KR20010013757A - 광 방사변조 및 정보송신 장치 - Google Patents

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메이어 알렉산더 알렉산드로비치
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Abstract

본 발명은 자기광학, 비선광학 또는 섬유광학 분야와 관련된다. 발명은 변조가변전류진폭이 아주 작을 때 파라데이 효과를 격심하게 강화하고 광학방사변조의 고수준을 거둘 가능성을 제공한다. 그렇기 때문에 발명은 광학방사변조의 아주 고속을 가능케 한다. 또한 레코드밀도가 더욱 높을 때 정보를 판독 가능케 한다. 파라데이 자기광학효과이용 변조장치는 자기광학재료로 만들어지며 가변자계를 생성하는 수단을 가진 광학요소, 비선광학파가이드 또한 직교편광이 있는 파 분리기를 포함한다. 특히 상기 모든 구성요소는 광학관련을 가진다. 이외에도 공중 소란과 잡음을 잘라낼 수 있다. 케르 자기광학효과이용 변조장치는 다양한 자기량이 있는부분을 가지며 광학방사를 반사하는 광학요소를 포함한다.

Description

광 방사변조 및 정보송신 장치{DEVICE FOR MODULATION OF OPTICAL RADIATION AND TRANSMISSION OF INFORMATION}
기술 분야
본 장치는 비선형 통합형 및 광섬유 분야, 정확히 말해서 광학 변조 장치와 광학 스위치 분야와 관련한다.
배경 기술
이미 사용된 장치는 광학방사선을 먹고 가변 자계를 생성하기 위해 솔레노이드로 둘러싼 광학구성요소를 포함하는 파라데이 효과이용장치로 알려져 있다. (e.g., M.Berwick, J.D.Jones, D.A.Jackson "Alternating-current measurement and noninvasive data ring utilizing the Faraday effect in a closed-loop fiber magnetometer", "Optics letters", v.12, p.4, 1987)
이제까지 알려져 있는 본 장치와 가장 가까운 파라데이 효과 광 자기의 케르 효과 (magneto-optical Kerr effect) 이용 변조장치는 빔 방향으로 순차적으로 설치된, 변조 자계가 미치는 광자기재료로 만든 광 구성 요소 또는 애널라이저로 구분된다. (S.Gonda, D.Seco "Optoelectronics in questions and answers", Leningrad, Energoatomizdat, Translation from Japan, 1989, with pp.28-31). 이 변조장치의 단점은 전류 진폭이 자그마할 때 편광면의 편차각이 작은 것인데 따라서 변조레벨이 낮고 진폭이 높은 전류 사용 필요가 있다. 변조레벨(＞ 20%)이 현저하게 하는 큰 회전 각도가 상당히 크도록 하기 위해 코일이 많은 솔레노이드, 그리고 두 가지 같이 요구된다. 이의 결과는 변조속도가 저속이다. 광 자기 구성요소에서 철 자기적 재료를 사용하는 것은 큰 손실이다. 광 자기의 케르 효과를 사용하는 변조장치의 단점은 정보레코드와 정보판독의 최고밀도를 규정해주는 도메인의 자기화정도가 최소하게 제한된 것이다. 도메인의 량은 최소로 허용될 수 있는 정도이하 감소할 가능성이 없는데 그리고 레코드 밀도는 제한된다.
이미 알려져 있던 기술적 결정에서 중간전류시 변조레벨 증가는 광학구성요소의 끝으로부터 재반사 하는 것에 의해 광학구성요소속에 광학의 빔 코스 증대방법 (S.Gonda, D.Seco "Optoelectronics in questions and answers", Leningrad, Energoatomizdat, 1989, with pp.126-127) 또는 광섬유 파 가이드 (waveguide)로 만든 광학구성요소의 길이 증대방법으로 이루어질 수 있다. (S.N.Antonov, S.N.Bulyuk, V.M.Kotov "Faradey optical fiber gauge of a magnetic field", "Quantum electronics", 18, No1, 1991, pp.139-141). 이 두 경우에서 광학방사상실은 훨씬 늘어나고 있다. 더구나 솔레노이드를 통과하고있는 변조적 가변전류는 상당히 강화 되어야 한다.
Fig.1는 방사편광면의 소회전을 약도로 나타내고 있는데 다시 말해서 E 전기필드벡터와 광학자기요소출구에서 (a) 전기벡터의 최초희박 "신호적" x-구성요소가 개시되고있는 것을 나타내고 있다 또한 (b) 출구에서 전기벡터의 x-구성요소와 y-구성요소 최초사이가 개시되고있는 것을 나타내고 있다.
Fig.2는 장치의 블럭도를 나타내고 있다.
Fig.3-5는 파라데이효과이용변조장치의 다소일종을 나타내고 있다.
Fig.6은 광자기의 케르효과이용 변조장치의 다소일종을 나타내고 있다.
Fig.7은 최초희박 "신호적" x-구성요소개시시 비레프리젠트 섬유비선광학파가이드에서 파라데이효과를 이용하여 직교편광솔리톤 (solliton)을 스위칭하는 것을 나타내고 있다. 전기벡터의 y-구성요소는 "고속"축 이나 "저속"축에 따라 지향되고 있다. 가능한 솔리톤 그룹속도의 미스매치 (miss-match of group speeds of the sollitons)를 감안하여야 한다. 아래에 출구부분의 솔리톤프로필을 나타내고 있다 (z = l).
Fig.8은 (상부) 상기 비선광학파가이드에서 직교편광이 있는 UDCW의 셀프스위칭 (self-switching)에 의해 거두어진 변조깊이게인(gain)을 또한 (하부) 비선광학효과가 없을 때 변조없는 것을 나타내고 있다. 두 가지 경우에 있어서 파라데이효과는 있다.
발명의 개시
이 발명의 결과는 진폭이 작은 전류 즉 높은 작동속도와 작은 상실이 있을 때 파라데이 효과를 격심하게 강화하고 광학방사변조화에 높은 레벨이 있는 것이다. 또한 레코드밀도가 더욱 높을 때 정보를 판독할 수 있는 것이다.
수립된 임무해결방법은 파라데이 효과에 의해 작동하는 변조장치가 광학자기구성요소와 다양한 편광의 방사분리부호 사이에 배치되는 비선형 광학 요소도 갖춘다. 동 변조장치는 광학적으로 관련되는 광학방사를 먹는 광학자기구성요소와 다양한 편광의 방사분리부호가 있다. 특히 본 광학자기구성요소는 광학자기재료로 만든 광학요소 또 광학요소에서 가변자계를 생성하는 수단도 가진다.
변조레벨을 보다 높이기 위해 비선광학구성요소는 광학자기재료나 광학적으로 능동적인(active) 재료로 만든 비레프린젠스 (birefringence)를 갖춘다.
구조적 수행을 위해 가장 바람직하는 경우에는 비선광학구성요소는 비선광학 파가이드 (waveguide)형으로 만든다.
비선광학 파가이드는 적어도 2개 직교 편광의 단 방향 분산 결합형 파 (unidirectional distributively coupled waves, UDCW)가 파가이드 속에 전파할 수 있도록 제조되어야 한다. 그리하여 가장 바람직하는 경우에는 본 비선광학 파가이드는 비레프린젠스가 있으며 광학자기재료와 광학적으로 적극적인 재료로 만든다.
비선광학 파가이드의 길이는 상호 직교편광이 있는 UDCW중 1개 파에서 직교편광이 있는 다른 UDCW로 적어도 전력의 10%를 스위칭이나 전송할 필요가 있는 길이와 같은 것이나 그 이상 되어야 한다. 특히 UDCW중 1개 파 전력의 적어도 10% 을 직교편광이 있는 다른 파로 스위칭이나 전송할 필요가 있는 비선광학 파가이드의 길이는 직교편광이 있는 UDCW중 가장 심하게 감쇠된(예: 흡수된 것) 파 전력이 20배 이하 감쇠되는 길이를 초과하지 않는 것이다.
보통 비선광학 파가이드의 길이는 상호 직교편광이 있는 UDCW중 1개 파에서 직교편광이 있는 다른 UDCW로 적어도 전력의 50%을 스위칭이나 전송할 필요가 있는 길이와 같은 것이나 그 이상 되어야 한다. 특히 UDCW중 1개 파 전력의 적어도 50% 을 직교편광이 있는 다른 파로 스위칭 이나 전송할 필요가 있는 비선광학 파가이드의 길이는 직교편광이 있는 UDCW중 가장 심하게 감쇠 된(예: 흡수된 것) 파 전력이 10배 이하 감쇠되고 있는 길이를 초과하지 않는 것으로 한다.
그 밖에는 비선광학 파가이드는 단일 모드 (single-moded) 파가이드 모양으로 만들고있는 보통이다.
비선광학 파가이드의 입구 나 출구 끝들은 비반사형 (antireflection) 커버에 덮여있는 것이 보통이다.
변조된 광학 방사가 편광되지 않을 때 또는 레이저 방사 편광 정도를 높이기 위해 변조장치는 광학자기요소앞에 둔 편광장치를 추가로 갖추고 있다.
직교편광파 위상들 사이에 최적 차이를 선택하고 유지하기 위해 변조장치는 광학자기요소와 비선광학요소 사이에 있는 비레프린젠스 요소를 추가로 가진다. 이 비레프린젠스 요소는 페이즈 (phase) 보상장치 나 페이즈조절기와 같이 작동하고 있다.
가변 자계를 생성하는 수단은 솔레노이드 모양으로 만드는 것이 보통이다.
때로는 비선광학 파가이드는 반도체에 의해 도프 (dope)된 유리로 만든다. 또는 비선광학 파가이드는 광섬유 파가이드 모양으로 특히 반도체에 의해 도프된 유리로 만든 비레프린젠스 광섬유 파가이드 모양으로 만들어진다.
구주수행을 위해 바람직하게는 비선광학 파가이드는 적어도 2개 헤테로 트랜지션 (heterotransition)을 가지는 순번으로 한 층들이 있는 반도체 계층적인 MQW형 구조체를 근거로 한다. 또한 비선광학 파가이드는 그 속에 2개 여러 편광 (보통 호상직교편광)의 UDCW이 전파할 수 있도록 작성된다. 비선광학 파가이드의 반도체적 구조체에서 단일 포톤 (one-photon) 이그지턴 (exition) 공진 또는 2포톤 (two-photon) 이그지턴 공진 또는 금지대의 폭 공진 또는 반금지대의 폭 공진의 λr파의 길이는 0.5λr＜ λ ＜ 1.5λr부등식을 만족하는데, 여기서 " λ "는 상기 비선광학 파가이드에 입력된 적어도 1개 광학방사파의 길이이다.
비선광학 파가이드에 입력되는 선형 편광화 광학 방사의 전계벡터 또는 타원으로 편광된 광학방사의 편광타원축은 상기 비선광학 파가이드의 "고속" 이나 "저속" 축들을 9 각도로 (30°＜ 9 ＜ 60°) 향하도록 비선광학 파가이드가 그것에 입력되고있는 광학방사의 편광벡터를 향했던 경우에는 효과적인 스위칭은 이루어져있을 수 있다.
변조효과를 증가하기 위해 비선광학 파가이드는 그것을 통과하기 위한 전류가 그것을 통과할 수 있도록 접점을 갖추고 있다.
특히 반도체 구조체는 GoAs/AlxGa1-xAs, 또는 InxGa1-xAs/InP, 또는 In1-xGaxAsyP1-y/In1-x'Gax'Asy'P1-y'순번으로 한 층형으로 만들 수 있는 데 (x ≠ x' 또는 y ≠ y' 또는 CdSe1-xSx/CdSe 또는, InAs1-xSbx/InAs 또는 CdSe1-xSx/CdSe 또는 GexSi1-x/Si) 또는 순번으로 하는 다른 반도체재료의 층으로도 만들 수 있다.
비선광학 파가이드의 입구와 출구 끝들은 비반사적 (antireflection) 커버를 갖추고 있는 것이 보통이다.
때로는 입구파가이드는 적어도 1개 Y형 커넥터나 방향성 커플러형으로 만들 수 있는 커넥터를 갖추고 있는데 이 경우에는 적어도 이 파가이드의 커넥터부분은광학자기 재료로 만든 광학자기 요소가 있으며 솔레노이드 속에 넣는 것이다.
제안되고 있는 변조장치의 효과적인 작동에 요구되는 광학방사 전력을 감소하기 위해 또는 변조깊이를 증가하기 위해 변조장치는 펠티엘 (Peltier) 요소의 1개측이 비선광학 파가이드 및 적어도 1개 온도 센서와 열접촉이 있는 적어도 1개 펠티엘 요소를 추가로 갖추고 있는데 특히 이 온도 센서와 펠티엘 요소는 온도 조절기나 안전기와 접촉할 수 있다. 이 변조장치는 때로는 적어도 1개 반도체레이저나 1개 레이저 모듈이 추가로 있다.
선형편광 (linearly polarized) 방사의 전기필드벡터 또는 타원으로 편광된 방사의 편광타원축에 대해 비선광학 파가이드의 "고속" 이나 "저속"의 축들을 지향할 수 있도록 반도체레이저 또는 레이저 모듈 또는 광학 자기요소 또는 방사입력과 출력 요소가 있는 비선광학 파가이드 또는 장치 출구에의 여러 편광의 파분리부호 또는 광학 자기요소 앞에 설치된 편광장치 또는 광학분리장치는 상기광학요소를 이 장치의 세로 축 주위에 호상에 대해 회전할 가능성을 제공하고 있는 광섬유커넥터나 소켓에 의해 호상 결합되고 있다.
여러 편광의 파 분리부호출구에의 공중 불안정, 소란 및 방해 영향을 감소하기 위해 상관기(correlator)와 차동증폭기는 설치되고 있다.
상기 UDCW 분리부호는 비선광학파가이드 똑바로 출구에 즉 비선광학파가이드 출구에 가장 가까운 곳에 넣을 수 있을 뿐만 아니라 출구에서 먼곳에 있을 수 있다. 출구에서 먼곳에 있는 분리부호는 때로는 더 바람직하는 것이다.
첫째로 그것은 정보기밀전송 (예: 공중광학통신회선을 이용함)가능성을 제공한다. 비선광학파가이드에서 나가고 있는 모든 파의 종합 전력은 시간적으로 변경하지 않고 변조하지 않는다. 하지만 상기 UDCW은 광통신 회선 원격 끝에 광 수신기 앞에 있는 분리부호에 의해 분리된 경우 변조 또한 증폭정보신호가 나온다.
둘째로 그것은 증폭정보신호에서 잡음, 공중소란 및 우연한 일그러짐을 소거가능성을 추가로 제공한다. 잡음을 감소하기 위해 신호는 분리부호출구에서 공통이지만 반대페이즈 (phase)가 있는 증폭신호부분이 전자차동증폭기에 의해 분리되고있는 상관장치로 나올 수 있기 때문에 공중 소란과 잡음은 잘린다. 다시 말해서 비선광학파가이드에서 나간 후 분리된 상기 UDCW에서 전력이 시간에 종속되는 것은 비교된 후 그들의 전력차이가 상관 장치 또는 전자차동증폭기에 의해 분리되고 있다.
다시 말해서 비선광학파가이드에서 나간 후 분리된 상기 UDCW에서 전력이 시간에 종속되는 것은 비교된 후 증폭반대방향변조는 상관 장치 또는 전자차동증폭기에 의해 분리되고 있다.
공중소란은 공중을 통해 전송되고있는 UDCW의 전력에는 싱크페이즈 (sink-phase) 변화를 초래하지만 제안된 변조장치 경우 UDCW의 전력에는 변화는 반대페이즈에서 나오고 있다. 그러므로 그 전력차이는 상관 장치 또는 전자차동증폭기에 의해 분리되고 있다. 따라서 공중 소란과 잡음은 잘린다.
때로는 광자기요소에 있는 광학요소는 광학방사를 먹는 모양으로 만들고 특히 본 요소에 가변자계를 생성하는 수단은 공간에 광학요소를 이동시키고 있는 장치모양으로 만들어지고 또는 변조되고 있는 빔을 광학요소에 따라 주사하고 있는 장치모양으로 만들어진다.
때로는 제안된 변조장치는 광자기요소나 비선광학요소 앞에 장착된 그래단 (gradan) 이나 렌즈 모양으로 만들어질 수 있는 초점 오브젝티브 (focusing objective) 적어도 1개를 포함할 수 있으나 광자기요소 나 비선광학요소 앞에 정착된 그래단 (gradan) 이나 렌즈 모양으로 만들어질 수 있는 콜리메이트 오브젝티브 (collimating objective)를 적어도 1개를 포함할 수 있다.
또한 부여된 임무는 여러 자기량이 있는 부분을 가지며 변조되고있는 광학방사의 빔을 반사하는 광학요소와 광학적으로 관련된 여러 편광의 방사분리부호를 포함하는 광학자기의 케르효과이용 변조장치를 사용하여 해결할 수 있는데 본 변조장치는 여러 자기량이 있는 부분을 변조되고있는 광학빔에 대하여 공간에 이동하는 장치 또는 광학요소에 따라 이 광학빔을 주사하는 장치도 갖추고 있다. 본 변조장치는 광학요소와 여러 편광의 판분리부호 사이에 정착된 비선광학요소를 추가로 갖추고 있다. 이밖에 비선광학요소는 그것에 적어도 여러 편광의 UDCW 2개가 전파할 수 있도록 만들어져 있는데 특히 상기 비선광학요소의 비선형계수는 임계값비선형계수보다 더 크다. 특히 비선광학 파가이드의 길이는 상호 직교편광이 있는 UDCW중 1개 파에서 직교편광이 있는 다른 UDCW로 적어도 전력의 10% 을 스위칭 이나 전송할 필요가 있는 길이와 같은 것이나 그 이상 되어야 한다. 특히 UDCW중 1개 파 전력의 적어도 10% 을 직교편광이 있는 다른 파로 스위칭 이나 전송할 필요가 있는 비선광학 파가이드의 길이는 직교편광이 있는 UDCW중 가장 심하게 감쇠 된(예: 흡수된 것) 파 전력이 20배 이하 감쇠되고 있는 길이를 초과하지 않는다.
보통 비선광학 파가이드의 길이는 상호 직교편광이 있는 UDCW중 1개 파에서 직교편광이 있는 다른 UDCW로 적어도 전력의 50% 을 스위칭 이나 전송할 필요가 있는 길이와 같은 것이나 그 이상 되어야 한다. 특히 UDCW중 1개 파 전력의 적어도 50% 을 직교편광이 있는 다른 파로 스위칭 이나 전송할 필요가 있는 비선광학 파가이드의 길이는 직교편광이 있는 UDCW중 가장 심하게 감쇠된(예: 흡수된 것) 파 전력이 10배 이하 감쇠되고 있는 길이를 초과하는 것은 아니다.
상기 여러편광의 UDCW는 상호 직교편광이 있는 UDCW로 된다.
상기 광학요소는 디스크 나 평판의 모양으로 만들어진다.
변조레벨을 보다 높이기 위해 비선광학구성요소는 광학자기재료 나 광학적으로 적극적인 재료도 만든 비레프린젠스 (birefringence)를 갖춘다.
구조적 수행을 위해 가장 바람직하는 경우에는 비선광학구성요소는 비선광학 파가이드 (waveguide)형으로 만든다.
직교편광파의 페이즈들 최적의 차이를 선택하며 유지하기 위해 페이즈보장장치 와/나 페이즈 제어장치는 비선광학요소와 비선광학요소 사이에 배치되는데 특히 페이즈보장장치는 파가이드모양으로 만들어진다. 비선광학요소입구에서 최적의입력편광을 선택하며 유지하기 위해 편광적 제어장치도 사용될 수 있다. 비선광학파가이드는 단일모드파가이드로 되어 있다.
때로는 비선광학파가이드는 광섬유파가이드모양으로 만들어진다.
구주수행을 위해 바람직 할 경우에는 비선광학 파가이드는 적어도 2개 헤테로 트랜지션 (heterotransition)을 가지는 순번으로 한 층들이 있는 반도체 계층적인 MQW형 구조체를 근거로 한다. 또한 비선광학 파가이드는 그 속에 2개 여러 편광 (보통 호상직교편광)의 UDCW이 전파할 수 있도록 작성된다. 비선광학 파가이드의 반도체적 구조체에서 단일 포톤 (one-photon) 이그지턴 (exition) 공진 또는 2포톤 (two-photon) 이그지턴 공진 또는 금지대의 폭 공진 또는 반 금지대의 폭 공진의 파의 길이 λr는 0.5λr＜ λ ＜1.5λr부등식을 만족하는데, 그것에 "λ"는 상기 비선광학 파가이드에 입력된 적어도 1개 광학방사파의 길이이다.
비선광학 파가이드에 입력되고 있는 선형 편광화 광학 방사의 전기 필드벡터 또는 타원으로 편광된 광학방사의 편광타원축은 상기 비선광학 파가이드의 "고속" 이나 "저속" 축들을 9 각도로 (30°＜ 9 ＜ 60°) 향하도록 비선광학 파가이드가 그갓에 입력되고있는 광학방사의 편광벡터를 향했던 경우에는 효과적인 스위칭은 이루어질 수 있다.
변조효과를 증가하기 위해 비선광학 파가이드는 그것을 통과하기 위한 전류가 그것을 통과할 수 있도록 접점을 갖추고 있다.
특히 반도체 구조체는 GoAs/AlxGa1-xAs, 또는 InxGa1-xAs/InP, 또는 In1-xGaxAsyP1-y/In1-x'Gax'Asy'P1-y'순번으로 한 층형으로 만들 수 있는 데 (x ≠ x' 또는 y ≠ y' 또는 CdSe1-xSx/CdSe 또는, InAs1-xSbx/InAs 또는 CdSe1-xSx/CdSe 또는 GexSi1-x/Si) 또는 순번으로 하는 다른 반도체재료의 층으로도 만들 수 있다.
잡음을 감소하기 위해 비선광학파가이드 출구에서 광방사상관장치가 설치되어 있다.
발명실시를 위한 모드
제의된 변조장치가 있는 효과적 고속 작동은 직교편광이 있는 UDCW의 광학셀프스위칭의 비선광학효과를 근거로 한 것이다. (A.A.Maier, "Optical transistors and bistable elements on the basis of nonlinear transmission of light in systems with unidirectional coupled waves", Kvantovaya Elektron. 9, pp. 2296-2302 (1982); Sov. J.Quantum Electron. v.12, 1490 (1982); A.A.Maier, "All-optical switching of unidirectional distributively coupled waves", UFN 1995, v.165, N9, pp.1037-1075. [Physics-Uspekhi v.38, N9, pp.991-1029, 1995]; A.A.Maier, "Experimental observation of the phenomenon of unidirectional distributively coupled waves", UFN 1996, v.166, N11, pp.1171-1196. [Physics-Uspekhi v.39, N11, pp.1109-1135]).
상기 UDCW는 비선광학요소에 전파하면 특히 입력강도가 상당히 크면 즉 입력강도가 임계값(threshold) 강도보다 더 크거나 임계 (critical) 값과 흡사하면 어떤 일정한 추가조건하에 UDCW의 셀프스위칭효과가 다음과 같이 나올 수 있다. 입구방사의 편광 또는 그 입력 또는 입구페이즈차이에 변화가 작을 때 상기 UDCW의 출력사이에 격심한 변화를 초래할 수 있다. 특히 각 결합형파 강도 또는 편광 변화는 출구보다 비선광학요소입구에서 수많은 배나 초과하는 것이다.
입구방사의 편광변화는 제안된 변조장치수행에 가장 큰 의의가 있다.
제일 바람직한 경우에는 비선광학요소는 비선광학파가이드 모양으로 만들어져 있다.
비선광학파가이드는 직교편광이 있는 UDCW의 적어도 2개가 그 파가이드에서 전파될 수 있도록 만들어져야한다.
제일 바람직한 경우에는 비선광학요소는 비레프린젠트 비선광학파가이드모양으로 만들어져있다.
이론은 직교편광이 있는 UDCW의 효과적인 스위칭은 비레프린젠트 비선광학파가이드에서 Ey＞＞ Ex경우에 이루어질 수 있는 것을 보여주고 있다 (Fig.1).
보통 비선광학 파가이드의 길이는 상호 직교편광이 있는 UDCW중 1개 파에서 직교편광이 있는 다른 UDCW로 적어도 전력의 50%를 스위칭이나 전송할 필요가 있는 길이와 같은 것이나 그 이상 되어야 한다. 특히 UDCW중 1개 파 전력의 적어도 50%를 직교편광이 있는 다른 파로 스위칭이나 전송할 필요가 있는 비선광학 파가이드의 길이는 직교편광이 있는 UDCW중 가장 심하게 감쇠된(예: 흡수된 것)파 전력이 10배 이하 감쇠되고 있는 길이를 초과하는 것은 안된다.
비선광학계수의 임계값가치는 "l" 길이있는 비선광학요소의 비선계수가치로 규정할 수 있는데 이 가치는 뛰어넘을 때 1.05넘는 ∂Pxl/∂Px0, ∂Pyl/∂Py0차동증폭계수의 적어도 1개중 절대가치의 적어도 1개가 있는데 Pxl는 x성분 전력즉 (파가이드모양으로 만들어지는 것이 보통이다) 비선광학요소의 (z = l) 출구에서 "x" 축에 따라 편광이 있는 파전력이다. Pyl은 y성분 전력 즉 비선광학요소의 (z = l) 출구에서 "y" 축에 따라 편광이 있는 파전력이다. Px0는 x성분전력 즉 비선광학요소의 (z = 0) 출구에서 "x" 축에 따라 편광이 있는 파전력이다. Py0는 y성분 전력 즉 비선광학요소의 (z = 0) 출구에서 "y" 축에 따라 편광이 있는 파전력이다.
비선광학계수의 임계값가치는 "l"길이있는 비선광학요소의 비선계수가치로 규정할 수 있는데 이 가치는 뛰어넘을 때 변조장치출구에서의 변조(깊이)계수가 비선광학요소 없는 변조(깊이)계수보다 1.05배나 넘는다.
변조장치는 다음과 같은 구성요소를 포함한다.
- 광학자기재료로 만든 (2) 광학요소와 이 광학요소에 가변 자계를 생성하는 (3) 수단으로 구분된 (1) 광학자기요소;
- (4) 비선광학요소; 비레프린젠트 비선광학파가이드 또는 광학자기 파가이드 또는 광학적으로 적극적인 파가이드 모양으로 만들어져 있는 것이 보통이다;
- 장치출구에서 (보통: 직교) 여러 편광을 가진 (5) 방사 분리부호; 광학파가이드 또는 편광 프리즘 또는 비레프린젠트 프리즘 또는 폴라로이드 모양으로 만들어져 있는 것이 보통이다;
- (6) 비레프린젠트 요소;
- (7) 편광 장치;
- 광학방사는 레이저 또는 (8) 레이저 모들에서 장치로 제공된다 (Fig.2).
파라데이 효과이용변조장치는 종합파가이드를 근거로 한 종합비선광학모듈 모양으로 만들어질 수 있는데 (Fig.3); 특히 상기장치는 종합광섬유파가이드를 근거로 한 것으로 될 수 있다. 다시 말해서 장치는 적분모듈 모양으로 작성될 수 있다. (3) 솔레노이드속에 넣은 (2) 종합광학파가이드 부분은 광자기재료로 만들어저있다. 그리고 (2) 광학파가이드는 (1) 상기 광자기요소의 광학요소이며 (3) 솔레노이드는 이 광학요소에 가변 자계를 생성하는 (3) 수단으로 된다. 종합광학파가이드의 제2부분은 (6) 비레프린젠트 광학파가이드로 된다. 종합광학파가이드의 제3부분은 비레프린젠트 또는 광자기 또는 광학능동파가이드로 작성된 (4) 비선광학파가이드이다. 종합광학파가이드의 제4부분은 직교편광방사를 분리하는 분리기의 분기중 하나이다; 특히 분기기는 여러 편광방사의 (5) 분리부호로 사용된다. 종합광학파가이드의 부분은 (7) 편광장치로 작동할 수 있다. 즉 편광장치는 (7) 광학파가이드모양으로 작성된다.
이외에 방사 끝에 반사없는 렌즈가 있는 광학방사를 (9) 전송 또는 (10) 입력 또는 (11) 출력하기 위해 (9,10,11) 파가이드는 추가로 사용될 수 있다.
상기 부분들의 작성은 여러 가지 이온에 의해 도프 (dope) 하기를 사용함으로써 이루어질 수 있다. 예를 들어서 솔레노이드 속에 넣은 (2) 파가이드는 광학자기성질 (즉 베르데 상수, constant Verdet)을 증폭하기 위해 테르비 (terbium)에 의해 도프되고 종합파가이드의 다음 부분은 비선광학파가이드의 비선계수를 증가하기 의해 반도체 (예: CdSxSe1-x)에 의해 도프된다. 특히 레이저는 역시 파가이드 모양으로 만들어질 수 있다. 이 기회에 종합광학파가이드의 레이저부분은 반도체레이저 또는 EDFA (erbium doped fiber amplifier)를 포함하는 광섬유모듈 모양으로 작성될 수 있다. 상기 광섬유모들 들 은 광섬유통신에 실용함에 있어서 요구되는 1.31μm, 1.55μm 파의 길이가 있는 방사를 변조장치에 제공할 수 있다.
파라데이효과이용 변조장치는 MQW형 반도체 계층적 구조를 근거로 한 (4) 비선광학파가이드를 이용하여 작성될 수 있다. 특히 이 구조는 적어도 계층 2개 가 있으며 전기가 비선광학파가이드를 통과할 수 있도록 (12) 전기접점을 갖추다. (Fig.4-5).
(4) 비선광학파가이드는 비선광학파가이드의 온도를 선택, 제어, 안정 하기 위해 열전 펠티엘 요소측 (평판) 중 1개 및 적어도 온도 센서 1개와 열접촉으로 관련될 수 있다.
비선광학파가이드에 방사를 보다 효과적으로 입력/출력할 수 있도록 입력/출력요소는 비선광학파가이드의 입구와 출구에서 위치하고 특히 이 요소는 파가이드를 통하여 전기를 통과할 때 비선광학파가이드에서 생기는 발광 (luminescent) 방사에 의해 이 요소를 조정하여 거두어지는 정확도로 비선광학파가이드에 대하여 장착된다.
때로는 입력/출력요소는 (10) 입력파가이드 및/또는 (11) 출력력파가이드 모양으로 만들어진다.
일반적으로 입력/출력광학파가이드는 광섬유파가이드 모양으로 만들어지는데 광섬유파가이드의 끝면에 렌즈가 위치한다.
다른 특수경우에 입력/출력요소는 (13) 원통형렌즈 및/나 (14) 그라단으로 되어 있는 대물렌즈모양으로 만들어진다. 원통형 렌즈 및 그라단의 표면은 반사없는 것이 보통이다.
(7) 편광장치 및/나 분리기는 (1) 광학자기 요소 및/나 (4) 비선광학파가이드의 출구에서 위치하고 있다. 변조장치는 몇 개의 편광장치 및 광학분리기를 포함할 수 있다.
호상 직교편광 UDCW 사이에 페이즈의 요구된 차이를 이루기 위해 (6) 비레프린젠스 광학파가이드 모양으로 만들어질 수 있는 페이즈형 보장장치는 비선광학파가이드의 입구에서 이용될 수 있다.
변조장치는 입력 파가이드 커넥터 특히 Y형 커넥터를 가질 수 있다. 이 경우에 펌프 (pump) 광학방사는 파가이드 커넥터의 분기 중 하나에 입력되는데 다른 분기는 광학자기재료로 만들어지며 (3) 솔레노이드 속에 넣은 광학파가이드를 포함한다. 특히 파가이드 커넥터의 각 분기에 광학분리기 및/나 편광장치 및/나 페이즈형 보장장치는 위치할 수 있다.
아주 편리한 것은 광섬유 결합적 소켓에 광섬유파가이드의 방위회전에 의해 비선광학파가이드의 "고속"축 및 "저속"축에 대하여 비선광학파가이드에 입력된 자계방사 벡터회전을 수행하는 것이다. 특히 광섬유 결합적 소켓은 (예: FC/PC) 커넥터 2개와 결합적 소켓 또는 유사한 광학파가이드 결합으로 되어 있다. 이와 같은 회전은 필드진폭의 절대값 변화 즉 입력되고 있는 광학력변화를 피할 수 있게 한다. 또한 이와 같은 회전은 비선광학파가이드의 "고속"축 이나 "저속"축 및 입력되고 있는 방사 전기벡터 사이의 각을 선택하고 조정할 가능성을 추가로 제공한다. 이와 같은 선택조정을 함으로써 변조장치의 작동을 위한 최적의 조건을 선택 가능케 한다.
(Fig.6) 광학자기 케르효과이용 변조장치는 표면에 수직이 된 자기부분이 있는 MnBi, 오르터페리텟 (ortho-ferrites), CdTbFe 로 만들어질 수 있는 얇은 막으로 덮인 (15) 광학적 디스크형으로 만들어질 수 있다. 광학적 디스크는 판독레이저방사의 빔에 대하여 디스크회전장치 또는 디스크에 대하여 빔주사장치를 갖추고 있다 (그림에 없다). 광학적 디스크 뒤에 이 디스크로부터 반사된 빔방향으로 (4) 비선광학파가이드 (광섬유파가이드 또는 MQW체 형으로 근거로 한 광학파가이드 모양으로 만들어진다) 및 (5) 여러 가지 편광방사의 분리기 는 고정된다. 광학적 디스크 앞에 빔이 이 디스크에 내리는 도중 (7) 편광장치는 설치될 수 있다. (7) 편광장치, (6) (비레프린젠트 요소) 페이즈보장장치, (10,11,13,14) 입력/출력요소, (4) 비선광학파가이드, (5) 여러 가지 편광방사의 분리기 그리고 광학적 분리장치의 구조는 파라데이효과 이용 장치기술과 같다.
비선광학파가이드에서 변조신호를 증폭하기는 직교편광이 있는 UDCW 들 사이의 비선상호작동과 전력교환, 또한 광학자기요소를 통하여 전류변동이 사소할 때 직교편광이 있는 UDCW 들 사이의 격심한 에너지 재분배결과이다.
방사는 광학자기요소를 통과한 후 전압이 미친 전기광학 요소를 통과될 수 있다. 이 전압가치선택은 비선광학파가이드 입구에서 직교편광이 있는 UDCW 들 사이의 최적의 페이즈차이선택을 수행하고 있다.
제안된 변조장치작동을 위해 광학자기요소 출구에서 편광벡터전환은 아주 작을 수 있다 (예: 1도 이하 각도)(Fig.1a).
제안된 변조장치는 광섬유파가이드에서 솔리톤형으로 전송되는 방사를 변조 가능케 한다. 이것을 기술하는 Fig.7 는 직교편광이 있는 솔리톤들이 비레프렌진트 광섬유 입방비선형 파가이드에서 전파하고 있는 것을 나타내고 있다. (a) 경우에 "x"축에 따라 편광된 솔리톤형 펄스의 입력 진폭이 "0"이다. (b) 경우에 그것은 10-2; 이 두 경우에 "y"축에 따라 편광된 솔리톤형 펄스의 입력 진폭이 "1.2"이다 (솔리톤 정규).
케르 광학자기 효과이용 변조장치는 위에서 기술된 케르 효과이용 변조장치와 같이 작동하고 있다. 이 경우에는 광학방사변조는 광학자기재료로 만든 광학자기 디스크의 반사적 광학요소의 다양하게 자화된 부분의 가변자계 영향하에 실시된 것이다 (Fig.6). 따라서 지금까지 알려진 판독장치 레코드밀도 보다 훨씬 넘는 밀도를 가지는 정보를 판독 가능케 한다.
반도체레이저 또는 반도체레이저모들 (보다 바람직하는 것) 은 광학방사변조와 정보전달을 위해서는 제안된 장치 구성에 포함할 수 있다.
레이저전력은 임계값전력보다 더 크다. 만약 비선요소의 비선계수가 미리 정해지면 임계값전력(세기)은 비선광학요소입구에서의 광학방사전력으로 정의될 수 있는데 특히 상기 전력이 넘을 때 장치출구에서의 변조계수가 비선광학요소 (파가이드) 없는 경우보다 1.05배나 크다. 만약 비선광학요소(파가이드)의 비선계수는 임계값보다 더 크면 레이저 또는 레이저모들이 임계값보다 더 큰 출력을 갖추는 것을 의미한다.
그러나 가장 바람직하는 제의된 장치실현방식은 제의된 장치가 광학방사원시로서 레이저나 레이저모듈을 포함하는 때이다. 이 경우에는 레이저나 레이저모듈의 출력은 UDCW의 셀프스위칭 "M" 가운데 점에 맞추는 크리티컬 전력에 가까이 되어야 한다. (A.A.Maier, "All-optical switching of unidirectional distributively coupled waves", UFN 1995, v.165, N9, pp.1037-1075. [Physics-Uspekhi v.38, N9, pp.991-1029, 1995]).
|no- ne| 가치는 비선광학요소 (파가이드)의 비레프린젠스 가치이다. θ - 비선광학요소 (파가이드)의 입방비선형 계수이다. 일반적으로 크리티컬전력은 임계값보다 더 크다.
크리티컬전력은 크리티컬휘도에 맞추다: PM=SIM(S - 비선광학 파가이드의 횡단면 면적이다).
장치구성에 포함하는 레이저 나 레이저모들 전력은 0.5PM부터 1.5PM까지 범위에서 선택되여야한다 ( PM- 크리티컬전력). 보다 바람직한 범위는 0.9PM- 1.1PM범위이다.
또한 바람직하는 경우에는 레이저 나 레이저모들 전력은 3|no- ne|/|θ|, 예 5|no- ne|/|θ| 이다. 이 경우는 Ey＞＞ Ex및 Ey가 비레프린젠스 비선광학 파가이드의 "고속" 이나 "저속"축에 따라 지향할 때 전계벡터방향에 맞추는데 즉 9=0. (Fig.1) 이 특수한 경우에는 UDCW들 사이의 선형관련은 "0"에 가깝고 비선형관련이 본질적이다.
몇 개 경우에는 실효있는 스위칭 및 높은 증폭계수는 크리티컬전력보다 훨씬 크거나 작은 입력 시 거두어질 가능성이 있다. 예를 들어서 입력(P0 P10)이 유사한 UDCW 2개가 있을 때 UDCW들 사이에 격심한 스위칭은 역시 P0＞ 0.25PM입력시 될 수 있다.
N1 예. 수직축에 따라 선형적으로 편광된 반도체레이저모듈에서 나와서 λ= 0.86μm에 맞추는 파길이가 있는 광학방사는 편광정도를 개선하기 위해서는 글란 프리즘을 통과시킨 후 솔레노이드속에 넣은 테르비 (terbium)로 도프된(dope) 광학자기유리로 만들어진 광학자기요소를 통과시킨 뒤 비레프린젠스 MQW (multiplicity of quantum wells)형 GaAs/AlxGa1-xAs (x = 0.2)의 계층구조를 근거로 한 비선광학파가이드에 입력된다. 이 구조의 광학축은 수직축에 따라 지향된다. 구조기간은 200Å 이다.
횡단면의 면적은 ~10-7cm2이다. 비선광학파가이드는 단일모드형이다. 이 파가이드 가로로 1-2 mA 전류가 통과시키고 있다.
파가이드는 하부에서는 펠티엘 요소에 고정된 철판에 땜질된다. 그러므로 이 파가이드는 펠티엘 요소측 하나 또는 온도 센서 하나-둘과 열접촉을 가진다. 이 센서는 온도저항기 모양으로 만들어진다. 비선광학파가이드의 온도는 펠티엘 요소와 전기관련을 가진 온도제어장치에 의해서는 조정 안정되고 있다. 비선광학파가이드의 온도는 변조장치출구에서 최대변조깊이가 이루어지도록 일정된다.
방사 입력과 출력은 비선광학파가이드의 입구와 출구에서 고정된 원통형 렌즈와 반사없는 그라단을 이용하여 실시되고 있다.
반도체레이저모듈은 단일모드로 되었는데 전류가 레이저 다이오드를 통과할 정확성이 높은 전원, 펠티엘 열전요소 또는 온도제어장치와 연결된 온도센서 2개를 갖춘다.
솔레노이드를 통과하여 전류는 "0" 이면 선형편광은 출구와 입구에서도 (y) 수직축에 따라 향한다.
가변전류는 솔레노이드를 통과시킨다. 전류변화는 유효 (변조) 가변신호 (아날로그 또는 디지털)에 맞춘다. 광학자기요소출구에서 수직축으로부터 광학방사의 편광편 편차각 (회전각) 가치와 사인은 솔레노이드를 통과하고 있는 전류 가치와 사인, 따라서 유효신호의 가치와 사인에 맞춘다. 자계벡터수평성분은 수직축으로부터의 편차각이 크지 않을 때 편차각에 비례하는 동시에 자계벡터수직성분은 거의 변경되지 않는다. 그러므로 "x" 수평축에 따라 향한 편광벡터가 있고 유효정보를 운반하고 있는 약한 가변광학신호는 비레프린젠스 비선광학파가이드입구에 들어가고 있다고 생각할 수 있다. 이론에 따라 이 경우에는 비선결합을 가진 직교편광의 UDCW 셀프스위칭 현상은 일어난다.
비선광학파가이드출구 뒤에 위치한 편광장치출구에서 10-102배나 증폭된 유효신호는 접수되고 있는데 직교편광파가이드들의 전력은 장치출력에서 반대페이즈에 변화되며 각 전력의 변화는 비선광학파가이드입구에서 신호진폭변화보다 10-102배나 더 크다. (Fig.8).
입력광학전력은 임계값전력을 초과하면 광학요소에서 자계를 생성하는 정현곡선 (sinusoidal)형 전류를 스위칭하는 것은 장치출구에서 변조효과를 초래한다. (Fig.8a). 입력광학전력은 임계값전력보다 더 작으면 이 전류를 스위칭하는 것은 관측가능한 변조효과를 초래하지 않는다 (Fig.8b).
입력광학전력은 일정한 전력으로 간주하면 Fig.8a경우에 비선광학파가이드의 임계값비선계수는 초과되였으나 Fig.8b경우에 초과되지 않는다.
N2 예. {4} 레이저 및 비선광학파가이드는 N1 예와 같다. 그러나 "0" 전류시 솔레노이드를 통하여 편광은 솔레노이드 입구와 출구 그리고 비선광학파가이드 입구에서 (비레프린젠트 비선광학파가이드) "x", "y" 축으로 선택될 수 있는 "고속" 및/나 "저속" 축에 대하여 45도 각도로 지향된다.
가변전류는 초기의 각도위치로부터 필드벡터편차를 초래하는 것이다. 특히 이 전류의 가치는 변경되지 않는다. 이것은 "x" 성분증가 및 "y" 성분감소 (또는 반대로)를 함으로써 비선광학파가이드입구에서 "x", "y" 축에 따라 편광된 파들의 강도 사이에 작은 가변차이를 세운다. 이 경우에 비선광학파가이드출구에서 이 차이는 다수 배나 늘고 있다. 게인 (gain)은 비선광학파가이드에서 직교편광이 있는 UDCW의 셀프스위칭 때문에 이루어진다.

Claims (21)

  1. 파라데이 효과에 의해 작동하고 광학방사변조와 정보전달을 위한 장치로서, 광학적으로 연결되며 광방사를 전송하는 광학자기구성요소와 다양한 편광의 방사분리부호를 내포하고, 특히 상기 광학자기구성요소는 광학자기재료로 만드는 광학요소와 상기 광학요소에서 가변자계를 생성하는 수단을 구비하며,
    특히 상기 장치는 광학자기구성요소와 다양한 편광의 방사분리부호 사이에 배치되는 비선형 광학요소도 갖추며,
    특히 상기 비선형 광학요소는 다양한 편광의 단 방향 분산 결합형 파들의 적어도 2개가 이 요소 속에 전파할 수 있도록 제조되며,
    특히 상기 비선광학요소의 비선계수는 임계값비선계수보다 더 크며,
    특히 비선광학 파가이드의 길이는 상호 직교편광이 있는 UDCW중 1개 파에서 직교편광이 있는 다른 UDCW로 적어도 전력의 10%을 스위칭이나 전송할 필요가 있는 길이와 같은 것이나 그 이상이며, 특히 UDCW중 1개 파 전력의 적어도 10% 을 직교편광이 있는 다른 파로 스위칭이나 전송할 필요가 있는 비선광학 파가이드의 길이는 직교편광이 있는 UDCW중 가장 심하게 감쇠된(예: 흡수된 것) 파 전력이 20배 이하로 감쇠되는 길이를 초과하지 않는 것을 특징으로 하는 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 비선광학 파가이드의 길이는 상호 직교편광이 있는 UDCW중 1개 파에서 직교편광이 있는 다른 UDCW로 적어도 전력의 50%을 스위칭이나 전송할 필요가 있는 길이와 같은 것이나 그 이상이며, 특히 UDCW중 1개 파 전력의 적어도 50% 을 직교편광이 있는 다른 파로 스위칭이나 전송할 필요가 있는 비선광학 파가이드의 길이는 직교편광이 있는 UDCW중 가장 심하게 감쇠된(예: 흡수된 것) 파 전력이 10배나 감쇠되는 길이를 초과하지 않는 것을 특징으로 하는 장치.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 다양한 편광의 단 방향 분산 결합형 파들은 상호 직교편광이 있는 파인 것을 특징으로 하는 장치.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 비선광학요소는 비레프린젠스를 가지고 광학자기 및/나 광학적으로 능동적인 재료로 만들어지는 것을 특징으로 하는 장치.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 비선광학요소는 비선광학파가이드 모양으로 만들어지는 것을 특징으로 하는 장치.
  6. 제 1 항에 있어서, 비레프린젠스 요소 모양으로 만들어지며 광학자기요소와 비선광학요소 사이에 배치된 페이즈보상기를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 장치.
  7. 제 4 항에 있어서, 상기 비선광학요소는 이 비선광학요소의 "고속"축 및/또는 "저속"축이 상기 전계벡터 또는 상기 비선광학요소에 입력된 광학방사편광타원축에 대하여 9 (30°＜ 9 ＜ 60°) 각도로 향하도록 상기 비선광학요소에 입력된 광학방사필드의 평균 오버 시간 전계벡터에 대하여 설치되는 것을 특징으로 하는 장치.
  8. 제 1-7항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 단방향 분산 결합형 파의 상기 분리기 뒤에 상기 분리된 맞은편 변조파를 취급하기 위한 상관기(correlator) 및/또는 차동증폭기가 고정되는 것을 특징으로 하는 장치.
  9. 제 1-7 항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 광학요소는, 광학자기요소를 구성하며, 광학방사를 전송하는 광학 요소로서 만들어지며, 다양한 자화 사이트(site)를 가지는데, 특히 상기 광학요소에서 가변자계를 생성하고있는 수단은 상기 광학요소를 공간에 이동시키는 장치 또는 상기 변조된 방사 빔을 상기 광학요소에 따라 주사하는 장치로서 만들어지는 것을 특징으로 하는 장치.
  10. 제 1-7 항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 장치는 레이저 또는 상기 자기광학요소 앞에 위치한 변조대상으로 되는 상기 광학방사 원천으로 이용되고 있는 레이저모듈을 추가로 포함하며, 특히 상기 레이저나 레이저모듈, 자기광학요소구성에 있는 상기 광학요소, 상기 비선형광학요소 그리고 상기 다양한 편광파분리기는 광학적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 장치.
  11. 제 4 항에 있어서, 상기 레이저 나 레이저모듈은 0.25PM- 5PM(여기서 PM은 임계(critical) 전력이다) 범위에 있는 전력(power)으로 광학방사를 생성하는 것을 특징으로 하는 장치.
  12. 케르 자기광학 효과에 의해 작동하고 광학방사변조와 정보전달을 위한 장치로서, 광학적으로 관련되는 다양한 자화 사이트를 가지며 변조광학방사빔을 반사하는 광학요소와 다양한 편광의 파 분리기를 구비하며, 특히 광학방사변조와 정보전달을 위한 상기 장치는 상기 변조광학방사빔에 대해서 상기 광학요소의 다양한 자화 사이트를 공간에서 이동시키기 위한 장치 또는 상기 변조광학방사빔을 상기 본 광학요소에 대하여 주사하는 장치를 가지며,
    특히 상기 장치는 상기 광학요소와 상기 다양한 편광의 파 분리기 사이에 배치된 비선광학요소를 추가로 포함하며,
    이 외에도 상기 비선광학요소는 적어도 다양한 편광의 단 방향 분산 결합형 파들의 2개가 전파할 가능성을 제공할 만큼 만들어지며,
    특히 상기 비선광학요소의 비선계수는 임계값비선계수보다 더 크며,
    특히 비선광학 파가이드의 길이는 상호 직교편광이 있는 UDCW중 1개 파에서 직교편광이 있는 다른 UDCW로 적어도 전력의 10%를 스위칭이나 전송할 필요가 있는 길이와 같은 것이나 그 이상이며, 특히 UDCW중 1개 파 전력의 적어도 10%를 직교편광이 있는 다른 파로 스위칭이나 전송할 필요가 있는 비선광학 파가이드의 길이는 직교편광이 있는 UDCW중 가장 심하게 감쇠된(예: 흡수된 것) 파 전력이 20배 이하 감쇠되는 길이를 초과하지 않는 것을 특징으로 하는 장치.
  13. 제 12항에 있어서, 상기 비선광학 파가이드의 길이는 상호 직교편광이 있는 UDCW중 1개 파에서 직교편광이 있는 다른 UDCW로 적어도 전력의 50%를 스위칭이나 전송할 필요가 있는 길이와 같은 것이나 그 이상이며, 특히 UDCW중 1개 파 전력의 적어도 50%를 직교편광이 있는 다른 파로 스위칭이나 전송할 필요가 있는 비선광학 파가이드의 길이는 직교편광이 있는 UDCW중 가장 심하게 감쇠된(예: 흡수된 것) 파 전력이 10배나 감쇠되는 길이를 초과하지 않는 것을 특징으로 하는 장치.
  14. 제 12 항에 있어서, 상기 다양한 편광의 단 방향 분산 결합형 파들은 상호 직교편광이 있는 파인 것을 특징으로 하는 장치.
  15. 제 12 항에 있어서, 상기 비선광학요소는 비레프린젠스를 가지고 광학자기 및/또는 광학적으로 능동적인 재료로 만들어지는 것을 특징으로 하는 장치.
  16. 제 12 항에 있어서, 상기 비선광학요소는 비선광학파가이드 모양으로 만들어지는 것을 특징으로 하는 장치.
  17. 제 12 항에 있어서, 비레프린젠스 요소 모양으로 만들어지며 광학자기요소와 비선광학요소 사이에 배치된 페이즈보상기를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 장치.
  18. 제 15 항에 있어서, 상기 비선광학요소는 상기 비선광학요소에 입력된 광학방사의 전계벡터에 대하여 설치되어 비선광학요소의 "고속"축 및/또는 "저속"축이 상기 전계벡터 또는 상기 비선광학요소에 입력되는 광학방사편광타원의 상기 축에 대하여 9 (30°＜ 9 ＜ 60°) 각도로 향하는 것을 특징으로 하는 장치.
  19. 제 12항 내지 18항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 장치는 레이저 또는 상기 자기광학요소앞에 위치한 변조대상으로 되는 상기 광학방사 원천으로 이용되고 있는 레이저모듈을 더 포함하며, 특히 상기 레이저나 레이저모듈, 자기광학요소구성에 있는 상기 광학요소, 상기 비선광학요소 그리고 상기 다양한 편광 파분리기는 광학적으로 결합되는 것을 특징으로 하는 장치.
  20. 제 19 항에 있어서, 상기 레이저나 레이저모듈은 0.25PM-5PM(PM는 크리티컬전력) 범위에 있는 광학방사를 생성하는 것을 특징으로 하는 장치.
  21. 제 12항 내지 18항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 단 방향 분산 결합형 파의 상기 분리장치 뒤에 상기 분리되고 반대로 변조된 파를 취급하기 위해서는 상관 장치 (correlator) 및/또는 차동증폭기가 설치되는 것을 특징으로 하는 장치.
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