KR101471716B1 - 광전 발진기 및 광전 발진 방법 - Google Patents

광전 발진기 및 광전 발진 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 광전 발전기 및 광전 발진 방법을 개시한다. 광전 발전기는 레이저 다이오드로부터 출력된 다중 모드의 광신호를 전기 신호로 변환하는 포토 다이오드; 상기 변환된 전기 신호를 미리 설정된 주파수 대역으로 필터링하는 필터; 및 상기 필터링된 전기 신호를 증폭하는 신호 증폭기를 포함하고, 상기 레이저 다이오드는, 전기적으로 분리된 전면 전극과 후면 전극을 이용하여 상기 증폭된 전기 신호를 직접 변조한다.

Description

광전 발진기 및 광전 발진 방법{OPTOELECTRONIC OSCILLATOR AND METHOD}
본 발명은 광전 발진기 및 광전 발진 방법에 관한 것이다. 보다 구체적으로는 광전 발진기에서 발생된 신호를 직접 변조하는 광전 발진기 및 광전 발진 방법에 관한 것이다.
광전 발진기(Optoelectronic Oscillator: OEO)는 전기적 에너지와 광 에너지를 교환하여, RF 및 밀리미터파 대역의 신호를 발생시킨다. 그리고, 광전 발진기는 낮은 위상 잡음과 우수한 고주파 발진 성능을 포함한다. 이러한 특성으로 인해 광전 발진기는 RF와 Photonic 응용 분야에서 각광 받고 있다.
구체적으로 광전 발진기는 긴 광 섬유를 이용하여 높은 Q-factor가 가능하다. 이는 긴 광 섬유가 낮은 손실에 의한 긴 지연 효과를 가져오기 때문이다. 또한, 광전 발진기는 X-밴드 주파수 대역에서 다양한 구조로 구현이 가능하다.
하지만 다양한 구조로 구현하기 위해, 광전 발진기는 연속파 신호 발생 레이저와 외부 변조기가 필요하다. 이 때, 외부 변조기는 넓은 변조 대역과 높은 변조 효율을 포함해야 한다. 그리고, 광전 발진기는 발진 루프의 이득 보상을 위한 높은 FR 증폭기가 필요하다. 따라서, 광전 발진기는 부가적인 장비로 인해 구조가 복잡하며, 높은 비용과 실패율이 증대된다.
최근에는 이러한 사항이 보완된 광전 발진기가 구현되었다. 광전 발진기는 강한 광 주입 상태의 레이저를 이용하여 발진 루프에 필요한 RF 문턱 이득을 최소화한다. 하지만, 강한 광을 주입하기 위해, 광전 발진기는 마스터 레이저와 슬리이브 레이저로 구성되는 2개의 레이저가 필요하다.
따라서, 광전 발진기의 구조가 단순하면서, 낮은 위상잡음과 우수한 고주파 발진 성능을 구현할 수 있는 광전 발진기가 필요하다.
본 발명은 별도의 장치를 포함하지 않고, 광전 발진기가 자체적으로 주파수를 직접 변조함으로써, 광전 발진기의 구조가 단순하고, 낮은 비용으로 용이하게 구현될 수 있는 광전 발진기 및 광전 발진 방법을 제공한다.
본 발명은 레이저 다이오드는 레이저 다이오드에서 출력된 신호를 피드백하여 다중 모드의 광 신호로 재 출력 함으로써 별도의 외부 변조기 없이 자체적으로 광전 발진기의 신호를 발생시킬 수 있는 광전 발진기 및 광전 발진 방법을 제공한다.
본 발명의 일실시예에 따른, 광전 발진기는 레이저 다이오드로부터 출력된 다중 모드의 광신호를 전기 신호로 변환하는 포토 다이오드; 상기 변환된 전기 신호를 미리 설정된 주파수 대역으로 필터링하는 필터; 및 상기 필터링된 전기 신호를 증폭하는 신호 증폭기를 포함하고, 상기 레이저 다이오드는, 전기적으로 분리된 전면 전극과 후면 전극을 이용하여 상기 증폭된 전기 신호를 직접 변조할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른, 레이저 다이오드는 이득 매체(gain medium) 위에 전기적으로 분리된 전면 전극과 후면 전극을 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른, 레이저 다이오드의 전면 전극과 후면 전극은 1:1 비율로 분기된 전기 신호를 이용하여 직접 변조할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른, 다중 모드의 주파수 간격은 상기 전면 전극과 후면 전극 간의 전류값 차이에 따라 조절될 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른, 전면 전극과 후면 전극은 상기 레이저 다이오드의 주파수 응답 특성을 향상시키기 위한 바이어스가 각각 인가될 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른, 광전 발진기는 다중 모드의 광신호를 출력하는 이중 구조의 분산 피드백 레이저 다이오드; 상기 광신호가 이동하는 광 섬유; 상기 광 섬유를 통해 이동한 광신호를 검출하여 전기 신호로 변환하는 포토 다이오드; 상기 광 섬유로 인한 루프 손실을 보상하도록 상기 변환된 전기 신호를 증폭하는 신호 증폭기를 포함하고, 상기 이중 구조의 분산 피드백 레이저 다이오드는, 상기 변환된 전기 신호를 직접 변조하는 이중 구조의 전면 전극과 후면 전극을 포함하고, 상기 전면 전극과 후면 전극은 각각 바이어스가 인가될 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 광전 발진 방법은 포토 다이오드가 레이저 다이오드로부터 출력된 다중 모드의 광신호를 전기 신호로 변환하는 단계; 필터가 상기 변환된 전기 신호를 미리 설정된 주파수 대역으로 필터링하는 단계; 및 신호 증폭기가 상기 필터링된 전기 신호를 증폭하는 단계를 포함하고, 상기 레이저 다이오드는, 전기적으로 분리된 전면 전극과 후면 전극을 이용하여 상기 증폭된 전기 신호를 직접 변조할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 레이저 다이오드는 이득 매체(gain medium) 위에 전기적으로 분리된 전면 전극과 후면 전극을 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 레이저 다이오드의 전면 전극과 후면 전극은 1:1 비율로 분기된 전기 신호를 이용하여 직접 변조할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 다중 모드의 주파수 간격은 상기 전면 전극과 후면 전극 간의 전류값 차이에 따라 조절될 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 전면 전극과 후면 전극은 상기 레이저 다이오드의 주파수 응답 특성을 향상시키기 위한 바이어스가 각각 인가될 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 광전 발진기는 별도의 장치를 포함하지 않고, 광전 발진기가 자체적으로 주파수를 직접 변조함으로써, 광전 발진기의 구조가 단순하고, 낮은 비용으로 용이하게 구현될 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 레이저 다이오드는 레이저 다이오드에서 출력된 신호를 피드백하여 다중 모드의 광 신호로 재 출력 함으로써 별도의 외부 변조기 없이 자체적으로 광전 발진기의 신호를 발생시킬 수 있다.
도 1은 일실시예에 따른 광전 발진기의 전체 구성도를 도시한 도면이다.
도 2는 일실시예에 따른 레이저 다이오드의 구조를 설명하기 위해 도시한 도면이다.
도 3은 일실시예에 따른 레이저 다이오드의 다중 광 모드 신호를 설명하기 위해 도시한 도면이다.
도 4는 일실시예에 따른 실제로 구현된 광전 발진기를 도시한 도면이다.
도 5는 일실시예에 따른 광전 발진 방법을 설명하기 위해 도시한 도면이다.
도 6는 일실시예에 따른 전류가 인가된 이중 구조의 분산 피드백 레이저 다이오드의 광학 스펙트럼을 도시한 도면이다.
도 7은 일실시예에 따른 전면 전극과 후면 전극의 인가된 전류값에 따른 다중 모드의 주파수 응답을 도시한 도면이다.
도 8는 일실시예에 따른 레이저 다이오드의 주파수 응답에 따른 스펙트럼을 도시한 도면이다.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 광전 발진기의 전체 구성도를 도시한 도면이다.
도 1을 참고하면, 광전 발진기는 레이저 다이오드, 포토 다이오드, 필터, 신호 증폭기를 포함할 수 있다.
레이저 다이오드는 gain medium 위에 전기적으로 분리된 2개의 전극으로 구성될 수 있다. 일례로, 레이저 다이오드는 분산 피드백 레이저 다이오드(Distributed Feedback Laser: DFB-LD)일 수 있다. 이 때, 레이저 다이오드는 전면 전극과 후면 전극으로 구성된 이중 구조(Dual Section)를 나타낼 수 있다. 레이저 다이오드는 자기 지속 맥동(self-sustained pulsation)에 의한 기가 헤르츠 대역의 다중 모드의 광 신호를 발생시킬 수 있다. 다중 모드의 광 신호는 f0 의 모드 간격으로 발생될 수 있다. 이 때, 다중 모드의 주파수 간격은 상기 전면 전극과 후면 전극 간의 전류 값 차이에 따라 조절될 수 있다.
포토 다이오드는 레이저 다이오드에서 발생된 다중 모드의 광 신호를 검출할 수 있다. 구체적으로 포토 다이오드는 10-km의 긴 광 섬유를 통과하는 다중 모드의 광 신호를 검출할 수 있다. 그리고, 포토 다이오드는 다중 모드의 광 신호를 검출하여 전기 신호로 변환할 수 있다.
필터는 변환된 전기 신호를 특정 대역으로 필터링 할 수 있다. 특정 대역은 미리 설정된 주파수 대역일 수 있다.
신호 증폭기는 필터링 된 전기 신호를 증폭할 수 있다. 그리고, 신호 증폭기는 증폭된 전기 신호를 하나 이상으로 분리하여, 이중 구조의 분산 피드백 레이저 다이오드에 포함된 각각의 전극에 제공할 수 있다. 그리고, 레이저 다이오드는 증폭된 전기 신호를 직접 변조할 수 있다.
도 1을 참고하면, 레이저의 직접 변조를 광전 발진기의 루프에 적용함으로써 외부 변조기를 사용하지 않고도 깨끗한 신호를 발생시킬 수 있다. 다시 말해서, 광전 발진기는 별도의 추가 장치를 포함하지 않고, 광전 발진기의 내부에서 전기 신호를 직접 변조함으로써, 광전 발진기의 구조가 단순하고, 낮은 비용으로 용이하게 구현될 수 있다. 또한, 이러한 구성을 포함하는 광전 발진기의 광원을 사용하는 경우, 광전 발진기는 협대역 변조 효율 강화로 RF 문턱 이득이 낮아진 자기 발진을 할 수 있다.
도 2는 일실시예에 따른 레이저 다이오드의 구조를 설명하기 위해 도시한 도면이다.
도 2를 참고하면, 레이저 다이오드(200)는 자기 발진이 가능할 수 있다. 그리고, 레이저 다이오드(200)는 자기 발진을 함으로써, 다중 모드의 광 신호를 발생시킬 수 있다. 또한, 레이저 다이오드(200)로부터 발생된 광 신호는 광전 발진기에 적용될 수 있다.
그리고, 레이저 다이오드(200)는 전면 전극(204), 후면 전극(208), 전극판(202, 207), 활동 영역(203)을 포함할 수 있다.
전면 전극(204)과 후면 전극(208)은 상층 전극이 1:1 비율로 분리될 수 있다. 보다 구체적으로, 전면 전극(204)과 후면 전극(208)은 전극판의 사이가 식각(205)됨으로써 분리될 수 있다. 이 때, 전극판은 전극판의 사이가 0.2㎛ 으로 식각(205)될 수 있다. 그래서, 전면 전극(204)과 후면 전극(208)은 전기적으로 분리된 형태일 수 있다. 또한, 이중 전극(204, 208)은 활동 영역(203)을 공유하는 구조일 수 있다.
그리고, 레이저 다이오드(200)의 길이는 약 800㎛일 수 있다. 이 때, 전면 전극(204)과 후면 전극(208)의 kL 계수는 근사적으로 4의 매우 강한 그레이팅(grating: 206)으로 형성될 수 있다.
도 3은 일실시예에 따른 레이저 다이오드의 다중 광 모드 신호를 설명하기 위해 도시한 도면이다.
도 3을 참고하면, 레이저 다이오드(201)는 전기적으로 분리된 2개의 전면 전극(302)과 후면 전극(303)으로 구성될 수 있다.
레이저 다이오드(201)는 각각의 전면 전극(302)과 후면 전극(303)으로 단일 전류가 인가될 수 있다. 이 때, 레이저 다이오드(201)는 각각으로 인가된 전류를 이용하여 자기 발진 원리에 의해 다중 광 모드의 광 신호(305)를 발생시킬 수 있다. 그리고, 광 신호(305)의 간격(306)은 그레이팅의 강도에 따라 조절이 가능할 수 있다. 일례로, 광 신호의 간격은 전면 전극(302)과 후면 전극(303)에 인가된 전류의 차이에 따라 조절될 수 있다.
레이저 다이오드(201)에서 발생된 다중 광 모드의 광 신호(305)를 광전 발진기에 응용 할 때, 광전 발진기는 별도의 추가 장치를 포함하지 않고, 광전 발진기에 포함된 레이저 다이오드(201)를 통해 직접 변조함으로써, 광전 발진기의 구조가 단순하고, 낮은 비용으로 용이하게 구현될 수 있다.
또한, 광전 발진기는 레이저 다이오드(201)를 이용하여 저전력, 소형화, 단순화된 구조로 형성될 수 있다.
도 4는 일실시예에 따른 실제로 구현된 광전 발진기를 도시한 도면이다.
도 4를 참고하면, 광전 발진기(400)는 레이저 다이오드(402), 포토 다이오드(407), 필터(408), 신호 증폭기(409)를 포함할 수 있다.
레이저 다이오드(402)는 다중 모드의 광 신호를 출력할 수 있다. 이 때, 광 신호는 렌즈(405)에 의하여 광 섬유가 집중될 수 있다. 그리고, 집중된 광 섬유는 광 아이솔레이터(404)를 통과할 수 있다. 광 아이솔레이터(404)는 광 섬유를 통과 중 반사되는 레이저 반도체의 신호에 영향을 줄 수 있는 광 신호를 제거할 수 있다. 그리고, 레이저 다이오드(402)는 출력된 광 신호를 직접 변조하여, 다시 다중 모드의 광 신호로 출력할 수 있다. 이 때, 다중 모드의 광 신호의 간격은 레이저 다이오드(402)의 각 전극의 전류 값을 조절함으로써 조절될 수 있다.
또한, 광 섬유는 광 아이솔레이터(404)를 통과하면 긴 광섬유(406)를 통과할 수 있다. 이 때, 긴 광섬유(406)의 길이는 10-km일 수 있다. 광 섬유는 레이저 다이오드(402)로부터 출력된 다중 모드의 광 신호가 이동될 수 있다.
포토 다이오드(407)는 광 섬유를 통해 이동하는 광 신호를 검출할 수 있다. 그리고, 포토 다이오드(407)는 검출된 광 신호를 전기 신호로 에너지의 변환할 수 있다. 전기 신호는 필터(408)를 통과하여 일정 대역으로 필터링 될 수 있다.
그리고, 신호 증폭기(409)는 광 섬유로 인한 루프 손실을 보상하도록 상기 변환된 전기 신호를 증폭할 수 있다. 일례로, 신호 증폭기(409)는 광 섬유로 인한 루프 손실을 보상하도록 상기 변환된 전기 신호를 30dB로 증폭할 수 있다.
또한, 레이저 다이오드(402)의 전면 전극(401)과 후면 전극(403)은 각각 바이어스가 인가될 수 있다. 바이어스는 동일한 RF 이득에서 보다 나은 long-term 안정도를 제공할 수 있다. 다시 말해, 바이어스는 이중 변조로 인하여 발생되는 이중 잠금으로 long-term 안정도를 제공할 수 있다.
그리고, 전면 전극(401)과 후면 전극(403)은 1:1 비율로 증폭되어, 분기된 전기 신호를 직접 변조할 수 있다. 이 때, 전면 전극(401)과 후면 전극(403)은 전류 인가와 직접 변조를 위한 바이어스를 포함할 수 있다. 바이어스는 전면 전극(401)과 후면 전극(403)에 각각 연결되어 전기 신호를 다시 광 신호로 직접 변조할 수 있다. 여기서, 광전 발진기(400)는 레이저 다이오드(402)가 전기 신호를 직접 변조함으로써, 광전 발진기(400)의 루프가 완성될 수 있다.
또한, 레이저 다이오드(402)는 전면 전극(401)과 후면 전극(403)을 통해 전기 신호를 직접 변조하고 이를 다시 다중 모드의 광 신호로 출력할 수 있다. 다시 말해, 레이저 다이오드(402)는 레이저 다이오드(402)에서 출력된 광 신호를 피드백하여 재 사용할 수 있다. 그러므로 광전 발진기(400)는 별도의 외부 변조기를 사용하지 않고, 광전 발진기(400)가 자체적으로 신호를 발생시킬 수 있다.
도 5는 일실시예에 따른 광전 발진 방법을 설명하기 위해 도시한 도면이다.
단계(501)에서 광전 발진기는 레이저 다이오드를 이용하여 다중 광 모드의 광 신호를 발생시킬 수 있다. 여기서, 레이저 다이오드는 이중 구조의 반도체 레이저 다이오드일 수 있다. 다시 말해, 레이저 다이오드는 이중 구조의 반도체 레이저 다이어드로 전면 전극과 후면 전극으로 전류가 인가되면, 자기 발진 형상에 의해 다중 광 모드의 광 신호가 발생될 수 있다. 그리고, 광전 발진기는 광 신호를 집중시키는 렌즈 및 광 섬유를 통과 중 반사되는 레이저 반도체의 신호에 영향을 줄 수 있는 광 신호를 제거하는 광 아이솔레이터를 포함할 수 있다.
단계(502)에서 광전 발진기는 저잡음 신호를 생성할 수 있다. 보다 구체적으로 광 신호는 10-km의 긴 광섬유를 통과할 수 있다. 이 때, 광 신호는 저손실 및 지연시간이 발생할 수 있다. 그리고, 광 섬유는 저손실 및 지연시간으로 인한 저잡음의 신호를 생성할 수 있다.
단계(503)에서 광전 발진기는 다중 광 모드의 광 신호를 전기 신호로 변환할 수 있다. 다시 말해, 광전 발진기는 간격 파장 차에 의해 불안정한 전기 신호를 생성할 수 있다. 일례로, 광전 발진기는 250만큼 파장의 차가 발생할 수 있다.
단계(504)에서 광전 발진기는 생성된 전기 신호의 250 간격의 파장 차이만큼의 대역 통과하여 필터링될 수 있다. 그리고, 광전 발전기는 전기 신호를 에너지 증폭을 할 수 있다.
단계(505)에서 광전 발진기는 레이저 다이오드에 직접 변조될 수 있다. 다시 말해, 광전 발진기는 전기 신호를 광 신호로 변환되는 자기 회기 구조로 형성될 수 있다.
광전 발진기는 직접화된 초소형의 반도체 레이저의 직접 변조가 가능함으로써, 저전력, 단순화, 소형화되어 자기 에너지의 회기를 통해 효율적으로 에너지를 생성할 수 있다.
도 6는 일실시예에 따른 전류가 인가된 이중 구조의 분산 피드백 레이저 다이오드의 광학 스펙트럼을 도시한 도면이다.
도 6을 참고하면, 레이저 다이오드는 이중 전류가 인가 될 수 있다. 구체적으로 레이저 다이오드의 전면 전극과 후면 전극은 각각의 전류 값이 인가될 수 있다. 또한, 레이저 다이오드는 전면 전극과 후면 전극의 인가되는 전류 값을 조절함으로써, 다중 모드의 주파수 간격을 조절할 수 있다. 다시 말해, 다중 모드의 주파수 간격은 전면 전극과 후면 전극 간의 전류 값 차이에 따라 조절될 수 있다.
일례로, 레이저 다이오드는 전면 전극으로 25.6mA, 후면 전극으로 7.6mA의 이중 전류가 인가될 수 있다. 이중 전류가 각 전극으로 인가되면, 레이저 다이오드는 모드 간격이 약 8GHz 인 다중 모드의 광 신호가 발생될 수 있다. 이 때, 8GHz는 다중 모드의 광 신호의 주파수 간격일 수 있다.
여기서, 전류값을 조절하는 방법은 도 3을 이용하여 구체적으로 설명한다.
도 7은 일실시예에 따른 전면 전극과 후면 전극의 인가된 전류값에 따른 다중 모드의 주파수 응답을 도시한 도면이다.
도 7을 참고하면, 레이저 다이오드는 전면 전극과 후면 전극의 전류 값이 조절될 수 있다. 그리고, 레이저 다이오드는 전면 전극과 후면 전극의 전류 값이 조절됨으로써, 다중 모드의 주파수 간격이 조절 될 수 있다.
일례로, 레이저 다이오드의 후면 전극은 7.2mA로 전류 값이 고정될 수 있다. 그리고, 레이저 다이오드의 전면 전극은 18mA ~ 35mA까지 전류 값이 조절될 수 있다. 이 때, 레이저 다이오드의 전면 전극과 후면 전극의 조절된 전류 값에 따라 주파수는 6 ~ 9 GHz로 나타날 수 있다. 다시 말해, 레이저 다이오드는 전면 전극과 후면 전극의 전류 값을 조절함으로써, 다중 모드의 주파수 간격은 6 ~ 9 GHz로 나타날 수 있다.
그리고, 도 3에 포함된 그래프는 레이저 다이오드의 각 전극의 전류 값을 조절하여 측정된 다중 모드의 주파수 간격으로 광전 발진기 루프에 직접 변조되었을 경우, 낮은 RF 문턱 이득으로 광전 발진이 가능한 RF beating 신호(note)일 수 있다.
도 8는 일실시예에 따른 레이저 다이오드의 주파수 응답에 따른 스펙트럼을 도시한 도면이다.
도 8을 참고하면, 레이저 다이오드는 각 전극으로 바이어스(bias-tee)가 인가될 수 있다. 바이어스는 레이저 다이오드의 주파수 응답 특성을 향상시키기 위한 것 일 수 있다. 구체적으로 바이어스가 인가되면, 레이저 다이오드는 f0 모드 간격의 다중 모드의 광 신호가 발생할 수 있다. 그리고, 레이저 다이오드는 다중 모드의 광 신호로 인한 강한 공진을 보이는 주파수 응답의 특성을 포함할 수 있다.
일례로, 레이저 다이오드는 8GHz 모드 간격의 다중 모드의 광 신호로 인한 8GHz 영역에서의 강한 공진을 보이는 주파수 응답의 특성을 포함할 수 있다. 또한, 8GHz 영역에서 발생된 강한 공진은 기존의 광전 발진기에 비해 35dB 이상의 강화 공진 일 수 있다.
따라서, 레이저 다이오드는 바이어스를 인가함으로써, 레이저 다이오드의 주파수 응답 특성을 향상시킬 수 있으며, 높은 RF 문턱 이득 감소가 가능할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 방법들은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다.
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.
그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

Claims (11)

  1. 이중 전극 구조의 레이저 다이오드로부터 출력된 다중 모드의 광신호를 전기 신호로 변환하는 포토 다이오드;
    상기 변환된 전기 신호를 미리 설정된 주파수 대역으로 필터링하는 필터; 및
    상기 필터링된 전기 신호를 증폭하는 신호 증폭기
    를 포함하고,
    상기 레이저 다이오드는,
    상측 전극이 전기적으로 분리되어 형성된 전면 전극과 후면 전극에 1:1 비율로 증폭하여 분기되는 상기 증폭된 전기 신호가 자기 회기되어 다중 모드의 광 신호로 직접 변조하며,
    상기 전면 전극과 후면 전극에 서로 다른 전류 값이 인가되고, 서로 다른 전류 값이 인가된 전면 전극과 후면 전극 간의 전류 값의 차이 및 상기 전면 전극과 후면 전극에 형성된 그레이팅의 강도를 고려하여 다중 모드의 주파수 간격이 조절되고,
    상기 직접 변조된 다중 모드의 광 신호는,
    상기 전기 신호의 자기 회기를 통해 직접 변조될 때마다 상기 조절된 다중 모드의 주파수 간격만큼의 차를 가지는 광전 발진기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 레이저 다이오드는,
    이득 매체(gain medium) 위에 전기적으로 분리된 전면 전극과 후면 전극을 포함하는 광전 발진기.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 전면 전극과 후면 전극은,
    상기 레이저 다이오드의 주파수 응답 특성을 향상시키기 위한 바이어스가 각각 인가되는 광전 발진기.
  6. 다중 모드의 광신호를 출력하는 이중 전극 구조의 분산 피드백 레이저 다이오드;
    상기 광신호가 이동하는 광 섬유;
    상기 광 섬유를 통해 이동한 광신호를 검출하여 전기 신호로 변환하는 포토 다이오드;
    상기 광 섬유로 인한 루프 손실을 보상하도록 상기 변환된 전기 신호를 증폭하는 신호 증폭기
    를 포함하고,
    상기 이중 전극 구조의 분산 피드백 레이저 다이오드는,
    1:1 비율로 분기되는 상기 변환된 전기 신호가 자기 회기되어 다중 모드의 광신호로 직접 변조하는 상측 전극이 전기적으로 분리되어 형성된 전면 전극과 후면 전극을 포함하고, 상기 전면 전극과 후면 전극은 각각 바이어스가 인가되며,
    상기 전면 전극과 후면 전극에 서로 다른 전류 값이 인가되고, 서로 다른 전류 값이 인가된 전면 전극과 후면 전극 간의 전류 값의 차이 및 상기 전면 전극과 후면 전극에 형성된 그레이팅의 강도를 고려하여 다중 모드의 주파수 간격이 조절되고,
    상기 직접 변조된 다중 모드의 광 신호는,
    상기 전기 신호가 자기 회기됨으로써 직접 변조될 때마다 상기 조절된 다중 모드의 주파수 간격만큼의 차를 가지는 광전 발진기.
  7. 포토 다이오드가 이중 전극 구조의 레이저 다이오드로부터 출력된 다중 모드의 광신호를 전기 신호로 변환하는 단계;
    필터가 상기 변환된 전기 신호를 미리 설정된 주파수 대역으로 필터링하는 단계; 및
    신호 증폭기가 상기 필터링된 전기 신호를 증폭하는 단계
    를 포함하고,
    상기 레이저 다이오드는,
    상측 전극이 전기적으로 분리되어 형성된 전면 전극과 후면 전극에 1:1 비율로 증폭하여 분기되는 상기 증폭된 전기 신호가 자기 회기되어 다중 모드의 광 신호로 직접 변조하며,
    상기 전면 전극과 후면 전극에 서로 다른 전류 값이 인가되고, 서로 다른 전류 값이 인가된 전면 전극과 후면 전극 간의 전류 값의 차이 및 상기 전면 전극과 후면 전극에 형성된 그레이팅의 강도를 고려하여 다중 모드의 주파수 간격이 조절되고,
    상기 직접 변조된 다중 모드의 광 신호는,
    상기 전기 신호가 자기 회기되어 직접 변조될 때마다 상기 조절된 다중 모드의 주파수 간격만큼의 차를 가지는 광전 발진 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 레이저 다이오드는,
    이득 매체(gain medium) 위에 전기적으로 분리된 전면 전극과 후면 전극을 포함하는 광전 발진 방법.
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 제7항에 있어서,
    상기 전면 전극과 후면 전극은,
    상기 레이저 다이오드의 주파수 응답 특성을 향상시키기 위한 바이어스가 각각 인가되는 광전 발진 방법.
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US5325382A (en) * 1990-09-28 1994-06-28 Nec Corporation Method and electrode arrangement for inducing flat frequency modulation response in semiconductor laser
JP2005522887A (ja) * 2002-04-09 2005-07-28 カリフォルニア インスティテュート オブ テクノロジー 光−電子発振器に基づく原子時計

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Sang-Taek Kim et al., J. Opt. Soc. Am. B, vol. 24, No. 3, March 2007, pages 477-483. *
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