KR20030002679A - A sampled fiber grating filter and its fiber grating systems - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A sampled fiber grating filter and a fiber grating system using the same are provided, which realizes a fiber grating having a characteristics of multi peaks by varying a transmission and reflection spectrum of the fiber grating by applying a pressure(strain) or a force periodically or nonperiodically to the fiber grating or a part of the fiber grating. CONSTITUTION: A sampled fiber grating filter(SFGF) includes a fiber(10) formed with a fiber grating(20) having a random refractive index, and a pressure member, and a supporting plate fixing and supporting the fiber. The pressure member has a pressure rugged part pressing a random area of the fiber grating and having a random angle as to a propagation direction of a fiber waveguide to generate a multi peak in a reflection and transmission spectrum of the fiber grating by varying the refractive index of the fiber grating. The fiber grating has at least more than one different refractive indexes.

Description

샘플된 광섬유격자 필터 및 이를 이용한 광섬유격자 시스템{A sampled fiber grating filter and its fiber grating systems }Sampled fiber grating filter and its fiber grating systems}

본 발명은 샘플된 광섬유격자 필터 및 이를 이용한 광섬유격자 시스템에 관한 것으로, 특히 광섬유 내부에 이미 제작된 광섬유격자 또는 광섬유격자의 일부분에 외부에서 압력(스트레인)이나 힘을 주기적 또는 비주기적으로 인가시켜주어 광섬유격자 내의 굴절률 분포를 변화시키고 이를 이용하여 광섬유격자의 투과 또는 반사스펙트럼을 변화시켜줌으로써 다중 피크의 특성을 갖는 광섬유격자를 구현하고 이를 여러 광통신 소자 및 광시스템에 활용할 수 있는 샘플된 광섬유격자 필터 및 이를 이용한 광섬유격자 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a sampled optical fiber grating filter and an optical fiber grating system using the same, in particular by applying pressure (strain) or force from the outside to the optical fiber grating or a portion of the optical fiber grating already made in the optical fiber periodically or aperiodically A sampled optical fiber grating filter which can realize an optical fiber grating having multiple peak characteristics by changing the refractive index distribution in the optical fiber grating and use the same to change the transmission or reflection spectrum of the optical fiber grating and use it in various optical communication devices and optical systems. It relates to an optical fiber grating system using the same.

광섬유격자는 광섬유 코아 내의 굴절률이 주기적으로 변하는 형태를 가진 광소자로서 광섬유 코아 내에 제작되기 때문에 다른 벌크형 소자에 비해 삽입손실이 적고 필터로서의 성능이 우수하여, 현재 광통신 소자로서 각광을 받고 있는 광소자이다. 이러한 광섬유격자의 장점들을 여러 응용 소자 및 시스템에 적용시키기 위해 현재까지 많은 종류의 광섬유격자가 소개되었는데, 이중 다중 피크의 특성을 지니고 있는 샘플격자(Sampled grating)에 대한 연구가 현재 활발히 진행되고 있다.The optical fiber grating is an optical device having a shape in which the refractive index of the optical fiber core changes periodically. Since the optical fiber grating is manufactured in the optical fiber core, the optical fiber grating has a low insertion loss and excellent performance as a filter, compared to other bulk devices. . Many kinds of optical fiber gratings have been introduced to apply the advantages of the optical fiber gratings to various application devices and systems, and the research on sampled gratings having double peak characteristics has been actively conducted.

샘플격자란 일정한 채널간격 마다 반사 피크를 가진 특수한 광섬유격자의 일종으로, 현재 다파장 WDM(Wavelength Division Multiplexing : 파장분할 다중화 방법) 신호광원, 다채널 분산보상기, EDFA(Erbium-Doped Fiber Amplifier)의 이득평탄화기 등 여러 WDM 광통신 소자 및 시스템에 널리 응용되고 있다. 이러한 샘플격자를 제작하기 위한 기존의 방법으로는 위상 마스크와 진폭 마스크를 동시에 이용하여 광섬유 도파로에 UV(Ultra-Violet)빔을 조사해 제작하는 방법이 있는데, 이 방법의 경우, 반사 피크들간의 채널간격을 조정하기 위해서는 주기가 다른 진폭 마스크를 사용해야 한다는 단점과 함께, 샘플격자 제작 후에는 반사 및 투과 스펙트럼이 고정되기 때문에 피크간의 간격 등을 조절하기 어렵다는 단점도 가지고 있다.A sample grating is a kind of special optical grating with reflection peaks at regular channel intervals, and it is the gain of the current wavelength division multiplexing (WDM) signal source, multichannel dispersion compensator, and EDFA (Erbium-Doped Fiber Amplifier). It is widely applied to various WDM optical communication devices and systems such as planarizers. Conventional methods for fabricating such a sample grating include a method of irradiating an ultraviolet (Ultra-Violet) beam to an optical fiber waveguide using a phase mask and an amplitude mask simultaneously. In this case, the channel spacing between reflection peaks is produced. In addition to the disadvantages of using amplitude masks with different periods in order to adjust, the spacing between peaks is difficult to control because the reflection and transmission spectra are fixed after the sample grid is manufactured.

따라서, 본 발명은 이미 제작된 광섬유격자 또는 광섬유격자의 일부분에 외부에서 압력(스트레인)이나 힘을 주기적 또는 비주기적으로 인가하여 광섬유격자의 투과 및 반사스펙트럼을 변화시킴으로써 다중 피크의 특성을 갖는 광섬유격자를 구현하고, 이를 여러 광통신 소자 및 시스템에 활용할 수 있는 샘플된 광섬유격자 필터 및 이를 이용한 광섬유격자 시스템을 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.Therefore, the present invention is to change the transmission and reflection spectrum of the optical fiber grating by applying pressure (strain) or force periodically or non-periodically to the already manufactured optical fiber grating or a portion of the optical fiber grating has a multi-peak optical grating The present invention provides a sampled optical fiber grating filter and an optical fiber grating system using the same, which can be implemented in various optical communication devices and systems.

도 1a 및 도 1b는 기존의 광섬유격자 내에 형성된 굴절률 분포 및 이 광섬유격자에 의한 반사스펙트럼을 나타낸 도면,1A and 1B show a refractive index distribution formed in an existing optical fiber grating and reflection spectra by the optical fiber grating;

도 2는 본 발명의 샘플된 광섬유격자 필터를 구현하는 기본원리를 설명한 개념도,2 is a conceptual diagram illustrating the basic principle of implementing the sampled optical fiber grating filter of the present invention;

도 3a는 본 발명의 일실시예로서, 적어도 하나 이상의 서로 다른 굴절률을 갖는 광섬유격자에 주기적 또는 비주기적인 압력(스트레인)이나 힘을 인가하여 변화된 굴절률 분포를 나타낸 도면,3A is a diagram illustrating a refractive index distribution changed by applying a periodic or aperiodic pressure (strain) or a force to an optical fiber grid having at least one or more different refractive indices, according to an embodiment of the present invention;

도 3b는 샘플된 광섬유격자 필터의 반사스펙트럼을 나타내는 도면,FIG. 3B is a diagram showing a reflection spectrum of a sampled optical fiber grating filter; FIG.

도 4a 및 도 4b는 이미 제작된 광섬유격자 또는 광섬유격자의 일부분에 압력(스트레인)이나 힘을 주기적 또는 비주기적으로 인가하여 광섬유격자의 반사 또는 투과 스펙트럼에 변화를 일으키기 위한 기본장비의 개략적인 구성도 및 a-a'에 따른 단면도,Figures 4a and 4b is a schematic configuration diagram of the basic equipment for causing a change in the reflection or transmission spectrum of the optical fiber grating by applying pressure (strain) or force periodically or non-periodically to the already manufactured optical fiber grating or a portion of the optical fiber grating And a cross section according to a-a ',

도 5a는 도 4의 압박부재에 형성된 압박요철의 다양한 형태를 나타낸 도면,Figure 5a is a view showing various forms of the pressing irregularities formed on the pressing member of Figure 4,

도 5b 내지 도 5e는 도 4의 압박부재의 다양한 형태를 나타낸 도면,5b to 5e are views showing various forms of the pressing member of FIG.

도 6a는 광섬유격자 또는 광섬유격자의 일부분에 압력(스트레인)이나 힘이 인가되지 않았을 경우에 광섬유격자 길이 방향으로의 굴절률 분포를 나타낸 도면,FIG. 6A is a diagram illustrating a refractive index distribution in a length direction of an optical fiber grating when no pressure (strain) or force is applied to the optical fiber grating or a portion of the optical fiber grating;

도 6b 내지 도 6d는 광섬유격자 또는 광섬유격자의 일부분에 인가되는 압력(스트레인)이나 힘의 형태에 따라 광섬유격자 길이 방향으로의 굴절률 분포가 다양하게 변화된 상태를 나타낸 도면,6b to 6d are diagrams showing a state in which the refractive index distribution in the longitudinal direction of the optical fiber lattice varies in accordance with the type of pressure (strain) or force applied to the optical fiber lattice or a part of the optical fiber lattice;

도 7은 광섬유격자를 포함하는 광섬유 도파로의 축 또는 압박부재의 축을 변화시켜 압력(스트레인)이나 힘의 주기를 변화시킬 수 있는 기본장비의 개략적인 구성도,FIG. 7 is a schematic configuration diagram of a basic device capable of changing a pressure (strain) or a period of force by changing an axis of an optical waveguide including an optical fiber grating or an axis of a pressing member;

도 8은 임의의 각으로 회전된 광섬유격자에 압박부재의 압력(스트레인)이나 힘에 의해 광섬유격자의 압박 주기를 변화시키는 원리에 관해 설명한 도면,8 is a view for explaining the principle of changing the compression cycle of the optical fiber grating by the pressure (strain) or force of the pressing member to the optical fiber grating rotated at an arbitrary angle;

도 9a 내지 도 9c는 압박 주기의 변화에 따른 샘플된 광섬유격자의 반사스펙트럼의 변화를 나타낸 도면,9A to 9C are graphs showing the change in the reflection spectrum of the sampled optical fiber grating according to the change in the compression period;

도 10a 및 도 10b는 광섬유격자 또는 광섬유격자의 일부분에 압력(스트레인)이나 힘을 주기적 또는 비주기적으로 인가하여 광섬유격자의 반사 또는 투과 스펙트럼에 변화를 주는 압박 부재의 변형예에 관한 사시도 및 b-b'에 따른 단면도,10A and 10B are perspective views and b-ss illustrating modifications of the pressing member that change the reflection or transmission spectrum of the optical fiber grating by applying pressure (strain) or force periodically or non-periodically to a portion of the optical fiber grating or the optical fiber grating; section according to b ',

도 11은 본 발명의 샘플된 광섬유격자 필터를 이용한 다채널 추가/추출 파장 다중화 시스템의 응용예를 나타낸 도면,11 is a view showing an application example of a multi-channel addition / extraction wavelength multiplexing system using a sampled optical fiber grating filter of the present invention;

도 12는 본 발명의 샘플된 광섬유격자 필터를 이용한 다채널 분산 보상 시스템의 응용예를 나타낸 도면,12 is a view showing an application example of a multi-channel dispersion compensation system using a sampled optical fiber grating filter of the present invention,

도 13은 본 발명의 샘플된 광섬유격자 필터를 이용한 다채널 광원의 응용예를 나타낸 도면,13 is a view showing an application example of a multi-channel light source using the sampled optical fiber grating filter of the present invention,

도 14a 및 도 14b는 본 발명의 샘플된 광섬유격자 필터를 이용한 다파장 광섬유 레이저 시스템의 응용예를 나타낸 도면,14A and 14B show an application example of a multi-wavelength fiber laser system using the sampled fiber grating filter of the present invention;

도 15a 및 도 15b는 광섬유격자 또는 광섬유격자의 일부분에 압전재질을 부착하여 주기적 또는 비주기적인 압력(스트레인)이나 힘을 인가하여 광섬유격자의 반사 및 투과 스펙트럼에 변화를 주는 또 다른 샘플된 광섬유격자 구현 예를 나타낸 도면이다.15A and 15B show another sampled fiber grating in which a piezoelectric material is attached to a fiber grating or a portion of the fiber grating to apply periodic or non-periodic pressure (strain) or force to change the reflection and transmission spectrum of the fiber grating. A diagram showing an implementation example.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings

10 : 광섬유 20 : 광섬유격자10: optical fiber 20: optical fiber lattice

30 : 압박부재 40 : 받침판30: pressure member 40: support plate

50 : 회전 받침판 60 : 곡선형 압박부재50: rotating support plate 60: curved pressing member

70 : 압전재질70: piezoelectric material

IS, 100 : 입력신호 OS, 200, 206, 208, 210 : 출력신호IS, 100: input signal OS, 200, 206, 208, 210: output signal

RS, 300, 304 : 반사신호 400 : 추가신호RS, 300, 304: reflected signal 400: additional signal

F : 광섬유격자 또는 광섬유격자 일부분에 인가되는 압력(스트레인) 또는 힘F: Pressure (strain) or force applied to the fiber grating or part of the fiber grating

상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 샘플된 광섬유격자 필터는, 임의의 굴절률을 갖는 광섬유격자를 형성한 광섬유; 상기 광섬유격자의 굴절률을 변화시켜 상기 광섬유격자의 반사 및 투과 스펙트럼에 다중 피크를 생성시키기 위해 상기 광섬유 도파로의 진행방향에 임의의 각을 갖고 상기 광섬유격자의 임의의 영역을 압박하는 압박요철을 형성시킨 압박부재; 및 상기 광섬유를 고정 지지하는 받침판을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다. 이 때, 상기 광섬유격자는 적어도 하나 이상의 서로 다른 굴절률을 가질 수 있다. 또한, 상기 압박부재에 형성된 압박요철은 주기적으로 형성되거나, 비주기적으로 형성될 수 있다. 여기서, 상기 압박부재는, 광섬유격자에 인가되는 압력이 광섬유격자의 길이 방향으로 동일하도록, 그 상면 및 압박요철이 형성된 저면이 서로 평행하게 형성된다. 또한, 상기 압박부재는, 광섬유격자에 인가되는 압력이 광섬유격자의 길이 방향으로 임의의 함수값을 갖고 변화할 수 있도록, 그 상면에 대응하여 압박요철이 형성된 저면이 테이퍼지거나 임의의 함수값을 갖고 라운드되어 형성될 수도 있다.Sampled optical fiber grating filter for achieving the above object of the present invention, the optical fiber formed an optical fiber grid having an arbitrary refractive index; In order to change the refractive index of the optical fiber grating to generate multiple peaks in the reflection and transmission spectra of the optical fiber grating, pressure unevenness is formed to press an arbitrary area of the optical fiber grating with an arbitrary angle in the advancing direction of the optical fiber waveguide. Pressing member; And a support plate for fixing and supporting the optical fiber. At this time, the optical fiber grating may have at least one or more different refractive index. In addition, the pressing irregularities formed on the pressing member may be formed periodically or aperiodically. Here, the pressing member is formed such that the upper surface and the bottom surface on which the pressure irregularities are formed are parallel to each other so that the pressure applied to the optical fiber grid is the same in the longitudinal direction of the optical fiber grid. In addition, the pressing member has a tapered or arbitrary function value at which the bottom surface with pressure unevenness corresponding to the upper surface is tapered so that the pressure applied to the optical fiber grating can be changed with an arbitrary function value in the longitudinal direction of the optical fiber grating. It may be formed round.

한편, 상기 압박부재는, 압박요철의 가압주기를 변화시키기 위해, 회전가능하도록 형성된 것이 바람직하다. 또한, 상기 받침판은, 광섬유 도파로의 진행방향을 임의의 각도로 변화시킬 수 있도록, 회전가능하도록 형성된 것도 바람직할 것이다.On the other hand, the pressing member is preferably formed to be rotatable in order to change the pressing period of the pressing irregularities. In addition, the support plate may be formed to be rotatable so as to change the advancing direction of the optical waveguide at an arbitrary angle.

그리고 상기 압박부재는, 광섬유격자에 인가되는 압박이 광섬유 도파로의 진행축을 중심으로 모든 방향에서 인가될 수 있도록, 광섬유가 관통하는 관통홀을 형성시키고 그 내부에 압박요철을 형성시켜서 이루어진 것이 바람직하다. 이 때, 상기 압박부재는 2개 이상의 방사형으로 분할되어 구성된 것이 가장 바람직하다.In addition, the pressing member is preferably formed by forming a through hole through which the optical fiber penetrates and forming an uneven compression therein so that the pressing applied to the optical fiber grid can be applied in all directions about the traveling axis of the optical fiber waveguide. At this time, the pressing member is most preferably composed of two or more radially divided.

한편, 본 발명은 임의의 굴절률을 갖는 광섬유격자를 형성한 광섬유; 상기 광섬유격자의 굴절률을 변화시켜 상기 광섬유격자의 반사 및 투과 스펙트럼에 다중 피크를 생성시키기 위해 상기 광섬유 도파로의 진행방향에 임의의 각을 갖고 상기 광섬유격자의 임의의 영역을 압박하는 압박요철을 형성시킨 압박부재; 및 상기 광섬유를 고정 지지하는 받침판을 포함하여 이루어진 샘플된 광섬유격자 필터를 이용한 광섬유격자 시스템에 적용되는데, 본 발명의 샘플된 광섬유격자 필터를 이용한 광섬유격자 시스템은, 다채널 추가/추출 파장 다중화 시스템을 구성하기 위해, 입력단으로 입사된 다파장의 광신호가 샘플된 광섬유격자 필터에 의해 특정 파장들의 신호들이 반사되어 추출단으로 추출되고 추출된 파장들과 동일한 파장의 신호들이추출과 동일한 원리로 추가단으로 추가되어, 샘플된 광섬유격자 필터에 의해 영향을 받지 않은 다른 파장의 신호들과 출력단으로 출력되는 것을 특징으로 한다.On the other hand, the present invention is an optical fiber formed an optical fiber grid having an arbitrary refractive index; In order to change the refractive index of the optical fiber grating to generate multiple peaks in the reflection and transmission spectra of the optical fiber grating, pressure unevenness is formed to press an arbitrary area of the optical fiber grating with an arbitrary angle in the advancing direction of the optical fiber waveguide. Pressing member; And an optical fiber grating system using a sampled optical fiber grating filter including a support plate for fixing and supporting the optical fiber. The optical fiber grating system using the sampled optical fiber grating filter of the present invention comprises a multi-channel addition / extraction wavelength multiplexing system. In order to construct, the signals of specific wavelengths are reflected by the optical fiber grating filter sampled by the multi-wavelength optical signal incident to the input stage, extracted to the extraction stage, and the signals having the same wavelength as the extracted wavelengths are additional stages on the same principle as extraction. In addition, it is characterized in that it is output to the output and the signals of other wavelengths not affected by the sampled fiber grating filter.

또한, 다채널 분산보상용 광시스템을 구성하기 위해, 입력단으로 입사된 다파장의 광신호들이 여러 개의 처프된 광섬유격자로 구성된 처프 샘플된 광섬유격자 필터에 의해 각각 서로 다른 피크들에서 분산 보상되어 반사되는 것을 특징으로 한다.In addition, in order to construct a multi-channel dispersion compensation optical system, the multi-wavelength optical signals incident on the input stage are scatter-compensated and reflected at different peaks by a chirped sampled fiber grating filter composed of several chirped fiber gratings. It is characterized by.

그리고, 다파장 광원 시스템을 구성하기 위해, 반도체 레이저 다이오드의 출력단에 샘플된 광섬유격자 필터를 임의의 지점에 위치하여 다파장의 피크가 출력단으로 출력되는 것을 특징으로 한다.Further, in order to configure a multi-wavelength light source system, the optical fiber grating filter sampled at the output terminal of the semiconductor laser diode is positioned at an arbitrary point, and the peak of the multi-wavelength is output to the output terminal.

한편, 다파장 광섬유 레이저 시스템을 구성하기 위해, 펌핑된 레이저 소스에 대해 어븀 도핑된 광섬유(EDF : Erbium Doped Fiber)가 공진부를 형성하고 입력단의 광대역 브래그 미러 또는 샘플된 광섬유격자 필터와 출력단의 샘플된 광섬유격자 필터가 공진기를 형성하여 다파장 레이저 피크가 출력단으로 출력되는 것을 특징으로 한다.Meanwhile, to construct a multi-wavelength fiber laser system, Erbium Doped Fiber (EDF) is formed on the pumped laser source to form a resonant portion, and a wide band Bragg mirror or a sampled fiber grating filter at the input stage and a sample at the output stage are formed. The optical fiber grating filter forms a resonator so that the multi-wavelength laser peak is output to the output terminal.

본 발명의 기본 구성은 크게 이미 제작된 광섬유격자와 상기 광섬유격자 또는 광섬유격자의 일부분에 주기적 또는 비주기적인 압력(스트레인)이나 힘을 인가시킬 수 있는 압박부재로 구성되어 있다. 압력(스트레인)이나 힘이 인가되어지는 광섬유격자는 단주기 광섬유격자, 장주기 광섬유격자, 경사진 광섬유격자 등 다양한 종류의 광섬유격자가 사용될 수 있으며, 2개 이상의 동일한 또는 상이한 광섬유격자에 압력이 인가될 수도 있다. 인가되어지는 압력(스트레인)이나 힘의 범위, 형태, 주기 등은 압박부재와 압박부재에 부착된 압박요철의 형태에 따라 다양하게 인가될 수 있으며 이러한 다양한 형태의 압력(스트레인)이나 힘은 광섬유격자 내의 굴절률 분포를 변화시키고 이를 이용하여 투과 또는 반사스펙트럼을 변화시킬 수 있다. 기본 동작원리는 광섬유 도파로에 압력을 인가시키면 압력(스트레인)이나 힘이 인가된 부분의 굴절률이 포토일래스틱(Photoelastic) 효과에 의해 증감하는 현상이 나타나고 이것은 도파로 내의 굴절률에 변화를 일으키게 된다. 이러한 현상을 광섬유격자에 적용시키면 광섬유격자 내의 굴절률 분포가 인가되어지는 압력(스트레인)이나 힘에 의해 변화를 일으키게 되고 이것은 결과적으로 광섬유격자의 투과 또는 반사스펙트럼에 변화를 일으키게 된다.The basic configuration of the present invention is largely composed of an already manufactured optical fiber grating and a pressing member capable of applying periodic or aperiodic pressure (strain) or force to the optical fiber grating or part of the optical fiber grating. The optical fiber grating to which pressure (strain) or force is applied can be used for various types of optical fiber gratings, such as a short period fiber grating, a long period fiber grating, and an inclined fiber grating, and pressure is applied to two or more identical or different fiber gratings. It may be. The applied pressure (strain) or the range, shape, and period of the force can be applied in various ways depending on the pressure member and the shape of the compression recesses attached to the pressure member. It is possible to change the refractive index distribution within and use it to change the transmission or reflection spectrum. The basic operation principle is that when the pressure is applied to the optical fiber waveguide, the refractive index of the portion where the pressure (strain) or the force is applied increases or decreases due to the photoelastic effect, which causes a change in the refractive index in the waveguide. When this phenomenon is applied to the optical fiber grating, the refractive index distribution in the optical fiber grating is changed by the applied pressure (strain) or force, which in turn causes a change in the transmission or reflection spectrum of the optical fiber grating.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 상세하게 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail the present invention.

도 1a 및 도 1b는 기존의 광섬유격자 내에 형성된 굴절률 분포 및 이 광섬유격자에 의한 반사스펙트럼을 나타낸 도면이다. 도 1a에 도시된 바와 같이, 광섬유(10) 내에 광섬유격자(n1, n2)를 형성시킬 수 있으며, 이 광섬유격자의 종류에 따라 광섬유격자의 주기(Λ)는 임의의 값을 가질 수 있으며, 광섬유격자의 기울기()도 광섬유격자의 종류에 따라 0을 포함한 임의의 값을 가질 수 있다. 도 1b에 도시된 바와 같이, 상기와 같이 형성된 광섬유격자에 의해 반사스펙트럼이 나타난다. 이는 외부에서 압력(스트레인)이나 힘이 인가되지 않았을 경우에 해당되는 것이다.1A and 1B are diagrams showing a refractive index distribution formed in an existing optical fiber grating and a reflection spectrum by the optical fiber grating. As shown in FIG. 1A, the optical fiber gratings n1 and n2 may be formed in the optical fiber 10, and the period Λ of the optical fiber grating may have an arbitrary value according to the type of the optical fiber grating. The slope of the grid ( ) May have any value including 0 depending on the type of fiber grating. As shown in Figure 1b, the reflection spectrum is represented by the optical fiber grating formed as described above. This is the case when no pressure (strain) or force is applied from the outside.

도 2는 본 발명의 샘플된 광섬유격자 필터를 구현하는 기본원리를 설명한 개념도이다. 구체적으로, 광섬유 내부에 이미 제작된 광섬유격자나 광섬유격자의 일부분에 외부에서 압력(스트레인)이나 힘을 주기적 또는 비주기적으로 인가하여 광섬유격자의 투과 또는 반사스펙트럼에 변화를 주고 이를 이용해 샘플된 광섬유격자를 구현하는 기본 원리를 나타내는 도면이다. 구현 원리는 광섬유(10) 도파로 상의 이미 제작된 광섬유격자(20)에 주기적 또는 비주기적인 압력(스트레인)이나 힘(F)을 외부에서 인가시켜줌으로써 광섬유격자(20) 내의 굴절률 분포에 변화를 유도하고 이를 이용해 광섬유격자(20)의 입력신호(Input Signal : IS)에 대한 반사신호(Reflection Signal : RS) 및 출력신호(Output Signal : OS)를 변화시키는 것이다. 압력이나 힘(F)이 인가되는 광섬유격자(20)는 단주기, 장주기, 경사진 광섬유격자 등 다양한 종류의 광섬유격자가 사용될 수 있으며, 입력신호(IS)에 대한 반사(RS) 및 출력신호(OS)는 광섬유격자(20)에 인가되는 압력(스트레인)이나 힘(F)의 범위(d1, d2), 형태, 주기(P)에 따라 다양하게 변화시킬 수 있다.2 is a conceptual diagram illustrating the basic principle of implementing the sampled optical fiber grating filter of the present invention. Specifically, by applying pressure (strain) or force periodically or non-periodically to the optical fiber grating or a portion of the optical fiber grating already fabricated inside the optical fiber to change the transmission or reflection spectrum of the optical fiber grating and sampled using the optical fiber grating A diagram showing the basic principle of implementing the. The implementation principle induces a change in the refractive index distribution in the optical fiber grid 20 by applying a periodic or aperiodic pressure (strain) or a force (F) to the already prepared optical fiber grid 20 on the optical fiber 10 waveguide. By using this, the reflection signal (RS) and the output signal (OS) for the input signal (Input Signal: IS) of the optical fiber grating 20 are changed. The optical fiber grating 20 to which pressure or force F is applied may be used for various types of optical fiber gratings such as a short period, a long period, and an inclined fiber grating, and the reflection (RS) and the output signal ( The OS) can be varied in various ways depending on the pressure (strain) applied to the optical fiber grid 20 or the range (d1, d2), shape, and period (P) of the force (F).

도 3a는 본 발명의 일실시예로서, n1, n2 굴절률을 갖는 광섬유격자에 주기적 또는 비주기적인 압력(스트레인)이나 힘을 인가하여 변화된 굴절률 분포를 나타낸 도면이다. 광섬유격자(n1, n2)에 인가되는 압력(스트레인) 또는 힘(F)의 주기(P)는 주기적 또는 비주기적일 수 있다. 즉, 압력(스트레인)이나 힘(F)이 인가되는 영역(d1)과 인가되지 않는 영역(d2)의 비는 동일할 수도, 동일하지 않을 수도 있다. 광섬유격자(n1, n2)에 인가되는 압력(스트레인) 또는 힘(F)의 세기는 광섬유격자 길이 방향으로 동일하게 또는 선형적, 비선형적으로 증감할 수 있다. 압박되는 부분(d1)은 광섬유격자의 굴절률이 n1, n2에서 n3, n4로 변형되어 있음을 알 수 있다.3A is a diagram illustrating a refractive index distribution that is changed by applying periodic or aperiodic pressure (strain) or force to an optical fiber grid having n1 and n2 refractive indices as an embodiment of the present invention. The period P of the pressure (strain) or force F applied to the optical fiber grids n1 and n2 may be periodic or aperiodic. That is, the ratio of the region d1 to which the pressure (strain) or force F is applied and the region d2 to which it is not applied may be the same or may not be the same. The strength of the pressure (strain) or force F applied to the optical fiber grids n1 and n2 may be increased or decreased equally, linearly or nonlinearly in the longitudinal direction of the optical fiber grid. In the pressed portion d1, it can be seen that the refractive indices of the optical fiber grating are changed from n1 and n2 to n3 and n4.

도 3b는 광섬유 내부에 이미 제작된 광섬유격자에 주기적 또는 비주기적인 압력(스트레인)이나 힘을 인가하여 샘플된 광섬유격자를 구현하였을 경우, 샘플된 광섬유격자의 반사스펙트럼을 나타낸 도면이다. 반사 피크간의 채널 간격()은 광섬유격자(n1, n2)에 인가되는 압력(스트레인)이나 힘(F)의 주기(P)에 의해 조정 또는 변화될 수 있다.FIG. 3B is a diagram illustrating a reflection spectrum of a sampled optical fiber grating when a sampled optical fiber grating is implemented by applying periodic or aperiodic pressure (strain) or force to an optical fiber grating already fabricated inside the optical fiber. Channel spacing between reflection peaks ( ) May be adjusted or changed by the pressure (strain) applied to the optical fiber grids (n1, n2) or the period (P) of the force (F).

도 4a와 도 4b는 이미 제작된 광섬유격자 또는 광섬유격자의 일부분에 압력(스트레인)이나 힘을 주기적 또는 비주기적으로 인가하여 광섬유격자의 반사 또는 투과 스펙트럼에 변화를 일으키기 위한 기본장비의 개략적인 구성도 및 a-a'에 따른 단면도이다. 광섬유격자(20)에 주기적 또는 비주기적인 압력(스트레인)이나 힘(F)을 상기 광섬유격자(20)를 포함하는 광섬유(10) 도파로의 축 방향에 수직 또는 임의의 각 방향으로 인가하여 광섬유격자(20)의 굴절률 변화를 유도하고 이를 이용해 광섬유격자(20)의 반사신호(RS) 또는 출력신호(OS)를 변화시킴으로써 샘플된 광섬유격자 필터(Sampled Fiber Grating Filter : SFGF)를 구현하고 있다. 상기 샘플된 광섬유격자 필터(SFGF)의 구성은 크게 상기 제작된 광섬유격자(20)와 주기적 또는 비주기적인 압력(스트레인)이나 힘(F)을 인가시킬 수 있는 압박부재(30), 그리고 광섬유격자(20)를 지지하고 있는 받침판(40)으로 구성된다. 광섬유격자(20)에 인가되는 압력(스트레인) 또는 힘(F)의 형태는 압박부재(30)와 압박부재(30)에 부착된 압박요철(31)의 형태에 의해 다양하게 구현될 수 있다.Figures 4a and 4b is a schematic configuration diagram of the basic equipment for causing a change in the reflection or transmission spectrum of the optical fiber grating by applying pressure (strain) or force periodically or non-periodically to the already manufactured optical fiber grating or a portion of the optical fiber grating And sectional view along a-a '. Periodic or non-periodic pressure (strain) or force (F) is applied to the optical fiber grating 20 in the direction perpendicular to the axial direction of the waveguide of the optical fiber 10 including the optical fiber grating 20 or in any angular direction Sampled Fiber Grating Filters (SFGFs) are implemented by inducing a refractive index change of 20 and changing the reflected signal RS or output signal OS of the optical fiber grating 20. The sampled optical fiber grating filter SFGF is largely composed of the optical fiber grating 20 and the pressing member 30 capable of applying periodic or aperiodic pressure (strain) or force (F), and the optical fiber grating. It consists of the support plate 40 which supports the 20. The shape of the pressure (strain) or the force (F) applied to the optical fiber grid 20 may be implemented in various ways by the form of the pressing member 30 and the pressing concave-convex 31 attached to the pressing member 30.

도 5a는 압박부재에 부착된 압박요철의 다양한 형태를 나타내고 있는 도면이다. 응용 목적에 따라 사각형, 원형, 삼각형, 사다리꼴형 등 다양한 형태를 가질 수 있으며, 압박요철의 높이(d3)는 상황에 따라 임의의 값을 가질 수 있다.5A is a view showing various forms of compression recesses and protrusions attached to the pressing member. It may have various shapes such as square, circle, triangle, trapezoidal, etc. according to the application purpose, the height (d3) of the pressure irregularities may have any value depending on the situation.

도 5b 내지 도 5e는 상기 광섬유격자에 압력(스트레인) 또는 힘을 인가시키는 압박부재의 다양한 형태를 나타내고 있다. 도 5b는 인가되는 압력(스트레인) 또는 힘이 인가되는 영역(d1)과 그렇지 않은 영역(d2)에 의해 형성된 주기(P)가 주기적인 예를 나타내고 있다. 물론, 압력(스트레인) 또는 힘이 인가되는 영역(d1)과 인가되지 않는 영역(d2)의 비는 같을 수도, 같지 않을 수도 있다. 도 5c는 인가되는 압력(스트레인) 또는 힘의 주기(P1, P2, …Pn)가 비주기적인 압박부재(30-1)의 예를 나타내고 있으며, 도 5d는 인가되는 압력(스트레인) 또는 힘의 세기가 증가 또는 감소되는 압박부재(30-2)의 예를 나타내고 있다. 도 5e는 인가되는 압력(스트레인) 또는 힘의 세기가 임의의 곡선함수로 가해지는 압박부재(30-3)의 예를 나타낸 것이다.5B to 5E illustrate various forms of the pressing member for applying pressure (strain) or force to the optical fiber grid. FIG. 5B shows a periodic example in which the period P formed by the region d1 to which the pressure (strain) or force is applied and the region d2 to which the force is applied is not. Of course, the ratio of the region d1 to which pressure (strain) or force is applied and the region d2 not to be applied may or may not be the same. FIG. 5C shows an example of the pressing member 30-1 in which the pressure (strain) or periods of force P1, P2, ... Pn are aperiodic, and FIG. 5D shows the pressure (strain) or force of the applied force (strain) or force. An example of the pressing member 30-2 in which the intensity is increased or decreased is shown. 5E shows an example of the pressing member 30-3 in which the applied pressure (strain) or force intensity is applied to an arbitrary curve function.

도 6a는 압력(스트레인) 또는 힘이 외부에서 인가되지 않은 광섬유격자의 굴절률 분포를 광섬유격자 주기()가 주기적인 광섬유격자를 가정해 설명한 일 예이다. 여기서, 광섬유격자의 굴절률 분포는 압력(스트레인) 또는 힘이 인가되는 광섬유격자의 종류에 따라 조금씩 차이가 있을 수 있다.FIG. 6A illustrates the refractive index distribution of an optical fiber grating in which no pressure (strain) or force is applied from the outside. ) Is an example that assumes a periodic fiber grating. Here, the refractive index distribution of the optical fiber grating may be slightly different depending on the type of optical grating to which pressure (strain) or force is applied.

도 6b 내지 도 6d는 광섬유격자 또는 광섬유격자의 일부분에 인가되는 압력(스트레인)이나 힘의 형태에 따라 광섬유격자 길이 방향으로의 굴절률 분포가 다양하게 변화된 상태를 나타낸 도면이다. 도 6b와 도 6c는 광섬유격자에 주기적으로 압력(스트레인) 또는 힘이 인가되었을 경우의 굴절률 분포를 나타낸 도면으로, 도 6b는 압력(스트레인) 또는 힘이 인가된 영역(d1)과 인가되지 않은 영역(d2)이 동일할 때를 나타낸 도면이고, 도 6c는 d1과 d2가 동일하지 않은 경우를 나타낸 도면이다. 도 6d는 광섬유격자에 주기적인 압력(스트레인) 또는 힘이 인가되고 압력(스트레인) 또는 힘의 세기가 점차 증가 또는 감소 형태로 인가되었을 경우의 샘플된 광섬유격자 필터 내의 굴절률 분포를 나타낸 도면으로, 이때, 압력(스트레인) 또는 힘에 의해 발생된 굴절률 변화량()은 임의의 함수를 가질 수 있다.6B to 6D are diagrams illustrating a state in which the refractive index distribution in the longitudinal direction of the optical fiber lattice is variously changed according to the type of pressure (strain) or force applied to the optical fiber lattice or a portion of the optical fiber lattice. 6B and 6C are diagrams illustrating a refractive index distribution when pressure (strain) or force is periodically applied to the optical fiber grid, and FIG. 6B is a region d1 and an area where no pressure (strain) or force is applied. (d2) is a figure which shows the same time, and FIG. 6C is a figure which shows the case where d1 and d2 are not the same. FIG. 6D illustrates a refractive index distribution in a sampled optical fiber grating filter when periodic pressure (strain) or force is applied to the optical fiber grating and the pressure (strain) or force intensity is gradually increased or decreased. , The amount of refractive index change caused by pressure (strain) or force ( ) Can have any function.

도 7은 광섬유격자를 포함하는 광섬유 도파로의 축 또는 압박부재의 축을 변화시켜 압력(스트레인)이나 힘의 주기를 변화시킬 수 있는 기본장비의 개략적인 구성도이다. 압력(스트레인) 또는 힘(F)이 인가되는 광섬유격자(20)를 포함하는 광섬유(10) 도파로의 축 방향을 임의의 각도로 변화시킬 수 있는 회전 받침판(50)을 설치하여 도 4a의 장치에 압력 주기(P)를 변화시킬 수 있는 기능을 추가시킨 구조이다. 상기 회전 받침판(50)을 압박부재(30)에 설치하여 광섬유(10) 도파로의 축을 고정시키고 압박부재(30)의 축을 변화시켜도 동일한 결과를 얻을 수 있다.FIG. 7 is a schematic configuration diagram of a basic device capable of changing a pressure (strain) or a period of force by changing an axis of an optical waveguide including an optical fiber grating or an axis of a pressing member. In the apparatus of FIG. 4A by installing a rotary support plate 50 which can change the axial direction of the waveguide of the optical fiber 10 including the optical fiber grating 20 to which pressure (strain) or force F is applied at any angle. It is a structure that adds the function to change the pressure cycle (P). The rotary bearing plate 50 may be installed on the pressing member 30 to fix the axis of the optical waveguide 10 and to change the axis of the pressing member 30.

도 8은 광섬유격자(20)를 포함하는 광섬유(10) 도파로 또는 압박부재의 축 방향을 임의의 각도()로 회전시켜 압박 주기(P)를 변화시키는 원리를 나타낸 도면으로, 회전 후의 압박 주기(Pc)는 다음 식 (1)과 같이 표현된다.FIG. 8 illustrates an axial direction of an optical wave 10 waveguide or pressing member including an optical fiber grating 20 at an arbitrary angle ( Is a diagram showing the principle of changing the pressing period P by rotating in the following manner. The pressing period Pc after the rotation is expressed as in the following equation (1).

--------------------------- 식 (1) --------------------------- Formula (1)

도 9a 내지 도 9c는 광섬유격자에 주기가 P인 압력(스트레인)이나 힘을 인가하여 샘플된 광섬유격자 필터를 구현하였을 때, 압력 주기(P) 변화에 따른 필터의 반사스펙트럼의 변화를 나타낸 도면이다. 샘플된 광섬유격자의 피크간의 간격()은 다음 식 (2)와 같이 표현된다.9A to 9C are graphs showing the change of the reflection spectrum of the filter according to the pressure period P when the sampled optical fiber grating filter is implemented by applying a pressure (strain) or a force having a period P to the optical fiber grating. . Spacing between peaks of sampled fiber gratings ( ) Is expressed by the following equation (2).

--------------------------- 식 (2) --------------------------- Formula (2)

여기서,는 압력(스트레인)이나 힘을 인가하지 않았을 때의 광섬유격자의 중심파장이고,는 샘플된 광섬유격자의 유효 굴절률, 그리고 P는 압력 주기를 각각 나타낸다.here, Is the center wavelength of the optical fiber grating when no pressure (strain) or force is applied, Is the effective refractive index of the sampled optical fiber grating, and P is the pressure period, respectively.

도 9a는 압력 주기(P)를 변화시키지 않았을 때(Pc = P)의 샘플된 광섬유격자의 반사스펙트럼을 나타낸 도면이고, 도 9b는 압력 주기(P)가 커졌을 때(Pc > P)를, 도 9c는 압력 주기(P)가 작아졌을 때(Pc < P)의 샘플된 광섬유격자의 반사스펙트럼을 나타낸 도면이다.FIG. 9A shows the reflection spectrum of the sampled optical fiber grating when the pressure period P is not changed (Pc = P), and FIG. 9B shows when the pressure period P becomes large (Pc> P). 9c shows the reflection spectrum of the sampled optical fiber grating when the pressure period P becomes small (Pc < P).

도 10a와 도 10b는 광섬유격자에 압력(스트레인) 또는 힘을 인가시키는 압박부재가 2개 이상의 곡선형 압박부재(60)로 구성된 또 다른 구조의 샘플된 광섬유격자 필터(SFGF)의 구현 예를 나타낸 도면으로 도 10a는 사시도를, 도 10b는 b-b'에 따른 단면도를 각각 나타낸다. 2개 이상의 곡선형 압박부재(60)로 광섬유격자(20)에 압력(스트레인) 또는 힘(F)을 인가시킬 경우, 도 10a와 같이 광섬유(10) 도파로 단면의 중심 축을 중심으로 모든 방향에 걸쳐 압력(스트레인) 또는 힘(F)이 인가되기 때문에 입력신호에 대한 편광 의존성을 줄여줄 수 있다. 즉, 선형 복굴절의 영향을 없앨 수 있다.10A and 10B show an embodiment of a sampled optical fiber grating filter (SFGF) of another structure in which the pressing member for applying pressure (strain) or force to the optical fiber grid is composed of two or more curved pressing members 60. 10A shows a perspective view and FIG. 10B shows a sectional view along b-b ', respectively. When applying a pressure (strain) or a force (F) to the optical fiber grid 20 with two or more curved pressing members 60, as shown in Figure 10a, all directions about the central axis of the optical fiber 10 waveguide cross section Since pressure (strain) or force (F) is applied, the polarization dependence on the input signal can be reduced. That is, the influence of linear birefringence can be eliminated.

도 11은 샘플된 광섬유격자 필터를 이용하여 다채널 추가/추출 파장 다중화기를 구성한 예이다. 입력단으로 입사된 다파장의 광신호(100)는 샘플된 광섬유격자 필터(SFGF)에 의해 특정 파장의 신호들(,,,)이 반사되어 추출단으로 추출(300)되고 추출된 파장들과 동일한 파장의 신호들이 추출과 동일한 원리로 추가단으로 추가(400)되어, 샘플된 광섬유격자 필터(SFGF)에 의해 영향을 받지 않은 다른 파장의 신호들과 출력단으로 출력(200)된다. 여기서, 광섬유격자에 인가되는 압력의 주기를 변화시키면 다른 파장의 신호들(예:,,,)을 추가/추출할 수 있다.FIG. 11 shows an example of configuring a multi-channel addition / extraction wavelength multiplexer using a sampled optical fiber grating filter. The multi-wavelength optical signal 100 incident to the input terminal is a signal of a specific wavelength by a sampled optical fiber grating filter (SFGF). , , , ) Is reflected and extracted 300 to the extraction stage, and signals of the same wavelength as the extracted wavelengths are additionally added 400 on the same principle as the extraction, so that they are not affected by the sampled fiber optic filter (SFGF). The output 200 is output to signals and output terminals of different wavelengths. Here, by changing the period of pressure applied to the optical fiber grid, signals of different wavelengths (eg , , , ) Can be added / extracted.

도 12는 처프 샘플된 광섬유격자 필터를 이용하여 다파장 분산보상 시스템을구성한 예이다. 광섬유격자에 주기적으로 압력(스트레인) 또는 힘의 세기를 증가 또는 감소로 인가하거나 처프 광섬유격자에 주기적으로 압력(스트레인) 또는 힘을 인가할 경우, 서로 다른 중심파장을 가진 여러 개의 처프된 광섬유격자를 구성할 수 있는데 입력단으로 입사된 다파장의 광신호(104)는 이 처프 샘플된 광섬유격자(SFGF)의 서로 다른 중심파장에서 각각 분산 보상되어 반사(304)된다.12 is an example of configuring a multi-wavelength dispersion compensation system using a chirp sampled fiber grating filter. When periodically applying pressure (strain) or strength to a fiber grating with increasing or decreasing strength or periodically applying pressure (strain) or force to a chirp fiber grating, several chirped fiber gratings with different center wavelengths The multi-wavelength optical signal 104 incident to the input terminal is distributedly compensated and reflected 304 at different center wavelengths of the chirped sampled fiber grating (SFGF).

도 13은 반도체 레이저 다이오드의 출력단에 샘플된 광섬유격자 필터를 임의의 지점에 위치시켜 다파장 광원 시스템을 구성한 예로, 레이저의 발진 모드와 샘플된 광섬유격자 필터(SFGF)에 의해 생성된 여러 개의 반사 파장과 일치하는 파장대에서 다파장 피크가 출력단으로 출력(206)된다.FIG. 13 shows an example in which a multi-wavelength light source system is constructed by placing a sampled optical fiber grating filter at an arbitrary point at an output terminal of a semiconductor laser diode, and an oscillation mode of the laser and several reflection wavelengths generated by the sampled fiber grating filter (SFGF) The multi-wavelength peak is output 206 to the output stage in the wavelength band coinciding with.

도 14a와 도 14b는 샘플된 광섬유격자 필터를 이용해 다파장 광섬유 레이저 시스템을 구성한 예로, 14a는 어븀 도핑된 광섬유를 공진부로 구성하고 입력단의 광대역 브라그 미러(Broadband Bragg Mirror)와 출력단의 샘플된 광섬유격자 필터를 공진기로 구성하여 다파장의 피크가 출력단으로 출력(208)되는 시스템이고, 도 14b는 입력단과 출력단의 두 개의 샘플된 광섬유격자 필터를 이용해 공진기를 구성한 것으로 도 14a와 같은 원리로 다파장의 피크가 출력단으로 출력(210)된다.14A and 14B illustrate an example of constructing a multi-wavelength fiber laser system using a sampled optical fiber grating filter. In FIG. 14A, an erbium-doped optical fiber is composed of a resonator and a broadband Bragg Mirror at an input and a sampled optical fiber at an output. The lattice filter is configured as a resonator to output 208 peaks of multiple wavelengths to an output stage. FIG. 14B illustrates a resonator using two sampled optical fiber grating filters, an input stage and an output stage. The peak of is output 210 to the output terminal.

도 15a 와 15b는 광섬유격자 또는 광섬유격자의 일부분에 압전재질을 부착하여 주기적 또는 비주기적인 압력(스트레인)이나 힘을 인가하여 광섬유격자의 반사및 투과 스펙트럼에 변화를 주는 또 다른 샘플된 광섬유격자 구현 예를 나타낸 도면으로, 도 15a는 압전재질(70)에 전계를 가하는 전계부가 각각의 압전재질(70)에 동일한 제어신호를 인가시키는 예이고, 도 15b는 상기 압전재질(70)에 전계를 가하는 전계부가 여러개로 구성되어 각각의 압전재질(70)에 독립된 제어신호를 인가시키는 예를 나타낸 것이다. 여기서, 도면에는 도시되지 않았으나, 상기 광섬유에 압력이나 힘을 인가하기 위해 상기 압전재질을 고정 지지하는 상기한 받침판에 상응하는 기능의 고정지지부재(미도시)가 더 부가됨은 주지의 사실이다.15A and 15B illustrate another sampled fiber grating in which a piezoelectric material is attached to a fiber grating or a portion of the fiber grating to apply periodic or non-periodic pressure (strain) or force to change the reflection and transmission spectrum of the fiber grating. 15A illustrates an example in which an electric field unit applying an electric field to the piezoelectric material 70 applies the same control signal to each piezoelectric material 70, and FIG. 15B illustrates an electric field applied to the piezoelectric material 70. The electric field is composed of a plurality of examples to apply an independent control signal to each piezoelectric material (70). Here, although not shown in the drawings, it is well known that a fixed support member (not shown) having a function corresponding to the support plate for fixing and supporting the piezoelectric material is further added to apply pressure or force to the optical fiber.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 샘플된 광섬유격자 필터 및 이를 이용한 광섬유격자 시스템은, 이미 제작된 광섬유격자 또는 광섬유격자의 일부분에 외부에서 압력(스트레인) 또는 힘을 주기적 또는 비주기적으로 인가시켜주어 광섬유격자 내의 굴절률 분포를 변화시킴으로써 다중 피크의 특성을 갖는 샘플된 광섬유격자 필터를 구현하는 방법과 이를 이용한 광통신 소자 및 광시스템에 관해 고찰해 보았다. 본 발명은 새로운 샘플격자의 구현 방법과 함께 기존의 샘플격자의 단점을 보완하고 광섬유격자의 응용 범위의 확대를 제시함으로써 광섬유격자 기술뿐만 아니라 이를 이용한 광소자 및 광시스템 개발에 크게 기여할 것으로 기대된다.As described above, the sampled optical fiber grating filter and the optical fiber grating system using the same according to the present invention, by applying pressure (strain) or force from the outside to the already manufactured optical fiber grating or a portion of the optical fiber grating periodically or aperiodically The method of implementing a sampled optical fiber grating filter having the characteristics of multiple peaks by changing the refractive index distribution in the optical fiber grating, and the optical communication device and the optical system using the same have been discussed. The present invention is expected to contribute greatly to the development of optical devices and optical systems, as well as optical fiber grating technology, by complementing the shortcomings of the existing sample gratings together with the implementation method of the new sample grating and suggesting an extension of the application range of the optical fiber grating.

본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당분야의 통상의 지식을 가진 자에 의하여 많은 변형이 가능함은 명백할 것이다.The present invention is not limited to the above-described embodiment, and it will be apparent that many modifications are possible by those skilled in the art within the technical spirit of the present invention.

Claims (18)

임의의 굴절률을 갖는 광섬유격자를 형성한 광섬유;An optical fiber forming an optical fiber grid having an arbitrary refractive index; 상기 광섬유격자의 굴절률을 변화시켜 상기 광섬유격자의 반사 및 투과 스펙트럼에 다중 피크를 생성시키기 위해 상기 광섬유 도파로의 진행방향에 임의의 각을 갖고 상기 광섬유격자의 임의의 영역을 압박하는 압박요철을 형성시킨 압박부재; 및In order to change the refractive index of the optical fiber grating to generate multiple peaks in the reflection and transmission spectra of the optical fiber grating, pressure unevenness is formed to press an arbitrary area of the optical fiber grating with an arbitrary angle in the advancing direction of the optical fiber waveguide. Pressing member; And 상기 광섬유를 고정 지지하는 받침판Support plate for fixing the optical fiber 을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 샘플된 광섬유격자 필터.Sampled optical fiber grating filter, characterized in that consisting of. 제 1 항에 있어서, 상기 광섬유격자는 적어도 하나 이상의 서로 다른 굴절률을 갖는 것을 특징으로 하는 샘플된 광섬유격자 필터.The sampled fiber grating filter of claim 1, wherein the fiber grating has at least one or more different refractive indices. 제 1 항에 있어서, 상기 압박부재에 형성된 압박요철은 주기적으로 형성된 것을 특징으로 하는 샘플된 광섬유격자 필터.The sampled optical fiber grating filter according to claim 1, wherein the pressing irregularities formed on the pressing member are formed periodically. 제 1 항에 있어서, 상기 압박부재에 형성된 압박요철은 비주기적으로 형성된 것을 특징으로 하는 샘플된 광섬유격자 필터.The sampled optical fiber grating filter according to claim 1, wherein the pressing irregularities formed on the pressing member are formed aperiodically. 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서, 상기 압박부재는,The method of claim 3 or 4, wherein the pressing member, 광섬유격자에 인가되는 압력이 광섬유격자의 길이 방향으로 동일하도록, 그 상면 및 압박요철이 형성된 저면이 서로 평행하게 형성된 것을 특징으로 하는 샘플된 광섬유격자 필터.A sampled optical fiber grating filter, characterized in that the upper surface and the bottom surface on which the pressure irregularities are formed are formed in parallel so that the pressure applied to the optical fiber grating is equal in the longitudinal direction of the optical fiber grating. 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서, 상기 압박부재는,The method of claim 3 or 4, wherein the pressing member, 광섬유격자에 인가되는 압력이 광섬유격자의 길이 방향으로 임의의 함수값을 갖고 변화할 수 있도록, 그 상면에 대응하여 압박요철이 형성된 저면이 테이퍼지거나 임의의 함수값을 갖고 라운드되어 형성된 것을 특징으로 하는 샘플된 광섬유격자 필터.The pressure applied to the optical fiber grating is formed by rounding the bottom surface with tapered or arbitrary function values corresponding to the upper surface so that the pressure applied to the optical fiber grating can be changed with an arbitrary function value in the longitudinal direction. Sampled fiber grating filter. 제 1 항에 있어서, 상기 압박부재는, 압박요철의 가압주기를 변화시키기 위해, 회전가능하도록 형성된 것을 특징으로 하는 샘플된 광섬유격자 필터.The sampled optical fiber grating filter according to claim 1, wherein the pressing member is formed to be rotatable in order to change the pressing period of the pressing unevenness. 제 1 항에 있어서, 상기 받침판은, 광섬유 도파로의 진행방향을 임의의 각도로 변화시킬 수 있도록, 회전가능하도록 형성된 것을 특징으로 하는 샘플된 광섬유격자 필터.The sampled optical fiber grating filter according to claim 1, wherein the support plate is formed to be rotatable so as to change an advancing direction of the optical waveguide at an arbitrary angle. 제 1 항에 있어서, 압박부재는, 광섬유격자에 인가되는 압박이 광섬유 도파로의 진행축을 중심으로 모든 방향에서 인가될 수 있도록, 광섬유가 관통하는 관통홀을 형성시키고 그 내부에 압박요철을 형성시켜서 이루어진 것을 특징으로 하는샘플된 광섬유격자 필터.The method of claim 1, wherein the pressing member is formed by forming a through hole through which the optical fiber penetrates and forming a compression recess in the inside thereof so that the pressing applied to the optical fiber grating can be applied in all directions about the traveling axis of the optical fiber waveguide. Sampled optical fiber grating filter, characterized in that. 제 9 항에 있어서, 상기 압박부재는 2개 이상의 방사형으로 분할되어 구성된 것을 특징으로 하는 샘플된 광섬유격자 필터.10. The sampled optical fiber grating filter of claim 9, wherein the pressing member is divided into two or more radial portions. 임의의 굴절률을 갖는 광섬유격자를 형성한 광섬유; 상기 광섬유격자의 굴절률을 변화시켜 상기 광섬유격자의 반사 및 투과 스펙트럼에 다중 피크를 생성시키기 위해 상기 광섬유 도파로의 진행방향에 임의의 각을 갖고 상기 광섬유격자의 임의의 영역을 압박하는 압박요철을 형성시킨 압박부재; 및 상기 광섬유를 고정 지지하는 받침판을 포함하여 이루어진 샘플된 광섬유격자 필터를 이용한 광섬유격자 시스템에 있어서,An optical fiber forming an optical fiber grid having an arbitrary refractive index; In order to change the refractive index of the optical fiber grating to generate multiple peaks in the reflection and transmission spectra of the optical fiber grating, pressure unevenness is formed to press an arbitrary area of the optical fiber grating with an arbitrary angle in the advancing direction of the optical fiber waveguide. Pressing member; In the optical fiber grating system using a sampled optical fiber grating filter comprising a support plate for fixing and supporting the optical fiber, 다채널 추가/추출 파장 다중화 시스템을 구성하기 위해, 입력단으로 입사된 다파장의 광신호가 샘플된 광섬유격자 필터에 의해 특정 파장들의 신호들이 반사되어 추출단으로 추출되고 추출된 파장들과 동일한 파장의 신호들이 추출과 동일한 원리로 추가단으로 추가되어, 샘플된 광섬유격자 필터에 의해 영향을 받지 않은 다른 파장의 신호들과 출력단으로 출력되는 것을 특징으로 하는 샘플된 광섬유격자 필터를 이용한 광섬유격자 시스템.In order to construct a multi-channel addition / extraction wavelength multiplexing system, signals of specific wavelengths are reflected by an optical fiber grating filter in which a multi-wavelength optical signal incident at an input stage is sampled, extracted to an extraction stage, and a signal having the same wavelength as the extracted wavelength. The optical fiber grating system using the sampled optical fiber grating filter, characterized in that added to the additional stage on the same principle as the extraction, and output to the output stage and signals of different wavelengths unaffected by the sampled optical fiber grating filter. 임의의 굴절률을 갖는 광섬유격자를 형성한 광섬유; 상기 광섬유격자의 굴절률을 변화시켜 상기 광섬유격자의 반사 및 투과 스펙트럼에 다중 피크를 생성시키기 위해 상기 광섬유 도파로의 진행방향에 임의의 각을 갖고 상기 광섬유격자의 임의의 영역을 압박하는 압박요철을 형성시킨 압박부재; 및 상기 광섬유를 고정 지지하는 받침판을 포함하여 이루어진 샘플된 광섬유격자 필터를 이용한 광섬유격자 시스템에 있어서,An optical fiber forming an optical fiber grid having an arbitrary refractive index; In order to change the refractive index of the optical fiber grating to generate multiple peaks in the reflection and transmission spectra of the optical fiber grating, pressure unevenness is formed to press an arbitrary area of the optical fiber grating with an arbitrary angle in the advancing direction of the optical fiber waveguide. Pressing member; In the optical fiber grating system using a sampled optical fiber grating filter comprising a support plate for fixing and supporting the optical fiber, 다채널 분산보상용 광시스템을 구성하기 위해, 입력단으로 입사된 다파장의 광신호들이 여러 개의 처프된 광섬유격자로 구성된 처프 샘플된 광섬유격자 필터에 의해 각각 서로 다른 피크들에서 분산 보상되어 반사되는 것을 특징으로 하는 샘플된 광섬유격자 필터를 이용한 광섬유격자 시스템.In order to construct a multi-channel dispersion compensation optical system, a multi-wavelength optical signal incident to an input stage is distributed and compensated at different peaks by a chirped sampled fiber grating filter composed of several chirped fiber gratings. An optical fiber grating system using a sampled optical fiber grating filter. 임의의 굴절률을 갖는 광섬유격자를 형성한 광섬유; 상기 광섬유격자의 굴절률을 변화시켜 상기 광섬유격자의 반사 및 투과 스펙트럼에 다중 피크를 생성시키기 위해 상기 광섬유 도파로의 진행방향에 임의의 각을 갖고 상기 광섬유격자의 임의의 영역을 압박하는 압박요철을 형성시킨 압박부재; 및 상기 광섬유를 고정 지지하는 받침판을 포함하여 이루어진 샘플된 광섬유격자 필터를 이용한 광섬유격자 시스템에 있어서,An optical fiber forming an optical fiber grid having an arbitrary refractive index; In order to change the refractive index of the optical fiber grating to generate multiple peaks in the reflection and transmission spectra of the optical fiber grating, pressure unevenness is formed to press an arbitrary area of the optical fiber grating with an arbitrary angle in the advancing direction of the optical fiber waveguide. Pressing member; In the optical fiber grating system using a sampled optical fiber grating filter comprising a support plate for fixing and supporting the optical fiber, 다파장 광원 시스템을 구성하기 위해, 반도체 레이저 다이오드의 출력단에 샘플된 광섬유격자 필터를 임의의 지점에 위치하여 다파장의 피크가 출력단으로 출력되는 것을 특징으로 하는 샘플된 광섬유격자 필터를 이용한 광섬유격자 시스템.In order to construct a multi-wavelength light source system, an optical fiber grating filter using a sampled optical fiber grating filter, wherein a peak of a multi-wavelength is output to an output end by placing a sampled optical fiber grating filter at an arbitrary point at an output end of a semiconductor laser diode. . 임의의 굴절률을 갖는 광섬유격자를 형성한 광섬유; 상기 광섬유격자의 굴절률을 변화시켜 상기 광섬유격자의 반사 및 투과 스펙트럼에 다중 피크를 생성시키기 위해 상기 광섬유 도파로의 진행방향에 임의의 각을 갖고 상기 광섬유격자의 임의의 영역을 압박하는 압박요철을 형성시킨 압박부재; 및 상기 광섬유를 고정 지지하는 받침판을 포함하여 이루어진 샘플된 광섬유격자 필터를 이용한 광섬유격자 시스템에 있어서,An optical fiber forming an optical fiber grid having an arbitrary refractive index; In order to change the refractive index of the optical fiber grating to generate multiple peaks in the reflection and transmission spectra of the optical fiber grating, pressure unevenness is formed to press an arbitrary area of the optical fiber grating with an arbitrary angle in the advancing direction of the optical fiber waveguide. Pressing member; In the optical fiber grating system using a sampled optical fiber grating filter comprising a support plate for fixing and supporting the optical fiber, 다파장 광섬유 레이저 시스템을 구성하기 위해, 펌핑된 레이저 소스에 대해 어븀도핑된 광섬유가 공진부를 형성하고, 입력단의 광대역 브래그 미러와 출력단의 샘플된 광섬유격자 필터가 공진기를 형성하여 다파장 레이저 피크가 출력단으로 출력되는 것을 특징으로 하는 샘플된 광섬유격자 필터를 이용한 광섬유격자 시스템.In order to construct a multi-wavelength fiber laser system, an erbium-doped optical fiber forms a resonator for a pumped laser source, a broadband Bragg mirror at an input stage and a sampled optical fiber lattice filter at an output stage form a resonator such that a multiwavelength laser peak is output at the output stage. Optical fiber grating system using a sampled optical fiber grating filter, characterized in that the output. 제 14 항에 있어서,The method of claim 14, 입력단과 출력단에 각각 동일한 특성의 샘플된 광섬유격자 필터가 공진기를 형성하는 것을 특징으로 하는 샘플된 광섬유격자 필터를 이용한 광섬유격자 시스템.A sampled optical fiber grating system using a sampled optical fiber grating filter, characterized in that the sampled optical fiber grating filter having the same characteristics at the input terminal and the output terminal, respectively, to form a resonator. 임의의 굴절률을 갖는 광섬유격자가 형성된 광섬유에 상기 광섬유격자의 굴절률을 변화시켜 상기 광섬유격자의 반사 및 투과 스펙트럼에 다중 피크를 생성시키기 위해, 상기 광섬유 도파로와 지지부재 사이에 마련된 적어도 하나 이상의 압전재질과, 상기 압전재질에 전계를 가하는 전계부를 포함하는 것을 특징으로 하는 샘플된 광섬유격자 필터를 이용한 광섬유격자 시스템.At least one piezoelectric material provided between the optical fiber waveguide and the support member to change the refractive index of the optical fiber grating in an optical fiber formed with an optical fiber grating having an arbitrary refractive index to generate multiple peaks in the reflection and transmission spectra of the optical fiber grating; And an electric field unit for applying an electric field to the piezoelectric material. 제 16 항에 있어서, 상기 압전재질에 전계를 가하는 전계부는 각각의 압전재질에 동일한 제어신호를 인가시키기 위해 상기 전계부에 병렬접속되는 것을 특징으로 하는 샘플된 광섬유격자 필터를 이용한 광섬유격자 시스템.17. The optical fiber grating system of claim 16, wherein an electric field unit for applying an electric field to the piezoelectric material is connected in parallel to the electric field to apply the same control signal to each piezoelectric material. 제 16 항에 있어서, 상기 압전재질에 전계를 가하는 전계부는 각각의 압전재질에 독립된 제어신호를 인가시키기 위해 상기 압전재질 각각에 독립된 전계부를 가지는 것을 특징으로 하는 샘플된 광섬유격자 필터를 이용한 광섬유격자 시스템.17. The optical fiber grating system of claim 16, wherein the electric field unit for applying the electric field to the piezoelectric material has an independent electric field for each piezoelectric material to apply an independent control signal to each piezoelectric material. .
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