present invention and the temperature supplied to the light source.
6 is a graph showing the relationship between the wavelength and the notch frequency of the light source of the present invention.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

이하에서는, 도 1을 참조하여 본 발명에 따른 포토닉 마이크로파 노치 필터(10)의 원리와 구성에 대하여 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to Figure 1 will be described in detail the principle and configuration of the photonic microwave notch filter 10 according to the present invention.

도 1은 본 발명에 따른 포토닉 마이크로파 노치 필터를 도시한 개략도로서, 설명의 편의를 위하여 광 도메인(optical domain)은 굵은 화살표, RF 도메인(RF domain)은 가는 화살표로 표시하였다.1 is a schematic view showing a photonic microwave notch filter according to the present invention. For convenience of description, an optical domain is indicated by a thick arrow and an RF domain is indicated by a thin arrow.

도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 포토닉 마이크로파 노치 필터(10)는 입력 신호 x(t)에 대하여 출력 신호 y(t)를 출력하며, 변조부(100), 분산부(200) 및 복조부(300)를 포함한다. 또한, 본 발명에 따른 포토닉 마이크로파 노치 필터(10)는 바이어스부(400)를 더 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1, the photonic microwave notch filter 10 according to the present invention outputs an output signal y (t) with respect to an input signal x (t), and includes a modulator 100, a dispersion unit 200, and a double signal. Grandfather 300 is included. In addition, the photonic microwave notch filter 10 according to the present invention may further include a bias unit 400.

변조부(100)는 입력 신호 x(t)를 다파장 광을 이용하여 변조한다. 변조부(100)는 입력 신호 x(t)를 다파장 광을 이용하여 변조한다. 변조부(100)는 제1 광원(110a), 제2 광원(110b), 제1 전계 흡수 광변조기(130a), 제2 전계 흡수 광변조기(130b), 광 결합부(150) 및 파워 레벨 조절부(170)를 포함한다.The modulator 100 modulates the input signal x (t) using multi-wavelength light. The modulator 100 modulates the input signal x (t) using multi-wavelength light. The modulator 100 may include a first light source 110a, a second light source 110b, a first field absorption light modulator 130a, a second field absorption light modulator 130b, a light coupling unit 150, and a power level control. The unit 170 is included.

제1 광원(110a) 및 제2 광원(110b)은 각각 제1 파장 광 및 제2 파장 광을 방출한다. 바람직하게는, 상기 제1 파장 광 및 상기 제2 파장 광은 1547nm 및 1550nm일 수 있다.The first light source 110a and the second light source 110b emit first wavelength light and second wavelength light, respectively. Preferably, the first wavelength light and the second wavelength light may be 1547 nm and 1550 nm.

제1 전계 흡수 광변조기(Electro-Absorption Modulator)(130a) 및 제2 전계 흡수 광변조기(130b)는 입력 신호 x(t)를 각각 상기 제1 파장 광 및 상기 제2 파장 광을 이용하여 변조한다.The first electro-absorption modulator 130a and the second field absorption light modulator 130b modulate an input signal x (t) using the first wavelength light and the second wavelength light, respectively. .

제1 전계 흡수 광변조기(130a) 및 제2 전계 흡수 광변조기(130b)는 각각 U자형 전기-광 전달 함수(Electrical-to-Optical transfer function)를 가진다. 도 2는 제1 전계 흡수 광변조기(130a) 및 제2 전계 흡수 광변조기(130b)의 U자형 전기-광 전달 함수의 일례를 도시하고 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, 제1 전계 흡수 광변조기(130a)는 실선으로 표시된 U자형 전기-광 전달 함수를 가질 수 있으며, 제2 전계 흡수 광변조기(130b)는 점선으로 표시된 U자형 전기-광 전달 함수를 가질 수 있다.The first field absorption light modulator 130a and the second field absorption light modulator 130b each have a U-shaped electrical-to-optical transfer function. 2 shows an example of the U-shaped electro-light transfer function of the first field absorption light modulator 130a and the second field absorption light modulator 130b. As shown in FIG. 2, the first field absorption light modulator 130a may have a U-shaped electro-light transfer function indicated by a solid line, and the second field absorption light modulator 130b may have a U-shaped electro-marked dotted line. It can have a light transfer function.

광 결합부(150)는 제1 전계 흡수 광변조기(130a) 및 제2 전계 흡수 광변조기(130b)의 출력 신호, 즉 제1 파장 광 및 제2 파장 광을 결합하여 다파장 광을 출력한다.The light coupling unit 150 combines the output signals of the first field absorption light modulator 130a and the second field absorption light modulator 130b, that is, the first wavelength light and the second wavelength light, and outputs multi-wavelength light.

파워 레벨 조절부(170)는 제1 전계 흡수 광변조기(130a) 및 제2 전계 흡수 광변조기(130b)에 의해 변조된 입력 신호 x(t), 즉, 제1 전계 흡수 광변조기(130a) 및 제2 전계 흡수 광변조기(130b)의 출력 신호가 동일한 파워 레벨을 가지도록 입력 신호 x(t)의 파워 레벨을 조절한다.The power level adjusting unit 170 may include an input signal x (t) modulated by the first field absorption light modulator 130a and the second field absorption light modulator 130b, that is, the first field absorption light modulator 130a and The power level of the input signal x (t) is adjusted so that the output signal of the second field absorption light modulator 130b has the same power level.

구체적으로는, 파워 레벨 조절부(170)는 비대칭형의 전달 함수를 가지는 제1 전계 흡수 광변조기(130a) 및 제2 전계 흡수 광변조기(130b)에 의해 변조되어 출력되는 신호가 동일한 파워 레벨을 가질 수 있도록 입력 신호 x(t)의 파워 레벨을 조절하여 제1 전계 흡수 광변조기(130a) 및 제2 전계 흡수 광변조기(130b)로 입력한다.Specifically, the power level adjusting unit 170 modulates and outputs the same power level by the first field absorption light modulator 130a and the second field absorption light modulator 130b having an asymmetric transfer function. The power level of the input signal x (t) is adjusted to be input to the first field absorption light modulator 130a and the second field absorption light modulator 130b.

더욱 구체적으로는, 출력 신호의 파워 레벨이 실질적으로 동일하면, 포토닉 마이크로파 노치 필터(10)의 노치의 깊이가 증가하므로 주파수 선택성이 향상된다.More specifically, if the power level of the output signal is substantially the same, the depth of notch of the photonic microwave notch filter 10 is increased, thereby improving frequency selectivity.

출력 신호의 파워 레벨을 조절하는 방법으로는 바이어스부(400)를 통해 인가되는 바이어스의 크기를 조절하는 방법이 있다. 즉, 인가되는 바이어스의 크기를 조절하여 입력 신호 x(t)의 시프트(shift)되는 범위를 조절하고, 그에 따라 변동되는 출력 신호의 파워 레벨을 통해 출력 신호의 파워 레벨의 크기를 조절하는 것이다.As a method of adjusting the power level of the output signal, there is a method of adjusting the magnitude of the bias applied through the bias unit 400. That is, by adjusting the magnitude of the bias applied to adjust the shifted range of the input signal x (t), and adjusts the magnitude of the power level of the output signal through the power level of the output signal that is varied accordingly.

그러나, 바이어스부(400)를 통해 상기 출력 신호의 파워 레벨을 조절하는데는 한계가 있다.However, there is a limit in controlling the power level of the output signal through the bias unit 400.

따라서, 파워 레벨 조절부(170)를 통해 상기 출력 신호의 파워 레벨을 정밀하게 조절하는 것이 바람직하다.Therefore, it is preferable to precisely adjust the power level of the output signal through the power level adjusting unit 170.

파워 레벨 조절부(170)는 감쇄기일 수 있으며, 제1 전계 흡수 광변조기(130a)로 입력되는 입력 신호 x(t)의 파워 레벨을 1/3로 감쇄시킬 수 있다.The power level controller 170 may be an attenuator, and attenuates the power level of the input signal x (t) input to the first field absorption optical modulator 130a by 1/3.

분산부(200)는 상기 다파장 광의 파장에 따라 변조부(100)의 출력 신호에 서로 다른 지연을 부가한다. 바람직하게는, 분산부(200)는 분산 계수가 -98.8ps/nmkm인 1.8km의 광섬유를 포함할 수 있다.The dispersion unit 200 adds different delays to the output signal of the modulator 100 according to the wavelength of the multi-wavelength light. Preferably, the dispersion unit 200 may include a 1.8km optical fiber having a dispersion coefficient of -98.8ps / nmkm.

복조부(300)는 분산부(200)의 출력 신호로부터 출력 신호 y(t)를 복조한다.The demodulator 300 demodulates the output signal y (t) from the output signal of the dispersion unit 200.

바이어스부(400)는 입력 신호 x(t)에 제1 직류 바이어스 및 제2 직류 바이어스를 인가한다.The bias unit 400 applies a first DC bias and a second DC bias to the input signal x (t).

이하에서는, 본 발명에 따른 포토닉 마이크로파 노치 필터(10)의 동작 과정에 대하여 도 1을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, an operation process of the photonic microwave notch filter 10 according to the present invention will be described in detail with reference to FIG. 1.

도 1을 참조하면, 입력 신호 x(t)는 분기되어 파워 레벨 조절부(170)와 제2 전계 흡수 광변조기(130b)로 입력된다.Referring to FIG. 1, the input signal x (t) is branched and input to the power level controller 170 and the second field absorption light modulator 130b.

파워 레벨 조절부(170)는 입력 신호 x(t)의 파워 레벨을 조절하여 제1 전계 흡수 광변조기(130a)로 입력하며, 바람직하게는, 파워 레벨 조절부(170)는 제1 전계 흡수 광변조기(130a)로 입력되는 입력 신호 x(t)의 파워 레벨을 1/3로 감쇄시켜 제1 전계 흡수 광변조기(130a)로 입력한다. 따라서, 제1 전계 흡수 광변조기(130a)에는 입력 신호 x(t)/3이 입력된다.The power level adjusting unit 170 adjusts the power level of the input signal x (t) to input the first electric field absorbing light modulator 130a. Preferably, the power level adjusting unit 170 controls the first electric field absorbing light. The power level of the input signal x (t) input to the modulator 130a is attenuated by 1/3 and input to the first field absorption light modulator 130a. Therefore, the input signal x (t) / 3 is input to the first field absorption light modulator 130a.

제1 전계 흡수 광변조기(130a)로 입력되는 입력 신호 x(t)/3와 제2 전계 흡수 광변조기(130b)로 입력되는 입력 신호 x(t)에는 바이어스부(400)에 각각 제1 직류 바이어스 및 제2 직류 바이어스가 인가된다.The first direct current to the bias unit 400 is respectively applied to the input signal x (t) / 3 input to the first field absorption optical modulator 130a and the input signal x (t) input to the second field absorption optical modulator 130b. A bias and a second direct current bias are applied.

제1 직류 바이어스 및 제2 직류 바이어스가 입력 신호 x(t)/3 및 입력 신호 x(t)에 각각 인가되면, 입력 신호 x(t)/3 및 입력 신호 x(t)는 각각의 직류 바이어스만큼 시프트된다.When the first direct current bias and the second direct current bias are applied to the input signal x (t) / 3 and the input signal x (t), respectively, the input signal x (t) / 3 and the input signal x (t) are respectively the direct current bias. Shift by.

본 발명의 원리에 따르면, 입력 신호 x(t)/3 및 입력 신호 x(t)에 인가되는 직류 바이어스를 적절히 조절하여 제1 전계 흡수 광변조기(130a) 및 제2 전계 흡수 광변조기(130b)에 각각 입력되도록 한다. 구체적으로는, 제1 전계 흡수 광변조기(130a)에 입력되는 입력 신호 x(t)/3는 제1 전계 흡수 광변조기(130a)의 U자형 전기-광 전달 함수의 극소점의 좌측으로 시프트되도록 제1 직류 바이어스가 인가되고, 제2 전계 흡수 광변조기(130b)에 입력되는 입력 신호 x(t)는 제2 전계 흡수 광변조기(130b)의 U자형 전기-광 전달 함수의 극소점의 우측으로 시프트되도록 제2 직류 바이어스가 인가된다.According to the principles of the present invention, the first field absorption light modulator 130a and the second field absorption light modulator 130b are properly adjusted by appropriately adjusting the DC bias applied to the input signal x (t) / 3 and the input signal x (t). To be entered in each. Specifically, the input signal x (t) / 3 input to the first field absorption light modulator 130a is shifted to the left of the minimum point of the U-shaped electro-light transfer function of the first field absorption light modulator 130a. The first direct current bias is applied and the input signal x (t) input to the second field absorption light modulator 130b is to the right of the minimum point of the U-shaped electro-optical transfer function of the second field absorption light modulator 130b. A second direct current bias is applied to shift.

도 3에는 인가되는 직류 바이어스에 따른 입력 신호 x(t)/3 및 입력 신호 x(t)와 제1 전계 흡수 광변조기(130a) 및 제2 전계 흡수 광변조기(130b)의 U자형 전기-광 전달 함수의 일례가 도시되어 있다. 입력 신호 x(t)/3와 입력 신호 x(t)에 각각 -1.34V(제1 직류 바이어스) 및 -2.42V(제2 직류 바이어스)가 인가되어, 입력 신호 x(t)/3와 입력 신호 x(t)는 각각 제1 전계 흡수 광변조기(130a)의 U자형 전기-광 전달 함수의 극소점 좌측과 제2 전계 흡수 광변조기(130b)의 U자형 전기-광 전달 함수의 극소점 우측으로 시프트된다.3 shows the U-shaped electro-optical light of the input signal x (t) / 3 and the input signal x (t) and the first field absorption light modulator 130a and the second field absorption light modulator 130b according to the applied DC bias. One example of a transfer function is shown. -1.34V (first DC bias) and -2.42V (second DC bias) are applied to the input signal x (t) / 3 and the input signal x (t), respectively, to input the input signal x (t) / 3 and the input signal. The signal x (t) is respectively the leftmost point of the U-shaped electro-optical transfer function of the first field absorption light modulator 130a and the rightmost point of the U-shaped electro-light transfer function of the second field absorption light modulator 130b, respectively. Is shifted to.

도 3에 도시된 바와 같이, 제1 직류 바이어스와 제2 직류 바이어스를 적절히 조절하면, 제1 전계 흡수 광변조기(130a)로 입력되는 입력 신호 x(t)/3는 위상이 반전되어 변조되며, 제2 전계 흡수 광변조기(130b)에 입력되는 입력 신호 x(t)는 위상이 반전되지 않고 변조된다.As shown in FIG. 3, when the first DC bias and the second DC bias are properly adjusted, the input signal x (t) / 3 input to the first field absorption optical modulator 130a is inverted and modulated in phase. The input signal x (t) input to the second field absorption light modulator 130b is modulated without being inverted in phase.

제1 전계 흡수 광변조기(130a) 및 제2 전계 흡수 광변조기(130b)의 출력 광은 광 결합부(150)에 의해 결합된다. 광 결합부(150)에 의해 결합된 광은 다파장 광으로써, 제1 파장 광 및 제2 파장 광을 포함한다.The output light of the first field absorption light modulator 130a and the second field absorption light modulator 130b is coupled by the light coupling unit 150. The light coupled by the light coupling unit 150 is multi-wavelength light and includes first wavelength light and second wavelength light.

분산부(200)는 다파장 광의 파장에 따라 변조부(100)의 출력 신호에 서로 다른 지연을 부가하여 분산시킨다. 분산부(200)에 의해 분산된 다파장 광은 복조부(300)에 의해 복조되고 출력 신호 y(t)가 복조된다.The dispersion unit 200 adds and distributes different delays to the output signal of the modulator 100 according to the wavelength of the multi-wavelength light. The multi-wavelength light dispersed by the dispersion unit 200 is demodulated by the demodulation unit 300 and the output signal y (t) is demodulated.

본 발명에 따른 포토닉 마이크로파 노치 필터(10)의 주파수 응답이 도 4에 도시되어 있다.The frequency response of the photonic microwave notch filter 10 according to the invention is shown in FIG. 4.

도 4에 도시된 바와 같이, 광원의 파장, 예컨대, 제2 광원(110b)(도 1에 도시됨)의 파장을 변화시키면, 노치 주파수(notch frequency)를 변화시킬 수 있으며, 제2 광원(110b)의 파장과 온도의 관계를 도시하면 도 5와 같다.As shown in FIG. 4, by changing the wavelength of the light source, for example, the wavelength of the second light source 110b (shown in FIG. 1), the notch frequency may be changed, and the second light source 110b may change. Fig. 5 shows the relationship between the wavelength and the temperature of?).

즉, 도 5에 도시된 바와 같이, 온도에 따라, 제2 광원(110b)의 파장 간격이 변화하는 것을 알 수 있다. 예를 들어, 20℃에서 32℃로 온도를 증가시키면, 파장 간격이 약 1.3nm에서 약 2.5nm로 증가하므로, 제2 광원(110b)의 파장이 약 1.2nm 증가한다.That is, as shown in FIG. 5, it can be seen that the wavelength interval of the second light source 110b changes with temperature. For example, increasing the temperature from 20 ° C. to 32 ° C. increases the wavelength spacing from about 1.3 nm to about 2.5 nm, thereby increasing the wavelength of the second light source 110 b by about 1.2 nm.

따라서, 온도가 증가할수록 제2 광원(110b)의 파장은 선형적으로 증가하며, 포토닉 마이크로파 노치 필터(10)의 노치 주파수는 도 6에 도시된 바와 같이 온도에 반비례하는 것을 알 수 있다. 예를 들어, 20℃인 경우, 노치 주파수는 약 3.5GHz이며, 32℃인 경우, 노치 주파수는 약 2.25GHz이다.Therefore, as the temperature increases, the wavelength of the second light source 110b increases linearly, and the notch frequency of the photonic microwave notch filter 10 is inversely proportional to the temperature as shown in FIG. 6. For example, at 20 ° C., the notch frequency is about 3.5 GHz, and at 32 ° C., the notch frequency is about 2.25 GHz.

이는 본 발명에 따른 포토닉 마이크로파 노치 필터(10)의 광학적 특성에 상응하는 것으로써, 온도에 따라 변화하는 포토닉 마이크로파 노치 필터(10)에 입력되는 입력 광의 파장을 조절하면, 필터링하고자하는 노치 주파수를 조절할 수 있음을 의미한다.This corresponds to the optical characteristics of the photonic microwave notch filter 10 according to the present invention. When the wavelength of the input light input to the photonic microwave notch filter 10 that varies with temperature is adjusted, the notch frequency to be filtered Means that you can adjust

이상에서 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 설명하였으나, 이는 예시적인 것에 불과하며 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 여타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 보호 범위는 이하의 특허청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다.Although the preferred embodiment according to the present invention has been described above, this is merely exemplary and those skilled in the art will understand that various modifications and equivalent other embodiments are possible therefrom. Therefore, the protection scope of the present invention should be defined by the following claims.

따라서 본 명세서에 개시된 실시예들은 본 발명을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 사상과 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 범위는 아래의 청구범위에 의해 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.Therefore, the embodiments disclosed in the present specification are intended to illustrate rather than limit the present invention, and the scope and spirit of the present invention are not limited by these embodiments. It is intended that the scope of the invention be interpreted by the following claims, and that all descriptions within the scope equivalent thereto will be construed as being included in the scope of the present invention.

100 : 변조부 110a : 제1 광원
110b : 제2 광원 130a : 제1 전계 흡수 광변조기
130b : 제2 전계 흡수 광변조기 150 : 광 결합부
170 : 파워 레벨 조절부 200 : 분산부
300 : 복조부 400 : 바이어스부100: modulator 110a: first light source
110b: second light source 130a: first field absorption light modulator
130b: second field absorption light modulator 150: light coupling portion
170: power level control unit 200: dispersion unit
300: demodulation unit 400: bias unit

Claims (9)

입력 신호를 다파장 광을 이용하여 변조하는 변조부;
상기 다파장 광의 파장에 따라 서로 다른 지연을 부가하는 분산부; 및
상기 서로 다른 지연이 부가된 다파장 광으로부터 상기 입력 신호를 복조하는 복조부
를 포함하되,
상기 변조부는,
상기 다파장 광에 포함되는 제1 파장 광 및 제2 파장 광을 각각 방출하는 제1 광원 및 제2 광원;
위상이 반전된 상기 입력 신호를 상기 제1 파장 광을 이용하여 변조하는 제1 전계 흡수 광변조기;
상기 입력 신호를 상기 제2 파장 광을 이용하여 변조하는 제2 전계 흡수 광변조기;
상기 제1 전계 흡수 광변조기 및 상기 제2 전계 흡수 광변조기가 출력하는 제1 파장 광 및 제2 파장 광을 결합하는 광 결합부; 및
상기 제1 전계 흡수 광변조기 및 상기 제2 전계 흡수 광변조기에 의해 변조된 입력 신호가 동일한 파워 레벨을 가지도록 상기 제1 전계 흡수 광변조기에 입력되는 상기 입력 신호의 파워 레벨을 조절하는 파워 레벨 조절부
를 포함하는 것을 특징으로 하는 포토닉 마이크로파 노치 필터.A modulator for modulating the input signal using multi-wavelength light;
A dispersion unit for adding different delays according to the wavelength of the multi-wavelength light; And
A demodulator for demodulating the input signal from the multi-wavelength light with different delays added thereto;
Including,
The modulator,
A first light source and a second light source emitting the first wavelength light and the second wavelength light, respectively, included in the multi-wavelength light;
A first field absorption light modulator for modulating the input signal having a phase inverted using the first wavelength light;
A second field absorption light modulator for modulating the input signal using the second wavelength light;
A light coupling unit coupling the first wavelength light and the second wavelength light output by the first field absorption light modulator and the second field absorption light modulator; And
Power level adjustment to adjust the power level of the input signal input to the first field absorption light modulator such that the input signal modulated by the first field absorption light modulator and the second field absorption light modulator have the same power level part
Photonic microwave notch filter comprising a. 제1항에 있어서,
상기 입력 신호에 제1 직류 바이어스 및 제2 직류 바이어스를 각각 인가하는 바이어스부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 포토닉 마이크로파 노치 필터.The method of claim 1,
And a bias unit for applying a first direct current bias and a second direct current bias to the input signal, respectively. 제2항에 있어서,
상기 제1 전계 흡수 광변조기 및 상기 제2 전계 흡수 광변조기는 각각 U자형 전기-광 전달 함수를 가지는 것을 특징으로 하는 포토닉 마이크로파 노치 필터.The method of claim 2,
And the first field absorption light modulator and the second field absorption light modulator each have a U-shaped electro-light transfer function. 제3항에 있어서,
상기 파워 레벨 조절부는 감쇄기를 포함하는 것을 특징으로 하는 포토닉 마이크로파 노치 필터.The method of claim 3,
And the power level control unit comprises an attenuator. 제4항에 있어서,
상기 바이어스부는 상기 파워 레벨이 조절된 입력 신호가 상기 제1 전계 흡수 광변조기의 U자형 전기-광 전달 함수의 극소점의 좌측으로 시프트되도록 상기 제1 바이어스를 상기 파워 레벨이 조절된 입력 신호에 인가하며, 상기 입력 신호가 상기 제2 전계 흡수 광변조기의 상기 U자형 전기-광 전달 함수의 극소점의 우측으로 시프트되도록 상기 제2 직류 바이어스를 상기 입력 신호에 인가하는 것을 특징으로 하는 포토닉 마이크로파 노치 필터.The method of claim 4, wherein
The bias unit applies the first bias to the power level controlled input signal such that the input signal with the adjusted power level is shifted to the left of a minimum point of the U-shaped electro-optical transfer function of the first field absorption light modulator. And applying the second direct current bias to the input signal such that the input signal is shifted to the right of the minimum of the U-shaped electro-optical transfer function of the second field absorption optical modulator. filter. 제4항에 있어서,
상기 제1 바이어스 및 상기 제2 바이어스는 각각 -1.34V 및 -2.42V인 것을 특징으로 하는 포토닉 마이크로파 노치 필터.The method of claim 4, wherein
And the first bias and the second bias are -1.34V and -2.42V, respectively. 제1항에 있어서,
상기 제1 전계 흡수 광변조기 및 상기 제2 전계 흡수 광변조기는 반도체 양자 우물(semiconductor quantum well)을 기반으로 하는 것을 특징으로 하는 포토닉 마이크로파 노치 필터.The method of claim 1,
And the first field absorption light modulator and the second field absorption light modulator are based on a semiconductor quantum well. 제1항에 있어서,
상기 분산부는 분산 계수가 -98.8ps/nmkm인 1.8km 광섬유를 포함하는 것을 특징으로 포토닉 마이크로파 노치 필터.The method of claim 1,
The dispersion portion photonic microwave notch filter, characterized in that it comprises a 1.8km optical fiber having a dispersion coefficient of -98.8ps / nmkm. 제1항에 있어서,
상기 제1 파장은 1547nm이며, 상기 제2 파장은 1550nm인 것을 특징으로 하는 포토닉 마이크로파 노치 필터.The method of claim 1,
Wherein said first wavelength is 1547 nm and said second wavelength is 1550 nm.
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