KR101948890B1 - 도파로-배열 구조를 갖는 평판형 광도파로를 이용한 광신호 처리 장치 - Google Patents

도파로-배열 구조를 갖는 평판형 광도파로를 이용한 광신호 처리 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR101948890B1
KR101948890B1 KR1020150097738A KR20150097738A KR101948890B1 KR 101948890 B1 KR101948890 B1 KR 101948890B1 KR 1020150097738 A KR1020150097738 A KR 1020150097738A KR 20150097738 A KR20150097738 A KR 20150097738A KR 101948890 B1 KR101948890 B1 KR 101948890B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
optical signal
light receiving
receiving element
optical
waveguide
Prior art date
Application number
KR1020150097738A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20170007608A (ko
Inventor
정종술
Original Assignee
한국전자통신연구원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국전자통신연구원 filed Critical 한국전자통신연구원
Priority to KR1020150097738A priority Critical patent/KR101948890B1/ko
Priority to US15/174,958 priority patent/US9618695B2/en
Publication of KR20170007608A publication Critical patent/KR20170007608A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101948890B1 publication Critical patent/KR101948890B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/10—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type
    • G02B6/12—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind
    • G02B6/12007—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind forming wavelength selective elements, e.g. multiplexer, demultiplexer
    • G02B6/12009—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind forming wavelength selective elements, e.g. multiplexer, demultiplexer comprising arrayed waveguide grating [AWG] devices, i.e. with a phased array of waveguides
    • G02B6/12019—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind forming wavelength selective elements, e.g. multiplexer, demultiplexer comprising arrayed waveguide grating [AWG] devices, i.e. with a phased array of waveguides characterised by the optical interconnection to or from the AWG devices, e.g. integration or coupling with lasers or photodiodes
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/10—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type
    • G02B6/12—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind
    • G02B6/12004—Combinations of two or more optical elements
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B19/00—Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/10—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type
    • G02B6/12—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind
    • G02B6/12007—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind forming wavelength selective elements, e.g. multiplexer, demultiplexer
    • G02B6/12009—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind forming wavelength selective elements, e.g. multiplexer, demultiplexer comprising arrayed waveguide grating [AWG] devices, i.e. with a phased array of waveguides
    • G02B6/12033—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind forming wavelength selective elements, e.g. multiplexer, demultiplexer comprising arrayed waveguide grating [AWG] devices, i.e. with a phased array of waveguides characterised by means for configuring the device, e.g. moveable element for wavelength tuning
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24—Coupling light guides
    • G02B6/26—Optical coupling means
    • G02B6/32—Optical coupling means having lens focusing means positioned between opposed fibre ends
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24—Coupling light guides
    • G02B6/26—Optical coupling means
    • G02B6/35—Optical coupling means having switching means
    • G02B6/3502—Optical coupling means having switching means involving direct waveguide displacement, e.g. cantilever type waveguide displacement involving waveguide bending, or displacing an interposed waveguide between stationary waveguides
    • G02B6/3504—Rotating, tilting or pivoting the waveguides, or with the waveguides describing a curved path
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24—Coupling light guides
    • G02B6/26—Optical coupling means
    • G02B6/35—Optical coupling means having switching means
    • G02B6/351—Optical coupling means having switching means involving stationary waveguides with moving interposed optical elements
    • G02B6/353—Optical coupling means having switching means involving stationary waveguides with moving interposed optical elements the optical element being a shutter, baffle, beam dump or opaque element
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24—Coupling light guides
    • G02B6/26—Optical coupling means
    • G02B6/35—Optical coupling means having switching means
    • G02B6/3596—With planar waveguide arrangement, i.e. in a substrate, regardless if actuating mechanism is outside the substrate
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24—Coupling light guides
    • G02B6/42—Coupling light guides with opto-electronic elements
    • G02B6/4201—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details
    • G02B6/4204—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details the coupling comprising intermediate optical elements, e.g. lenses, holograms
    • G02B6/4215—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details the coupling comprising intermediate optical elements, e.g. lenses, holograms the intermediate optical elements being wavelength selective optical elements, e.g. variable wavelength optical modules or wavelength lockers
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24—Coupling light guides
    • G02B6/42—Coupling light guides with opto-electronic elements
    • G02B6/4201—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details
    • G02B6/4286—Optical modules with optical power monitoring
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
    • H04B10/07—Arrangements for monitoring or testing transmission systems; Arrangements for fault measurement of transmission systems
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
    • H04B10/07—Arrangements for monitoring or testing transmission systems; Arrangements for fault measurement of transmission systems
    • H04B10/075—Arrangements for monitoring or testing transmission systems; Arrangements for fault measurement of transmission systems using an in-service signal
    • H04B10/077—Arrangements for monitoring or testing transmission systems; Arrangements for fault measurement of transmission systems using an in-service signal using a supervisory or additional signal
    • H04B10/0775—Performance monitoring and measurement of transmission parameters
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
    • H04B10/07—Arrangements for monitoring or testing transmission systems; Arrangements for fault measurement of transmission systems
    • H04B10/075—Arrangements for monitoring or testing transmission systems; Arrangements for fault measurement of transmission systems using an in-service signal
    • H04B10/079—Arrangements for monitoring or testing transmission systems; Arrangements for fault measurement of transmission systems using an in-service signal using measurements of the data signal
    • H04B10/0795—Performance monitoring; Measurement of transmission parameters
    • H04B10/07957—Monitoring or measuring wavelength
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04J—MULTIPLEX COMMUNICATION
    • H04J14/00—Optical multiplex systems
    • H04J14/02—Wavelength-division multiplex systems
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/10—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type
    • G02B6/12—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind
    • G02B2006/12083—Constructional arrangements
    • G02B2006/12102—Lens
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24—Coupling light guides
    • G02B6/26—Optical coupling means
    • G02B6/35—Optical coupling means having switching means
    • G02B6/3598—Switching means directly located between an optoelectronic element and waveguides, including direct displacement of either the element or the waveguide, e.g. optical pulse generation

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Optical Couplings Of Light Guides (AREA)

Abstract

본 발명은 도파로-배열 구조를 갖는 평판형 광도파로를 이용한 광신호 처리 장치에 관한 것이다.
이에 따른 본 발명은, 도파로-배열 구조를 포함하는 평판형 광도파로(Planar Lightwave Circuit; 이하 PLC) 기판, 상기 PLC 기판으로부터 발산하여 출력되는 광신호를 평행광으로 콜리미네이션하는 실린더 렌즈, 상기 실린더 렌즈를 통과하여 출력되는 광신호를 채널별로 집속하는 집광 렌즈 및 상기 집광 렌즈로부터 적어도 일부의 채널에 집속된 광신호를 수신하여 전기 신호로 변환하는 수광 소자를 포함하되, 상기 PLC 기판은, 입력되는 광신호를 파장이 서로 다른 복수의 광신호로 분리하여 서로 다른 전파 각도로 출력하는 것을 특징으로 하는 광신호 처리 장치에 관한 것이다.

Description

도파로-배열 구조를 갖는 평판형 광도파로를 이용한 광신호 처리 장치{Optical signal processing apparatus using planar lightwave circuit with waveguide-array structure}
본 발명은 도파로-배열 구조를 갖는 평판형 광도파로를 이용한 광신호 처리 장치에 관한 것이다.
광채널 모니터(Optical Channel Monitor; OCM)는 메트로 또는 장거리 광통신 네트워크의 노드로부터 입력 또는 출력되는 파장다중화 (Wavelength Division Multiplexing; WDM) 방식의 광신호(이하 WDM 광신호)에 대하여 신호 세기, 파장 등을 감시한다. WDM 광신호를 감시하는 광채널 모니터는 많은 회사(JDSU, Finisar, Axsun, DiCon, LambdaQuest, Photop, Optoplex 등)에서 다양한 기술 기반으로 상용화되어 있다.
광채널 모니터의 구현 기술로는 광공진 구조 기반의 파장-가변형 광필터(wavelength-tunable optical filter)를 이용하는 기술과 회절 격자(diffraction grating)를 이용하는 기술이 대표적이다. 파장-가변형 광필터를 이용하는 경우, 광공진 구조의 길이를 MEMS로 정교하게 제어하는 기술이 요구된다는 단점이 있다. 또한, 회절 격자를 이용하는 경우, 광채널 모니터가 벌크형 광부품으로 구성되기 때문에 정교한 광부품 정렬 및 조립 기술이 필요하며 크기가 증가한다는 제약이 있다.
상기한 바와 같이 종래의 광채널 모니터의 구현 기술은 메트로 또는 장거리 광통신 시스템에 적용하기에는 가격과 크기 측면에서 제약이 있으며, 정밀도와 복잡도가 매우 높아 소수의 회사가 독점할 수밖에 없다는 단점을 지닌다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 파장다중화된 광신호(WDM광신호)의 채널별 신호 세기와 파장을 감시할 수 있도록, 도파로-배열 구조를 갖는 평판형 광도파로를 이용한 광신호 처리 장치에 관한 것이다.
상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 광신호 처리 장치는, 도파로-배열 구조를 포함하는 평판형 광도파로(Planar Lightwave Circuit; 이하 PLC) 기판, 상기 PLC 기판으로부터 발산하여 출력되는 광신호를 평행광으로 콜리미네이션하는 실린더 렌즈, 상기 실린더 렌즈를 통과하여 출력되는 광신호를 채널별로 집속하는 집광 렌즈 및 상기 집광 렌즈로부터 적어도 일부의 채널에 집속된 광신호를 수신하여 전기 신호로 변환하는 수광 소자를 포함하되, 상기 PLC 기판은, 입력되는 광신호를 파장이 서로 다른 복수의 광신호로 분리하여 서로 다른 전파 각도로 출력하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 도파로-배열 구조를 갖는 평판형 광도파로를 이용한 광신호 처리 장치는, 범용 기술을 활용하여 제작 및 조립이 용이하고 단순화, 소형화, 저가화가 실현된 광채널 모니터를 구현할 수 있도록 한다.
또한, 본 발명에 따른 도파로-배열 구조를 갖는 평판형 광도파로를 이용한 광신호 처리 장치는, 종래에 복잡한 기술 기반으로 인해 고난도 기술을 확보하고 있는 주요 업체에서 광채널 모니터를 독점적으로 공급하던 문제를 해결하고, 광채널 모니터의 시장성과 가격 경쟁력을 획기적으로 높이는 효과를 갖는다.
도 1은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 광신호 처리 장치의 구조를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 광신호 처리 장치의 구조를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 제3 실시 예에 따른 광신호 처리 장치의 구조를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 제3 실시 예에 따른 광신호 처리 장치에 있어서, 슬릿 마스크의 일 예를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 제3 실시 예에 따른 광신호 처리 장치에 있어서, 슬릿 마스크의 슬릿 크기에 따라 수광 소자에 입력되는 광신호의 파장 대역폭 변화를 나타낸 그래프이다.
도 6은 본 발명의 제4 실시 예에 따른 광신호 처리 장치의 구조를 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 제4 실시 예에 따른 광신호 처리 장치에 있어서, 슬릿 마스크의 일 예를 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명의 제4 실시 예에 따른 광신호 처리 장치에 있어서, 슬릿 마스크의 슬릿 크기에 따라 복수의 수광 소자에 입력되는 광신호의 파장 대역폭 변화를 나타낸 그래프이다.
본 명세서의 실시 예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 명세서의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우, 그 상세한 설명은 생략될 수 있다.
본 명세서에서 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 “연결되어 있다.”거나 “접속되어 있다.”라고 언급된 때에는, 해당 구성 요소가 다른 구성 요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있는 경우뿐만 아니라, 해당 구성 요소와 다른 구성 요소의 사이에 다른 구성 요소가 존재하는 경우도 포함하는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 명세서에서 사용되는 "포함한다," "포함할 수 있다." 등의 표현은 개시된 해당 기능, 동작, 구성 요소 등의 존재를 가리키며, 추가적인 하나 이상의 기능, 동작, 구성 요소 등을 제한하지 않는다. 또한, 본 명세서에서, "포함하다." 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 　
본 명세서에서 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 설명한다.
도 1은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 광신호 처리 장치의 구조를 나타낸 도면이다. 본 발명의 다양한 실시 예에서 있어서, 광신호 처리 장치는 광채널 모니터일 수 있다.
도 1을 참조하면, 광신호 처리 장치(100)는 평판형 광도파로(Planar Lightwave Circuit; PLC) 기판(110), 실린더 렌즈(120), 집광 렌즈(130), 수광 소자(140) 및 이동판(150)을 포함하여 구성될 수 있다.
본 발명의 다양한 실시 예에서, PLC 기판(110)은 도파로-배열 구조를 포함한다. 구체적으로, PLC 기판(110) 상에는 입력 도파로(111), 슬래프 도파로(slab waveguide)(112) 및 어레이 도파로(array waveguide)(113)를 포함하는 도파로-배열 구조가 형성될 수 있다. 슬래브 도파로(112)는 자유 공간 영역(Free Space Region; FPR)으로 명명될 수 있으며, 슬래브 도파로(112)를 진행하는 광신호의 신호 세기가 공간적으로 고르게 분배되도록 한다. 어레이 도파로(113)는 다수의 분리된 채널형 도파로로써, 인접한 도파로가 일정한 광학적 경로 차이를 갖도록 설계된다.
일 실시 예에서, PLC 기판(110)은 실리카, 실리콘, 폴리머, 반도체, 석영 등으로 구성될 수 있으며, 도파로-배열 구조는 상기 물질로 이루어진 기판상에 형성될 수 있다.
광신호 처리 장치(100)는 외부의 광섬유(160)로부터 WDM 광신호를 입력받을 수 있다. 이를 위하여, PLC 기판(110)의 가장자리에는 외부의 광섬유(160)와 연결될 수 있도록 입력 도파로(111)와 연결된 도파로단이 형성될 수 있다. 또한, PLC 기판(100)의 가장자리에는 어레이 도파로(113)와 연결된 복수의 도파로단이 형성될 수 있다. 복수의 도파로단에는 도 1에 도시된 바와 같이, 실린더 렌즈(120)가 고정될 수 있다. 실린더 렌즈(120)는 PLC기판(110)에서 발산하며 출력되는 광신호를 평행광으로 콜리미네이션하는 역할을 수행한다.
WDM 광신호가 광신호 처리 장치(100)로 입력되면, WDM 광신호는 먼저 도파로-배열 구조가 형성된 PLC 기판(110)을 통과한다. PLC 기판(110)을 통과하는 동안 WDM 광신호는 도파로-배열 구조에 의해서 파장 별로 서로 다른 위상 변화를 겪게 된다. 그에 따라, PLC 기판(110)에서 (자유 공간으로) 출력되는 광신호는 파장마다 서로 다른 전파 각도로 진행한다. 이를 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
상기한 바와 같이 PLC기판(110) 상에 형성되는 도파로-배열 구조는 슬래브 도파로(112)와 어레이 도파로(113)를 포함하여 구성된다. PLC 기판(110)에 입력된 WDM 광신호는 슬래브 도파로(112)를 진행하면서 신호 세기가 공간적으로 고르게 분배된 후 어레이 도파로(113)를 구성하는 각각의 채널형 도파로 내부로 전달된다. 어레이 도파로(113)로 전달된 광신호는 채널형 도파로를 진행하면서 복수의 광신호로 분리되고, 각각의 광신호는 인접한 광신호와 일정한 위상 차이를 갖게 된다. 입력되는 광신호의 파장이 바뀌면, 채널형 도파로에 의해서 인접한 광신호의 위상 차이가 자동으로 바뀐다. 인접한 광신호 간 위상 차이는 자유 공간을 전파하는 광신호의 전파 각도를 결정하므로, 광신호의 파장이 변화하면, 전파 각도도 함께 변화된다.
결과적으로 도파로-배열 구조가 형성된 PLC 기판(110)은 회절 격자와 유사하게 광신호의 파장이 변화되면 PLC 기판(110)으로부터 자유 공간으로 출사되는 광신호의 전파 각도를 변화시키는 기능을 수행한다.
상기한 바에 따라, PLC 기판(110)으로 입력된 WDM 광신호는, PLC 기판(110)을 통과하는 동안 서로 다른 전파 각도의 광신호들로 분리되어 서로 다른 파장에 따른 전파 각도로 PLC 기판(110)의 단면에 대하여 z축 방향을 향해 출력된다. 출력된 광신호들은 실린더 렌즈(120)를 통과하여 평행광으로 콜리미네이트 되고, 콜리미네이트 된 복수의 광신호들은 집광 렌즈(130)에 의하여 공간적으로 서로 다른 위치에 채널별로 집속된다. 일 실시 예에서, 집광 렌즈(130)는 양볼록 렌즈일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
집속된 광신호들 중 수광소자(140)의 위치에 대응하는 적어도 일부(적어도 일부의 채널)는 수광 소자(140)에 입력된다. 이동판(150)에 의해 수광 소자(140)의 위치가 x축을 따라 이동하면, 수광 소자(140)는 집속된 채널별 광신호를 순차적으로/선택적으로 입력받을 수 있다. 이동판(150)은 이동판(150)에 연결된 수광 소자(140)를 움직이기 위하여 리니어 모터 또는 스텝 모터를 포함하여 구성될 수 있다.
또는, 일 실시 예에서, 집광 렌즈(130)와 수광 소자(140)가 고정된 경우, PLC 기판(110)과 실린더 렌즈(120)가 함께 회전함으로써, 수광 소자(140)가 집속된 광신호를 채널별로 입력받도록 할 수 있다. PLC 기판(110)과 실린더 렌즈(120)가 회전하는 구조로 이루어진 광신호 처리 장치(100)는 이하에서 도 2를 참조하여 보다 구체적으로 설명한다.
수광 소자(140)는 입력받은 임의의 채널의 광신호를 전기 신호로 변환하여 신호 처리부(170)로 전달할 수 있다. 광신호 처리 장치(100)가 광채널 모니터인 경우, 신호 처리부(170)는 해당 광신호에 대하여 신호 세기, 파장 등의 신호 특성을 모니터링할 수 있다.
도 2는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 광신호 처리 장치의 구조를 나타낸 도면이다.
본 발명의 제2 실시 예에 따른 광신호 처리 장치(200)는, 도 1의 제1 실시 예와 다르게 이동판(150)을 포함하지 않는다. 즉, 도 2의 광신호 처리 장치(200)에서는 집광 렌즈(230)와 수광 소자(240)가 고정된다. 대신에, 수광 소자(240)가 특정 채널의 집광된 광신호를 수신하도록 하기 위하여, 본 발명의 제2 실시 예에 다른 광신호 처리 장치(200)에서는 PLC 기판(210)이 회전 가능하도록 구성된다.
일 실시 예에서, PLC 기판(210)은 회전판(250) 상에 구비된다. 회전판(250)이 회전함에 따라, 회전판(250) 상에 고정된 PLC 기판(210) 및 PLC 기판(210)에 고정된 실린더 렌즈(220)가 함께 회전한다.
제2 실시 예에 따른 광신호 처리 장치(200)에 있어서 다른 구성 요소들의 동작은 제1 실시 예에서 설명한 바와 동일하며, 도 1에서 설명한 것과 동일한 동작 원리에 따라 WDM 광신호가 수광 소자(240)로 전달된다. 회전판(250)의 회전각에 따라, 수광 소자(240)는 특정 채널로 집광된 광신호를 입력받는다. 이때, PLC 기판(210)과 실린더 렌즈(220)의 회전 각도, 즉 회전판(250)의 회전 각도는 수광 소자(240)에 입력되는 각각의 채널, 즉 신호 처리부(270)가 모니터링하고자 하는 각각의 채널과 1:1로 대응할 수 있다.
도 3은 본 발명의 제3 실시 예에 따른 광신호 처리 장치의 구조를 나타낸 도면이다.
본 발명의 제3 실시 예에 따른 광신호 처리 장치(300)는, 도 1의 제1 실시 예 및 도 2의 제2 실시 예와 비교하여 슬릿 마스크(380)를 더 포함하여 구성된다. 슬릿 마스크(380)는 수광 소자(340)에 입력되는 광신호의 파장 대역폭을 제어하도록, 수광 소자(340)의 앞 단에 구비된다. 이를 위하여, 슬릿 마스크(380)는 도 4에 도시된 바와 같이, 슬릿 크기가 다양한 복수의 슬릿(381)을 포함하는 구조를 가질 수 있다. 슬릿 마스크(380)는 수광 소자(340)의 앞 단에서 이동 가능하도록 설치된다. 슬릿 마스크(380)의 이동에 따라 복수의 슬릿(381) 중 어느 하나가 수광 소자(340)에 대응되게 위치하며, 수광 소자(340)에 대응하는 슬릿의 슬릿 크기에 따라 수광 소자(340)에 입력되는 광신호의 파장 대역폭이 결정된다.
수광 소자(340)에 입력되는 광신호의 파장 대역폭은 슬릿 마스크(380)를 구성하는 복수의 슬릿(381)의 크기에 비례하여 증가하므로, 수광 소자(340)에 입력하고자 하는 광신호(채널), 즉 모니터링 하고자 하는 광신호(채널)의 파장 대역폭이 결정되면, 그에 대응하는 적합한 크기의 슬릿 마스크(380)를 설계하여 파장 대역폭을 제어할 수 있다.
도 5는 본 발명의 제3 실시 예에 따른 광신호 처리 장치(300)에 있어서, 슬릿 마스크(380)의 슬릿 크기에 따라 수광 소자(340)에 입력되는 광신호의 파장 대역폭 변화를 나타낸 그래프이다. 도 5를 참조하면, 슬릿 크기가 증가할수록, 수광 소자(340)에 입력되는 광신호의 파장 대역폭이 증가하는 것을 알 수 있다.
도 6은 본 발명의 제4 실시 예에 따른 광신호 처리 장치의 구조를 나타낸 도면이다.
본 발명의 제4 실시 예에 따른 광신호 처리 장치(400)는, 도 3의 제3 실시 예와 비교하여 복수 개의 수광 소자(440a, 440b)를 포함하여 구성된다. 수광 소자(440a, 440b)의 수는 슬릿 마스크(480)에 구비되는 슬릿의 수에 대응될 수 있다. 도 6에는 광신호 처리 장치(400)가 2개의 수광 소자(440a, 440b)를 포함하여 구성되는 예가 도시되어 있다. 복수의 수광 소자(440a, 440b)는 집광 렌즈(430)를 통과한 광신호의 진행방향에 수직한 일렬로 배치될 수 있다. 슬릿 마스크(480)는 슬릿 마스크(480)에 구비되는 복수의 슬릿이 각각의 수광 소자(440a, 440b)에 대응되도록, 복수의 수광 소자(440a. 440b) 앞 단에 구비될 수 있다.
슬릿 마스크는 도 7에 도시된 바와 같이, 슬릿 크기가 다양한 복수의 슬릿(481, 482)을 포함하는 구조를 가질 수 있다. 그에 따라, 복수의 수광 소자(440a, 440b)는 서로 다른 파장 대역폭의 광신호를 입력받는다.
도 8은 본 발명의 제4 실시 예에 따른 광신호 처리 장치(400)에 있어서, 슬릿 마스크(480)의 슬릿 크기에 따라 복수의 수광 소자(440a, 440b)에 입력되는 광신호의 파장 대역폭 변화를 나타낸 그래프이다. 도 8을 참조하면, 복수의 수광 소자(440a, 440b)에 입력되는 광신호는 서로 다른 파장 대역폭을 갖는다는 것을 알 수 있다. 결과적으로, 신호 처리부(470)는 복수의 수광 소자(440a, 440b)를 통해 서로 다른 파장 대역폭의 WDM 광신호를 동시에 모니터링할 수 있다.
본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 그리고 본 명세서와 도면에 개시된 실시 예들은 본 발명의 내용을 쉽게 설명하고, 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것일 뿐이며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 따라서 본 발명의 범위는 여기에 개시된 실시 예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상을 바탕으로 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100: 광신호 처리 장치 110: PLC 기판
120: 실린더 렌즈 130: 집광 렌즈
140: 수광 소자 150: 이동판
160: 광섬유 170: 신호 처리부

Claims (13)

  1. 도파로-배열 구조를 포함하는 평판형 광도파로(Planar Lightwave Circuit; 이하 PLC) 기판;
    상기 PLC 기판으로부터 발산하여 출력되는 복수의 광신호를 각각 평행광으로 콜리미네이션하는 실린더 렌즈;
    상기 실린더 렌즈를 통과하여 출력되는 복수의 광신호를 채널별로 집속하는 집광 렌즈;
    상기 집광 렌즈로부터 적어도 일부의 채널에 집속된 광신호를 수신하여 전기 신호로 변환하는 수광 소자; 및
    상기 PLC 기판 또는 상기 수광 소자 중 어느 하나를 상기 PLC 기판 또는 상기 수광 소자 중 다른 하나에 대해 움직일 수 있는 이동부를 포함하되,
    상기 PLC 기판은, 입력되는 광신호를 파장이 서로 다른 복수의 광신호로 분리하여 서로 다른 전파 각도로 출력하고,
    상기 집광 렌즈에 의해 상기 광신호가 공간적으로 서로 다른 위치에 채널별로 집속할 때, 상기 이동부는 상기 서로 다른 위치에 집속된 채널들 중 제1 채널의 광신호가 집속된 위치로 상기 PLC 기판 또는 상기 수광 소자를 이동시켜 상기 수광 소자에 상기 제1 채널의 광신호를 입력시키고, 상기 서로 다른 위치에 집속된 채널들 중 제2 채널의 광신호가 집속된 위치로 상기 PLC 기판 또는 상기 수광 소자를 이동시켜 상기 수광 소자에 상기 제2 채널의 광신호를 입력시키는 광신호 처리 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 PLC 기판은,
    외부의 광섬유와 연결되는 입력 도파로;
    광신호의 신호 세기를 공간적으로 고르게 분배시키는 슬래브 도파로;
    복수의 분리된 채널형 도파로로 구성되며, 인접한 도파로 간 일정한 전파 각도의 차이를 갖고 출력되도록 하는 어레이 도파로를 포함하는 것을 특징으로 하는 광신호 처리 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 PLC 기판은,
    실리카, 실리콘, 폴리머, 반도체, 석영 중 어느 하나로 구성되는 것을 특징으로 하는 광신호 처리 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 집광 렌즈는,
    양볼록 렌즈인 것을 특징으로 하는 광신호 처리 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 이동부는, 상기 수광 소자가 특정 채널의 위치에 대응되도록 상기 수광 소자를 이동시키는 이동판을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광신호 처리 장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 이동판은,
    리니어 모터 또는 스텝 모터를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 광신호 처리 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 수광 소자의 앞 단에 구비되고, 상기 수광 소자에 입력되는 광신호의 파장 대역폭을 제어하도록 적어도 하나의 슬릿을 포함하여 구성되는 적어도 하나의 슬릿 마스크를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광신호 처리 장치.
  8. 제7항에 있어서, 상기 적어도 하나의 슬릿은,
    서로 다른 크기를 갖는 것을 특징으로 하는 광신호 처리 장치.
  9. 제8항에 있어서, 상기 슬릿 마스크는,
    이동 가능하게 구비되고, 상기 슬릿 마스크가 이동함에 따라 적어도 하나의 슬릿 중 어느 하나가 상기 수광 소자에 대응되게 위치하도록 하는 것을 특징으로 하는 광신호 처리 장치.
  10. 제8항에 있어서, 상기 수광 소자는,
    복수 개가 구비되고,
    상기 적어도 하나의 슬릿은,
    상기 복수 개의 수광 소자에 각각 대응하게 위치하도록 구비되는 것을 특징으로 하는 광신호 처리 장치.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 수광 소자로부터 상기 변환된 전기 신호를 수신하여, 신호 특성을 모니터링하는 신호 처리부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광신호 처리 장치.
  12. 제11항에 있어서, 상기 신호 특성은,
    신호 세기, 파장 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 광신호 처리 장치.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 이동부는 상기 PLC 기판에 연결되어 상기 PLC 기판을 움직이는 회전판을 포함하는 광신호 처리 장치.
KR1020150097738A 2015-07-09 2015-07-09 도파로-배열 구조를 갖는 평판형 광도파로를 이용한 광신호 처리 장치 KR101948890B1 (ko)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150097738A KR101948890B1 (ko) 2015-07-09 2015-07-09 도파로-배열 구조를 갖는 평판형 광도파로를 이용한 광신호 처리 장치
US15/174,958 US9618695B2 (en) 2015-07-09 2016-06-06 Optical signal processing apparatus using planar lightwave circuit with waveguide-array structure

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150097738A KR101948890B1 (ko) 2015-07-09 2015-07-09 도파로-배열 구조를 갖는 평판형 광도파로를 이용한 광신호 처리 장치

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20170007608A KR20170007608A (ko) 2017-01-19
KR101948890B1 true KR101948890B1 (ko) 2019-02-19

Family

ID=57730129

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020150097738A KR101948890B1 (ko) 2015-07-09 2015-07-09 도파로-배열 구조를 갖는 평판형 광도파로를 이용한 광신호 처리 장치

Country Status (2)

Country Link
US (1) US9618695B2 (ko)
KR (1) KR101948890B1 (ko)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114114532A (zh) * 2021-11-05 2022-03-01 武汉永鼎光电子技术有限公司 一种阵列波导光栅谱形变换实施方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20020113281A1 (en) * 2000-12-19 2002-08-22 Cunningham Shawn Jay MEMS device having an actuator with curved electrodes
US20020131692A1 (en) * 2001-03-15 2002-09-19 Chen Ray T. Miniaturized reconfigurable DWDM add/drop system for optical communication system
JP2006119224A (ja) * 2004-10-19 2006-05-11 Fujitsu Ltd 光デバイス，偏光モニタ装置および光スイッチ装置
US20080291420A1 (en) * 2007-05-22 2008-11-27 Canon Kabushiki Kaisha Method and device for image measurement, exposure apparatus, substrate for image measurement, and device manufacturing method

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7463828B2 (en) 2001-06-01 2008-12-09 John Moon Optical channel monitor
JP2006350044A (ja) 2005-06-17 2006-12-28 Yokogawa Electric Corp 光チャネルモニタ
KR100927594B1 (ko) 2006-12-05 2009-11-23 한국전자통신연구원 평판형 광도파로(ｐｌｃ) 소자, 그 소자를 포함한 파장가변 광원 및 그 광원을 이용한 ｗｄｍ-ｐｏｎ
US8983252B2 (en) 2007-11-15 2015-03-17 Nippon Telegraph And Telephone Corporation Optical circuit and optical signal processing apparatus using the same
KR20140039584A (ko) 2012-09-24 2014-04-02 한국전자통신연구원 단일 반사형 전반사 에첼 격자 필터를 갖는 광 필터 및 이를 포함하는 광도파로 소자

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20020113281A1 (en) * 2000-12-19 2002-08-22 Cunningham Shawn Jay MEMS device having an actuator with curved electrodes
US20020131692A1 (en) * 2001-03-15 2002-09-19 Chen Ray T. Miniaturized reconfigurable DWDM add/drop system for optical communication system
JP2006119224A (ja) * 2004-10-19 2006-05-11 Fujitsu Ltd 光デバイス，偏光モニタ装置および光スイッチ装置
US20080291420A1 (en) * 2007-05-22 2008-11-27 Canon Kabushiki Kaisha Method and device for image measurement, exposure apparatus, substrate for image measurement, and device manufacturing method

Also Published As

Publication number Publication date
US20170010415A1 (en) 2017-01-12
US9618695B2 (en) 2017-04-11
KR20170007608A (ko) 2017-01-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
USRE47906E1 (en) Reconfigurable optical add-drop multiplexers with servo control and dynamic spectral power management capabilities
JP6549097B2 (ja) 統合されたチャネルモニタを有する波長選択スイッチ
EP3318906B1 (en) Wavelength selection switching, reconfigurable optical add-drop multiplexer and wavelength selection method
US9310564B2 (en) Multiport tunable optical filters
JP6609789B2 (ja) 波長選択スイッチアレイ
US7340126B2 (en) Wavelength selective optical switch
WO2014034144A1 (ja) 光信号処理装置
Suzuki et al. Ultra-high port count wavelength selective switch employing waveguide-based I/O frontend
WO2018181132A1 (ja) 高速マルチコア一括光スイッチシステム
CN111856658B (zh) 一种光通信的装置和波长选择方法
US8577192B2 (en) Tunable optical filters with multiple ports
WO2018191862A1 (zh) 波长选择方法和波长选择开关
KR101948890B1 (ko) 도파로-배열 구조를 갖는 평판형 광도파로를 이용한 광신호 처리 장치
EP1425617A1 (en) Alignment of multi-channel diffractive wdm device
US6882775B1 (en) Apparatus and method for multiplexing and de-multiplexing optical signals employing a anamorphic beams and diffraction gratings
Seno et al. 50-wavelength channel-by-channel tunable optical dispersion compensator using combination of arrayed-waveguide and bulk gratings
Seno et al. Wide-passband 88-wavelength channel-by-channel tunable optical dispersion compensator with 50-GHz spacing
JP5851958B2 (ja) 光処理回路および光処理方法
KR20190114168A (ko) 특정 파장에 대한 컷오프 기능을 제공하는 파장 가감소자
Suzuki Optical Devices for ROADM Nodes Utilizing Spatial and Planar Optical Circuit
WO2005006044A1 (en) Optical multiplexer/demultiplexer and channel equaliser

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant