KR20020034417A - All-optical gating/modulating device - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: An all optical gating/modulating device is provided, which reduces an operation light intensity effectively by considering an efficiency of an optical switching using a nonlinearity in an optical fiber grating device, and controls a transmittance of a signal light wave efficiently by a light intensity of a pump light wave. CONSTITUTION: The device includes the first long period optical fiber grating(LPFG I) and the second long period optical fiber grating(LPFG II) connected with the first long period optical fiber grating serially. And a wavelength bandwidth of a light transmission suppression band of the first and the second long period optical fiber grating is varied according to a gap between the first and the second long period optical fiber grating. The device also includes at least more than one serial long period optical fiber grating pair including the first long period optical fiber grating and the second long period optical fiber grating, and a wavelength bandwidth of the light transmission suppression band grating is varied according to the gap between the first and the second optical fiber grating. The first and the second long period optical fiber grating are constituted with a single mode fiber.

Description

전광 게이팅/변조 소자{ALL-OPTICAL GATING/MODULATING DEVICE}All-optical gating / modulation device {ALL-OPTICAL GATING / MODULATING DEVICE}

본 발명은 전광 게이팅/변조 소자에 관한 것으로, 더욱 상세하게 말하자면, 장주기 광섬유 격자를 이용하여 광통신에서 신호 광파를 제어하는 전광 게이팅/변조 소자에 관한 것이다.The present invention relates to an all-optical gating / modulator, and more particularly, to an all-optical gating / modulator for controlling signal light waves in optical communication using a long period optical fiber grating.

일반적으로 장주기 광섬유 격자는 광통신용 및 광섬유 센서용으로 널리 쓰이고 있는데, 그 특성상 특정 파장 영역에서 투과 억제 필터로 사용된다. 이러한 성질은 광섬유 코어 굴절률의 주기적인 변조에 의해서 광섬유 내를 도파하는 코어 모드와 클래딩 모드 사이의 상호간 결합에 의해 결정된다.In general, long-period fiber gratings are widely used for optical communication and optical fiber sensors, which are used as transmission suppression filters in specific wavelength ranges. This property is determined by the mutual coupling between the core mode and the cladding mode guiding in the optical fiber by the periodic modulation of the optical fiber core refractive index.

광파의 선형적인 특성에 따라 작용하는 광필터에 강한 세기의 광파를 입사하게 되면, 매질의 비선형적인 성질에 의해서 필터 특성이 초기의 선형적인 특성에 비해서 달라지게 된다. 이에 대한 연구로 반사 필터의 형태인 광섬유 브래그 격자와 투과 억제 필터 형태인 장주기 광섬유 격자에서 비선형 현상을 이용한 연구 결과들이 있다.When the light wave of strong intensity is incident on the optical filter acting according to the linear characteristic of the light wave, the filter characteristic is different from the initial linear characteristic by the nonlinear nature of the medium. As a study on this, there are studies using nonlinear phenomena in optical fiber Bragg gratings as reflection filters and long period fiber gratings as transmission suppression filters.

비선형 효과를 이용하는 전광 스위칭(All-Optical Switching)의 경우, 효과적인 스위칭 조건을 만족시키기 위해서는 광세기에 따른 파장 이동량이 커야 하고, 또한, 필터 스펙트럼의 파장 대역이 좁아야 한다. 기존의 브래그 격자를 이용한 비선형 스위칭은 필터 스펙트럼의 파장 대역이 좁으나 비선형 파장 이동량은 적은 단점이 있으며, 장주기 격자를 이용한 경우는 비선형 파장 이동량은 많으나 필터 스펙트럼 파장 대역이 넓은 단점이 있다.In the case of all-optical switching using a nonlinear effect, in order to satisfy the effective switching condition, the wavelength shift amount according to the light intensity must be large, and the wavelength band of the filter spectrum must be narrow. Conventional nonlinear switching using the Bragg grating has a narrow wavelength band of the filter spectrum but has a small nonlinear wavelength shift, and a long period grating has a large nonlinear wavelength shift but a wider filter spectrum wavelength band.

따라서, 광섬유 브래그 격자 및 장주기 광섬유 격자를 사용한 기존의 연구 결과에서는 효과적인 비선형 스위칭을 위해서 수십 GW/cm2 이상의 광세기가 필요하다.Thus, previous studies using fiber Bragg gratings and long-period fiber gratings require light intensities of several tens of GW / cm2 or more for effective nonlinear switching.

그러므로 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 광섬유 격자 소자에서 비선형 현상을 이용하는 광 스위칭의 효율을 제고하여 작동 광세기를 효과적으로 줄일 수 있는 전광 게이팅/변조 소자를 제공하고자 하는데 있다.Therefore, an object of the present invention is to provide an all-optical gating / modulating device that can effectively reduce the operating light intensity by improving the efficiency of optical switching using a nonlinear phenomenon in an optical fiber grating device.

또한 본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 펌프 광파의 광세기에 의해 신호 광파의 투과도를 효율적으로 제어할 수 있는 전광 게이팅/변조 소자를 제공하고자 하는데 있다.Another object of the present invention is to provide an all-optical gating / modulation device capable of efficiently controlling the transmittance of a signal light wave by the light intensity of a pump light wave.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 전광 게이팅/변조 소자 및 이 소자의 특성을 측정하기 위한 실험 장치 구조를 나타낸 도이다.1 is a diagram showing an all-optical gating / modulator according to an embodiment of the present invention and an experimental apparatus structure for measuring the characteristics of the device.

도 2는 실제로 측정된 본 발명의 실시예에 따른 전광 게이팅/변조 소자의 투과 스펙트럼이다.2 is a transmission spectrum of an all-optical gating / modulator according to an embodiment of the present invention actually measured.

도 3은 본 발명의 실시예 따른 전광 게이팅/변조 소자의 이론치인 투과 스펙트럼이다.3 is a transmission spectrum that is a theoretical value of the all-optical gating / modulation device according to an embodiment of the present invention.

도 4는 본 발명의 실시예에서 투과 측정시 사용된 1565 nm 파장대를 확대한 투과 스펙트럼이다.4 is an enlarged transmission spectrum of a wavelength range of 1565 nm used for transmission measurement in the embodiment of the present invention.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 전광 게이팅/변조 소자를 투과한 신호 광파의 파형도이다.5 is a waveform diagram of signal light waves transmitted through an all-optical gating / modulator according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 전광 게이팅/변조 소자를 투과한 다른 신호 광파의 파형도이다.6 is a waveform diagram of another signal light wave transmitted through the all-optical gating / modulator according to the embodiment of the present invention.

도 7은 신호 광파와 함께 입사되는 Q-스위칭된 Nd:YAG 레이저 펄스의 파형도이다.7 is a waveform diagram of Q-switched Nd: YAG laser pulses incident with signal light waves.

도 8은 펌프 광파의 광세기에 따른 신호 광파의 투과율을 나타낸 파형도이다.8 is a waveform diagram showing the transmittance of a signal light wave according to the light intensity of the pump light wave.

이러한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따른 전광 게이팅/변조 소자는,The all-optical gating / modulation device according to the characteristics of the present invention for achieving the technical problem,

제1 장주기 광섬유 격자; 및 상기 제1 장주기 광섬유 격자와 직렬로 연결된 제2 장주기 광섬유 격자를 포함하고, 상기 제1 장주기 광섬유 격자와 제2 장주기 광섬유 격자 사이의 간격에 따라 상기 제1 장주기 광섬유 격자 및 제2 장주기 광섬유 격자의 광 투과 억제 밴드의 파장 대역폭이 가변된다.A first long period optical fiber grating; And a second long period optical fiber grating connected in series with the first long period optical fiber grating, wherein the first long period optical fiber grating and the second long period optical fiber grating are arranged according to a distance between the first long period optical fiber grating and the second long period optical fiber grating. The wavelength bandwidth of the light transmission suppression band is varied.

본 발명의 다른 특징에 따른 전광 게이팅/변조 소자는,The all-optical gating / modulation device according to another feature of the present invention,

제1 장주기 광섬유 격자; 및 상기 제1 장주기 광섬유 격자와 직렬로 연결된제2 장주기 광섬유 격자를 포함하는 직렬 장주기 광섬유 격자쌍을 적어도 하나 이상 포함하고, 상기 제1 장주기 광섬유 격자와 제2 장주기 광섬유 격자 사이의 간격에 따라 상기 직렬 장주기 광섬유 격자쌍의 광 투과 억제 밴드의 파장 대역폭이 가변된다.A first long period optical fiber grating; And at least one serial long period optical fiber grating pair including a second long period optical fiber grating connected in series with the first long period optical fiber grating, wherein the serial according to a distance between the first long period optical fiber grating and the second long period optical fiber grating. The wavelength bandwidth of the light transmission inhibition band of the long period optical fiber grating pair is varied.

이러한 특징을 가지는 본 발명의 전광 게이팅/변조 소자에서, 상기 제1 및 제2 장주기 광섬유 격자는 단일 모드 광섬유로 이루어질 수 있다.In the all-optical gating / modulator of the present invention having such a feature, the first and second long period optical fiber gratings may be made of a single mode optical fiber.

이하, 이 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 이 발명을 용이하게 실시할 수 있는 실시예를 첨부된 도면을 참조로 하여 상세히 설명한다.DETAILED DESCRIPTION Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention may be easily implemented by those skilled in the art with reference to the accompanying drawings.

도 1에 본 발명의 실시예에 따른 전광 게이팅/변조 소자의 구조 및 이 소자의 특성을 측정하기 위한 실험 장치의 구조가 도시되어 있다.1 shows a structure of an all-optical gating / modulator according to an embodiment of the present invention and a structure of an experimental apparatus for measuring the characteristics of the device.

첨부한 도 1에 도시되어 있듯이, 본 발명의 실시예에 따른 전광 게이팅/ 변조 소자(10)는 서로 직렬로 연결되어 있고 동일한 필터 특성를 가지는 두 개의 제1 및 제2 장주기 광섬유 격자(LPFG I, LPFG II)를 포함한다. 제1 장주기 광섬유 격자(LPFG I)와 제2 장주기 광섬유 격자(LPFG II)는 가변 가능한 간격(Ls)을 두고 동일축상에 설치되어 있다. 여기서 제1 및 제2 장주기 광섬유 격자(LPFG I,LPFG II)는 단일 모드 광섬유로 이루어지나 이에 한정되지는 않는다.As shown in FIG. 1, the all-optical gating / modulator 10 according to an embodiment of the present invention is connected to each other in series and has two first and second long period optical fiber gratings LPFG I and LPFG having the same filter characteristics. II). The first long period optical fiber grating LPFG I and the second long period optical fiber grating LPFG II are provided on the same axis with a variable interval Ls. Here, the first and second long period optical fiber gratings (LPFG I, LPFG II) is composed of a single mode optical fiber, but is not limited thereto.

이러한 구조로 이루어지는 전광 게이팅/변조 소자(10)의 특성을 측정하기 위하여, 펌프 광원(20)과 신호 광원(30)으로부터 출력되는 광파가 광 커플러(40)를 통하여 직렬화된 장주기 광섬유 격자(LPFG I, LPFG II)로 입사되도록 설치하고, 제2 장주기 광섬유 격자(LPFG II)의 출력측에 콜리메이터(50)를 설치하고, 콜리메이터(50)의 출력측에 광에 해당하는 전기적인 신호를 출력하는 포토 다이오드(PD1,PD2)와, 포토 다이오드(PD1,PD2)에서 출력되는 전기적 신호에 따라 전광 게이팅/변조 소자 즉, 직렬화된 장주기 광섬유 격자 소자(10)에서 출력되는 광파의 특성을 표시하는 오실로스코프(60)를 설치하며, 콜리메이터(50)와 포토 다이오드(PD) 사이에 광파를 펌프 광과 신호 광으로 분리하기 위한 프리즘(70)을 설치한다.In order to measure the characteristics of the all-optical gating / modulator 10 having such a structure, the optical wave grating outputted from the pump light source 20 and the signal light source 30 is serialized through the optical coupler 40 to form a long period optical fiber grating (LPFG I). A photodiode installed on the output side of the second long period optical fiber grating (LPFG II) and outputting an electrical signal corresponding to light on the output side of the collimator 50 (LPFG II). The oscilloscope 60 displaying the characteristics of the light waves output from the all-optical gating / modulating device, that is, the serialized long-period grating device 10 according to the PD1 and PD2 and the electrical signals output from the photodiodes PD1 and PD2. And a prism 70 for separating light waves into pump light and signal light between the collimator 50 and the photodiode PD.

여기서 제1 및 제2 장주기 광섬유 격자(LPFG I, LPFG II)는 3㎝이고, 약 60㎝(Ls)의 간격을 두고 떨어져 있다. 그리고 펌프 광원(20)으로는 1064 nm의 Nd:YAG 레이저가 사용되고 신호 광원(30)으로는 1550 nm 대역의 가변 반도체 레이저가 사용되었다.Here, the first and second long period optical fiber gratings LPFG I and LPFG II are 3 cm apart and separated by about 60 cm (Ls). As the pump light source 20, a 1064 nm Nd: YAG laser was used, and as the signal light source 30, a 1550 nm band variable semiconductor laser was used.

다음에는 이러한 구조로 이루어지는 본 발명의 실시예에 따른 전광 게이팅/변조 소자의 작용 및 특성에 대하여 보다 구체적으로 설명한다.Next, the operation and characteristics of the all-optical gating / modulator according to the embodiment of the present invention having such a structure will be described in more detail.

광원(20,30)으로부터 각각 출력되는 펌프 광파와 신호 광파는 3 dB 광 커플러(40)를 통해 직렬화된 장주기 광섬유 격자(10)에 입사되며, 장주기 광섬유 격자(10)를 투과한 광파는 프리즘(70)에 의해 펌프 광 및 신호 광으로 분리된 다음에 포토 다이오드(PD1,PD2)로 입사되며, 포토 다이오드(PD1,PD2)는 각각 입사되는 펌프 광 및 신호 광에 해당하는 전기적인 신호를 오실로스코프(60)로 출력한다. 따라서 직렬화된 장주기 광섬유 격자(10)를 투과한 펌프 광과 신호 광의 특성이 측정된다.Pump light waves and signal light waves respectively output from the light sources 20 and 30 are incident on the serialized long period optical fiber grating 10 through the 3 dB optical coupler 40, and the light waves transmitted through the long period optical fiber grating 10 are prism ( 70 is separated into the pump light and the signal light and then incident to the photodiodes PD1 and PD2. The photodiodes PD1 and PD2 respectively transmit electrical signals corresponding to the incident pump light and the signal light. 60). Therefore, the characteristics of the pump light and the signal light transmitted through the serialized long period optical fiber grating 10 are measured.

도 2에 위에 기술된 실험 장치에 따라 측정된 본 발명의 실시예에 따른 전광게이팅/변조 소자 즉, 직렬화된 장주기 광섬유 격자의 선형 투과 스펙트럼이 도시되어 있다. 도 2에서 대시 및 점선은 각각의 장주기 격자의 스펙트럼을 나타내고 실선은 직렬화된 장주기 광섬유 격자 양단의 투과 스펙트럼을 나타낸다.In Fig. 2 a linear transmission spectrum of an all-gating / modulating device according to an embodiment of the invention, ie a serialized long period fiber grating, measured according to the experimental apparatus described above, is shown. In FIG. 2 dashed and dotted lines represent the spectra of each long period grating and solid lines represent the transmission spectra across the serialized long period fiber gratings.

측정 결과에서 알 수 있는 바와 같이 초기의 넓은 투과 스펙트럼이 잘게 나누어져서, 개개의 투과 억제 밴드의 파장 대역폭이 매우 감소되었음을 알 수 있다. 입사 광세기가 증가하게 되면 비선형 굴절률이 증가하여 전체적으로 투과 스펙트럼은 장파장 쪽으로 이동하게 된다. 따라서, 같은 크기의 비선형 현상에 의한 공진 파장 이동이 있다고 가정할 때, 장주기 광섬유 격자를 독립적으로 사용하였을 때보다 직렬화된 장주기 광섬유 격자를 사용하였을 경우 투과도 변조량이 더 증가하게 된다.As can be seen from the measurement results, the initial broad transmission spectrum was divided finely, indicating that the wavelength bandwidth of each transmission suppression band was greatly reduced. As the incident light intensity increases, the nonlinear refractive index increases and the transmission spectrum shifts toward the longer wavelength as a whole. Therefore, assuming that there is a resonant wavelength shift due to nonlinear phenomena of the same size, the transmittance modulation amount is increased more when the serialized long period fiber grating is used than when the long period fiber grating is used independently.

도 3에 직렬화된 장주기 광섬유 격자의 이론값인 투과 스펙트럼이 도시되어 있으며, 도 3 및 도 2를 비교하면 도 1의 실험 결과에 대한 이론치와 실험치가 유사한 결과를 가지게 됨을 알 수 있다.The transmission spectrum, which is the theoretical value of the long-period optical fiber grating serialized in FIG. 3, is shown. Comparing FIGS. 3 and 2, it can be seen that the theoretical and experimental values for the experimental results of FIG. 1 have similar results.

도 4에 1565 nm 대역의 투과 억제 밴드의 확대된 스펙트럼이 도시되어 있다. 실험에서 사용된 독립적인 장주기 광섬유 격자의 투과 억제 밴드의 파장 대역에 비해 수십분의 일에 해당하는 투과 억제 밴드 폭을 가짐을 알 수 있다.An enlarged spectrum of the transmission suppression band in the 1565 nm band is shown in FIG. 4. It can be seen that it has a transmission suppression band width corresponding to one tenth of the wavelength band of the transmission suppression band of the independent long period optical fiber grating used in the experiment.

따라서, 파장 대역폭이 감소한 만큼 비선형 파장 대역 이동에 의한 스위칭 효율은 더 증가한다. 신호 광파 보다 500 nm 정도 파장이 짧은 펌프 광파에 대해서는 장주기 광섬유 격자에 의한 모드 결합 현상이 거의 일어나지 않으므로 펌프 광파의 필터 투과도는 거의 100 %가 된다.Thus, the switching efficiency due to nonlinear wavelength band shifting further increases as the wavelength bandwidth decreases. For the pump light wave having a wavelength shorter than the signal light wave by 500 nm, the mode coupling phenomenon by the long-period fiber grating hardly occurs, so the filter transmittance of the pump light wave is almost 100%.

도 2에서와 같이 잘게 나누어진 개개의 투과 억제 밴드의 파장 대역폭은 근사적으로 다음 수학식 1과 같이 표현된다.As shown in FIG. 2, the wavelength bandwidth of each of the finely divided transmission suppression bands is approximately expressed by Equation 1 below.

여기서 λ는 광파의 파장, △ng는 코어 모드와 공진 클래딩 모드의 진행 방향 효과 굴절률 차이를 나타내고, Ls는 단일 모드 광섬유로 연결된 장주기 광섬유 격자 사이의 간격을 나타낸다. Ls의 길이에 따라 투과 억제 밴드의 파장 대역폭을 바꿀 수 있다. 이 때, 광세기에 의한 비선형 광 굴절률 변화가 있을 경우, 파장 대역 이동량은 근사적으로 다음 수학식 2와 같이 표현된다.Where [lambda] is the wavelength of the light wave, [Delta] ng is the difference in the refractive index of the propagation direction effect between the core mode and the resonant cladding mode, and Ls is the spacing between the long period optical fiber gratings connected by the single mode fiber. Depending on the length of Ls, the wavelength bandwidth of the transmission suppression band can be changed. At this time, when there is a change in the nonlinear optical refractive index due to the light intensity, the wavelength band shift amount is approximately expressed by the following equation (2).

여기서 n2,eff는 광세기 의존 굴절률 상수이고 Ieff는 효과 광세기를 나타낸다. 따라서, 광세기가 증가할 수록 파장 대역은 장파장 쪽으로 이동하게 된다. 여기서 효과 광세기는 자가 위상 변조(Self-PhaseModulation) 및 상호 위상 변조(Cross-PhaseModulation) 의해서 결정된다.Where n 2, eff is the light intensity dependent refractive index constant and I eff represents the effect light intensity. Therefore, as the light intensity increases, the wavelength band shifts toward the longer wavelength. The effect light intensity is determined by self-phase modulation and cross-phase modulation.

본 발명의 실시예에에 따른 실험에서는 상호 위상 변조에 의한 광세기 변조량이 주가 된다. 도 4에서 신호광의 파장이 Case I 및 II인 두 가지 경우를 생각할 수 있다. Case I의 경우 펌프 광파에 의한 광세기 입력이 없을 경우 신호 광파의투과는 최대가 되고, 펌프 광파가 입사할 경우 그 광세기에 따라 신호 광파의 투과는 감소한다. 반면, Case II의 경우는 펌프 광파에 의한 광세기 입력이 없을 경우 신호 광파의 투과는 최소가 되고, 펌프 광파가 입사할 경우 그 광세기에 따라 신호 광파의 투과는 증가한다. 이는 수학식2와 같이 광세기가 증가할수록 비선형 굴절률 효과에 의해 투과 스펙트럼의 파장 대역이 장파장 쪽으로 이동하기 때문이다.In the experiment according to the embodiment of the present invention, the amount of light intensity modulation due to mutual phase modulation is mainly used. In FIG. 4, two cases where the wavelength of the signal light is Case I and II may be considered. In case I, when there is no light intensity input by the pump light wave, the transmission of the signal light wave is maximum, and when the pump light wave is incident, the transmission of the signal light wave decreases according to the light intensity. On the other hand, in case II, when there is no light intensity input by the pump light wave, the transmission of the signal light wave is minimal, and when the pump light wave is incident, the transmission of the signal light wave increases according to the light intensity. This is because, as shown in Equation 2, the wavelength band of the transmission spectrum is shifted toward the longer wavelength due to the nonlinear refractive index effect.

도 2에 도시된 실험 장치에서 펌프 광파를 장주기 광섬슈 격자로 입사하고 신호 광파의 파장을 도 4에서와 같이 1565.2 nm (Case I)와 1564.8 nm (Case II)로 했을 때 투과되는 신호 광파의 투과 스펙트럼이 도 5와 도 6에 도시되어 있다. 예측한 바와 같이 펌프 광파의 광세기에 따라 신호 광파의 투과도가 제어됨을 알 수 있다. 펌프 광파의 광세기가 1 GW/cm2 이하에서 약 20 %의 전광 게이팅 효율을 가진다. 도 7은 입사하는 펌프 광파의 파형을 나타내고, 도 8은 펌프 광파의 광세기에 따른 신호 광파의 투과율의 실측치와 이론치를 나타낸다. 여기서 투과율은 변조된 신호 광파의 최고치 또는 최저치를 기준으로 산정되었다.In the experimental apparatus shown in FIG. 2, the pump light wave is incident into the long-period optical sump grating and the signal light wave transmitted when the wavelength of the signal light wave is 1565.2 nm (Case I) and 1564.8 nm (Case II) as shown in FIG. 4. The spectra are shown in FIGS. 5 and 6. As expected, it can be seen that the transmittance of the signal light wave is controlled according to the light intensity of the pump light wave. The light intensity of the pump light waves has an all-light gating efficiency of about 20% at 1 GW / cm 2 or less. FIG. 7 shows waveforms of incident pump light waves, and FIG. 8 shows actual values and theoretical values of transmittances of signal light waves according to light intensities of pump light waves. Here, the transmittance is calculated based on the highest or lowest of the modulated signal light waves.

위에 기술된 실시예에서는 직렬화된 장주기 광섬유 격자쌍 하나에 대해서 기술하였지만, 하나 이상의 직렬화된 장주기 광섬유 격자쌍을 이용하여 전광 게이팅 및 변조 효율을 보다 향상시킬 수도 있다.Although the embodiment described above describes one serialized long period fiber grating pair, one or more serialized long period fiber grating pairs may be used to further improve all-optical gating and modulation efficiency.

비록, 이 발명이 가장 실제적이며 바람직한 실시예를 참조하여 설명되었지만, 이 발명은 상기 개시된 실시예에 한정되지 않으며, 후술되는 특허청구범위 내에 속하는 다양한 변형 및 등가물들도 포함한다.Although this invention has been described with reference to the most practical and preferred embodiments, the invention is not limited to the embodiments disclosed above, but also includes various modifications and equivalents within the scope of the following claims.

이상에서와 같이 위에 기술된 이 발명의 실시예에 따라 직렬화된 장주기 광섬유 쌍의 격자 사이의 간격을 조절하여 좁은 대역의 투과 억제 필터를 구현함으로써, 장주기 광섬유 격자를 이용한 비선형 전광 게이팅의 효율을 높일 수 있다.As described above, the narrow band transmission suppression filter is implemented by adjusting the spacing between the gratings of the serialized long-period optical fiber pairs according to the above-described embodiments of the present invention, thereby increasing the efficiency of nonlinear all-optical gating using the long-period optical fiber gratings. have.

이에 따라 사용되는 광파의 광세기를 효과적으로 낮출 수 있게 되고, 또한, 다른 파장의 펌프 광파를 사용하여 신호 광파를 효과적으로 제어할 수 있다. 따라서, 광통신에 있어서 신호 광파를 제어하는 초고속 전광 게이팅과 신호광 전광 변조 등에 응용 가능할 것이다.Accordingly, the light intensity of the light waves used can be effectively lowered, and the signal light waves can be effectively controlled by using pump light waves of different wavelengths. Therefore, it will be applicable to ultra-fast all-gating and signal-light all-optical modulation for controlling signal light waves in optical communication.

Claims (3)

제1 장주기 광섬유 격자; 및A first long period optical fiber grating; And 상기 제1 장주기 광섬유 격자와 직렬로 연결된 제2 장주기 광섬유 격자A second long period optical fiber grating connected in series with the first long period optical fiber grating 를 포함하고,Including, 상기 제1 장주기 광섬유 격자와 제2 장주기 광섬유 격자 사이의 간격에 따라 상기 제1 장주기 광섬유 격자 및 제2 장주기 광섬유 격자의 광 투과 억제 밴드의 파장 대역폭이 가변되는 전광 게이팅/변조 소자.And a wavelength bandwidth of a light transmission suppression band of the first long period optical fiber grating and the second long period optical fiber grating according to a distance between the first long period optical fiber grating and the second long period optical fiber grating. 제1 장주기 광섬유 격자; 및 상기 제1 장주기 광섬유 격자와 직렬로 연결된 제2 장주기 광섬유 격자를 포함하는 직렬 장주기 광섬유 격자쌍을 적어도 하나 이상 포함하고,A first long period optical fiber grating; And at least one serial long period optical fiber grating pair including a second long period optical fiber grating connected in series with the first long period optical fiber grating, 상기 제1 장주기 광섬유 격자와 제2 장주기 광섬유 격자 사이의 간격에 따라 상기 직렬 장주기 광섬유 격자쌍의 광 투과 억제 밴드의 파장 대역폭이 가변되는 전광 게이팅/변조 소자.And the wavelength bandwidth of the light transmission inhibition band of the series long period optical fiber grating pair varies according to the distance between the first long period optical fiber grating and the second long period optical fiber grating. 제1항 또는 제2항에 있어서,The method according to claim 1 or 2, 상기 제1 및 제2 장주기 광섬유 격자는 단일 모드 광섬유로 이루어지는 것을 특징으로 하는 전광 게이팅/변조 소자.And the first and second long period optical fiber gratings comprise a single mode optical fiber.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100728920B1 (en) * 2005-07-26 2007-06-14 (주)옵토네스트 An all-optical variable optical attenuator

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2728975A1 (en) * 1994-12-28 1996-07-05 Alcatel Submarcom FILTER FOR GUIDED LIGHT AND OPTICAL LINK INCLUDING THIS FILTER
US5647038A (en) * 1995-08-30 1997-07-08 Hughes Aircraft Company Narrow bandwidth Bragg grating reflector for use in an optical waveguide
KR19990048915A (en) * 1997-12-11 1999-07-05 윤종용 Variable Bandwidth Optical Filters
KR100321567B1 (en) * 1998-11-14 2002-03-08 박호군 Fiber delay line filter using fiber grating
US6317539B1 (en) * 1999-09-17 2001-11-13 Jds Uniphase Corporation Interleaved sampled and chirped optical waveguide gratings for WDM channel operations and resulting devices
KR100350231B1 (en) * 2000-02-07 2002-08-27 한국과학기술연구원 Gain control in semiconductor optical amlifier using an optical fiber grating

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100728920B1 (en) * 2005-07-26 2007-06-14 (주)옵토네스트 An all-optical variable optical attenuator

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