KR20130036637A - 복수의 주입 잠금 광원을 이용한 다파장 레이저 발생 장치 및 제어 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 다파장 레이저를 생성하기 위한 자발 방출광을 방출하거나, 광을 입력받아 상기 입력된 광이 갖는 파장으로 주발진하여 파장 조절된 출력광을 방출하는 제1 광원, 상기 제1 광원으로부터 상기 자발 방출광을 입력받아, 상기 입력된 자발 방출광의 적어도 일부가 증폭된 반사광을 방출하는 제2 광원 및 상기 제1 광원 및 제2 광원으로부터 방출되는 광을 입력받아, 상기 입력받은 광을 다중화하는 다중화부를 포함하는 것을 특징으로 하는 다파장 레이저 발생 장치를 제공한다.
본 발명에 의하면, 다파장 광 생성에 있어서, 다파장 확장 및 채널 간격 조정이 가능하며, 높은 출력과 높은 부모드 억제 비율(SMSR : side mode suppression ratio)을 가지는 레이저를 생성할 수 있으며, 높은 안정도를 지니며, 광의 밴드폭(bandwidth)가 좁게 형성되는 장점을 가진다.

Description

복수의 주입 잠금 광원을 이용한 다파장 레이저 발생 장치 및 제어 방법{MULTI-WAVELENGTH LASER GENERATING APPARATUS AND METHOD BY USING MULTI INJECTION LOCKING LASER DIODE}
본 발명은 레이저 다이오드를 이용하는 다파장 레이저 발생 장치 및 제어 방법에 관한 것으로, 구체적으로는 파장분할다중(Wavelength Division Multiplexing)방식, 시분할다중(Time Division Multiplexing) 방식, 코드 분할 다중 방식(Code Division Multiple Access)등의 통신방식에 대한 광원이나 측정을 위한 광원으로 자체 잠김 (Self-Injection Locking)되는 복수의 레이저 다이오드를 이용하는 다파장 레이저를 발생시키는 장치 및 제어 방법에 관한 것이다.
일반적으로 파장분할다중(WDM : Wavelength Division Multiplexing)은 서로 다른 파장을 가지는 레이저를 이용하여 단일의 광섬유에서 광 캐리어(carrier) 신호를 다중화하는 전송 방식이다. WDM 방식은 광 전송시 여러 개의 광 신호 파장을 동시에 사용함으로써 대용량 고속 전송에 유리한 면을 지니고 있다.
파장분할다중화 수동형 광통신망(WDM-PON: Wavelength Division Multiplexing-Passive Optical Network)은 광 가입자들에게 고유의 파장을 부여하고, 초고속 광대역 통신 서비스를 제공한다. WDM-PON은 가입자가 요구하는 통신 용량이 확대와 같은 추가적인 광통신 서비스가 용이하기 때문에, 미래의 광대역 액세스 네트워크로 높은 관심을 얻고 있다.
더욱이 WDM 방식의 수동형 광통신망은 파장분할다중화 기법을 도입해 광 가입자(ONU : Optical Network Unit)가 WDM 신호를 특정 파장으로 분리, 각 가입자에게 복수개의 파장을 할당하고, 상향/하향 트래픽 역시 파장 단위로 수용하는 구조를 갖기 때문에 각 광가입자가 서로 다른 파장을 사용하므로 양방향 대칭형 서비스를 보장할 수 있으며 서로 다른 파장의 신호를 해당 가입자만 수신하기 때문에 통신의 비밀 보장성 또는 보안성이 우수하다.
특히, 최근 기하급수적으로 증가되는 데이터량에 의해 전송 대역폭의 확장이 가능한 WDM 광전송 시스템이 개발되면서, 광전송 망 구성과 광소자 및 시스템 측정에 사용되는 다파장 광원의 필요성이 증가하고 있다.
따라서, 가입자망의 구성에 있어 비용의 절감을 위해 다파장 광원의 개발은 중요한 과제로 부각되고 있다. 이러한 다파장 광원의 필수 요건을 들면 사용하고자하는 파장 대역에서 필요한 파장의 개수를 만족시키며, 광 세기의 고출력과 균일성, 광신호 대 잡음비(Optical Signal to Noise Ratio, OSNR)이 좋아야 한다는 것이다.
종래 기술에 따르면, 반사체로 처핑된 광 섬유 브래그 격자(CFBG : Chirped Fiber Bragg Gratings)를 사용한 구성을 개시하였다. 그러나, CFBG를 사용하여 주입 잠금(injection locking)을 하는 경우, 레이저의 대역폭(Bandwidth)가 넓으며, CFBG가 온도에 민감한 소자이므로 레이저의 안정도가 많이 떨어지며, 출력 광원이 전체 대역폭에 대해 낮으며, 비균일하다는 문제점이 있다.
종래의 다파장 광원은 어븀 첨가 광섬유 증폭기(EDFA : Erbium Doped Fiber Amplifier)에서 발생되는 증폭된 자발 방출광(ASE : Amplified Spontaneous Emission)의 넓은 스펙트럼(spectrum)을 광학 필터로 좁게 분할하는 방식으로 사용하였다. 어븀 첨가 광섬유 증폭기(EDFA)는 다파장 출력에 따른 비균일한 파워 및 OSNR이 좋지 못하다는 문제점이 있으며, 파장에 따른 균일한 레이저의 생성 및 OSNR의 증가를 위하여 액체질소를 이용하여 어븀 첨가 광섬유(EDF)를 냉각(cooling)하는 방법이나 twin-core EDF를 사용하는 등 복잡한 방법들이 대안으로 제시되어 왔으나, 실제 필드에서 사용되기에는 매우 복잡한 문제점을 갖고 있다.
종래 기술은 CFBG등을 이용하여 시간 및 온도에 따라 출력되는 광의 불안정성이 문제되었으며, 좁은 선폭, 높은 피크 파워, 균일한 출력, SMSR이 높은 다파장 광 생성 장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상술한 기술적 과제 해결을 위한 본 발명의 일 실시예는 다파장 레이저를 생성하기 위한 자발 방출광을 방출하거나, 광을 입력받아 상기 입력된 광이 갖는 파장으로 주발진하여 파장 조절된 출력광을 방출하는 제1 광원; 상기 제1 광원으로부터 상기 자발 방출광을 입력받아, 상기 입력된 자발 방출광의 적어도 일부가 증폭된 반사광을 방출하는 제2 광원; 및 상기 제1 광원 및 제2 광원으로부터 방출되는 광을 입력받아, 상기 입력받은 광을 다중화하는 다중화부를 포함하는 것을 특징으로 하는 다파장 레이저 발생 장치를 제공하는 것을 특징으로 한다.
상술한 기술적 과제 해결을 위한 본 발명의 다른 실시예는 특정 파장의 광신호를 외부의 광원으로부터 입력받어, 상기 입력된 광신호의 적어도 일부를 주입 잠금(injection locking)하여 증폭시킨 반사광을 방출하는 광원; 및 상기 광원으로부터 반사된 신호를 상기 특정 파장의 광신호를 방출한 광신호 생성부로 전송하는 다중화부를 포함하는 것을 특징으로 하는 다파장 레이저 발생 장치를 제공하는 것을 특징으로 한다.
상술한 기술적 과제 해결을 위한 본 발명의 또 다른 실시예는 제1 광원이 자발 방출광을 방출하여 다중화하는 단계; 제2 광원이 상기 다중화된 광을 입력받아, 상기 입력된 광의 적어도 일부를 증폭시킨 반사광을 방출하는 단계; 및 상기 제1 광원이 상기 증폭된 반사광을 입력받아, 상기 반사광이 갖는 파장으로 주발진하여 파장 조절된 출력광을 생성하는 단계를 포함하는 다파장 레이저 발생 제어 방법을 제공하는 것을 특징으로 한다.
상술한 기술적 과제 해결을 위한 본 발명의 또 다른 실시예는 제1 광원이 자발 방출광을 방출하여 다중화하는 단계; 제2 광원이 상기 다중화된 광을 입력받아, 상기 입력된 광의 적어도 일부를 증폭시킨 반사광을 방출하는 단계; 및 상기 제1 광원이 상기 증폭된 반사광을 입력받아, 상기 반사광이 갖는 파장으로 주발진하여 파장 조절된 출력광을 생성하는 단계를 포함하는 다파장 레이저 발생 제어 방법을 컴퓨터에서 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체를 제공하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 다파장 광 생성에 있어서, 다파장 확장 및 채널 간격 조정이 가능하며, 높은 출력과 균일한 파워 형성, 높은 부모드 억제 비율(SMSR : side mode suppression ratio)을 가지는 레이저를 생성할 수 있으며, 높은 안정도를 지니며, 광의 밴드폭(bandwidth)가 좁게 형성되며, 반도체광증폭기의 포화 이득(gain saturation)영역을 이용하여 전 파장대역에서 균일(flat)한 레이저가 발진되는 장점을 가진다.
도1 은 종래 기술에 따른 다파장 광 발생 장치를 도시한 참고도이다.
도2 는 본 발명의 일 실시예에 따른 다파장 레이저 발생 장치를 나타내는 블록도이다.
도3 은 본 발명의 일 실시예에 따라 자체 주입 잠김되는 복수의 반사형 반도체 광 증폭기(RSOA)를 이용한 다파장 레이저 발생 장치의 동작을 설명하기 위한 참고도이다.
도4 는 본 발명의 다른 실시예에 따른 다파장 레이저 발생 장치를 나타내는 블록도이다.
도5 는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 다파장 레이저 발생 제어 및 측정 방법을 나타내는 순서도이다.
도6 내지 도9 는 본 발명의 일 실시예에 따른 다파장 레이저 발생 장치의 실험 결과를 도시한 참고도이다.
이하에서는 본 발명의 일부 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 아울러 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.
도1 은 종래 발명의 일 실시예에 따른 다파장 광 발생 장치를 도시한 참고도이다. 종래 기술을 설명하면, 다파장 광 발생 장치는 광증폭기에 해당하는 증폭된 자발 방출광(ASE : amplified spontaneous emission)의 광원, 반사체 및 파장선택형 소자로 사용되는 광 섬유 브래그 격자(FBG : fiber bragg grating) 또는 밴드 패스 필터 등으로 구성된다.
종래기술에서 어븀 첨가 광섬유 (EDF : Erbium Doped Fiber Amplifier)의 문제점은 다파장 광원 형성에 비균일한 파워 생성 및 광신호 대 잡음비 (OSNR : optical signal to noise ratio)이 좋지 못하다는 문제점이며, 광섬유 격자는 비교적 저가의 소자이지만 온도 민감성으로 인한 온도에 따른 레이저의 불안정성이라는 문제점이 있었다.
따라서, 어븀 첨가 광섬유(EDF) 대신 반도체 광 증폭기(SOA)가 제안되고 있으며, 광섬유 브래그 격자의 대체 구성으로 밴드패스 필터가 제안되고 있으나 밴드패스 필터의 높은 삽입손실과 비교적 고가인 문제점이 있다.
도2를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 다파장 레이저 발생 장치에 대하여 설명한다. 다파장 레이저 발생 장치는 제1 광원(100), 제2 광원(200) 및 다중화부(300)를 포함할 수 있으며, 제1 광원은 자발 방출광을 방출할 수 있다.
제1 광원(100)은 다파장 레이저를 생성하기 위한 자체 방출광을 방출할 수 있으며, 광을 입력받는 경우에는 입력받은 광이 가지는 파장으로 ,주발진하여 파장 조절된 출력광을 방출할 수 있다. 본 발명의 일 실시예로서, 자체 방출광을 방출하여 다중화부(300)로 출력하거나, 제2 광원(200)으로부터 증폭되어 반사된 반사광을 주입 잠금할 수 있다(injection locking). 주입 잠금을 통하여 입력된 반사광을 재차 증폭하여 파장 조절된 출력광을 방출할 수 있다.
자체 잠김되는 광원의 예로는 반사형 반도체 광 증폭기(RSOA : reflected semiconductor optical amplifier), 반도체 광 증폭기(SOA) 또는 페브리-페롯 레이저 다이오드(FP-LD : Febry-Perot Laser Diode)등이 있다.
제2 광원(200)은 제1 광원(100)으로부터 자발 방출광을 입력받는다. 제2 광원(200)은 입력된 자발 방출광의 적어도 일부를 주입되는 광이 가지는 파장으로 주입 잠금(injection locking)한다.
자발 방출광의 적어도 일부란 입력된 광 중에서 다중화부를 통하여 특정 파장 범위내에 속하는 파장을 가지는 채널의 광을 포함할 수 있다. 제2 광원은 주입 잠금을 통하여 증폭된 반사광을 방출한다.
즉, 제2 광원(200)은 입력된 파장 대역으로 주발진하는 자체 잠김(self-injection locking)상태가 되며, 자체 잠김되는 제2 광원(200)은 단일 파장의 레이저 다이오드와 유사한 스펙트럼을 갖는 광신호를 생성한다. 본 발명의 일 실시예로 제2 광원(200)은 반사형 반도체 광 증폭기로 구현될 수 있으며, 반사형 반도체 광 증폭기(RSOA)는 입력되는 다중 모드의 광 신호 중 특정 파장 중 일부를 증폭하고 고배율로 반사시키며, 나머지 파장의 신호는 통과시키는 일종의 필터 역할을 할 수 있다.
제2 광원(200)은 사용자의 설정에 따라 형태를 달리할 수 있으며, 본 발명의 일 실시예로 제2 광원(200)은 루프(loop) 타입, 링(ring) 타입의 광원으로 형성될 수 있다.본 발명의 일 실시예에 따라, RSOA로 구성된 제2 광원(200)은 다중화부(300)에서 시드 광을 입력받아 주입 잠금(injection locking)함으로써, 제2 광원으로부터 제1 광원을 왕복하는 동안 빛의 강도가 감소하는 것을 방지한다. 즉, 빛의 이동거리가 종래의 기술보다 절반에 해당하는 경우와 동일한 효과를 얻을 수 있고, 그 결과 레이저의 Bandwidth 가 줄어드는 효과를 가져온다.
다중화부(300)는 제1 광원(100)과 제2 광원(200)사이에 위치하며, 제1 광원 및 제2 광원에서 방출되는 광을 입력받아 다중화 또는 역다중화하여 출력한다. 다중화부(100)는 다중화기(310), 광채널 스위치(330)을 포함할 수 있다.
다중화기(310)는 입력받은 광을 스펙트럼 슬라이싱(spectrum slicing)하여 다중화한다. 본 발명의 일 구현예에 따라 다중화기(310)는 스펙트럼 슬라이싱된 복수의 광 채널 중 적어도 일부 파장의 광 채널을 필터링할 수 있는 것을 특징으로 할 수 있다. 적어도 일부 파장이란 예를 들어, 사용자가 설정한 대역의 범위 내 파장을 포함하며, 사용자가 선택한 대역이 복수의 파장을 가지는 레이저가 포함될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따라 다중화기는 필터 타입의 다중화기를 포함하며, 도파로형 열 격자(Arrayed Waveguide Grating) 또는 도파로형 격자 라우터(Waveguide Grating Router)를 사용할 수 있다. 바람직하게는 다중화기는 온도무의존(Athermal) 다중화기를 사용하여 레이저의 균일도에 대한 온도의 영향을 감소시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면 다중화기(310)는 제1 광원(100)에서 방출된 자발 방출광을 입력받아 스펙트럼 슬라이싱(spectrum slicing)할 수 있다.
광채널 스위치(330)은 다중화기(310)을 통하여 스펙트럼 슬라이싱(spectrum slicing)한 다중화된 복수의 광 채널 중 특정 파장에 해당하는 광 채널을 선택한다.
본 발명의 일 실시예에 따라 설명하면, 다중화부(300)가 N개의 채널을 포함하는 경우, 개개의 채널들마다 채널 파장은 서로 다르다. 다중화기(310)는 제2 광원(200)에 단일 파장의 시드(seed) 광원을 제공할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 제1 광원(100)으로부터 자발 방출광이 방출되어 다중화부(300)로 입력되면, 다중화부(300)는 입력받은 방출광을 다중화하여 제2 광원(200)으로 출력한다. 제2 광원(200)은 입력받은 자발 방출광을 증폭 반사시킴으로써, 다시 다중화부(300) 및 제1 광원에 대하여 증폭광을 제공한다.
도3을 참조하여 본 발명의 다른 실시예에 따라 자체 주입 잠김되는 복수의 반사형 반도체 광 증폭기(RSOA : reflective semiconductor optical amlpifier)를 이용한 다파장 레이저 발생 장치의 동작을 설명한다.
제1 광원은 문턱 값 이상의 전류 또는 광을 입력으로 하여 광대역의 광 신호를 생성하는 광 증폭기 광원으로 사용된다. 제2 광원에서 자체 주입 잠김되는 제1 광원의 레이징 파장을 결정한다. 제1 광원으로부터의 순간 증폭된 방사(ASE : amplified spontaneous emission) 노이즈는 1× 2 광 커플러를 통해, 제2 광원으로 입사된다. ASE 스펙트럼의 일부만이 시드 광(seed light)로서 제2 광원에 의하여 반사되어 제1 광원으로 돌아온다. 즉, 본 발명에서의 광원은 자체 주입 잠김되며 특정 파장의 증폭된 광을 생성한다.
제2 광원에 의하여 주발진된 광신호는 반사광의 중심 파장 이외의 성분은 억제하고, 반사광의 중심 파장 성분은 증폭시킨 것이므로, 별도의 광 증폭 수단 없이도 제1 광원에서 생성되며 충분한 출력을 갖는 광 신호를 입력 받을 수 있다.
광커플러(400)는 제2 광원(200)과 다중화부(300) 사이에 위치하며, 제1 광원(100) 및 제2 광원으로부터 입력되는 광들을 분배 또는 결합한다. 광 커플러(400)는 예를 들어 1× 2 커플러(coupler)가 사용될 수 있으며, 결합(coupling)율을 조절할 수 있는 가변 커플러(variable coupler)를 사용할 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 다파장 레이저 발생 장치에 대하여 설명한다. 광원(100), 다중화부(300)를 포함할 수 있다.
광원(200)은 특정 파장의 광신호를 입력받어, 입력된 광 신호의 적어도 일부를 주입 잠금(injection locking)하여 증폭시키며, 증폭된 광신호를 외부로 반사한다. 광원은 상술한 제2 광원과 동일한 구성을 가진다.
본 발명의 일 실시예에 따라 광원(200)은 반사형 반도체 광 증폭기(RSOA), 반도체 광 증폭기(SOA) 또는 페브리-페롯 레이저 다이오드(FP-LD)를 사용할 수 있으며, 자체 주입 잠금 광원의 형태는 루프(loop) 타입 또는 링(ring) 타입의 광원의 형태를 가질 수 있다.
다중화부(300)는 광원으로부터 반사된 신호를 특정 파장에 대응하는 광신호 생성부로 전송한다. 다중화부(300)는 다중화기(310)와 광채널 스위치(330)를 포함할 수 있으며, 이는 상술한 바와 동일한 기능을 수행하므로 그 설명을 대체한다.
광신호 생성부는 광원에 입력된 특정 파장의 광신호를 방출한 구성으로서, 다중화부(300)는 광신호 생성부의 광신호가 다중화부를 통과하며 스펙트럼 슬라이싱된 경우 광신호 생성부의 식별자를 기억하여, 자체 주입 잠김 광원으로부터 반사된 신호를 광신호 생성부로 전송할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따라 광신호 생성부는 자체 주입 잠금 광원일 수 있으며, 반사형 반도체 광 증폭기(RSOA), 반도체 광 증폭기(SOA) 또는 페브리-페롯 레이저 다이오드(FP-LD)가 사용될 수 있다.
광커플러(400)를 더 포함할 수 있으며, 상술한 구성과 동일하므로 설명을 대체한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 제1 광원 및 자발 방출광을 생성하는 제2 광원을 포함하는 다파장 레이저 발생 장치의 제어방법에 대하여 설명한다.
S100 단계는 제1 광원(100)이 자발 방출광을 방출한다. 본 발명의 일 실시예에 따라 다중화부(300)는 제1 광원으로부터 자발 방출광을 입력받아, 입력받은 자발 방출광을 스펙트럼 슬라이싱할 수 있다. 스펙트럼 슬라이싱한 복수의 광 채널중에서 특정 파장에 해당하는 광을 선택하여 제2 광원으로 방출한다.
S200 단계는 제2 광원(200)이 광을 입력받아, 입력된 광의 적어도 일부를 증폭시킨다. 본 발명의 일 실시예에 따라, 입력된 광의 특정 파장에 해당하는 광을 증폭할 수 있으며, 다중화부를 거쳐 특정 파장에 해당하는 광이 제2 광원으로 입력되는 경우에는 입력된 광 전부를 증폭시킬 수 있다. 제2 광원은 증폭된 광을 반사시킨다.
본 발명의 일 실시예에 따라 입력된 광의 적어도 일부를 주입되는 광이 갖는 파장으로 주입 잠금(injection locking)하여 증폭시킬 수 있으며, 증폭된 광을 반사하도록 구현할 수 있다.
S300 단계는 제1 광원(100)이 증폭된 반사광을 입력받아, 입력된 반사광이 가지는 파장으로 주발진하여 파장 조절된 출력광을 생성한다.
본 발명의 일 실시예에 따라, 제1 광원으로부터 주발진되는 출력광을 측정 단계를 더 포함할 수 있다.
도6 내지 도7을 참조하여 본 발명에서 제안하는 장치 및 방법으로 다파장 레이저를 생성한 결과를 나타낸 참고도이다.
도6은 ITU 파장 간격 100GHz 에 따른 C 밴드(31nm)내 에서 40 채널 레이저 출력 결과를 도시한 것이다.
본 발명에 따른 피크 파장은 1528.1 부터 1559.18 nm 로 나타났으며, 출력 피크 파워는 0.22 dBm이상, SMSR(Side mode suppression ratio)은 66 dB이상, 3 dB bandwidth는 0.06 nm 이하, 40 채널에 대해 파워 균일도는 ±0.13 dB, SMSR 균일도는 ±0.5 dB 로 높은 성능의 효과를 나타냈다.
본 발명의 파장 간격은 50GHz일 수도 있고, AWG에 따라 다르게 변경이 가능함은 물론이다.
도7 은 본 발명에 따른 다파장 광섬유 레이저의 선폭을 도시한 참고도이다. 반사 조건(Reflection condition)은 제2 광원을 RSOA2는 80㎃, Fiber Mirror은 99%초과이며, 피크 파워(peak power)는 RSOA2는 0.52 dBm 이 나타났으며, Fiber Mirror는 -9.32 dBm이 나타난다. 부억제모드비율(SMSR)은 RSOA2는 67dB로 나타났으며, Fiber Mirror는 60dB로 나타났다. 3dB bandwidth는 AWG가 0.38nm, Fiber Mirror locking 시 0.12 nm, RSOA로 locking 시 0.06 nm 로 제안하는 기술을 이용하여 레이저를 발진하면 bandwidth가 좁아지는 효과를 가져온다. 즉, 본 발명에 따른 다파장 광섬유 레이저의 선폭은 반사체 및 증폭의 기능을 가지는 RSOA 또는 SOA를 사용함으로써, 종래 기술인 Fiber mirror와 CFBG를 사용하는 것에 비하여 좁아지는 것을 확인할 수 있다. 또한, 종래기술에 비하여 피크 파워 및 부억제 모드 비율(SMSR)이 높아지며, 3dB bandwidth가 좁아지는 효과를 나타낸다.
도8은 본 발명의 일 실시예에 따른 Athermal AWG를 이용한 파장분할방식의 다파장 광통신망장치의 온도에 대한 안정도를 나타낸 참고도이다.
본 발명에서는 Athermal AWG를 사용하여 온도에 따라 피크 파장과 피크 파워가 변하는 문제점이 개선되었다. 온도에 대하여 -30도에서 80도까지 안정된 광을 형성하였으며, 안정도는 파장에 대해서 ±0.02㎚, 피크 파워에 대해서는 ±0.30dB범위 내임을 도시한다. 즉, 온도에 대한 안정도가 높음을 알 수 있다.
도9 는 본 발명의 일 실시예에 따라, 시간의 경과에 대한 안정도를 도시한 참고도이다.
본 발명에서 1시간이 경과한 경우 안정도는 파장에 대해서 ±0.01㎚, 피크 파워에 대해서는 ±0.24dB범위 내임을 도시한다. 즉, 시간에 대한 안정도가 높음을 알 수 있다.
본 기술은 다파장 레이저 생성을 위한 광통신망 장치 및 방법에 관한 것으로 저가의 레이저 생성이 가능한 기술로서, 파장에 따른 피크 파워의 균일도가 우수하며, 또한, 부모드 억제 비율(SMSR)이 높고 균일한 기술로서, 레이저의 대역폭(Bandwidth)를줄일 수 있는 기술이며, 반도체 광 증폭기(RSOA)의 포화 이득(gain saturation)영역을 이용하여 (SOA의 gain compression phenomena에 기반을 둔) 전 파장대역에서 균일(flat)한 레이저가 발진되는 장점을 가진다. 또한, 넓은 온도 범위에 대하여 피크 파장과 피크 파워가 안정적으로 출력되는 효과를 가지고 있다. 또한, 바람직하게는 패키징을 통하여 레이저의 안정도를 더 향상시킬 수 있다.
본 발명에 의한 실시예들은 컴퓨터 프로그램으로 작성 가능하다. 이 컴퓨터 프로그램을 구성하는 코드들 및 코드 세그먼트들은 당해 분야의 컴퓨터 프로그래머에 의하여 용이하게 추론될 수 있다. 또한, 해당 컴퓨터 프로그램은 컴퓨터가 읽을 수 있는 정보저장매체(Computer Readable Media)에 저장되고, 컴퓨터에 의하여 읽혀지고 실행됨으로써 실시예를 구현한다. 정보저장매체는 자기 기록매체, 광 기록매체 및 캐리어 웨이브 매체를 포함한다.
이제까지 본 발명에 대하여 바람직한 실시예를 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 본 발명을 구현할 수 있음을 이해할 것이다. 그러므로, 상기 개시된 실시예 들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 한다.
100: 제1 광원 200: 제2 광원
300: 다중화부 310: 다중화기
330: 광채널 스위치 400: 광커플러
500: 측정부

Claims (18)

  1. 다파장 레이저를 생성하기 위한 자발 방출광을 방출하거나, 광을 입력받아 상기 입력된 광이 갖는 파장으로 주발진하여 파장 조절된 출력광을 방출하는 제1 광원;
    상기 제1 광원으로부터 상기 자발 방출광을 입력받아, 상기 입력된 자발 방출광의 적어도 일부가 증폭된 반사광을 방출하는 제2 광원; 및
    상기 제1 광원 및 제2 광원으로부터 방출되는 광을 입력받아, 상기 입력받은 광을 다중화하는 다중화부를 포함하는 것을 특징으로 하는 다파장 레이저 발생 장치.
  2. 제1 항에 있어서, 상기 제2 광원은
    상기 자발 방출광을 입력받아, 상기 입력된 자발 방출광의 특정 파장 대역에 해당하는 광을 주입 잠금(injection locking)하여 증폭시킨 반사광을 방출하는 것을 특징으로 하는 다파장 레이저 발생 장치.
  3. 제2 항에 있어서, 상기 제1 광원 및 상기 제2 광원은
    반사형 반도체 광 증폭기(RSOA) 또는 반도체 광 증폭기(SOA) 또는 페브리-페롯 레이저 다이오드(FP-LD)인 것을 특징으로 하는 다파장 레이저 발생 장치.
  4. 제2 항에 있어서, 상기 제2 광원은
    루프(loop) 타입의 광원인 것을 특징으로 하는 다파장 레이저 발생 장치.
  5. 제2 항에 있어서, 상기 제2 광원은
    링(ring) 타입의 광원인 것을 특징으로 하는 다파장 레이저 발생 장치.
  6. 제1 항에 있어서, 상기 다중화부는
    상기 입력받은 광을 스펙트럼 슬라이싱(spectrum slicing)하여 다중화하는 다중화기; 및
    상기 다중화된 복수의 광 채널 중 특정 파장에 해당하는 광 채널을 출력하는 광채널 스위치를 포함하는 것을 특징으로 하는 다파장 레이저 발생 장치.
  7. 제6 항에 있어서, 상기 다중화기는
    상기 스펙트럼 슬라이싱된 복수의 광 채널을 생성하고, 상기 생성된 복수의 광 채널 중 적어도 일부 파장의 광 채널을 필터링할 수 있는 것을 특징으로 하는 다파장 레이저 발생 장치.
  8. 제7 항에 있어서, 상기 다중화기는
    온도무의존(Athermal) 다중화기인 것을 특징으로 하는 다파장 레이저 발생 장치.
  9. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 광원으로부터 입력되는 광과 상기 제2 광원으로부터 입력되는 광을 분배 또는 결합하는 광커플러를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다파장 레이저 발생 장치.
  10. 제9 항에 있어서, 상기 광커플러는 커플링(Couling)율을 조정할 수 있는 가변 커플러인것을 특징으로 하는 다파장 레이저 발생 장치.
  11. 특정 파장의 광신호를 외부의 광원으로부터 입력받어, 상기 입력된 광신호의 적어도 일부를 주입 잠금(injection locking)하여 증폭시킨 반사광을 방출하는 광원; 및
    상기 광원으로부터 반사된 신호를 상기 특정 파장의 광신호를 생성한 광신호 생성부로 전송하는 다중화부를 포함하는 것을 특징으로 하는 다파장 레이저 발생 장치.s
  12. 제11 항에 있어서, 상기 자체 주입 잠김 광원은
    반사형 반도체 광 증폭기(RSOA) 또는 반도체 광 증폭기(SOA) 또는 페브리-페롯 레이저 다이오드(FP-LD)인 것을 특징으로 하는 다파장 레이저 발생 장치.
  13. 제11 항에 있어서, 상기 자체 주입 잠김 광원은
    루프(loop) 타입 또는 링(ring) 타입의 광원인 것을 특징으로 하는 다파장 레이저 발생 장치.
  14. 제1 광원이 자발 방출광을 방출하여 다중화하는 단계;
    제2 광원이 상기 다중화된 광을 입력받아, 상기 입력된 광의 적어도 일부를 증폭시킨 반사광을 방출하는 단계; 및
    상기 제1 광원이 상기 증폭된 반사광을 입력받아, 상기 반사광이 갖는 파장으로 주발진하여 파장 조절된 출력광을 생성하는 단계를 포함하는 다파장 레이저 발생 제어 방법.
  15. 제14 항에 있어서, 상기 제2 광원이 증폭된 광을 반사시키는 단계는
    상기 입력된 광의 적어도 일부를 주입되는 광이 갖는 파장으로 주입 잠금(injection locking)하여 증폭시키며, 상기 증폭된 광을 반사하는 것을 특징으로 하는 다파장 레이저 발생 제어 방법.
  16. 제14 항에 있어서,
    상기 제2 광원이 광을 입력받는 단계는 다중화부를 통하여 필터링된 자발 방출광을 입력받는 것을 특징으로 하는 다파장 레이저 발생 제어 방법.
  17. 제14 항에 있어서,
    상기 제1 광원으로부터 주발진되는 출력광을 측정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다파장 레이저 발생 제어 방법.
  18. 제14 항 내지 제17 항에 있어서, 어느 하나의 다파장 레이저 발생 제어 방법을 컴퓨터에서 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체.
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