KR102602251B1 - 사냑 간섭계를 이용한 광 위상변조기 측정 장치 - Google Patents

사냑 간섭계를 이용한 광 위상변조기 측정 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR102602251B1
KR102602251B1 KR1020200176621A KR20200176621A KR102602251B1 KR 102602251 B1 KR102602251 B1 KR 102602251B1 KR 1020200176621 A KR1020200176621 A KR 1020200176621A KR 20200176621 A KR20200176621 A KR 20200176621A KR 102602251 B1 KR102602251 B1 KR 102602251B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
optical
phase modulator
sagnac interferometer
phase
signal
Prior art date
Application number
KR1020200176621A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20220086300A (ko
Inventor
류성준
배영석
이민우
신진우
장성훈
유준형
남정빈
Original Assignee
국방과학연구소
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 국방과학연구소 filed Critical 국방과학연구소
Priority to KR1020200176621A priority Critical patent/KR102602251B1/ko
Publication of KR20220086300A publication Critical patent/KR20220086300A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102602251B1 publication Critical patent/KR102602251B1/ko

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01JMEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J9/00Measuring optical phase difference; Determining degree of coherence; Measuring optical wavelength
    • G01J9/02Measuring optical phase difference; Determining degree of coherence; Measuring optical wavelength by interferometric methods
    • G01J9/0246Measuring optical wavelength
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01JMEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J5/00Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry
    • G01J5/02Constructional details
    • G01J5/08Optical arrangements
    • G01J5/0808Convex mirrors
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01JMEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J9/00Measuring optical phase difference; Determining degree of coherence; Measuring optical wavelength
    • G01J9/02Measuring optical phase difference; Determining degree of coherence; Measuring optical wavelength by interferometric methods
    • G01J2009/0261Measuring optical phase difference; Determining degree of coherence; Measuring optical wavelength by interferometric methods polarised
    • G01J2009/0265Measuring optical phase difference; Determining degree of coherence; Measuring optical wavelength by interferometric methods polarised with phase modulation

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optical Modulation, Optical Deflection, Nonlinear Optics, Optical Demodulation, Optical Logic Elements (AREA)
  • Gyroscopes (AREA)

Abstract

사냑 간섭계를 이용한 광 위상변조기 측정 장치는 사냑 간섭계, 상기 사냑 간섭계로 광 신호를 방출하는 레이저 소스, 및 상기 광 신호를 90도 편광으로 변환하는 편광기를 포함하고, 상기 사냑 간섭계는, 상기 광 신호를 분할하는 커플러, 광섬유 코일, 상기 커플러와 상기 광섬유 코일 사이의 하나의 경로 상에 연결되어 있는 위상변조기, 및 상기 커플러와 상기 광섬유 코일 사이의 다른 하나의 경로 상에 연결되어 있고 π/2 위상 바이어스를 갖는 비가역 위상 소자를 포함한다.

Description

사냑 간섭계를 이용한 광 위상변조기 측정 장치{MEASUREMENT DEVICE FOR OPTICAL PHASE MODULATOR USING SAGNAC INTERFEROMETER}
본 발명은 광 위상변조기 측정 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 사냑 간섭계를 이용한 광 위상변조기 측정 장치에 관한 것이다.
위상변조기(Phase modulator)는 인가되는 RF(Radio frequency) 신호를 이용하여 광신호의 위상을 변조시키는 수동 소자이다. 위상변조기는 광학계, 광통신, 광 마이크로파 기술의 구현을 위한 필수 소자로써, 다양한 광자 시스템에서 사용된다. 위상변조기는 광섬유 센서, 자이로스코프, 통합 광학 센서, 고성능 광학 집적 회로 등에 주로 사용된다. 최근에는 전자소자를 이용한 레이다 시스템의 기술적 한계를 극복하기 위한 광자기반 마이크로파 기술(Microwave photonics)에 적용되고 있다.
위상변조기에는 RF 신호와 광 신호가 혼용되어 사용되기 때문에 위상변조기를 수십 GHz 이상의 높은 주파수 대역에서 사용하기 위해서는 위상변조기의 주파수 응답특성의 측정은 필수적이다. 위상변조기의 주파수 응답특성을 측정하기 위한 방법으로, 마하-젠더 간섭계(Mach-Zehnder interferometer)의 한 쪽 경로에 위상변조기를 삽입하여 간섭신호를 관찰할 수 있다. 이 경우, 간섭신호의 변조 진폭과 주파수를 변경하면서 측정할 수 있지만, 간섭계의 위상차(위상 바이어스)가 π/2로 안정되어야 하는 조건이 필요하다. 광섬유를 이용하여 위상변조기 측정을 진행할 경우, 광 경로가 수 미터이므로 외부의 온도 및 섭동(perturbation)에 의해 위상 바이어스의 교란을 피하기 어려워 안정적이고 반복적인 측정이 제한된다.
간섭계를 사용하지 않는 방법으로, 위상변조기 피시험 장치(Device Under Test, DUT)의 광출력을 분광기로 측파 측정 및 분석하여 광변조 진폭 및 주파수 응답성을 추출할 수 있다. 하지만, 이 경우에는 분해능이 매우 높은 분광기, 예를 들어 페브리-페로 필터(Fabry-Perot filter)를 이용하여야 하고, 이에 따른 위상변조기 측정을 위한 수많은 장비가 필요하고 측정을 위한 구성이 복잡해지는 문제가 있다. 다른 방법으로, 위상변조기를 칩 상태에서 편광 변조 특성을 이용하여 위상변조 특성을 측정하는 방법이 있으나, 광섬유가 부착된 모듈 형태의 위상변조기에는 적용이 제한된다.
공개특허공보 제10-2013-0090544호(2013.08.14.)
Erwin H. 외 2인, 'A New Optical Phase Modulator Dynamic Response Measurement Technique', Journal of LIGHTWAVE TECHNOLOGY, Vol.26, No.16, 2008.08.15. E.H외 2인, 'A New Technique for Generating Negative Coefficients in Photonic Signal Processors Based on Dual-Input and Dual-Output Intensity Modulator Sagnac Interferometers', IEEE PHOTONICS TECH. LETTERS, Vol.18, No.11, 2006.06.01.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 사냑 간섭계에 비가역 위상 소자를 삽입하는 구조를 이용하여 위상변조기의 주파수 응답특성을 정확하게 측정할 수 있는 위상변조기 측정 장치를 제공함에 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 사냑 간섭계를 이용한 광 위상변조기 측정 장치는 사냑 간섭계, 상기 사냑 간섭계로 광 신호를 방출하는 레이저 소스, 및 상기 광 신호를 90도 편광으로 변환하는 편광기를 포함하고, 상기 사냑 간섭계는, 상기 광 신호를 분할하는 커플러, 광섬유 코일, 상기 커플러와 상기 광섬유 코일 사이의 하나의 경로 상에 연결되어 있는 위상변조기, 및 상기 커플러와 상기 광섬유 코일 사이의 다른 하나의 경로 상에 연결되어 있고 π/2 위상 바이어스를 갖는 비가역 위상 소자를 포함한다.
상기 비가역 위상 소자는, 광섬유를 통해 상기 커플러에 연결되어 있고 편광 신호를 45도 회전시키는 제1 편광 로테이터, 상기 광섬유 코일에 연결되어 있고 상기 편광 신호를 45도 회전시키는 제2 편광 로테이터, 및 상기 제1 편광 로테이터와 상기 제2 편광 로테이터 사이에 위치하는 0/4 파장판을 포함할 수 있다.
상기 제1 편광 로테이터 및 상기 제2 편광 로테이터 중 적어도 하나는 페러데이 로테이터일 수 있다.
상기 사냑 간섭계를 이용한 광 위상변조기 측정 장치는 상기 사냑 간섭계에 의해 형성된 간섭신호를 전기적 신호로 변환하는 광검출기, 상기 광 신호와 상기 간섭신호를 비교하여 상기 위상변조기의 주파수 응답특성을 분석하는 네트워크 분석기, 및 상기 광 신호의 경로를 상기 커플러 또는 상기 광검출기로 인가하는 서큘레이터를 더 포함할 수 있다.
상기 레이저 소스는 ASE(Amplified Spontaneous Emission) 광 신호를 방출하는 ASE 소스일 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 사냑 간섭계를 이용한 광 위상변조기 측정 장치는 광 신호를 방출하는 레이저 소스, 상기 광 신호를 90도 편광으로 변환하는 편광기, π/2 위상 바이어스를 갖는 비가역 위상 소자를 포함하고, 상기 광 신호를 입력받아 간섭신호를 형성하는 사냑 간섭계, 상기 사냑 간섭계에 의해 형성된 상기 간섭신호를 전기적 신호로 변환하는 광검출기, 및 상기 광 신호와 상기 간섭신호를 비교하여 상기 위상변조기의 주파수 응답특성을 분석하는 네트워크 분석기를 포함한다.
상기 사냑 간섭계는, 상기 광 신호를 분할하는 커플러, 광섬유 코일, 및 상기 커플러와 상기 광섬유 코일 사이의 하나의 경로 상에 연결되어 있는 위상변조기, 및 상기 커플러와 상기 광섬유 코일 사이의 다른 하나의 경로 상에 연결되어 있는 상기 비가역 위상 소자를 포함할 수 있다.
상기 비가역 위상 소자는, 광섬유를 통해 상기 커플러에 연결되어 있고 편광 신호를 45도 회전시키는 제1 편광 로테이터, 상기 광섬유 코일에 연결되어 있고 상기 편광 신호를 45도 회전시키는 제2 편광 로테이터, 및 상기 제1 편광 로테이터와 상기 제2 편광 로테이터 사이에 위치하는 0/4 파장판을 포함할 수 있다.
상기 제1 편광 로테이터 및 상기 제2 편광 로테이터 중 적어도 하나는 페러데이 로테이터일 수 있다.
상기 레이저 소스는 ASE(Amplified Spontaneous Emission) 광 신호를 방출하는 ASE 소스일 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 사냑 간섭계를 이용한 광 위상변조기 측정 장치는 다양한 광자 시스템 및 광자기반 마이크로파 기술에 널리 사용되는 위상변조기의 편광상태 및 주파수 응답특성을 정확하게 측정할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 광 위상변조기 측정 장치는 사냑 간섭계에 비가역 위상 소자를 삽입하는 구조로써 측정 장비의 사용을 최소화할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 광 위상변조기 측정 장치는 향후 위상변조기를 사용하는 광자 시스템, 광자 기반 RF 시스템 등에 널리 활용될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 사냑 간섭계를 이용한 광 위상변조기 측정 장치를 나타내는 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 비가역 위상 바이어스 소자를 나타내는 개념도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 사냑 간섭계를 이용한 광 위상변조기 측정 장치를 실제로 구현한 장비를 나타내는 예시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 사냑 간섭계를 이용한 광 위상변조기 측정 장치를 이용하여 측정한 위상변조기의 주파수 응답특성과 종래의 계측장비를 이용하여 측정한 위상변조기의 주파수 응답특성을 나타내는 그래프이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예들에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예들에 한정되지 않는다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.
또한, 명세서 전체에서, 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.
이하, 도 1 내지 3을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 사냑 간섭계를 이용한 광 위상변조기 측정 장치에 대하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 사냑 간섭계를 이용한 광 위상변조기 측정 장치를 나타내는 블록도이다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 비가역 위상 바이어스 소자를 나타내는 개념도이다. 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 사냑 간섭계를 이용한 광 위상변조기 측정 장치를 실제로 구현한 장비를 나타내는 예시도이다.
도 1 내지 3을 참조하면, 사냑 간섭계(Sagnac interferometer)를 이용한 광 위상변조기 측정 장치(10)는 레이저 소스(110), 편광기(120), 서큘레이터(circulator)(130), 50:50 커플러(140), 위상변조기(150), 비가역 위상 소자(160), 광섬유 코일(170), 광검출기(180) 및 네트워크 분석기(190)를 포함한다.
레이저 소스(110)는 사냑 간섭계로 광 신호를 방출하는 광학 소스이다. 레이저 소스(110)는 1550nm 가변 레이저일 수 있다. 레이저 소스(110)는 ASE(Amplified Spontaneous Emission) 광 신호를 방출하는 ASE 소스일 수 있다.
편광기(120)는 레이저 소스(110)에서 방출된 광 신호의 일축 방향의 편광을 서큘레이터(130)로 통과시킨다. 편광기(120)는 레이저 소스(110)에서 방출된 광 신호를 90도 편광으로 변환 및 고정시키는 편광 필터로서 역할을 할 수 있다.
실시예에 따라, 레이저 소스(110)와 편광기(120)는 수 nm 파장을 갖는 좁은 선폭 레이저(narrow line width laser source)로 대체될 수 있으며, 이러한 경우 소자의 비용과 삽입 손실이 감소하는 이점이 있다.
서큘레이터(130)는 광 신호의 경로를 선택하는 역할을 한다. 즉, 서큘레이터(130)는 입력되는 광 신호의 경로를 50:50 커플러(140) 또는 광검출기(180)로 인가하는 역할을 할 수 있다. 편광기(120)를 통해 편광 제어된 광 신호가 서큘레이터(130)를 통해 사냑 간섭계로 인가된다.
사냑 간섭계는 50:50 커플러(140), 위상변조기(150), 비가역 위상 소자(160) 및 광섬유 코일(170)을 포함한다.
50:50 커플러(140)는 서큘레이터(130)를 통해 입사되는 광 신호를 2개의 실질적으로 동일한 강도의 편광 신호로 분할한다. 분할된 2개의 편광 신호는 동일한 광경로를 서로 반대 방향으로 진행한다. 실시예에 따라, 서큘레이터(130)와 50:50 커플러(140)는 2×2 커플러로 대체될 수 있으며, 이러한 경우 소자의 비용과 삽입 손실이 감소하는 이점이 있다.
위상변조기(150)는 50:50 커플러(140)와 광섬유 코일(170) 사이의 하나 경로 상에 연결되어 있고, 비가역 위상 소자(160)는 50:50 커플러(140)와 광섬유 코일(170) 사이의 다른 하나의 경로 상에 연결되어 있으며, 광섬유 코일(170)은 위상변조기(150)와 비가역 위상 소자(160) 사이에 연결되어 있다. 광섬유 코일(170)의 길이는 1m 내지 20m로 제작/변경될 수 있다.
50:50 커플러(140)에 의해 분할된 제1 편광 신호는 비가역 위상 소자(160) 측으로 전달된다. 제1 편광 신호는 비가역 위상 소자(160), 광섬유 코일(170), 위상변조기(150) 순서로 전달되어 50:50 커플러(140)로 되돌아온다.
50:50 커플러(140)에 의해 분할된 제2 편광 신호는 위상변조기(150) 측으로 전달된다. 제2 편광 신호는 위상변조기(150), 광섬유 코일(170), 비가역 위상 소자(160) 순서로 전달되어 50:50 커플러(140)로 되돌아온다.
이때, 비가역 위상 소자(160)는 제1 편광 신호 및 제2 편광 신호의 편광축을 90도 회전시키고, 위상변조기(150)는 광 신호의 위상을 변조한다. 비가역 위상 소자(160)는 π/2 위상 바이어스를 가지며, 사냑 간섭계에 π/2 위상 바이어스를 설정한다.
도 2에 예시한 바와 같이, 비가역 위상 소자(160)는 2개의 편광 로테이터(161, 162)와 그 사이에 위치하는 0/4 파장판(zero quarter waveplate)(163)을 포함한다. 2개의 편광 로테이터(161, 162) 중 적어도 하나는 페러데이 로테이터(Faraday rotator)일 수 있다. 페러데이 로테이터는 페러데이 효과(Faraday effect)와 자기 광학 효과(magneto-optic effect)를 기반으로 하는 편광 로테이터이다. 제1 편광 로테이터(161)는 광섬유를 통해 50:50 커플러(140)에 연결되고, 제2 편광 로테이터(162)는 광섬유 코일(170)의 광섬유에 연결될 수 있다. 제1 편광 로테이터(161)와 제2 편광 로테이터(162)는 편광 신호를 45도 회전시킨다. 0/4 파장판(163)은 편광 신호를 회전시키는 역할을 하지 않으나, 온도에 대한 의존도가 낮고 외부 환경에 안정도가 높아 정확한 위상 지연을 만드는 역할을 할 수 있다.
위상변조기(150)를 경유하여 50:50 커플러(140)로 되돌아온 제1 편광 신호 및 제2 편광 신호는 50:50 커플러(140)에 의해 결합되어 간섭신호를 형성한다. 사냑 간섭계에 의해 형성된 간섭신호는 서큘레이터(130)를 통해 광검출기(180)로 입사된다.
광검출기(180)는 간섭신호를 전기적 신호로 변환한다. 네트워크 분석기(190)는 광검출기(180)에 인가된 광 신호와 간섭신호를 비교하여 위상변조기(150)의 전자광학 특성(주파수 응답특성)을 분석한다.
도 1에서 예시한 광 신호가 전달되는 광경로는 광 신호를 하나의 편광으로 유지시켜 주는 편광유지 광섬유(polarization maintain optical fiber)로 이루어질 수 있다.
이와 같이, 사냑 간섭계를 편광유지 간섭계로 구성하고 DUT((Device Under Test), 즉 위상변조기(150)가 사냑 간섭계에 삽입된다. 이때, 사냑 간섭계의 가역적 특성에 의해 위상 바이어스가 0이 되는데, π/2로 바이어스를 설정하기 위해 비가역 위상 소자(160)가 사냑 간섭계에 삽입된다. 이러한 구조를 통해 외부의 섭동에 의한 영향이 최소화될 수 있고, 매번 편광조절기로 바이어스를 조정할 필요 없이 장시간 안정적으로 π/2 위상 바이어스가 유지될 수 있으므로, 위상변조기(150)의 주파수 응답도를 왜곡없이 측정할 수 있다.
만일, 사냑 간섭계에 비가역 위상 소자(160)를 삽입하는 대신에 레이저 소스(110)로부터 50:50 커플러(140)로 입사되는 광 신호의 편광을 조절하는 편광조절기를 사용하는 경우에는 실시간 위상 바이어스 조정 및 편광상태에 따른 주파수 응답도 왜곡 등이 발생할 수 있다.
하지만, 본 발명의 실시예와 같이 사냑 간섭계를 편광유지 간섭계로 구성하고 비가역 위상 소자(160)를 사냑 간섭계에 삽입하면 실시간 위상 바이어스 조정 및 편광상태에 따른 주파수 응답도 왜곡 등을 사전에 방지할 수 있다.
수학식 1은 사냑 간섭계에 비가역 위상 소자(160)를 적용하기 전의 사냑 간섭계의 간섭신호의 크기를 나타낸다.
여기서, 는 광학 바이어스 크기의 초기값을 의미하며, 는 광학 바이어스의 위상값을 의미한다. 광학 바이어스 가 충분히 작은 경우 수학식 1은 아래의 수학식 2와 같이 표현될 수 있다.
수학식 2를 전개해서 풀면 cos(2ωt) 형태로 표현되기 때문에 인가되는 무선 주파수 신호에 대해서 위상변조기(150)의 위상값(ω)이 직접적으로 산출될 수 없다.
이를 해결하기 위해, 본 발명의 실시예에 같이 비가역 위상 소자(160)(π/2 위상 바이어스 소자)를 적용하면 비가역 위상 소자(160)에 의한 간섭신호의 크기 E0은 수학식 3과 같이 나타낼 수 있다.
수학식 4와 같이, 간섭신호의 크기와 인가되는 무선 주파수 신호 간의 선형성 확보가 가능하며, 위상변조기(150)의 위상값(ω)이 직접적으로 산출될 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 광 위상변조기 측정 장치는 사냑 간섭계에 비가역 위상 소자를 삽입하는 구조로써 측정 장비의 사용을 최소화할 수 있고, 위상변조기(150)의 편광상태 및 주파수 응답특성을 정확하게 측정할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 사냑 간섭계를 이용한 광 위상변조기 측정 장치를 이용하여 측정한 위상변조기의 주파수 응답특성과 종래의 계측장비를 이용하여 측정한 위상변조기의 주파수 응답특성을 나타내는 그래프이다.
도 4를 참조하면, 종래의 계측장비로써 Keysight N43743D 장비를 이용하였다.
본 발명의 실시예에 따른 사냑 간섭계를 이용한 광 위상변조기 측정 장치를 이용하여 위상변조기의 전자광학 특성(주파수 응답특성)을 분석한 결과와 종래의 계측장비를 이용하여 위상변조기의 전자광학 특성을 분석한 결과가 유사한 것을 확인할 수 있다.
지금까지 참조한 도면과 기재된 발명의 상세한 설명은 단지 본 발명의 예시적인 것으로서, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
10: 광 위상변조기 측정 장치
110: 레이저 소스
120: 편광기
130: 서큘레이터
140: 50:50 커플러
150: 위상변조기
160: 비가역 위상 소자
170: 광섬유 코일
180: 광검출기
190: 네트워크 분석기

Claims (10)

  1. 사냑 간섭계;
    상기 사냑 간섭계로 광 신호를 방출하는 레이저 소스; 및
    상기 광 신호를 90도 편광으로 변환하는 편광기를 포함하고,
    상기 사냑 간섭계는,
    상기 광 신호를 분할하는 커플러;
    광섬유 코일;
    상기 커플러와 상기 광섬유 코일 사이의 하나의 경로 상에 연결되어 있는 위상변조기; 및
    상기 커플러와 상기 광섬유 코일 사이의 다른 하나의 경로 상에 연결되어 있고 π/2 위상 바이어스를 갖는 비가역 위상 소자를 포함하고,
    상기 비가역 위상 소자에 의해 상기 사냑 간섭계는 외부의 섭동에 의한 영향을 줄이고 편광조절기에 의한 바이어스 조정 없이 π/2 위상 바이어스를 유지하여 편광상태에 따른 상기 위상변조기의 주파수 응답도 왜곡을 방지하고,
    상기 비가역 위상 소자에 의한 간섭신호의 크기와 상기 위상변조기에 인가되는 무선 주파수 신호 간의 선형성이 확보되어 상기 위상변조기의 위상값이 직접적으로 산출되는 사냑 간섭계를 이용한 광 위상변조기 측정 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 비가역 위상 소자는,
    광섬유를 통해 상기 커플러에 연결되어 있고 편광 신호를 45도 회전시키는 제1 편광 로테이터;
    상기 광섬유 코일에 연결되어 있고 상기 편광 신호를 45도 회전시키는 제2 편광 로테이터; 및
    상기 제1 편광 로테이터와 상기 제2 편광 로테이터 사이에 위치하는 0/4 파장판을 포함하는 사냑 간섭계를 이용한 광 위상변조기 측정 장치.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 제1 편광 로테이터 및 상기 제2 편광 로테이터 중 적어도 하나는 페러데이 로테이터인 사냑 간섭계를 이용한 광 위상변조기 측정 장치.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 사냑 간섭계에 의해 형성된 간섭신호를 전기적 신호로 변환하는 광검출기;
    상기 광 신호와 상기 간섭신호를 비교하여 상기 위상변조기의 주파수 응답특성을 분석하는 네트워크 분석기; 및
    상기 광 신호의 경로를 상기 커플러 또는 상기 광검출기로 인가하는 서큘레이터를 더 포함하는 사냑 간섭계를 이용한 광 위상변조기 측정 장치.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 레이저 소스는 ASE(Amplified Spontaneous Emission) 광 신호를 방출하는 ASE 소스인 사냑 간섭계를 이용한 광 위상변조기 측정 장치.
  6. 광 신호를 방출하는 레이저 소스;
    상기 광 신호를 90도 편광으로 변환하는 편광기;
    π/2 위상 바이어스를 갖는 비가역 위상 소자를 포함하고, 상기 광 신호를 입력받아 간섭신호를 형성하는 사냑 간섭계;
    상기 사냑 간섭계에 의해 형성된 상기 간섭신호를 전기적 신호로 변환하는 광검출기; 및
    상기 광 신호와 상기 간섭신호를 비교하여 상기 사냑 간섭계에 포함된 위상변조기의 주파수 응답특성을 분석하는 네트워크 분석기를 포함하고,
    상기 비가역 위상 소자에 의해 상기 사냑 간섭계는 외부의 섭동에 의한 영향을 줄이고 편광조절기에 의한 바이어스 조정 없이 π/2 위상 바이어스를 유지하여 편광상태에 따른 상기 위상변조기의 주파수 응답도 왜곡을 방지하고,
    상기 비가역 위상 소자에 의한 간섭신호의 크기와 상기 위상변조기에 인가되는 무선 주파수 신호 간의 선형성이 확보되어 상기 위상변조기의 위상값이 직접적으로 산출되는 사냑 간섭계를 이용한 광 위상변조기 측정 장치.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 사냑 간섭계는,
    상기 광 신호를 분할하는 커플러;
    광섬유 코일; 및
    상기 커플러와 상기 광섬유 코일 사이의 하나의 경로 상에 연결되어 있는 상기 위상변조기; 및
    상기 커플러와 상기 광섬유 코일 사이의 다른 하나의 경로 상에 연결되어 있는 상기 비가역 위상 소자를 포함하는 사냑 간섭계를 이용한 광 위상변조기 측정 장치.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 비가역 위상 소자는,
    광섬유를 통해 상기 커플러에 연결되어 있고 편광 신호를 45도 회전시키는 제1 편광 로테이터;
    상기 광섬유 코일에 연결되어 있고 상기 편광 신호를 45도 회전시키는 제2 편광 로테이터; 및
    상기 제1 편광 로테이터와 상기 제2 편광 로테이터 사이에 위치하는 0/4 파장판을 포함하는 사냑 간섭계를 이용한 광 위상변조기 측정 장치.
  9. 제8 항에 있어서,
    상기 제1 편광 로테이터 및 상기 제2 편광 로테이터 중 적어도 하나는 페러데이 로테이터인 사냑 간섭계를 이용한 광 위상변조기 측정 장치.
  10. 제6 항에 있어서,
    상기 레이저 소스는 ASE(Amplified Spontaneous Emission) 광 신호를 방출하는 ASE 소스인 사냑 간섭계를 이용한 광 위상변조기 측정 장치.
KR1020200176621A 2020-12-16 2020-12-16 사냑 간섭계를 이용한 광 위상변조기 측정 장치 KR102602251B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200176621A KR102602251B1 (ko) 2020-12-16 2020-12-16 사냑 간섭계를 이용한 광 위상변조기 측정 장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200176621A KR102602251B1 (ko) 2020-12-16 2020-12-16 사냑 간섭계를 이용한 광 위상변조기 측정 장치

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20220086300A KR20220086300A (ko) 2022-06-23
KR102602251B1 true KR102602251B1 (ko) 2023-11-13

Family

ID=82221727

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020200176621A KR102602251B1 (ko) 2020-12-16 2020-12-16 사냑 간섭계를 이용한 광 위상변조기 측정 장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102602251B1 (ko)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104348070A (zh) 2014-09-09 2015-02-11 中国科学院上海应用物理研究所 一种平衡光学微波再生系统

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101331980B1 (ko) 2012-02-06 2013-11-25 한국과학기술원 광섬유 광기반 균형 광세기 탐지법을 이용한 광신호와 전자신호 간 위상 탐지기 및 위상 탐지 방법

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104348070A (zh) 2014-09-09 2015-02-11 中国科学院上海应用物理研究所 一种平衡光学微波再生系统

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
E.H외 2인, 'A New Technique for Generating Negative Coefficients in Photonic Signal Processors Based on Dual-Input and Dual-Output Intensity Modulator Sagnac Interferometers', IEEE PHOTONICS TECH.*
Erwin H. 외 2인, 'A New Optical Phase Modulator Dynamic Response Measurement Technique', Journal of LIGHTWAVE TECHNOLOGY, Vol.26, No.16, 2008.08.15.*

Also Published As

Publication number Publication date
KR20220086300A (ko) 2022-06-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Zou et al. Microwave frequency measurement based on optical power monitoring using a complementary optical filter pair
Yao Microwave photonic sensors
Shi et al. High-speed electrooptic modulator characterization using optical spectrum analysis
Jungerman et al. High-speed optical modulator for application in instrumentation
Hosseini et al. Low-drift optoelectronic oscillator based on a phase modulator in a Sagnac loop
CN106656322A (zh) 利用相位调制器实现瞬时频率测量的装置及方法
WO2017002782A1 (ja) 電気光学プローブ、電磁波測定装置および電磁波測定方法
Shi et al. Resolution-enhanced fiber grating refractive index sensor based on an optoelectronic oscillator
Terra Chromatic dispersion measurement in optical fibers using optoelectronic oscillations
Zhu et al. Broadband instantaneous multi-frequency measurement based on a Fourier domain mode-locked laser
Iezekiel Measurement of microwave behavior in optical links
Fried et al. A scanning, all-fiber Sagnac interferometer for high resolution magneto-optic measurements at 820 nm
Zhang et al. Sensitivity-enhanced fiber strain sensing system based on microwave frequency scanning with the Vernier effect
Oton et al. High-speed FBG interrogation with electro-optically tunable Sagnac loops
Wen et al. Accuracy-enhanced wideband optical vector network analyzer based on double-sideband modulation
Xue et al. Large dynamic range optical vector analyzer based on optical single-sideband modulation and Hilbert transform
Zhang et al. Accurate calibration and measurement of optoelectronic devices
Zhang et al. 3D integrated optical E-field sensor for lightning electromagnetic impulse measurement
US6943871B1 (en) Optical dispersion measurement apparatus and measurement method using same
Jin Suppression of residual amplitude modulation of ADP electro-optical modulator in Pound-Drever-Hall laser frequency stabilization
Wang et al. Photonic microwave frequency measurement with improved resolution based on bandwidth-reduced stimulated Brillouin scattering
KR102602251B1 (ko) 사냑 간섭계를 이용한 광 위상변조기 측정 장치
Li et al. Investigation and cancellation of residual amplitude modulation in fiber electro-optic modulator based frequency modulation gas sensing technique
Shan et al. All fiber real-time laser wavelength measurement method based on Faraday rotation effect
Jaatinen et al. Compensating for frequency shifts in modulation transfer spectroscopy caused by residual amplitude modulation

Legal Events

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