KR102023486B1 - High contrast long-term stabilizing system for optical pulse amplitude modulator and method thereof - Google Patents

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Abstract

본 발명은 광학 펄스 진폭 변조기용 고대조비 장기 안정화 시스템 및 그 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따르면, 목표로 하는 출력 펄스파보다 n배(n은 2 이상의 정수) 체배된 주파수의 펄스 광원을 생성하는 펄스 광원 생성기와, 전송하고자 하는 송신 펄스를 생성하는 신호 생성기와, 상기 펄스 광원을 이용하여 상기 송신 펄스를 진폭 변조하여 상기 펄스파를 출력하는 광학 진폭 변조기, 및 상기 광학 진폭 변조기에 영점 조정을 위한 DC 전압을 공급하되, 상기 펄스파의 출력 값을 기초로 상기 DC 전압의 공급 레벨을 제어하여 위상 변동(phase drift)에 의한 영점 오차를 보정하는 영점 오차 보정 제어기를 포함하는 광학 펄스 진폭 변조기용 고대조비 장기 안정화 시스템을 제공한다.
본 발명에 의하면, 광학 진폭 변조기의 위상 변동을 실시간 보정하여 시드 레이저의 대조비를 장시간 안정화시킴은 물론, 발열량이 낮은 펄스 광원을 소스로 사용하므로 광학 진폭 변조기에서 출력되는 시드 레이저의 출력 파워까지 높일 수 있다.
The present invention relates to a high contrast ratio long term stabilization system and method for an optical pulse amplitude modulator. According to the present invention, there is provided a pulse light source generator for generating a pulse light source of a frequency multiplied n times (n is an integer of 2 or more) than a target output pulse wave, a signal generator for generating a transmission pulse to be transmitted, and the pulse light source. Supplying a DC voltage for zero adjustment to the optical amplitude modulator for outputting the pulse wave by amplitude-modulating the transmission pulse using a power supply, and supplying the DC voltage based on the output value of the pulse wave. A high contrast ratio long term stabilization system for an optical pulse amplitude modulator including a zero error correction controller for controlling a level to correct a zero error caused by a phase drift.
According to the present invention, the phase variation of the optical amplitude modulator is corrected in real time to stabilize the contrast ratio of the seed laser for a long time, and the output power of the seed laser output from the optical amplitude modulator can be increased by using a pulsed light source with low heat generation as a source. have.

Description

광학 펄스 진폭 변조기용 고대조비 장기 안정화 시스템 및 그 방법{High contrast long-term stabilizing system for optical pulse amplitude modulator and method thereof}High contrast long-term stabilizing system for optical pulse amplitude modulator and method

본 발명은 광학 펄스 진폭 변조기용 고대조비 장기 안정화 시스템 및 그 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 광학 진폭 변조기에서 펄스파를 출력하는 동안 DC 전압 조정을 통해 변조기의 영점 오차를 실시간 보정할 수 있는 고대조비 장기 안정화 시스템 및 그 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a high contrast ratio long-term stabilization system and method for an optical pulse amplitude modulator. More particularly, the present invention relates to a high-contrast stabilization system for optical pulse amplitude modulator. The present invention relates to a long term stabilization system and a method thereof.

전자산업 등의 발전으로 레이저의 고사양이 요구되고 있다. 특히, 시드 레이저(Seed Laser)를 증폭하여 사용할 경우 고출력의 레이저 시스템을 구현할 수 있다.With the development of the electronics industry, high specifications of lasers are required. In particular, when amplifying the seed laser (Seed Laser) can be used to implement a high power laser system.

도 1은 일반적인 레이저 증폭 시스템의 개념을 설명하는 도면이다. 도 1에 나타낸 것과 같이, 펌핑된 증폭 매질(Gain Medium; Amp)에 시드 레이저(Seed Laser)를 입력하면 높은 파워의 레이저를 출력할 수 있다.1 is a view for explaining the concept of a general laser amplification system. As shown in FIG. 1, when a seed laser is input to a pumped gain medium Amp, a high power laser may be output.

오실레이터에서 발생된 시드 레이저는 여러 단의 증폭 매질을 거쳐 더욱 높은 파워로 출력된다. 이때, 일반적으로 파워가 낮은 시드 레이저의 시간적 형상(Temporal Shape)을 제어할 경우 높은 파워의 레이저 출력을 얻을 수 있으며, 시드 레이저 및 펌핑 소스의 파워를 높일 경우에도 높은 레이저 출력을 얻을 수 있다.The seed laser generated by the oscillator is output at higher power through several stages of amplification medium. In this case, when the temporal shape (Temporal Shape) of the low power seed laser is generally controlled, a high power laser output may be obtained, and a high laser power may be obtained even when the power of the seed laser and the pumping source is increased.

여기서 오실레이터는 시드 레이저를 발생시키는 수단으로서, 기 공지된 다양한 방식으로 구현될 수 있다. 그 하나의 예로, 레이저 광원을 제공하는 레이저 광원부, 그리고 레이저 광원을 이용하여 펄스파를 변조하여 출력하는 광 변조기를 포함하여 구성될 수 있다. 광 변조기의 출력 신호는 곧 시드 레이저를 의미한다.Here, the oscillator is a means for generating a seed laser, and may be implemented in various known manners. As an example, the laser light source may include a laser light source unit for providing a laser light source, and an optical modulator for modulating and outputting a pulse wave using the laser light source. The output signal of the light modulator means a seed laser.

레이저 광원부는 일정 크기의 빔을 지속적으로 출력하는 연속파 레이저(CW Laser) 소스로 구현될 수 있다. 하지만 연속파 레이저는 시간에 따라 빔을 지속하여 출력하므로 발열량이 매우 높기 때문에 광 변조기에 높은 파워로 인가될 수 없으며 결과적으로 광 변조기에서 높은 파워의 시드 레이저를 얻기 어려운 한계점이 있다.The laser light source unit may be implemented as a CW laser source continuously outputting a beam of a predetermined size. However, since the continuous wave laser continuously outputs a beam over time, the calorific value is very high and thus cannot be applied at high power to the optical modulator. As a result, it is difficult to obtain a high power seed laser from the optical modulator.

더욱이, 광 변조기는 장시간 동작 시에 온도 변화, 소자 열화(노화) 등의 영향으로 위상 변동(phase drift)이 일어나게 되는데, 광 변조기의 위상 변동은 시드 레이저의 신호-노이즈 대조비를 악화시키는 요인이 되므로 실시간 보상되어야 한다.In addition, the optical modulator has a phase drift caused by temperature change, device deterioration (aging), etc. during a long time operation. The phase drift of the optical modulator deteriorates the signal-to-noise contrast ratio of the seed laser. It must be compensated in real time.

본 발명의 배경이 되는 기술은 한국등록특허 제10-1176447호(2012.08.30 공고)에 개시되어 있다.The background technology of the present invention is disclosed in Korea Patent Registration No. 10-1176447 (2012.08.30 announcement).

본 발명은, 광학 진폭 변조기의 위상 변동을 실시간 보정하여 시드 레이저의 대조비를 장시간 안정화시킬 수 있는 광학 펄스 진폭 변조기용 고대조비 장기 안정화 시스템 및 그 방법을 제공하는데 목적이 있다.It is an object of the present invention to provide a high contrast ratio long-term stabilization system and method for an optical pulse amplitude modulator capable of stabilizing the contrast of the seed laser for a long time by correcting the phase variation of the optical amplitude modulator in real time.

본 발명은, 목표로 하는 출력 펄스파보다 n배(n은 2 이상의 정수) 체배된 주파수의 펄스 광원을 생성하는 펄스 광원 생성기와, 전송하고자 하는 송신 펄스를 생성하는 신호 생성기와, 상기 펄스 광원을 이용하여 상기 송신 펄스를 진폭 변조하여 상기 펄스파를 출력하는 광학 진폭 변조기, 및 상기 광학 진폭 변조기에 영점 조정을 위한 DC 전압을 공급하되, 상기 펄스파의 출력 값을 기초로 상기 DC 전압의 공급 레벨을 제어하여 위상 변동(phase drift)에 의한 영점 오차를 보정하는 영점 오차 보정 제어기를 포함하는 광학 펄스 진폭 변조기용 고대조비 장기 안정화 시스템을 제공한다.The present invention provides a pulse light source generator for generating a pulse light source of a frequency multiplied n times (n is an integer of 2 or more) than a target output pulse wave, a signal generator for generating a transmission pulse to be transmitted, and the pulse light source. Supplying a DC voltage for zero adjustment to the optical amplitude modulator for outputting the pulse wave by amplitude modulating the transmission pulse using the optical pulse modulator, and supplying the DC voltage based on the output value of the pulse wave. It provides a high-contrast ratio long-term stabilization system for an optical pulse amplitude modulator including a zero error correction controller for controlling the zero error due to phase drift by controlling the control.

또한, 상기 영점 오차 보정 제어기는, 상기 출력된 펄스파를 측정하는 광센서, 및 상기 광센서를 통해 측정된 상기 펄스파의 출력 파워를 기초로 연산되는 위상 변동값을 이용하여 상기 DC 전압의 공급 레벨을 결정하는 전력 공급기를 포함할 수 있다.The zero error correction controller may be configured to supply the DC voltage using an optical sensor measuring the output pulse wave and a phase shift value calculated based on an output power of the pulse wave measured by the optical sensor. It may include a power supply to determine the level.

또한, 상기 영점 오차 보정 제어기는, 현재 측정된 상기 펄스파의 출력 파워를 기초로 위상 변동값을 연산한 다음, 상기 위상 변동값을 이용하여 상기 DC 전압의 공급 레벨을 결정할 수 있다.The zero error correction controller may calculate a phase shift value based on the currently measured output power of the pulse wave, and then determine the supply level of the DC voltage using the phase shift value.

또한, 상기 위상 변동값(Δθ)은 아래의 수학식으로 연산될 수 있다.In addition, the phase shift value Δθ may be calculated by the following equation.

Figure 112017127701471-pat00001
Figure 112017127701471-pat00001

여기서, Iin은 상기 광학 진폭 변조기에 입력된 상기 펄스 광원의 입력 파워, Iout은 상기 광학 진폭 변조기에서 출력된 상기 펄스파의 출력 파워, Tmod는 상기 광학 진폭 변조기의 광학 투과율을 나타낸다. Here, I in is the input power of the pulsed light source input to the optical amplitude modulator, I out is the output power of the pulse wave output from the optical amplitude modulator, T mod represents the optical transmittance of the optical amplitude modulator.

또한, 상기 DC 전압의 공급 레벨(New VDC)은 아래의 수학식에 의해 결정될 수 있다.In addition, the supply level New V DC of the DC voltage may be determined by the following equation.

Figure 112017127701471-pat00002
Figure 112017127701471-pat00002

여기서, VDC,0은 영점 오차가 없는 상태에 대응하는 상기 DC 전압의 초기 세팅값, Δθ는 상기 위상 변동값, Vπ는 상기 광학 진폭 변조기의 반파 전압(위상이 π만큼 바뀌는데 필요한 전압)을 나타낸다.Here, V DC, 0 is the initial setting value of the DC voltage corresponding to the zero error state, Δθ is the phase shift value, V π is the half-wave voltage (voltage required to change the phase by π) of the optical amplitude modulator Indicates.

또한, 상기 영점 오차 보정 제어기는, 상기 펄스파의 n개 펄스 성분 중 상기 변조를 위한 시드(seed) 펄스 성분을 제외한 나머지 n-1개의 여분 펄스 성분에 대한 출력 파워로부터 상기 위상 변동값을 연산하되, 상기 여분 펄스 성분 중 하나가 검출될 때마다, 검출된 출력 파워로부터 위상 변동값을 실시간 연산할 수 있다.The zero error correction controller may calculate the phase shift value from the output power of n-1 extra pulse components except for the seed pulse component for the modulation among the n pulse components of the pulse wave. Whenever one of the redundant pulse components is detected, the phase shift value can be calculated in real time from the detected output power.

그리고, 본 발명은, 광학 펄스 진폭 변조기용 고대조비 장기 안정화 시스템을 이용한 고대조비 장기 안정화 방법에 있어서, 목표로 하는 출력 펄스파보다 n배(n은 2 이상의 정수) 체배된 주파수의 펄스 광원을 생성하고, 전송하고자 하는 송신 펄스를 생성하는 단계와, 영점 조정을 위한 DB 전압이 공급되는 상태의 광학 진폭 변조기에서 상기 펄스 광원을 이용하여 상기 송신 펄스를 진폭 변조하여 상기 펄스파를 출력하는 단계, 및 상기 펄스파의 출력 값을 기초로 상기 DC 전압의 공급 레벨을 제어하여 위상 변동(phase drift)에 의한 영점 오차를 보정하는 단계를 포함하는 광학 펄스 진폭 변조기용 고대조비 장기 안정화 방법을 제공한다.In the high contrast ratio long term stabilization method using a high contrast ratio long term stabilization system for an optical pulse amplitude modulator, the present invention generates a pulsed light source having a frequency multiplied n times (n is an integer of 2 or more) than a target output pulse wave. Generating a transmit pulse to be transmitted, and amplitude modulating the transmit pulse using the pulse light source in an optical amplitude modulator in a state where a DB voltage for zero adjustment is supplied, and outputting the pulse wave; and A high contrast ratio long-term stabilization method for an optical pulse amplitude modulator is provided by controlling a supply level of the DC voltage based on an output value of the pulse wave to correct a zero error caused by a phase drift.

본 발명에 의하면, 광학 진폭 변조기의 위상 변동을 실시간 보정하여 시드 레이저의 대조비를 장시간 안정화시킴은 물론, 발열량이 낮은 펄스 광원을 소스로 사용하므로 광학 진폭 변조기에서 출력되는 시드 레이저의 출력 파워까지 높일 수 있다. According to the present invention, the phase variation of the optical amplitude modulator is corrected in real time to stabilize the contrast ratio of the seed laser for a long time, and the output power of the seed laser output from the optical amplitude modulator can be increased by using a pulsed light source with low heat generation as a source. have.

특히, 본 발명은 광학 진폭 변조기에서 펄스파를 출력하는 동안 DC 오프셋 조정을 통해 변조기의 영점 오차를 실시간 보정하여 시드 레이저의 높은 대조비를 충족시킬 수 있으며, 장기간 연속적인 동작이 요구되는 광 시스템에 효과적으로 적용될 수 있다. In particular, the present invention is able to meet the high contrast ratio of the seed laser by real-time correction of the zero point error of the modulator by adjusting the DC offset during the output of the pulse wave from the optical amplitude modulator, effectively for optical systems that require long-term continuous operation Can be applied.

도 1은 일반적인 레이저 증폭 시스템의 개념을 설명하는 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 광학 펄스 진폭 변조기용 고대조비 장기 안정화 시스템의 구성을 나타낸 도면이다.
도 3은 광학 진폭 변조기의 소광비 특성을 설명하는 도면이다.
도 4는 도 2에 대응되는 구체적인 도면이다.
도 5는 도 4의 각 요소 구성별 출력 파형을 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예에서 광학 진폭 변조기의 영점 오차를 실시간 보정하는 방법을 설명하는 도면이다.
1 is a view for explaining the concept of a general laser amplification system.
2 is a view showing the configuration of a high contrast ratio long-term stabilization system for an optical pulse amplitude modulator according to an embodiment of the present invention.
3 is a diagram illustrating extinction ratio characteristics of an optical amplitude modulator.
4 is a detailed diagram corresponding to FIG. 2.
FIG. 5 is a diagram illustrating an output waveform for each component of FIG. 4.
6 is a view for explaining a method for real-time correction of the zero error of the optical amplitude modulator in the embodiment of the present invention.

그러면 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다.DETAILED DESCRIPTION Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the present invention.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 광학 펄스 진폭 변조기용 고대조비 장기 안정화 시스템의 구성을 나타낸 도면이다.2 is a view showing the configuration of a high contrast ratio long-term stabilization system for an optical pulse amplitude modulator according to an embodiment of the present invention.

도 2에 나타낸 것과 같이, 본 발명의 실시예에 따른 광학 펄스 진폭 변조기용 고대조비 장기 안정화 시스템(100)은 펄스 광원 생성기(110), 신호 생성기(120), 광학 진폭 변조기(130), 영점 오차 보정 제어기(140)를 포함한다.As shown in FIG. 2, the high contrast ratio long-term stabilization system 100 for an optical pulse amplitude modulator according to an embodiment of the present invention includes a pulsed light source generator 110, a signal generator 120, an optical amplitude modulator 130, and a zero error. Correction controller 140.

펄스 광원 생성기(110)는 목표로 하는 출력 펄스파보다 n배(n은 2 이상의 정수) 체배된 주파수의 펄스 광원을 생성한다. 여기서, 펄스 광원은 펄스 레이저(Pulsed Laser) 소스를 의미한다. The pulsed light source generator 110 generates a pulsed light source of a frequency multiplied by n times (n is an integer of 2 or more) than the target output pulse wave. Here, the pulsed light source means a pulsed laser source.

펄스 레이저는 레이저 빔을 짧은 펄스 폭으로 일정 주기로 출사하는 방식으로, 레이저 빔을 지속적으로 출사하는 연속파 레이저(CW Laser) 보다는 발열량이 매우 낮은 장점이 있다. 따라서 펄스 레이저는 연속파 레이저보다 동일 변조기에 대해 높은 파워로 인가될 수 있고 결과적으로 변조기로부터 높은 파워의 시드 레이저를 얻을 수 있다.The pulsed laser emits a laser beam at regular intervals with a short pulse width, and has a very low heat generation rate than a CW laser continuously emitting a laser beam. Thus, a pulsed laser can be applied at a higher power for the same modulator than a continuous wave laser, resulting in a higher power seed laser from the modulator.

신호 생성기(120)는 전송하고자 하는 송신 펄스를 생성한다. 이러한 신호 생성기(120)는 임의 파형 발생기(AWG; Arbitrary Waveform Generator)로 구현될 수 있다.The signal generator 120 generates a transmission pulse to be transmitted. The signal generator 120 may be implemented as an Arbitrary Waveform Generator (AWG).

광학 진폭 변조기(130)는 펄스 광원과 송신 펄스가 각각 입력되며, 영점 조정을 위한 DC 전압이 인가된다. 광학 진폭 변조기(130)는 입력된 펄스 광원을 이용하여 송신 펄스를 진폭 변조하여 펄스파를 최종 출력한다. 출력된 펄스파는 곧 시드 레이저(Seed Laser)에 해당한다.The optical amplitude modulator 130 receives a pulse light source and a transmission pulse, respectively, and receives a DC voltage for zero adjustment. The optical amplitude modulator 130 amplitude modulates a transmission pulse by using an input pulse light source and finally outputs a pulse wave. The output pulse wave corresponds to a seed laser.

이러한 광학 진폭 변조기(130)는 펄스 광원과 송신 신호가 각각 입력되는 두 개의 신호 입력 포트, 영점 조정용 DC 전압이 인가되는 전압 인가 포트, 그리고 변조된 최종 신호가 출력되는 출력 신호 포트를 포함할 수 있다.The optical amplitude modulator 130 may include two signal input ports to which a pulse light source and a transmission signal are respectively input, a voltage application port to which a zero DC voltage is applied, and an output signal port to which a modulated final signal is output. .

영점 오차 보정 제어기(140)는 광학 진폭 변조기(130)에 영점 조정을 위한 DC 전압을 공급하며, 광학 진폭 변조기(130)에서 출력되는 펄스파의 출력 값을 감시한 결과를 기초로 DC 전압의 공급 레벨을 실시간 제어함으로써, 위상 변동(phase drift)으로 인한 변조기(130)의 영점 오차를 실시간 보정한다.The zero error correction controller 140 supplies the DC voltage for zero adjustment to the optical amplitude modulator 130 and supplies the DC voltage based on the result of monitoring the output value of the pulse wave output from the optical amplitude modulator 130. By controlling the level in real time, the zero error of the modulator 130 due to phase drift is corrected in real time.

이러한 영점 오차 보정 제어기(140)는 광센서(141) 및 전력 공급기(142)를 포함한다. 광센서(141)는 광학 진폭 변조기(130)의 출력 포트에서 나오는 펄스파를 센싱하고 측정하며, 광 감지가 가능한 수단, 예를 들어 포토 디텍터(Photo-Detector)를 통해 구현될 수 있다.The zero error correction controller 140 includes an optical sensor 141 and a power supply 142. The optical sensor 141 senses and measures a pulse wave emitted from an output port of the optical amplitude modulator 130 and may be implemented through a light sensing means, for example, a photo-detector.

전력 공급기(142)는 광센서(141)에서 측정된 값을 기초로 광학 진폭 변조기(130)에 영점 조정용 DC 전압을 공급한다. 구체적으로, 전력 공급기(142)는 측정된 펄스파의 출력 파워를 기초로 위상 변동값을 연산하고 위상 변동값을 이용하여 DC 전압의 공급 레벨을 결정한다. The power supply 142 supplies a zeroing DC voltage to the optical amplitude modulator 130 based on the value measured by the optical sensor 141. In detail, the power supply 142 calculates a phase shift value based on the measured output power of the pulsed wave and determines a supply level of the DC voltage using the phase shift value.

이에 대한 구체적인 원리의 설명에 앞서, 광학 진폭 변조기의 영점 오차를 실시간 보정하는 이유를 상세히 설명하면 다음과 같다. Prior to the description of the specific principle, the reason for correcting the zero error of the optical amplitude modulator in real time will be described in detail.

도 3은 광학 진폭 변조기의 소광비 특성을 설명하는 도면이다. 3 is a diagram illustrating extinction ratio characteristics of an optical amplitude modulator.

이러한 도 3은 설명의 편의상 임의 광학 진폭 변조기의 특성을 도시한 것으로, 본 발명이 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.3 shows the characteristics of an arbitrary optical amplitude modulator for convenience of description, and the present invention is not necessarily limited thereto.

도 3의 가로축은 변조기에 인가되는 DC 전압이고, 세로축은 변조기의 소광비(Extinction Ratio)를 나타낸다. 도 3과 같이, 광학 진폭 변조기는 인가된 DC 전압의 크기에 따라 소광비 특성이 크게 변하는 것을 알 수 있는데, 마이너스 값이 커질수록 소광비가 높은 것을 나타낸다. 3 is the DC voltage applied to the modulator, and the vertical axis represents the extinction ratio of the modulator. As shown in Figure 3, the optical amplitude modulator can be seen that the extinction ratio characteristics change significantly according to the magnitude of the applied DC voltage, the higher the negative value indicates that the extinction ratio is higher.

가장 좋은 변조 성능을 위해서는 소광비가 가장 높은 지점에 대응하는 DC 전압값을 사용하는 것이 바람직하다. 도 3의 경우 -30dB에 대응하는 DC 전압 값(ex, -4V, 7.5V)이 이에 해당하며, 이를 변조기의 영점 조정용 전압으로 사용할 수 있다. 즉, 소광비 특성이 가장 좋은 DC 전압을 광학 진폭 변조기에 인가하면 변조기의 영점 조정이 이루어진다.For the best modulation performance, it is desirable to use a DC voltage value corresponding to the point with the highest extinction ratio. In the case of Figure 3 corresponds to a DC voltage value (ex, -4V, 7.5V) corresponding to -30dB, it can be used as a voltage for zero adjustment of the modulator. That is, zero adjustment of the modulator is performed by applying a DC voltage having the best extinction ratio characteristic to the optical amplitude modulator.

하지만, 광학 진폭 변조기는 장시간 동작 시, 온도 변화, 온도 불균질, 내부 열화(노화), 정전기 효과 등의 영향으로 인해 위상 변동(Phase Drift)이 발생하게 되며 이는 소광비 및 신호-노이즈 대조비(Contrast)의 성능 저하를 유발한다.However, the optical amplitude modulator may cause phase drift due to the effects of temperature change, temperature heterogeneity, internal degradation (aging), and electrostatic effects during long time operation, which causes extinction ratio and signal-to-noise contrast ratio. Causes performance degradation.

만일, 변조기의 위상 변동이 발생하면 도 3의 그래프 특성이 좌우로 흔들리면서 최소점 역시 좌우로 요동하게 된다. 이는 곧 최소점에 대응하는 DC 전압(영점 조정 전압)도 좌우로 변동하는 것을 의미한다. 즉, 초기 인가한 DC 전압을 그대로 고정하여 장시간 사용할 경우 위상 변동에 의한 영점 오차가 발생하고 이러한 영점 오차는 실시간 보정되어야 한다.If the phase change of the modulator occurs, the graph characteristic of FIG. This means that the DC voltage (zero adjustment voltage) corresponding to the minimum point also fluctuates from side to side. In other words, when the DC voltage applied initially is fixed as it is for a long time, a zero error occurs due to phase variation, and the zero error should be corrected in real time.

본 발명의 실시예의 경우, 광학 진폭 변조기(130)의 위상 변동으로 인한 영점 오차를 실시간 보정하는 것을 통해, 변조기에서 최종 출력되는 시드 레이저의 대조비를 장시간 안정화시킬 수 있다.In the exemplary embodiment of the present invention, by correcting the zero error caused by the phase variation of the optical amplitude modulator 130 in real time, the contrast ratio of the seed laser finally output from the modulator may be stabilized for a long time.

도 4는 도 2에 대응되는 구체적인 도면이며, 도 5는 도 4의 각 요소 구성별 출력 파형을 나타낸 도면이다.FIG. 4 is a detailed diagram corresponding to FIG. 2, and FIG. 5 is a diagram illustrating output waveforms for each component of FIG. 4.

우선, 도 4에 나타낸 것과 같이, 본 발명의 시스템(100)은 도 1의 오실레이터 부분에 해당하는 것으로, 펄스 광원으로부터 시드 레이저를 생성하여 증폭 매체로 제공한다.First, as shown in FIG. 4, the system 100 of the present invention corresponds to the oscillator portion of FIG. 1, which generates a seed laser from a pulsed light source and provides it as an amplification medium.

도 4에서 마스터 클럭 소스(10)는 펄스 광원 생성기(110)와 신호 생성기(120) 각각이 생성할 신호에 대한 클럭 주파수 정보를 설정하여 전달한다. 그러면 각각의 생성기(110,120)는 전달받은 해당 조건을 기초로 펄스 광원과 송신 펄스를 각각 생성한다.In FIG. 4, the master clock source 10 sets and transmits clock frequency information on a signal to be generated by each of the pulsed light source generator 110 and the signal generator 120. Each generator 110, 120 then generates a pulsed light source and a transmit pulse, respectively, based on the received condition.

여기서, fsource는 펄스 광원의 클럭 주파수이고, fseed는 송신 펄스의 클럭 주파수(시드 클럭 주파수)를 나타낸다. 본 발명의 실시예에서, fsource는 fseed의 정수배(n배; n은 2 이상의 정수)로서, 다음의 수학식 1과 같이 나타낼 수 있다. Here, f source is a clock frequency of the pulse light source , and f seed is a clock frequency (seed clock frequency) of the transmission pulse. In an embodiment of the present invention, f source is an integer multiple (n times; n is an integer of 2 or more) of f seed , and can be expressed by Equation 1 below.

Figure 112017127701471-pat00003
Figure 112017127701471-pat00003

도 5의 경우 펄스 광원의 주파수가 송신 펄스의 주파수보다 5배 높은 경우 즉, n=5인 경우를 예시한 것이다. 예를 들어, 송신 펄스의 클럭 주파수가 20Hz이면 펄스 광원의 주파수는 100Hz로 설정된다. 또한 변조된 펄스파는 송신 펄스와 동일한 주파수를 가진다. 5 illustrates a case where the frequency of the pulsed light source is 5 times higher than the frequency of the transmission pulse, that is, n = 5. For example, if the clock frequency of the transmission pulse is 20 Hz, the frequency of the pulsed light source is set to 100 Hz. The modulated pulse wave also has the same frequency as the transmit pulse.

광학 진폭 변조기(130)는 펄스 광원과 송신 펄스를 입력받아 송신 펄스를 펄스 광원에 실어 진폭 변조하여 출력한다. 도 4에서 변조기의 입력 측의 Iin은 펄스 광원의 입력 파워를 나타내고 출력 측의 Iout은 펄스파의 출력 파워를 나타낸다. The optical amplitude modulator 130 receives the pulsed light source and the transmit pulse and loads the transmit pulse on the pulsed light source to output amplitude. In Fig. 4, I in on the input side of the modulator represents the input power of the pulsed light source and I out on the output side represents the output power of the pulse wave.

영점 오차 보정 제어기(140)는 광학 진폭 변조기(130)에서 출력되는 펄스파를 실시간 측정한 결과를 기초로, 영점 조정을 위한 DC 전압 값을 실시간 계산한다. 이를 통해, 변조기의 영점 오차를 실시간 보상 제어할 수 있다.The zero error correction controller 140 calculates a DC voltage value for zero adjustment in real time based on a result of real-time measurement of the pulse wave output from the optical amplitude modulator 130. Through this, the zero error of the modulator can be compensated in real time.

도 5의 출력 펄스파를 참조하면, 영점 조정이 되지 않은 펄스파의 경우에는 시드 펄스 성분을 제외한 나머지 n-1개(4개)의 펄스 성분(이하, 여분 펄스 성분)의 크기가 시간에 따라 점진적으로 증가한 것을 알 수 있다. 이는 시간에 따라 영점 오차가 누적되어 발생하는 것으로 볼 수 있다.Referring to the output pulse wave of FIG. 5, in the case of the pulse wave without zero adjustment, the magnitudes of n-1 pulse components (hereinafter, redundant pulse components) other than the seed pulse component are changed over time. It can be seen that the increase gradually. This can be seen as the accumulation of zero error over time.

하지만, 영점 조정이 실시간 이루어진 경우의 출력 펄스파를 보면, 원래 전송하고자 하는 시드 펄스 성분만이 출력되고 나머지 여분 펄스 성분들이 거의 검출되지 않은 것을 알 수 있다.However, when the zeroing is performed in real time, the output pulse wave shows that only the seed pulse component to be originally transmitted is output and the remaining extra pulse components are hardly detected.

여기서, 본 발명의 실시예는, 이러한 여분 펄스 성분의 크기를 기초로 새로운 DC 전압을 연산하여 영점 오차를 실시간 보정한다.Here, the embodiment of the present invention corrects the zero error in real time by calculating a new DC voltage based on the magnitude of the redundant pulse component.

이를 위해, 영점 오차 보정 제어기(140)는 현재 측정된 펄스파의 출력 파워를 기초로 위상 변동값을 연산한 다음, 위상 변동값을 이용하여 DC 전압의 공급 레벨을 결정한다. 여기서, 현재 측정된 펄스파의 출력 파워란, 펄스파의 n개 펄스 성분 중 실제 시드 레이더의 변조를 위한 시드 펄스 성분을 제외한 나머지 n-1개의 여분 펄스 성분의 출력 파워를 나타낸다.  To this end, the zero error correction controller 140 calculates the phase shift value based on the output power of the pulse wave currently measured, and then determines the supply level of the DC voltage using the phase shift value. Here, the output power of the pulse wave currently measured represents the output power of the remaining n-1 extra pulse components except the seed pulse component for the actual seed radar modulation among the n pulse components of the pulse wave.

여분 펄스 성분은 시드 펄스 성분에 비하여 미세한 크기로 검출되지만 시간에 따라 영점 오차가 누적될수록 그 크기는 점진적으로 증가하게 되고 신호-노이즈 대조비의 저하를 유발하므로 억압될 필요가 있다.The extra pulse component is detected with a smaller size than the seed pulse component, but as the zero error accumulates with time, the magnitude gradually increases and causes a decrease in the signal-noise contrast ratio and needs to be suppressed.

이때, 영점 오차 보정 제어기(140)는 출력된 펄스파에서 여분 펄스 성분 중 하나가 검출될 때마다, 검출된 출력 파워로부터 위상 변동값을 실시간 연산하며, 연산한 위상 변동값을 기초로 DC 전압을 실시간 조정한다. 그 구체적인 실시예는 다음과 같다.At this time, the zero error correction controller 140 calculates a phase shift value from the detected output power in real time whenever one of the redundant pulse components is detected in the output pulse wave, and calculates a DC voltage based on the calculated phase shift value. Adjust in real time. The specific embodiment is as follows.

도 6은 본 발명의 실시예에서 광학 진폭 변조기의 영점 오차를 실시간 보정하는 방법을 설명하는 도면이다. 6 is a view for explaining a method for real-time correction of the zero error of the optical amplitude modulator in the embodiment of the present invention.

도 6에서 Iin은 변조기(130)에 입력되는 펄스 광원의 파워, Iout은 변조기(130)에서 출력한 펄스파의 출력 파워, θ는 변조기(130)의 위상, 그리고 VDC는 변조기(130)에 인가되는 DC 전압을 나타낸다.In FIG. 6, I in is the power of the pulse light source input to the modulator 130, I out is the output power of the pulse wave output from the modulator 130, θ is the phase of the modulator 130, and V DC is the modulator 130. ) Shows the DC voltage applied.

우선, 도 6의 좌측 그림을 보면, 영점 오차 보정 제어기(140)는 펄스파의 검출을 대기하거나 다음 펄스의 검출을 대기한다(S610). 그리고, 광 센서를 이용하여 펄스파의 파워를 측정한다(S620).First, referring to the left figure of FIG. 6, the zero error correction controller 140 waits for detection of a pulse wave or waits for detection of a next pulse (S610). Then, the power of the pulse wave is measured using the optical sensor (S620).

여기서, 현재 검출된 펄스 성분이 시드 펄스인지 확인한다(S630). 만일, 시드 펄스이면 다시 S610 단계를 반복하고, 시드 펄스가 아닌 여분 펄스 성분이면 다음의 S640 단계로 넘어간다. 시드 펄스인지 여부는 현재 검출된 펄스의 파워를 임계값과 비교하여 판단할 수도 있고 현재의 시간과 클락 정보를 이용하여 판단할 수도 있다.Here, it is checked whether the currently detected pulse component is a seed pulse (S630). If it is a seed pulse, it repeats step S610 again, and if it is an extra pulse component other than a seed pulse, it moves to the next step S640. Whether or not it is a seed pulse may be determined by comparing the power of the currently detected pulse with a threshold value or may be determined using the current time and clock information.

현재 검출된 출력파가 여분 펄스 성분으로 확인되면, 검출된 여분 펄스의 파워로부터 위상 변동값(θ 변화량; Δθ)을 연산한다(S640). 그리고, 연산한 위상 변동 값으로부터 새로운 VDC 값을 계산하고 이를 광학 진폭 변조기(130)에 공급한다(S660). 만일, 위상 변동이 거의 없었다면, 새롭게 연산된 VDC 값 역시 초기 VDC 값과 거의 유사할 것이다. If the currently detected output wave is identified as the extra pulse component, the phase shift value (theta change amount Δθ) is calculated from the power of the detected extra pulse (S640). Then, a new V DC value is calculated from the calculated phase shift value and supplied to the optical amplitude modulator 130 (S660). If there was little phase variation, the newly calculated V DC value would also be close to the initial V DC value.

이후에는 다음 펄스에 대해 상술한 과정을 반복 수행한다. 만일, 상술한 과정이 4개의 여분 펄스 중 시간적으로 가장 먼저 검출되는 첫 번째 여분 펄스에 대한 것이라면, 다음 펄스란 그 다음의 두 번째 여분 펄스를 의미한다. 물론, n=2인 경우 시드 펄스와 여분 펄스가 번갈아 발생하므로 다음 펄스는 다시 시드 펄스가 된다. Thereafter, the above-described process is repeated for the next pulse. If the above process is for the first extra pulse detected in time among the four extra pulses, the next pulse means the next second extra pulse. Of course, when n = 2, since the seed pulse and the extra pulse alternately occur, the next pulse becomes a seed pulse again.

또한, 첫 번째 여분 펄스의 파워로부터 New VDC 값을 연산하고 이를 인가한 후에 추가적인 위상 변동이 없었다면 두 번째 여분 펄스는 거의 검출되지 않을 것이므로, 이 경우 이전에 인가한 New VDC 값을 그대로 유지하면 된다. Further, after computing the New V DC value by the power of the first redundant pulse and one it is applied without the additional phase variation when the second extra pulse, because you do not detected, maintaining in this case as the old New V DC value is applied to the do.

도 6의 오른쪽 그림은 4개의 여분 펄스 중 첫 번째 여분 펄스는 거의 검출되지 않은 예로서, 두 번째 여분 펄스가 검출된 이후에 DC 전압의 조정이 이루어진 것을 알 수 있다. 6 shows an example in which the first extra pulse is hardly detected among the four extra pulses, and the DC voltage is adjusted after the second extra pulse is detected.

또한, 영점 조정을 수행하지 않은 경우의 출력 펄스파는 여분 펄스 성분의 크기가 시간에 따라 점진적으로 증가하여 검출되지만, 영점 조정을 수행한 경우에는 여분 펄스 성분이 거의 검출되지 않는 것을 알 수 있다. 이는 이전의 여분 펄스 성분의 크기로부터 VDC 값을 새로 연산하여 적용하고 다음 펄스에서도 이를 반복 수행하기 때문이다. In addition, the output pulse wave when the zero adjustment is not performed is detected as the magnitude of the redundant pulse component gradually increases with time. However, it is understood that the extra pulse component is hardly detected when the zero adjustment is performed. This is V DC from the magnitude of the previous redundant pulse component. This is because the new value is calculated and applied and it is repeated in the next pulse.

다음은 영점 오차 보정 시 위상 변동값과 DC 전압의 공급 레벨을 구하는 방법을 설명한다. 우선, 위상 변동값(Δθ)은 아래 수학식 2를 통해 연산될 수 있다.The following describes how to obtain the phase shift value and DC voltage supply level during zero error correction. First, the phase shift value Δθ may be calculated through Equation 2 below.

Figure 112017127701471-pat00004
Figure 112017127701471-pat00004

여기서, Iin은 광학 진폭 변조기(130)에 입력된 펄스 광원의 입력 파워, Iout은 광학 진폭 변조기(130)에서 출력된 펄스파의 출력 파워를 나타낸다. Tmod는 광학 진폭 변조기(130)의 광학 투과율로서, 이는 변조기의 장비 특성값에 해당한다.Here, I in represents the input power of the pulsed light source input to the optical amplitude modulator 130, and I out represents the output power of the pulse wave output from the optical amplitude modulator 130. T mod is the optical transmittance of the optical amplitude modulator 130, which corresponds to the equipment characteristic value of the modulator.

DC 전압의 공급 레벨(New VDC)은 아래의 수학식 3에 의해 결정될 수 있다.The supply level New V DC of the DC voltage may be determined by Equation 3 below.

Figure 112017127701471-pat00005
Figure 112017127701471-pat00005

여기서, VDC,0은 영점 오차가 없는 상태에 대응하는 DC 전압 값 즉, DC 전압의 초기 세팅값이며, Δθ는 위상 변동값, Vπ는 광학 진폭 변조기(130)의 반파 전압(위상이 π만큼 바뀌는데 필요한 전압)을 나타낸다. 즉, 초기 DC 전압 값(VDC,0)에 전압 변화량(ΔVDC)을 합산하면 New VDC 값을 얻을 수 있다.Here, V DC, 0 is a DC voltage value corresponding to a state in which there is no zero error, that is, an initial setting value of DC voltage, Δθ is a phase shift value, and V π is a half wave voltage of the optical amplitude modulator 130 (phase is π). Voltage required to change by That is, the new V DC value can be obtained by summing the voltage change amount ΔV DC to the initial DC voltage value V DC, 0 .

이러한 수학식 2과 수학식 3의 유도 원리는 다음을 참조한다.The derivation principle of Equations 2 and 3 is as follows.

먼저, 수학식 4는 일반적인 광학용 진폭 변조의 전달 함수(AM 전달 함수)를 나타낸다.First, Equation 4 shows a transfer function (AM transfer function) of general optical amplitude modulation.

Figure 112017127701471-pat00006
Figure 112017127701471-pat00006

여기서,

Figure 112017127701471-pat00007
이며, VRF는 도 4와 같이 신호 생성기(120)가 보낸 신호 전압을 나타낸다.here,
Figure 112017127701471-pat00007
V RF indicates a signal voltage sent by the signal generator 120 as shown in FIG. 4.

수학식 4에 포함된 인자들은 앞서 설명한 것과 동일하다. 다만, Ttemp, ∇Ttemp, Daging, Ces는 각각 온도, 온도 불균질, 시간에 따른 열화, 정전기 등의 영향을 나타낸다. The factors included in Equation 4 are the same as described above. However, T temp , ∇T temp , D aging , and C es represent the effects of temperature, temperature heterogeneity, deterioration with time, and static electricity, respectively.

수학식 4의 θ(위상) 특성은 상술한 성분들의 영향으로 인해 변동될 수 있다. 특히, 변조기의 장시간 작동 시에 θ의 변동은 무시할 수 없으므로, VDC의 조정을 통해 θ의 변동에 의한 영점 오차를 실시간 보상해야 한다.The θ (phase) property of Equation 4 may vary due to the influence of the above-described components. In particular, since the fluctuation of θ cannot be neglected during the long time operation of the modulator, the zero error caused by the fluctuation of θ should be compensated in real time by adjusting V DC .

신호 생성기(120)로부터 신호의 입력이 없다고 가정하면(VRF=0), 수학식 4에 나타낸 AM 전달 함수 일반식은 수학식 5와 같이 변경된다.Assuming there is no signal input from the signal generator 120 (V RF = 0), the AM transfer function general formula shown in equation (4) is changed to equation (5).

Figure 112017127701471-pat00008
Figure 112017127701471-pat00008

여기서 VDC,0은 영점 오차가 없는 상태의 초기 DC 전압 값, θ0는 오차가 없는 상태의 초기 위상 값을 의미한다. 오른쪽의 조건을 이용하면 수학식 5는 다시 수학식 6으로 정리된다.Here, V DC, 0 is an initial DC voltage value without a zero error, and θ 0 is an initial phase value with no error. Using the condition on the right, Equation 5 is rearranged into Equation 6.

Figure 112017127701471-pat00009
Figure 112017127701471-pat00009

여기서, 드리프트가 발생하기 전의 상황에서 오프셋이 완전히 보상된 상태였다고 가정하면,

Figure 112017127701471-pat00010
가 된다. 이를 수학식 6에 적용하여 수식을 재배치하면 수학식 7이 유도된다.Here, assuming that the offset was completely compensated in the situation before the drift occurred,
Figure 112017127701471-pat00010
Becomes When the equation is rearranged by applying it to Equation 6, Equation 7 is derived.

Figure 112017127701471-pat00011
Figure 112017127701471-pat00011

수학식 7을 Δθ를 기준으로 정리하면 수학식 2가 얻어진다. 수학식 2에서 Iin 및 Tmod는 알고 있는 값이므로, 현재 측정된 Iout을 적용하면 위상 변동값(Δθ)을 쉽게 계산해낼 수 있다.When Equation 7 is arranged based on Δθ, Equation 2 is obtained. Since I in and T mod in Equation 2 are known values, it is easy to calculate the phase shift value Δθ by applying the current measured I out .

그리고, 수학식 3의 New VDC는 아래 과정을 통해 유도된다. And, New V DC of Equation 3 is derived through the following process.

우선, 수학식 5에 기재된 cosine 함수의 위상 항에 DC 전압과 오프셋 대입 시 0이 되어야 하고, 이는 아래 수학식 8과 같이 정리된다.First, when the DC voltage and offset substitution into the phase term of the cosine function described in Equation 5 should be 0, which is summarized as in Equation 8 below.

Figure 112017127701471-pat00012
Figure 112017127701471-pat00012

이는 위상 항

Figure 112017127701471-pat00013
Figure 112017127701471-pat00014
,
Figure 112017127701471-pat00015
를 각각 대입하여 얻어진다. 수학식 8을 재정렬하면 수학식 9와 같이 된다.This is a phase term
Figure 112017127701471-pat00013
on
Figure 112017127701471-pat00014
,
Figure 112017127701471-pat00015
It is obtained by substituting for each. Rearranging Equation (8) results in Equation (9).

Figure 112017127701471-pat00016
Figure 112017127701471-pat00016

그런데, 앞서

Figure 112017127701471-pat00017
이므로, 이를 수학식 9에 대입하면 수학식 3 하단에 기재된 ΔVDC 식(전압 변화량)이 얻어지며, 이로부터 New VDC 값을 쉽게 계산할 수 있다.By the way,
Figure 112017127701471-pat00017
Therefore, by substituting this in Equation 9, the ΔV DC equation (voltage change amount) described in Equation 3 below is obtained, and the New V DC value can be easily calculated from this.

이상과 같은 본 발명에 의하면, 광학 진폭 변조기의 위상 변동을 실시간 보정하여 시드 레이저의 대조비를 장시간 안정화시킴은 물론, 연속파 레이저보다 발열량이 낮은 펄스 광원을 소스로 사용하므로 광학 진폭 변조기에서 출력되는 시드 레이저의 출력 파워까지 높일 수 있다.According to the present invention as described above, the seed laser output from the optical amplitude modulator is used to correct the phase variation of the optical amplitude modulator in real time to stabilize the contrast ratio of the seed laser for a long time, and also use a pulsed light source having a lower heat generation than the continuous wave laser as a source. It can increase the output power of.

특히, 본 발명은 광학 진폭 변조기에서 펄스파를 출력하는 동안 DC 오프셋 조정을 통해 변조기의 영점 오차를 실시간 보정하여 시드 레이저의 높은 대조비를 충족시킬 수 있으며, 장기간 연속적인 동작이 요구되는 광 시스템에 효과적으로 적용될 수 있다. In particular, the present invention is able to meet the high contrast ratio of the seed laser by real-time correction of the zero point error of the modulator by adjusting the DC offset during the output of the pulse wave from the optical amplitude modulator, effectively for optical systems that require long-term continuous operation Can be applied.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.Although the present invention has been described with reference to the embodiments shown in the drawings, this is merely exemplary, and it will be understood by those skilled in the art that various modifications and equivalent other embodiments are possible. Therefore, the true technical protection scope of the present invention will be defined by the technical spirit of the appended claims.

100: 고대조비 장기 안정화 시스템 110: 펄스 광원 생성기
120: 신호 생성기 130: 광학 진폭 변조기
140: 영점 오차 보정 제어기 141: 광센서
142: 전력 공급기
100: high contrast long-term stabilization system 110: pulse light source generator
120: signal generator 130: optical amplitude modulator
140: zero error correction controller 141: light sensor
142: power supply

Claims (12)

목표로 하는 출력 펄스파보다 n배(n은 2 이상의 정수) 체배된 주파수의 펄스 광원을 생성하는 펄스 광원 생성기;
전송하고자 하는 송신 펄스를 생성하는 신호 생성기;
상기 펄스 광원을 이용하여 상기 송신 펄스를 진폭 변조하여 상기 펄스파를 출력하는 광학 진폭 변조기; 및
상기 광학 진폭 변조기에 영점 조정을 위한 DC 전압을 공급하되, 상기 펄스파의 출력 값을 기초로 상기 DC 전압의 공급 레벨을 제어하여 위상 변동(phase drift)에 의한 영점 오차를 보정하는 영점 오차 보정 제어기를 포함하며,
상기 영점 오차 보정 제어기는,
현재 측정된 상기 펄스파의 출력 파워를 기초로 위상 변동값을 연산한 다음, 상기 위상 변동값을 이용하여 상기 DC 전압의 공급 레벨을 결정하며,
상기 펄스파의 n개 펄스 성분 중 상기 변조를 위한 시드(seed) 펄스 성분을 제외한 나머지 n-1개의 여분 펄스 성분에 대한 출력 파워로부터 상기 위상 변동값을 연산하되, 상기 여분 펄스 성분 중 하나가 검출될 때마다, 검출된 출력 파워로부터 위상 변동값을 실시간 연산하는 광학 펄스 진폭 변조기용 고대조비 장기 안정화 시스템.
A pulsed light source generator for generating a pulsed light source of a frequency multiplied by n times (n is an integer of 2 or more) than the target output pulse wave;
A signal generator for generating a transmission pulse to be transmitted;
An optical amplitude modulator for amplitude modulating the transmission pulse using the pulse light source to output the pulse wave; And
A zero error correction controller which supplies a DC voltage for zero adjustment to the optical amplitude modulator, and controls a supply level of the DC voltage based on an output value of the pulse wave to correct zero error due to a phase drift. Including;
The zero error correction controller,
Calculating a phase shift value based on the currently measured output power of the pulse wave, and then determining a supply level of the DC voltage using the phase shift value,
Computing the phase shift value from the output power for the remaining n-1 extra pulse components except for the seed pulse component for modulation among the n pulse components of the pulse wave, one of the extra pulse components is detected A high contrast ratio long term stabilization system for an optical pulse amplitude modulator that calculates, in real time, the phase shift value from the detected output power.
청구항 1에 있어서,
상기 영점 오차 보정 제어기는,
상기 출력된 펄스파를 측정하는 광센서; 및
상기 광센서를 통해 측정된 상기 펄스파의 출력 파워를 기초로 연산되는 위상 변동값을 이용하여 상기 DC 전압의 공급 레벨을 결정하는 전력 공급기를 포함하는 광학 펄스 진폭 변조기용 고대조비 장기 안정화 시스템.
The method according to claim 1,
The zero error correction controller,
An optical sensor for measuring the output pulse wave; And
And a power supply for determining a supply level of the DC voltage using a phase shift value calculated based on the output power of the pulse wave measured by the optical sensor.
삭제delete 청구항 1에 있어서,
상기 위상 변동값(Δθ)은 아래의 수학식으로 연산되는 광학 펄스 진폭 변조기용 고대조비 장기 안정화 시스템:
Figure 112019030284135-pat00018

여기서, Iin은 상기 광학 진폭 변조기에 입력된 상기 펄스 광원의 입력 파워, Iout은 상기 광학 진폭 변조기에서 출력된 상기 펄스파의 출력 파워, Tmod는 상기 광학 진폭 변조기의 광학 투과율을 나타낸다.
The method according to claim 1,
The phase shift value Δθ is a high contrast ratio long-term stabilization system for an optical pulse amplitude modulator calculated by the following equation:
Figure 112019030284135-pat00018

Here, I in is the input power of the pulsed light source input to the optical amplitude modulator, I out is the output power of the pulse wave output from the optical amplitude modulator, T mod represents the optical transmittance of the optical amplitude modulator.
청구항 1에 있어서,
상기 DC 전압의 공급 레벨(New VDC)은 아래의 수학식에 의해 결정되는 광학 펄스 진폭 변조기용 고대조비 장기 안정화 시스템:
Figure 112019030284135-pat00019

여기서, VDC,0은 영점 오차가 없는 상태에 대응하는 상기 DC 전압의 초기 세팅값, Δθ는 상기 위상 변동값, Vπ는 상기 광학 진폭 변조기의 반파 전압(위상이 π만큼 바뀌는데 필요한 전압)을 나타낸다.
The method according to claim 1,
The high contrast ratio long term stabilization system for an optical pulse amplitude modulator, wherein the supply level of the DC voltage (New V DC ) is determined by the following equation:
Figure 112019030284135-pat00019

Here, V DC, 0 is the initial setting value of the DC voltage corresponding to the zero error state, Δθ is the phase shift value, V π is the half-wave voltage (voltage required to change the phase by π) of the optical amplitude modulator Indicates.
삭제delete 광학 펄스 진폭 변조기용 고대조비 장기 안정화 시스템을 이용한 고대조비 장기 안정화 방법에 있어서,
목표로 하는 출력 펄스파보다 n배(n은 2 이상의 정수) 체배된 주파수의 펄스 광원을 생성하고, 전송하고자 하는 송신 펄스를 생성하는 단계;
영점 조정을 위한 DC 전압이 공급되는 상태의 광학 진폭 변조기에서 상기 펄스 광원을 이용하여 상기 송신 펄스를 진폭 변조하여 상기 펄스파를 출력하는 단계; 및
상기 펄스파의 출력 값을 기초로 상기 DC 전압의 공급 레벨을 제어하여 위상 변동(phase drift)에 의한 영점 오차를 보정하는 단계를 포함하며,
상기 영점 오차를 보정하는 단계는,
현재 측정된 상기 펄스파의 출력 파워를 기초로 위상 변동값을 연산한 다음, 상기 위상 변동값을 이용하여 상기 DC 전압의 공급 레벨을 결정하며,
상기 펄스파의 n개 펄스 성분 중 상기 변조를 위한 시드(seed) 펄스 성분을 제외한 나머지 n-1개의 여분 펄스 성분에 대한 출력 파워로부터 상기 위상 변동값을 연산하되, 상기 여분 펄스 성분 중 하나가 검출될 때마다, 검출된 출력 파워로부터 위상 변동값을 실시간 연산하는 광학 펄스 진폭 변조기용 고대조비 장기 안정화 방법.
A high contrast ratio long term stabilization method using a high contrast ratio long term stabilization system for an optical pulse amplitude modulator,
Generating a pulse light source of a frequency multiplied by n times (n is an integer of 2 or more) than a target output pulse wave, and generating a transmission pulse to be transmitted;
Outputting the pulse wave by amplitude modulating the transmission pulse using the pulse light source in an optical amplitude modulator in the state where a DC voltage for zero adjustment is supplied; And
Controlling a supply level of the DC voltage based on an output value of the pulse wave to correct a zero error due to a phase drift,
Correcting the zero error,
Calculating a phase shift value based on the currently measured output power of the pulse wave, and then determining a supply level of the DC voltage using the phase shift value,
Computing the phase shift value from the output power for the remaining n-1 extra pulse components except for the seed pulse component for modulation among the n pulse components of the pulse wave, one of the extra pulse components is detected And a high contrast ratio long term stabilization method for an optical pulse amplitude modulator that calculates in real time a phase change value from a detected output power.
청구항 7에 있어서,
상기 영점 오차를 보정하는 단계는,
광센서를 통해 측정된 상기 펄스파의 출력 파워를 기초로 연산되는 위상 변동값을 이용하여 상기 DC 전압의 공급 레벨을 결정하는 광학 펄스 진폭 변조기용 고대조비 장기 안정화 방법.
The method according to claim 7,
Correcting the zero error,
A high contrast ratio long-term stabilization method for an optical pulse amplitude modulator for determining a supply level of the DC voltage using a phase shift value calculated based on an output power of the pulse wave measured by an optical sensor.
삭제delete 청구항 7에 있어서,
상기 위상 변동값(Δθ)은 아래의 수학식으로 연산되는 광학 펄스 진폭 변조기용 고대조비 장기 안정화 방법:
Figure 112019030284135-pat00020

여기서, Iin은 상기 광학 진폭 변조기에 입력된 상기 펄스 광원의 입력 파워, Iout은 상기 광학 진폭 변조기에서 출력된 상기 펄스파의 출력 파워, Tmod는 상기 광학 진폭 변조기의 광학 투과율을 나타낸다.
The method according to claim 7,
The phase shift value Δθ is a high contrast ratio long-term stabilization method for an optical pulse amplitude modulator calculated by the following equation:
Figure 112019030284135-pat00020

Here, I in is the input power of the pulsed light source input to the optical amplitude modulator, I out is the output power of the pulse wave output from the optical amplitude modulator, T mod represents the optical transmittance of the optical amplitude modulator.
청구항 7에 있어서,
상기 DC 전압의 공급 레벨(New VDC)은 아래의 수학식에 의해 결정되는 광학 펄스 진폭 변조기용 고대조비 장기 안정화 방법:
Figure 112019030284135-pat00021

여기서, VDC,0은 영점 오차가 없는 상태에 대응하는 상기 DC 전압의 초기 세팅값, Δθ는 상기 위상 변동값, Vπ는 상기 광학 진폭 변조기의 반파 전압(위상이 π만큼 바뀌는데 필요한 전압)을 나타낸다.
The method according to claim 7,
A high contrast ratio long term stabilization method for an optical pulse amplitude modulator, wherein the supply level (New V DC ) of the DC voltage is determined by the following equation:
Figure 112019030284135-pat00021

Here, V DC, 0 is the initial setting value of the DC voltage corresponding to the zero error state, Δθ is the phase shift value, V π is the half-wave voltage (voltage required to change the phase by π) of the optical amplitude modulator Indicates.
삭제delete
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