KR101331980B1 - Phase detector and phase detecting method between optical and electronic signals using fiber optic-based balanced intensity detection - Google Patents

Phase detector and phase detecting method between optical and electronic signals using fiber optic-based balanced intensity detection Download PDF

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KR101331980B1 KR1020120011759A KR20120011759A KR101331980B1 KR 101331980 B1 KR101331980 B1 KR 101331980B1 KR 1020120011759 A KR1020120011759 A KR 1020120011759A KR 20120011759 A KR20120011759 A KR 20120011759A KR 101331980 B1 KR101331980 B1 KR 101331980B1
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Abstract

광섬유 광기반 균형 광세기 탐지법을 이용한 광신호와 전자신호 간 위상 탐지기 및 위상 탐지 방법이 개시된다. 레이저를 통해 발생되는 광 펄스열과 RF/마이크로파 간의 위상 차이를 탐지하는 위상 탐지기는 상기 레이저를 통해 입력되는 광 펄스를 순환시키는 서큘레이터, 상기 서큘레이터를 통해 입력되는 광 펄스의 파워를 반으로 나누어 제1 광 펄스 및 제 2 광 펄스를 생성하는 커플러, 루프 형태로 형성되고, 상기 커플러를 통해 입력되는 상기 제1 광 펄스 및 제2 광 펄스를 각각 상기 루프의 반대방향으로 진행시킨 뒤 루프로 입력되는 전자신호에 의하여 위상이 변조되어 발생하는 광 위상 차이에 대한 정보를 상기 제1 광 펄스 및 제2 광 펄스가 상기 커플러에서 다시 합쳐질 때 발생하는 간섭 현상을 이용하여 광 세기 차이에 대한 정보로 변환하는 루프 간섭계 및 상기 광 세기 차이에 대한 정보를 전기 신호로 변환함으로써 상기 광 펄스와 RF/마이크로파 간의 타이밍 오차에 해당하는 전기 신호를 검출하는 균형 광 검출기를 포함할 수 있다.Disclosed are a phase detector and a phase detection method between an optical signal and an electronic signal using a fiber optic light-based balanced light intensity detection method. The phase detector for detecting a phase difference between the optical pulse train generated by the laser and the RF / microwave is a circulator for circulating the optical pulse input through the laser, and the power of the optical pulse input through the circulator is divided in half. A coupler for generating one optical pulse and a second optical pulse, formed in a loop shape, the first optical pulse and the second optical pulse input through the coupler are respectively advanced in the opposite direction of the loop and then input into the loop. Converting the information on the optical phase difference generated by the phase modulation by the electronic signal into the information on the light intensity difference by using an interference phenomenon generated when the first and second optical pulses are combined again in the coupler. Converts information about the loop interferometer and the light intensity difference into an electrical signal, thereby converting between the optical pulse and RF / microwave It may include a balanced light detector for detecting an electrical signal corresponding to the timing error.

Figure R1020120011759
Figure R1020120011759

Description

광섬유 광기반 균형 광세기 탐지법을 이용한 광신호와 전자신호 간 위상 탐지기 및 위상 탐지 방법{PHASE DETECTOR AND PHASE DETECTING METHOD BETWEEN OPTICAL AND ELECTRONIC SIGNALS USING FIBER OPTIC-BASED BALANCED INTENSITY DETECTION}PHASE DETECTOR AND PHASE DETECTING METHOD BETWEEN OPTICAL AND ELECTRONIC SIGNALS USING FIBER OPTIC-BASED BALANCED INTENSITY DETECTION}

본 발명은 광섬유 광기반 균형 광세기 탐지법을 이용한 광신호와 전자신호 간 위상 탐지기 및 위상 탐지 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a phase detector and a phase detection method between an optical signal and an electronic signal using a fiber optic light-based balanced light intensity detection method.

위상 잡음이 매우 낮은 전자 신호원(Electrical oscillator)은 위상 배열 안테나, 입자 가속기와 같은 거대 과학 시설에서부터 GPS, 레이더와 같은 정밀 국방 시스템에 이르기까지 매우 중요한 요소이다. 또한, 이는 스펙트럼 분석기, 신호 소스 분석기(signal source analyzer)와 같은 고성능 계측장비에는 필수적인 요소이다. 따라서, 전자 신호원의 위상 잡음을 낮추기 위한 여러 가지 방법이 연구되어왔다.Electrical oscillators with very low phase noise are critical elements from large scientific facilities such as phased array antennas and particle accelerators to precision defense systems such as GPS and radar. It is also essential for high performance instrumentation such as spectrum analyzers and signal source analyzers. Therefore, various methods for reducing phase noise of an electronic signal source have been studied.

모드 잠금된 레이저에서 발생하는 광 펄스열은 타이밍 잡음이 전자 신호원에 비해서 매우 낮기 때문에, 광 펄스열을 이용하여 위상 잡음이 매우 낮은 전자 신호원을 생성하는 것에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 이 방법은 크게 두 가지로 나눌 수 있다. 한 가지는, 광 펄스열을 광 다이오드를 통하여 직접 전자 신호로 변환하는 방법이다. 또 다른 방법은 이미 존재하는 전자 신호의 타이밍 잡음을 더욱 낮은 잡음을 갖고 있는 광 펄스열의 타이밍 잡음과 비교하여 피드백 시킴으로써 전자 신호가 광 펄스열의 타이밍 잡음을 갖도록 조절해주는 것이다.Since the optical pulse train generated by the mode-locked laser has a very low timing noise compared to the electronic signal source, studies are being actively conducted to generate an electronic signal source having a very low phase noise using the optical pulse train. This method can be divided into two types. One is a method of converting an optical pulse train directly into an electronic signal through a photodiode. Another method is to adjust the electronic signal to have the timing noise of the optical pulse train by feeding back the timing noise of the existing electronic signal to the timing noise of the optical pulse train having the lower noise.

광 펄스열을 광 다이오드를 통하여 직접 전자 신호로 변환할 경우, 광 다이오드의 특성이 온도에 따라 변하고 비선형성, 포화, 진폭-위상 변환 등의 문제로 초과 위상 잡음이 들어가게 된다. 현재 단기간 위상 잡음에 대한 최고 성능은 광 펄스열의 반복률을 올림으로써 광 다이오드의 포화 문제를 줄여서 12 GHz 신호의 SSB 단기간 잔류 위상 잡음을 -164 dBc/Hz까지 낮춘 것이다. 하지만 이 방법은 장기간 위상 안정도 문제는 해결하지 못한다.When the optical pulse train is directly converted into an electronic signal through the photodiode, the characteristics of the photodiode change with temperature and excessive phase noise is introduced due to problems such as nonlinearity, saturation, and amplitude-phase conversion. The best performance for current short-term phase noise is to reduce the saturation problem of the photodiode by increasing the repetition rate of the optical pulse train, reducing the SSB short-term residual phase noise of the 12 GHz signal to -164 dBc / Hz. However, this method does not solve the long-term phase stability problem.

한편, 이미 존재하는 전자 신호의 타이밍 잡음을 피드백 제어를 통하여 줄이는 방법으로서, 미국등록특허 제7,397,567호(등록일자 2008년 7월 8일) "Blanced optical-radiofrequency phase detector"에는 동기 검파(synchronous detection) 방식을 이용하여 광 펄스와 RF/마이크로파 사이의 타이밍 차이를 광 영역에서 검출한 뒤 피드백을 통하여 오차를 보상해주는 것이 기재되어 있다. 그러나, 이 방식은 동기 검파를 위한 마이크로파 부품들이 많이 사용되기 때문에, 단기간 위상 잡음이 높고 구조가 복잡하며 비용이 많이 든다는 문제점이 있다.On the other hand, as a method of reducing the timing noise of the existing electronic signal through feedback control, US Patent No. 7,397,567 (date of July 8, 2008) "Blanced optical-radiofrequency phase detector" synchronous detection (synchronous detection) It is described to detect a timing difference between an optical pulse and an RF / microwave in a light region using a scheme, and then compensate for an error through feedback. However, this method has a problem of high short-term phase noise, complicated structure, and high cost because many microwave components are used for synchronous detection.

따라서, 위상 잡음을 보다 정확하게 계측함으로써 초과 위상 잡음 없이 광 펄스열의 타이밍 잡음을 그대로 가지는 전자 신호원을 만들 수 있는 방법이 요구되고 있다.Therefore, there is a need for a method that can more accurately measure phase noise to produce an electronic signal source having the timing noise of an optical pulse train without excess phase noise.

단기간 위상 잡음과 장기간 위상 안정도를 동시에 향상시킴으로써 궁극적으로 초과 위상 잡음 없이 광 펄스열의 타이밍 잡음을 그대로 가지는 RF/마이크로파 전자 신호원을 만들 수 있는 광섬유 광기반 균형 광세기 탐지법을 이용한 광신호와 전자신호 간 위상 탐지기 및 위상 탐지 방법이 제공된다.Optical and electronic signals using optical fiber-based balanced optical intensity detection, which simultaneously improves short-term phase noise and long-term phase stability, ultimately creating RF / microwave electronic signal sources that retain the timing noise of optical pulse trains without excess phase noise. An inter phase detector and a phase detection method are provided.

위상 잡음을 보다 잘 계측할 수 있는 광섬유 광기반 균형 광세기 탐지법을 이용한 광신호와 전자신호 간 위상 탐지기 및 위상 탐지 방법이 제공된다.Provided are a phase detector and a phase detection method between an optical signal and an electronic signal using a fiber-optic light-based balanced optical intensity detection method to better measure phase noise.

레이저를 통해 발생되는 광 펄스열과 RF/마이크로파 간의 위상 차이를 탐지하는 위상 탐지기는 상기 레이저를 통해 입력되는 광 펄스를 순환시키는 서큘레이터, 상기 서큘레이터를 통해 입력되는 광 펄스의 파워를 반으로 나누어 제1 광 펄스 및 제 2 광 펄스를 생성하는 커플러를 포함하고, 루프 형태로 형성되어 상기 커플러를 통해 입력되는 상기 제1 광 펄스 및 제2 광 펄스를 각각 상기 루프의 반대방향으로 진행시킨 뒤 루프로 입력되는 전자신호에 의하여 위상이 변조되어 발생하는 광 위상 차이에 대한 정보를 상기 제1 광 펄스 및 제2 광 펄스가 상기 커플러에서 다시 합쳐질 때 발생하는 간섭 현상을 이용하여 광 세기 차이에 대한 정보로 변환하는 루프 간섭계 및 상기 광 세기 차이에 대한 정보를 전기 신호로 변환함으로써 상기 광 펄스와 RF/마이크로파 간의 타이밍 오차에 해당하는 전기 신호를 검출하는 균형 광 검출기를 포함할 수 있다.The phase detector for detecting a phase difference between the optical pulse train generated by the laser and the RF / microwave is a circulator for circulating the optical pulse input through the laser, and the power of the optical pulse input through the circulator is divided in half. And a coupler for generating a first optical pulse and a second optical pulse, wherein the first optical pulse and the second optical pulse are formed in a loop shape and are advanced through the coupler in opposite directions of the loop, respectively. The information on the optical phase difference generated by the phase modulation by the input electronic signal is used as the information on the optical intensity difference by using the interference phenomenon generated when the first and second optical pulses are combined again in the coupler. Converts the loop interferometer and information about the light intensity difference into an electrical signal to convert the optical pulse and RF / my It may include a balanced optical detector for detecting an electric signal corresponding to the timing error between the microwave.

일측에 따르면, 상기 광 펄스는 모드 잠금된(mode-locked) 초고속 레이저로부터 발생될 수 있다.According to one side, the light pulse may be generated from a mode-locked ultrafast laser.

다른 측면에 따르면, 상기 위상 탐지기는 출력 부분에 편광 유지 광섬유가 구비되는 편광자 및 상기 레이저를 통해 발생된 광 펄스의 편광 상태를 상기 편광 유지 광섬유의 광축에 맞도록 조절하는 편광 제어기를 더 포함할 수 있다.According to another aspect, the phase detector may further include a polarizer having a polarization maintaining optical fiber at the output portion and a polarization controller for adjusting the polarization state of the light pulse generated through the laser to match the optical axis of the polarization maintaining optical fiber. have.

또 다른 측면에 따르면, 상기 루프 간섭계는 상기 제1 광 펄스의 위상을 변조하고 상기 제2 광 펄스의 위상은 그대로 유지함으로써 생성되는 상기 광 위상 차이에 대한 정보를 상기 제1 광 펄스 및 제2 광 펄스가 상기 커플러에서 다시 합쳐질 때 발생하는 간섭 현상을 이용하여 상기 광 세기 차이에 대한 정보로 변환할 수 있다.According to another aspect, the loop interferometer modulates the phase of the first optical pulse and maintains information about the optical phase difference generated by maintaining the phase of the second optical pulse as it is. The interference phenomenon generated when the pulses are recombined by the coupler may be converted into information about the difference in light intensity.

또 다른 측면에 따르면, 상기 루프 간섭계는 상기 광 펄스와 RF/마이크로파를 입력 받아 상기 RF/마이크로파의 전압에 비례하여 상기 제1 광 펄스의 위상을 변조하는 위상 변조기 및 상기 제1 광 펄스의 위상을 추가로 사분의일 파장 만큼 변화시키고 상기 제2 광 펄스의 위상은 그대로 유지시키는 비가역 사분파장 바이어스를 포함하는 사냑 루프(Sagnac Roof) 간섭계일 수 있다.According to another aspect, the loop interferometer receives the optical pulse and RF / microwave and modulates the phase of the first optical pulse in proportion to the voltage of the RF / microwave and the phase of the first optical pulse It may further be a Sagnac Roof interferometer comprising an irreversible quadrature bias that varies by a quarter wavelength and keeps the phase of the second light pulse intact.

또 다른 측면에 따르면, 상기 비가역 사분파장 바이어스는 사분의일 파장판(Quarter Wave Plate)과 서로 다른 방향의 두 개의 패러데이 회전자(Faraday Rotator)를 포함할 수 있다.According to another aspect, the irreversible quadrature wave bias may include a quarter wave plate and two Faraday rotators in different directions.

또 다른 측면에 따르면, 상기 위상 탐지기는 상기 타이밍 오차에 해당하는 전기 신호를 입력 받아 상기 RF/마이크로파의 위상을 보상하는 PI 제어기 및 상기 위상이 보상된 RF/마이크로파의 파워를 분배하는 파워 분배기를 더 포함할 수 있다.According to another aspect, the phase detector further receives a electrical signal corresponding to the timing error PI controller for compensating the phase of the RF / microwave and a power divider for distributing the power of the phase-compensated RF / microwave It may include.

레이저를 통해 발생되는 광 펄스열과 RF/마이크로파 간의 위상 차이를 탐지하는 위상 탐지 방법은 서큘레이터를 통해 입력되는 광 펄스의 파워가 커플러에 의해 반으로 나뉘어 제1 광 펄스 및 제 2 광 펄스가 생성되는 단계, 상기 제1 광 펄스 및 제2 광 펄스가 상기 커플러를 통해 루프 형태로 형성되는 루프 간섭계로 입력되어 각각 상기 루프의 반대방향으로 진행하면서 루프로 입력되는 전자 신호에 의하여 위상이 변조되어 발생하는 광 위상 차이에 대한 정보를 상기 제1 광 펄스 및 제2 광 펄스가 상기 커플러에서 다시 합쳐질 때 발생하는 간섭 현상을 이용하여 광 세기 차이에 대한 정보로 변환하는 단계 및 균형 광 검출기를 이용하여 상기 광 세기 차이에 대한 정보를 전기 신호로 변환함으로써 상기 광 펄스와 RF/마이크로파 간의 타이밍 오차에 해당하는 전기 신호를 검출하는 단계를 포함할 수 있다.In the phase detection method for detecting a phase difference between an optical pulse train generated by a laser and an RF / microwave, a power of an optical pulse input through a circulator is divided in half by a coupler to generate a first optical pulse and a second optical pulse. The first optical pulse and the second optical pulse are input to a loop interferometer formed in the form of a loop through the coupler, and the phase is modulated by an electronic signal input to the loop while traveling in the opposite direction to the loop, respectively. Converting information about an optical phase difference into information about an optical intensity difference by using an interference phenomenon generated when the first and second optical pulses are recombined in the coupler, and by using a balanced optical detector Corresponds to the timing error between the optical pulse and RF / microwave by converting information about the intensity difference into an electrical signal It may comprise the step of detecting the electric signal.

서큘레이터를 통해 입력되는 광 펄스의 파워를 반으로 나누어 루프 간섭계에서 각각 반대방향으로 진행시킴으로써 생성되는 광 위상 차이에 대한 정보를 광 세기 차이에 대한 정보로 변환한 후 이를 전기 신호로 변환함으로써 광 펄스와 RF/마이크로파 간의 타이밍 오차에 해당하는 전기 신호를 검출할 수 있으므로 RF/마이크로파의 위상 잡음을 탐지할 수 있고, 레이저와 전자 신호원을 정밀하게 동기화할 수 있으므로 초 정밀도를 가지는 전자 신호를 생성할 수 있다.Divide the power of the optical pulse input through the circulator in half and proceed in the opposite direction in the loop interferometer to convert the information on the optical phase difference into the information on the optical intensity difference and then convert it into an electrical signal It can detect the electrical signal corresponding to the timing error between the RF and the microwave and detect the phase noise of the RF / microwave, and precisely synchronize the laser and the electronic signal source to generate the electronic signal with high precision. Can be.

광 원자시계, 신호 소스 분석기 등과 같은 고성능 계측 장비에 적용할 수 있으며, 생성된 초저 위상 잡음 신호원은 위상 배열 안테나, 입자가속기와 같은 거대 과학 시설에서부터 GPS, 레이더와 같은 정밀 국방 시스템의 성능 향상에 이용될 수 있다.It can be applied to high performance measurement equipment such as optical atomic clock, signal source analyzer, etc., and the generated ultra low phase noise signal source can be used to improve the performance of precision defense systems such as GPS and radar from large scientific facilities such as phased array antenna and particle accelerator. Can be used.

도 1은 본 발명의 일실시예에 있어서, 광섬유 광기반의 균형 광세기 탐지법을 기초로 광신호와 RF/마이크로파 간의 위상 차이를 탐지하여 피드백으로 위상 오차를 보상함으로써 초저 위상 잡음을 가진 전자 신호원을 형성하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 있어서, 광섬유 광기반 균형 광세기 탐지법을 이용한 광신호와 전자신호 간 위상을 탐지하는 위상 탐지기를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 있어서, 광섬유 광기반 균형 광세기 탐지법을 이용한 광신호와 전자신호 간 위상을 탐지하는 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 있어서, 레이저의 광 펄스열과 위상 잠금된 전압 제어 발진기의 마이크로파 사이의 잔류 단기간 단측파대(SSB) 위상 잡음 측정 결과 및 자유 발진 전압 제어 발진기의 절대 위상 잡음을 나타내는 그래프이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 있어서, 광 펄스열과 위상 잠금된 마이크로파 사이의 상대적 장기간 위상 드리프트를 측정한 결과를 나타내는 그래프이다.1 illustrates an electronic signal having ultra low phase noise by detecting a phase difference between an optical signal and an RF / microwave and compensating for a phase error by feedback based on a fiber optic light-based balanced light intensity detection method. It is a figure for demonstrating the process of forming a circle.
2 is a diagram illustrating a phase detector for detecting a phase between an optical signal and an electronic signal using a fiber optic light-based balanced light intensity detection method according to an embodiment of the present invention.
3 is a flowchart illustrating a method of detecting a phase between an optical signal and an electronic signal using a fiber optic light-based balanced light intensity detection method according to an embodiment of the present invention.
Figure 4 shows the residual short-term single sideband (SSB) phase noise measurement results between the optical pulse train of the laser and the microwaves of the phase locked voltage controlled oscillator and the absolute phase noise of the free oscillating voltage controlled oscillator, according to one embodiment of the invention. It is a graph.
5 is a graph illustrating a result of measuring a relative long-term phase drift between an optical pulse train and a phase locked microwave according to an embodiment of the present invention.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일실시예에 있어서, 광신호와 전압 제어 발진기(VCO)에서 나오는 마이크로파 간의 위상 차이를 탐지하여 VCO의 위상 잡음을 낮추는 과정을 나타내는 도면이다.1 is a diagram illustrating a process of lowering phase noise of a VCO by detecting a phase difference between an optical signal and microwaves emitted from a voltage controlled oscillator (VCO) according to an embodiment of the present invention.

이하, 도면을 참조하여 VCO의 위상 잡음을 낮추기 위하여 광섬유 광기반의 균형 광세기 탐지법에 기초한 위상 탐지기를 이용하여 광신호와 전자신호 간의 위상 차이를 탐지하는 과정을 설명한다.Hereinafter, a process of detecting a phase difference between an optical signal and an electronic signal using a phase detector based on a fiber optic light-based balanced light intensity detection method to reduce phase noise of a VCO will be described with reference to the accompanying drawings.

모드 잠금된 초고속 레이저(mode-locked ultrafast laser)(110)는 지속 시간이 짧은 펄스를 내도록 조정된 것으로서, 도시된 바와 같이 반복률(repetition rate) FR을 갖는 광 펄스열(optical pulse train)을 발생시킨다. 여기서 반복률이란 펄스와 펄스 사이의 시간 간격(주기)의 역수를 말한다.The mode-locked ultrafast laser 110 is tuned to produce a short duration pulse, which generates an optical pulse train having a repetition rate F R as shown. . Here, the repetition rate is the inverse of the time interval (period) between pulses.

편광 제어기(polarization controller)(120)는 초고속 레이저(110)를 통해 발생된 광 펄스의 편광상태를 편광자(polarizer)(130)와 나란하게 되도록 조절하는 역할을 수행한다.The polarization controller 120 adjusts the polarization state of the light pulse generated by the ultrafast laser 110 to be parallel to the polarizer 130.

편광자(130)의 입력 부분은 단일 모드 광섬유(Single Mode fiber)로 되어있고, 출력 부분은 편광 유지 광섬유(Polarization Maintaining fiber)로 되어있다. 편광자(130)의 편광 상태는 편광 유지 광섬유의 광축(slow axis)에 맞춰져 있다. 따라서, 이 지점부터 광 펄스의 편광은 편광 유지 광섬유의 광축(slow axis)에 맞춰져서 진행될 수 있다.The input portion of the polarizer 130 is a single mode fiber, and the output portion is a polarization maintaining fiber. The polarization state of the polarizer 130 is aligned with the slow axis of the polarization maintaining optical fiber. Therefore, from this point the polarization of the light pulse can proceed in line with the slow axis of the polarization maintaining optical fiber.

광 펄스는 서큘레이터(circulator)(140)를 통과한 뒤 커플러(152)를 통해 사냑 루프(Sagnac loop) 간섭계(interferometer)(150)로 들어간다. 즉 50:50 커플러(coupler)(152)를 통해 사냑 루프 간섭계(150)로 들어간 광 펄스는 제1 광 펄스 및 제2 광 펄스로 파워가 반으로 나눠져 각각 시계방향과 반 시계방향으로 루프를 돈 후 다시 커플러(coupler)에서 합쳐져서 서로 간섭이 일어난다. 사냑 루프(Sagnac loop) 간섭계(150)의 역할은 서로 반대방향으로 진행하는 광 펄스의 위상 차이를 광 세기(optical intensity) 정보로 변환하는 것이다.The light pulse passes through the circulator 140 and then enters the Sagnac loop interferometer 150 through the coupler 152. That is, the optical pulses entering the Sagnac loop interferometer 150 through the 50:50 coupler 152 are divided in half by the first optical pulse and the second optical pulse and rotate the loop clockwise and counterclockwise, respectively. Afterwards they combine in a coupler and interfere with each other. The role of the Sagnac loop interferometer 150 is to convert phase differences of optical pulses traveling in opposite directions to optical intensity information.

사냑 루프(Sagnac loop) 간섭계는 커플러(152), 위상 변조기(phase modulator)(154) 및 비가역 사분파장 바이어스(nonreciprocal quadrature bias)(156)를 포함할 수 있다.The Sagnac loop interferometer may include a coupler 152, a phase modulator 154, and a nonreciprocal quadrature bias 156.

위상 변조기(154)로는 광 펄스와 RF/마이크로파가 들어가게 된다. 이때 광 펄스와 타이밍이 비교되는 RF/마이크로파의 주파수는 펄스 반복률의 정수 배(FO = N X FR)이어야 한다.The phase modulator 154 enters an optical pulse and an RF / microwave. In this case, the frequency of the RF / microwave with which the optical pulse is compared with the timing should be an integer multiple of the pulse repetition rate (F O = NXF R ).

위상 변조기(154)는 RF/마이크로파의 전압에 비례하여 광 펄스의 위상을 변조한다. 이 때 위상 변조기(154)는 한쪽 방향으로 회전하는 광 펄스의 위상만 변조시키고 반대 방향으로 진행하는 펄스의 위상은 그대로 유지시킨다.Phase modulator 154 modulates the phase of the light pulse in proportion to the voltage of the RF / microwave. At this time, the phase modulator 154 modulates only the phase of the optical pulse rotating in one direction and maintains the phase of the pulse traveling in the opposite direction.

광 펄스는 위상 변조기(154)를 지난 후 비가역 사분파장 바이어스(nonreciprocal quadrature bias)(156)을 지나게 된다. 비가역 사분파장 바이어스(156)는 이분의일 파장판(HWP: Half Wave Plate), 사분의일 파장판(QWP: Quarter Wave Plate), 두 개의 시준기(collimator) 및 서로 다른 방향의 두 개의 패러데이 회전자(Faraday rotator)를 포함할 수 있다. 비가역 사분파장 바이어스(156)를 통하여 한쪽 방향으로 회전하는 광 펄스의 위상은 사분의 일 파장(90도)으로 변하고, 다른 방향으로 진행하는 펄스는 그대로 유지된다.The light pulses pass through a nonreciprocal quadrature bias 156 after passing the phase modulator 154. The irreversible quarter-wave bias 156 is a half wave plate (HWP), a quarter wave plate (QWP), two collimators, and two Faraday rotors in different directions. (Faraday rotator) may be included. The phase of the optical pulse rotating in one direction through the irreversible quadrature bias 156 changes to one quarter wavelength (90 degrees), and the pulse traveling in the other direction is maintained as it is.

서로 반대 방향으로 진행한 광 펄스는 다시 50:50 커플러(152)에서 합쳐지며 간섭을 일으킨다. 합쳐진 광 펄스는 다시 두 개로 분리되어 한 펄스는 균형 광 검출기(balanced photodetector)(160)의 한쪽 광 다이오드로 들어가고 또 다른 펄스는 서큘레이터(140)를 거쳐서 균형 광 검출기(160)의 다른 광 다이오드로 들어간다.The light pulses traveling in opposite directions are combined at the 50:50 coupler 152 and cause interference. The combined light pulses are separated into two again, one pulse enters one photodiode of the balanced photodetector 160 and another pulse passes through the circulator 140 to the other photodiode of the balanced photodetector 160. Enter

균형 광 검출기(160)는 두개의 광 다이오드로 들어온 광 파워의 차이를 전압 신호로 바꾸어준다.The balance photodetector 160 converts the difference in the optical power into the two photodiodes into a voltage signal.

즉, 위상 변조기(154)와 비가역 사분파장 바이어스(156)에 의하여 발생한 제1 광 펄스와 제2 광 펄스의 광 위상(optical phase) 차이에 대한 정보는 사냑 루프(Sagnac loop) 간섭계(150)의 간섭 현상에 의하여 광 세기(optical intensity) 차이에 대한 정보로 변환되고, 균형 광 검출기(160)를 통하여 궁극적으로 광 펄스와 RF/마이크로파 사이의 타이밍 오차에 비례하는 전기 신호가 얻어진다. 균형 광 검출기(160)의 또 다른 역할은 레이저 자체의 공통 세기 잡음(common mode intensity noise)을 줄여서 타이밍 오차와 관련된 신호만 정밀하게 검출해내는 것이다.That is, the information on the optical phase difference between the first and second optical pulses generated by the phase modulator 154 and the irreversible quadrature bias 156 may be used in the Sagnac loop interferometer 150. The interference phenomenon is converted into information about the difference in optical intensity, and through the balanced light detector 160 an electrical signal is ultimately proportional to the timing error between the light pulse and RF / microwave. Another role of the balanced light detector 160 is to reduce the common mode intensity noise of the laser itself to precisely detect only signals related to timing errors.

타이밍 오차에 비례하는 전기 신호를 PI 제어기(Proportional-Integral servo)(170)를 통해 전압 제어 발진기(VCO)(180)에 넣어주면 오차를 줄이는 방향으로 VCO의 위상이 보상된다.When the electrical signal proportional to the timing error is put into the voltage controlled oscillator (VCO) 180 through the PI controller 170, the phase of the VCO is compensated in the direction of reducing the error.

파워 분배기(power splitter)(190)는 위상이 보상된 전자 신호를 두 개로 나눠서 하나의 신호는 실제로 필요한 곳에서 이용되도록 하고 나머지 절반은 위상 탐지기로 피드백시켜 위상 보상 시 사용할 수 있도록 한다.The power splitter 190 divides the phase compensated electronic signal into two so that one signal is used where it is actually needed and the other half is fed back to the phase detector for use in phase compensation.

따라서, 레이저의 타이밍 잡음 수준의 낮은 위상 잡음을 가지는 동기화된 전자 신호원을 합성할 수가 있다.Thus, it is possible to synthesize a synchronized electronic signal source having low phase noise at the laser's timing noise level.

도 2는 본 발명의 일실시예에 있어서, 광섬유 광기반 균형 광세기 탐지법을 이용하여 광신호와 전자신호 간의 위상 차이를 탐지하는 위상 탐지기를 나타내는 도면이다.2 is a diagram illustrating a phase detector for detecting a phase difference between an optical signal and an electronic signal using a fiber optic light-based balanced light intensity detection method according to an embodiment of the present invention.

도면을 참조하면, 본 발명에 따른 위상 탐지기(200)는 서큘레이터(140), 루프 간섭계 및 균형 광 검출기(160)를 포함할 수 있다.Referring to the drawings, the phase detector 200 according to the present invention may include a circulator 140, a loop interferometer and a balanced light detector 160.

서큘레이터(140)는 레이저를 통해 입력되는 광 펄스를 순환시키는 역할을 수행한다. 여기서, 서큘레이터로(140)로 입력되는 광 펄스는 모드 잠금된(mode-locked) 초고속 레이저로부터 발생될 수 있다. 상기 광 펄스의 편광 상태는 편광 제어기에 의해 편광자의 출력 부분에 구비되는 편광 유지 광섬유의 광축에 맞도록 조절될 수 있다.The circulator 140 serves to circulate the light pulse input through the laser. Here, the optical pulse input to the circulator 140 may be generated from a mode-locked ultrafast laser. The polarization state of the optical pulse may be adjusted by the polarization controller to match the optical axis of the polarization maintaining optical fiber provided at the output portion of the polarizer.

커플러(152)는 서큘레이터(140)를 통해 입력되는 광 펄스의 파워를 반으로 나누어 제1 광 펄스 및 제 2 광 펄스를 생성한다.The coupler 152 divides the power of the light pulse input through the circulator 140 in half to generate the first light pulse and the second light pulse.

루프 간섭계는 루프 형태로 형성되어, 커플러(152)를 통해 입력되는 제1 광 펄스 및 제2 광 펄스를 각각 루프의 반대방향으로 진행시킴으로써 생성되는 광 위상 차이에 대한 정보를 제1 광 펄스 및 제2 광 펄스가 상기 커플러에서 다시 합쳐질 때 발생하는 간섭 현상을 이용하여 광 세기 차이에 대한 정보로 변환한다.The loop interferometer is formed in the form of a loop so that the first optical pulse and the first optical pulse and the second optical pulse which are input through the coupler 152 in the opposite directions of the loop are respectively provided. Two light pulses are converted into information on light intensity differences by using an interference phenomenon generated when the light coupler is recombined.

루프 간섭계는 제1 광 펄스의 위상을 변조하고 제2 광 펄스의 위상은 그대로 유지함으로써 광 위상 차이에 대한 정보를 제1 광 펄스 및 제2 광 펄스가 커플러(152)에서 다시 합쳐질 때 발생하는 간섭 현상을 이용하여 광 세기 차이에 대한 정보로 변환할 수 있다.The loop interferometer modulates the phase of the first light pulse and maintains the phase of the second light pulse so that the information about the optical phase difference merges when the first and second light pulses recombine at the coupler 152. The phenomenon can be used to convert information about light intensity differences.

일 예로, 루프 간섭계는 도시된 바와 같이 커플러(152), 위상 변조기(154) 및 비가역 사분파장 바이어스(156)를 포함하는 사냑 루프 간섭계일 수 있다. 이 경우, 위상 변조기(154)는 광 펄스와 RF/마이크로파를 입력 받아 RF/마이크로파의 전압에 비례하여 제1 광 펄스의 위상을 변조한다.As an example, the loop interferometer may be a Sagnac loop interferometer including a coupler 152, a phase modulator 154 and an irreversible quadrature bias 156 as shown. In this case, the phase modulator 154 receives the optical pulse and the RF / microwave and modulates the phase of the first optical pulse in proportion to the voltage of the RF / microwave.

비가역 사분파장 바이어스(156)는 제1 광 펄스의 위상을 추가로 사분의 일 파장 만큼 변화시키지만 제2 광 펄스의 위상은 그대로 유지시킨다.. 이를 위하여, 비가역 사분파장 바이어스(156)는 이분의일 파장판(HWP: Half Wave Plate), 사분의일 파장판(QWP: Quarter Wave Plate), 두 개의 시준기(collimator) 및 서로 다른 방향의 두 개의 패러데이 회전자(Faraday rotator)를 포함할 수 있다.The irreversible quadrature bias 156 further changes the phase of the first light pulse by one quarter of the wavelength but keeps the phase of the second light pulse intact. For this purpose, the irreversible quadrature bias 156 is half It may include a half wave plate (HWP), a quarter wave plate (QWP), two collimators, and two Faraday rotators in different directions.

균형 광 검출기(160)는 광 세기 차이에 대한 정보를 전기 신호로 변환함으로써 광 펄스와 전자 신호원 간의 타이밍 오차에 해당하는 전기 신호를 검출한다.The balance photodetector 160 detects an electrical signal corresponding to a timing error between the optical pulse and the electronic signal source by converting information about the difference in light intensity into an electrical signal.

따라서, 본 발명에 따른 위상 탐지기(200)는 펄스 반복률의 정수배의 주파수를 갖는 임의의 전자 신호원의 위상 잡음을 측정할 수 있다.Accordingly, the phase detector 200 according to the present invention can measure the phase noise of any electronic signal source having a frequency of an integer multiple of the pulse repetition rate.

도 3은 본 발명의 일실시예에 있어서, 광섬유 광기반 균형 광세기 탐지법을 이용한 광신호와 전자신호 간 위상을 탐지하는 방법을 나타내는 흐름도이다.3 is a flowchart illustrating a method of detecting a phase between an optical signal and an electronic signal using a fiber optic light-based balanced light intensity detection method according to an embodiment of the present invention.

이하, 본 발명에 따른 위상 탐지기를 이용하여 레이저를 통해 발생되는 광 펄스열과 RF/마이크로파 간의 위상 차이를 탐지하는 방법에 대해 설명한다.Hereinafter, a method of detecting a phase difference between an optical pulse train generated by a laser and an RF / microwave using a phase detector according to the present invention will be described.

위상 탐지기는 커플러를 이용하여 서큘레이터를 통해 입력되는 광 펄스의 파워를 반으로 나누어 제1 광 펄스 및 제 2 광 펄스를 생성한다(S310).The phase detector generates a first optical pulse and a second optical pulse by dividing the power of the optical pulse input through the circulator in half by using the coupler (S310).

그리고, 생성된 제1 광 펄스 및 제2 광 펄스를 커플러를 통해 루프 형태로 형성되는 루프 간섭계로 입력하여 각각 루프의 반대방향으로 진행시켜 제1 광 펄스의 위상을 루프 간섭계로 입력되는 전자신호에 따라 변조하고 제2 광 펄스의 위상은 그대로 유지함으로써 제1 광 펄스 및 제2 광 펄스가 커플러에서 다시 합쳐질 때 발생하는 간섭 현상을 이용하여 광 위상 차이에 대한 정보를 광 세기 차이에 대한 정보로 변환한다(S320).The first optical pulse and the second optical pulse are input to the loop interferometer formed in the form of a loop through a coupler, respectively, and proceed in the opposite direction of the loop, respectively. Modulating accordingly and keeping the phase of the second optical pulse intact, thereby converting information about the optical phase difference into information about the optical intensity difference using an interference phenomenon that occurs when the first and second optical pulses recombine at the coupler. (S320).

이후, 균형 광 검출기를 이용하여 광 세기 차이에 대한 정보를 전기 신호로 변환함으로써 광 펄스와 전자 RF/마이크로파 간의 타이밍 오차에 해당하는 전기 신호를 검출한다(S330).Then, by using the balance light detector to convert information about the light intensity difference into an electrical signal to detect the electrical signal corresponding to the timing error between the optical pulse and the electronic RF / microwave (S330).

따라서 본 발명에 따른 위상 탐지 방법은 이와 같은 방법을 통하여 레이저 펄스 반복률의 정수배의 주파수를 갖는 임의의 전자 신호원의 위상 잡음을 탐지할 수 있고, 측정된 전자 신호원의 위상 잡음의 피드백 제어를 통하여 보상함으로써 레이저의 광 펄스열에 동기화되어 레이저의 낮은 위상 잡음을 가지는 전자 신호원을 합성할 수가 있다.Therefore, the phase detection method according to the present invention can detect the phase noise of any electronic signal source having an integer multiple of the laser pulse repetition rate through such a method, and through the feedback control of the measured phase noise of the electronic signal source. By compensating, it is possible to synthesize an electronic signal source having low phase noise of the laser synchronized with the light pulse train of the laser.

도 4는 본 발명의 일실시예에 있어서, 레이저의 광 펄스열과 위상 잠금된 전압 제어 발진기의 마이크로파 사이의 잔류 단기간 단측파대(SSB) 위상 잡음 측정 결과 및 자유 발진 전압 제어 발진기의 절대 위상 잡음을 나타내는 그래프이고, 도 5는 본 발명의 일실시예에 있어서, 광 펄스열과 위상 잠금된 마이크로파 사이의 상대적 장기간 위상 드리프트를 측정한 결과를 나타내는 그래프이다.Figure 4 shows the residual short-term single sideband (SSB) phase noise measurement results between the optical pulse train of the laser and the microwaves of the phase locked voltage controlled oscillator and the absolute phase noise of the free oscillating voltage controlled oscillator, according to one embodiment of the invention. 5 is a graph illustrating a result of measuring a relative long-term phase drift between an optical pulse train and a phase locked microwave in one embodiment of the present invention.

도 4에는 VCO 제조 업체의 데이터에 따른 VCO의 절대 위상 잡음과, 본 발명에 따른 위상 탐지 방법을 통하여 VCO를 레이저에 동기화 시킨 후 레이저와 VCO간의 잔류 위상 잡음을 측정하여 동기화 성능을 평가한 결과가 도시되어 있다.4 shows the results of evaluating the synchronization performance by measuring the absolute phase noise of the VCO according to the data of the VCO manufacturer, and measuring the residual phase noise between the laser and the VCO after synchronizing the VCO to the laser through the phase detection method according to the present invention. Is shown.

도 5에는 본 발명에 따른 위상 탐지 방법을 통하여 위상 오차가 보상된 광 펄스열과 마이크로파 사이의 상대적 위상 드리프트를 2시간 동안 측정한 결과가 도시되어 있다.FIG. 5 shows a result of measuring a relative phase drift between a microwave and an optical pulse train whose phase error is compensated by a phase detection method according to the present invention for 2 hours.

따라서, 본 발명에 따른 위상 탐지 방법을 이용하는 경우 레이저의 낮은 위상 잡음을 가지는 전자 신호원을 합성할 수 있음을 알 수 있다.Accordingly, it can be seen that when using the phase detection method according to the present invention, an electronic signal source having low phase noise of a laser can be synthesized.

이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.As described above, the present invention has been described by way of limited embodiments and drawings, but the present invention is not limited to the above embodiments, and those skilled in the art to which the present invention pertains various modifications and variations from such descriptions. This is possible.

그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the described embodiments, but should be determined by the equivalents of the claims, as well as the claims.

110: 초고속 레이저
120: 편광 제어기
130: 편광자
140: 서큘레이터
150: 사냑 루프 간섭계
152: 커플러
154: 위상 변조기
156: 비가역 사분파장 바이어스
160: 균형 광 검출기
170: PI 제어기
180: 전압 제어 발진기
190: 파워 분배기110: ultrafast laser
120: polarization controller
130: polarizer
140: circulator
150: Sagnac loop interferometer
152: coupler
154: phase modulator
156: irreversible quadrature bias
160: balanced light detector
170: PI controller
180: voltage controlled oscillator
190: power divider

Claims (13)

레이저를 통해 발생되는 광 펄스열과 RF/마이크로파 간의 위상 차이를 탐지하는 위상 탐지기에 있어서,
상기 레이저를 통해 입력되는 광 펄스를 순환시키는 서큘레이터;
상기 서큘레이터를 통해 입력되는 광 펄스의 파워를 반으로 나누어 제1 광 펄스 및 제 2 광 펄스를 생성하는 커플러를 포함하고, 루프 형태로 형성되어 상기 커플러를 통해 입력되는 상기 제1 광 펄스 및 제2 광 펄스를 각각 상기 루프의 반대방향으로 진행시킨 뒤 루프로 입력되는 전자신호에 의하여 위상이 변조되어 발생하는 광 위상 차이에 대한 정보를 상기 제1 광 펄스 및 제2 광 펄스가 상기 커플러에서 다시 합쳐질 때 발생하는 간섭 현상을 이용하여 광 세기 차이에 대한 정보로 변환하는 루프 간섭계; 및
두 개의 광 다이오드를 통해 들어온 상기 광 세기 차이에 대한 정보를 전기 신호로 변환함으로써 상기 광 펄스와 RF/마이크로파 간의 타이밍 오차에 비례하는 전기 신호를 검출하는 균형 광 검출기
를 포함하는 위상 탐지기.In the phase detector for detecting the phase difference between the pulse of light generated by the laser and the RF / microwave,
A circulator for circulating light pulses input through the laser;
And a coupler for generating a first optical pulse and a second optical pulse by dividing the power of the optical pulse input through the circulator in half, the first optical pulse and the second optical pulse being formed in a loop shape and inputted through the coupler. After the two optical pulses respectively advance in the opposite direction of the loop, the first optical pulse and the second optical pulse are returned from the coupler for information on the optical phase difference caused by the phase modulation by the electronic signal input to the loop. A loop interferometer for converting the information into light intensity differences by using the interference phenomenon generated when the sums are combined; And
Balanced photodetector that detects an electrical signal proportional to the timing error between the optical pulse and RF / microwave by converting information about the difference in light intensity introduced through two photodiodes into an electrical signal
Phase detector comprising a. 제1항에 있어서,
상기 광 펄스는,
모드 잠금된(mode-locked) 초고속 레이저로부터 발생되는 것을 특징으로 하는 위상 탐지기.The method of claim 1,
The light pulse,
A phase detector, originating from a mode-locked ultrafast laser. 제1항에 있어서,
출력 부분에 편광 유지 광섬유가 구비되는 편광자; 및
상기 레이저를 통해 발생된 광 펄스의 편광 상태를 상기 편광 유지 광섬유의 광축에 맞도록 조절하는 편광 제어기
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 위상 탐지기.The method of claim 1,
A polarizer having a polarization maintaining optical fiber at an output portion thereof; And
Polarization controller for adjusting the polarization state of the light pulse generated through the laser to match the optical axis of the polarization maintaining optical fiber
Phase detector further comprises a. 제1항에 있어서,
상기 루프 간섭계는,
상기 제1 광 펄스의 위상을 변조하고 상기 제2 광 펄스의 위상은 그대로 유지함으로써 생성되는 상기 광 위상 차이에 대한 정보를 상기 제1 광 펄스 및 제2 광 펄스가 상기 커플러에서 다시 합쳐질 때 발생하는 간섭 현상을 이용하여 상기 광 세기 차이에 대한 정보로 변환하는 것을 특징으로 하는 위상 탐지기.The method of claim 1,
The loop interferometer,
Occurs when the first and second light pulses recombine at the coupler with information about the optical phase difference generated by modulating the phase of the first light pulse and maintaining the phase of the second light pulse. A phase detector, characterized in that for converting the information on the light intensity difference using an interference phenomenon. 제1항에 있어서,
상기 루프 간섭계는,
상기 광 펄스와 RF/마이크로파를 입력 받아 상기 RF/마이크로파의 전압에 비례하여 상기 제1 광 펄스의 위상을 변조하는 위상 변조기; 및
상기 제1 광 펄스의 위상을 사분의일 파장만큼 변화시키고 상기 제2 광 펄스의 위상은 그대로 유지시키는 비가역 사분파장 바이어스
를 포함하는 사냑 루프(Sagnac Roof) 간섭계인 것을 특징으로 하는 위상 탐지기.The method of claim 1,
The loop interferometer,
A phase modulator configured to receive the optical pulse and the RF / microwave and modulate the phase of the first optical pulse in proportion to the voltage of the RF / microwave; And
An irreversible quarter-wave bias for changing the phase of the first optical pulse by a quarter wavelength and maintaining the phase of the second optical pulse as it is
Phase detector, characterized in that the Sagnac Roof (Sagnac Roof) interferometer. 제5항에 있어서,
상기 비가역 사분파장 바이어스는,
사분의일 파장판(Quarter Wave Plate)과 서로 다른 방향의 두 개의 패러데이 회전자(Faraday Rotator)를 포함하는 것을 특징으로 하는 위상 탐지기.The method of claim 5,
The irreversible quadrature bias is
A phase detector comprising a quarter wave plate and two Faraday rotators in different directions. 제1항에 있어서,
상기 타이밍 오차에 해당하는 전기 신호를 입력 받아 상기 RF/마이크로파의 위상을 보상하는 PI 제어기; 및
상기 위상이 보상된 RF/마이크로파의 파워를 분배하는 파워 분배기
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 위상 탐지기.The method of claim 1,
A PI controller that receives the electrical signal corresponding to the timing error and compensates the phase of the RF / microwave; And
Power divider for distributing the power of the phase compensated RF / microwave
Phase detector further comprises a. 청구항 8은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.Claim 8 was abandoned when the registration fee was paid. 레이저를 통해 발생되는 광 펄스열과 RF/마이크로파 간의 위상 차이를 탐지하는 위상 탐지 방법에 있어서,
서큘레이터를 통해 입력되는 광 펄스의 파워가 커플러에 의해 반으로 나뉘어 제1 광 펄스 및 제 2 광 펄스가 생성되는 단계;
상기 제1 광 펄스 및 제2 광 펄스가 상기 커플러를 통해 루프 형태로 형성되는 루프 간섭계로 입력되어 각각 상기 루프의 반대방향으로 진행하면서 루프로 입력되는 전자 신호에 의하여 위상이 변조되어 발생하는 광 위상 차이에 대한 정보를 상기 제1 광 펄스 및 제2 광 펄스가 상기 커플러에서 다시 합쳐질 때 발생하는 간섭 현상을 이용하여 광 세기 차이에 대한 정보로 변환하는 단계; 및
균형 광 검출기를 이용하여 두 개의 광 다이오드를 통해 들어온 상기 광 세기 차이에 대한 정보를 전기 신호로 변환함으로써 상기 광 펄스와 RF/마이크로파 간의 타이밍 오차에 비례하는 전기 신호를 검출하는 단계
를 포함하는 위상 탐지 방법.In the phase detection method for detecting the phase difference between the pulse of light generated by the laser and the RF / microwave,
The power of the optical pulse input through the circulator is divided in half by the coupler to generate a first optical pulse and a second optical pulse;
An optical phase generated by modulating a phase by an electronic signal input to the loop while the first optical pulse and the second optical pulse are input to a loop interferometer formed in a loop form through the coupler, respectively, and proceed in the opposite direction of the loop; Converting the information about the difference into information about the light intensity difference by using an interference phenomenon generated when the first and second light pulses are combined again in the coupler; And
Detecting an electrical signal proportional to a timing error between the optical pulse and RF / microwave by converting information about the difference in light intensity introduced through two photodiodes into an electrical signal using a balanced photodetector
Phase detection method comprising a. 청구항 9은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.Claim 9 has been abandoned due to the setting registration fee. 제8항에 있어서,
상기 생성되는 단계 이전에,
모드 잠금된(mode-locked) 초고속 레이저로부터 발생되는 상기 광 펄스가 상기 서큘레이터로 입력되는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 위상 탐지 방법.9. The method of claim 8,
Prior to the step of generating,
And the optical pulse generated from a mode-locked ultrafast laser is input to the circulator. 청구항 10은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.Claim 10 has been abandoned due to the setting registration fee. 제8항에 있어서,
상기 생성되는 단계 이전에,
상기 레이저를 통해 발생된 광 펄스의 편광 상태가 편광 제어기에 의해 편광자의 출력 부분에 구비되는 편광 유지 광섬유의 광축에 맞도록 조절되는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 위상 탐지 방법.9. The method of claim 8,
Prior to the step of generating,
And adjusting the polarization state of the light pulse generated through the laser to match the optical axis of the polarization maintaining optical fiber provided at the output portion of the polarizer by the polarization controller. 청구항 11은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.Claim 11 was abandoned when the registration fee was paid. 제8항에 있어서,
상기 변환하는 단계는,
상기 루프 간섭계를 이용하여 상기 제1 광 펄스의 위상을 변조하고 상기 제2 광 펄스의 위상은 그대로 유지함으로써 생성되는 상기 광 위상 차이에 대한 정보를 상기 제1 광 펄스 및 제2 광 펄스가 상기 커플러에서 다시 합쳐질 때 발생하는 간섭 현상을 이용하여 상기 광 세기에 대한 정보로 변환하는 단계인 것을 특징으로 하는 위상 탐지 방법.9. The method of claim 8,
Wherein the converting comprises:
The first optical pulse and the second optical pulse are coupled to the coupler using information about the optical phase difference generated by modulating the phase of the first optical pulse using the loop interferometer and maintaining the phase of the second optical pulse. And converting the information into the information about the light intensity by using interference phenomena generated when the sums are recombined with the signal. 청구항 12은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.Claim 12 is abandoned in setting registration fee. 제8항에 있어서,
상기 변환하는 단계는,
상기 루프 간섭계로 상기 광 펄스와 RF/마이크로파가 입력되는 단계;
상기 제1 광 펄스의 위상이 위상 변조기에 의해 상기 RF/마이크로파의 전압에 비례하여 변조되는 단계; 및
상기 제1 광 펄스의 위상이 비가역 사분파장 바이어스에 의해 사분의일 파장 만큼 변화되지만 상기 제2 광 펄스의 위상은 그대로 유지되는 단계
를 포함하는 것을 특징으로 하는 위상 탐지 방법.9. The method of claim 8,
Wherein the converting comprises:
Inputting the optical pulse and RF / microwave into the loop interferometer;
The phase of the first optical pulse is modulated in proportion to the voltage of the RF / microwave by a phase modulator; And
The phase of the first optical pulse is changed by a quarter wavelength by an irreversible quadrature bias, but the phase of the second optical pulse is maintained as it is
Phase detection method comprising a. 청구항 13은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.Claim 13 has been abandoned due to the set registration fee. 제8항에 있어서,
상기 타이밍 오차에 해당하는 전기 신호를 입력 받아 상기 RF/마이크로파의 위상을 보상하는 단계; 및
상기 위상이 보상된 RF/마이크로파의 파워를 분배하는 단계
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 위상 탐지 방법.9. The method of claim 8,
Compensating for the phase of the RF / microwave by receiving an electrical signal corresponding to the timing error; And
Distributing the power of the phase compensated RF / microwave
Phase detection method further comprises.
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