KR20050033189A - 고차 모드 분산 보상 장치 및 이를 이용한 광통신 시스템 - Google Patents

고차 모드 분산 보상 장치 및 이를 이용한 광통신 시스템 Download PDF

Info

Publication number
KR20050033189A
KR20050033189A KR1020030069156A KR20030069156A KR20050033189A KR 20050033189 A KR20050033189 A KR 20050033189A KR 1020030069156 A KR1020030069156 A KR 1020030069156A KR 20030069156 A KR20030069156 A KR 20030069156A KR 20050033189 A KR20050033189 A KR 20050033189A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
mode
optical fiber
dispersion
converter
signal light
Prior art date
Application number
KR1020030069156A
Other languages
English (en)
Inventor
오경환
최상수
Original Assignee
광주과학기술원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 광주과학기술원 filed Critical 광주과학기술원
Priority to KR1020030069156A priority Critical patent/KR20050033189A/ko
Publication of KR20050033189A publication Critical patent/KR20050033189A/ko

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/10Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type
    • G02B6/12Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind
    • G02B6/12007Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind forming wavelength selective elements, e.g. multiplexer, demultiplexer
    • G02B6/12009Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind forming wavelength selective elements, e.g. multiplexer, demultiplexer comprising arrayed waveguide grating [AWG] devices, i.e. with a phased array of waveguides
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/10Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type
    • G02B6/12Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind
    • G02B6/122Basic optical elements, e.g. light-guiding paths
    • G02B6/1228Tapered waveguides, e.g. integrated spot-size transformers
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/10Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type
    • G02B6/14Mode converters
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B10/00Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
    • H04B10/25Arrangements specific to fibre transmission
    • H04B10/2507Arrangements specific to fibre transmission for the reduction or elimination of distortion or dispersion
    • H04B10/2513Arrangements specific to fibre transmission for the reduction or elimination of distortion or dispersion due to chromatic dispersion
    • H04B10/2525Arrangements specific to fibre transmission for the reduction or elimination of distortion or dispersion due to chromatic dispersion using dispersion-compensating fibres
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04JMULTIPLEX COMMUNICATION
    • H04J14/00Optical multiplex systems
    • H04J14/02Wavelength-division multiplex systems

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Optical Communication System (AREA)

Abstract

초고속 장거리 파장 분할 다중화 방식 (Wavelength Division Multiplexing; WDM) 광통신에서 링 모양 모드 변환용 모드 변환기와 고차 모드 분산 보상 광섬유를 이용하여 광신호의 분산을 보상하기 위한 기술에 관해 개시한다. 고차모드 광섬유의 고차모드를 이용하면 넓은 대역에서 큰 음의 분산을 얻을 수 있고 이는 짧은 길이의 분산 보상 광섬유 (Dispersion Compensating Fiber; DCF)만으로 단일 모드 광섬유(Single Mode Fiber; SMF)에서 전송된 양의 축적된 분산 값을 보상시켜줄 수 있기 때문에 적은 음의 분산을 갖는 단일 모드 분산보상 광섬유보다 경제적인 방법이라 할 수 있다. 따라서, 본 발명에 따르면, 새로운 모드 변환기와 고차모드 분산 보상 광섬유에 의해 경제적이고 WDM 통신에 적합한 분산 보상 기술이 제시된다.

Description

고차 모드 분산 보상 장치 및 이를 이용한 광통신 시스템 {Apparatus for higher-order-mode dispersion compensation and optical communication system using the same}
본 발명은 고차 모드 분산 보상 기술에 관한 것으로, 특히 고차 모드 분산 보상 장치 및 이를 이용한 광통신 시스템에 관한 것이다.
넓은 대역에서의 신호의 분산과 분산 기울기의 보상은 초고속 장거리 파장 분할 다중화 (WDM) 방식의 광통신 시스템의 성능을 향상시키기 위한 중요한 기술이다. 근래, 어븀첨가 광섬유 증폭기 (Erbium Doped Fiber Amplifier; EDFA)의 개발로 1550㎚ 파장 근처에서 광 손실의 문제가 상당히 제거된 데 반하여, 1300㎚ 파장 대역에서 분산 값이 0인 일반 단일모드 광섬유는 EDFA의 이득영역 (1530∼1550㎚)에서 16∼17㎰/㎚/㎞ 정도의 양의 분산 값을 갖는다. 그런데, 광섬유가 이와 같은 크기의 양의 분산 값을 가지면, 전송 거리가 증가함에 따라서 축적된 양의 분산 값을 가지게 되므로, 그 광섬유를 통과하는 광신호의 펄스 폭을 넓게 하여 시스템의 전송용량을 제한하는 주된 요인이 된다. 이러한 축적된 양의 분산 값을 보상하는 방법은 음의 분산 값을 갖는 분산 보상 광섬유를 사용하여 총 분산 값을 0으로 유지시키는 것이라 할 수 있다.
분산 보상 기술들 중에는 단일모드 분산 보상 광섬유를 이용하는 분산 보상 기술, 고차 모드 분산 보상 광섬유를 이용하는 분산 보상 기술, 그리고 광섬유 격자를 기반으로 하는 분산 보상 기술 등이 있다. 그 중에서, 본 발명에 관계된, 고차 모드 분산 보상 광섬유를 이용하는 분산 보상 기술에 대하여 설명한다. 이 기술을 이용하기 위해서는 고차 모드 광섬유의 디자인과 단일 모드 광섬유의 단일 모드를 고차 모드 분산 보상 광섬유의 고차 모드로 변환시켜 주는 모드 변환기를 요구한다. 이 기술을 이용하는 주된 이유 중의 하나는, 고차 모드 분산 보상 광섬유가 단일 모드 분산 보상 광섬유의 음의 분산 값보다 더 큰 음의 분산 값을 갖는다는 것이다. 이는 보다 더 짧은 분산 보상 광섬유의 사용으로도 분산 보상이 가능하다는 것을 의미하므로, 이 기술에 의하면 경제적으로 광통신 시스템을 구성할 수 있을 뿐 아니라 광 손실도 줄일 수 있다. 다른 하나의 이유는 고차 모드 분산 보상 광섬유가 단일 모드 분산 보상 광섬유보다 더 큰 실제적인 면적 (effective area)을 갖고 있기 때문에 광섬유의 비선형 효과(nonlinear effect)를 줄일 수 있다는 점이다. 이러한 장점에도 불구하고 고차 모드 분산 보상 광섬유를 이용하는 분산 보상 기술은, 높은 모드 변환효율 및 낮은 삽입 손실을 갖는 모드 변환기를 요구한다. 그런데, 종래에는 LP01-LP11, LP01-LP02 모드 변환기로서, 미세 굴곡(micro bending)과 같은 주기적인 구조에 의한 것이나, 광섬유 격자에 기반을 둔 모드 변환기들이 사용되어져 왔다.
도 1a는 미세 굴곡을 이용한 종래의 모드 변환기의 개략적 단면도이다. 도 1a를 참조하면, 서로 맞물릴 수 있도록 표면에 주기적 요철이 형성된 요철판(10) 사이에 삽입된 광섬유(20)가 측방향 압력(F)에 의해 주기적인 미세 굴곡을 이루고 있음을 알 수 있다. 그러나, 이러한 구조의 모드 변환기는, 주기적인 미세 굴곡을 유도하는 요철판의 측방향 압력이 쉽게 변할 수 있으므로, 안정적이지 못하며, 스트레인(strain)의 영향을 받는다는 단점을 갖는다.
도 1b는 광섬유 격자를 이용한 종래의 모드 변환기의 개략적 단면도이다. 도 1b의 모드 변환기는, 코어(50)와 클래딩(40)으로 이루어진 광섬유(30)의 코어(50)에 길이방향으로 주기적으로 강한 열을 가하거나, 레이저로 조사하여 굴절률이 변화된 격자구조(60)를 형성함으로써 만들어진다. 그러나, 이러한 구조의 모드 변환기는 높은 온도나 경시적 변화의 영향을 받을 수 있는 단점을 갖는다.
따라서, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 우수한 모드 변환 효율을 통해 높은 분산 보상성능을 갖는 모드변환기와 고차모드 분상보상 광섬유로 구성된 고차 모드 분산 보상 장치 및 광통신 시스템을 제공하는 것이다.
상기 기술적 과제들을 달성하기 위한 본 발명의 고차 모드 분산 보상 장치는: 양의 분산 값을 가진 상태로 자신의 입력단에 입사된 단일 모드의 신호광을 링 모드로 변환시켜 자신의 출력단으로 출력하는 모드 변환기와;
상기 모드 변환기의 출력단에 연결되어 있으며, 음의 분산 값을 가지는 고차 모드 분산 보상 광섬유를 구비함으로써,
상기 모드 변환기에서 변환된 링 모드를 고차 모드와 결합시켜서 상기 신호광의 순 분산 값을 0 근처로 보상시키는 것을 특징으로 한다.
이 때, 상기 모드 변환기는 중공 광섬유를 포함하여 이루어지는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는, 상기 중공 광섬유가 링 코어(ring core) 구조를 갖는다.
또한, 상기 중공 광섬유 모드 변환기 구조와의 접합 손실을 줄이기 위하여 상기 고차 모드 분산 보상 광섬유는 링 구조로 설계된 것이 바람직하다.
상기 기술적 과제들을 달성하기 위한 본 발명의 광통신 시스템은:
신호광을 내보내는 송신기와;
상기 신호광을 장거리로 전송하는 제1 단일 모드 광섬유와;
상기 제1 단일 모드 광섬유에 자신의 입력단이 연결되어 있으며, 양의 분산 값을 가진 상태로 상기 입력단에 입사된 단일 모드의 신호광을 링 모드로 변환시켜 자신의 출력단으로 출력하는 제1 모드 변환기와;
상기 제1 모드 변환기의 출력단에 연결되어 있으며, 음의 분산 값을 가짐으로써 상기 모드 변환기에서 변환된 링 모드를 고차 모드와 결합시켜서 상기 신호광의 순 분산 값을 0 근처로 보상시키는 고차 모드 분산 보상 광섬유와;
상기 고차 모드의 광을 다시 단일 모드로 변환시키는 제2 모드 변환기와;
상기 제2 모드 변환기에 연결되어, 상기 분산 보상된 단일 모드의 신호광을 전송하는 제2 단일 모드 광섬유와;
상기 제2 단일 모드 광섬유로부터 상기 단일 모드의 신호광을 수신하는 수신기를 구비하는 것을 특징으로 한다.
이 때, 상기 제1 및 제2 모드 변환기는 광섬유로 이루어져 있으며, 그 코어가, 상기 제1 및 제2 단일 모드 광섬유와 연결되는 단부는 폐쇄되는 동시에 상기 고차 모드 분산 보상 광섬유와 연결되는 반대쪽 단부는 개방된 중공부를 가지는 것이 바람직하다.
또한, 상기 제1 및 제2 모드 변환기 구조와의 접합 손실을 줄이기 위하여 상기 고차 모드 분산 보상 광섬유는 링 구조로 설계된 것이 바람직하다.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 설명한다.
[고차 모드 분산 보상 장치]
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 고차 모드 분산 보상 장치를 설명하기 위한 도면이다. 도 2를 참조하면, 고차 모드 분산 보상 장치(200)는, 모드 변환기(220)와 고차 모드 분산 보상 광섬유(230)로 이루어진다. 모드 변환기(220)의 입력단은 신호광을 장거리로 전송하는 단일 모드 광섬유(210)에 연결되어 있어서, 단일 모드 광섬유(210)를 거치는 과정에서 축적된 양의 분산 값을 가진 단일 모드의 신호광을 받아들인다. 이 모드 변환기(220)는 중공 광섬유(Hollow Optical Fiber; HOF)를 포함하여 이루어지는데, 단일 모드 광섬유(210)의 코어(212)와 연결되는 중공 광섬유의 단부는 중공부가 없이 폐쇄되어 있는 반면에 고차 모드 분산 보상 광섬유(230)의 코어(232)와 연결되는 반대쪽 단부는 개방된 중공부를 갖는다. 한편, 중공 광섬유 모드 변환기(220)에 연결된 고차 모드 분산 보상 광섬유(230)는 음의 분산 값을 갖는다.
이와 같이 구성된 고차 모드 분산 보상 장치(200)의 동작은 다음과 같다. 우선, 단일 모드 광섬유(210)를 거치는 과정에서 축적된 양의 분산 값을 가진 단일 모드의 신호광이 모드 변환기(220)에 입사되면, 모드 변환기(220)가 중공의 형태를 가지므로 단일 모드가 링 모드로 변환된다. 변화된 링 모양의 모드는 고차 모드 분산 보상 광섬유(230)에서 LP02 모드 등의 고차 모드의 링 모양에 효과적으로 결합되어, 신호 광에 포함된 축적된 양의 분산 값은 고차 모드 분산 보상 광섬유(230)의 음의 분산 값에 의해 보상된다.
이상과 같이 본 실시예에서, 모드 변환기(220)에 중공 광섬유를 사용하였으나, 링 모양의 모드를 갖는 광섬유를 사용하여도 좋다.
도 3a는 본 발명의 고차 모드 분산 보상 장치에 사용되는 모드 변환기의 중공 광섬유 부분의 굴절률 분포를 나타낸 도면이다. 도 3a를 참조하면, 중공 광섬유의 굴절률 분포는, 중심부가 공기의 굴절률(n1)인 1로 되어있고, 클래딩은 실리카(Silica) 유리의 굴절률(n2)을 갖고, 빛이 진행하는 코어의 굴절률은 굴절률을 높이기 위하여 게르마늄(Ge)으로 도핑된 구조를 갖는다. 또한, 코어와 클래딩의 반경을 조절하면서 증폭기 이득대역에서 단일 모드 (LP01 모드) 조건을 갖도록 설계되었다. 도 3a에서 Δ1은 상대 굴절률 차이를 백분율로 나타낸 것이다.
도 3b는 본 발명의 고차 모드 분산 보상 장치에 사용되는 고차 모드 분산 보상 광섬유의 굴절률 분포를 나타낸 도면이다. 고차 모드 분산 보상 광섬유는 네 가지(LP01, LP11, LP21, LP02)의 LP 모드를 여기(excitation)하도록 디자인되었다. 여기에서 LP11, LP21 모드는 모드 변환기에 포함된 중공 광섬유의 LP01 모드와 모드 직교성(mode orthogonality)에 의하여 커플링(coupling)이 되지 않는다. 중공 광섬유 구조와 접합 손실을 줄이기 위하여 본 고차 모드 분산 보상 광섬유는 링 구조로 설계되었고, 증폭기 이득 대역에서 평평한 분산 값을 갖기 위하여 움푹 들어간 클래딩의 구조로 설계되었다. 아래의 표 1에 본 고차 모드 분산 보상 광섬유의 파라미터와 사양을 정리하였다.
파라미터 직경(㎛) 상대 굴절률 차이 LP02 차단 파장(㎛)
2r1 2r2 2r3 Δ+ Δ-
사양 1.2 7.4 9.4 1.96786 0.06437 1.60
단일모드 광섬유와 고차 모드 분산 보상 광섬유로 구성된 광통신 시스템에서 분산 값과 분산 기울기 및 분산 보상비를 알기 위하여, 하나의 예로 다음과 같은 구조의 광섬유들을 구성하고 이에 따른 적용을 살펴보았다. 그러나 본 발명이 이러한 하나의 예로만 국한되는 것은 아니다.
도 4는 일반 단일모드 광섬유의 단일모드와, 링 모양 고차 모드 분산 보상 광섬유의 고차모드(LP02)의 파장에 따른 분산 값과 분산 기울기를 나타내는 도면이다. 여기서, 일반 단일모드 광섬유로는 코어 직경이 8.2㎛인 것을 사용하였다.
분산 값은 재료(material) 분산과 구조(waveguide) 분산을 포함한 분산 값으로서, 식은 다음과 같다.
여기에서 D는 분산을, c는 빛의 속도를, 는 파장을, 그리고 는 실제 광섬유가 느끼는 굴절률을 각각 의미한다. 1550㎚ 대역에서 분산 값을 살펴보면, 단일 모드 광섬유는 16 ㎰/㎚/㎞의 분산 값과 0.057 ㎰/㎚2/㎞의 분산 기울기를 가진다. 고차 모드 분산 보상 광섬유의 LP02 모드의 분산값은 대략 -769 ㎰/㎚/㎞이고 분산 기울기는 -5.346 ㎰/㎚2/㎞의 값을 갖는다. 파장 분할 다중화 방식에 사용되기 위하여 이러한 구조의 상대 분산 기울기(분산 기울기/분산 값)(Relative Dispersion Slope; RDS)를 고려하는 것이 중요하다. 상대 분산 기울기는, 단일 모드의 경우에는 0.00356 ㎚-1, 고차 모드인 경우에는 0.00695 ㎚-1의 값을 각각 나타내었다. 아래의 표 2에 이러한 파라미터 값을 정리하여 나타내었다.
파라미터 단위 단일모드광섬유 링 코어형 고차 모드 분산 보상 광섬유(LP02)
분산(D) ㎰/㎚/㎞ 16 -769.34
분산 기울기(S) ㎰/㎚2/㎞ 0.057 -5.346
상대 분산 기울기(S/D) -1 0.00356 0.00695
도 5는 링 모드와 고차 모드간의 중공 광섬유의 반경 변화에 따른 커플링 효율을 나타내는 도면이다. 이는 중공 광섬유의 링 모양의 모드에 의한 고차 모드 광섬유의 모드 간 여기를 분석하기 위해 구해진 것이다. 각각의 모드는 중공 광섬유의 전계장과 고차 모드 광섬유의 자계장의 중첩(overlap) 적분을 사용하여 계산되었다. 차단 파장 1.40 과 1.42 ㎛를 갖는 중공 광섬유 반경 2.0∼2.5 ㎛에 대하여, 고차 모드 광섬유의 고차모드인 LP02 모드로 최대 87%의 커플링이 나타나고 저차 모드인 LP01은 13% 이하로 나타났다.
도 6은 본 발명의 고차 모드 분산 보상 장치가 사용된 전송 시스템에서 보상된 총 평균 분산 값과 분산 보상 기울기를 나타내는 도면이다. 즉, 단일모드 광섬유와 고차 모드 분산 보상 광섬유가 연결된 구조에서 일반 대역(C-band)에 걸쳐 최대 전송 거리 및 총 분산 보상비를 계산하였다. 총 분산 값은 다음과 같은 수식에서 구할 수 있다.
여기서, D는 분산 값이고, L은 광섬유 길이를 의미한다. 첨자 DCF와 SMF는 각각 분산 보상 광섬유와 단일 모드 광섬유를 나타낸다. 분산 값과 광섬유 길이를 조절하여 총 분산을 가능한 평평하면서 낮은 값으로 조절할 수가 있다. 여기에서 분산 보상 광섬유 내의 LP01 LP02 모드 사이의 모드간의 지연이 거의 없다고 가정하면, 단일 모드 광섬유 60 ㎞의 분산 보상 광섬유 1.31 ㎞를 연결하였을 때, 일반대역에서 전체 보상된 분산 값이 1 ㎰/㎚/㎞보다 적고, 분산 기울기는 -0.09와 0.3 ㎰/㎚2/㎞ 사이가 됨을 볼 수 있다.
[광통신 시스템]
도 7a는 본 발명의 실시예에 따른 광통신 시스템의 개략적 구성도이다. 도 7a를 참조하여 본 광통신 시스템의 구성과 동작을 함께 설명하기로 한다. 우선, 광통신의 신호광은 송신기(710)에서 나와 제1 단일 모드 광섬유(720)를 통해 장거리 전송된다. 제1 단일 모드 광섬유(720)의 길이가 길기 때문에, 도 7a에서는 그 길이를 단축하여 나타내었다. 송신기(710)에서 방출된 직후의 신호광의 파형을 참조기호 A로 나타내었으며, 제1 단일 모드 광섬유(720)를 통해 장거리 전송된 후의 신호광의 파형을 참조기호 B로 나타내었는데, 이를 비교하면 신호광의 파형이 제1 단일 모드 광섬유(720)를 통한 전송 후에 분산되는 것을 알 수 있다. 그 이유는, 신호광이 단일 모드 광섬유를 통하여 진행할 때, 유리의 굴절률이 진행하는 빛의 파장에 따라 차이가 생김으로써 나타나는 분산(chromatic dispersion)이 발생하게 되어 도착 시간의 차이가 나타나게 되어 신호의 변형이 생기기 때문이다. 일반적으로 단일 모드 광섬유의 분산은 1550㎚ 파장에서 16-17 ㎰/㎚/㎞의 분산 값을 갖는다. 신호광을 장거리로 전송할 경우 분산이 더욱 더 크게 된다. 이를 해결하는 방법은 큰 음의 분산 값을 갖는 고차모드 분산 보상 광섬유를 사용하여 축적된 양의 분산을 보상하는 것이다. 즉, 단일 보드 광섬유 양의 분산과 분산보상 광섬유의 음의 분산의 합으로써 총 분산을 영(Zero)에 가깝게 해야 한다는 의미이다. 한편, 이와 같이 신호광의 분산이 발생해도 제1 단일 모드 광섬유(720)를 통과하는 신호광은 LP01 모드를 가진다. 본 실시예의 제1 모드 변환기(730)와 고차 모드 분산 보상 광섬유(740)는 도 2에 도시한 고차 모드 분산 보상 장치(200)와 동일한 것이다. 따라서, 제1 모드 변환기(730)는 제1 단일 모드 광섬유(720)에 자신의 입력단이 연결되어 있으며, 양의 분산 값을 가진 상태로 상기 입력단에 입사된 단일 모드의 신호광을 링 모드로 변환시켜 자신의 출력단으로 출력한다. 이와 같은 기능을 위해, 제1 모드 변환기(730)는 광섬유로 이루어져 있으며, 그 코어가, 제1 단일 모드 광섬유(720)와 연결되는 단부는 폐쇄되는 동시에 고차 모드 분산 보상 광섬유(740)와 연결되는 반대쪽 단부는 개방된 중공부를 가진다. 고차 모드 분산 보상 광섬유(740)는 제1 모드 변환기(730)의 출력단에 연결되어 있으며, 음의 분산 값을 가짐으로써 제1 모드 변환기(730)에서 변환된 링 모드를 LP02 모드 등의 고차 모드와 결합시켜서 신호광의 순 분산 값을 0 근처로 보상시킨다. 이렇게 분산 보상된 고차 모드의 광은 고차 모드 분산 보상 광섬유(740)에 연결된 제2 모드 변환기(732)에 의해 다시 단일 모드로 변환된다. 제2 모드 변환기(732)는 도 2에 도시된 모드 변환기와 대칭인 구조를 가지고 있다. 제2 모드 변환기(732)의 구조 및 그 연결관계를 도 7b에 나타내었다. 도 7b를 참조하면, 제2 모드 변환기(732)도 광섬유로 이루어져 있으며, 그 코어가, 제2 단일 모드 광섬유(722)와 연결되는 단부는 폐쇄되는 동시에 고차 모드 분산 보상 광섬유(740)와 연결되는 반대쪽 단부는 개방된 중공부를 가지는 것을 알 수 있다. 제2 모드 변환기(732)에 의해 변환된 단일 모드의 신호광(C)은 제2 단일 모드 광섬유(722)를 통해 전송되며, 최종적으로 수신기(750)에 의해 수신된다. 이 때, 단일 모드로 변환된 모드는 제2 단일 모드 광섬유(722)와 모드 필드 직경(mode field diameter)을 맞춤으로써 접합 손실을 줄인다.
이상과 같이 본 발명의 실시예들을 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시예들에만 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 많은 변형이 가능함은 명백하다.
상술한 바와 같은 본 발명에 의하면, 우수한 모드 변환 효율과 안정성을 가진 고차 모드 분산 보상이 가능하다.
도 1a는 미세 굴곡을 이용한 종래의 모드 변환기의 개략적 단면도;
도 1b는 광섬유 격자를 이용한 종래의 모드 변환기의 개략적 단면도;
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 고차 모드 분산 보상 장치에 사용되는 모드 변환기를 설명하기 위한 도면;
도 3a는 본 발명의 고차 모드 분산 보상 장치에 사용되는 모드 변환기를 구성하는 중공 광섬유 부분의 굴절률 분포를 나타낸 도면;
도 3b는 본 발명의 고차 모드 분산 보상 장치에 사용되는 고차 모드 분산 보상 광섬유의 굴절률 분포를 나타낸 도면;
도 4는 본 발명의 일 실시예로서 일반 단일모드 광섬유의 단일모드(LP01)와, 링 모양 고차 모드 분산 보상 광섬유의 고차모드(LP02)의 파장에 따른 분산 값과 분산 기울기를 나타내는 도면;
도 5는 링 모드와 고차 모드간의 중공 광섬유의 반경 변화에 따른 커플링 효율을 나타내는 도면;
도 6은 본 발명의 고차 모드 분산 보상 장치가 사용된 전송 시스템에서 보상된 총 평균 분산 값과 분산 보상 기울기를 나타내는 도면;
도 7a는 본 발명의 실시예에 따른 광통신 시스템의 개략적 구성도; 및
도 7b는 도 7a에 사용되는 제2 모드 변환기의 구조 및 그 연결관계를 나타낸 도면이다.

Claims (7)

  1. 양의 분산 값을 가진 상태로 자신의 입력단에 입사된 단일 모드의 신호광을 링 모드로 변환시켜 자신의 출력단으로 출력하는 모드 변환기와;
    상기 모드 변환기의 출력단에 연결되어 있으며, 음의 분산 값을 가지는 고차 모드 분산 보상 광섬유;
    를 구비함으로써,
    상기 모드 변환기에서 변환된 링 모드를 고차 모드와 결합시켜서 상기 신호광의 순 분산 값을 0 근처로 보상시키는 고차 모드 분산 보상 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 모드 변환기가 중공 광섬유를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 고차 모드 분산 보상 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 중공 광섬유가 링 코어 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 고차 모드 분산 보상 장치.
  4. 제2항에 있어서, 상기 중공 광섬유 모드 변환기 구조와의 접합 손실을 줄이기 위하여 상기 고차 모드 분산 보상 광섬유가 링 구조로 설계된 것을 특징으로 하는 고차 모드 분산 보상 장치.
  5. 신호광을 내보내는 송신기와;
    상기 신호광을 장거리로 전송하는 제1 단일 모드 광섬유와;
    상기 제1 단일 모드 광섬유에 자신의 입력단이 연결되어 있으며, 양의 분산 값을 가진 상태로 상기 입력단에 입사된 단일 모드의 신호광을 링 모드로 변환시켜 자신의 출력단으로 출력하는 제1 모드 변환기와;
    상기 제1 모드 변환기의 출력단에 연결되어 있으며, 음의 분산 값을 가짐으로써 상기 모드 변환기에서 변환된 링 모드를 고차 모드와 결합시켜서 상기 신호광의 순 분산 값을 0 근처로 보상시키는 고차 모드 분산 보상 광섬유와;
    상기 고차 모드의 광을 다시 단일 모드로 변환시키는 제2 모드 변환기와;
    상기 제2 모드 변환기에 연결되어, 상기 분산 보상된 단일 모드의 신호광을 전송하는 제2 단일 모드 광섬유와;
    상기 제2 단일 모드 광섬유로부터 상기 단일 모드의 신호광을 수신하는 수신기;
    를 구비하는 광통신 시스템.
  6. 제5항에 있어서, 상기 제1 및 제2 모드 변환기가 광섬유로 이루어져 있으며, 그 코어가, 상기 제1 및 제2 단일 모드 광섬유와 연결되는 단부는 폐쇄되는 동시에 상기 고차 모드 분산 보상 광섬유와 연결되는 반대쪽 단부는 개방된 중공부를 가지는 것을 특징으로 하는 광통신 시스템.
  7. 제6항에 있어서, 상기 제1 및 제2 모드 변환기 구조와의 접합 손실을 줄이기 위하여 상기 고차 모드 분산 보상 광섬유가 링 구조로 설계된 것을 특징으로 하는 광통신 시스템.
KR1020030069156A 2003-10-06 2003-10-06 고차 모드 분산 보상 장치 및 이를 이용한 광통신 시스템 KR20050033189A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020030069156A KR20050033189A (ko) 2003-10-06 2003-10-06 고차 모드 분산 보상 장치 및 이를 이용한 광통신 시스템

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020030069156A KR20050033189A (ko) 2003-10-06 2003-10-06 고차 모드 분산 보상 장치 및 이를 이용한 광통신 시스템

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20050033189A true KR20050033189A (ko) 2005-04-12

Family

ID=37237450

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020030069156A KR20050033189A (ko) 2003-10-06 2003-10-06 고차 모드 분산 보상 장치 및 이를 이용한 광통신 시스템

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20050033189A (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20210064764A (ko) * 2019-11-26 2021-06-03 세종대학교산학협력단 Rcf를 활용한 심혈관 oct 광학 프로브

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20210064764A (ko) * 2019-11-26 2021-06-03 세종대학교산학협력단 Rcf를 활용한 심혈관 oct 광학 프로브

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6157754A (en) Optical transmission line
US6084993A (en) Optical transmission link for division multiplex transmission, and optical fiber constituting the link
US6693740B2 (en) Dispersion managed discrete Raman amplifiers
JP6125971B2 (ja) ハイパワー・ダブルクラッド(dc)・ポンプ・エルビウム・ドープ・ファイバ増幅器(edfa)
US7483614B2 (en) Optical fiber and optical device using the same
JPH11289133A (ja) 改善された縦続接続された光ファイバラマンデバイスを含む物品
US20030002794A1 (en) Optical bandpass filter using long period gratings
KR20010113803A (ko) 광파이버 및 그것을 포함하는 광전송로
GB2151868A (en) Optical amplifiers
US7190868B2 (en) Optical transmission line
JPH11344620A (ja) 広帯域長周期格子
US6724964B2 (en) Optical waveguide exhibiting strongly positive dispersion, and system utilizing same
EP1326354A2 (en) Optical fiber transmission line, optical cable, and optical transmission system
KR100668284B1 (ko) S밴드 분리형 라만 증폭기를 위한 분산보상광섬유
EP1162768A1 (en) System and method for amplifying a WDM signal including a Raman amplified Dispersion-compensating fibre
KR20040034588A (ko) 고 분산슬로프를 달성하기위한 섬유 프로파일
WO2021199969A1 (ja) マルチコア光増幅ファイバ、マルチコア光ファイバ増幅器および光通信システム
KR20050033189A (ko) 고차 모드 분산 보상 장치 및 이를 이용한 광통신 시스템
KR20010074560A (ko) 마이크로 밴딩 장주기 광섬유 격자를 이용한 광섬유증폭기의 파장 가변 이득 평탄화용 필터
US6928221B2 (en) Device for the compensation of chromatic dispersion
WO2023157178A1 (ja) 増幅用光ファイバ、光増幅器及び光増幅器を制御する方法
WO2024038491A1 (ja) 増幅用光ファイバ及びクラッド励起型光ファイバ増幅器
US20030169986A1 (en) Optical fiber, optical component, dispersion compensating fiber module, and optical communication system
Kashyap Chirped fibre Bragg gratings for WDM applications
KR100405968B1 (ko) 모드 변환을 이용한 광결합 시스템

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E601 Decision to refuse application