KR20010003111A - 정렬 도파로를 구비한 광파장 분할기/결합기 및 그 정렬장치 - Google Patents

정렬 도파로를 구비한 광파장 분할기/결합기 및 그 정렬장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 정렬 도파로를 구비한 광파장 분할기/결합기 및 그 정렬장치에 관한 것으로, 정렬 도파로를 구비한 광파장 분할기/결합기는 복수 개의 입력 도파로; 입력 도파로로부터 입력되는 광신호를 배분하는 제1성형 결합기; 서로 다른 길이를 갖는 복수의 도파로를 통해 배분된 광신호를 도파하여 도파된 광신호가 서로 다른 위상을 갖게하는 광도파로 어레이 격자; 서로 다른 위상을 갖는 광신호를 회절시켜서 서로 간섭이 일어난 광신호를 출력하는 제2성형 결합기; 제2성형 결합기에 연결되어 간섭이 일어난 광신호를 출력하는 복수 개의 출력 도파로; 및 제1성형 결합기의 출력단에 연결되고, 광도파로 어레이 격자 및 출력 도파로들의 바깥쪽에 형성되어 제1성형 결합기에서 출력되는 광신호를 파장과 무관하게 도파하는 복수의 정렬 도파로를 포함함을 특징으로한다.
본 발명에 의하면, 광파장 분할기/결합기와 같은 광도파로 소자를 광섬유 블럭과 결합할 때 기능 수행에 필요한 도파로외에 정렬 도파로를 구비함으로써 기능 수행과 무관하게 정렬할 수 있다.

Description

정렬 도파로를 구비한 광파장 분할기/결합기 및 그 정렬장치{AWG WDM comprising alignment waveguide and apparatus for aligning it}
본 발명은 정렬 도파로를 구비한 광파장 분할기/결합기 및 그 정렬장치에 관한 것이다.
일반적으로 도파로형 광소자가 실제로 전송 네트웍에 사용되기 위해서는 광섬유와의 정렬 및 접착이 이루어져야한다. 정렬 및 접착은, 먼저, 광을 입력 광섬유 어레이에 입사시키고, 입력 광섬유 어레이와 광소자의 입력 도파로 어레이와 정렬한다. 다음으로, 광소자의 출력 도파로 어레이와 출력 광섬유 어레이를 정렬시켜 광이 도파되도록하고, 출력 광섬유 어레이의 최외곽에 있는 두 포트로 도파된 광의 세기를 검출한다. 검출 시, 광섬유들과 광소자를 미세조정하여 광이 최대로 도파되는 위치를 찾은 후 접착한다.
도 1a는 종래의 광파장 분할기/결합기를 도시한 것이다. 도 1b는 도 1a의 광파장 분할기/결합기와 정렬되는 광섬유 블럭의 단면도이다.
도 1a에 도시된 광파장 분할기/결합기는 입력 도파로 어레이(101), 제1성형 결합기(Star Coupler, 102), 도파로 어레이 격자(Arrayed Waveguide Grating, 103, 이하 AWG라 함), 제2성형 결합기(104) 그리고 출력 도파로 어레이(105)를 포함한다. 도 1b에 도시된 광섬유 블럭은 각각 광파장 분할기/결합기의 입력 도파로 어레이(101) 및 출력 도파로 어레이(105)에 정렬되고 접착된다.
이러한 광파장 분할기/결합기와 같은 광소자는 파장특성을 갖고있으므로, 광소자와 광섬유블럭을 정렬하고 접착하기위해서는 공간적인 미세정렬 및 파장특성을 확인하여 이들을 만족하는 최적 위치를 찾아야한다. 그러나, 광소자는 제조되는 소자마다 파장특성이 다를 수 있으므로 정렬하기 전에 정확한 파장특성을 알고있어야하며, 복수의 광원이 필요하는 등 복잡하고 많은 장비가 요구되는 문제점이 있다.
또한, 광파장 분할기/결합기에 있어서, 실시간으로 임의의 위치에서 전송되는 광신호를 모니터링하는 것이 중요하다. 종래의 모니터링 방법은 각 포트에서 출력되는 신호 정보를 읽어서 파장을 검출한다. 그러나, 이 방법은 전송선의 끝단 또는 소자의 출력단에서 출력되는 광신호를 검출기에 직접 입력해야하므로 전송중에는 검출이 불가능한 문제점이 있다.
본 발명이 이루고자하는 기술적 과제는 입력되는 광신호를 배분하고 배분된 광신호의 일부를 그대로 출력하는 정렬 도파로를 구비하는 광파장 분할기/결합기를 제공하는데 있다.
본 발명이 다른 기술적 과제는 상기 정렬 도파로를 구비한 광파장 분할기/결합기를 광섬유 블럭들과 정렬하는 장치를 제공하는데 있다.
도 1a는 종래의 광파장 분할기/결합기를 도시한 것이다.
도 1b는 도 1a의 광파장 분할기/결합기와 정렬되는 광섬유 블럭의 단면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 정렬 도파로를 구비한 광파장 분할기/결합기를 도시한 것이다.
도 3a는 본 발명에 따른 정렬 도파로를 구비한 광파장 분할기/결합기의 정렬 장치에 대한 블럭도이다.
도 3b는 도 3a의 제2광섬유 블럭의 단면도이다.
상기 기술적 과제를 이루기위한, 본 발명은 복수 개의 입력 도파로; 상기 입력 도파로로부터 입력되는 광신호를 배분하는 제1성형 결합기; 서로 다른 길이를 갖는 복수의 도파로를 통해 상기 배분된 광신호를 도파하여 상기 도파된 광신호가 서로 다른 위상을 갖게하는 광도파로 어레이 격자; 상기 서로 다른 위상을 갖는 광신호를 회절시켜서 서로 간섭이 일어난 광신호를 출력하는 제2성형 결합기; 상기 제2성형 결합기에 연결되어 상기 간섭이 일어난 광신호를 출력하는 복수 개의 출력 도파로; 및 상기 제1성형 결합기의 출력단에 연결되고, 상기 광도파로 어레이 격자 및 상기 출력 도파로들의 바깥쪽에 형성되어 상기 제1성형 결합기에서 출력되는 광신호를 파장과 무관하게 도파하는 복수의 정렬 도파로를 포함함을 특징으로한다.
상기 기술적 과제를 이루기위한, 본 발명은 입력되는 광을 배분하고 상기 배분된 광의 파장을 분리 또는 결합하여 출력하는 광파장 분할기/결합기를 광섬유들과 정렬하는 정렬 장치에 있어서, 광원; 복수의 광섬유가 장착되고, 상기 장착된 광섬유들은 상기 광원에서 출사되는 광을 도파하는 제1광섬유 블럭; 상기 제1광섬유 블럭의 광섬유들로부터 입사된 광을 배분하고, 상기 배분된 광의 일부를 그대로 출력하는 복수의 정렬 도파로 및 상기 배분된 광의 나머지를 분리 또는 결합하여 출력하는 복수의 기능 도파로를 구비하는 광파장 분할기/결합기; 상기 정렬 도파로들에 정렬되는 복수의 정렬 광섬유 그리고 상기 기능 도파로들에 정렬되는 복수의 기능 광섬유가 장착되는 제2광섬유 블럭; 상기 정렬 광섬유들에서 출력되는 광의 세기를 측정하는 측정부; 및 상기 측정되는 광의 세기가 최대가 되도록 상기 제1, 2광섬유 블럭 및 상기 광파장 분할기/결합기의 위치를 조절하는 제어부를 포함함을 특징으로한다.
이하에서 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 보다 상세히 설명하기로 한다. 도 2는 본 발명에 따른 정렬 도파로를 구비한 광파장 분할기/결합기를 도시한 것이다. 도 2에 도시된 광파장 분할기/결합기는 입력 도파로 어레이(201), 제1성형 결합기(202), AWG (203), 제2성형 결합기(204), 출력 도파로 어레이(205) 그리고 제1성형 결합기(202)의 출력측에 형성되는 복수의 정렬 도파로(250)를 포함한다.
제1성형 결합기(202)는 입력 도파로 어레이(201)로부터 입력된 광을 배분하고, AWG(203)는 제1성형 결합기(202)에서 나오는 광파가 각기 다른 위상차를 갖게한다. 제2성형 결합기(204)는 AWG(203)로부터 입력되는 각각 다른 위상차를 갖는 광파를 파장에 따라 서로 간섭을 일으켜서 출력측의 각각 다른 위치에 맺히게하여 출력 도파로 어레이(205)로 출력한다.
정렬 도파로(250)는 제1성형 결합기(202)로부터 입사되는 광을 파장과 무관하게 출력단까지 도파한다. 이로써 출력단에서는 파장과 무관하게 진행해 온 광의 세기를 검출할 수 있다. 이 때 검출되는 광의 세기는 입력 시와 비교하여 약 25dB의 손실을 갖게되며, 이 값은 광섬유와 정렬하기위한 광의 세기로는 충분한 수준이다. 정렬 도파로(250)는 출력단에서 최외곽에 위치하므로 이를 이용하여 소자와 광섬유 블럭을 정렬하게되면 다른 도파로들도 자연적으로 정렬된다.
또한, 정렬 도파로(250)는 제1성형 결합기(202)로부터 입사된 광을 제2성형 결합기(204)를 거치지않고 출력단으로 출력하므로, 입력 도파로 어레이(201)로 입사되는 광의 모든 파장에 대한 정보를 갖고있다. 예를 들어, 광파장 분할기/결합기가 광파장 분할기로 동작할 경우, 여러 개의 파장이 합쳐진 신호가 입력 도파로 어레이(201)로 입사되면 제1성형 결합기(202)에서 AWG(203) 및 정렬 도파로(250)로 광이 분배된다. 이중 AWG(203)로 진행한 광은 제2성형 결합기(204)에서 상호 간섭되어 출력 도파로(205)로 각각 다른 파장을 가진 광들이 출력된다. 그러나, 정렬 도파로(250)로 진행한 광은 모든 파장 정보를 간직한 채로 출력된다.
광파장 분할기/결합기가 광파장 결합기로 동작할 경우, 입력 도파로 어레이(201)의 각 도파로에는 각각의 파장을 가진 광이 입사한다. 이 광들은 제2성형 결합기(202)에서 분배되어 AWG(203) 및 정렬 도파로(250)로 출력된다. AWG(203)로 진행한 광은 제2성형 결합기(204)에서 상호 간섭되어 모든 파장 정보를 포함하는 광이 하나의 출력 도파로로 출력된다. 정렬 도파로(250)로 진행된 광은 간섭이 없이 그대로 출력단까지 진행한다.
따라서, 정렬 도파로(250)의 출력단에서 파장을 측정한다면, 광파장 분할기/결합기를 진행하는 광의 파장을 검출할 수 있다.
도 3a는 본 발명에 따른 정렬 도파로를 구비한 광파장 분할기/결합기의 정렬 장치에 대한 블럭도이다. 도 3a에 따른 정렬장치는 광원(300), 제1광섬유 블럭(302), 정렬 도파로를 구비한 광파장 분할기/결합기(304), 제2광섬유 블럭(306), 측정부(308) 그리고 제어부(310)를 포함한다.
여기서, 정렬 도파로를 구비한 광파장 분할기/결합기(304)는 도 2에 도시된 바와 같은 광파장 분할기/결합기이고, 제2광섬유 블럭(306)은 도 3b에 도시된 바와 같은 광섬유 블럭이다. 도 3b에 도시된 광섬유 블럭은 상부 몸체(320), 광파장 분할기/결합기의 출력 도파로 어레이에 결합되는 기능 광섬유들(322), 광파장 분할기/결합기(304)의 정렬 도파로에 결합되는 정렬 광섬유들(324) 그리고 이들 광섬유들이 장착되는 하부 몸체(326)를 구비한다.
상기 구성에 따른 광파장 분할기/결합기의 정렬 방법은 다음과 같다. 광원(300)에서 출사된 광은 제1광섬유 블럭(302)을 통과하여 광파장 분할기/결합기(304)에 입사한다. 입사한 광의 일부는 도 2에 도시된 정렬 도파로(250)로 출력된다. 광파장 분할기/결합기(304)의 출력단은 도 3b에 도시된 광섬유 블럭이 결합된다. 도 3b에 도시된 정렬 광섬유들(324)이 정렬 도파로들과 정렬되면, 기능 광섬유들(322)은 광파장 분할기/결합기(304)의 출력 도파로와 정렬하게 된다. 측정부(308)는 정렬 광섬유들(324)에서 출력되는 광의 세기를 측정하고고, 제어부(310)는 측정부(308)에서 측정되는 광의 세기가 최대가 되도록 제1광섬유 블록(302), 광파장 분할기/결합기(304) 그리고 제2광섬유 블럭(306)을 정렬한다. 정렬이 완료되면, 이들을 접착하여 고정한다.
이 때, 측정부(308)는 정렬 광섬유들(324)에서 출력되는 광의 파장을 측정함으로써 광파장 분할기/결합기의 동작 파장을 측정할 수 있다.
본 발명에 의하면, 광파장 분할기/결합기와 같은 광도파로 소자를 광섬유 블럭과 결합할 때 기능 수행에 필요한 도파로외에 정렬 도파로를 구비함으로써 기능 수행과 무관하게 정렬할 수 있다. 따라서, 소자 개개의 동작 특성을 알고있을 필요가 없게되어 용이하고 빠른 정렬 및 접착이 가능하며 장비구성도 간단해진다. 또한, 정렬 도파로로 출력되는 광의 파장을 검출함으로써 광도파로 소자의 동작 파장을 알 수 있으므로 소자의 올바른 작동 여부도 간단하게 파악할 수 있다.

Claims (3)

  1. 복수 개의 입력 도파로;
    상기 입력 도파로로부터 입력되는 광신호를 배분하는 제1성형 결합기;
    서로 다른 길이를 갖는 복수의 도파로를 통해 상기 배분된 광신호를 도파하여 상기 도파된 광신호가 서로 다른 위상을 갖게하는 광도파로 어레이 격자;
    상기 서로 다른 위상을 갖는 광신호를 회절시켜서 서로 간섭이 일어난 광신호를 출력하는 제2성형 결합기;
    상기 제2성형 결합기에 연결되어 상기 간섭이 일어난 광신호를 출력하는 복수 개의 출력 도파로; 및
    상기 제1성형 결합기의 출력단에 연결되고, 상기 광도파로 어레이 격자 및 상기 출력 도파로들의 바깥쪽에 형성되어 상기 제1성형 결합기에서 출력되는 광신호를 파장과 무관하게 도파하는 복수의 정렬 도파로를 포함함을 특징으로하는 정렬 광섬유를 구비한 광파장 분할기/결합기.
  2. 입력되는 광을 배분하고 상기 배분된 광의 파장을 분리 또는 결합하여 출력하는 광파장 분할기/결합기를 광섬유들과 정렬하는 정렬 장치에 있어서,
    광원;
    복수의 광섬유가 장착되고, 상기 장착된 광섬유들은 상기 광원에서 출사되는 광을 도파하는 제1광섬유 블럭;
    상기 제1광섬유 블럭의 광섬유들로부터 입사된 광을 배분하고, 상기 배분된 광의 일부를 그대로 출력하는 복수의 정렬 도파로 및 상기 배분된 광의 나머지를 분리 또는 결합하여 출력하는 복수의 기능 도파로를 구비하는 광파장 분할기/결합기;
    상기 정렬 도파로들에 정렬되는 복수의 정렬 광섬유 그리고 상기 기능 도파로들에 정렬되는 복수의 기능 광섬유가 장착되는 제2광섬유 블럭;
    상기 정렬 광섬유들에서 출력되는 광의 세기를 측정하는 측정부; 및
    상기 측정되는 광의 세기가 최대가 되도록 상기 제1, 2광섬유 블럭 및 상기 광파장 분할기/결합기의 위치를 조절하는 제어부를 포함함을 특징으로하는 광파장 분할기/결합기의 정렬 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 광파장 분할기/결합기의 정렬 도파로들은
    상기 기능 도파로들의 바깥쪽에 위치함을 특징으로하는 광파장 분할기/결합기의 정렬 장치.
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