KR101880367B1 - Method and apparatus for generating complex format optical signal using direct modulation of optical injection-locked semiconductor laser - Google Patents

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Abstract

광 주입 잠금 반도체 레이저의 직접 변조에서 발생하는 광 신호의 진폭과 위상 변조 현상을 이용한 복소 형식 광 신호 발생 방법 및 장치가 개시된다. 일 실시예에 따른 복소 형식 광 신호 발생 장치는 슬레이브 광원의 바이어스 조절을 이용하여 광 주입 상태하의 주파수 차이와 출력비를 동시에 조절하는 광 주입 잠금 반도체 레이저를 포함한다.A method and apparatus for generating a complex optical signal using amplitude and phase modulation phenomena of an optical signal generated by direct modulation of a light-injection locked semiconductor laser. The complex type optical signal generating apparatus according to an embodiment includes a light injection locked semiconductor laser that simultaneously adjusts a frequency difference and an output ratio under a light injection state by using a bias control of a slave light source.

Figure R1020160146889
Figure R1020160146889

Description

광 주입 잠금 반도체 레이저의 직접 변조를 이용한 복소 형식 광 신호 발생 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR GENERATING COMPLEX FORMAT OPTICAL SIGNAL USING DIRECT MODULATION OF OPTICAL INJECTION-LOCKED SEMICONDUCTOR LASER}BACKGROUND OF THE INVENTION Field of the Invention [0001] The present invention relates to a method and an apparatus for generating a complex optical signal using direct modulation of a light-injection-locked semiconductor laser,

아래 실시예들은 광 주입 잠금 반도체 레이저의 직접 변조에서 발생하는 광 신호의 진폭과 위상 변조 현상을 이용한 복소 형식 광 신호 발생 방법 및 장치에 관한 것이다.The following embodiments relate to a method and apparatus for generating a complex optical signal using the amplitude and phase modulation phenomenon of an optical signal generated by direct modulation of a light-injection-locked semiconductor laser.

복소 형식(complex format) 광 신호는 레이저 광원으로부터 출력되는 정현파 광 신호의 위상 및 진폭을 각각 변조하여 생성된다. 위상 및 진폭 변조는 외부 광 변조기를 이용하여 구현된다.A complex format optical signal is generated by modulating the phase and amplitude of the sinusoidal optical signal output from the laser light source, respectively. Phase and amplitude modulation is implemented using an external light modulator.

예를 들어, 레이저 광원으로부터 광 변조기로 인가된 입력 신호, 즉 정현파 광 신호는 광분배기를 통하여 위, 아래쪽 도파로로 나뉘어 진다. 각 도파로로 전송된 신호는 일반적으로 위상 천이기를 통하여 I(in-phase) 또는 Q(quadrature) 신호 생성을 위하여 사용된다. I-Q 각 채널의 신호는 외부 변조기를 통과하여 진폭 혹은 위상 변조를 일으킨다.For example, an input signal applied to a light modulator from a laser light source, that is, a sinusoidal optical signal, is divided into upper and lower waveguides through an optical splitter. The signals transmitted to each waveguide are generally used for generating I (in-phase) or Q (quadrature) signals through a phase shifter. I-Q Each channel's signal passes through an external modulator, causing amplitude or phase modulation.

16-QAM(quadrature amplitude modulation) 신호 생성을 하고자 한다면, 외부 변조기를 I/Q 채널 각각에 할당하여 발생기를 구현하는 것이 일반적으로 사용되고 있는 생성 기술이다. 일반적으로 I 및 Q 채널 신호 생성을 각 채널 별로 위상 천이기(phase shifter), 고속 위상 변조기(phase modulator), 고속 진폭 변조기(amplitude modulator)가 다단으로 요구된다.In order to generate 16-QAM (quadrature amplitude modulation) signals, it is a commonly used generation technique to implement a generator by allocating an external modulator to each I / Q channel. In general, I and Q channel signals are required for each channel in multiple stages such as a phase shifter, a high-speed phase modulator, and a high-speed amplitude modulator.

외부 광 변조기를 사용하는 경우, 외부 광 변조기에 기인하는 구조의 복잡성, 고비용, 위상 제어의 어려움, 고속 데이터 발생을 위한 고속 변조기 요구 등의 문제에 직면하게 된다.In the case of using an external optical modulator, problems such as a complicated structure due to an external optical modulator, a high cost, difficulty of phase control, and a demand for a high-speed modulator for high-speed data generation are encountered.

실시예들은 직접 변조 광 주입 잠금 반도체 레이저를 이용하여 초고속 저전력 복소 형식 광 신호를 발생하는 기술을 제공할 수 있다.Embodiments can provide a technique for generating an ultrahigh speed low power complex type optical signal by using a direct modulation optical injection locking semiconductor laser.

실시예들은 외부 광 변조기 없이 직접 변조 광 주입 잠금 반도체 레이저의 광 주입 조건 제어를 통한 진폭 및 위상 변조 현상을 이용하여 초고속 복소 변조 광학 신호를 발생하는 기술을 제공할 수 있다.Embodiments can provide a technique for generating an ultrafast complex modulated optical signal using amplitude and phase modulation phenomenon through control of light injection condition of a direct modulation optical injection locked semiconductor laser without an external light modulator.

이에, 실시예들은 소형화, 단순화, 저전력화, 초고속 신호 생성이 가능한 복소 형식광 신호 생성 방법 및 장치를 제공할 수 있다.
Accordingly, embodiments can provide a method and apparatus for generating a complex optical signal capable of miniaturization, simplification, low power consumption, and high-speed signal generation.

일 실시예에 따른 복소 형식 광 신호 발생 장치는 슬레이브 광원의 바이어스 조절을 이용하여 광 주입 상태하의 주파수 차이와 출력비를 동시에 조절하는 광 주입 잠금 반도체 레이저를 포함한다.The complex type optical signal generating apparatus according to an embodiment includes a light injection locked semiconductor laser that simultaneously adjusts a frequency difference and an output ratio under a light injection state by using a bias control of a slave light source.

상기 슬레이브 광원의 바이어스 조절을 이용한 광 주입 잠금 상태를 이용하여 광 신호의 진폭과 위상을 변조할 수 있다.The amplitude and phase of the optical signal can be modulated by using the optical injection lock state using the bias control of the slave light source.

상기 광 주입 잠금 반도체 레이저의 물리적 한계를 극복한 180도 위상 변조가 가능한 이중 광 주입 잠금 구조와 기법 그리고 이를 이용할 수 있다.A dual optical injection locking structure and technique capable of 180-degree phase modulation that overcomes the physical limitations of the optical injection locked semiconductor laser can be utilized.

광 주입 잠금 상태하에서 상기 슬레이브 광원의 바이어스 튜닝을 이용한 진폭과 위상 안정화될 수 있다.The amplitude and the phase can be stabilized using the bias tuning of the slave light source under the light injection locked state.

일 실시예에 따른 복소 형식 광 신호 발생 장치는 광 신호를 출력하는 마스터 광원부와, 상기 출력된 광 신호를 분리하는 광 분배기와, 상기 광 분배기로부터 출력된 복수의 분할 광 신호 각각을 입력 받는 복수의 슬레이브 광원들을 포함하되, 상기 복수의 슬레이브 광원들 중에서 적어도 하나는 입력 받은 분할 광 신호에 기초한 물리적 현상인 광 주입 잠금과 바이어스 제어에 따라 발생하는 변조 광 신호를 출력하는 슬레이브 광원부와, 상기 변조 광 신호에 기초하여 복소 형식 광 신호를 발생하는 광 결합부를 포함하고, 슬레이브 광원에서 변조된 광 신호를 다른 슬레이브 광원에서 다중 광 주입 잠금하여 180도 위상 변조를 달성한다.A complex type optical signal generator according to an embodiment of the present invention includes a master light source for outputting an optical signal, an optical splitter for dividing the output optical signal, and a plurality of split optical signals output from the optical splitter, At least one of the plurality of slave light sources includes a slave light source unit for outputting a modulated optical signal generated in accordance with a light injection locking and a bias control which are physical phenomena based on input divided optical signals, And the optical signal modulated in the slave light source is multiplexed and locked by the other slave light source to achieve a 180 degree phase modulation.

상기 물리적 현상은 상기 광 주입 잠금을 포함하고, 상기 복수의 슬레이브 광원 중 적어도 하나는 상기 바이어스 제어에 따라 상기 입력 받은 분할 광 신호의 진폭 및 위상 중에서 적어도 하나를 변조하여 출력할 수 있다.At least one of the plurality of slave light sources may modulate and output at least one of the amplitude and phase of the input divided optical signal according to the bias control.

상기 다중 광 주입 잠금 형상의 슬레이브 광원을 연속적으로 연결하여 180도 위상 천이를 달성할 수 있다.상기 복수의 슬레이브 광원 중 적어도 하나는 상기 분할 광 신호의 입력에 따라 광 주입 잠금 상태로 변화할 수 있다.The slave light sources of the multiple light injection locking shapes may be continuously connected to achieve a 180 degree phase shift. At least one of the plurality of slave light sources may change into a light injection locked state upon input of the divided optical signal .

상기 복수의 슬레이브 광원 중 적어도 하나는 상기 바이어스 제어에 따라 조절되는 광 주입 잠금 파라미터를 이용하여 상기 입력 받은 분할 광 신호에 대해 진폭 변조 및 위상 변조를 수행하고, 상기 주입 잠금 파라미터는 마스터 광원부의 발진 주파수 및 상기 복수의 슬레이브 광원 중에서 적어도 하나의 발진 주파수를 기초로 정의되는 주파수 디튜닝(frequency detuning) 및 상기 복수의 슬레이브 광원 중 적어도 하나로 입력되는 분할 광 신호의 크기와 free-running oscillation에서 상기 복수의 슬레이브 광원 중 적어도 하나가 출력하는 광 신호의 크기를 기초로 정의되는 주입 비율(injection ratio)을 포함할 수 있다.Wherein at least one of the plurality of slave light sources performs amplitude modulation and phase modulation on the input divided optical signal using an optical injection locking parameter adjusted in accordance with the bias control, And frequency detuning that is defined based on at least one oscillation frequency among the plurality of slave light sources and frequency detuning of the plurality of slaves in a size and free-running oscillation of a divided optical signal input to at least one of the plurality of slave light sources, And an injection ratio defined based on the size of the optical signal output by at least one of the light sources.

상기 광 결합부는 상기 복수의 슬레이브 광원으로부터 출력된 복수의 변조 광 신호를 결합하여 반송파가 비억제된(unsuppressed) 복소 형식 광 신호를 발생할 수 있다.The optical coupling unit may combine a plurality of modulated optical signals output from the plurality of slave light sources to generate a complex type optical signal in which a carrier wave is unsuppressed.

상기 장치는 상기 광 분배기로부터 입력되는 분할 광 신호의 위상을 천이하는 위상 천이기를 더 포함하고, 상기 광 결합부는 상기 복수의 슬레이브 광원으로부터 출력된 복수의 변조 광 신호와 상기 위상 천이기가 출력한 위상이 천이된 분할 광 신호를 결합하여 반송파가 억제된(suppressed) 복소 형식 광 신호를 발생할 수 있다.Wherein the apparatus further comprises a phase shifter for shifting a phase of a split optical signal input from the optical splitter, wherein the optical coupler includes a plurality of modulated optical signals output from the plurality of slave light sources and a phase output from the phase shifter The divided optical signals are combined to generate a complex optical signal whose carrier is suppressed.

상기 복수의 슬레이브 광원들은 각 채널마다 할당되어 다단으로 연결될 수 있다.The plurality of slave light sources may be allocated to each channel and connected in multiple stages.

일 실시예에 따른 복소 형식 광 신호 발생 방법은 마스터 광원을 이용하여 광 신호를 출력하는 단계와, 상기 광 신호를 분리하여 복수의 분할 광 신호를 생성하고, 상기 복수의 분할 광 신호를 복수의 슬레이브 광원들로 전달하는 단계와, 상기 복수의 분할 광 신호의 입력에 기초한 물리적 현상 및 바이어스 제어에 따라 발생하는 복수의 변조 광 신호들을 출력하는 단계와, 상기 복수의 변조 광 신호들을 결합하여 복소 형식 광 신호를 발생하는 단계를 포함한다.A method of generating a complex optical signal according to an embodiment includes the steps of outputting an optical signal using a master light source, generating a plurality of divided optical signals by separating the optical signal, Outputting a plurality of modulated optical signals generated according to a physical development and a bias control based on the input of the plurality of divided optical signals; And generating a signal.

상기 물리적 현상은 광 주입 잠금을 포함하고, 상기 복수의 슬레이브 광원 중에서 적어도 하나는 상기 바이어스 제어에 따라 상기 입력 받은 분할 광 신호의 진폭 및 위상 중에서 적어도 하나를 변조하여 출력할 수 있다.At least one of the plurality of slave light sources may modulate and output at least one of the amplitude and phase of the input divided optical signal according to the bias control.

상기 복수의 슬레이브 광원 중에서 적어도 하나는 상기 분할 광 신호의 입력에 따라 광 주입 잠금 상태로 변화할 수 있다.At least one of the plurality of slave light sources may change into a light injection locked state upon input of the divided optical signal.

상기 복수의 변조 광 신호들을 출력하는 단계는 상기 바이어스 제어에 따라 조절되는 주입 잠금 파라미터를 이용하여 상기 입력 받은 분할 광 신호에 대해 진폭 변조 및 위상 변조를 수행하는 단계를 포함하고, 상기 주입 잠금 파라미터는 마스터 광원부의 발진 주파수 및 상기 복수의 슬레이브 광원 중에서 적어도 하나의 발진 주파수를 기초로 정의되는 주파수 디튜닝(frequency detuning) 및 상기 복수의 슬레이브 광원 중에서 적어도 하나로 입력되는 분할 광 신호의 크기와 free-running oscillation에서 상기 복수의 슬레이브 광원 중에서 적어도 하나가 출력하는 광 신호의 크기를 기초로 정의되는 주입 비율(injection ratio)을 포함할 수 있다.Wherein the step of outputting the plurality of modulated optical signals includes performing amplitude modulation and phase modulation on the input divided optical signal using an injection lock parameter adjusted according to the bias control, A frequency detuning defined based on an oscillation frequency of the master light source and at least one oscillation frequency among the plurality of slave light sources and a frequency detuning based on a frequency of a divided optical signal input to at least one of the plurality of slave light sources and a free- And an injection ratio defined based on the size of the optical signal output by at least one of the plurality of slave light sources.

상기 복소 형식 광 신호를 발생하는 단계는 상기 복수의 슬레이브 광원들로부터 출력된 복수의 변조 광 신호를 결합하여 반송파가 비억제된(unsuppressed) 복소 형식 광 신호를 발생하는 단계를 포함할 수 있다.The generating of the complex type optical signal may include generating a complex type optical signal in which a carrier wave is unsuppressed by combining a plurality of modulated optical signals output from the plurality of slave light sources.

상기 복소 형식 광 신호를 발생하는 단계는, 상기 복수의 슬레이브 광원들로부터 출력된 복수의 변조 광 신호와 위상이 천이된 분할 광 신호를 결합하여 반송파가 억제된(suppressed) 복소 형식 광 신호를 발생하는 단계를 포함할 수 있다.The generating of the complex type optical signal may include generating a complex type optical signal in which a carrier is suppressed by combining a plurality of modulated optical signals output from the plurality of slave light sources and a divided optical signal having a phase shifted Step < / RTI >

상기 복수의 슬레이브 광원들은 각 채널마다 할당되어 다단으로 연결될 수 있다.The plurality of slave light sources may be allocated to each channel and connected in multiple stages.

도 1은 주입 잠금 발진기를 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 주입 잠금 발진기의 출력 신호를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 일 실시예에 따른 광 주입 레이저의 개략적인 블록도이다.
도 4는 광 주입 비율 및 마스터 레이저와 슬레이브 레이저 사이의 주파수 디튜닝(frequency detuning)에 따른 안정 영역을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 광 주입 비율에 따른 위상 변화를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 일 실시예에 따른 외부 광 변조기 없이 직접 변조되는 광 주입 레이저를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 도 6의 마스터 레이저와 광 주입 레이저의 위상 다이어그램을 나타낸다.
도 8은 일 실시예에 따른 복소 형태 광 신호 발생 장치의 일 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 일 실시예에 따른 복소 형태 광 신호 발생 장치의 다른 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 일 실시예에 따른 복소 형식 광 신호 발생 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
1 is a view for explaining an injection lock oscillator.
2 is a view for explaining an output signal of the injection locked oscillator shown in FIG.
3 is a schematic block diagram of a light injection laser according to one embodiment.
4 is a diagram for explaining a light injection rate and a stable region according to frequency detuning between a master laser and a slave laser.
5 is a view for explaining a phase change according to a light injection ratio.
6 is a diagram for explaining a light injection laser which is directly modulated without an external light modulator according to an embodiment.
FIG. 7 shows a phase diagram of the master laser and light injection laser of FIG. 6;
8 is a view for explaining an example of a complex type optical signal generating apparatus according to an embodiment.
FIG. 9 is a view for explaining another example of a complex type optical signal generating apparatus according to an embodiment.
10 is a flowchart illustrating a method of generating a complex optical signal according to an embodiment of the present invention.

본 명세서에서 개시되어 있는 본 발명의 개념에 따른 실시예들에 대해서 특정한 구조적 또는 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시예들을 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로서, 본 발명의 개념에 따른 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며 본 명세서에서 설명된 실시예들에 한정되지 않는다.It is to be understood that the specific structural or functional descriptions of embodiments of the present invention disclosed herein are presented for the purpose of describing embodiments only in accordance with the concepts of the present invention, May be embodied in various forms and are not limited to the embodiments described herein.

본 발명의 개념에 따른 실시예들은 다양한 변경들을 가할 수 있고 여러 가지 형태들을 가질 수 있으므로 실시예들을 도면에 예시하고 본 명세서에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 개념에 따른 실시예들을 특정한 개시형태들에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 변경, 균등물, 또는 대체물을 포함한다.Embodiments in accordance with the concepts of the present invention are capable of various modifications and may take various forms, so that the embodiments are illustrated in the drawings and described in detail herein. However, it is not intended to limit the embodiments according to the concepts of the present invention to the specific disclosure forms, but includes changes, equivalents, or alternatives falling within the spirit and scope of the present invention.

제1 또는 제2 등의 용어를 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만, 예를 들어 본 발명의 개념에 따른 권리 범위로부터 이탈되지 않은 채, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소는 제1 구성요소로도 명명될 수 있다.The terms first, second, or the like may be used to describe various elements, but the elements should not be limited by the terms. The terms may be named for the purpose of distinguishing one element from another, for example without departing from the scope of the right according to the concept of the present invention, the first element being referred to as the second element, Similarly, the second component may also be referred to as the first component.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성요소들 간의 관계를 설명하는 표현들, 예를 들어 "~사이에"와 "바로~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.It is to be understood that when an element is referred to as being "connected" or "connected" to another element, it may be directly connected or connected to the other element, . On the other hand, when an element is referred to as being "directly connected" or "directly connected" to another element, it should be understood that there are no other elements in between. Expressions that describe the relationship between components, such as "between" and "between" or "neighboring to" and "directly adjacent to" should be interpreted as well.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예들을 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어를 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함으로 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the invention. The singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. It will be understood that, in this specification, the terms " comprises ", or " having ", and the like are to be construed as including the presence of stated features, integers, But do not preclude the presence or addition of steps, operations, elements, parts, or combinations thereof.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. Terms such as those defined in commonly used dictionaries are to be interpreted as having a meaning consistent with the meaning of the context in the relevant art and, unless explicitly defined herein, are to be interpreted as ideal or overly formal Do not.

이하, 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 그러나, 특허출원의 범위가 이러한 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타낸다.
Hereinafter, embodiments will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the scope of the patent application is not limited or limited by these embodiments. Like reference symbols in the drawings denote like elements.

도 1은 주입 잠금 발진기를 설명하기 위한 도면이다.1 is a view for explaining an injection lock oscillator.

도 1을 참조하면, 주입 잠금 발진기(또는 주파수 잠금 발진기; 100)는 마스터 발진기(Master Oscillator; 110) 및 슬레이브 발진기(Slave Oscillator; 130)를 포함한다.Referring to FIG. 1, an injection locked oscillator (or frequency locked oscillator) 100 includes a master oscillator 110 and a slave oscillator 130.

마스터 발진기(110)의 출력 신호가 슬레이브 발진기(130)에 주입되는 경우, 슬레이브 발진기(130)는 슬레이브 발진기(130)가 원래 가지고 있던 발진 특성(또는 고유 발진 특성(free-running oscillation))과는 다른 특성(예를 들어, 주파수, 출력, 위상, 응답 특성 등)을 갖는 신호를 출력한다.When the output signal of the master oscillator 110 is injected into the slave oscillator 130, the slave oscillator 130 does not have the oscillation characteristic (or free-running oscillation) originally possessed by the slave oscillator 130 And outputs a signal having other characteristics (e.g., frequency, output, phase, response characteristic, etc.).

예를 들어, 슬레이브 발진기(130)가 마스터 발진기(110)로부터 출력된 신호에 응답하여 발진하는 경우, 슬레이브 발진기(130)는 자신이 가지고 있던 주파수 응답 특성(예를 들어, 진폭 및 위상 응답)과 다른 주파수 응답 특성을 갖는 신호를 출력할 수 있다. 또한, 슬레이브 발진기(130)는 자신의 고유 주파수와 다른 주파수를 갖는 신호를 출력할 수 있다.
For example, when the slave oscillator 130 oscillates in response to a signal output from the master oscillator 110, the slave oscillator 130 generates the frequency response characteristic (e.g., amplitude and phase response) It is possible to output a signal having a different frequency response characteristic. Also, the slave oscillator 130 can output a signal having a frequency different from that of its own frequency.

도 2는 도 1에 도시된 주입 잠금 발진기의 출력 신호를 설명하기 위한 도면이다.2 is a view for explaining an output signal of the injection locked oscillator shown in FIG.

도 2의 (a)는 도 1에 도시된 슬레이브 발진기(130)의 출력 신호의 위상을 설명하기 위한 도면이고, 도 2의 (b)는 마스터 발진기(110)의 주파수와 슬레이브 발진기(130)의 주파수 디튜닝에 따른 출력 신호의 위상 변화를 설명하기 위한 도면이다.2 is a view for explaining the phase of an output signal of the slave oscillator 130 shown in FIG. 1 and FIG. 2 (b) FIG. 5 is a diagram for explaining a phase change of an output signal according to frequency detuning.

도 1 및 도 2를 참조하면, 도 2의 (a)에서,

Figure 112016108149622-pat00001
(210)는 슬레이브 발진기(130)로 주입되는 신호에 의해 발생하는 전기장을 나타내고,
Figure 112016108149622-pat00002
(220)는 슬레이브 발진기의 free-running oscillation에 의해 발생하는 전기장(free-running electric field)을 나타내며,
Figure 112016108149622-pat00003
(230)는 주입 잠금 상태의 슬레이브 발진기(130)의 출력 신호에 의해 발생하는 전기장을 나타낸다.Referring to Figures 1 and 2, in Figure 2 (a)
Figure 112016108149622-pat00001
(210) represents an electric field generated by a signal injected into the slave oscillator (130)
Figure 112016108149622-pat00002
(220) represents a free-running electric field generated by the free-running oscillation of the slave oscillator,
Figure 112016108149622-pat00003
(230) represents an electric field generated by the output signal of the slave oscillator 130 in the injection locked state.

마스터 발진기(110)의 출력 신호가 슬레이브 발진기(130)에 주입되는 경우, 슬레이브 발진기(130)는 주입 잠금 상태에 있을 수 있다. 즉,

Figure 112016108149622-pat00004
(230)는 슬레이브 발진기(130)의 주입 잠금 현상에 따른 전기장을 의미할 수 있다.When the output signal of the master oscillator 110 is injected into the slave oscillator 130, the slave oscillator 130 may be in the injection locked state. In other words,
Figure 112016108149622-pat00004
(230) may refer to an electric field due to the injection locking phenomenon of the slave oscillator (130).

주입 잠금 현상을 유지하기 위한 최대 주파수 영역

Figure 112016108149622-pat00005
는 수학식 1과 같이 표현될 수 있다.
Maximum frequency range for maintaining injection lock phenomenon
Figure 112016108149622-pat00005
Can be expressed as Equation (1).

Figure 112016108149622-pat00006
Figure 112016108149622-pat00006

여기서,

Figure 112016108149622-pat00007
는 슬레이브 발진기(130)의 free-running oscillation의 발진 주파수,
Figure 112016108149622-pat00008
는 슬레이브 발진기(130)의 큐 팩터를 나타낸다.here,
Figure 112016108149622-pat00007
The oscillation frequency of the free-running oscillation of the slave oscillator 130,
Figure 112016108149622-pat00008
Represents the queue factor of the slave oscillator 130.

마스터 발진기(110)의 출력 신호에 의해 슬레이브 발진기(130)가 주입 잠금 상태로 되는 경우, 즉, 주입 잠금 현상이 일어나는 경우, 슬레이브 발진기(130)의 출력 신호의 위상은 free-running oscillation에서의 출력 신호의 위상에서

Figure 112016108149622-pat00009
만큼 변한다.The phase of the output signal of the slave oscillator 130 is controlled by the output of the free-running oscillation when the slave oscillator 130 is locked by the output signal of the master oscillator 110, From the phase of the signal
Figure 112016108149622-pat00009
.

주입 잠금 상태에서 슬레이브 발진기(130)의 출력 신호의 위상을

Figure 112016108149622-pat00010
이라 하면,
Figure 112016108149622-pat00011
는 수학식 2로 표현될 수 있다.
The phase of the output signal of the slave oscillator 130 in the injection locking state
Figure 112016108149622-pat00010
In other words,
Figure 112016108149622-pat00011
Can be expressed by Equation (2).

Figure 112016108149622-pat00012
Figure 112016108149622-pat00012

free-running oscillation에서의 마스터 발진기(110) 및 슬레이브 발진기(130)의 주파수 디튜닝(

Figure 112016108149622-pat00013
)와
Figure 112016108149622-pat00014
사이의 관계는 도 2의 (b)에 도시된 바와 같다. 마스터 발진기(110)로부터 주입되는 신호의 주파수 및 크기의 조절을 기초로
Figure 112016108149622-pat00015
은 180도 범위에서 제어될 수 있다.
the frequency detuning of the master oscillator 110 and the slave oscillator 130 in a free-running oscillation
Figure 112016108149622-pat00013
)Wow
Figure 112016108149622-pat00014
Is as shown in Fig. 2 (b). Based on the adjustment of the frequency and magnitude of the signal injected from the master oscillator 110
Figure 112016108149622-pat00015
Can be controlled in the range of 180 degrees.

도 3은 일 실시예에 따른 광 주입 레이저의 개략적인 블록도이다.3 is a schematic block diagram of a light injection laser according to one embodiment.

도 3을 참조하면, 광 주입 레이저(300)는 마스터 레이저(master laser; 310), 슬레이브 레이저(slave laser; 350)를 포함할 수 있다. 또한, 광 주입 레이저(300)는 광학적 아이솔레이터(optical isolator; 330)를 더 포함할 수 있다.Referring to FIG. 3, the light injection laser 300 may include a master laser 310 and a slave laser 350. In addition, the light injection laser 300 may further include an optical isolator 330.

마스터 레이저(310) 및 슬레이브 레이저(350)는 물리적으로 분리되고, 광학적 아이솔레이터(330)는 마스터 레이저(310)와 슬레이브 레이저(350) 사이에 위치할 수 있다.The master laser 310 and the slave laser 350 are physically separated and the optical isolator 330 can be located between the master laser 310 and the slave laser 350. [

광 주입 레이저(300)의 출력 특성은 주입 잠금 파라미터(injection locking parameter)에 기초하여 조절될 수 있다. 예를 들어, 주입 잠금 파라미터는 주파수 디튜닝(frequency detuning) 및 주입 비율(injection ratio)을 포함할 수 있다.The output characteristic of the light-injecting laser 300 can be adjusted based on the injection locking parameter. For example, the injection locking parameter may include frequency detuning and injection ratio.

예를 들어, 주파수 디튜닝(

Figure 112016108149622-pat00016
)는
Figure 112016108149622-pat00017
으로 정의될 수 있다.
Figure 112016108149622-pat00018
는 마스터 레이저(310)의 발진 주파수를 나타내고,
Figure 112016108149622-pat00019
는 슬레이브 레이저(350)의 발진 주파수를 나타낼 수 있다. 주입 비율(
Figure 112016108149622-pat00020
)은
Figure 112016108149622-pat00021
으로 정의될 수 있다.
Figure 112016108149622-pat00022
는 슬레이브 레이저(350)로 주입되는 광 신호의 파워를 나타내고,
Figure 112016108149622-pat00023
는 free-running oscillation에서 슬레이브 레이저(350)가 출력하는 광 신호의 파워를 나타낼 수 있다.For example, frequency detuning (
Figure 112016108149622-pat00016
)
Figure 112016108149622-pat00017
. ≪ / RTI >
Figure 112016108149622-pat00018
Represents the oscillation frequency of the master laser 310,
Figure 112016108149622-pat00019
Can represent the oscillation frequency of the slave laser (350). Injection rate (
Figure 112016108149622-pat00020
)silver
Figure 112016108149622-pat00021
. ≪ / RTI >
Figure 112016108149622-pat00022
Represents the power of the optical signal injected into the slave laser 350,
Figure 112016108149622-pat00023
May represent the power of the optical signal output by the slave laser 350 in a free-running oscillation.

즉, 주파수 디튜닝(

Figure 112016108149622-pat00024
)는 마스터 레이저(310)와 슬레이브 레이저(350)의 주파수 디튜닝을 의미하고, 주입 비율(
Figure 112016108149622-pat00025
)은 마스터 레이저(310)와 슬레이브 레이저(350)의 광 출력 비율을 의미할 수 있다.That is, frequency detuning (
Figure 112016108149622-pat00024
Means the frequency detuning of the master laser 310 and the slave laser 350, and the injection ratio (
Figure 112016108149622-pat00025
) May mean a light output ratio of the master laser 310 and the slave laser 350. FIG.

도 3에 도시된 광 주입 레이저(300)의 출력 특성은 수학식 3 내지 수학식 5의 비율 방정식(rate equation)으로 표현될 수 있다.
The output characteristic of the light injection laser 300 shown in FIG. 3 can be expressed by a rate equation of Equations (3) to (5).

Figure 112016108149622-pat00026
Figure 112016108149622-pat00026

Figure 112016108149622-pat00027
Figure 112016108149622-pat00027

Figure 112016108149622-pat00028
Figure 112016108149622-pat00028

여기서,

Figure 112016108149622-pat00029
는 슬레이브 레이저(350)의 자유 전자(electron carrier)의 개수를 나타내고,
Figure 112016108149622-pat00030
는 투명 전자 개수(transparency carrier number)를 나타내며,
Figure 112016108149622-pat00031
는 순수 유도 방출 비율(Net stimulated emission rate)을 나타내고,
Figure 112016108149622-pat00032
는 주입 커플링 계수(injection coupling coefficient)를 나타낸다. 또한,
Figure 112016108149622-pat00033
는 광 주입 하에 있는 반도체 레이저, 즉 슬레이브 레이저(350)가 출력한 광 신호에 의해 발생하는 전기장을 나타낸다. 또한,
Figure 112016108149622-pat00034
는 빛의 이중성에 의하여 광자의 개수를 나타낸다.
Figure 112016108149622-pat00035
는 마스터 레이저(310)로부터 슬레이브 레이저(350)로 주입되는 광 신호의 크기를 나타내고,
Figure 112016108149622-pat00036
는 전술한 주파수 디튜닝(frequency detuning)을 나타낸다.here,
Figure 112016108149622-pat00029
Represents the number of electron carriers of the slave laser 350,
Figure 112016108149622-pat00030
Represents a transparency carrier number,
Figure 112016108149622-pat00031
Represents the net stimulated emission rate,
Figure 112016108149622-pat00032
Represents the injection coupling coefficient. Also,
Figure 112016108149622-pat00033
Represents an electric field generated by an optical signal output from a semiconductor laser under light injection, that is, a slave laser 350. [ Also,
Figure 112016108149622-pat00034
Represents the number of photons by the duality of light.
Figure 112016108149622-pat00035
Represents the magnitude of the optical signal injected from the master laser 310 into the slave laser 350,
Figure 112016108149622-pat00036
Represents the above-described frequency detuning.

Figure 112016108149622-pat00037
는 광 주입 하에 있는 반도체 레이저, 즉 슬레이브 레이저(350)의 출력(예를 들어, 전기장 또는 광자)의 위상을 나타낸다. 또한,
Figure 112016108149622-pat00038
는 슬레이브 레이저(350)의 인가 전류이고, 1/
Figure 112016108149622-pat00039
은 슬레이브 레이저(350) 내의 자유 전자에 대한 재결합 비율이며,
Figure 112016108149622-pat00040
는 광자(또는 전기장)의 손실 비율이다.
Figure 112016108149622-pat00037
(E.g., an electric field or a photon) of the semiconductor laser under light injection, i.e., the slave laser 350. Also,
Figure 112016108149622-pat00038
Is the applied current of the slave laser 350,
Figure 112016108149622-pat00039
Is the recombination ratio for the free electrons in the slave laser 350,
Figure 112016108149622-pat00040
Is the loss ratio of the photons (or electric field).

수학식 4에서, 선폭 향상 계수(linewidth enhancement factor)

Figure 112016108149622-pat00041
는 마스터 레이저(310) 또는 슬레이브 레이저(350)와 같은 반도체 레이저의 물성 매개 변수 중 하나로, 증폭 물질로 이루어진 반도체 레이저가 발생하는 광 신호의 크기 및 위상 간의 커플링 정도를 나타낸다.
Figure 112016108149622-pat00042
는 아래 수학식 6으로 정의될 수 있다.
In Equation (4), a linewidth enhancement factor
Figure 112016108149622-pat00041
Is a property parameter of a semiconductor laser such as a master laser 310 or a slave laser 350 and represents the degree of coupling between the magnitude and phase of an optical signal generated by a semiconductor laser made of an amplifying material.
Figure 112016108149622-pat00042
Can be defined by Equation (6) below.

Figure 112016108149622-pat00043
Figure 112016108149622-pat00043

여기서,

Figure 112016108149622-pat00044
는 반도체 레이저의 파장을 나타내고,
Figure 112016108149622-pat00045
은 반도체 레이저의 자유 전자(electron carrier)의 개수(또는 밀도)와 굴절율의 미분값을 나타내며,
Figure 112016108149622-pat00046
은 반도체 레이저의 자유 전자의 개수와 광 이득(optical gain)의 미분값이다.here,
Figure 112016108149622-pat00044
Represents the wavelength of the semiconductor laser,
Figure 112016108149622-pat00045
(Or density) of the electron carriers of the semiconductor laser and the refractive index,
Figure 112016108149622-pat00046
Is the number of free electrons of the semiconductor laser and the differential value of the optical gain.

크기와 위상이 독립적인 전기적 주입 잠금과 달리 반도체 레이저의 광 주입 잠금 현상은

Figure 112016108149622-pat00047
에 따라 변할 수 있다. 반도체 레이저의 광 주입 잠금 현상은 위상과 크기의 커플링 정도에 따라 변할 수 있다.Unlike electrical injection locking, which is independent of size and phase,
Figure 112016108149622-pat00047
. ≪ / RTI > The optical injection locking phenomenon of a semiconductor laser can vary depending on the degree of phase and coupling coupling.

광 주입 레이저(300)가 출력하는 광 신호의 정상 상태(steady state)에서 수학식 3 내지 수학식 5를 해석하는 경우, 광 주입 잠금 상태의 출력 위상(locked phase), 즉 광 주입 레이저(300)가 출력하는 광 신호의 위상(locked phase)

Figure 112016108149622-pat00048
는 수학식 7로 표현될 수 있다.
(3) to (5) in the steady state of the optical signal output from the light injection laser 300, the locked state of the light injection locked state, i.e., the light injection locked state of the light injection laser 300, A locked phase of the optical signal output by the optical amplifier < RTI ID = 0.0 >
Figure 112016108149622-pat00048
Can be expressed by Equation (7).

Figure 112016108149622-pat00049
Figure 112016108149622-pat00049

수학식 7에서,

Figure 112016108149622-pat00050
는 선폭 향상 계수
Figure 112016108149622-pat00051
에 의해 0이 아니다. 즉,
Figure 112016108149622-pat00052
Figure 112016108149622-pat00053
로 인한 오프셋을 가진다.
Figure 112016108149622-pat00054
는 180도 범위에 있으므로,
Figure 112016108149622-pat00055
에 의해
Figure 112016108149622-pat00056
내에 존재한다.In Equation (7)
Figure 112016108149622-pat00050
The line width enhancement coefficient
Figure 112016108149622-pat00051
Lt; / RTI > In other words,
Figure 112016108149622-pat00052
The
Figure 112016108149622-pat00053
Lt; / RTI >
Figure 112016108149622-pat00054
Is in the range of 180 degrees,
Figure 112016108149622-pat00055
By
Figure 112016108149622-pat00056
Lt; / RTI >

광 주입 레이저(300)가 출력하는 광 신호의 위상 변조는

Figure 112016108149622-pat00057
에서 발생하고, 수학식 7에서 알 수 있듯이 광 주입 비율
Figure 112016108149622-pat00058
및 주파수 디튜닝(frequency detuning)
Figure 112016108149622-pat00059
을 기초로 제어될 수 있다.
Figure 112016108149622-pat00060
는 마스터 레이저(310)로부터 슬레이브 레이저(350)로 주입되는 광 신호의 크기를 나타내고,
Figure 112016108149622-pat00061
는 광 주입 잠금 상태에서 슬레이브 레이저(350)가 출력하는 광 신호의 전기장 크기를 나타낸다.The phase modulation of the optical signal output by the optical fiber 300
Figure 112016108149622-pat00057
And as can be seen from the equation (7), the light injection ratio
Figure 112016108149622-pat00058
And frequency detuning.
Figure 112016108149622-pat00059
Lt; / RTI >
Figure 112016108149622-pat00060
Represents the magnitude of the optical signal injected from the master laser 310 into the slave laser 350,
Figure 112016108149622-pat00061
Represents the magnitude of the electric field of the optical signal output from the slave laser 350 in the light injection locked state.

광 주입 잠금 현상을 해석하는데 있어서 광 주입 현상의 안정성(stability)이 고려될 수 있다. 안정성은 광 주입 레이저(300)가 출력하는 광 신호의 소신호 상태에서 수학식 3 내지 수학식 5를 해석하는 경우, 광 신호의 출력값의 선형화를 기초로 획득되는 응답 특성으로부터 확인할 수 있다. 이와 관련, 이하 도 4 및 도 5를 참조하면서 설명한다.
The stability of the light injection phenomenon can be considered in the analysis of the light injection locking phenomenon. Stability can be confirmed from the response characteristics obtained based on the linearization of the output value of the optical signal when the equations (3) to (5) are analyzed in the small signal state of the optical signal output from the light injection laser 300. Hereinafter, this will be described with reference to FIG. 4 and FIG. 5. FIG.

도 4는 광 주입 비율 및 마스터 레이저와 슬레이브 레이저 사이의 주파수 디튜닝(frequency detuning)에 따른 안정 영역을 설명하기 위한 도면이다.4 is a diagram for explaining a light injection rate and a stable region according to frequency detuning between a master laser and a slave laser.

도 4의 (a)는

Figure 112016108149622-pat00062
가 3인 경우를 나타내고, 도 4의 (b)는
Figure 112016108149622-pat00063
가 0인 경우를 나타낸다. 수학식 6의
Figure 112016108149622-pat00064
의 정의와 같이 슬레이브 레이저(350)로 광 신호가 주입되고, 슬레이브 레이저(350)에서 광 신호의 주입으로 인해 광자가 증가하여 자유 전자의 개수가 변화한다. 따라서,
Figure 112016108149622-pat00065
가 0이 아닌 경우, 슬레이브 레이저(350)와 같은 반도체 레이저는 비대칭적인 안정 영역을 갖는다. 일반적인 반도체 레이저의
Figure 112016108149622-pat00066
는 약 3 내지 5이므로, 안정적인 위상 변조 효과를 얻을 수 있는 stable locking range 및 위상 변조 정도를 예측하거나 구현하기 위해
Figure 112016108149622-pat00067
가 고려되어야 한다.
4 (a)
Figure 112016108149622-pat00062
Is 3, and Fig. 4 (b)
Figure 112016108149622-pat00063
Is zero. Equation 6
Figure 112016108149622-pat00064
The optical signal is injected into the slave laser 350 and the number of free electrons is changed due to the injection of the optical signal by the slave laser 350. As a result, therefore,
Figure 112016108149622-pat00065
Is not zero, the semiconductor laser such as the slave laser 350 has an asymmetric stable region. A typical semiconductor laser
Figure 112016108149622-pat00066
Is about 3 to 5, so that a stable locking range and a phase modulation degree capable of obtaining a stable phase modulation effect can be predicted or implemented
Figure 112016108149622-pat00067
Should be considered.

도 5는 광 주입 비율에 따른 위상 변화를 설명하기 위한 도면이다.5 is a view for explaining a phase change according to a light injection ratio.

도 5의 (a)는

Figure 112016108149622-pat00068
가 3인 경우를 나타내고, 도 5의 (b)는
Figure 112016108149622-pat00069
가 0인 경우를 나타낸다. 약한 광 주입 비율에서 안정한 광 주입 현상이 발생할 수 있고, 주파수 디튜닝(frequency detuning)를 제어하여 180도의 위상 변화를 얻을 수 있다.
5 (a)
Figure 112016108149622-pat00068
Is 3, and Fig. 5 (b)
Figure 112016108149622-pat00069
Is zero. Stable light injection phenomenon may occur at a weak light injection rate, and a phase change of 180 degrees can be obtained by controlling frequency detuning.

도 6은 일 실시예에 따른 외부 광 변조기 없이 직접 변조되는 광 주입 레이저를 설명하기 위한 도면이다.6 is a diagram for explaining a light injection laser which is directly modulated without an external light modulator according to an embodiment.

도 6을 참조하면, 광 주입 레이저(600)는 마스터 레이저(master laser; 610), 슬레이브 레이저(slave laser; 630)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 6, the light injection laser 600 may include a master laser 610 and a slave laser 630.

도 6의 광 주입 레이저(600)의 구성 및 동작은 도 3 내지 도 5를 참조하여 설명한 광 주입 레이저(300)의 구성 및 동작은 실질적으로 동일할 수 있으며, 도 3 내지 도 5를 참조하여 설명된 광 주입 레이저(300)의 동작은 도 6의 광 주입 레이저(600)에 그대로 적용될 수 있으므로, 상세한 설명은 생략한다.The configuration and operation of the light injection laser 600 of FIG. 6 may be substantially the same as the configuration and operation of the light injection laser 300 described with reference to FIGS. 3 to 5, The operation of the light-injection laser 300 can be applied to the light-injection laser 600 of FIG. 6 as it is, and thus its detailed description is omitted.

마스터 레이저(610)의 출력 신호가 슬레이브 레이저(630)로 입사되는 때, 슬레이브 레이저(630)의 주파수는 마스터 레이저(610)의 주파수로 locking이 되어, 슬레이브 레이저(630)는 주입 잠금 상태에 있을 수 있다.When the output signal of the master laser 610 is incident on the slave laser 630, the frequency of the slave laser 630 is locked to the frequency of the master laser 610 and the slave laser 630 is in the injection locked state .

광 주입 레이저(600)의 주입 잠금 파라미터(injection locking parameter)는 슬레이브 레이저(630)의 바이어스 제어를 통해 조절될 수 있다. 예를 들어, 주입 잠금 파라미터는 주파수 디튜닝(frequency detuning) 및 주입 비율(injection ratio)을 포함할 수 있다. 주파수 디튜닝은 광 주입 레이저(600)의 디튜딩 주파수(detuning frequency)를 의미할 수 있다. 광 주입 레이저(600)의 주입 비율과 디튜닝 주파수 각각은 독립적으로 조절될 수 있다.The injection locking parameter of the light-injecting laser 600 can be adjusted through the bias control of the slave laser 630. For example, the injection locking parameter may include frequency detuning and injection ratio. The frequency detuning may mean the detuning frequency of the light-injecting laser 600. [ The injection rate and the detuning frequency of the light injection laser 600 can be adjusted independently.

또한, external cavity tunable laser를 마스터 레이저(610)로 사용하여 디튜닝 주파수를 조절하며, 슬레이브 레이저(630) 앞에 감쇄기(attenuator)를 설치하여 주입 비율을 조절할 수도 있다.Also, an external cavity tunable laser may be used as the master laser 610 to adjust the detuning frequency, and an attenuator may be installed in front of the slave laser 630 to adjust the injection rate.

잠금 상태에서 주입 잠금된 슬레이브 레이저(630)의 바이어스 전류를 조절해 주면, 마스터 레이저(610)의 주파수로 고정된 상태에서 주입 비율과 디튜닝 주파수가 바뀌게 되어, 광 주입 레이저(600)가 출력하는 광 신호는 바이어스 전류의 변화에 의한 위상 변화를 갖게 될 수 있다. 또한, 광 주입 레이저(600)가 출력하는 광 신호의 진폭은 바이어스 전류의 인코딩(encoding)를 통해 슬레이브 레이저(630)의 출력 파워를 제어하여 변조될 수 있다.
When the bias current of the injected locked slave laser 630 is adjusted in the locked state, the injection ratio and the detuning frequency are changed in a fixed state at the frequency of the master laser 610, The optical signal may have a phase change due to a change in the bias current. In addition, the amplitude of the optical signal output by the light-injection laser 600 can be modulated by controlling the output power of the slave laser 630 through encoding of bias current.

도 7은 도 6의 마스터 레이저와 광 주입 레이저의 위상 다이어그램을 나타낸다.FIG. 7 shows a phase diagram of the master laser and light injection laser of FIG. 6;

도 7의 (a)는 마스터 레이저(610)의 위상 다이어그램을 나타내고, 도 7의 (b)는 광 주입 레이저(600)의 위상 다이어그램을 나타낸다. 광 주입 레이저(600)의 출력 주파수와 마스터 레이저(610)의 출력 주파수는 같기 때문에 같은 위상 다이어그램에 표현이 가능하다.7 (a) shows the phase diagram of the master laser 610, and Fig. 7 (b) shows the phase diagram of the light injection laser 600. Fig. Since the output frequency of the light injection laser 600 and the output frequency of the master laser 610 are the same, they can be expressed in the same phase diagram.

도 7의 (a)에서, 화살표 크기는 마스터 레이저(610)의 광 출력을 나타내며, 화살표의 각도는 초기 위상을 나타낸다. In Fig. 7 (a), the arrow indicates the light output of the master laser 610, and the angle of the arrow indicates the initial phase.

도 7의 (b)에서, 화살표는 각각 광 주입 레이저(600)의 광 출력과 초기 위상을 나타낸다. 점선 부채꼴의 영역은 슬레이브 레이저(630)에 인가되는 바이어스의 변화에 상응하는 디튜닝 주파수와 주입 비율에 따른 광 주입 레이저(600)의 위상 변조 영역을 나타낸다.In Fig. 7 (b), the arrows indicate the light output and the initial phase of the light injection laser 600, respectively. The dashed-line fan-shaped region represents the phase modulation region of the light-injecting laser 600 according to the detuning frequency and the injection ratio corresponding to the change of the bias applied to the slave laser 630.

광 주입 레이저(600)의 위상은 슬레이브 레이저(630)에 인가되는 바이어스 전류, 예를 들어 직류 전류를 조절함에 따라 변화될 수 있다.
The phase of the light-injecting laser 600 may be changed by adjusting the bias current applied to the slave laser 630, for example, a direct current.

도 8은 일 실시예에 따른 복소 형태 광 신호 발생 장치의 일 예를 설명하기 위한 도면이다.8 is a view for explaining an example of a complex type optical signal generating apparatus according to an embodiment.

도 8을 참조하면, 복소 형태 광 신호 발생 장치(800)는 마스터 광원부(810), 광 분배기(830), 슬레이브 광원부(850), 위상 천이기(870) 및 결합부(890)를 포함한다.8, a complex optical signal generator 800 includes a master light source 810, an optical splitter 830, a slave light source 850, a phase shifter 870, and a combiner 890.

마스터 광원부(810)는 광 신호를 출력한다. 마스터 광원부(810)에서 출력된 광 신호는 광 분배기(830)로 인가된다.The master light source unit 810 outputs an optical signal. The optical signal output from the master light source unit 810 is applied to the optical splitter 830.

광 분배기(830)는 마스터 광원부(810)에서 출력된 광 신호를 분리한다.The optical distributor 830 separates the optical signal output from the master light source unit 810.

슬레이브 광원부(850)는 광 분배기(830)로부터 출력된 복수의 분할 광 신호들을 입력 받는다. 슬레이브 광원부(850)는 복수의 슬레이브 광원들(850-1 및 850-3)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 슬레이브 광원(850-1)은 I(in-phase) 채널에 할당되고, 슬레이브 광원(850-3)은 Q(quadrature) 채널에 할당될 수 있다.The slave light source unit 850 receives a plurality of divided optical signals output from the optical distributor 830. The slave light source unit 850 may include a plurality of slave light sources 850-1 and 850-3. For example, the slave light source 850-1 may be assigned to an in-phase channel, and the slave light source 850-3 may be assigned to a quadrature channel.

즉, 복수의 슬레이브 광원들(850-1 및 850-3) 각각은 광 분배기(830)로부터 출력된 복수의 분할 광 신호 각각을 입력 받을 수 있다.That is, each of the plurality of slave light sources 850-1 and 850-3 can receive each of the plurality of divided optical signals output from the optical distributor 830. [

복수의 슬레이브 광원들(850-1 및 850-3) 각각은 입력 받은 분할 광 신호를 기초로 발생하는 물리적 현상을 이용하여 변조 광 신호를 출력한다. 예를 들어, 복수의 슬레이브 광원들(850-1 및 850-3) 각각은 입력 받은 분할 광 신호에 기초하여 광 주입 잠금 상태에 있을 수 있다.Each of the plurality of slave light sources 850-1 and 850-3 outputs a modulated optical signal by using a physical phenomenon generated based on the input divided optical signal. For example, each of the plurality of slave light sources 850-1 and 850-3 may be in the light injection locking state based on the input divided optical signal.

이때, 복수의 슬레이브 광원(850-1 및 850-3)들 각각은 광 주입 잠금의 특성을 갖는 변조 광 신호를 출력할 수 있다. 예를 들어, 복수의 슬레이브 광원(850-1 및 850-3) 각각은 바이어스 제어(DC)에 따라 진폭 변조 및/또는 위상 변조를 수행할 수 있다. 광 주입 조건, 즉 주입 잠금 파라미터는 바이어스 제어(DC)에 따라 조절될 수 있다. 주입 잠금 파라미터는 주파수 디튜닝(frequency detuning) 및 주입 비율(injection ratio)을 포함할 수 있다. 주파수 디튜닝은 마스터 광원부(810)의 발진 주파수 및 슬레이브 광원(850-1 또는 850-3)의 free-running oscillation에서의 발진 주파수를 기초로 정의되고, 주입 비율은 슬레이브 광원(850-1 또는 850-3)으로 입력되는 분할 광 신호의 크기와 free-running oscillation에서 슬레이브 광원(850-1 또는 850-3)이 출력하는 광 신호의 크기를 기초로 정의될 수 있다.At this time, each of the plurality of slave light sources 850-1 and 850-3 may output a modulated optical signal having the characteristic of optical injection locking. For example, each of the plurality of slave light sources 850-1 and 850-3 may perform amplitude modulation and / or phase modulation according to a bias control (DC). The light injection condition, i. E. The injection lock parameter, can be adjusted according to the bias control (DC). The injection lock parameters may include frequency detuning and injection ratio. The frequency detuning is defined based on the oscillation frequency of the master light source 810 and the oscillation frequency in the free-running oscillation of the slave light source 850-1 or 850-3, and the injection ratio is defined as the slave light source 850-1 or 850 -3) and the magnitude of the optical signal output from the slave light source 850-1 or 850-3 in the free-running oscillation.

예를 들어, 슬레이브 광원(850-1)은 바이어스 제어(DC)에 따라 조절되는 주입 잠금 파라미터에 기초하여 광 분배기(830)로부터 출력된 분할 광 신호를 진폭 변조 및/또는 위상 변조하여 I(in-phase) 채널 신호를 생성할 수 있다. 슬레이브 광원(850-3)은 바이어스 제어(DC)에 따라 조절되는 주입 잠금 파라미터에 기초하여 광 분배기(830)로부터 출력된 분할 광 신호를 진폭 변조 및/또는 위상 변조하여 Q(quadrature) 채널 신호를 생성할 수 있다. I(in-phase) 채널 신호와 Q(quadrature) 채널 신호는 진폭 변조 및/또는 위상 변조된 광 신호일 수 있다.For example, the slave light source 850-1 amplitude-modulates and / or phase modulates the split optical signal output from the optical splitter 830 based on the injection lock parameter adjusted according to the bias control (DC) -phase channel signal. The slave light source 850-3 amplitude-modulates and / or phase-modulates the divided optical signal output from the optical distributor 830 based on the injection locking parameter adjusted according to the bias control DC to generate a quadrature channel signal Can be generated. An in-phase (I) channel signal and a quadrature (Q) channel signal may be amplitude modulated and / or phase modulated optical signals.

위상 천이기(870)는 광 분배기(830)로부터 출력된 분할 광 신호의 위상을 천이시킨다. 위상 천이기(870)는 위상이 천이된 분할 광 신호를 결합부(890)으로 출력할 수 있다.The phase shifter 870 transitions the phase of the divided optical signal output from the optical splitter 830. The phase shifter 870 can output the phase-shifted divided optical signal to the combining unit 890.

결합부(890)는 복수의 슬레이브 광원들(850-1 및 850-3)이 출력한 변조된 광 신호에 기초하여 복소 형식(complex format) 광 신호를 발생한다. 예를 들어, 복소 형식 광 신호는 16QAM 신호일 수 있다. 이때, 결합부(890)는 원하는 광 출력 형태에 따라 반송파를 억제(suppressed) 또는 비억제(unsuppressed)할 수 있다.The combining unit 890 generates a complex format optical signal based on the modulated optical signal output from the plurality of slave light sources 850-1 and 850-3. For example, a complex optical signal may be a 16QAM signal. At this time, the coupling unit 890 may suppress or suppress the carrier wave according to a desired light output type.

일 예로, 결합부(890)는 복수의 결합기(890-1 및 890-3)를 통해 복수의 슬레이브 광원(850-1 및 850-3) 각각이 출력한 변조 광 신호 결합하여 반송파가 비억제된 복소 형식 광 신호를 생성할 수 있다.For example, the coupling unit 890 couples the modulated optical signals output from the plurality of slave light sources 850-1 and 850-3 via the plurality of couplers 890-1 and 890-3, A complex optical signal can be generated.

다른 예로, 결합부(890)는 복수의 결합기(890-1 및 890-3)를 통해 복수의 슬레이브 광원(850-1 및 850-3) 각각이 출력한 변조 광 신호와 위상 천이기(870)가 출력한 위상이 천이된 분할 광 신호를 결합하여 반송파가 비억제된 복소 형식 광 신호를 생성할 수 있다.As another example, the coupling portion 890 couples the modulated optical signal output from each of the plurality of slave light sources 850-1 and 850-3 to the phase shifter 870 through the plurality of couplers 890-1 and 890-3, The phase-shifted divided optical signals output from the phase-shifted optical amplifiers can be combined to generate a complex optical signal whose carrier is unrestrained.

도 1 내지 도 7을 통해 기술된 사항은 도 8을 통해 기술된 사항에 적용될 수 있으므로, 상세한 설명은 생략한다.
1 through 7 can be applied to the matters described with reference to FIG. 8, detailed description will be omitted.

도 9는 일 실시예에 따른 복소 형태 광 신호 발생 장치의 다른 예를 설명하기 위한 도면이다.FIG. 9 is a view for explaining another example of a complex type optical signal generating apparatus according to an embodiment.

도 9를 참조하면, 복소 형태 광 신호 발생 장치(900)는 마스터 광원부(910), 광 분배기(930), 슬레이브 광원부(950), 및 결합부(970)를 포함한다.9, the complex optical signal generator 900 includes a master light source unit 910, an optical splitter 930, a slave light source unit 950, and a coupling unit 970.

도 9의 마스터 광원부(910), 광 분배기(930), 슬레이브 광원부(950), 결합부(970)의 구성 및 동작은 도 8의 마스터 광원부(810), 광 분배기(830), 슬레이브 광원부(850), 및 결합부(890)의 구성 및 동작과 실질적으로 동일할 수 있다.The configuration and operation of the master light source unit 910, the optical splitter 930, the slave light source unit 950 and the coupling unit 970 of FIG. 9 are the same as those of the master light source unit 810, the optical distributor 830, the slave light source unit 850 ) And the coupling portion 890, as shown in Fig.

광 주입 레이저, 예를 들어 슬레이브 광원부(950)의 위상 변조 범위가 충분치 않는 경우, 또는 도전적으로 복소 형태 광 신호 발생 장치(900)가 64QAM의 복소 형식 광 신호를 발생하고자 하는 경우, 도 9에 도시된 바와 같이, 복수의 슬레이브 광원들(950-1~950-7)은 각 채널 마다 다단 연결될 수 있다. 예를 들어, 복수의 슬레이브 광원들(950-1 및 950-3)은 I 채널에 할당되어 다단 연결될 수 있고, 복수의 슬레이브 광원들(950-5 및 950-7)은 Q 채널에 할당되어 다단 연결될 수 있다.In the case where the phase modulation range of the optical injection laser, for example, the slave light source section 950 is insufficient, or when the complex type optical signal generating apparatus 900 desires to generate a complex optical signal of 64QAM in a challenging manner, As described above, the plurality of slave light sources 950-1 through 950-7 may be connected in multiple stages for each channel. For example, a plurality of slave light sources 950-1 and 950-3 may be assigned to an I channel to be cascade-connected, and a plurality of slave light sources 950-5 and 950-7 are allocated to Q channels, Can be connected.

복수의 슬레이브 광원들(950-1 및 950-3) 및/또는 복수의 슬레이브 광원들(950-5 및 950-7)을 연속적으로 연결함으로써, 복소 형태 광 신호 발생 장치(900)는 180도 위상 천이를 달성할 수 있다.By continuously connecting the plurality of slave light sources 950-1 and 950-3 and / or the plurality of slave light sources 950-5 and 950-7, the complex-type optical signal generator 900 can generate 180- Transition can be achieved.

도 1 내지 도 8을 통해 기술된 사항은 도 9를 통해 기술된 사항에 적용될 수 있으므로, 상세한 설명은 생략한다.
1 through 8 can be applied to the matters described with reference to FIG. 9, detailed description will be omitted.

복소 형식 광 신호 발생 장치(800 또는 900)는 광 주입 반도체 레이저에서 얻을 수 있는 안정된 주입 잠금 영역과 크기/위상 변조 현상을 이용하여 소형화, 집적화, 고속화 및 저전력화가 가능하며, 고속 변조 신호(예를 들어, 복소 형식 광 신호)를 단순한 발생기 구조 내에서 실현할 수 있다. 보다 구체적으로, 복소 형식 광 신호 발생 장치(800 또는 900)는 외부 광 변조기가 필요하지 않을 수 있어 복소 형식 광 신호 발생 장치(800 또는 900)의 크기를 줄일 수 있다. 또한, 자유 공간 광학에서 사용된 렌즈, 거울 등이 포함하지 않으므로 복소 형식 광 신호 발생 장치(800 또는 900)의 크기가 감소할 수 있다.The complex type optical signal generator 800 or 900 is capable of downsizing, integrating, speeding up, and lowering power by using a stable injection locking region and a size / phase modulation phenomenon that can be obtained from a light-injected semiconductor laser, For example, a complex optical signal) can be realized within a simple generator structure. More specifically, the complex-type optical signal generator 800 or 900 may not require an external optical modulator, thereby reducing the size of the complex-type optical signal generator 800 or 900. In addition, since the optical system does not include a lens, a mirror or the like used in free space optics, the size of the complex optical signal generator 800 or 900 can be reduced.

복소 형식 광 신호 발생 장치(800 또는 900)는 반도체 레이저의 향상된 chirp 특성 및 주파수 응답 특성을 이용하여 고속 변조 신호(예를 들어, 복소 형식 광 신호)를 실현할 수 있다.The complex-form optical signal generator 800 or 900 can realize a high-speed modulated signal (for example, a complex-form optical signal) by using the improved chirp characteristic and the frequency response characteristic of the semiconductor laser.

또한, 복소 형식 광 신호 발생 장치(800 또는 900)는 광학적 이득을 이용하여 불필요한 증폭기를 포함하지 않으므로, 다른 주파수간의 신호 간섭을 야기하지 않고, 신호의 잡음의 열화를 최소화 시킬 수 있다. 복소 형식 광 신호 발생 장치(800 또는 900)는 광 주입 잠금 레이저의 배열을 이용하고, 각 레이저의 동작 전류가 약 2 내지 15mA이므로, 각각의 배열이 소비하는 전력은 약 1mW 미만이다. 따라서, 저전력화가 가능하다.
Further, since the complex-type optical signal generator 800 or 900 does not include unnecessary amplifiers by using the optical gain, the deterioration of the noise of the signal can be minimized without causing signal interference between different frequencies. The complex-type optical signal generator 800 or 900 uses an array of optical injection locking lasers, and since the operating current of each laser is about 2 to 15 mA, the power consumed by each array is less than about 1 mW. Therefore, low power consumption is possible.

도 10은 일 실시예에 따른 복소 형식 광 신호 발생 방법을 설명하기 위한 순서도이다. 일 실시예에 따른 임의 파형 신호 발생 방법은 복소 형식 광 신호 발생 장치에 의해 수행될 수 있다.10 is a flowchart illustrating a method of generating a complex optical signal according to an embodiment of the present invention. The arbitrary waveform signal generating method according to one embodiment can be performed by the complex type optical signal generating apparatus.

도 10을 참조하면, 복소 형식 광 신호 발생 장치의 마스터 광원은 광 신호를 출력한다(1010).Referring to FIG. 10, the master light source of the complex type optical signal generator outputs an optical signal (1010).

복소 형식 광 신호 발생 장치의 광 분배기는 광 신호를 분리하여 복수의 분할 광 신호를 생성하고, 복수의 분할 광 신호를 복수의 슬레이브 광원들로 전달한다(1030).The optical distributor of the complex type optical signal generator generates a plurality of divided optical signals by separating the optical signals, and transmits the plurality of divided optical signals to a plurality of slave light sources (1030).

복소 형식 광 신호 발생 장치의 복수의 슬레이브 광원들은 복수의 분할 광 신호의 입력에 기초한 물리적 현상 및 바이어스 제어에 따라 발생하는 복수의 변조 광 신호들을 출력한다(1050).A plurality of slave light sources of the complex type optical signal generating apparatus outputs 1050 a plurality of modulated optical signals generated in accordance with physical development and bias control based on input of a plurality of divided optical signals.

복소 형식 광 신호 발생 장치의 결합부는 복수의 변조 광 신호들을 결합하여 복소 형식 광 신호를 발생한다(1070).
The coupling unit of the complex type optical signal generating apparatus combines a plurality of modulated optical signals to generate a complex optical signal (1070).

도 1 내지 도 10을 참조하여 설명한 광 주입 직접 변조 반도체 레이저를 이용한 복소 형식 광 신호 생성 방법 및 장치는 데이터 센터용 초고속 저전력 신호 생성, 광대역 long-haul 광 전송 시스템, 군사 보안용 신호 생성 및 검출, 광 신호 정보처리 및 바이오 응용, 광 계측기 개발 분야에서 차세대 핵심 기술이 될 수 있다. 일 실시예에 따른 복소 형식 광 신호 생성 방법 및 장치는 외부 위상/진폭 변조기를 사용하지 않고, 광 주입 레이저에서 발생하는 위상 및 진폭 변조 효과를 이용하여 이를 구현할 수 있다.
The method and apparatus for generating a complex optical signal using a light-injection direct-modulation semiconductor laser described with reference to FIGS. 1 to 10 is applicable to the generation of ultra high-speed and low-power signals for data centers, a broadband long- haul optical transmission system, It can be the next generation core technology in optical signal information processing, bio application, and optical instrument development. The method and apparatus for generating a complex optical signal according to an embodiment can realize this by using the phase and amplitude modulation effect generated in the optical injection laser without using an external phase / amplitude modulator.

이상에서 설명된 장치는 하드웨어 구성요소, 소프트웨어 구성요소, 및/또는 하드웨어 구성요소 및 소프트웨어 구성요소의 조합으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 실시예들에서 설명된 장치 및 구성요소는, 예를 들어, 프로세서, 콘트롤러, ALU(arithmetic logic unit), 디지털 신호 프로세서(digital signal processor), 마이크로컴퓨터, FPGA(field programmable gate array), PLU(programmable logic unit), 마이크로프로세서, 또는 명령(instruction)을 실행하고 응답할 수 있는 다른 어떠한 장치와 같이, 하나 이상의 범용 컴퓨터 또는 특수 목적 컴퓨터를 이용하여 구현될 수 있다. 처리 장치는 운영 체제(OS) 및 상기 운영 체제 상에서 수행되는 하나 이상의 소프트웨어 애플리케이션을 수행할 수 있다. 또한, 처리 장치는 소프트웨어의 실행에 응답하여, 데이터를 접근, 저장, 조작, 처리 및 생성할 수도 있다. 이해의 편의를 위하여, 처리 장치는 하나가 사용되는 것으로 설명된 경우도 있지만, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는, 처리 장치가 복수 개의 처리 요소(processing element) 및/또는 복수 유형의 처리 요소를 포함할 수 있음을 알 수 있다. 예를 들어, 처리 장치는 복수 개의 프로세서 또는 하나의 프로세서 및 하나의 콘트롤러를 포함할 수 있다. 또한, 병렬 프로세서(parallel processor)와 같은, 다른 처리 구성(processing configuration)도 가능하다.The apparatus described above may be implemented as a hardware component, a software component, and / or a combination of hardware components and software components. For example, the apparatus and components described in the embodiments may be implemented within a computer system, such as, for example, a processor, a controller, an arithmetic logic unit (ALU), a digital signal processor, a microcomputer, a field programmable gate array (FPGA) , A programmable logic unit (PLU), a microprocessor, or any other device capable of executing and responding to instructions. The processing device may execute an operating system (OS) and one or more software applications running on the operating system. The processing device may also access, store, manipulate, process, and generate data in response to execution of the software. For ease of understanding, the processing apparatus may be described as being used singly, but those skilled in the art will recognize that the processing apparatus may have a plurality of processing elements and / As shown in FIG. For example, the processing unit may comprise a plurality of processors or one processor and one controller. Other processing configurations are also possible, such as a parallel processor.

소프트웨어는 컴퓨터 프로그램(computer program), 코드(code), 명령(instruction), 또는 이들 중 하나 이상의 조합을 포함할 수 있으며, 원하는 대로 동작하도록 처리 장치를 구성하거나 독립적으로 또는 결합적으로(collectively) 처리 장치를 명령할 수 있다. 소프트웨어 및/또는 데이터는, 처리 장치에 의하여 해석되거나 처리 장치에 명령 또는 데이터를 제공하기 위하여, 어떤 유형의 기계, 구성요소(component), 물리적 장치, 가상 장치(virtual equipment), 컴퓨터 저장 매체 또는 장치, 또는 전송되는 신호 파(signal wave)에 영구적으로, 또는 일시적으로 구체화(embody)될 수 있다. 소프트웨어는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템 상에 분산되어서, 분산된 방법으로 저장되거나 실행될 수도 있다. 소프트웨어 및 데이터는 하나 이상의 컴퓨터 판독 가능 기록 매체에 저장될 수 있다.The software may include a computer program, code, instructions, or a combination of one or more of the foregoing, and may be configured to configure the processing device to operate as desired or to process it collectively or collectively Device can be commanded. The software and / or data may be in the form of any type of machine, component, physical device, virtual equipment, computer storage media, or device , Or may be permanently or temporarily embodied in a transmitted signal wave. The software may be distributed over a networked computer system and stored or executed in a distributed manner. The software and data may be stored on one or more computer readable recording media.

실시예에 따른 방법은 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 실시예를 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 실시예의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.The method according to an embodiment may be implemented in the form of a program command that can be executed through various computer means and recorded in a computer-readable medium. The computer-readable medium may include program instructions, data files, data structures, and the like, alone or in combination. The program instructions to be recorded on the medium may be those specially designed and configured for the embodiments or may be available to those skilled in the art of computer software. Examples of computer-readable media include magnetic media such as hard disks, floppy disks and magnetic tape; optical media such as CD-ROMs and DVDs; magnetic media such as floppy disks; Magneto-optical media, and hardware devices specifically configured to store and execute program instructions such as ROM, RAM, flash memory, and the like. Examples of program instructions include machine language code such as those produced by a compiler, as well as high-level language code that can be executed by a computer using an interpreter or the like. The hardware devices described above may be configured to operate as one or more software modules to perform the operations of the embodiments, and vice versa.

이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments. For example, it is to be understood that the techniques described may be performed in a different order than the described methods, and / or that components of the described systems, structures, devices, circuits, Lt; / RTI > or equivalents, even if it is replaced or replaced.

그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.Therefore, other implementations, other embodiments, and equivalents to the claims are also within the scope of the following claims.

Claims (20)

슬레이브 광원의 바이어스 조절을 이용하여 광 주입 상태하의 주파수 차이와 출력비를 동시에 조절하는 광 주입 잠금 반도체 레이저
를 포함하고,
상기 슬레이브 광원은 광 신호로부터 I(in-phase) 채널 신호를 생성하는 제1 슬레이브 광원 및 광 신호로부터 Q(quadrature) 채널 신호를 생성하는 제2 슬레이브 광원을 포함하는
복소 형식 광 신호 발생 장치.
Optical injection locking semiconductor laser that adjusts the frequency difference and output ratio under light injection state by using bias control of slave light source
Lt; / RTI >
The slave light source includes a first slave light source for generating an in-phase channel signal from the optical signal and a second slave light source for generating a quadrature channel signal from the optical signal
Complex type optical signal generator.
제1항에 있어서,
상기 슬레이브 광원의 바이어스 조절을 이용한 광 주입 잠금 상태를 이용하여 광 신호의 진폭과 위상을 변조하는
복소 형식 광 신호 발생 장치.
The method according to claim 1,
The amplitude and the phase of the optical signal are modulated using the optical injection locking state using the bias control of the slave light source
Complex type optical signal generator.
제1항에 있어서,
상기 광 주입 잠금 반도체 레이저의 물리적 한계를 극복한 180도 위상 변조가 가능한 이중 광 주입 잠금 구조와 기법 그리고 이를 이용한
복소 형식 광 신호 발생 장치.
The method according to claim 1,
A dual optical injection lock structure and technique capable of 180-degree phase modulation that overcomes the physical limitations of the optical injection locked semiconductor laser, and
Complex type optical signal generator.
제1항에 있어서,
광 주입 잠금 상태하에서 상기 슬레이브 광원의 바이어스 튜닝을 이용한 진폭과 위상 안정화되는
복소 형식 광 신호 발생 장치.
The method according to claim 1,
The amplitude and phase stabilization using the bias tuning of the slave light source under the light injection locked state
Complex type optical signal generator.
광 신호를 출력하는 마스터 광원부;
상기 출력된 광 신호를 분리하는 광 분배기;
상기 광 분배기로부터 출력된 복수의 분할 광 신호 각각을 입력 받는 복수의 슬레이브 광원들을 포함하되, 상기 복수의 슬레이브 광원들 중에서 적어도 하나는 입력 받은 분할 광 신호에 기초한 물리적 현상인 광 주입 잠금과 바이어스 제어에 따라 발생하는 변조 광 신호를 출력하는 슬레이브 광원부; 및
상기 변조 광 신호에 기초하여 복소 형식 광 신호를 발생하는 광 결합부
를 포함하고,
슬레이브 광원에서 변조된 광 신호를 다른 슬레이브 광원에서 다중 광 주입 잠금하여 180도 위상 변조를 달성하고,
상기 복수의 슬레이브 광원들은 상기 분할 광 신호로부터 I(in-phase) 채널 신호를 생성하는 제1 슬레이브 광원 및 상기 분할 광 신호로부터 Q(quadrature) 채널 신호를 생성하는 제2 슬레이브 광원을 포함하는
복소 형식 광 신호 발생 장치.
A master light source for outputting an optical signal;
An optical splitter for separating the output optical signal;
At least one of the plurality of slave light sources includes a plurality of slave light sources for receiving a plurality of divided optical signals output from the optical splitter, A slave light source unit for outputting a modulated optical signal generated according to the modulated optical signal; And
An optical coupler for generating a complex optical signal based on the modulated optical signal,
Lt; / RTI >
The optical signal modulated by the slave light source is multiplexed and locked by the other slave light source to achieve a 180 degree phase modulation,
Wherein the plurality of slave light sources include a first slave light source for generating an in-phase channel signal from the split optical signal and a second slave light source for generating a quadrature channel signal from the split optical signal
Complex type optical signal generator.
제5항에 있어서,
상기 물리적 현상은,
상기 광 주입 잠금을 포함하고,
상기 복수의 슬레이브 광원 중 적어도 하나는,
상기 바이어스 제어에 따라 상기 입력 받은 분할 광 신호의 진폭 및 위상 중에서 적어도 하나를 변조하여 출력하는,
복소 형식 광 신호 발생 장치.
6. The method of claim 5,
The physical phenomenon,
Said light injection lock comprising:
Wherein at least one of the plurality of slave light sources comprises:
And modulates and outputs at least one of an amplitude and a phase of the input divided optical signal according to the bias control,
Complex type optical signal generator.
제5항에 있어서
상기 다중 광 주입 잠금 현상의 슬레이브 광원을 연속적으로 연결하여 180도 위상 천이를 달성하는
복소 형식 광 신호 발생 장치.
The method of claim 5, wherein
The slave light sources of the multiple light injection locking phenomenon are continuously connected to achieve a 180 degree phase shift
Complex type optical signal generator.
제5항에 있어서,
상기 복수의 슬레이브 광원 중 적어도 하나는,
상기 분할 광 신호의 입력에 따라 광 주입 잠금 상태로 변화하는,
복소 형식 광 신호 발생 장치.
6. The method of claim 5,
Wherein at least one of the plurality of slave light sources comprises:
And a light-injection locked state according to input of the divided optical signal,
Complex type optical signal generator.
제5항에 있어서,
상기 복수의 슬레이브 광원 중 적어도 하나는,
상기 바이어스 제어에 따라 조절되는 주입 잠금 파라미터를 이용하여 상기 입력 받은 분할 광 신호에 대해 진폭 변조 및 위상 변조를 수행하고,
상기 주입 잠금 파라미터는 마스터 광원부의 발진 주파수 및 상기 복수의 슬레이브 광원 중에서 적어도 하나의 발진 주파수를 기초로 정의되는 주파수 디튜닝(frequency detuning) 및 상기 복수의 슬레이브 광원 중 적어도 하나로 입력되는 분할 광 신호의 크기와 free-running oscillation에서 상기 복수의 슬레이브 광원 중 적어도 하나가 출력하는 광 신호의 크기를 기초로 정의되는 주입 비율(injection ratio)을 포함하는,
복소 형식 광 신호 발생 장치.
6. The method of claim 5,
Wherein at least one of the plurality of slave light sources comprises:
And performs amplitude modulation and phase modulation on the input split optical signal using an injection lock parameter adjusted according to the bias control,
Wherein the injection locking parameter includes a frequency detuning defined based on an oscillation frequency of the master light source and at least one oscillation frequency among the plurality of slave light sources and a frequency detuning based on a magnitude of a divided optical signal input to at least one of the plurality of slave light sources, And an injection ratio defined on the basis of a size of an optical signal output by at least one of the plurality of slave light sources in a free-running oscillation.
Complex type optical signal generator.
제5항에 있어서,
상기 광 결합부는,
상기 복수의 슬레이브 광원으로부터 출력된 복수의 변조 광 신호를 결합하여 반송파가 비억제된(unsuppressed) 복소 형식 광 신호를 발생하는,
복소 형식 신호 발생 장치.
6. The method of claim 5,
The optical coupling unit includes:
And a plurality of modulated optical signals output from the plurality of slave light sources are combined to generate a complex type optical signal in which a carrier wave is unsuppressed,
Complex type signal generator.
제5항에 있어서,
상기 광 분배기로부터 입력되는 분할 광 신호의 위상을 천이하는 위상 천이기
를 더 포함하고,
상기 광 결합부는,
상기 복수의 슬레이브 광원으로부터 출력된 복수의 변조 광 신호와 상기 위상 천이기가 출력한 위상이 천이된 분할 광 신호를 결합하여 반송파가 억제된(suppressed) 복소 형식 광 신호를 발생하는,
복소 형식 신호 발생 장치.
6. The method of claim 5,
A phase shifter for shifting a phase of a divided optical signal input from the optical splitter;
Further comprising:
The optical coupling unit includes:
A plurality of modulated optical signals output from the plurality of slave light sources and a divided optical signal having a phase shifted by the phase shifter are combined to generate a complex optical signal suppressed in a carrier wave,
Complex type signal generator.
제5항에 있어서,
상기 복수의 슬레이브 광원들은 각 채널마다 할당되어 다단으로 연결되는,
복소 형식 신호 발생 장치.
6. The method of claim 5,
Wherein the plurality of slave light sources are connected to each other in a multi-
Complex type signal generator.
마스터 광원을 이용하여 광 신호를 출력하는 단계;
상기 광 신호를 분리하여 복수의 분할 광 신호를 생성하고, 상기 복수의 분할 광 신호를 복수의 슬레이브 광원들로 전달하는 단계;
상기 복수의 분할 광 신호의 입력에 기초한 물리적 현상 및 바이어스 제어에 따라 발생하는 복수의 변조 광 신호들을 출력하는 단계; 및
상기 복수의 변조 광 신호들을 결합하여 복소 형식 광 신호를 발생하는 단계
를 포함하고,
상기 복수의 슬레이브 광원들은 상기 복수의 분할 광 신호로부터 I(in-phase) 채널 신호를 생성하는 제1 슬레이브 광원 및 상기 복수의 분할 광 신호로부터 Q(quadrature) 채널 신호를 생성하는 제2 슬레이브 광원을 포함하는
복소 형식 광 신호 발생 방법.
Outputting an optical signal using a master light source;
Separating the optical signal to generate a plurality of divided optical signals, and transmitting the plurality of divided optical signals to a plurality of slave light sources;
Outputting a plurality of modulated optical signals generated according to physical development and bias control based on input of the plurality of divided optical signals; And
And combining the plurality of modulated optical signals to generate a complex optical signal
Lt; / RTI >
The plurality of slave light sources include a first slave light source for generating an in-phase channel signal from the plurality of divided optical signals, and a second slave light source for generating a quadrature channel signal from the plurality of divided optical signals Included
A method for generating a complex type optical signal.
제13항에 있어서,
상기 물리적 현상은,
광 주입 잠금을 포함하고,
상기 복수의 슬레이브 광원 중에서 적어도 하나는,
상기 바이어스 제어에 따라 상기 입력 받은 분할 광 신호의 진폭 및 위상 중에서 적어도 하나를 변조하여 출력하는,
복소 형식 광 신호 발생 방법.
14. The method of claim 13,
The physical phenomenon,
Including a light injection lock,
Wherein at least one of the plurality of slave light sources comprises:
And modulates and outputs at least one of an amplitude and a phase of the input divided optical signal according to the bias control,
A method for generating a complex type optical signal.
제13항에 있어서,
상기 복수의 슬레이브 광원 중에서 적어도 하나는,
상기 분할 광 신호의 입력에 따라 광 주입 잠금 상태로 변화하는,
복소 형식 광 신호 발생 방법.
14. The method of claim 13,
Wherein at least one of the plurality of slave light sources comprises:
And a light-injection locked state according to input of the divided optical signal,
A method for generating a complex type optical signal.
제13항에 있어서,
상기 복수의 변조 광 신호들을 출력하는 단계는,
상기 바이어스 제어에 따라 조절되는 주입 잠금 파라미터를 이용하여 상기 입력 받은 분할 광 신호에 대해 진폭 변조 및 위상 변조를 수행하는 단계
를 포함하고,
상기 주입 잠금 파라미터는 마스터 광원부의 발진 주파수 및 상기 복수의 슬레이브 광원 중에서 적어도 하나의 발진 주파수를 기초로 정의되는 주파수 디튜닝(frequency detuning) 및 상기 복수의 슬레이브 광원 중에서 적어도 하나로 입력되는 분할 광 신호의 크기와 free-running oscillation에서 상기 복수의 슬레이브 광원 중에서 적어도 하나가 출력하는 광 신호의 크기를 기초로 정의되는 주입 비율(injection ratio)을 포함하는,
복소 형식 광 신호 발생 방법.
14. The method of claim 13,
Wherein the step of outputting the plurality of modulated optical signals comprises:
Performing amplitude modulation and phase modulation on the input split optical signal using an injection lock parameter adjusted according to the bias control
Lt; / RTI >
Wherein the injection locking parameter includes a frequency detuning defined based on an oscillation frequency of the master light source and at least one oscillation frequency among the plurality of slave light sources and a frequency detuning defined by at least one of the plurality of slave light sources, And an injection ratio defined based on the size of an optical signal output by at least one of the plurality of slave light sources in a free-running oscillation.
A method for generating a complex type optical signal.
제13항에 있어서,
상기 복소 형식 광 신호를 발생하는 단계는,
상기 복수의 슬레이브 광원들로부터 출력된 복수의 변조 광 신호를 결합하여 반송파가 비억제된(unsuppressed) 복소 형식 광 신호를 발생하는 단계
를 포함하는,
복소 형식 광 신호 발생 방법.
14. The method of claim 13,
Wherein the step of generating the complex-
A step of generating a complex type optical signal in which a carrier wave is unsuppressed by combining a plurality of modulated optical signals output from the plurality of slave light sources
/ RTI >
A method for generating a complex type optical signal.
제13항에 있어서,
상기 복소 형식 광 신호를 발생하는 단계는,
상기 복수의 슬레이브 광원들로부터 출력된 복수의 변조 광 신호와 위상이 천이된 분할 광 신호를 결합하여 반송파가 억제된(suppressed) 복소 형식 광 신호를 발생하는 단계
를 포함하는,
복소 형식 광 신호 발생 방법.
14. The method of claim 13,
Wherein the step of generating the complex-
Generating a complex optical signal in which a carrier is suppressed by combining a plurality of modulated optical signals output from the plurality of slave light sources and a divided optical signal whose phase is shifted,
/ RTI >
A method for generating a complex type optical signal.
제13항에 있어서,
상기 복수의 슬레이브 광원들은 각 채널마다 할당되어 다단으로 연결되는,
복소 형식 광 신호 발생 방법.
14. The method of claim 13,
Wherein the plurality of slave light sources are connected to each other in a multi-
A method for generating a complex type optical signal.
제13항 내지 제19항 중 어느 한 항의 방법을 실행시키기 위한 프로그램을 기록된 컴퓨터 판독 가능 기록 매체.A computer-readable recording medium on which a program for executing the method according to any one of claims 13 to 19 is recorded.
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