KR20090082698A - Photonics microwave filter and filtering method using the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 광지연 선로 및 이를 이용한 초고주파 광학 필터 및 필터링 방법에 관한 것으로, 특히 초광대역 슈퍼콘티뉴엄 광으로부터 다채널 빔 패턴을 생성하는 다파장 빔 생성부와 이종 분산 특성을 가지는 둘 이상의 광섬유를 접합하여 제조된 광지연 선로부를 이용하여 높은 Q 인자(Q factor)를 제공하는 광지연 선로 및 이를 이용한 초고주파 광학 필터 및 필터링 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an optical delay line, and an ultra-high frequency optical filter and a filtering method using the same. In particular, a multi-wavelength beam generator for generating a multi-channel beam pattern from an ultra-wideband supercontinental light and two or more optical fibers having heterogeneous dispersion characteristics are bonded. The present invention relates to an optical delay line providing a high Q factor using an optical delay line unit manufactured by the optical delay line unit, and an ultra-high frequency optical filter and a filtering method using the same.
종래 기술에 따른 초고주파 필터는 마이크로 스트립 선로를 이용하여 제작한다. 마이크로 스트립 선로를 이용하는 경우, 전자기적 잡음을 고려한 설계가 필요하며, 수 GHz 이상의 대역폭을 가지는 초고주파 필터의 제작이 용이하지 못하다는 문제점이 있다.The microwave filter according to the prior art is manufactured using a micro strip line. In the case of using a micro strip line, a design considering electromagnetic noise is required, and there is a problem in that it is not easy to manufacture an ultrahigh frequency filter having a bandwidth of several GHz or more.
상기 문제점을 극복하기 위하여, 광학 기술(photonics technology), 특히 초고주파 광학 기술(microwave photonics technology)을 이용한 초고주파 필터가 제안되었다. 초고주파 광학 기술은 통상적으로 트랜스버설 초고주파 필터(transversal microwave filter)의 설계에 이용된다.In order to overcome the above problem, an ultra-high frequency filter using photonics technology, in particular microwave photonics technology, has been proposed. Microwave optical technology is commonly used in the design of transversal microwave filters.
종래 기술에 따른 트랜스버설 초고주파 필터의 일례가 도 1에 도시되어 있다.An example of a transverse ultra-high frequency filter according to the prior art is shown in FIG. 1.
도 1을 참조하면, 종래 기술에 따른 트랜스버설 초고주파 필터는 다채널 광원(10), 전기-광 변조부(20), 광지연 선로(30) 및 광-전기 변조부(40)를 포함한다.Referring to FIG. 1, a transverse ultra-high frequency filter according to the prior art includes a
다채널 광원(10)은 다채널 광, 즉 N개의 파장(채널)을 가지는 광을 생성하여 방출한다.The
전기-광 변조부(20)는 상기 다채널 광을 입력 신호 x(t)에 따라 변조한다.The electro-
광지연 선로(30)는 전기-광 변조부(20)로부터 출력되는 변조된 다채널 광의 각 채널에 서로 다른 지연을 부가한다.The
광-전기 변조부(40)는 서로 다른 지연이 부가된 다채널 광으로부터 출력 신호 y(t)를 추출하여 출력한다.The photo-
도 1에 도시된 종래 기술에 따른 트랜스버설 초고주파 필터의 응답, 즉 입력 신호 x(t)에 대한 출력 신호 y(t)는 수학식 1과 같이 표현될 수 있다.The response of the transversal ultrahigh frequency filter according to the prior art illustrated in FIG. 1, that is, the output signal y (t) with respect to the input signal x (t) may be expressed by Equation 1.
종래 기술에 따른 트랜스버설 초고주파 필터의 Q 인자(Q factor)는 제1 공진 주파수에 대한 투과 대역의 전치 반폭의 값으로 정의되며, 상기 값은 트랜스버설 초고주파 필터의 채널 수와 1:1의 관계에 있다. 따라서, N개의 Q 인자 값을 가지기 위해서는 도 1과 같이 N개의 채널을 필요로 한다.The Q factor of the conventional ultra-high frequency filter is defined as the value of the transverse half-width of the transmission band with respect to the first resonant frequency, and the value is in a 1: 1 relationship with the number of channels of the transverse ultra-high frequency filter. have. Therefore, to have N Q factor values, N channels are required as shown in FIG. 1.
N개의 채널을 가지는 광을 생성하기 위하여 N개의 레이저를 사용하는 경우 또는 단일의 레이저와 N개의 광지연 선로를 이용하는 경우 N개의 전기-광 변조부 및 N개의 광-전기 변조부를 이용하여야 하므로 필터의 제조 비용이 상승한다는 문제점이 있다.When using N lasers to generate light having N channels or using a single laser and N optical delay lines, N electro-optic modulators and N photo-electric modulators must be used. There is a problem that the manufacturing cost rises.
도 2는 종래 기술에 따른 트랜스버설 초고주파 필터의 주파수 응답 곡선을 도시한 그래프이다.Figure 2 is a graph showing the frequency response curve of the transverse ultra-high frequency filter according to the prior art.
광원의 파장 대역이 넓은 경우에는 광 채널 사이의 파장 간격이 달라지는데, 종래 기술에 따른 트랜스버설 초고주파 필터는 상기 파장 간격의 변화를 보상할 수 없으므로 도 2와 같이 왜곡된 형태, 즉 응답이 가장 높은 공진 주파수의 피크가 찌그러지고 그 전치반폭(FWHM)이 넓어진 형태의 주파수 응답 곡선을 가진다는 문제점이 있다.When the wavelength band of the light source is wide, the wavelength spacing between the optical channels is different. Since the conventional ultra-high frequency filter cannot compensate for the change in the wavelength spacing, the distorted shape as shown in FIG. There is a problem in that the frequency response curve has a form in which the peak of the frequency is distorted and the front half width (FWHM) is widened.
본 발명은 이종의 분산 특성을 가지는 광섬유를 둘 이상 용융 접속하여 광섬유의 분산 기울기를 조절함으로써 높은 Q 인자를 가지는 광지연 선로 및 이를 이용한 초고주파 광학 필터 및 필터링 방법를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.It is an object of the present invention to provide an optical delay line having a high Q factor and an ultra-high frequency optical filter and filtering method using the same by melting and connecting two or more optical fibers having heterogeneous dispersion characteristics to adjust the dispersion slope of the optical fiber.
본 발명에 따른 광학 필터는 입력 신호에 따라 다채널 빔 패턴을 변조하는 변조부; 이종의 분산 특성을 가지는 둘 이상의 광섬유를 접속하여 형성되며, 상기 변조된 다채널 빔 패턴의 채널 각각에 대해 서로 다른 시간 지연을 부가하는 광지연 선로부; 및 상기 광지연 선로부에서 출력되며 서로 다른 지연 시간을 가지는 다 채널 빔 패턴을 복조하여 출력 신호를 생성하는 복조부를 포함하는 것을 특징으로 한다.In accordance with another aspect of the present invention, an optical filter includes: a modulator configured to modulate a multichannel beam pattern according to an input signal; An optical delay line unit formed by connecting two or more optical fibers having heterogeneous dispersion characteristics and adding different time delays to respective channels of the modulated multichannel beam pattern; And a demodulator configured to demodulate a multi-channel beam pattern output from the optical delay line unit and having different delay times to generate an output signal.
본 발명에 따른 광학 필터는 광원; 및 상기 광원으로부터 방출된 광으로부터 상기 다채널 빔 패턴을 생성하는 다파장 빔 생성부를 더 포함할 수 있다.An optical filter according to the present invention comprises a light source; And a multi-wavelength beam generator for generating the multi-channel beam pattern from the light emitted from the light source.
상기 광원은 초광대역 슈퍼콘티뉴엄 광원을 포함하는 것이 바람직하다.The light source preferably comprises an ultra-wideband supercontinuum light source.
또한, 상기 광원은 씨드 ASE 빔을 생성하는 광 증폭기; 상기 씨드 ASE 빔을 증폭하는 Er-Yb 증폭기; 상기 증폭된 씨드 ASE 빔을 비극성 광대역 빔으로 변환하는 비선형 광섬유부; 및 상기 비선형 광섬유부로부터 출력되는 비극성 광대역 빔을 평탄화하는 스펙트럼 평탄화 필터를 포함할 수 있다.The light source may also include an optical amplifier for generating a seed ASE beam; An Er-Yb amplifier for amplifying the seed ASE beam; A nonlinear optical fiber unit converting the amplified seed ASE beam into a nonpolar wideband beam; And a spectral flattening filter for flattening the nonpolar wideband beam output from the nonlinear optical fiber unit.
상기 다파장 빔 생성부는 페브리-페롯 필터, AWG, Lyot-Sagnac 필터 및 다파장 광섬유 격자 필터 중 어느 하나를 포함하는 것이 바람직하다.The multi-wavelength beam generator preferably includes any one of a Fabry-Perot filter, an AWG, a Lyot-Sagnac filter, and a multi-wavelength optical fiber grating filter.
상기 둘 이상의 광섬유는 용융 접속되는 것이 바람직하다.Preferably, the two or more optical fibers are fusion-connected.
상기 둘 이상의 광섬유는 단일 모드 광섬유 및 분산 보상 광섬유의 조합 또는 분산 천이 광섬유 및 분산 보상 광섬유의 조합일 수 있다.The two or more optical fibers may be a combination of single mode optical fiber and distributed compensation optical fiber or a combination of distributed transition optical fiber and distributed compensation optical fiber.
상기 둘 이상의 광섬유가 제1 광섬유 및 제2 광섬유를 포함하는 경우 상기 광지연 선로부의 분산 특성은 에 의해 결정되는 것이 바람직하다(단, L1, D1, S1은 각각 제1 광섬유의 길이, 분산 및 분산 기울기이며, L2, D2, S2는 각각 제2 광섬유의 길이, 분산 및 분산 기울기이며, D 및 S는 각각 상기 광지연 선로부의 분산 및 분산 기울기임).In the case where the two or more optical fibers include a first optical fiber and a second optical fiber, dispersion characteristics of the optical delay line part may be It is preferable to determine that L 1 , D 1 , S 1 are the length, dispersion, and dispersion slope of the first optical fiber, respectively, and L 2 , D 2 , S 2 are the length, dispersion, and Dispersion slope, and D and S are the dispersion and dispersion slopes of the optical delay line portion, respectively).
상기 변조부는 LiNbO3 변조기를 포함하는 것이 바람직하다.The modulator preferably includes a LiNbO 3 modulator.
상기 복조부는 포토 디텍터를 포함하는 것이 바람직하다.The demodulator preferably includes a photo detector.
본 발명에 따른 필터링 방법은 (a) 입력 신호에 따라 다채널 빔 패턴을 변조하는 단계; (b) 이종의 분산 특성을 가지는 둘 이상의 광섬유를 접속하여 형성된 광지연 선로부에 상기 (a) 단계에서 변조된 다채널 빔 패턴을 인가하여 변조된 다채널 빔 패턴의 채널 각각에 대해 서로 다른 시간 지연을 부가하는 단계; 및 (c) 상기 (b) 단계에서 얻어진 서로 다른 지연 시간을 가지는 다채널 빔 패턴으로부터 출력 신호를 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.The filtering method according to the present invention comprises the steps of: (a) modulating a multichannel beam pattern according to an input signal; (b) a different time for each channel of the multichannel beam pattern modulated by applying the multichannel beam pattern modulated in step (a) to the optical delay line formed by connecting two or more optical fibers having heterogeneous dispersion characteristics; Adding a delay; And (c) generating an output signal from the multi-channel beam pattern having different delay times obtained in step (b).
본 발명에 따른 필터링 방법은 상기 (a) 단계를 수행하기 전에, 광을 생성하는 단계; 및 상기 광으로부터 상기 다채널 빔 패턴을 생성하는 단계를 더 포함하는 것이 바람직하다.The filtering method according to the present invention comprises the steps of: generating light before performing step (a); And generating the multichannel beam pattern from the light.
본 발명에 따른 광지연 선로부는 이종의 분산 특성을 가지는 둘 이상의 광섬유를 접속하여 형성되며, 다채널 빔 패턴의 채널 각각에 대해 서로 다른 시간 지연을 부가하는 것을 특징으로 한다.The optical delay line part according to the present invention is formed by connecting two or more optical fibers having heterogeneous dispersion characteristics, and adds a different time delay to each channel of the multichannel beam pattern.
본 발명에 따른 광지연 선로 및 이를 이용한 초고주파 광학 필터 및 필터링 방법은 초광대역 슈퍼콘티뉴엄 광으로부터 다채널 빔 패턴을 생성하는 다파장 빔 생성부와 이종 분산 특성을 가지는 둘 이상의 광섬유를 접합하여 제조된 광지연 선로부를 이용하여 높은 Q 인자(Q factor)를 가진다는 장점이 있다.The optical delay line and the ultra-high frequency optical filter and filtering method using the same according to the present invention are manufactured by joining a multi-wavelength beam generator for generating a multi-channel beam pattern from an ultra-wideband supercontinuum light and two or more optical fibers having heterogeneous dispersion characteristics. There is an advantage of having a high Q factor (Q factor) using the optical delay line portion.
또한, 초고주파 광학 필터 및 필터링 방법은 이종 분산 특성을 가지는 둘 이상의 광섬유를 접합하여 제조된 광지연 선로부를 이용하므로 제조 비용을 낮출 수 있다는 장점이 있다.In addition, the ultra-high frequency optical filter and filtering method has an advantage that the manufacturing cost can be lowered by using the optical delay line portion manufactured by bonding two or more optical fibers having heterogeneous dispersion characteristics.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 초고주파 광학 필터를 도시한 개략도이다.3 is a schematic diagram illustrating an ultra-high frequency optical filter according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 초고주파 광학 필터는 광원(100), 다파장 빔 생성부(110), 변조부(120), 광지연 선로부(130) 및 복조부(140)를 포함한다.Referring to FIG. 3, the ultra-high frequency optical filter according to the exemplary embodiment of the present invention includes a
광원(100)은 초광대역 슈퍼콘티뉴엄 광을 생성하여 방출한다.The
광원(100)의 상세한 구성은 도 4를 참조하여 설명한다.The detailed configuration of the
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 초고주파 광학 필터의 광원(100)을 도시한 개략도이다.4 is a schematic diagram illustrating a
도 4를 참조하면, 광원(100)은 광 증폭기(200), Er-Yb 증폭기(210), 비선형 광섬유부(220) 및 스펙트럼 평탄화 필터(230)를 포함한다.Referring to FIG. 4, the
광 증폭기(200)는 씨드 ASE(amplified spontaneous emission) 빔을 생성한다. 광 증폭기(200)는 에르븀 첨가 광 증폭기(erbium doped fiber amplifier)인 것이 바람직하다.The
Er-Yb 증폭기(210)는 광 증폭기(200)로부터 출력되는 씨드 ASE 빔을 증폭한 다. 씨드 ASE 빔은 Er-Yb 증폭기(210)에 의해 최대 29dBm까지 증폭될 수 있다.The Er-Yb
비선형 광섬유부(220)는 증폭된 씨드 ASE 빔을 비극성 광대역 빔으로 변환한다. 비선형 광섬유부(220)는 약 2km의 HNL-DSF (highly nonlinear dispersion-shifted fiber)를 포함하는 것이 바람직하다. 증폭된 씨드 ASE 빔은 비선형 광섬유부(220)에 의해 130nm의 대역폭을 가지는 비극성 광대역 빔으로 변환될 수 있다.The nonlinear
스펙트럼 평탄화 필터(230)는 비선형 광섬유부(220)로부터 출력되는 비극성 광대역 빔을 평탄화하여 사각 스펙트럼 빔(rectangular continuous-wave super-continuum beam)을 생성한다. 스펙트럼 평탄화 필터(230)로서, 광섬유 장주기 격자 또는 공간-광 변조기(Spatial Light Modulator)가 이용될 수 있다.The
공간-광 변조기는 광섬유로부터 출력되는 광을 시준 렌즈(collimation lens)를 이용하여 회절격자에 입력하고 공간에 대해 파장별로 분해한 후 분해된 광을 디지털 미러 장치(digital mirror device)에 입력하여 평탄화를 수행한다.The space-optic modulator inputs the light output from the optical fiber to the diffraction grating using a collimation lens, decomposes the wavelength by wavelength with respect to the space, and then inputs the decomposed light into a digital mirror device for flattening. To perform.
도 5a 및 도 5b는 평탄화 전후의 광의 스펙트럼을 도시한 그래프로서, 도 5a에 도시된 스펙트럼을 가지는 광이 스펙트럼 평탄화 필터(230)를 통과하면 도 5b와 같이 평탄화된다.5A and 5B are graphs showing the spectrum of light before and after planarization. When the light having the spectrum shown in FIG. 5A passes through the
다파장 빔 생성부(110)는 광원(100)으로부터 방출된 사각 스펙트럼 빔으로부터 다채널 빔 패턴을 생성한다.The
도 6a 및 도 6b는 본 발명의 실시예에 따른 초고주파 광학 필터에 사용되는 다파장 빔 생성부의 다채널 빔 패턴의 스펙트럼을 도시한 그래프로서, 각각 28nm 및 50nm의 스펙트럼 대역폭을 가지는 스펙트럼을 도시하고 있다.6A and 6B are graphs showing spectra of multichannel beam patterns of a multi-wavelength beam generator used in an ultrahigh frequency optical filter according to an exemplary embodiment of the present invention, and show spectrums having spectral bandwidths of 28 nm and 50 nm, respectively. .
다파장 빔 생성부(110)는 페브리-페롯(Fabry-Perot) 필터, AWG, Lyot-Sagnac 필터 및 다파장 광섬유 격자 필터 중 어느 하나를 포함하는 것이 바람직하다.The
다파장 빔 생성부(110)로서 페브리-페롯 필터가 사용되는 실시예에서 파장과 주파수의 관계는 수학식 2와 같다.In an embodiment in which the Fabry-Perot filter is used as the
페브리-페롯 필터는 에탈론의 다중 반사에 의한 간섭효과를 이용하는 필터로서, 페브리-페롯 필터로부터 출력되는 광은 광 주파수 영역에서 일정한 주파수 간격(Δf)을 가진다. 일정한 주파수 간격을 파장 간격(Δλ)으로 환산하면 수학식 2와 같이 파장 간격(Δλ)은 파장(λ)의 제곱에 비례한다. 수학식 2는 광원의 파장 대역이 넓은 경우에는 각각의 광 채널 사이의 파장 간격이 변화한다는 것을 의미한다. 이 경우 각 광 채널의 시간 지연은 각 광 채널의 중심 파장과 그 파장에서의 광 시간지연 선로의 분산과의 곱으로 표시된다.The Fabry-Perot filter is a filter utilizing the interference effect of multiple reflections of etalon, and the light output from the Fabry-Perot filter has a constant frequency interval Δf in the optical frequency domain. When a constant frequency interval is converted into a wavelength interval Δλ, the wavelength interval Δλ is proportional to the square of the wavelength λ, as shown in
높은 Q 인자를 가지는 초고주파 필터는 다수의 광 채널이 일정한 시간지연을 가져야 한다. 광 채널의 파장 간격은 고유 불변의 것이므로 광 시간지연 선로의 분산을 조절하여야 한다. 광 시간지연 선로의 분산을 조절하기 위하여 광지연 선로부(130)가 이용된다. 광지연 선로부(130)에 대해서는 후술한다.Ultrahigh frequency filters with high Q factors require that a number of optical channels have a constant time delay. Since the wavelength spacing of the optical channels is invariant, the dispersion of optical time delay lines should be controlled. The optical
전기-광 변환기인 변조부(120)는 다파장 빔 생성부(110)의 출력인 다채널 빔 패턴을 RF 입력 신호 x(t)에 따라 변조한다.The
광지연 선로부(130)는 광 시간지연 선로의 분산을 조절하기 위하여 이종의 분산 특성을 가지는 둘 이상의 광섬유를 접속하여 형성되며, 변조부(120)에서 변조된 다채널 빔 패턴의 채널 각각에 대해 서로 다른 시간 지연을 부가한다.The optical
각 채널의 시간 지연의 크기는 파장 간격과 분산의 곱으로 주어지며, 광섬유의 분산 곡선을 파장에 대한 1차 함수 형태로 근사하여 그 기울기를 분산 기울기로 정의할 수 있다. 이 때, 각 채널의 중심 파장에서 계산된 시간 지연과 인접한 광 채널 사이의 시간지연 차를 일정하게 하기 위하여 광지연 선로부(130)의 특정 분산 D와 분산 기울기 S를 구해야 한다.The magnitude of the time delay of each channel is given by the product of the wavelength interval and the dispersion. The dispersion curve of the optical fiber may be approximated as a linear function of the wavelength, and the slope may be defined as the dispersion slope. At this time, in order to make the time delay difference between adjacent optical channels and the time delay calculated at the center wavelength of each channel constant, the specific dispersion D and dispersion slope S of the optical
이종의 분산 특성을 가지는 제1 광섬유 및 제2 광섬유를 용융 접속하여 광지연 선로부(130)를 형성하는 경우, 광지연 선로부(130)의 특정 분산 D와 분산 기울기 S는 수학식 3으로부터 구할 수 있다.When the optical
여기서, L1, D1, S1은 각각 제1 광섬유의 길이, 분산 및 분산 기울기이며, L2, D2, S2는 각각 제2 광섬유의 길이, 분산 및 분산 기울기이다.Here, L 1 , D 1 , and S 1 are the length, dispersion, and dispersion slope of the first optical fiber, respectively, and L 2 , D 2 , S 2 are the length, dispersion, and dispersion slope of the second optical fiber, respectively.
즉, 광지연 선로부(130)의 분산 특성은 제1 광섬유 및 제2 광섬유의 길이, 분산 및 분산 기울기에 의해 정해진다. 따라서, 소정의 분산 및 분산 기울기를 가지는 제1 광섬유 및 제2 광섬유을 소정의 길이로 재단하여 접속하면 원하는 광지연 분산 특성을 가지는 선로부(130)를 제조할 수 있다.That is, the dispersion characteristics of the optical
행렬 는 역행렬을 가져야 한다. 역행렬이 존재하는 광섬유의 조합으로는 단일 모드 광섬유(single-mode fiber) 및 분산 보상 광섬유(dispersion-compensated fiber)의 조합 또는 분산 천이 광섬유(dispersion-shifted fiber) 및 분산 보상 광섬유의 조합이 있다.procession Must have an inverse matrix. Combinations of optical fibers with inverse matrix include a combination of single-mode fibers and dispersion-compensated fibers or a combination of dispersion-shifted and dispersion compensation fibers.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 초고주파 광학 필터에 사용되는 광지연 선로부(130)의 파장에 따른 군지연을 도시한 그래프이다. 도 7에 도시된 바와 같이, 각 채널의 중심 파장에서 계산된 시간 지연과 인접한 광 채널 사이의 시간지연 차가 일정하다는 것을 알 수 있다.7 is a graph showing group delay according to the wavelength of the optical
광-전기 변환기인 복조부(140)는 광지연 선로부(130)에서 출력되며 서로 다른 지연 시간을 가지는 다채널 빔 패턴을 복조하여 RF 출력 신호 y(t)를 생성한다. 복조부(140)는 포토-디텍터를 포함할 수 있다.The
도 8a 및 도 8b는 본 발명의 실시예에 따른 초고주파 광학 필터의 주파수 응답을 도시한 그래프로서, 각각 도 6a 및 도 6b에 도시된 스펙트럼을 가지는 다채널 빔 패턴이 인가된 경우의 주파수 응답 곡선이다. 도 2에 도시된 종래 기술에 따른 트랜스버설 초고주파 필터의 주파수 응답 곡선과 달리, 주파수 응답이 왜곡되지 않는다는 것을 알 수 있다.8A and 8B are graphs showing the frequency response of an ultrahigh frequency optical filter according to an exemplary embodiment of the present invention, which are frequency response curves when a multichannel beam pattern having a spectrum shown in FIGS. 6A and 6B is applied, respectively. . It can be seen that the frequency response is not distorted, unlike the frequency response curve of the transversal ultrahigh frequency filter shown in FIG. 2.
도 9는 종래 기술에 따른 트랜스버설 초고주파 필터와 본 발명의 실시예에 따른 초고주파 광학 필터의 Q 인자를 도시한 그래프이다.9 is a graph showing the Q factor of the conventional ultra-high frequency filter and the ultra-high optical filter according to the embodiment of the present invention.
도 9를 참조하면, 단일 모드 광섬유 또는 분산 보상 광섬유만을 사용하는 초 고주파 필터에 비하여 본 발명에 따른 초고주파 필터는 높은 Q 인자를 가지는 것을 알 수 있다.9, it can be seen that the ultrahigh frequency filter according to the present invention has a high Q factor compared to the ultra high frequency filter using only a single mode optical fiber or a dispersion compensation optical fiber.
도 10은 본 발명에 따른 필터링 방법을 도시한 흐름도이다.10 is a flowchart illustrating a filtering method according to the present invention.
도 10을 참조하면, 초광대역 슈퍼콘티뉴엄 광을 생성한다(S100).Referring to FIG. 10, an ultra-wideband supercontinuum light is generated (S100).
초광대역 슈퍼콘티뉴엄 광을 생성하는 과정은 다음과 같다.The process of generating the ultra-wideband supercontinuum light is as follows.
먼저 씨드 ASE 빔을 증폭하고 상기 증폭된 씨드 ASE 빔을 비선형 광섬유에 통과시켜 비극성 광대역 빔으로 변환한다. 다음에는, 비극성 광대역 빔을 공간-광 변조기에 통과시켜 평탄화한다.First, the seed ASE beam is amplified and the amplified seed ASE beam is passed through a nonlinear optical fiber to be converted into a nonpolar wideband beam. Next, the non-polar wideband beam is passed through the space-light modulator and flattened.
다음에는, 초광대역 슈퍼콘티뉴엄 광을 페브리-페롯 필터, AWG, Lyot-Sagnac 필터 또는 다파장 광섬유 격자 필터 등의 다파장 빔 생성부에 통과시켜 다채널 빔 패턴을 생성한다(S110).Next, the ultra-wideband supercontinuum light is passed through a multi-wavelength beam generator such as a Fabry-Perot filter, an AWG, a Lyot-Sagnac filter, or a multi-wavelength fiber grating filter to generate a multichannel beam pattern (S110).
다음에는, 다채널 빔 패턴 및 입력 신호를 전기-광 변조기에 입력하여 입력 신호에 따라 다채널 빔 패턴을 변조한다(S120).Next, the multi-channel beam pattern and the input signal is input to the electro-optic modulator to modulate the multi-channel beam pattern in accordance with the input signal (S120).
다음에는, 변조된 다채널 빔 패턴을 이종의 분산 특성을 가지는 둘 이상의 광섬유를 접속하여 형성된 광지연 선로부에 인가하여 변조된 다채널 빔 패턴의 채널 각각에 대해 서로 다른 시간 지연을 부가한다(S130).Next, the modulated multi-channel beam pattern is applied to the optical delay line formed by connecting two or more optical fibers having heterogeneous dispersion characteristics to add a different time delay for each channel of the modulated multi-channel beam pattern (S130). ).
다음에는, 광-전기 변조기에 서로 다른 지연 시간을 가지는 다채널 빔 패턴을 인가하여 출력 신호를 생성한다(S140).Next, an output signal is generated by applying a multi-channel beam pattern having different delay times to the photo-electric modulator (S140).
도 1은 종래 기술에 따른 트랜스버설 초고주파 필터를 도시한 개략도.1 is a schematic diagram showing a transverse ultra-high frequency filter according to the prior art;
도 2는 종래 기술에 따른 트랜스버설 초고주파 필터의 주파수 응답 곡선을 도시한 그래프.Figure 2 is a graph showing the frequency response curve of the transverse ultra-high frequency filter according to the prior art.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 초고주파 광학 필터를 도시한 개략도.3 is a schematic diagram illustrating an ultrahigh frequency optical filter according to an embodiment of the present invention;
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 초고주파 광학 필터의 광원을 도시한 개략도.4 is a schematic view showing a light source of the ultra-high frequency optical filter according to the embodiment of the present invention;
도 5a 및 도 5b는 평탄화 전후의 광의 스펙트럼을 도시한 그래프.5A and 5B are graphs showing the spectrum of light before and after planarization.
도 6a 및 도 6b는 본 발명의 실시예에 따른 초고주파 광학 필터에 사용되는 다파장 빔 생성부의 다채널 빔 패턴의 스펙트럼을 도시한 그래프.6A and 6B are graphs showing spectra of multichannel beam patterns of a multiwavelength beam generator used in an ultrahigh frequency optical filter according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 초고주파 광학 필터에 사용되는 광지연 선로부의 파장에 따른 군지연을 도시한 그래프.FIG. 7 is a graph showing group delay according to wavelength of an optical delay line part used in an ultrahigh frequency optical filter according to an exemplary embodiment of the present invention. FIG.
도 8a 및 도 8b는 본 발명의 실시예에 따른 초고주파 광학 필터의 주파수 응답을 도시한 그래프.8A and 8B are graphs showing the frequency response of an ultrahigh frequency optical filter according to an embodiment of the present invention.
도 9는 종래 기술에 따른 트랜스버설 초고주파 필터와 본 발명의 실시예에 따른 초고주파 광학 필터의 Q 인자를 도시한 그래프.9 is a graph showing the Q factor of the conventional ultra-high frequency filter and the ultra-high optical filter according to the embodiment of the present invention.
도 10은 본 발명에 따른 필터링 방법을 도시한 흐름도.10 is a flowchart illustrating a filtering method according to the present invention.
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