KR20010102222A - 파장 선택 변조기 - Google Patents

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아우구스트숀토르스텐
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클라스 노린, 쿨트 헬스트룀
텔레폰악티에볼라겟엘엠에릭슨(펍)
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Abstract

본 발명은 광 파장 채널을 변조시키는 장치 및 방법에 관한 것으로, 여기에서 각각의 파장 채널은 다른 파장 채널에 무관하고 개별적으로 변조될 수 있다. 광 파장 채널은 적어도 하나의 액세스 도파관으로 스위치된다. 이어서 파장 채널은 제 1 다중 모드 도파관(10)을 통해 송신되어, 적어도 두 개의 접속 도파관상에서 이미지된다. 이어서 광 파장 채널은 적어도 하나의 파장 선택 교차 스위치 구조(2, 4, 6, 8)로 송신된다. 각각의 파장 선택 교차 스위치 구조에서, 반사된 파장 채널의 상대적 위상은 두 개의 위상 제어 소자(C1, C2, D1, D2, E1, E2, F1, F2)에 의해 2회 변화되지만, 송신된 광 채널의 상대적 위상은 파장 선택 교차 스위치 구조 이후에 본질적으로 불변인 상태를 유지한다. 제 2 다중 모드 도파관(20)에 대한 각각의 액세스 도파관에서의 광 신호 사이의 위상 관계는 출력상에 광 신호가 집중되는 위치를 결정한다.

Description

파장 선택 변조기{A WAVELENGTH SELECTIVE MODULATOR}
기존의 광 네트워크의 용량을 향상시키는 여러 상이한 방법이 공지되어 있다. 그중 하나의 방법에서는 사용 가능한 대역폭이 광 네트워크의 광 섬유에 사용될 수 있는 범위를 향상시키는 소위 파장 멀티플렉싱 기술(WDM)을 사용한다. 파장은 광 네트워크에서 정보 어드레스로도 사용될 수 있다. 이것은 상이한 유형의 파장 선택 구성 소자를 필요로 한다. 예를 들어, 파장 선택 변조기(WSM)가 이러한 목적을 위해 사용될 수 있다.
채널들이 서로 비교적 근접하게 위치하는 경우에, 현재로서는 광 채널의 파장 선택 변조를 위해 사용 가능한 방법 또는 장치가 없는데 이것이 문제점이다.
본 발명은 광 파장 선택 장치에 관한 것으로, 특히 각각의 파장 채널이 다른 파장 채널과 무관하고 개별적으로 변조될 수 있는 파장 선택 변조기에 관한 것이다. 본 발명은 또한 광 네트워크에서의 파장 채널을 변조시키는 방법에 관한 것이다.
도 1은 본 발명의 파장 선택 변조기의 실시예를 도시하는 도면.
도 2는 소위 MMIbg 원리에 기초하여 대칭 애드/드롭(add/drop) 구조의 예를도시하는 도면.
도 3은 파장 선택 애드/드롭 기능을 갖는 본 발명의 파장 선택 변조기의 또 다른 실시예를 도시하는 도면.
본 발명은 적어도 두 개의 다중 모드 도파관, 적어도 하나의 파장 선택 교차 스위치 구조, 적어도 두 개의 제어 가능 위상 제어 소자 및 적어도 네 개의 접속도파관을 포함하는 파장 선택 변조기의 도움으로 전술한 문제점을 다룬다. 파장 선택 교차 스위치 구조는 제 1 및 제 2 다중 모드 도파관 사이에 배치된다. 제 1 다중 모드 도파관은 제 1 측면상의 적어도 하나의 액세스 도파관 및 제 2 측면상의 적어도 두 개의 액세스 도파관에 접속되고, 상기 제 2 다중 모드 도파관은 제 1 측면상의 적어도 두 개의 액세스 도파관 및 제 2 측면상의 적어도 하나의 액세스 도파관에 접속된다. 파장 선택 교차 커넥터 구조는 제 1 및 제 2 측면상의 적어도 두 개의 액세스 도파관에 접속된다.
파장 선택 교차 스위치 구조에서, 제 1 다중 모드 도파관의 제 2 측면상의 제 1 액세스 도파관은 제 1 접속 도파관을 통해 파장 선택 교차 스위치 구조의 제 1 측면상의 제 1 액세스 도파관에 접속되고, 제 1 다중 모드 도파관의 제 2 측면상의 제 2 액세스 도파관은 제 2 접속 도파관을 통해 파장 선택 교차 스위치 구조의 제 2 측면상의 제 1 액세스 도파관에 접속되고, 파장 선택 교차 스위치 구조의 제 1 측면상의 제 2 액세스 도파관은 제 3 접속 도파관을 통해 제 2 다중 모드 도파관의 제 1 측면상의 제 1 액세스 도파관에 접속되고, 파장 선택 교차 스위치 구조의 제 2 측면상의 제 2 액세스 도파관은 제 4 접속 도파관을 통해 제 2 다중 모드 도파관의 제 1 측면상의 제 2 액세스 도파관에 접속된다.
위상 제어 소자는 파장 선택 교차 스위치 구조의 하나의 측면상의 접속 도파관에 배치된다. 반사된 광이 제 1 위상 제어 소자로부터 제 2 위상 제어 소자까지 진행하는데 걸린 시간 또는 광이 제 2 제어 가능 제어 소자로부터의 제 2 접속 도파관의 제 1 제어 가능 위상 제어 소자의 거리와 동일한 제1 다중 모드 도파관의출력으로부터의 거리에 위치되는 점으로부터 하나의 접속 도파관에서 진행하는데 걸린 시간에 대응하는 시간차 만큼의 시간 기간(Δt2)동안 제 2 위상 제어 유닛이 위상을 변화시키도록 적응되는 시간 보다 더 앞서는(τ시간 유닛 만큼) 소정의 시간 기간(Δt1)동안 위상을 변화시키도록 제 1 위상 제어 소자가 적응된다.
교차 스위치 구조는 광 신호의 각각의 파장용의 두 개의 서로 상이한 소위 마하 젠더(Mach-Zenhnder) 경로를 포함한다. 제 1 마하 젠더 경로는 제 1 및 제 4 접속 도파관과 파장 선택 교차 스위치 구조를 통해 송신되는 파장용의 상기 구조를 통해 제 1 다중 모드 도파관의 제 2 측면상의 제 1 액세스 도파관으로부터 제 2 다중 모드 도파관의 제 1 측면상의 제 2 액세스 도파관까지 통한다.
제 2 마하 젠더 경로는 제 2 및 제 3 접속 도파관과 파장 선택 교차 스위치 구조를 통해 송신되는 파장용의 상기 구조를 통해 제 1 다중 모드 도파관의 제 2 측면상의 제 2 액세스 도파관으로부터 제 2 다중 모드 도파관의 제 1 측면상의 제 1 액세스 도파관까지 통한다.
제 3 마하 젠더 경로는 제 1 및 제 3 접속 도파관과 파장 선택 교차 스위치 구조에 의해 반사되는 파장용의 상기 구조를 통해 제 1 다중 모드 도파관의 제 2 측면상의 제 1 액세스 도파관으로부터 제 2 다중 모드 도파관의 제 1 측면상의 제 1 액세스 도파관까지 통한다.
제 4 마하 젠더 경로는 제 2 및 제 4 접속 도파관과 교차 스위치 구조에 의해 반사되는 파장용의 파장 선택 교차 스위치 구조를 통해 제 1 다중 모드 도파관의 제 2 측면상의 제 2 액세스 도파관으로부터 제 2 다중 모드 도파관의 제 1 측면상의 제 2 액세스 도파관까지 통한다.
교차 스위치 구조에서 반사되는 파장 다시 말해, 전술한 것에 따라 제 3 및 제 4 마하 젠더 경로를 통해 통과하는 파장만이 능동으로 제어될 수 있다.
마하 젠더 경로는 본 발명의 파장 선택 변조기에서 본질적으로 동일한 길이이다. 반사가 교차 스위치 구조의 중심에서 발생하지 않기 때문에, 작은 파장차가 실제로 나타난다.
따라서, 하나의 파장 선택 교차 스위치 구조의 경우에, 교차 스위치 구조에 의해 반사되는 파장용의 두 개의 상이한 마하 젠더 경로 또는 라우트(routes)와 상기 구조를 통해 송신되는 파장용의 두 개의 상이한 마하 젠더 경로가 포함된다. 두 개의 파장 선택 교차 스위치 구조의 경우에, 두 개의 상이한 파장 및개의 파장 선택 교차 스위치 구조용의 네 개의 상이한 마하 젠더 경로가 포함된다. 따라서,개의 파장용의개의 상이한 마하 젠더 경로가 포함된다.
제 1 및 제 2 다중 모드 도파관은 바람직하게는 예를 들어, 상기 도파관이 동일한 유형 즉,유형일 때, 동일한 길이-폭 비율을 갖는다. 본 발명의 하나의 실시예에서, 다중 모드 도파관은 MMI 도파관을 포함할 수 있다.
두 개 이상의 파장 선택 교차 스위치 구조에서, 각각의 파장 선택 교차 스위치 구조에 대해, 두 개의 위상 제어 소자 및 두 개의 접속 도파관이 포함된다. 각각의 파장 선택 교차 스위치 구조에는 두 개의 위상 제어 소자가 제공되는데, 이러한 소자는 가장 근접한 파장 선택 교차 스위치 구조에 관련하여 대향하는 측면상의제 1 및 제 2 위상 제어 소자이다. 상기 각각의 제 1 위상 제어 소자는 각각의 제 2 위상 제어 소자가 반사 또는 송신되는 광이 가장 근접한 위상 제어 소자로부터 상기 제 2 위상 제어 소자로 진행하는데 대해 걸린 시간에 대응하는 양만큼의 시간 기간(t2) 동안 위상을 변화시키려는 시간 보다 더 앞서는(τ시간 유닛만큼) 소정의 시간 기간 동안 위상을 변화시키도록 적응된다. 파장 선택 교차 스위치 구조는 접속 도파관을 통해 제 1 파장 선택 교차 스위치 구조상의 액세스 도파관으로부터 인접한 파장 선택 교차 스위치 구조상의 다른 액세스 도파관까지 서로 접속된다. 이러한 도파관은 동일한 측면상에서 서로 인접하게 위치하도록 선택된다.
광 네트워크에서의 광 파장 채널을 변조하는 본 발명의 하나의 방법에서, 파장 채널은 제 1 다중 모드 도파관의 제 1 측면상에 제공되는 적어도 하나의 액세스 도파관으로 여기된다. 이어서, 광 파장 채널은 상기 제 1 다중 모드 도파관으로 송신되어 상기 액세스 도파관에 관련하여 대향하는 측면상에 배치된 적어도 두 개의 접속 도파관상에 이미지(imaged)된다. 이어서, 광 파장 채널은 접속 도파관을 통해 송신된다.
각각의 파장 선택 교차 스위치 구조에 있어, 반사된 파장의 위상은 상기 파장 선택 교차 스위치 구조의 제 1 측면상의 제 1 및 제 2 접속 도파관에 배치된 두 개의 위상 제어 소자에 의해 2회 변화되는 동시에 반사하는 파장의 위상은 파장 선택 교차 스위치 구조의 다른 측면상에서 본질적으로 불변인 상태로 유지된다.
송신 파장의 위상은 수동 조절 섹션을 무시할 때, 각각의 파장 선택 교차 스위치 구조에 대해 1회 변화된다. 광 파장 채널은 적어도 두 개의 접속 도파관을 통해 제 2 다중 모드 도파관에 여기된다.
각각의 파장의 위상 관계는 상기 파장의 전력이 얼마나 많이 송신되는지 및 다중 모드 도파관의 출력 도파관의 어느 출력 도파관으로 각각의 파장이 송신되는지를 결정하는데 결정적이다. 특정 파장 선택 교차 스위치 구조와 연결된 위상 제어 소자는 서로에 관련하여 어떤 시간 지연(τ)과 함께 작용하여, 동일한 범위로 위상을 변화시킨다.
본 발명의 하나의 실시예에서, 파장 선택 방향 스위칭 구조는 MMI 브래그 격자 유형이다.
본 발명의 목적은 각각의 파장이 다른 파장에 무관하게 변조될 수 있고 두 개의 출력중의 하나로 여기될 수 있고, 단순하고 컴팩트한 구조이어서 현재의 기술과 비교하여 제조 비용을 감소될 수 있게 하는 파장 선택 변조기를 제공하는 것이다.
본 발명에 의해 제공되는 하나의 장점은 하나의 실시예에서, 장치가 제 3 파장 채널을 변조하는 동안 제 1 파장 채널을 애드(add)하고 제 2 파장 채널을 드롭(drop)하기 위해 동시에 사용될 수 있다는 것이다.
본 발명은 첨부한 도면과 바람직한 실시예를 참조하여 더욱 상세히 설명된다.
도 1은 본 발명의 파장 선택 변조기(1)의 실시예를 도시한다. 파장 선택 변조기(1)는 2개의 다중 모드 도파관(10, 20), 4개의 파장 선택 교차 스위치 구조(2, 4, 6, 8), 8개의 제어 가능 위상 제어 소자(C1, C2, D1, D2, E1, E2, F1, F2), 수동 조절 섹션(70), 10개의 접속 도파관과 2개의 다중 모드 도파관(10, 20) 및 교차 스위치 구조(2, 4, 6, 8)상에 배치된 액세스 도파관을 포함한다.
다수의 상이한 파장을 포함하는 광 신호는 제 1 다중 모드 도파관(10)의 제 1 측면상에 제공되는 액세스 도파관으로 여기된다. 광 신호는 다중 모드 도파관(10)을 통해 송신되어 광 신호가 여기되는 위치에 대향하는 제 2 측면상에 제공되는 액세스 도파관상에 이미지된다. 신호는 다중 모드 가이드(10)의 길이-폭 비율 및 액세스 도파관의 배치에 관련하여 이미지된다. 다중 모드 도파관(10)의 제 1 측면상에 여기되는 광 신호가 대향하는 측면상에 배치된 두 개의 액세스 도파관에서 동일하게 이미지되도록 즉, 상기 광 신호가 두 개의 액세스 도파관에서 2분의 1의 강도를 갖는 두 개로 동일하게 분할되도록 길이-폭 비율을 가정한다. 접속 도파관은 제 1 다중 모드 도파관(10)의 제 2 측면상의 액세스 도파관에 접속된다. 제 1 접속 도파관은 제 1 파장 선택 교차 스위치 구조(2)의 제 1 측면상의 제 1 액세스 도파관에 접속된다. 제 2 접속 도파관은 제 1 파장 선택 교차 스위치 구조(2)의제 2 측면상에 제공되는 제 1 액세스 도파관에 접속된다. 이러한 접속 도파관중의 하나는 위상 제어 소자(C1)를 포함하고 상기 접속 도파관중의 다른 하나는 수동 조절 섹션(70)을 포함한다. 수동 조절 섹션이 마하 젠더 아암(arms)에 따라 그 위의 어딘가에, 바람직하게는 위상 제어 소자가 발견되지 않는 위치에 동일하게 또한 제공될 수 있다는 것이 쉽게 이해된다. 도 1 실시예의 경우에, 위상 제어 소자(C1)는 제 1 접속 도파관에 포함되지만, 수동 조절 섹션은 제 2 접속 도파관에 포함된다. 제 2 파장 선택 교차 스위치 구조(4)는 두 개의 접속 도파관을 통해 제 1 파장 선택 교차 스위치 구조에 접속된다. 제 1 파장 선택 교차 스위치 구조(2)의 제 1 측면상에 제공되는 제 2 액세스 도파관은 제 3 접속 도파관을 통해 제 2 파장 선택 교차 스위치 구조(4)의 제 1 측면상의 제 1 액세스 도파관에 접속된다. 제 1 파장 선택 교차 스위치 구조(2)의 다른 측면상의 제 2 액세스 도파관은 제 4 접속 도파관을 통해 제 2 파장 선택 교차 스위치 구조(4)의 제 2 측면상의 제 1 액세스 도파관에 접속된다.
도 1은 4개의 파장 선택 교차 스위치 구조(2, 4, 6, 8)가 서로 연속된 관계로 배치되는 것을 도시한다. 파장 선택 교차 스위치 구조(2, 4, 6, 8)는 접속 도파관을 통해 제 1 파장 선택 교차 스위치 구조상의 액세스 도파관으로부터 인접한 파장 선택 교차 스위치 구조상의 다른 액세스 도파관까지 서로 접속되고, 여기에서, 상기 액세스 도파관은 서로 근접하게 위치하도록 및 동일한 측면상에 위치하도록 선택된다.
최종 파장 선택 교차 스위치 구조(8)는 접속 도체를 통해 제 2 다중 모드 도파관(20)에 접속된다. 최종 파장 선택 교차 스위치 구조(8)의 제 1 측면상의 제 2 액세스 도파관은 접속 도파관을 통해 제 2 다중 모드 도파관(20)의 제 1 측면상의 제 1 액세스 도파관에 접속된다. 최종 파장 선택 교차 스위치 구조(8)의 제 2 측면상의 제 2 액세스 도파관은 접속 도파관을 통해 제 2 다중 모드 도파관(20)의 제 1 측면상의 제 2 액세스 도파관에 접속된다. 도 1의 실시예는 제 2 다중 모드 도파관(20)의 제 2 측면상의 두 개의 도파관을 포함한다.
전술한 바와 같이, 제 1 다중 모드 도파관(10)의 제 1 측면상의 섹션 A를 따라 액세스 도파관에 인가된 광 신호는 먼저 상기 제 1 다중 모드 도파관을 통해 송신되고, 상기 액세스 도파관에 관련하여 대향하는 측면상에 배치된 두 개의 접속 도파관상의 섹션 B를 따라 이미지된다. 이어서, 광 신호는 두 개의 접속 도파관으로 송신된다. 이러한 접속 도파관중의 하나는 거기에 배치되는 위상 제어 소자(C1)를 갖는다. 이러한 위상 제어 소자(C1)는 자신을 통해 통과하는 모든 파장에 영향을 미친다. 이어서, 광 신호는 섹션 C에서 제 1 파장 선택 교차 스위치 구조로 스위치된다. 각각의 섹션 C, D, E 및 F에서의 각각의 이러한 파장 선택 교차 스위치 구조(2, 4, 6, 8)는 하나의 파장을 반사하도록 적응되고, 나머지는 송신한다. 섹션 C의 제 1 파장 선택 교차 스위치 구조(2)는 하나의 파장 λ1을 반사하도록 적응되고, 섹션 D의 제 2 파장 선택 교차 스위칭 구조(4)는 파장 λ2를 반사하도록 적응되고, 섹션 E의 제 3 파장 선택 교차 스위치 구조는 파장 λ3를 반사하도록 적응되고, 섹션 F의 제 4 파장 선택 교차 스위치 구조(8)는 파장 λ4를 반사하도록 적응되는 것을 가정한다.
파장 λ1, λ2, λ3, λ4와 관련하여, 각각의 이러한 파장은 단 하나의 파장 선택 교차 스위치 구조에 의해 반사되고, 나머지 구조를 통해 송신된다.
도 1의 실시예의 경우에, 섹션 B를 따라 하나의 접속 도파관을 통해 송신하는 파장 선택 교차 스위치 구조에 의해 반사되는 각각의 파장 채널은 섹션 B를 따라 다른 접속 도파관을 통해 송신하는 파장 선택 교차 스위치 구조중의 하나에 의해 반사되는 이러한 파장 채널과 비교하여 두 개의 제어 가능 위상 제어 소자에 의해 영향을 받을 것이다. 예를 들어, 파장 λ1이 섹션 G를 따라 제 2 다중 모드 도파관(20)의 제 1 측면에 도달하는 경우에, 위상은 전술한 바와 같이 상기 파장이 상이한 수의 위상 제어 소자(C1, C2, D1, D2, E1, E2, F1, F2)에 의해 영향을 받는다는 사실에 의해 제 1 및 제 2 액세스 도파관 사이에서 상이할 것이다. 섹션 G를 따라 제 1 및 제 2 액세스 도파관에서의 여러 반사된 파장의 위상은 서로 상이할 것이다. 도 1의 섹션 G를 따르는 이러한 액세스 도파관중의 하나에서, 소정의 반사된 파장의 위상은 수동 조절 섹션(70)이 무시될 때, 제 2 액세스 도파관의 위상 보다 2회 이상 변화된다. 물론, 보상이 수동 조절 섹션(70)에 대해 위상 제어 소자(C1, C2, D1, D2, E1, E2, F1, F2)에서 만들어져야 한다. 각각의 반사된 파장은 구조를 통하는 유일한 경로, 마하 젠더 경로를 갖는다. 이것은 파장이 나머지 파장에 무관하게 영향받는 것을 가능하게 하고, 각각의 반사된 파장은 제 2 다중 모드 도파관(20)상의 액세스 도파관의 길이, 폭 및 배치에 관한 적당한 구성의 도움으로 섹션 H를 따라 원하는 출력으로 가이드될 수 있다.
전술한 바와 같이, 파장 λ1은 섹션 C를 따라 교차 스위치 선택 구조에서 반사되지만, 모든 다른 파장 채널은 상기 구조를 통해 송신된다. 이것은 두 개의 위상 제어 소자(C1 및 C2)가 동일한 위상 변화로 동작하고, C2가 C1에 관련하여 τ시간 유닛 만큼 지연되는 경우에, C1 및 C2에 관한 위상 변위가 C1 및 C2가 활성인 시간 동안 즉, 위상 제어 소자가 광 신호의 위상에 영향을 미칠 때만 파장 λ1에 영향을 미친다는 것을 의미한다. 시간 지연(τ)은 광이 수동 조절 섹션으로부터 제 2 위상 제어 소자까지 진행하는데 걸린 시간 또는 광이 제 1 위상 제어 소자로부터 제 2 위상 제어 소자까지 진행하는데 걸린 시간일 수 있다. 선택되는 제 1 및 제 2 시간 지연중 하나는 반사된 파장 또는 송신된 파장을 최적화하는 것이 바람직한지에 따른다. 통상적으로, 스위치안된 (변조된) 채널과 최소의 간섭을 얻는 것이 바람직하고, 그 결과 τ는 수동 조절 섹션(PAS)으로부터 위상 제어 소자(C2)까지 통과하는 광에 대해 걸린 시간이다.
도 1의 실시예에서, 4개의 서로 상이한 파장이 동일한 시간에 서로에 무관하게 변조될 수 있고, MMI 도파관(20)상에서 어떤 선택된 출력으로 제어될 수 있다.
제 2 다중 모드 도파관상의 소정의 길이-폭 비율에 있어, 섹션 G에 따르는 액세스 도파관에서의 광 신호 사이의 위상 관계는 광 신호가 섹션 H를 따라 집중되는 위치를 결정한다.
위상 제어 소자가 광이 수동 조절 섹션(PAS)으로부터 위상 제어 소자(C2)까지 통과하는데 걸린 시간에 대응하는 시간 지연(τ) 및 동일한 위상 변화로 동작하는 것이 바람직하다.
위상 제어 소자는 충분하게 짧은 응답 시간을 얻기 위해 바람직하게는 전기-광학적으로 제어된다.
대안으로서, 위상 제어 소자가 반도체 물질에 있을 때, 위상 제어 소자는 전류 주입(injection)에 의해 제어될 수 있다.
예를 들어, 시간 지연(τ)은 C1, C2, D1, D2, E1, E2, F1 및 F2에 대한 지연 유닛을 갖는 제어 유닛의 도움으로 전압 U(t) 또는 전류 I(t)를 제어함으로써 얻어질 수 있고, 상기 전압 및 전류는 모두 시간의 함수이므로, 광 신호의 위상을 소정의 시점에서 소정의 시간 간격동안 변화될 수 있게 한다. 지연을 얻는 더욱 단순한 방법은 다른 위상 제어 소자 보다 하나의 위상 제어 소자에 더 긴 전기적 접속을 사용하는 것이다. 도 1 및 도 3에서, 각각의 교차 스위치 구조에 대한 시간 지연은 시간 지연 섹션(120)에 의해 표현된다.
수동 조절 섹션(70)은 위상 제어 소자(C1)와 동일하게 제 1 MMI 도파관(10)으로부터의 광 파장상에 정확하게 위치하는 것으로 가정될 수 있다.
도 2는 본 발명의 파장 선택 변조기(1)와 유용하게 사용될 수 있는 파장 선택 교차 스위치 구조(100)의 하나의 예를 도시한다. 실제로, 도 2에 도시된 파장 선택 교차 스위치 구조(100)는 대칭 애드/드롭 다중 소자이다. 도 2에 명확하게 도시된 장치는 소위 대칭 MMI 브래그 격자 구조라고 칭한다. 도 2의 교차 스위치 구조의 기능을 갖는 어떤 실질적인 대칭 애드/드롭 소자가 사용될 수 있지만, 이것은 상기 소자가 동조될 필요성이 없는 구성 소자의 실시에 관하여 가장 중요하다. 파장 선택 변조기(1)는 트리밍이 필요하고, 비교적 많은 파장이 조정되어야 할 때, 즉, 많은 교차 스위치 구조(2, 4, 6, 8)가 필요할 때, 제어하기 어렵게 될 수 있다.
예를 들어, 광 신호는 도 2의 교차 스위치 구조의 액세스 도파관(40)에 여기된다. 채널은 액세스 도파관(30)에 반사되고, 채널의 나머지는 액세스 도파관(50)으로 송신된다. 장치의 상반성(reciprocity) 및 대칭성 때문에, 액세스 도파관(60)으로 여기된 광 신호는 액세스 도파관(50)에 반사되거나 액세스 도파관(30)으로 송신될 것이다.
바람직하게는 교차 스위치 구조는 대칭적이다. 다시 말해, 구조가 자신의 중간에서 분할될 때, 두 개의 반(halves)은 서로 거울 상(mirror image)이 될 것이다.
수동 조절 소자(30)는 어떤 교차 스위치 구조에서 반사되지 않은 이러한 채널의 송신을 최적화하도록 사용될 수 있다.
교차 스위치 구조(2, 4, 6 및 8)에서 효과적인 반사 깊이(depth)는 바람직하게는 가능한한 중심에 근접하게 위치할 것이다.
도 3은 본 발명의 파장 선택 변조기(11)의 또 다른 실시예를 도시한다. 대역 통과 필터(80) 및 수신기(90)가 제 2 MMI 도파관의 제 2 측면상에 제공되는 발신 액세스 도파관중의 하나에 접속된다. 대역 통과 필터는 수신기(90)에 수신하는 것이 바람직한 특정 파장만이 통과 가능하도록 설계된다. 도시된 실시예는 결합 애드/드롭 멀티플렉서 및 변조기로서 양호하게 적응된다. 드롭 기능은 파장 채널의 위상 제어 소자를 설정함으로써 얻어질 수 있으므로, 상기 채널은 드롭 포트로 스위치될 수 있다. 애드 기능은 파장 선택 변조기 기능의 도움으로 하나 이상의 착신비변조 채널을 변조함으로써 얻어진다. 논리 1은 논리 0가 출력 포트상에 위치할 때, 소정의 채널에 대해 드롭 포트상에 위치할 것이고, 그 역도 가능하다. 도 2 에 도시된 바와 같이, 아웃 채널(out-channel)이 드롭된 채널과 간섭하는 것을 방지하기 위해, 이러한 영향을 감소시키거나 제거하는 대역 통과 필터가 포함될 것이다.
본 발명의 파장 선택 변조기(1)는 모놀리식의 반도체 시스템 또는 SiO2/Si 유형의 절연 도파관 시스템에서 제작될 수 있다.
파장 선택 변조기의 접속 도파관은 모두 동일한 길이를 가질 수 있다.
각각의 교차 스위치 구조에 속하는 각각의 위상 제어 소자는 서로 동일한 범위로 위상을 변화시킬 수 있다. 그러나, 소정의 교차 스위치 구조에 속하는 위상 제어 소자의 어레이는 또 다른 교차 스위치 구조에 속하는 위상 제어 소자의 어레이로부터의 위상 변화에 대하여 편향(deviate)할 수 있다. 소정의 교차 스위치 구조에 속하는 위상 제어 소자는 바람직하게는 위상을 동일한 범위로 변화시킨다.
본 발명은 전술하고 도시한 예시하는 실시예에 제한되지 않고, 변경물이 첨부한 청구 범위의 범위 내에서 만들어질 수 있다는 것이 이해된다.

Claims (14)

  1. 광 파장을 변조하고, 적어도 두 개의 다중 모드 도파관(10. 20), 적어도 하나의 파장 선택 교차 스위치 구조(2, 4, 6, 8), 적어도 두 개의 위상 제어 소자(C1, C2, D1, D2, E1, E2, F1, F2) 및 적어도 네 개의 접속 도파관을 포함하는 파장 선택 변조기(1)에 있어서, 상기 파장 선택 교차 스위치 구조는 제 1 다중 모드 도파관(10) 및 제 2 다중 모드 도파관(20) 사이에 배치되고, 상기 제 1 다중 모드 도파관(10)은 제 1 측면상의 적어도 하나의 액세스 도파관 및 제 2 측면상의 적어도 두 개의 액세스 도파관에 접속되고, 상기 제 2 다중 모드 도파관(20)은 제 1 측면상의 적어도 두 개의 액세스 도파관 및 제 2 측면상의 적어도 하나의 액세스 도파관에 접속되고, 상기 파장 선택 교차 스위치 구조는 제 1 측면 및 제 2 측면상의 적어도 두 개의 액세스 도파관에 접속되고, 상기 파장 선택 교차 스위치 구조에 대해, 상기 제 1 다중 모드 도파관의 제 2 측면상의 제 1 액세스 도파관은 제 1 접속 도파관을 통해 상기 파장 선택 교차 스위치 구조의 제 1 측면상의 제 1 액세스 도파관에 접속되고, 상기 제 1 다중 모드 도파관의 제 2 측면상의 제 2 액세스 도파관은 제 2 접속 도파관을 통해 상기 파장 선택 교차 스위치 구조의 제 2 측면상의 제 1 액세스 도파관에 접속되고, 상기 파장 선택 교차 스위치 구조의 제 1 측면상의 제 2 액세스 도파관은 제 3 접속 도파관을 통해 상기 제 2 다중 모드 도파관의 제 1 측면상의 제 1 액세스 도파관에 접속되고, 상기 파장 선택 교차 스위치 구조의 제 2 측면상의 제 2 액세스 도파관은 제 4 접속 도파관을 통해 상기 제 2 다중 모드 도파관의 제 1 측면상의 제 2 액세스 도파관에 접속되고, 상기 위상 제어 소자는 상기 파장 선택 교차 스위치 구조중의 하나의 측면상의 접속 도파관에 배치되고, 제 1 위상 제어 소자(C1)는 제 2 위상 제어 소자(C2)가 시간 기간 Δt2동안 위상 변화에 영향을 미치는 시간 보다 더 앞서는 시간 유닛(τ)인 소정의 시간 기간 Δt1동안 위상 변화에 영향을 미치도록 적응되고, 상기 시간차는 광이 예측점(30)으로부터 상기 제 2 위상 제어 소자(C2)까지 진행하는데 걸린 시간 또는 광이 상기 제 1 위상 제어 소자(C1)로부터 상기 제 2 위상 제어 소자(C2)까지 진행하는데 걸린 시간에 대응하고, 두 개 이상의 파장 선택 교차 스위치 구조의 경우에, 상기 두 개의 위상 제어 소자(D1, D2, E1, E2, F1, F2) 및 두 개의 접속 도파관은 각각의 파장 선택 교차 스위치 구조에 제공되고, 상기 각각의 파장 선택 교차 스위치 구조는 가장 인접한 파장 선택 교차 스위치 구조에 관련하여 대향하는 측면상에서 두 개의 위상 제어 소자를 갖고, 상기 제 1 위상 제어 소자(D1, E1, F1)는 송신 및 반사된 광이 가장 인접한 위상 제어 소자로부터 상기 제 2 위상 제어 소자(D2, E2 및 F2)까지 진행하는데 걸린 시간에 대응하는 시간의 길이 만큼의 시간 기간(Δt2)동안 상기 제 2 위상 제어 소자(D2, E2 및 F2)에 의해 초래되는 위상 변화 보다 더 앞서는 소정의 시간 기간(Δt1)동안 위상 변화에 영향을 미치도록 적응되고, 상기 파장 선택 교차 스위치 구조는 상기 접속 도파관을 통해 상기 제 1 파장 선택 교차 스위치 구조상의 하나의 액세스 도파관으로부터 인접한 파장 선택 교차 스위치 구조상의 또 다른 액세스 도파관으로 서로 접속되고, 상기 액세스 도파관은 서로 동일한 측면상에 위치하도록 및 가장 인접하도록 선택되는, 파장 선택변조기(1)
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 다중 모드 도파관은 MMI 도파관인 것을 특징으로 하는 파장 선택 변조기.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 파장 선택 교차 스위치 구조는 대칭인 것을 특징으로 하는 파장 선택 변조기.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 파장 선택 교차 스위치 구조(2, 4, 6, 8)는 MMI 브래그 격자 구조(100)인 것을 특징으로 하는 파장 선택 변조기.
  5. 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서,
    상기 각각의 파장 선택 교차 스위치 구조에 속하는 상기 위상 제어 소자(C1, C2, D1, D2, E1, E2, F1, F2)는 동일한 범위로 위상을 변화시키는 것을 특징으로 하는 파장 선택 변조기.
  6. 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서,
    상기 시간 지속 기간(Δt1)은 시간 지속 기간(Δt2)과 동일한 것을 특징으로 하는 파장 선택 변조기.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 모든 접속 도파관은 서로 동일한 길이를 갖는 것을 특징으로 하는 파장 선택 변조기.
  8. 제 7 항에 있어서,
    개의 파장 선택 교차 스위치에 있어,개의 상이한 파장용의개의 상이한 마하 젠더 경로가 있는 것을 특징으로 하는 파장 선택 변조기.
  9. 제 1 항에 있어서,
    수신기(90)가 대역 통과 필터(80)를 통해 상기 제 2 다중 모드 도파관(20)의 출력에 접속되는 것을 특징으로 하는 파장 선택 변조기.
  10. 광 네트워크에서 광 파장 채널을 변조하는 방법에 있어서,
    상기 광 파장 채널을 제 1 다중 모드 도파관의 제 1 측면상에 배치된 적어도 하나의 액세스 도파관으로 스위칭하는 단계,
    상기 광 파장 채널을 상기 제 1 다중 모드 도파관을 통해 송신하고, 상기 액세스 도파관에 관련하여 대향하는 측면상에 배치된 적어도 두 개의 접속 도파관상에서 상기 파장 채널을 이미징하는 단계,
    상기 광 파장 채널을 상기 접속 도파관을 통해 송신하는 단계,
    상기 파장 선택 교차 스위치 구조의 제 1 측면상의 제 1 및 제 2 접속 도파관에 배치된 두 개의 위상 제어 소자의 도움으로 각각의 파장 선택 교차 스위치 구조에 대해 반사 파장의 위상을 2회 변화시키는 단계로서, 상기 위상은 광이 예측점(70)으로부터 제 2 위상 제어 소자까지 진행하는데 걸린 시간 또는 광이 제 1 위상 소자로부터 제 2 위상 소자까지 진행하는데 걸린 시간에 대응하는 시간의 길이 만큼 시간 기간(Δt2)동안 제 2 위상 소자에 의해 초래되는 위상 변화 보다 더 앞서는 소정의 시간 기간(Δt1)동안에 제 1 위상 제어 소자에 의해 변화되는 동시에 상기 파장 선택 교차 스위치 구조의 제 2 측면상의 상기 반사하는 파장의 위상은 불변인 상태로 유지되는, 상기 위상을 변화시키는 단계,
    상기 파장 선택 교차 스위치 구조마다 제 1 및 제 2 방향으로 각각의 파장 선택 교차 스위치 구조에 대해 송신 파장의 위상을 1회 변화시키는 단계,
    상기 광 파장 채널을 제 2 다중 모드 도파관에서 적어도 두 개의 접속 도파관을 통해 스위칭하는 단계를 포함하는데,
    상기 제 2 다중 모드 도파관의 제 1 측면상에 배치된 각각의 액세스 도파관에서의 광 신호 사이의 위상 관계가 상기 다중 모드 도파관상의 소정의 길이-폭 비율에 대한 상기 제 2 다중 모드 도파관의 제 2 측면상에 광 신호가 집중되는 위치를 결정하는 것을 특징으로 하는 광 파장 채널 변조 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 다중 모드 도파관은 MMI 도파관인 것을 특징으로 하는 광 파장 채널 변조 방법.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 모든 접속 도파관은 서로 동일한 길이인 것을 특징으로 하는 광 파장 채널 변조 방법.
  13. 제 10 항에 있어서,
    개의 파장 선택 교차 스위치 구조에 있어,개의 상이한 파장용의개의 상이한 마하 젠더 경로가 있는 것을 특징으로 하는 광 파장 채널 변조 방법.
  14. 제 10 항에 있어서,
    상기 시간 기간(Δt1)은 시간 기간(Δt2)과 동일한 지속 기간인 것을 특징으로 하는 광 파장 채널 변조 방법.
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