KR101979249B1 - 비팅 신호 모니터링 모듈, 그것을 포함하는 테라헤르츠파 발생 장치 및 광신호 모니터링 장치 - Google Patents

비팅 신호 모니터링 모듈, 그것을 포함하는 테라헤르츠파 발생 장치 및 광신호 모니터링 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 비팅 신호 모니터링 모듈, 그것을 포함하는 테라헤르츠파 발생 장치 및 광신호 모니터링 장치에 관한 것이다. 본 발명에 의한 비팅 신호 모니터링 모듈은 제 1 광 및 제 2 광으로부터 생성된 비팅 신호에 응답하여, FWM 광을 포함하는 광신호를 생성하는 비선형부, 상기 광신호로부터 상기 FWM 광을 분리하고 상기 분리된 FWM 광을 출력하는 필터부 및 상기 분리된 FWM 광을 이용하여 상기 비팅 신호를 모니터링하는 모니터링부를 포함한다. 본 발명에 의한 비팅 신호 모니터링 모듈 및 그것을 포함하는 테라헤르츠파 발생 장치 및 광신호 모니터링 장치는 두 개의 레이저에 의하여 발생되는 비팅 신호를 FWM(Four Wave Mixing) 신호를 이용하여 효율적으로 모니터링할 수 있다.

Description

비팅 신호 모니터링 모듈, 그것을 포함하는 테라헤르츠파 발생 장치 및 광신호 모니터링 장치{BEATING SIGNAL MONITERING MODULE, TERAHERTZ WAVE GENERATING DEVICE AND OPTICAL SIGNAL MONITORING DEVICE USING THE SAME}
본 발명은 비팅 신호 모니터링 모듈, 그것을 포함하는 테라헤르츠파 발생 장치 및 광신호 모니터링 장치에 관한 것이다.
테라헤르츠파(Terahertz-wave)는 마이크로파(Micro-wave)와 적외선 사이의 주파수를 가지는 전자기파이다. 테라헤르츠파를 생성하기 위한 기술로서 비팅 신호와 포토 믹서(Photomixer)를 이용하는 방법이 최근 연구되고 있다.
두 개의 레이저로부터 생성된 서로 다른 주파수의 두 광을 비팅(Beating)시켜 비팅 신호가 생성된다. 생성된 비팅 신호는 포토 믹서로 입사된다. 입사된 비팅 신호는 포토 믹서의 활성층에서 흡수되며 광 캐리어 쌍(photo carrier pair)들을 생성한다. 생성된 캐리어들은 외부 바이어스 전압에 의하여 이동되면서 광전류(Photoelectric current)를 발생시킨다.
광전류의 주파수는 제공되는 비팅 신호의 주파수에 응답하여 결정된다. 발생된 광전류에 응답하여 전자기파, 즉 테라헤르츠파가 방출된다. 테라헤르츠파의 주파수 및 크기를 제어하기 위하여, 비팅 신호를 생성하는 두 광의 특성, 예를 들어 주파수, 편광 및 크기가 모니터링 되어야 한다.
본 발명의 목적은 두 개의 레이저에 의하여 발생되는 비팅 신호를 FWM(Four Wave Mixing) 신호를 이용하여 효율적으로 모니터링 하는 비팅 신호 모니터링 모듈 및 그것을 포함하는 테라헤르츠파 발생 장치 및 광신호 모니터링 장치를 제공하는 것이다.
본 발명에 의한 비팅 신호 모니터링 모듈은 제 1 광 및 제 2 광으로부터 생성된 비팅 신호에 응답하여, FWM 광을 포함하는 광신호를 생성하는 비선형부, 상기 광신호로부터 상기 FWM 광을 분리하고 상기 분리된 FWM 광을 출력하는 필터부 및 상기 분리된 FWM 광을 이용하여 상기 비팅 신호를 모니터링하는 모니터링부를 포함한다.
실시 예에 있어서, 상기 모니터링부는 상기 FWM 광을 이용하여 상기 제 1 및 제 2 광의 주파수 차이를 모니터링한다.
실시 예에 있어서, 상기 모니터링부는 상기 FWM 광을 이용하여 상기 제 1 및 제 2 광의 편광 불일치 정도를 더 모니터링한다.
실시 예에 있어서, 상기 모니터링부는 상기 FWM 광을 이용하여 상기 비팅 신호의 노이즈 포함 정도를 더 모니터링한다.
실시 예에 있어서, 상기 모니터링부는 상기 FWM 광을 이용하여 상기 제 1 및 제 2 광의 출력 이상 여부를 더 모니터링한다.
실시 예에 있어서, 상기 모니터링부는 상기 FWM 광의 주파수에 응답하여 상기 FWM 광을 반사 및 투과시키는 광필터, 상기 반사된 FWM 광의 크기를 측정하는 제 1 모니터링기 및 상기 투과된 FWM 광의 크기를 측정하는 제 2 모니터링기를 포함한다.
실시 예에 있어서, 상기 제 2 모니터링기는 상기 투과된 FWM 광의 AC 성분의 크기를 측정하는 AC 디텍터 및 상기 투과된 FWM 광의 DC 성분의 크기를 측정하는 DC 디텍터를 포함한다.
실시 예에 있어서, 상기 비선형부는 반도체 광 증폭기이다.
실시 예에 있어서, 상기 FWM 광은 상기 제 1 및 제 2 광의 주파수보다 낮은 제 1 주파수를 가지는 제 1 FWM 광 및 상기 제 1 및 제 2 광의 주파수보다 높은 제 2 주파수를 가지는 제 2 FWM 광을 포함하며, 상기 필터부는 상기 광신호로부터 상기 제 1 FWM 광을 분리하여 상기 모니터링부에 제공한다.
본 발명에 의한 테라헤르츠파 발생 장치는 제 1 광 및 제 2 광으로부터 비팅 신호를 생성하는 비팅 신호 생성 모듈, 상기 비팅 신호를 모니터링하는 비팅 신호 모니터링 모듈 및 상기 비팅 신호를 이용하여 테라헤르츠파를 생성하는 포토 믹서 모듈을 포함하며, 상기 비팅 신호 모니터링 모듈은 상기 비팅 신호에 응답하여 FWM 광을 포함하는 광신호를 생성하는 비선형부, 상기 광신호로부터 상기 FWM 광을 분리하는 필터부 및 상기 FWM 광을 이용하여 상기 비팅 신호를 모니터링하는 모니터링부를 포함한다.
실시 예에 있어서, 상기 비팅 신호 생성 모듈은 상기 제 1 광을 생성하는 제 1 레이저 및 상기 제 2 광을 생성하는 제 2 레이저를 포함하며, 상기 제 1 및 제 2 레이저는 동일 선상에 집적된다.
실시 예에 있어서, 상기 모니터링부는 상기 FWM 광을 이용하여 상기 제 1 및 제 2 광의 주파수 차이, 편광 일치 정도 혹은 출력 이상 여부를 모니터링한다.
실시 예에 있어서, 상기 모니터링부는 상기 FWM 광을 이용하여 상기 비팅 신호의 노이즈 포함 정도를 모니터링한다.
본 발명에 의한 광신호 모니터링 장치는 외부로부터 외부 광신호를 제공받는 외부 광신호 입력 모듈, 기준광을 생성하고, 상기 외부 광신호와 상기 기준광을 비팅하여 비팅 신호를 생성하는 기준 레이저 및 상기 비팅 신호를 모니터링하는 비팅 신호 모니터링 모듈을 포함하며, 상기 비팅 신호 모니터링 모듈은 상기 비팅 신호에 응답하여 FWM 광을 포함하는 광신호를 생성하는 비선형부, 상기 광신호로부터 상기 FWM 광을 분리하는 필터부 및 상기 FWM 광을 이용하여 상기 비팅 신호를 모니터링한 결과를 이용하여 상기 외부 광신호를 분석하는 모니터링부를 포함한다.
본 발명에 의한 비팅 신호 모니터링 모듈 및 그것을 포함하는 테라헤르츠파 발생 장치 및 광신호 모니터링 장치는 두 개의 레이저에 의하여 발생되는 비팅 신호를 FWM(Four Wave Mixing) 신호를 이용하여 효율적으로 모니터링할 수 있다.
도 1은 비팅 신호 모니터링 모듈을 포함하는 테라헤르츠파 발생 장치를 도시하는 블록도이다.
도 2는 도 1의 제 1 모니터링부를 상세히 도시하는 블록도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 의한 비팅 신호 모니터링 모듈을 포함하는 테라헤르츠파 발생 장치를 도시하는 블록도이다.
도 4는 도 3의 비선형부에서 생성되는 광 신호를 도시하는 그래프이다.
도 5는 도 4의 모니터링부를 더 자세히 도시하는 블록도이다.
도 6은 제 1 및 제 2 mPD에서 측정된 제 1 FWM 광의 DC 성분 및 AC 디텍터에서 측정된 제 1 FWM 광의 AC 성분을 참조하여 판정된 비팅 신호의 상태를 도시하는 표이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 의한 테라헤르츠 발생 장치를 도시하는 블록도이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 의한 비팅 신호 모니터링 모듈을 포함하는 광신호 모니터링 장치를 도시하는 블록도이다.
이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예가 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 또한 이하에서 사용되는 용어들은 오직 본 발명을 설명하기 위하여 사용된 것이며 본 발명의 범위를 한정하기 위해 사용된 것은 아니다. 앞의 일반적인 설명 및 다음의 상세한 설명은 모두 예시적인 것으로 이해되어야 하며, 청구된 발명의 부가적인 설명이 제공되는 것으로 여겨져야 한다.
도 1은 비팅 신호 모니터링 모듈을 포함하는 테라헤르츠파 발생 장치를 도시하는 블록도이다. 도 1을 참조하면, 테라헤르츠파 발생 장치(10)는 비팅 신호 생성 모듈(11), 비팅 신호 모니터링 모듈(12), 증폭 모듈(13) 및 포토믹서 모듈(14)를 포함한다.
비팅 신호 생성 모듈(11)은 제 1 레이저(11a) 및 제 2 레이저(11b)를 포함한다. 비팅 신호 생성 모듈(11)은 제 1 레이저(11a) 및 제 2 레이저(11b)를 이용하여 비팅 신호를 생성한다.
제 1 레이저(11a)는 제 1 주파수를 가지는 제 1 광을 생성한다. 제 2 레이저(12a)는 제 2 주파수를 가지는 제 2 광을 생성한다. 제 1 광 및 제 2 광은 비팅(Beating)되어 비팅 신호로서 출력된다. 비팅 신호의 주파수는 제 1 광 및 제 2 광의 주파수 차이에 응답하여 결정된다. 또한 비팅 신호의 비팅 효율은 두 광의 편광이 동일할수록 증가된다.
증폭 모듈(13)는 비팅 신호 생성 모듈(11)로부터 제공된 비팅 신호를 증폭한다. 증폭 모듈(13)은 증폭된 비팅 신호를 포토믹서 모듈(14)에 제공한다.
포토믹서 모듈(14)은 증폭된 비팅 신호를 이용하여 테라헤르츠파를 생성한다. 테라헤르츠파의 주파수는 제공된 비팅 신호의 주파수에 응답하여 결정된다. 즉, 테라헤르츠파의 주파수는 제 1 광 및 제 2 광의 주파수 차이에 응답하여 결정된다. 안정된 출력 크기 및 주파수의 테라헤르츠파를 제공하기 위하여, 제 1 광 및 제 2 광의 크기, 주파수 및 편광이 제어될 수 있어야 한다.
비팅 신호 모니터링 모듈(12)은 제 1 광 및 제 2 광을 모니터링한다. 비팅 신호 모니터링 모듈(12)은 제 1 모니터링부(12a) 및 제 2 모니터링부(12b)를 포함한다.
제 1 모니터링부(12a)는 제 1 레이저(11a)와 연결되어 제 1 광을 제공받는다. 제 1 모니터링부(12a)는 제 1 광의 크기 및 주파수를 모니터링한다. 제 2 모니터링부(12b)는 제 2 레이저(11b)와 연결되어 제 2 광을 제공받는다. 제 2 모니터링부(12b)는 제 2 광의 크기 및 주파수를 모니터링한다.
상술된 비팅 신호 모니터링 모듈(12)는 제 1 및 제 2 레이저(11a, 11b) 각각과 연결되어 각 광을 모니터링한다. 비팅 신호 모니터링 모듈(12)에서 모니터링된 결과는 비팅 신호 생성 장치(11)로 피드백될 수 있다.
상술된 테라헤르츠파 발생 장치(10)는 비팅 신호 모니터링 모듈(12)을 이용하여 제 1 광 및 제 2 광을 각각 모니터링하여, 안정된 출력 및 주파수의 테라헤르츠파를 제공할 수 있다.
도 2는 도 1의 제 1 모니터링부를 상세히 도시하는 블록도이다. 제 1 모니터링부(12a)와 제 2 모니터링부(도 1 참조, 12b)는 동일한 구성 및 동작 원리를 가질 수 있다. 도 2를 참조하면, 제 1 모니터링부(12a)는 광 필터(12a1), 제 1 mPD(mPD: monitoring PhotoDiode, 12a2) 및 제 2 mPD(12a3)를 포함한다.
광 필터(12a1)는 제 1 레이저(도 1 참조, 11a)로부터 제 1 광을 제공받는다. 광 필터(12a1)는 제공된 제 1 광을 주파수에 응답하여 일부는 반사시키고, 일부는 투과시킨다.
제 1 mPD(12a2)는 광 필터(12a1)에서 반사된 제 1 광을 측정한다. 제 2 mPD(12a3)는 광 필터(12a1)에서 투과된 제 1 광을 측정한다. 제 1 mPD(12a2) 및 제 2 mPD(12a3)의 측정 결과의 비를 이용하여 제 1 광의 주파수 및 크기가 모니터링 될 수 있다.
상술된 제 1 모니터링부(12a)는 제 1 레이저(11a)와 연결되어 제 1 광의 주파수 및 크기를 모니터링 할 수 있다. 제 1 모니터링부(12a)에서 모니터링된 제 1 광의 정보는 제 1 레이저(11a)로 피드백될 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시예에 의한 비팅 신호 모니터링 모듈을 포함하는 테라헤르츠파 발생 장치를 도시하는 블록도이다. 도 3을 참조하면, 테라헤르츠파 발생 장치(100)는 비팅 신호 발생 모듈(110), 비팅 신호 모니터링 모듈(120) 및 포토 믹서 모듈(130)을 포함한다.
테라헤르츠파 발생 장치(100)는 FWM 광을 이용하여, 각 광을 모니터링 하는 대신 비팅 신호를 직접 모니터링할 수 있다. 또한 테라헤르츠파 발생 장치(100)는 FWM 광을 이용하여, 각 광의 주파수 및 크기뿐만 아니라 편광의 불일치 정도 및 노이즈 여부도 모니터링 할 수 있다.
비팅 신호 발생 모듈(110) 및 포토 믹서 모듈(130)은 도 1의 비팅 신호 발생 모듈(11) 및 포토 믹서 모듈(14)과 동일한 구성 및 동작 원리를 가질 수 있다.
비팅 신호 모니터링 모듈(120)은 비팅 신호에 응답하여 FWM 광을 생성하고, 생성된 FWM 광을 이용하여 비팅 신호를 모니터링 할 수 있다. 비팅 신호 모니터링 모듈(120)은 비선형부(121), 필터부(122) 및 모니터링부(123)를 포함한다.
비선형부(121)는 비선형 특성을 가지는 광 증폭기이다. 비선형부(121)는 반도체 광 증폭기(SOA: Semiconductor Optical Amplifier)일 수 있다. 혹은 비선형부(121)는 광섬유 기반 증폭기(EDFA: Erbium-Doped Fiber Amplifier)일 수 있다. 그러나 이는 예시적인 것으로 본 발명의 비선형부(121)의 구성은 이에 한정되지 않는다. 비선형부(121)는 비팅 신호를 이용하여 FWM 광을 포함하는 광 신호를 생성한다.
도 4는 도 3의 비선형부(121)에서 생성되는 광 신호를 도시하는 그래프이다. 도 4에서 가로축은 주파수를, 세로축은 크기를 나타낸다.
비선형부(121)에 입력되는 비팅 신호는 제 1 광의 제 1 주파수(w1) 및 제 2 광의 제 2 주파수(w2)를 가지는 이중 모드 광 신호이다. 비선형 특성을 가지는 물질에 두 서로 다른 주파수의 광 신호가 입사되면, FWM(Four-wave Mixing) 현상에 의하여, 두 광 신호의 주파수에 응답하여 새로운 두 광 신호가 생성된다. 생성된 두 광신호를 제 1 FWM 광 및 제 2 FWM 광이라고 하면, 두 광의 주파수(w3, w4)는 수학식 1 및 2와 같이 나타난다.
Figure 112012106664112-pat00001
Figure 112012106664112-pat00002
수학식 1 및 2에서, △w는 입사된 비팅 신호의 제 1 주파수(w1) 및 제 2 주파수(w2) 간의 차이를 나타낸다.
수학식 1 및 2에서 나타난 바와 같이, 제 1 FWM 광 및 제 2 FWM 광의 주파수는 비팅 신호의 두 주파수의 차이에 응답하여 결정된다. 또한 제 1 및 제 2 FWM 광의 크기는 제 1 및 제 2 광의 입력 세기, 편광의 동일성, 노이즈 정도에 응답하여 결정된다. 즉, 큰 FWM 광이 생성될 조건은 높은 효율의 비팅 신호가 생성될 조건과 일치된다. 따라서 FWM 광을 이용하면, 비팅 신호를 모니터링 하는 것과 동일한 결과를 얻을 수 있다.
다시 도 3을 참조하면, 비선형부(121)는 비팅 신호에 응답하여 FWM 광을 포함하는 광 신호를 필터부(122)에 제공한다.
필터부(122)는 비선형부(121)로부터 제공된 광 신호를 필터링하여 제 1 FWM 광(도 4 참조)과 나머지 광신호를 분리한다. 필터부(122)는 저역통과필터(LPF: Low Pass Filter)일 수 있다. 필터부(122)는 제 1 FWM 광을 모니터링부(123)에, 나머지 광신호를 포토믹서 모듈(130)에 제공할 수 있다. 혹은 필터부(122)는 밴드통과필터(BPF: Band Pass Filter)일 수 있다. 필터부(122)는 제 1 FWM광을 모니터링부(123)에, 비팅 신호를 포토믹서 모듈(130)에 제공할 수 있다.
모니터링부(123)는 제공된 제 1 FWM 광을 모니터링한다. 모니터링부(123)는 제 1 FWM광을 모니터링하여 제 1 광 및 제 2 광의 주파수, 크기, 편광 불일치 정도 및 노이즈 정도를 측정할 수 있다. 모니터링부(123)의 상세한 동작은 도 5를 참조하여 더 자세히 설명될 것이다.
포토믹서 모듈(130)은 필터부(122)로부터 제공된 광신호에 응답하여 테라헤르츠파를 생성한다. 테라헤르츠파의 주파수는 광신호에 포함된 비팅 신호의 주파수 차이(도 4 참조, △w)에 응답하여 결정된다. 광신호에 포함된 제 2 FWM 광의 주파수는 포토믹서 모듈(130)의 인식 주파수 범위보다 높으므로, 제 2 FWM 광은 테라헤르츠파에 영향을 주지 않는다.
상술된 테라헤르츠파 발생 장치(100)는 비팅 신호로부터 생성된 FWM 광을 이용하여, 제 1 광 및 제 2 광의 주파수, 크기, 편광 불일치 정도 및 노이즈 정도를 측정할 수 있다. 테라헤르츠파 발생 장치(100)의 비팅 신호 모니터링 모듈(120)은 각각의 광 신호를 따로 모니터링 할 필요가 없어 작은 면적 및 복잡도로 구현될 수 있다. 또한 테라헤르츠파 발생 장치(100)의 비팅 신호 모니터링 모듈(120)은 각 레이저와 연결될 필요 없이 비팅 신호를 직접 모니터링하므로, 두 레이저가 하나로 집적된 경우에도 비팅 신호를 모니터링 할 수 있어 효율적이다.
도 5는 도 4의 모니터링부(123)를 더 자세히 도시하는 블록도이다. 도 5를 참조하면, 모니터링부(123)는 광 필터(123a), 제 1 mPD(123b) 및 제 2 mPD(123c)를 포함한다.
광 필터(123a)는 필터부(도 4 참조, 122)로부터 제 1 FWM광을 제공받는다. 광 필터(123a)는 제공된 제 1 FWM 광을 주파수에 응답하여 일부는 반사시키고, 일부는 투과시킨다.
제 1 mPD(123b)는 광 필터(123a)에서 반사된 제 1 FWM 광을 측정한다. 제 2 mPD(123c)는 광 필터(123a)에서 투과된 제 1 FWM 광을 측정한다. 제 1 mPD(123b) 및 제 2 mPD(123c)의 측정 결과의 비를 이용하여 제 1 FWM 광의 주파수 및 크기가 모니터링 될 수 있다.
제 1 광의 주파수를 고정시키고 제 2 광의 주파수를 가변하여 비팅 신호를 튜닝(Tuning)할 때, 제 2 광의 주파수 변화는 제 1 FWM 광의 주파수 변화와 일치된다. 따라서 제 1 FWM 광의 주파수 모니터링 결과에 응답하여 제 2 광의 튜닝 주파수가 결정될 수 있다.
또한, 제 1 FWM 광의 크기는 제 1 광 및 제 2 광의 크기 및 편광 일치 정도에 응답하여 결정된다. 제 1 FWM 광의 크기 모니터링 결과에 응답하여 제 1 광 및 제 2 광의 출력 크기를 변화시켰는데도 제 1 FWM 광의 크기가 작은 경우, 제 1 광 및 제 2 광의 편광이 불일치되는 것으로 판정될 수 있다.
한편, 제 2 mPD(123c)는 AC 디텍터(D1) 및 DC 디텍터(D2)를 포함한다. 제 2 mPD(123c)는 AC 디텍터(D1) 및 DC 디텍터(D2)를 이용하여, 제 1 FWM 광의 AC 성분 및 DC 성분을 분리하여 모니터링한다. 제 1 mPD(123b) 및 제 2 mPD(123c)의 AC 디텍터(D1) 와 DC 디텍터(D2)를 이용하여 제 1 광 및 제 2 광의 편광 일치 정도 및 노이즈 포함 정도가 모니터링 될 수 있다.
AC 디텍터(D1)는 제 1 FWM 광의 AC 성분을 측정한다. 보다 상세히는, AC 디텍터(D1)는 전체 AC 전류의 크기를 측정한다. AC 디텍터(D1)에서 측정되는 제 1 FWM 광의 AC 성분은 비팅 신호의 노이즈 성분을 나타낸다. AC 디텍터(D1)의 측정 결과를 참조하여 비팅 신호의 노이즈 포함 정도가 측정될 수 있다.
DC 디텍터(D2)는 제 1 FWM 광의 DC 성분을 측정한다. DC 디텍터(D2)에서 측정된 제 1 FWM 광의 DC 성분 및 제 1 mPD(123b)의 측정 결과의 비를 이용하여 제 1 FWM 광의 주파수 및 크기가 모니터링 될 수 있다.
도 6은 제 1 및 제 2 mPD(123b, 123c)에서 측정된 제 1 FWM 광의 DC 성분 및 AC 디텍터(D1)에서 측정된 제 1 FWM 광의 AC 성분을 참조하여 판정된 비팅 신호의 상태를 도시하는 표이다.
도 6을 참조하면, DC 성분 및 AC 성분이 모두 기준값으로 모니터링되는 경우, 비팅 신호는 정상으로 판정된다. DC 성분 및 AC 성분이 모두 검출되지 않는 경우, 제 1 레이저 혹은 제 2 레이저가 턴 오프 되었거나, 제 1 및 제 2 광의 편광이 크게 불일치되는 것으로 판정된다. DC 성분은 기준값보다 작은 값으로 모니터링되었으나 AC 성분은 기준값으로 모니터링 되는 경우, 제 1 레이저 혹은 제 2 레이저의 출력이 정상치보다 감소되었거나 제 1 광 및 제 2 광의 편광이 불일치되는 것으로 판정될 수 있다. DC 성분은 감소되거나 기준 값으로 모니터링 되었으나 AC 성분은 기준값보다 큰 값으로 모니터링 되는 경우, 저주파의 노이즈 성분이 비팅 신호에 많이 포함되었다고 판정될 수 있다.
상술된 표와 같이, 도 6의 제 1 FWM 광의 DC 성분 및 AC 성분을 이용하여 비팅 신호에 관한 보다 상세한 정보, 예를 들어 편광 일치 정도 혹은 노이즈 포함 정도가 모니터링 될 수 있다. 모니터링된 정보는 비팅 신호 발생 모듈(도 3 참조, 110)로 피드백 될 수 있다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 의한 테라헤르츠 발생 장치를 도시하는 블록도이다. 도 7을 참조하면, 테라헤르츠 발생 장치(200)는 비팅 신호 발생 모듈(210), 비팅 신호 모니터링 모듈(220) 및 포토 믹서 모듈(230)을 포함한다. 비팅 신호 모니터링 모듈(220) 및 포토 믹서 모듈(230)은 도 3의 비팅 신호 모니터링 모듈(120) 및 포토 믹서 모듈(130)과 동일한 구성 및 동작 원리를 가질 수 있다.
도 7의 비팅 신호 발생 모듈(210)은 하나의 모듈로 집적되는 제 1 레이저(210a) 및 제 2 레이저(201b)를 포함한다. 제 1 및 제 2 레이저(210a, 210b)는 DFB 레이저(Distributed Feedback Laser)일 수 있다. 제 1 및 제 2 레이저(210a, 210b)는 동일 선상에 집적된다. 제 1 레이저(210a)는 제 1 파장을 가지는 제 1 광을 제공한다. 제 2 레이저(210b)는 제 2 파장을 가지는 제 2 광을 제공한다.
제 1 레이저(210a)와 제 2 레이저(210b) 사이에는 위상 조절 영역이 형성될 수 있다. 제 1 및 제 2 레이저(210a, 210b)는 동일 선상에 집적되므로, 제 1 광과 제 2 광은 서로 상호간섭(interaction)한다. 위상 조절 영역은 제 1 광과 제 2 광의 위상을 조절하여 두 광 사이의 상호 간섭 특성을 조절할 수 있다.
또, 제 1 및 제 2 레이저(111, 112)는 각각 마이크로 히터와 연결될 수 있다. 반도체 레이저의 파장은 온도의 변화에 응답하여 변화된다. 따라서, 마이크로 히터에 의한 온도 조절에 응답하여, 제 1 파장 및 제 2 파장이 제어될 수 있다.
상술된 비팅 신호 발생 모듈(210)은 안정적인 이중 모드(제 1 파장 모드 및 제 2 파장 모드)를 가지는 광을 양방향으로 연속적으로 제공할 수 있다. 또한 마이크로 히터를 이용하여, 비팅 신호 발생 모듈(210)으로부터 제공되는 이중 모드 광의 파장은 원하는 값으로 제어될 수 있다.
비팅 신호 모니터링 모듈(220)은 제 1 레이저(210a) 및 제 2 레이저(210b) 각각에 직접 연결될 필요 없이 비팅 신호를 이용하여 제 1 및 제 2 광을 모니터링 할 수 있다. 상술된 비팅 신호 모니터링 모듈(220)을 포함하는 테라헤르츠 발생 장치(200)는 하나의 모듈로 집적된 비팅 신호 발생 모듈(210)에 대한 모니터링 동작을 수행할 수 있어 효율적이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 의한 비팅 신호 모니터링 모듈을 포함하는 광신호 모니터링 장치를 도시하는 블록도이다. 도 8을 참조하면, 광신호 모니터링 장치(300)는 외부 광신호 입력 모듈(310a), 기준 레이저(310b) 및 비팅 신호 모니터링 모듈(320)을 포함한다. 광신호 모니터링 장치(300)는 비팅 신호 모니터링 모듈(320)을 이용하여, 외부로부터 제공되는 외부 광신호를 모니터링 할 수 있다.
외부 광신호 입력 모듈(310a)은 외부로부터 외부 광신호를 제공받는다. 외부 광신호 입력 모듈(310a)은 외부 광신호를 제공받기 위한 광섬유 혹은 광케이블과 연결될 수 있다.
기준 레이저(310b)는 제 1 파장을 가지는 기준광을 생성한다. 기준 레이저(310b)는 DFB 레이저일 수 있다. 기준 레이저(310b)에서 생성된 기준광과 외부 광신호 입력 모듈(310a)로부터 제공된 외부 광신호는 비팅되어 비팅 신호를 생성한다.
비팅 신호 모니터링 모듈(320)은 도 7의 비팅 신호 모니터링 모듈(220)과 동일한 구성 및 동작 원리를 가질 수 있다. 비팅 신호 모니터링 모듈(320)은 기준광 및 외부 광신호로부터 생성된 비팅 신호를 모니터링하여 외부 광신호의 크기, 파장 및 편광을 분석할 수 있다. 비팅 신호 모니터링 모듈(320)은 모니터링 결과를 기준 레이저(310b)로 피드백 할 수 있다.
본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관하여 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지로 변형될 수 있다. 예를 들어, 비팅 신호 발생 모듈, 비팅 신호 모니터링 모듈 및 포토 믹서 모듈의 세부적 구성은 사용 환경이나 용도에 따라 다양하게 변화 또는 변경될 수 있을 것이다. 본 발명에서 사용된 특정한 용어들은 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이며 그 의미를 한정하거나 특허 청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 발명의 범위는 상술한 실시예에 국한되어서는 안되며 후술하는 특허 청구범위 뿐만 아니라 이 발명의 특허 청구범위와 균등한 범위에 대하여도 적용되어야 한다.
100: 테라헤르츠파 발생 장치
110: 비팅 신호 발생 모듈
120: 비팅 신호 모니터링 모듈
130: 포토 믹서 모듈

Claims (14)

  1. 제 1 광 및 제 2 광으로부터 생성된 비팅 신호에 응답하여, FWM 광을 포함하는 광신호를 생성하는 비선형부;
    상기 광신호로부터 상기 FWM 광을 분리하고 상기 분리된 FWM 광을 출력하는 필터부; 및
    상기 분리된 FWM 광을 이용하여 상기 비팅 신호를 모니터링하는 모니터링부를 포함하되,
    상기 모니터링부는,
    상기 FWM 광의 주파수에 따라 상기 FWM 광을 반사 및 투과시키는 광필터;
    상기 반사된 FWM 광의 크기를 측정하는 제 1 모니터링기; 및
    상기 투과된 FWM 광의 크기를 측정하는 제 2 모니터링기를 포함하는 비팅 신호 모니터링 모듈.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 모니터링부는 상기 FWM 광을 이용하여 상기 제 1 및 제 2 광의 주파수 차이를 모니터링하는 비팅 신호 모니터링 모듈.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 모니터링부는 상기 FWM 광을 이용하여 상기 제 1 및 제 2 광의 편광 불일치 정도를 더 모니터링하는 비팅 신호 모니터링 모듈.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 모니터링부는 상기 FWM 광을 이용하여 상기 비팅 신호의 노이즈 포함 정도를 더 모니터링하는 비팅 신호 모니터링 모듈.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 모니터링부는 상기 FWM 광을 이용하여 상기 제 1 및 제 2 광의 출력 이상 여부를 더 모니터링하는 비팅 신호 모니터링 모듈.
  6. 삭제
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 모니터링기는
    상기 투과된 FWM 광의 AC 성분의 크기를 측정하는 AC 디텍터; 및
    상기 투과된 FWM 광의 DC 성분의 크기를 측정하는 DC 디텍터를 포함하는 비팅 신호 모니터링 모듈.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 비선형부는 반도체 광 증폭기인 비팅 신호 모니터링 모듈.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 FWM 광은 상기 제 1 및 제 2 광의 주파수보다 낮은 제 1 주파수를 가지는 제 1 FWM 광 및 상기 제 1 및 제 2 광의 주파수보다 높은 제 2 주파수를 가지는 제 2 FWM 광을 포함하며,
    상기 필터부는 상기 광신호로부터 상기 제 1 FWM 광을 분리하여 상기 모니터링부에 제공하는 비팅 신호 모니터링 모듈.
  10. 제 1 광 및 제 2 광으로부터 비팅 신호를 생성하는 비팅 신호 생성 모듈;
    상기 비팅 신호를 모니터링하는 비팅 신호 모니터링 모듈; 및
    상기 비팅 신호를 이용하여 테라헤르츠파를 생성하는 포토 믹서 모듈을 포함하되,
    상기 비팅 신호 모니터링 모듈은
    상기 비팅 신호에 응답하여 FWM 광을 포함하는 광신호를 생성하는 비선형부;
    상기 광신호로부터 상기 FWM 광을 분리하는 필터부; 및
    상기 FWM 광을 이용하여 상기 비팅 신호를 모니터링하는 모니터링부를 포함하되,
    상기 모니터링부는,
    상기 FWM 광의 주파수에 따라 상기 FWM 광을 반사 및 투과시키는 광필터;
    상기 반사된 FWM 광의 크기를 측정하는 제 1 모니터링기; 및
    상기 투과된 FWM 광의 크기를 측정하는 제 2 모니터링기를 포함하는 테라헤르츠파 발생 장치.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 비팅 신호 생성 모듈은
    상기 제 1 광을 생성하는 제 1 레이저; 및
    상기 제 2 광을 생성하는 제 2 레이저를 포함하며,
    상기 제 1 및 제 2 레이저는 동일 선상에 집적되는 테라헤르츠파 발생 장치.
  12. 제 10항에 있어서,
    상기 모니터링부는 상기 FWM 광을 이용하여 상기 제 1 및 제 2 광의 주파수 차이, 편광 일치 정도 혹은 출력 이상 여부를 모니터링하는 테라헤르츠파 발생 장치.
  13. 제 10항에 있어서,
    상기 모니터링부는 상기 FWM 광을 이용하여 상기 비팅 신호의 노이즈 포함 정도를 모니터링하는 테라헤르츠파 발생 장치.
  14. 외부로부터 외부 광신호를 제공받는 외부 광신호 입력 모듈;
    기준광을 생성하고, 상기 외부 광신호와 상기 기준광을 비팅하여 비팅 신호를 생성하는 기준 레이저; 및
    상기 비팅 신호를 모니터링하는 비팅 신호 모니터링 모듈을 포함하되,
    상기 비팅 신호 모니터링 모듈은
    상기 비팅 신호에 응답하여 FWM 광을 포함하는 광신호를 생성하는 비선형부;
    상기 광신호로부터 상기 FWM 광을 분리하는 필터부; 및
    상기 분리된 FWM 광을 이용하여 상기 비팅 신호를 모니터링한 결과를 이용하여 상기 외부 광신호를 분석하는 모니터링부를 포함하되,
    상기 모니터링부는,
    상기 FWM 광의 주파수에 따라 상기 FWM 광을 반사 및 투과시키는 광필터;
    상기 반사된 FWM 광의 크기를 측정하는 제 1 모니터링기; 및
    상기 투과된 FWM 광의 크기를 측정하는 제 2 모니터링기를 포함하는 광신호 모니터링 장치.
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