KR20000018928A - Semiconductor light wavelength converter of cross gain modulation type - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 파장 다중화 광통신 시스템을 구현하기 위하여 핵심적으로 요구되는 소자 중의 하나인 광파장 변환기에 관한 것으로서, 특히 입력된 광 데이터 신호의 파장을 짧은 방향으로 변환하거나 긴 방향으로 변환하는 경우에 관계없이 입력신호의 소광비보다 출력되는 파장 변환신호의 소광비를 더욱 크게 개선하기 위한 교차 이득 변조(Cross Gain Modulation; XGM)형 광 파장 변환기에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical wavelength converter, which is one of the essential elements for implementing a wavelength multiplexing optical communication system. In particular, the present invention relates to an input signal irrespective of whether a wavelength of an input optical data signal is converted in a short direction or a long direction. The present invention relates to a cross gain modulation (XGM) type optical wavelength converter for further improving the extinction ratio of the output wavelength conversion signal than that of the extinction ratio.
광파장 변환기는 임의 파장으로 입력된 광신호 펄스를 원하는 다른 파장의 광신호 펄스로 변환시키는 것으로서, 하나의 파장에 실린 데이터를 다른 파장의 데이터로 옮기는 기능을 갖는다.The optical wavelength converter converts an optical signal pulse input at an arbitrary wavelength into an optical signal pulse of another desired wavelength, and has a function of transferring data carried in one wavelength into data of another wavelength.
이러한 광 파장 변환기의 기능을 구현하는 일반적인 방법은 다음과 같이 몇가지 방법들이 제시되고 있으며 많은 연구들이 진행되고 있는 상황이다.As a general method for realizing the function of the optical wavelength converter, several methods are proposed as follows, and a lot of studies are being conducted.
첫 번째로는, 기존의 광송,수신모듈을 이용하는 방법으로서, 전송된 광신호를 수신기로 검출하여 이를 전기 신호로 변환한 후에 전기적으로 증폭하고 이를 원하는 파장의 광신호를 발생시키는 광 송신기에 입력하여 광신호가 출력되게 하는 방법이다. 이러한 방법은 시스템이 복잡하고 데이터 속도의 제한 및 시스템 단가가 높아지는 등의 문제점을 갖고 있다.Firstly, the conventional optical transmission and reception module uses a receiver, which detects a transmitted optical signal with a receiver, converts it into an electrical signal, electrically amplifies it, and inputs it to an optical transmitter that generates an optical signal having a desired wavelength. The optical signal is outputted. This method has problems such as complicated system, limited data rate, and high system cost.
두 번째로는, 기존의 레이저 다이오드에 포화 흡수층이 집적된 구조이다. 이 구조는 흡수층에 일정 세기 이상의 광신호가 입력되면 더 이상의 흡수가 일어나지 않는 포화 현상을 일으키게 되어 레이저 부분에서 발진되는 임의의 파장의 광신호가 통과하여 출력되는 것이다. 즉, 흡수층 부분을 광 게이트로 이용한 경우로서 비교적 간단한 구조이나 편광 및 속도 특성 등에서 한계를 갖는 단점이 있다.Secondly, a saturated absorbing layer is integrated in a conventional laser diode. In this structure, when an optical signal having a predetermined intensity or more is input to the absorbing layer, a saturation phenomenon occurs in which no further absorption occurs, and an optical signal having an arbitrary wavelength oscillated in the laser portion passes through and is output. That is, when the absorber layer portion is used as the light gate, there is a disadvantage in that it has a limitation in a relatively simple structure, polarization and velocity characteristics.
세 번째로는, 반도체 광증폭기의 3차 비선형 효과에 근거한 4중 축첩 현상을 이용한 것으로서, 기준 파장의 광원에 가까이 있는 파장의 신호에 대하여 파장 간격 차이 만큼의 반대편의 파장의 신호가 재생되는 것을 이용한 것이다. 이 경우는 신호의 데이터 속도에 관계 없이 변환되는 투명성을 갖고 있으나 변환 효율이 극히 낮아 고출력의 광원이 필요한 단점을 갖고 있으며, 기준 광원의 파장과 광신호의 파장의 간격이 가까워야 하는 제한이 있게 된다.Thirdly, the quadruple phenomena based on the third order nonlinear effect of the semiconductor optical amplifier are used, and the signals of wavelengths opposite to the wavelength gap are reproduced for the signals of wavelengths close to the light source of the reference wavelength. will be. In this case, transparency is converted regardless of the data rate of the signal, but the conversion efficiency is extremely low, which requires a high power light source, and there is a limitation that the distance between the wavelength of the reference light source and the wavelength of the optical signal should be close. .
네 번째는, 반도체 광증폭기의 이득 포화 상태에서 광신호의 변조에 의해 반송자의 농도가 변조되고 결국은 굴절률이 변조되어 위상이 π만큼 변하는 것을 이용한 교차 위상 변조(Cross Phase Modulation; XPM) 방법이 있다. 이 방법에서는 입력 광신호에 의해 위상이 π 만큼 변하게 하는 광증폭기와 위상 변화가 없는 광증폭기로 구성되어져 있어 이들을 통과하는 변환 광원의 간섭 현상을 이용하는 것이다.Fourthly, there is a cross phase modulation (XPM) method using a carrier that is modulated by an optical signal in a gain saturation state of a semiconductor optical amplifier, and thus a refractive index is modulated so that the phase is changed by π. . This method consists of an optical amplifier which changes the phase by π by the input optical signal and an optical amplifier without phase change, and uses the interference phenomenon of the converted light source passing through them.
다섯 번째는, 본 발명이 근거로 하는 것으로서 반도체 광증폭기의 이득 포화 현상을 이용한 교차 이득 변조 방법이다. 반도체 광증폭기에 이득 포화 현상이 발생하도록 입력 신호가 커지면 이득이 감소되고 입력 신호가 작으면 오히려 이득이 커지는 현상을 이용한 것으로서 펄스의 업/다운(up/down)이 바뀌는 형태의 파장 변환 신호를 출력하게 한다.Fifth, the present invention is based on a cross gain modulation method using gain saturation of a semiconductor optical amplifier. The gain is decreased when the input signal is large so that gain saturation occurs in the semiconductor optical amplifier, and when the input signal is small, the gain is increased. The wavelength conversion signal in which the pulse's up / down is changed is outputted. Let's do it.
상기와 같은 방법들 중에서 교차 이득 변조(XGM) 방법은 가장 간단히 시스템을 구성할 수 있으면서 10Gbps 이상의 높은 속도에서도 양호한 특성을 보이고 있는 것으로 알려져 있다. 이에 따른 종래기술의 교차 이득 변조형 광 파장 변환기의 구조의 실시예들을 첨부된 도면을 참조로 하여 설명하면 다음과 같다.Among the above methods, the cross-gain modulation (XGM) method is known to show the good characteristics even at a high speed of 10 Gbps or more while being the simplest system. Hereinafter, exemplary embodiments of the structure of the conventional cross-gain modulated optical wavelength converter will be described with reference to the accompanying drawings.
먼저, 도 1은 단 하나의 반도체 광 증폭기를 이용하는 광파장 변환기의 구조이다. 이 구조는, CW(Continuous Wave) 상태의 파장 변환의 입력광(3)이 교차 이득 변조가 발생하는 반도체 광 증폭기(1)에 입력된다. 이렇게 입력광(3)이 입력되고 있으면서 입력 데이터 광신호(2)의 세기가 커서 반도체 광 증폭기(1)를 이득 포화시키게 되면 이 포화 현상에 의해 상기 파장 변환 입력광(3)에 대한 이득 변조가 일어난다. 즉, 이러한 이득 변조에 의해 파장 변환 입력광(3)으로 데이터 변환이 되어 파장 변환된 데이터 광신호(4)가 출력된다.First, FIG. 1 is a structure of an optical wavelength converter using only one semiconductor optical amplifier. In this structure, the input light 3 of the wavelength conversion in the CW (Continuous Wave) state is input to the semiconductor optical amplifier 1 in which cross gain modulation occurs. When the input light 3 is being input and the intensity of the input data optical signal 2 is large and the semiconductor optical amplifier 1 is gain saturated, gain saturation of the wavelength conversion input light 3 is caused by this saturation phenomenon. Happens. That is, data conversion is performed on the wavelength conversion input light 3 by the gain modulation, and the wavelength-converted data optical signal 4 is output.
그러나, 이와 같은 도 1의 구성에 따른 교차 이득 변조 방법은 입력 신호의 파장보다 긴 파장으로 변환할 때는 소광비가 약화되는 결과를 가져와서 시스템 성능을 떨어뜨리게 된다[미국특허 제 5,264,960 호, 1993.11.23 참조]. 이는 반도체 광증폭기의 이득 스팩트럼의 특성에 의한 것으로서 증폭기 자체적으로는 조절할 수 없는 것이다.However, the cross gain modulation method according to the configuration of FIG. 1 results in the extinction ratio being weakened when converted to a wavelength longer than the wavelength of the input signal, thereby degrading the system performance [US Patent No. 5,264,960, 1993.11.23. Reference]. This is due to the characteristics of the gain spectrum of the semiconductor optical amplifier and cannot be adjusted by the amplifier itself.
이에 비하여 CNET(프랑스) 연구소의 Sandrine Chelles등에 의해 제안된 도 2 및 도 3의 경우에는 두 개의 반도체 광증폭기를 연속적으로 연결시켜서 소광비를 개선할 수 있음을 보여주었다["Extinction Ratio of Cross Gain Modulation Multistage Wavelength Converters : Model and Experiments", IEEE Photonics Technol.Lett. Vol.9. No.6 참조].In contrast, in the case of FIGS. 2 and 3 proposed by Sandrine Chelles et al. Of the CNET (France) laboratory, the extinction ratio can be improved by connecting two semiconductor optical amplifiers in succession ["Extinction Ratio of Cross Gain Modulation Multistage Wavelength Converters: Model and Experiments ", IEEE Photonics Technol. Lett. Vol. 9. No. 6].
상기한 도 2의 동작 원리를 살펴보면, 두 개의 제 1 및 제 2 반도체 광증폭기(1, 5)에 동시에 입력 데이터 광신호(2)가 입력된다. 이렇게 입력된 입력 데이터 광신호(2)는 CW 상태의 파장 변환의 입력광(3)이 입력되고 있는 제 1 반도체 광증폭기(1)를 통과하여서 파장 변환된 데이터 광신호(4)를 출력한다. 이 1차로 파장 변환된 데이터 광신호(4)와 상기 입력된 데이터 광신호(2)가 제 2 반도체 광 증폭기(5)에 통과되어 소광비를 증가 시키는 구조이다. 이 구조의 경우는 1차 변환된 신호가 펄스의 업/다운 형태가 반전된 모양으로 입력 신호의 펄스로 이득 변조되어 있는 제 2 광 증폭기(5)에 입력되면서 소광비가 더욱 증가된 신호를 추출할 수 있게 되는 것이다. 이 경우에 소광비의 변환 파장에 관계없이 소광비가 개선됨을 보였다.Referring to the operating principle of FIG. 2, the input data optical signal 2 is simultaneously input to two first and second semiconductor optical amplifiers 1 and 5. The input data optical signal 2 thus input passes through the first semiconductor optical amplifier 1 into which the input light 3 of CW conversion is input, and outputs the wavelength converted data optical signal 4. This first wavelength-converted data optical signal 4 and the input data optical signal 2 pass through the second semiconductor optical amplifier 5 to increase the extinction ratio. In the case of this structure, as the first-converted signal is input to the second optical amplifier 5 which is gain-modulated by the pulse of the input signal in the shape of inverting the up / down of the pulse, the signal having an increased extinction ratio can be extracted. It will be possible. In this case, the extinction ratio was improved regardless of the conversion wavelength of the extinction ratio.
도 3의 경우는, 2개의 반도체 광 증폭기(1, 5)에 두 가지 파장의 CW 상태의 파장 변환 광원(3, 7)을 입력하는 경우이다. 이와 같은 도 3의 경우는 두 번의 광 변환 과정이 순차적으로 진행되어야 한다. 이 경우에는 짧은 파장으로 변환할때에는 소광비를 더욱 증가 시킬 수 있으나 긴 파장으로 변환할 때는 더욱 악화되고 2개의 변환 광원이 있어야 하는 단점이 있다.In the case of FIG. 3, the wavelength converting light sources 3 and 7 of two wavelengths are input to the two semiconductor optical amplifiers 1 and 5. 3, two light conversion processes must be sequentially performed. In this case, the extinction ratio can be further increased when converting to a shorter wavelength, but it is worse when converting to a longer wavelength and there are disadvantages of having two converted light sources.
이상과 같이 상기 도 1과 같은 단일 반도체 광증폭기를 이용한 경우에는 구조는 간단하나 소광비가 감소되는 결과를 초래하기 때문에 시스템 적용에 한계성이 있고, 도 2의 경우에는 소광비를 개선하는 효과를 가져오나 시스템이 복잡해지는 문제점이 있으며, 그리고 도 3의 경우는 파장을 길게 하는 쪽의 변환에는 소광비가 감소되는 문제점이 있었다.As described above, in the case of using the single semiconductor optical amplifier as shown in FIG. 1, the structure is simple, but the extinction ratio is reduced, resulting in a limitation in application of the system. In the case of FIG. 2, the extinction ratio is improved. This problem is complicated, and in the case of FIG. 3, the extinction ratio is reduced in the conversion of the longer wavelength.
따라서, 본 발명에서는 상기와 같은 교차 이득 변조형 광파장 변환기에서 나타나는 파장의 방향에 따른 소광비의 감소 현상이나 시스템의 복잡성을 개선하기 위해서, 종래기술과는 동작원리가 다르고 비교적 간단한 구조로서 파장의 방향에 관계없이 입력신호의 소광비보다 파장 변환 신호의 소광비를 더욱 증가시키는데 그 목적이 있다.Therefore, in the present invention, in order to improve the extinction ratio reduction phenomenon or the complexity of the system according to the wavelength direction shown in the cross-gain modulated optical wavelength converter as described above, the operation principle is different from the prior art and it is a relatively simple structure in the direction of the wavelength. Regardless, the purpose is to increase the extinction ratio of the wavelength conversion signal more than the extinction ratio of the input signal.
도 1은 종래기술의 제 1 실시예로서, 한 개의 반도체 증폭기로 구성된 교차 이득 변조형 광 파장 변환기 구조도,1 is a first embodiment of the prior art, the structure of the cross-gain modulation optical wavelength converter composed of one semiconductor amplifier,
도 2는 종래기술의 제 2 실시예로서, 두 개의 반도체 증폭기로 구성된 교차 이득 변조형 광 파장 변환기 구조도,FIG. 2 is a schematic diagram of a cross-gain modulated optical wavelength converter composed of two semiconductor amplifiers according to a second embodiment of the prior art.
도 3은 종래기술의 제 3 실시예로서, 두 개의 반도체 증폭기로 구성된 교차 이득 변조형 광 파장 변환기 구조도,3 is a third embodiment of the prior art, the structure of the cross-gain modulation optical wavelength converter consisting of two semiconductor amplifiers,
도 4는 본 발명에 따른 전치 증폭기가 집적된 교차 이득 변조형 광 파장 변환기 구조도,4 is a structural diagram of a cross gain modulated optical wavelength converter in which a preamplifier is integrated according to the present invention;
도 5는 종래기술과 본 발명에 따른 교차 이득 변조형 광 파장 변환기의 특성 비교 곡선도.5 is a characteristic comparison curve diagram of a cross gain modulated optical wavelength converter according to the prior art and the present invention;
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for the main parts of the drawings
1, 5 : 반도체 광 증폭기 2 : 입력 데이터 광 신호1, 5: semiconductor optical amplifier 2: input data optical signal
3, 7 : CW(Continuous Wave)상태의 변환 파장의 입력광3, 7: Input light of conversion wavelength in CW (Continuous Wave) state
4 : 1차 파장 변환된 출력 데이터 광 신호4: Output Data Optical Signal of First Wavelength Conversion
6 : 최종 파장 변환된 출력 데이터 광 신호6: the final wavelength converted output data optical signal
8 : 전치 증폭기 9 : 1 x 2 광결합기8: preamplifier 9: 1 x 2 optical coupler
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 교차 이득 변조형 광 파장 변환기는, 데이터 입력 광신호를 증폭시켜 출력시키는 전치 증폭기와; 상기 전치 증폭기를 통과한 데이터 광신호를 제 1 출력 단자를 통해서 입력하고, 입력단자를 통해서 입력되는 연속파(CW) 상태의 입력광이 파장 변환된 광신호를 최종적으로 제 2 출력 단자를 통해서 출력하는 광 결합기와; 및 상기 입력 데이터 광신호가 없을 경우에는 데이터 광신호와 반대 방향으로 진행하는 CW상태의 파장변환 광원이 파장변환용 반도체 광증폭기를 통과한 후에 상기 전치 증폭기를 이득 포화시키고, 상기 입력 데이터 광신호가 있을 경우에는 파장 변환용 반도체 광 증폭기를 통과한 상기 CW 상태의 원하는 파장 변환 광원의 세기가 감소되어 상기 전치 증폭기의 포화상태를 완화시켜 데이터 신호의 이득이 증가되도록 하여서 파장변환용 반도체 광증폭기의 포화상태를 더욱 강화시키고 상기 진행방향으로 CW 상태의 파장 변환된 광신호가 상기 광 결합기의 제 2 출력단자를 통해 출력하는 파장 변환용 반도체 광 증폭기로 구성되어, 하나의 여기신호 및 조사 신호를 주입하여 파장 변환 광신호의 소광비를 더욱 크게 한 것을 특징으로 한다.The cross gain modulated optical wavelength converter of the present invention for achieving the above object comprises: a preamplifier for amplifying and outputting a data input optical signal; The data optical signal passing through the preamplifier is input through the first output terminal, and the input light of the continuous wave (CW) state inputted through the input terminal is finally outputted through the second output terminal. An optical coupler; And in the absence of the input data optical signal, gain-saturation of the preamplifier after the wavelength conversion light source in a CW state traveling in a direction opposite to the data optical signal passes through the wavelength conversion semiconductor optical amplifier, and the input data optical signal is present. The intensity of the desired wavelength conversion light source in the CW state passing through the wavelength conversion semiconductor optical amplifier is reduced to relax the saturation state of the preamplifier so that the gain of the data signal is increased, thereby reducing the saturation state of the wavelength conversion semiconductor optical amplifier. It is further composed of a wavelength conversion semiconductor optical amplifier for further strengthening and outputting the wavelength-converted optical signal in the CW state through the second output terminal of the optical coupler, by injecting one excitation signal and irradiation signal The extinction ratio of the signal is further increased.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조로 하여 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
본 발명의 교차 이득 변조(XGM)형 광파장 변환기는, 도 4에 도시된 바와 같이, 입력 데이터 광신호(2)가 파장 변환용 반도체 광 증폭기(1)에 입력되기 전에 전치 증폭기로서 이용되는 반도체 광 증폭기(이하, '전치 증폭기'라 칭함)(8)를 통과하도록 하고, 이후에 1x2 광 결합기(9)의 제 1 단자(9a)와 제 2 단자(9b)를 거쳐서 파장 변환용 반도체 광 증폭기(1)의 일측단자에 입력되고, 그 반도체 광 증폭기(1)의 타측 단자에 여기신호인 원하는 CW 상태의 파장 변환 신호(3; 또는 CW 상태의 파장변환용 광원이라 칭함)가 입력되어져 파장 변환된 데이터 신호가 1x2 광 결합기(9)의 제 3 단자(9c)로 출력(6)되도록 구성되어 있다. 여기서, 상기 파장 변환용 광원을 파장 가변 광원으로 사용할 수 있다.In the cross gain modulation (XGM) type optical wavelength converter of the present invention, as shown in Fig. 4, a semiconductor light used as a preamplifier before the input data optical signal 2 is input to the semiconductor optical amplifier 1 for wavelength conversion. The amplifier (hereinafter referred to as a 'preamplifier') 8, and then through the first terminal 9a and the second terminal 9b of the 1x2 optical coupler 9, a semiconductor optical amplifier for wavelength conversion ( 1 is inputted to one terminal of the semiconductor optical amplifier 1, and a wavelength conversion signal 3 (or referred to as a wavelength conversion light source for CW conversion in the CW state), which is an excitation signal, is input to the other terminal of the semiconductor optical amplifier 1. The data signal is configured to be output 6 to the third terminal 9c of the 1x2 optical coupler 9. Here, the wavelength conversion light source may be used as the variable wavelength light source.
이 구조의 동작 원리를 살펴 보면, 입력 광신호(2; 조사 신호)가 "OFF" 상태일 때, 즉, 입력 신호가 없는 경우에는, CW 상태의 파장 변환 신호(3)가 파장 변환용 반도체 광 증폭기(1)를 통과한 후 전치 증폭기(8)를 이득 포화 시킨 상태가 된다.Referring to the operation principle of this structure, when the input optical signal 2 (irradiation signal) is in the " OFF " state, that is, when there is no input signal, the wavelength conversion signal 3 in the CW state is the semiconductor light for wavelength conversion. After passing through the amplifier 1, the preamplifier 8 is in a state of gain saturation.
입력 광신호(2)가 "ON" 상태가 되면, 입력 광신호(2)가 전치 증폭기(8)를 통하여 일정한 이득의 증폭률을 갖게 된다. 이 전치 증폭기(8)를 통과한 입력광신호(2)는 광 결합기(9)를 거쳐 파장 변환용 광 증폭기(1)에 입력되어진다. 이때 파장 변환용 증폭기(1)에서 이득이 감소되는 이득 포화 현상을 보이게 된다.When the input optical signal 2 is turned "ON", the input optical signal 2 has a constant gain amplification rate through the preamplifier 8. The input optical signal 2 passing through this preamplifier 8 is input to the wavelength conversion optical amplifier 1 via the optical combiner 9. In this case, a gain saturation phenomenon in which the gain is reduced in the wavelength conversion amplifier 1 is shown.
이에 따라 파장 변환용 증폭기(1)를 통과하는 CW상태의 파장 변환용 입력광(3)의 세기가 감소되면서 전치증폭기(8)로 입력됨으로써 이득포화 상태에 있는 전치 증폭기의 이득 포화상태로 부터 벗어나게 되어 이득률이 증가되는 결과를 얻게 된다.As a result, the intensity of the CW-converted input light 3 passing through the wavelength-converting amplifier 1 is reduced and input to the preamplifier 8, thereby deviating from the gain saturation of the pre-saturation amplifier in the gain-saturation state. This results in increased gain.
그러므로, 파장 변환용 광 증폭기(1)에 입력되는 데이터 신호(2)의 세기를 더욱 크게 하여 포화상태를 더욱 강화시키고 파장변환신호의 이득이 더욱 감소되어 전치 증폭기로 입력되는 순환과정을 겪게 되는 것이다. 이러한 순환 과정에 의하여 입력 광신호의 초기 상태의 소광비에 비하여 증가된 소광비의 신호가 파장 변환용 광증폭기로 입력되는 것이다. 따라서 최종적으로는 소광비가 개선된 파장 변환 광신호(4)를 얻게 되는 것이다.Therefore, the intensity of the data signal 2 input to the wavelength conversion optical amplifier 1 is further increased to enhance the saturation state, and the gain of the wavelength conversion signal is further reduced to undergo a cyclic process input to the preamplifier. . By this cyclic process, the signal of the extinction ratio increased compared to the extinction ratio of the initial state of the input optical signal is input to the wavelength conversion optical amplifier. Therefore, the wavelength conversion optical signal 4 having an improved extinction ratio is finally obtained.
도 5는 본 발명에서 제안한 도 4 구조의 파장 변환기의 경우와 기존의 교차 이득 변조형 파장 변환기에 대해 전산모의를 통하여 얻어진 특성 비교 곡선이다. 전산 모의는 다중분할 반도체 광증폭기 모델을 이용하여 계산되었다. 도 5에서 점선은 종래의 단일 반도체 광증폭기의 경우를 나타내고, 실선은 본 발명의 전치 증폭기가 연결되어 있는 경우를 나타낸다.FIG. 5 is a characteristic comparison curve obtained through computer simulations of the wavelength converter of the FIG. 4 structure proposed in the present invention and the conventional cross-gain modulated wavelength converter. Computer simulations were calculated using a multipart semiconductor optical amplifier model. In FIG. 5, the dotted line shows the case of the conventional single semiconductor optical amplifier, and the solid line shows the case where the preamplifier of the present invention is connected.
표 1은 본 전산 모의에서 사용된 변수 값을 나타내고 있다. CW상태의 파장 변환 광원(3)의 파장과 세기는 각각이 1550nm, -20 dBm 이었으며, 각 증폭기에 입력된 전류는 200mA로 하였다. 입력 데이터 신호의 파장은 두 가지로서 1540nm과 1560nm 이었다. 즉, 파장이 긴 쪽으로의 변환과 짧은 쪽으로의 변환을 고려한 것이다.Table 1 shows the variable values used in this computer simulation. The wavelength and intensity of the CW conversion wavelength light source 3 were 1550 nm and -20 dBm, respectively, and the current input to each amplifier was 200 mA. There were two wavelengths of the input data signal, 1540 nm and 1560 nm. That is, the conversion to the longer wavelength and the shorter wavelength are considered.
상기와 같은 계산 결과에서 보듯이, 도 5의 점선 곡선을 참조하면 단일 광증폭기를 사용한 이득 변조에 의한 파장 변환의 소광비는 짧은 파장으로의 변환에는 입력 신호에 대한 변환 신호의 dB단위의 소광비 비율이 1보다 크지만, 긴 파장으로의 변환에는 이 소광비 비율이 1보다 작아 소광비 특성이 나빠지는 문제가 있다. 이에 반하여 본 발명의 경우(실선 곡선)에는 두 가지 모두에 있어서 계산 결과로는 출력이 급격하게 변화는 입력 신호의 세기 범위에서 파장이 길고 짧음에 관계없이 모두 소광비 비율이 2보다 커지는 결과를 볼 수가 있다.As shown in the above calculation results, referring to the dotted line curve of FIG. 5, the extinction ratio of wavelength conversion by gain modulation using a single optical amplifier has a extinction ratio ratio of the conversion signal in dB to the input signal when converting to a short wavelength. Although larger than 1, there is a problem that the extinction ratio characteristic becomes worse because the extinction ratio ratio is smaller than 1 for conversion to a long wavelength. On the other hand, in the case of the present invention (solid line curve), in both cases, the result of the calculation shows that the output suddenly changes, the extinction ratio ratio becomes larger than 2 regardless of the long and short wavelength in the input signal intensity range. have.
이상과 같은 본 발명의 광 파장 변환기는 2개의 반도체 광증폭기와 1x2 광결합기가 집적화되는 비교적 간단한 구조이고, 하나의 여기신호 및 조사신호를 주입하여 파장 변환된 출력 신호의 소광비를 개선시킴으로써, 파장분할 다중화 광통신 시스템의 성능을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.The optical wavelength converter of the present invention as described above has a relatively simple structure in which two semiconductor optical amplifiers and a 1x2 optical coupler are integrated, and injects one excitation signal and an irradiation signal to improve the extinction ratio of the wavelength-converted output signal. There is an effect that can improve the performance of the multiplexed optical communication system.
Claims (4)
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20030077089A (en) * | 2002-03-25 | 2003-10-01 | 학교법인연세대학교 | Method of up-conversion of all-optical signal through cross-gain modulation in semiconductor optical amplifier and apparatus thereof |
| KR100470869B1 (en) * | 2000-05-23 | 2005-02-21 | 주식회사 케이티 | Apparatus for converting wavelength of optical signal |
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1998
- 1998-09-07 KR KR10-1998-0036779A patent/KR100306707B1/en not_active IP Right Cessation
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|---|---|---|---|---|
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| KR20030077089A (en) * | 2002-03-25 | 2003-10-01 | 학교법인연세대학교 | Method of up-conversion of all-optical signal through cross-gain modulation in semiconductor optical amplifier and apparatus thereof |
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