KR102579148B1 - 가산 증폭기를 포함하는 칩-스케일 펄스 생성기, 그리고 이의 주파수 잠금 방법 - Google Patents

가산 증폭기를 포함하는 칩-스케일 펄스 생성기, 그리고 이의 주파수 잠금 방법 Download PDF

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Abstract

칩-스케일 펄스 생성기는 비선형 주파수 변환을 통해, 공진 조건의 펌프 주파수를 가진 입력 신호로부터 펄스를 생성하는 칩-스케일 공진기, 광 경로를 통해 상기 칩-스케일 공진기와 연결되고, 압전소자변환기로 입력되는 주파수 스캔 전압에 따라 펌프 주파수를 스캔하고, 상기 칩-스케일 공진기에서 펄스가 생성되면 주파수 스캔을 멈추고, 상기 압전소자변환기로 입력되는 피드백 전압을 기초로 상기 공진 조건의 펌프 주파수를 고정하는 펌프 레이저, 상기 칩-스케일 공진기에서 생성된 펄스 세기를 측정하고 상기 펄스 세기를 기초로 생성한 피드백 전압을 출력하는 피드백 회로, 그리고 상기 주파수 스캔 전압과 상기 피드백 전압을 입력받고, 입력받은 전압들을 더해 상기 압전소자변환기로 전달하는 가산 증폭기를 포함한다.

Description

가산 증폭기를 포함하는 칩-스케일 펄스 생성기, 그리고 이의 주파수 잠금 방법{CHIP-SCALE PULSE GENERATOR WITH SUMMING AMPLIFIER, AND FREQUENCY LOCKING METHOD THEREOF}
본 발명은 칩-스케일 펄스 생성기에 관한 것이다.
칩-스케일 펄스 생성기는 펌프 레이저의 출력 신호를 칩-스케일 공진기에 입력하고, 칩-스케일 공진기의 강한 비선형을 이용하여 펄스를 발생시킨다.
칩-스케일 펄스 생성기는 칩-스케일 공진기의 공진 조건을 찾기 위해 펌프 주파수를 스캔하고, 펄스가 생성되면 주파수 스캔을 멈춘다. 이때, 펄스 생성기의 성능을 높이기 위해 고품질 인자(High Quality factor)　공진기를 사용하는데, 고품질 인자 공진기일수록 펌프 레이저의 주파수 변화와 주변 환경 변화에 민감하다. 따라서, 시간에 따라 펄스 생성 조건이 변하지 않도록 피드백 회로를 통해 펌프 레이저의 주파수를 고정한다.
하지만, 펌프 레이저의 압전소자변환기(Piezoelectric transducer, PZT)는 큰 피드백 전압을 입력받으면, 히스테리시스(hysteresis)　특성에 의해, 펄스 생성 조건이 다른 히스테리시스 커브로 이동해서 주파수 스캔을 하게 되는 문제가 있다.
본 개시는 가산 증폭기를 포함하는 칩-스케일 펄스 생성기, 그리고 이의 주파수 잠금 방법을 제공하는 것이다.
본 개시는 주파수 고정을 위한 피드백 전압을 가산 증폭기(summing amplifier)를 통해 펌프 레이저로 입력하는 칩-스케일 펄스 생성기를 제공하는 것이다.
실시예에 따른 칩-스케일 펄스 생성기로서, 비선형 주파수 변환을 통해, 공진 조건의 펌프 주파수를 가진 입력 신호로부터 펄스를 생성하는 칩-스케일 공진기, 광 경로를 통해 상기 칩-스케일 공진기와 연결되고, 압전소자변환기로 입력되는 주파수 스캔 전압에 따라 펌프 주파수를 스캔하고, 상기 칩-스케일 공진기에서 펄스가 생성되면 주파수 스캔을 멈추고, 상기 압전소자변환기로 입력되는 피드백 전압을 기초로 상기 공진 조건의 펌프 주파수를 고정하는 펌프 레이저, 상기 칩-스케일 공진기에서 생성된 펄스 세기를 측정하고 상기 펄스 세기를 기초로 생성한 피드백 전압을 출력하는 피드백 회로, 그리고 상기 피드백 전압, 그리고 전압 증폭기에 의해 증폭된 상기 주파수 스캔 전압을 입력받고, 입력받은 전압들을 더해 상기 압전소자변환기로 전달하는 가산 증폭기를 포함한다.
상기 칩-스케일 펄스 생성기는 임의 파형 발생기에서 출력된 전압을 증폭하고, 증폭된 상기 주파수 스캔 전압 상기 가산 증폭기로 입력하는 상기 전압 증폭기를 더 포함할 수 있다.
상기 피드백 전압은 상기 전압 증폭기를 통과하지 않고 상기 가산 증폭기로 입력될 수 있다.
상기 피드백 회로는 상기 칩-스케일 공진기에서 생성된 펄스 세기를 측정하는 광 검출기, 그리고 상기 펄스 세기를 기초로 생성한 피드백 전압을 상기 가산 증폭기로 전달하는 루프 필터를 포함할 수 있다.
상기 펌프 레이저는 상기 칩-스케일 공진기에서 생성된 펄스의 펄스 유지 시간보다 빠른 시점에 상기 피드백 전압을 입력받을 수 있다.
실시예에 따른 칩-스케일 펄스 생성기는 압전소자변환기의 히스테리시스에 따라 입력 전압에 해당하는 주파수의 신호를 출력하는 펌프 레이저, 광 경로를 통해 상기 펌프 레이저와 연결되고, 비선형 주파수 변환을 통해, 공진 조건의 주파수를 가진 입력 신호로부터 펄스를 생성하는 칩-스케일 공진기, 주파수 스캔 전압을 증폭하는 전압 증폭기, 상기 칩-스케일 공진기에서 생성된 펄스 세기를 측정하고 상기 펄스 세기를 기초로 생성한 피드백 전압을 출력하는 피드백 회로, 그리고 상기 전압 증폭기 및 상기 피드백 회로와 연결되고, 상기 전압 증폭기 및 상기 피드백 회로로부터 입력된 전압들을 더해 상기 압전소자변환기로 전달하는 가산 증폭기를 포함한다.
상기 펌프 레이저는 상기 증폭된 주파수 스캔 전압에 따라 주파수 스캔을 하고, 상기 칩-스케일 공진기에서 펄스가 생성되면 주파수 스캔을 멈추고, 입력되는 상기 피드백 전압을 기초로 주파수를 고정할 수 있다.
상기 피드백 회로는 상기 칩-스케일 공진기에서 생성된 펄스 세기를 측정하는 광 검출기, 그리고 상기 펄스 세기를 기초로 생성한 피드백 전압을 상기 가산 증폭기로 전달하는 루프 필터를 포함할 수 있다.
상기 펌프 레이저는 상기 칩-스케일 공진기에서 생성된 펄스의 펄스 유지 시간보다 빠른 시점에 상기 피드백 전압을 입력받을 수 있다.
상기 펌프 레이저는 주파수 스캔 시마다 펄스 생성 조건이 동일한 히스테리시스 커브에서 주파수 스캔할 수 있다.
상기 전압 증폭기와 상기 가산 증폭기는 통합된 소자로 구현될 수 있다.
실시예에 따르면 피드백 전압이 전압 증폭기에 의해 증폭되지 않으므로, 압전소자변환기의 히스테리시스(hysteresis)　커브에서 큰 주파수 변화를 겪지 않고, 펄스 생성 조건의 변화를 줄여서 주파수를 안정적으로 고정할 수 있다.
실시예에 따르면 피드백 전압이 전압 증폭기를 통과하지 않으므로, 피드백 전압이 전압 증폭기의 증폭 속도로 제한되지 않고 펌프 레이저로 빠르게 입력될 수 있다.
실시예에 따르면 피드백 전압이 전압 증폭기를 통과하지 않으므로, 전압 증폭기의 잡음에 의한 펌프 주파수 변화를 줄일 수 있어서, 우수한 성능의 펄스를 생성할 수 있다.
수　GHz　이상의 칩-스케일 펄스 생성 기술은 아직 연구실 수준에서 이루어지고 있으나, 실시예에 따르면 상용화를 위해 요구되는 펄스 생성 확률을 높이고 장시간 안정도까지 확보할 수 있다.
도 1은 피드백 회로를 포함하는 펄스 생성기를 개념적으로 설명하는 도면이다.
도 2는 펌프 레이저의 압전소자변환기 동작을 설명하는 도면이다.
도 3은 가산 증폭기 기반의 칩-스케일 펄스 생성기의 구성도이다.
도 4는 가산 증폭기로부터 피드백 신호를 입력받는 펌프 레이저의 압전소자변환기 동작을 설명하는 도면이다.
도 5는 가산 증폭기와 전압 증폭기를 통과한 피드백 전압의 차이를 설명하는 도면이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
설명에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
설명에서, 도면 부호 및 이름은 설명의 편의를 위해 붙인 것으로서, 장치들이 반드시 도면 부호나 이름으로 한정되는 것은 아니다.
도 1은 피드백 회로를 포함하는 펄스 생성기를 개념적으로 설명하는 도면이고, 도 2는 펌프 레이저의 압전소자변환기 동작을 설명하는 도면이다.
도 1을 참고하면, 칩-스케일 펄스 생성기(10)는 펌프 레이저(11), 임의 파형 발생기(Arbitrary Waveform Generator, AWG)(12), 전압 증폭기(13), 고품질 인자(High Quality factor)　공진기(14), 광 검출기(Photo Detector, PD)(15), 루프 필터(16)를 포함할 수 있다.
칩-스케일 펄스 생성기(10)는 임의 파형 발생기(12)를 통해 펌프 레이저(11)의 펌프 주파수 fpump를 스캔하면서, 공진기(14)의 공진 조건을 찾아 펄스를 발생시킨다. 이때, 펌프 레이저(11)에 포함된 압전소자변환기(Piezoelectric transducer, PZT)가 전압에 따라 주파수를 가변하는데, 압전소자변환기는 큰 전압이 들어가야만 동작한다. 따라서, 칩-스케일 펄스 생성기(10)는 임의 파형 발생기(12)에서 출력된 주파수 스캔 전압을 전압 증폭기(13)로 증폭하여 펌프 레이저(11)의 압전소자변환기로 입력해야 한다.
공진기(14)에서 펄스가 생성된 이후, 주파수 스캔은 멈추고, 펌프 주파수가 공진 조건으로부터 벗어나지 않도록 피드백 회로가 동작한다. 즉, 칩-스케일 펄스 생성기(10)는 피드백 회로를 통해, 펌프 레이저(11)의 압전소자변환기(PZT)로, 피드백 전압을 입력하여, 펌프 레이저(11)의 주파수를 고정한다. 피드백 회로는 광 검출기(15) 및 루프 필터(16)로 구성되고, 피드백 회로를 통해 펌프 주파수를 주파수 잠금(frequency lock)할 수 있다. 이때, 광 검출기(15) 및 루프 필터(16)를 통해 생성된 피드백 전압은 전압 증폭기(13)를 통과하므로, 전압 증폭기(13)에 의해 N배 증폭될 수 있다.
한편, 주파수 스캔을 수행할 때마다 공진기(14)에서 생성된 펄스가 유지되는 시간과 펄스 세기가 변할 수 있어서, 피드백 시점과 펄스 유지 시간이 어긋날 수 있다. 또한, 전압 증폭기(13)의 증폭 속도가 정해져 있어서, 피드백 전압이 전압 증폭기(13)를 통과하는 경우, 피드백 전압이 즉시 펌프 레이저로 입력되지 않고, 전압 증폭기(13)에 의해 지연될 수 있다. 이 경우, 펄스 유지 시간에 비해 피드백 속도가 충분히 빠르지 않아서, 피드백 전압에 따라 펄스가 생성되지 못하고, 피드백 전압이 펌프 레이저(110)로 입력되기 전에 펄스가 사라질 수 있다. 이렇게 피드백이 어긋난 경우, 이를 보정하기 위한 피드백 전압이 순간적으로 큰 폭으로 변하는데, 피드백 전압이 전압 증폭기(13)에 의해 증폭되면, 100V 가까이 큰 전압이 펌프 레이저에 입력될 수 있다.
도 2를 참고하면, 펌프 레이저(11)의 압전소자변환기(PZT)는 전압-주파수 관계를 나타내는 히스테리시스 커브(20)를 가진다
압전소자변환기(PZT)는 현재 히스테리시스 커브에서 입력 전압을 기초로 펌프 주파수를 가변하면서 주파수 스캔을 진행하고, 공진기(14)에서 펄스가 생성되면, 주파수 스캔은 멈춘다(①).
그리고, 압전소자변환기(PZT) 광 검출기(15) 및 루프 필터(16)에서 생성한 피드백 전압을 입력고(②), 이를 기초로 펄스 생성 조건으로 주파수를 고정한다. 이때, 피드백 전압은 전압 증폭기(13)에 의해 증폭된 후, 압전소자변환기(PZT)로 입력된다. 피드백이 어긋난 경우, 순간적으로 큰 폭으로 변한 피드백 전압이 전압 증폭기(13)에 의해 증폭되므로, 현재 히스테리시스 커브의 끝까지 전압이 변할 수 있다.
이후 주파수 스캔 시, 압전소자변환기(PZT)는 펄스 생성 조건이 변경된 히스테리시스 커브로 이동한다(③).
압전소자변환기(PZT)가 이전과 같은 입력 전압에서 펌프 주파수를 가변하면서 주파수 스캔을 진행하더라도, 펄스 생성 조건이 변경된 히스테리시스 커브에서 펄스 생성 주파수를 찾지 못한다(④). 따라서, 칩-스케일 펄스 생성기(10)는 현재 히스테리시스 커브에서 공진 조건을 만족하는 펌프 주파수를 찾기 위한 절차를 다시 진행해야 한다.
다음에서, 피드백 전압을 가산 증폭기(summing amplifier)를 통해, 펌프 레이저로 입력하는 칩-스케일 펄스 생성기에 대해 자세히 설명한다.
도 3은 가산 증폭기 기반의 칩-스케일 펄스 생성기의 구성도이고, 도 4는 가산 증폭기로부터 피드백 신호를 입력받는 펌프 레이저의 압전소자변환기 동작을 설명하는 도면이며, 도 5는 가산 증폭기와 전압 증폭기를 통과한 피드백 전압의 차이를 설명하는 도면이다.
도 3을 참고하면, 칩-스케일 펄스 생성기(100)는 칩-스케일 공진기(140)를 이용하여 펄스열(pulse train)을 생성한다. 칩-스케일 펄스 생성기(100)는 마이크로 공진기를 사용하여 생성되는 광 주파수 빗의 의미를 담아 마이크로콤(micorcombs)이라고 부를 수 있다. 칩-스케일 펄스 생성기(100)는 수십 마이크로미터에서 수 밀리미터 크기의 칩까지 10GHz에서 1THz 반복율로 펄스열을 생성할 수 있다.
칩-스케일 펄스 생성기(100)는 펌프 레이저(110), 임의 파형 발생기(AWG)(120), 전압 증폭기(130), 고품질 인자 공진기(140), 광 검출기(PD)(150), 루프 필터(160), 그리고 가산 증폭기(summing amplifier)(170)를 포함할 수 있다.
펌프 레이저(110)는 테이퍼된(tapered) 섬유에 의해 공진기(140)에 결합되고, 편광은 공진기(140)로 조정된다. 펌프 레이저(110)는 연속파(Continuous Wave, CW) 신호를 출력하는 레이저일 수 있다. 펌프 레이저(110)에서 출력되는 신호의 주파수 fpump를 펌프 주파수라고 부를 수 있다.
펌프 레이저(110)는 압전소자변환기(PZT)를 포함하고, 임의 파형 발생기(120)에 의해 주파수 스캔한다. 펌프 레이저(110)는 주파수 스캔 전압을 입력받고, 압전소자변환기의 히스테리시스(hysteresis)에 해당하는 주파수의 신호를 출력한다. 압전소자변환기의 동작을 위해 필요한 전압을 만들기 위해, 임의 파형 발생기(120)의 주파수 스캔 전압은 전압 증폭기(130)에 의해 N배 증폭된다.
펌프 레이저(110)는 주파수 스캔하면서 공진기(140)의 공진 조건에 해당하는 펌프 주파수를 찾고, 펄스가 생성되면, 주파수 스캔을 멈춘다. 이후, 펌프 주파수는 공진 조건으로부터 벗어나지 않도록 광 검출기(150) 및 루프 필터(160)를 통해 고정(주파수 잠금)된다.
공진기(140)는 칩-스케일의 실리카(silica) 마이크로 공진기일 수 있다. 공진기(140)는 고품질 인자(High Quality factor)　공진기일 수 있다. 공진기(14)는 FWM(four-wave mixing) 기반의 비선형 주파수 변환을 통해, 공진 조건의 주파수 신호로부터 펄스를 생성한다.
광 검출기(150)는 공진기(140)에서 생성된 펄스의 세기 VPD를 측정한다. 루프 필터(160)는 펄스 세기 VPD를 기초로 피드백 전압을 생성한다.
가산 증폭기(170)는 전압 증폭기(130)에 의해 증폭된 주파수 스캔 전압, 그리고 피드백 전압을 입력받고, 이들을 더한 전압을 펌프 레이저(110)의 압전소자변환기(PZT)로 입력하도록 구성된다.
가산 증폭기(170)는 칩-스케일 펄스 생성기(100)의 특성에 맞는 전압 범위, 응답 속도 등을 가지도록 설계 및 제작된다.
한편, 설명에서는 주로, 전압 증폭기(130)와 가산 증폭기(170)를 분리하여설명하나, 전압 증폭기(130)와 가산 증폭기(170)가 통합된 소자, 즉 통합 증폭기로 구현될 수 있다. 통합 증폭기 역시, 칩-스케일 펄스 생성기(100)의 특성에 맞는 응답 속도, 전압범위 등을 가지도록 설계 및 제작된다. 이때, 주파수 스캔 전압 범위를 이용하여 내부 증폭기의 응답 속도가 정해지고, 피드백 전압 범위 및 이의 응답 속도를 반영하여, 주파수 스캔 전압과 피드백 전압이 더해진 전체 전압 범위 및 전체 응답 속도가 정해질 수 있다.
펌프 레이저(110)의 압전소자변환기(PZT)는 전압 증폭기(130)를 통과하지 않고, 가산 증폭기(170)를 통해 주파수 고정을 위한 피드백 전압을 입력받는다. 따라서, 피드백 전압이 압전소자변환기(PZT)로 입력되는 속도가 전압 증폭기(130)에 의해 제한되지 않고, 압전소자변환기(PZT)는 피드백 전압을 빠르게 입력받을 수 있다. 이를 통해, 펄스 유지 시간 동안에 피드백 전압에 따라 펄스가 생성되고, 펄스가 사라지기 전에 피드백 전압이 반영될 수 있다. 따라서, 피드백이 어긋나서 루프 필터(160)가 순간적으로 큰 폭의 피드백 전압을 출력하는 경우를 줄일 수 있다. 설사, 피드백이 어긋나서 루프 필터(160)가 순간적으로 큰 폭의 피드백 전압을 출력하더라도, 피드백 전압이 전압 증폭기(130)에 의해 증폭되지 않으므로, 압전소자변환기(PZT)가 항상 동일한 펄스 생성 조건을 가지는 히스테리시스 커브에서 안정적으로 주파수 스캔을 할 수 있다.
도 4를 참고하면, 펌프 레이저(110)의 압전소자변환기(PZT)는 전압-주파수 관계를 나타내는 히스테리시스 커브(200)를 가진다.
펌프 레이저(110)의 압전소자변환기(PZT)는 히스테리시스 커브에서 입력 전압을 기초로 펌프 주파수를 가변하면서 주파수 스캔을 진행하고, 공진기(140)에서 펄스가 생성되면, 주파수 스캔은 멈춘다(①).
그리고, 압전소자변환기(PZT)는 펄스 생성 조건으로 주파수를 고정하기 위해, 가산 증폭기(170)를 통해 피드백 전압을 입력받는다(②). 피드백이 어긋나서 피드백 전압이 큰 폭으로 변하더라도, 피드백 전압이 전압 증폭기(130)에 의해 증폭되지 않으므로, 압전소자변환기(PZT)는 현재 히스테리시스 커브 상에서 동작한다.
이후 주파수 스캔 시, 압전소자변환기(PZT)는 히스테리시스 커브 변경에 의한 주파수 변화를 겪지 않으므로, 이전과 동일한 전압에서 주파수 스캔을 진행하여 펄스 생성 조건의 주파수를 찾을 수 있다(③).
도 5를 참고하면, 도 1의 전압 증폭기(13)를 통과한 후, 펌프 레이저(11)의 압전소자변환기(PZT)로 입력되는 피드백 전압(30)은, 전압 증폭기(13)의 증폭 속도에 제한받기 때문에 피드백 속도가 펄스 유지 시간보다 느려서, 펄스가 사라진다. 그리고, 피드백 전압(30)은 루프 필터(160)에서 생성된 전압보다 N배 증폭되기 때문에, 펄스 생성 조건이 다른 히스테리시스 커브로의 이동을 야기할 수 있다. 이처럼, 펌프 레이저(11)는 피드백 속도가 펄스 유지 시간에 비해 충분히 빠르지 않고 증폭된 피드백 전압(30)을 입력받으므로, 공진기(14)의 펄스 생성 조건을 유지하지 못해, 펄스가 사라진다. 즉, 한정된 펄스 유지 시간과 한정된 전압 범위 내에서 펌프 주파수가 고정되지 못하므로, 칩-스케일 펄스 생성기로서 동작할 수 없다.
반면, 도 3과 같이, 가산 증폭기(170)를 통해 펌프 레이저(110)의 압전소자변환기(PZT)로 입력되는 피드백 전압(300)은, 전압 증폭기(130)를 통과하지 않으므로 펄스 유지 시간보다 충분히 빠르게 입력된다. 따라서, 펌프 레이저(110)는 피드백 속도가 펄스 유지 시간에 비해 충분히 빠른 피드백 전압(300)을 입력받으므로, 공진기(140)의 펄스 생성 조건을 유지할 수 있다. 특히, 고품질 공진기일수록 펄스 유지 시간이 짧기 때문에, 가산 증폭기(170)를 통해 빠르게 펌프 주파수를 고정하는 것이 필수적이다. 또한, 피드백이 어긋나서 순간적으로 큰 피드백 전압이 생성되더라도, 피드백 전압(300)은 증폭되지 않으므로, 펌프 레이저(110)의 압전소자변환기(PZT)는 주파수 스캔 시마다 동일한 펄스 생성 조건을 가지는 히스테리시스 커브에서 안정적으로 주파수 스캔을 할 수 있다.
이와 같이, 실시예에 따르면 피드백 전압이 전압 증폭기에 의해 증폭되지 않으므로, 압전소자변환기의 히스테리시스 커브에서 큰 주파수 변화를 겪지 않고, 펄스 생성 조건의 변화를 줄여서 주파수를 안정적으로 고정할 수 있다.
실시예에 따르면 피드백 전압이 전압 증폭기를 통과하지 않으므로, 피드백 전압이 전압 증폭기의 증폭 속도로 제한되지 않고 펌프 레이저로 빠르게 입력될 수 있다.
실시예에 따르면 피드백 전압이 전압 증폭기를 통과하지 않으므로, 전압 증폭기의 잡음에 의한 펌프 주파수 변화를 줄일 수 있어서, 우수한 성능의 펄스를 생성할 수 있다.
수　GHz　이상의 칩-스케일 펄스 생성 기술은 아직 연구실 수준에서 이루어지고 있으나, 실시예에 따르면 상용화를 위해 요구되는 펄스 생성 확률을 높이고 장시간 안정도까지 확보할 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명의 실시예는 장치 및 방법을 통해서만 구현이 되는 것은 아니며, 본 발명의 실시예의 구성에 대응하는 기능을 실현하는 프로그램 또는 그 프로그램이 기록된 기록 매체를 통해 구현될 수도 있다.
이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

Claims (11)

  1. 비선형 주파수 변환을 통해, 공진 조건의 펌프 주파수를 가진 입력 신호로부터 펄스를 생성하는 칩-스케일 공진기,
    광 경로를 통해 상기 칩-스케일 공진기와 연결되고, 압전소자변환기로 입력되는 주파수 스캔 전압에 따라 펌프 주파수를 스캔하고, 상기 칩-스케일 공진기에서 펄스가 생성되면 주파수 스캔을 멈추고, 상기 압전소자변환기로 입력되는 피드백 전압을 기초로 상기 공진 조건의 펌프 주파수를 고정하는 펌프 레이저,
    상기 칩-스케일 공진기에서 생성된 펄스 세기를 측정하고 상기 펄스 세기를 기초로 생성한 피드백 전압을 출력하는 피드백 회로,
    상기 피드백 전압, 그리고 전압 증폭기에 의해 증폭된 상기 주파수 스캔 전압을 입력받고, 입력받은 전압들을 더해 상기 압전소자변환기로 전달하는 가산 증폭기, 그리고
    임의 파형 발생기에서 출력된 전압을 증폭하고, 증폭된 상기 주파수 스캔 전압 상기 가산 증폭기로 입력하는 상기 전압 증폭기
    를 포함하는 칩-스케일 펄스 생성기.
  2. 삭제
  3. 제1항에서,
    상기 피드백 전압은 상기 전압 증폭기를 통과하지 않고 상기 가산 증폭기로 입력되는, 칩-스케일 펄스 생성기.
  4. 제1항에서,
    상기 피드백 회로는
    상기 칩-스케일 공진기에서 생성된 펄스 세기를 측정하는 광 검출기, 그리고
    상기 펄스 세기를 기초로 생성한 피드백 전압을 상기 가산 증폭기로 전달하는 루프 필터를 포함하는, 칩-스케일 펄스 생성기.
  5. 제1항에서,
    상기 펌프 레이저는
    상기 칩-스케일 공진기에서 생성된 펄스의 펄스 유지 시간보다 빠른 시점에 상기 피드백 전압을 입력받는, 칩-스케일 펄스 생성기.
  6. 압전소자변환기의 히스테리시스에 따라 입력 전압에 해당하는 주파수의 신호를 출력하는 펌프 레이저,
    광 경로를 통해 상기 펌프 레이저와 연결되고, 비선형 주파수 변환을 통해, 공진 조건의 주파수를 가진 입력 신호로부터 펄스를 생성하는 칩-스케일 공진기,
    주파수 스캔 전압을 증폭하는 전압 증폭기,
    상기 칩-스케일 공진기에서 생성된 펄스 세기를 측정하고 상기 펄스 세기를 기초로 생성한 피드백 전압을 출력하는 피드백 회로, 그리고
    상기 전압 증폭기 및 상기 피드백 회로와 연결되고, 상기 전압 증폭기 및 상기 피드백 회로로부터 입력된 전압들을 더해 상기 압전소자변환기로 전달하는 가산 증폭기
    를 포함하는, 칩-스케일 펄스 생성기.
  7. 제6항에서,
    상기 펌프 레이저는
    상기 증폭된 주파수 스캔 전압에 따라 주파수 스캔을 하고, 상기 칩-스케일 공진기에서 펄스가 생성되면 주파수 스캔을 멈추고, 입력되는 상기 피드백 전압을 기초로 주파수를 고정하는, 칩-스케일 펄스 생성기.
  8. 제6항에서,
    상기 피드백 회로는
    상기 칩-스케일 공진기에서 생성된 펄스 세기를 측정하는 광 검출기, 그리고
    상기 펄스 세기를 기초로 생성한 피드백 전압을 상기 가산 증폭기로 전달하는 루프 필터를 포함하는, 칩-스케일 펄스 생성기.
  9. 제6항에서,
    상기 펌프 레이저는
    상기 칩-스케일 공진기에서 생성된 펄스의 펄스 유지 시간보다 빠른 시점에 상기 피드백 전압을 입력받는, 칩-스케일 펄스 생성기.
  10. 제6항에서,
    상기 펌프 레이저는
    주파수 스캔 시마다 펄스 생성 조건이 동일한 히스테리시스 커브에서 주파수 스캔하는, 칩-스케일 펄스 생성기.
  11. 제6항에서,
    상기 전압 증폭기와 상기 가산 증폭기는 통합된 소자로 구현되는, 칩-스케일 펄스 생성기.
KR1020210155140A 2020-11-17 2021-11-11 가산 증폭기를 포함하는 칩-스케일 펄스 생성기, 그리고 이의 주파수 잠금 방법 KR102579148B1 (ko)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012138472A (ja) * 2010-12-27 2012-07-19 Advantest Corp 繰り返し周波数制御装置

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JP2012138472A (ja) * 2010-12-27 2012-07-19 Advantest Corp 繰り返し周波数制御装置

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