KR101642576B1 - 광섬유 유연 다파장 필터 및 이를 이용한 스펙트럼 파장 제어방법 - Google Patents

광섬유 유연 다파장 필터 및 이를 이용한 스펙트럼 파장 제어방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 광섬유 유연 다파장 필터 및 이를 이용한 스펙트럼 파장 제어방법으로서, 더욱 상세하게는 스펙트럼의 다양한 투과 특성을 나타낼 수 있는 광섬유 유연 다파장 필터 및 이를 이용한 스펙트럼 파장 제어방법에 관한 것이다. 본 발명의 일실시예는 편광상이 고리 기반 광섬유 유연 다파장 필터로서, 한 쌍의 고복굴절 광섬유와, 상기 한 쌍의 고복굴절 광섬유와 연결되며, 광대역 광원으로부터 입사된 광을 두 개의 편광 빔으로 분해하는 편광 빔 분배기 및 상기 고복굴절 광섬유 또는 편광 빔 분배기와 연결되며, 상기 편광 빔 분배기를 통해 분해된 두 개의 편광 빔을 제어하는 편광 조절기를 포함하고, 상기 편광 조절기는 1/2 파장판 또는 1/4 파장판으로 마련되되, 상기 고복굴절 광섬유의 사이에 구비되는 상기 편광 조절기는 상기 고복굴절 광섬유들의 주축 간 각도차 및 가시도를 조절하며, 상기 편광 조절기를 통해 광대역 광원으로부터 입사된 편광을 변화시켜 상기 고복굴절 광섬유에서의 간섭을 제어할 수 있는 것인 광섬유 유연 다파장 필터을 제공한다.

Description

광섬유 유연 다파장 필터 및 이를 이용한 스펙트럼 파장 제어방법{OPTICAL FIBER FLEXIBLE MULTIWAVELENGTH FILTER AND METHODE FOR CONTROLLING WAVELENGTH OF SPECTRUM USING THE SAME}
본 발명은 광섬유 유연 다파장 필터 및 이를 이용한 스펙트럼 파장 제어방법으로서, 더욱 상세하게는 스펙트럼의 다양한 투과 특성을 나타낼 수 있는 광섬유 유연 다파장 필터 및 이를 이용한 스펙트럼 파장 제어방법에 관한 것이다.
광통신 시스템에서 다파장 광원(multiwavelength light sources) 또는 전광섬유 파장 선택성 필터(all-fiberwavelength-selective filters)는 늘어나는 대역폭(bandwidth) 요구량을 만족시키기 위한 주요 소자로 많은 관심을 받아왔다.
이러한 소자 중 광섬유 필터는, 파장 분할 다중화(wavelength-division-multiplexing) 네트워크에서 파장 분기(wavelength routing)를 위한 핵심 요소로 사용된다. 광섬유 필터에 있어서, 필터의 파장 간격(wavelength spacing)을 유지하면서 파장 분할 다중화 네트워크의 ITU-그리드(grid) 규격 파장으로 절대 파장(absolute wavelength) 위치를 정밀하게 조정하는 것은 중요한 의미를 갖는다.
한편, 광섬유 다파장 필터(fiber multiwavelength filter)는 설계 및 사용의 편의성 때문에 많은 연구가 이루어져 왔고, 이러한 광섬유 다파장 필터의 채널 절대 파장을 제어하기 위해, 기계적 방식이나 또는 편광 제어(polarization control) 방식 등이 제안되었다.
사냑 간섭계(sagnac interferometer, 동일한 광로를 역방향으로 나아가는 두 광속선이 간섭하도록 구성된 간섭계) 내부의 광 경로에 고복굴절 광섬유(high-birefringence fiber)를 사용하여 제작되는 광섬유 다파장 필터들은, 단순한 구조와 사용의 편의성 및 다양한 파장 선택 특성과 같은 장점이 있다.
광섬유 다파장 필터에 광섬유 결합기 대신 편광 빔 분배기(polarization beam splitter)를 사용하여, 편광상이 고리 기반 광섬유 다파장 필터를 제작하면 파장 인터리빙(wavelength interleaving)을 포함하는 파장 스위칭(wavelength switching) 특성을 얻을 수 있는 장점이 있다.
특히, 편광상이 고리 기반 광섬유 다파장 필터에서는 여러 가닥의 고복굴절 광섬유들을 사용하여 다양한 투과 스펙트럼을 얻을 수 있는 고차 전달 함수를 만들 수 있다.
예컨대, 동일한 길이의 이웃하는 고복굴절 광섬유들의 주축 간 각도차(방위각)가 발생하도록 고복굴절 광섬유들을 연결하여 고차 전달 함수를 구현하는 Solc형 필터 및 이웃하는 고복굴절 광섬유들의 길이를 서로 다르게 연결하고 고복굴절 광섬유들 사이에 편광기(polarizer)를 연결하여 고차 전달 함수를 구현하는 Lyot형 필터가 있다.
종래의 편광상이 고리 기반 Solc형 광섬유 다파장 필터는, 동일한 길이의 두 고복굴절 광섬유를 주축 간 각도차가 45°가 되도록 융착 접속을 통해 서로 고정되도록 연결시켜 제작되었으며, 1차 간섭 스펙트럼 중 평탄 투과 대역 모드의 간섭 스펙트럼과 그 스펙트럼의 인터리빙된 결과를 나타낼 수 있었다.
하지만, 전술한 종래의 방식은 1차 이외의 간섭 스펙트럼을 나타내는 전달 함수를 구현할 수는 없으며, 1차 간섭 스펙트럼 중 평탄 투과 대역 모드에서의 인터리빙 결과만을 보고하는 문제점이 있다.
본 발명은 전술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명은 스펙트럼의 다양한 투과 특성을 나타낼 수 있는 광섬유 유연 다파장 필터 및 이를 이용한 스펙트럼 파장 제어방법을 제공하는 것이다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일실시예는 편광상이 고리 기반 광섬유 유연 다파장 필터로서, 한 쌍의 고복굴절 광섬유; 상기 한 쌍의 고복굴절 광섬유와 연결되며, 광대역 광원으로부터 입사된 광을 두 개의 편광 빔으로 분해하는 편광 빔 분배기; 및 상기 고복굴절 광섬유 또는 상기 편광 빔 분배기와 연결되며, 상기 편광 빔 분배기를 통해 분해된 두 개의 편광 빔을 제어하는 편광 조절기;를 포함하고, 상기 편광 조절기는 상기 고복굴절 광섬유와 상기 편광 빔 분배기의 사이, 및 상기 한 쌍의 고복굴절 광섬유 사이에 각각 마련되고, 또한 상기 편광 조절기는 1/2 파장판 또는 1/4 파장판으로 마련되되, 상기 한 쌍의 고복굴절 광섬유 사이에 구비되는 상기 편광 조절기는 상기 고복굴절 광섬유들의 주축 간 각도차 및 가시도를 조절하며, 상기 광대역 광원으로부터 입사된 광은, 상기 편광 빔 분배기에 의해 서로 직교하는 수직편광 성분 및 수평편광 성분으로 나뉘어, 상기 광섬유 유연 다파장 필터 내부를 각각 반대 방향으로 순환하고, 상기 편광 조절기를 통해 광대역 광원으로부터 입사된 편광을 변화시켜 상기 고복굴절 광섬유에서의 간섭을 제어함으로써, 다파장 간섭 스펙트럼 및 스펙트럼의 파장 인터리빙(wavelength interleaving)을 생성하고, 이로써 파장 간격을 일정하게 유지하면서 파장 스위칭(wavelength switching)을 하는 것인, 광섬유 유연 다파장 필터를 제공한다.
본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 고복굴절 광섬유, 편광 빔 분배기 및 편광 조절기가 광섬유를 통해 상호 연결되되, 상기 광섬유는 융착 접속, 광섬유 패치 코드 및 기계적 스플라이서 중 어느 하나의 방식으로 연결될 수 있다.
본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 광섬유는, 단일 모드 광섬유, 다중 모드 계단형 광섬유, 다중 모드 언덕형 광섬유, 대구경 다중 모드 광섬유 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 광섬유는, 실리카계 광섬유, 불소계 광섬유, 희토류계 광섬유, 폴리머계 광섬유, 연유리 광섬유 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 광섬유는, 광자 결정 광섬유, 다중코어 광섬유, 비틀린 광섬유, 식각된 광섬유, 연마된 광섬유, 렌즈형 광섬유, 금속 코팅된 광섬유 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 광섬유는, 편광 유지 광섬유, 비선형 광섬유, 분산 천이 광섬유, 분산 보상 광섬유, 비영분산 분산 천이 광섬유 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 고복굴절 광섬유는, 나비넥타이형 고복굴절 광섬유, 팬더형 고복굴절 광섬유, 타원코어형 고복굴절 광섬유, 편광유지 광자결정 광섬유, 편광유지 광모드영역 광섬유 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 있어서, 상기 편광 조절기는 벌크형 또는 광섬유형으로 마련될 수 있다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일실시예는, 광섬유 유연 다파장 필터를 이용한 스펙트럼 파장 제어방법으로서, 상기 편광 조절기는 1/2 파장판 또는 1/4 파장판으로 마련되되, 상기 고복굴절 광섬유의 사이에 구비되는 상기 편광 조절기는 상기 고복굴절 광섬유들의 주축 간 각도차 및 가시도를 조절하며, 상기 광대역 광원으로부터 입사된 광은, 상기 편광 빔 분배기에 의해 서로 직교하는 수직편광 성분 및 수평편광 성분으로 나뉘어, 상기 광섬유 유연 다파장 필터 내부를 각각 반대 방향으로 순환하고, 상기 편광 조절기를 통해 광대역 광원으로부터 입사된 편광을 변화시켜 상기 고복굴절 광섬유에서의 간섭을 제어함으로써, 다파장 간섭 스펙트럼 및 스펙트럼의 파장 인터리빙(wavelength interleaving)을 생성하고, 이로써 파장 간격을 일정하게 유지하면서 파장 스위칭(wavelength switching)을 하는 것인 스펙트럼 파장 제어방법을 제공한다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 사냑 간섭계 형태의 편광상이 고리를 구성하는 광섬유 유연 다파장 필터를 구현할 경우, 다양한 출력 모드(예컨대, 전주기 0차 간섭 스펙트럼, 반주기 0차 간섭 스펙트럼, 전주기 1차 간섭 스펙트럼 등)에 대해 파장 인터리빙을 생성할 수 있다.
더욱이, 고복굴절 광섬유 사이에 삽입된 편광 조절기의1/2 파장판 중 다른 하나에 의해 주축 간 각도차(방위각)를 자유롭게 조절할 수 있음으로써, 1차 간섭 스펙트럼 중 전주기 평탄 대역 모드에서의 파장 인터리빙 이외에도, 전주기 협대역 모드, 전주기 기본형 모드 및 반주기 기본형 모드에서의 파장 인터리빙을 구현할 수 있다.
본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 본 발명에 따른 광섬유 유연 다파장 필터의 개념도이다.
도 2는 광섬유 유연 다파장 필터에서 광의 진행 경로에 따른 개념도이다.
도 3은 광섬유 유연 다파장 필터를 통해 1차 평탄 대역 모드 및 파장 인터리빙된 투과 스펙트럼을 측정한 그래프이다.
도 4는 광섬유 유연 다파장 필터를 통해 1차 협대역 모드 및 파장 인터리빙된 투과 스펙트럼을 측정한 그래프이다.
도 5는 광섬유 유연 다파장 필터를 통해 0차 스펙트럼 및 파장 인터리빙된 투과 스펙트럼을 측정한 그래프이다.
도 6은 광섬유 유연 다파장 필터를 통해 반주기 0차 스펙트럼 및 파장 인터리빙된 투과 스펙트럼을 측정한 그래프이다.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 따라서 여기에서 설명하는 실시예로 한정되는 것은 아니다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다.
이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명에 따른 광섬유 유연 다파장 필터의 개념도이다.
도 1에서 도시한 것과 같이, 본 실시예에 따른 광섬유 유연 다파장 필터(1)는 편광상이 고리구조를 기반으로 하고, 한 쌍의 고복굴절 광섬유(10a, 10b), 편광 빔 분배기(11) 및 편광 조절기를 포함한다.
이웃하는 한 쌍의 고복굴절 광섬유(10a, 10b)는 간섭 스펙트럼을 생성하기 위한 복굴절 요소로 사용되며, 4개의 융착 접속 지점(P1 내지 P4)에서 폐회로 형태의 광섬유(13)와 접속할 수 있다. 이러한 광섬유(13)를 통해 각종 광학요소, 예컨대 편광 빔 분배기(11) 및 편광 조절기(12)가 연결되어 편광상이 고리 구조를 이루게 된다.
고복굴절 광섬유(10a, 10b)는 복굴절율이 큰 광섬유로서, 나비넥타이형(bow-tie type) 고복굴절 광섬유, 팬더형(panda type) 고복굴절 광섬유, 타원코어형(elliptical core type) 고복굴절 광섬유, 편광유지 광자결정 광섬유(polarization-maintaining photonic-crystal fiber), 편광유지 광모드영역 광섬유(polarization maintaining large-mode area) 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있다.
편광 빔 분배기(11)는 한 쌍의 고복굴절 광섬유(10a, 10b)와 연결되며, 광대역 광원(2)으로부터 입사된 광을 두 개의 편광 빔(beam)으로 분해하도록 편광기(11a, 11b)를 가지며, 편광기(11a, 11b)는 입력 광원을 서로 직교하는 수직 및 수평 편광 성분의 빛으로 나누기 위해 사용된다.
구체적으로 도시하진 않았지만, 편광 빔 분배기(11)의 편광기(11a, 11b)에는 제 1 내지 제 4 단자가 마련되되, 제1 단자는 광대역 광원(2)과 연결되어 광섬유 유연 다파장 필터(1)의 입력으로 사용되는 단자이다. 편광 빔 분배기(11)의 제2 단자는 제1 단자로 입력되는 광의 수직 편광 성분이 출력되는 단자이다. 편광 빔 분배기(11)의 제3 단자는 제1 단자로 입력되는 광의 수평 편광 성분이 출력되는 단자이다. 편광 빔 분배기(11)의 제4 단자는 광섬유 유연 다파장 필터(1)의 출력으로 사용되는 단자로서, 광 스펙트럼 분석기(3)와 연결된다.
편광 조절기(12)는 고복굴절 광섬유(10a, 10b) 또는 편광 빔 분배기(11)와 광섬유(13)로 연결되며, 편광 빔 분배기(11)를 통해 분해된 두 개의 편광 빔을 제어하도록 세 개의 1/2 파장판(12a 내지 12c) 또는 1/4 파장판으로 마련될 수 있다.
더욱이, 편광 조절기(12)는 벌크형(bulk type) 또는 광섬유형(optical fiber type)으로 마련되어, 1/2 파장판(12a 내지 12c) 또는 1/4 파장판 또는 1/2 파장판(12a 내지 12c) 및 1/4 파장판의 결합으로 구성될 수 있다.
편광 조절기(12)는 고복굴절 광섬유(10a, 10b)의 사이에 구비되어 고복굴절 광섬유(10a, 10b)들의 주축 간 각도차(방위각) 및 가시도(visibility)를 조절하고, 이러한 편광 조절기(12)를 통해 광대역 광원(2)으로부터 입사된 편광을 변화시켜 고복굴절 광섬유(10a, 10b)에서의 간섭을 제어할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 광섬유 유연 다파장 필터(1)는 편광 빔 분배기(11)를 통해 광대역 광원(2) 및 광 스펙트럼 분석기(3)에 연결될 수 있고, 편광 빔 분배기(11), 광대역 광원(2) 및 광 스펙트럼 분석기(3)는 광섬유(14)를 통해 상호 연결될 수 있다.
한편, 전술한 고복굴절 광섬유(10a, 10b), 편광 빔 분배기(11) 및 편광 조절기(12)를 상호 연결하도록 구비된 광섬유(13) 및 편광 빔 분배기(11), 광대역 광원(2) 및 광 스펙트럼 분석기(3)를 상호 연결하도록 구비된 광섬유(14)는, 융착 접속(fusion splicing), 광섬유 패치 코드(optical patchcord) 및 기계적 스플라이서(mechanical splicer) 중 어느 하나의 방식으로 연결될 수 있다.
이러한 광섬유(13, 14)는, 광섬유(13, 14)의 구조, 광섬유(13, 14)의 재질, 광섬유(13, 14)의 제작방법, 광섬유(13, 14)의 광학적 특성에 따른 다양한 종류 중 어느 하나 또는 이들의 조합으로 구성될 수 있다.
이하에서는 전술한 특성에 따른 광섬유(13, 14)를 설명하겠고, 이러한 예로 한정하는 것은 아니다.
먼저, 광섬유(13, 14)는 구조에 따라, 단일 모드 광섬유(single-mode fiber), 다중 모드 계단형 광섬유(multi-mode step-index fiber), 다중 모드 언덕형 광섬유(multi-mode graded-index fiber), 대구경 다중 모드 광섬유(high numerical aperture multi-mode fiber) 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있다.
본 실시예에 따른 광섬유(13, 14)는 단일 모드 광섬유(13, 14)가 적용되었고, 단일 모드 광섬유(13, 14)는 각 광학요소들을 연결하여 광을 단일 모드로 도파시킬 수 있는 차단 주파수(cut-offfrequency)를 갖는다.
광섬유(13, 14)는 재질에 따라, 실리카(silica)계 광섬유, 불소(fluorine)계 광섬유, 희토류(rare-earth material)계 광섬유, 폴리머(polymer)계 광섬유, 연유리 광섬유(flint glass fiber) 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있다.
광섬유(13, 14)는 제작방법에 따라, 광자 결정 광섬유(photonic crystal fiber), 다중코어 광섬유(multi-core fiber), 비틀린 광섬유(twisted fiber), 식각된 광섬유(etched fiber), 연마된 광섬유(tapered fiber), 렌즈형 광섬유(lensed fiber), 금속 코팅된 광섬유(metal-coated fiber) 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있다.
마지막으로, 광섬유(13, 14)는 광학적 특성에 따라, 편광 유지 광섬유(polarization-maintaining fiber), 비선형 광섬유(nonlinear fiber), 분산 천이 광섬유(dispersion-shifted fiber), 분산 보상 광섬유(dispersion compensation fiber), 비영분산 분산 천이 광섬유(non-zero dispersion-shifted fiber) 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있다.
도 2는 광섬유 유연 다파장 필터에서 광의 진행 경로에 따른 개념도이다.
전술한 도 1에서의 구성을 갖는 광섬유 유연 다파장 필터(1)를 통해 스펙트럼 파장을 제어할 수 있다.
이를 위해, 편광 조절기(12)가 세 개의 1/2 파장판(12a 내지 12c) 또는 1/4 파장판으로 마련되되, 편광 조절기(12) 중 다른 하나는 고복굴절 광섬유(10a, 10b)의 사이에 구비되어 고복굴절 광섬유(10a, 10b)들의 주축 간 각도차 및 가시도를 조절한다.
즉, 편광 조절기(12)를 통해 광대역 광원(2)에서 입사된 편광을 변화시켜 고복굴절 광섬유(10a, 10b)에서의 간섭을 제어함으로써, 다파장 간섭 스펙트럼 및 스펙트럼의 파장 인터리빙을 생성할 수 있다.
이하에서는, 도 2에서 도시한 것과 같이, 본 발명에 따른 광섬유 유연 다파장 필터(1)를 통한 광의 진행 과정을 설명하겠다.
광대역 광원(2)을 이용해 편광 빔 분배기(11)로 광을 입사시키면 서로 직교하는 수직편광 성분 및 수평편광 성분으로 나뉘게 되고, 광섬유 유연 다파장 필터(1) 내부를 각각 시계 방향과 반시계 방향으로 순환하게 된다.
편광기(11a)를 통해 시계 방향으로 진행되는 수직편광 성분은, 1/2 파장판(12a)을 거쳐 고복굴절 광섬유(10a), 1/2 파장판(12b), 고복굴절 광섬유(10b), 1/2 파장판(12c), 편광기(11b) 순으로 지나게 된다. 그에 반해, 반시계 방향으로 진행되는 수평편광 성분은 전술한 수직편광 성분의 역순인 1/2 파장판(12c), 고복굴절 광섬유(10b), 1/2 파장판(12b), 고복굴절 광섬유(10a), 1/2 파장판(12a) 순으로 통과하게 된다. 이와 같이, 통과된 두 편광성분은 편광 빔 분배기(11)에 의해 다시 합쳐진 후 광 스펙트럼 분석기(3)로 입력되어 분석된다.
다음으로, 본 발명의 실시예에 따른 광섬유 유연 다파장 필터(1)를 이용한 스펙트럼 파장 제어의 실험결과를 설명하기로 한다.
도 3은 광섬유 유연 다파장 필터를 통해 1차 평탄 대역 모드 및 파장 인터리빙된 투과 스펙트럼을 측정한 그래프이고, 도 4는 광섬유 유연 다파장 필터를 통해 1차 협대역 모드 및 파장 인터리빙된 투과 스펙트럼을 측정한 그래프이며, 도 5는 광섬유 유연 다파장 필터를 통해 0차 스펙트럼 및 파장 인터리빙된 투과 스펙트럼을 측정한 그래프이며, 도 6은 광섬유 유연 다파장 필터를 통해 반주기 0차 스펙트럼 및 파장 인터리빙된 투과 스펙트럼을 측정한 그래프인 바, 이를 바탕으로 설명한다.
더욱이, 전술한 도 1 및 도 2를 바탕으로 한, 본 발명에 따른 광섬유 유연 다파장 필터(1)의 구성을 참조로 하겠다.
도 3 내지 도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 광섬유 유연 다파장 필터(1)를 통한 투과 스펙트럼(transmission spectrum)을 광 스펙트럼 분석기(3)로 측정한 실험 결과를 나타낸다.
여기서, 측정에 사용된 광 스펙트럼 분석기(3)의 해상도는 0.02nm로 설정되었고, 투과 스펙트럼은 1549nm~1551nm의 파장 대역에서 관측되었다. 또한, 고복굴절 광섬유(10a, 10b)의 길이는 중심 파장인 1550nm에서 투과 스펙트럼의 채널 간격이 0.8nm가 될 수 있도록 6.55m로 설정하였다.
도 3은 채널 간격이 0.8nm인 1차 간섭 스펙트럼 중 평탄 대역 및 인터리빙된 평탄 대역 모드를 측정한 결과를 보여주고 있으며, 평탄 대역 모드의 소거율 및 삽입 손실은 각각 ~23dB 및 ~5.35dB로 측정되었다.
도 4는 채널 간격이 0.8nm인 1차 간섭 스펙트럼 중 협대역 모드 및 인터리빙된 협대역 모드를 측정한 결과를 보여주고 있으며, 소거율 및 삽입 손실은 각각 ~26 dB 및 ~5.36 dB로 측정되었다.
도 5는 채널 간격이 0.8nm인 0차 간섭 스펙트럼 및 인터리빙된 0차 간섭 스펙트럼 즉, 기본형 모드와 인터리빙된 기본형 모드를 측정한 결과를 보여주고 있으며, 소거율 및 삽입 손실은 각각 ~24 dB 및 ~5.45 dB로 측정되었다.
도 6은 채널 간격이 0.4nm인 0차 간섭 스펙트럼과 인터리빙된 0차 간섭 스펙트럼 즉, 반주기 기본형 모드와 인터리빙된 반주기 기본형 모드를 측정한 결과를 보여주고 있으며, 소거율 및 삽입 손실은 각각 ~16 dB 및 ~6.83 dB로 측정되었다.
여기서, 삽입 손실은 편광 빔 분배기(11) 및 1/2 파장판(12a 내지 12c)의 삽입 손실과 고복굴절 광섬유(10a, 10b) 및 고복굴절 광섬유(10a, 10b) 간 융착 접속 손실에 의해 발생될 수 있다.
그리고, 본 실시예에 따른 광섬유 유연 다파장 필터(1)를 구성하는 광학 요소들의 연결에 사용된 단일 모드 광섬유(13, 14)에 복굴절이 존재하거나, 한 쌍의 고복굴절 광섬유(10a, 10b) 길이에 재단 오차가 존재할 경우 광섬유 유연 다파장 필터(1)의 소거율은 저하될 수 있다.
결과적으로, 도 1 내지 도 6에서 전술한 것과 같이, 사냑 간섭계 형태의 편광상이 고리를 구성하는 광섬유 유연 다파장 필터(1)를 구현할 경우, 다양한 출력 모드(예컨대, 전주기 0차 간섭 스펙트럼, 반주기 0차 간섭 스펙트럼, 전주기 1차 간섭 스펙트럼 등)에 대해 파장 인터리빙을 생성할 수 있다.
더욱이, 고복굴절 광섬유(10a, 10b) 사이에 삽입된 편광 조절기(12)의1/2 파장판(12a 내지 12c) 중 다른 하나에 의해 주축 간 각도차(방위각)를 자유롭게 조절할 수 있음으로써, 1차 간섭 스펙트럼 중 전주기 평탄 대역 모드에서의 파장 인터리빙 이외에도, 전주기 협대역 모드, 전주기 기본형 모드 및 반주기 기본형 모드에서의 파장 인터리빙을 구현할 수 있다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
1: 광섬유 유연 다파장 필터 2: 광대역 광원
3: 광 스펙트럼 분석기 10a, 10b: 고복굴절 광섬유
11: 편광 빔 분배기 11a, 11b: 편광기
12: 편광 조절기 13, 14: 광섬유
P1 내지 P4: 융착 접속 지점

Claims (9)

  1. 편광상이 고리 기반 광섬유 유연 다파장 필터로서,
    한 쌍의 고복굴절 광섬유;
    상기 한 쌍의 고복굴절 광섬유와 연결되며, 광대역 광원으로부터 입사된 광을 두 개의 편광 빔으로 분해하는 편광 빔 분배기; 및
    상기 고복굴절 광섬유 또는 상기 편광 빔 분배기와 연결되며, 상기 편광 빔 분배기를 통해 분해된 두 개의 편광 빔을 제어하는 편광 조절기;
    를 포함하고,
    상기 편광 조절기는 상기 고복굴절 광섬유와 상기 편광 빔 분배기의 사이, 및 상기 한 쌍의 고복굴절 광섬유 사이에 각각 마련되고, 또한 상기 편광 조절기는 1/2 파장판 또는 1/4 파장판으로 마련되되, 상기 한 쌍의 고복굴절 광섬유 사이에 구비되는 상기 편광 조절기는 상기 고복굴절 광섬유들의 주축 간 각도차 및 가시도를 조절하며,
    상기 광대역 광원으로부터 입사된 광은, 상기 편광 빔 분배기에 의해 서로 직교하는 수직편광 성분 및 수평편광 성분으로 나뉘어, 상기 광섬유 유연 다파장 필터 내부를 각각 반대 방향으로 순환하고,
    상기 편광 조절기를 통해 광대역 광원으로부터 입사된 편광을 변화시켜 상기 고복굴절 광섬유에서의 간섭을 제어함으로써, 다파장 간섭 스펙트럼 및 스펙트럼의 파장 인터리빙(wavelength interleaving)을 생성하고, 이로써 파장 간격을 일정하게 유지하면서 파장 스위칭(wavelength switching)을 하는 것인, 광섬유 유연 다파장 필터.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 고복굴절 광섬유, 편광 빔 분배기 및 편광 조절기가 광섬유를 통해 상호 연결되되, 상기 광섬유는 융착 접속, 광섬유 패치 코드 및 기계적 스플라이서 중 어느 하나의 방식으로 연결되는 것을 특징으로 하는 광섬유 유연 다파장 필터.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 광섬유는, 단일 모드 광섬유, 다중 모드 계단형 광섬유, 다중 모드 언덕형 광섬유, 대구경 다중 모드 광섬유 중 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 광섬유 유연 다파장 필터.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 광섬유는, 실리카계 광섬유, 불소계 광섬유, 희토류계 광섬유, 폴리머계 광섬유, 연유리 광섬유 중 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 광섬유 유연 다파장 필터.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 광섬유는, 광자 결정 광섬유, 다중코어 광섬유, 비틀린 광섬유, 식각된 광섬유, 연마된 광섬유, 렌즈형 광섬유, 금속 코팅된 광섬유 중 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 광섬유 유연 다파장 필터.
  6. 제 2 항에 있어서,
    상기 광섬유는, 편광 유지 광섬유, 비선형 광섬유, 분산 천이 광섬유, 분산 보상 광섬유, 비영분산 분산 천이 광섬유 중 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 광섬유 유연 다파장 필터.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 고복굴절 광섬유는, 나비넥타이형 고복굴절 광섬유, 팬더형 고복굴절 광섬유, 타원코어형 고복굴절 광섬유, 편광유지 광자결정 광섬유, 편광유지 광모드영역 광섬유 중 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 광섬유 유연 다파장 필터.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 편광 조절기는 벌크형 또는 광섬유형으로 마련된 것을 특징으로 하는 광섬유 유연 다파장 필터.
  9. 제 1 항에 기재된 광섬유 유연 다파장 필터를 이용한 스펙트럼 파장 제어방법으로서,
    상기 편광 조절기는 1/2 파장판 또는 1/4 파장판으로 마련되되, 상기 고복굴절 광섬유의 사이에 구비되는 상기 편광 조절기는 상기 고복굴절 광섬유들의 주축 간 각도차 및 가시도를 조절하며,
    상기 광대역 광원으로부터 입사된 광은, 상기 편광 빔 분배기에 의해 서로 직교하는 수직편광 성분 및 수평편광 성분으로 나뉘어, 상기 광섬유 유연 다파장 필터 내부를 각각 반대 방향으로 순환하고,
    상기 편광 조절기를 통해 광대역 광원으로부터 입사된 편광을 변화시켜 상기 고복굴절 광섬유에서의 간섭을 제어함으로써, 다파장 간섭 스펙트럼 및 스펙트럼의 파장 인터리빙(wavelength interleaving)을 생성하고, 이로써 파장 간격을 일정하게 유지하면서 파장 스위칭(wavelength switching)을 하는 것인 스펙트럼 파장 제어방법.
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