KR20150098972A - 파장 가변 광수신기 - Google Patents

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KR20150098972A
KR20150098972A KR1020140020396A KR20140020396A KR20150098972A KR 20150098972 A KR20150098972 A KR 20150098972A KR 1020140020396 A KR1020140020396 A KR 1020140020396A KR 20140020396 A KR20140020396 A KR 20140020396A KR 20150098972 A KR20150098972 A KR 20150098972A
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박만용
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Abstract

본 발명은 액정 파장 가변 필터를 이용한 파장 가변 광수신기 구조에 관한 것이다.
본 발명은 입력광으로부터 원하는 파장만을 선택적으로 투과하여 익스트로드너리 편광을 투과하고, 오디너리 편광은 반사시키는 액정 파장 가변 필터(600)와, 상기 액정 파장 가변 필터(600)에서 반사되는 오디너리 편광을 익스트로드너리 편광으로 변경시키는 쿼터 웨이브 플레이트(120)와, 상기 쿼터 웨이브 플레이트(120)에서 편광의 성분이 변경된 광신호를 액정 파장 가변 필터(600)로 보내는 반사 미러(130), 그리고 상기 액정 파장 가변 필터(600)로부터 입력되는 광신호를 전기적 신호로 변환하여 출력하는 광전변환부(20)를 포함한다.

Description

파장 가변 광수신기{Wavelength tunable optical receiver device}
본 발명은 파장 가변 광수신기에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 광입력 수단, 반사막 코팅이 된 유리 기판 양 단 사이에 주입된 액정에 전압을 인가하여 투과 파장이 가변되는 액정 파장 가변 필터, 그리고 광신호를 전기적 시노로 변환하는 광전 변환 수단을 구비하여 입사된 광의 편광 상태에 따른 투과 파장 특성이 변하지 않게 되어 임의의 편광이 입사되어도 입력된 광신호를 수신하여 전기 신호로 출력할 수 있게 되는 액정 파장 가변 필터를 이용한 파장 가변 광수신기에 관한 것이다.
유무선 사용자의 통신 트래픽 증가 및 다양한 멀티미디어 서비스 요구 증가는 기존에 운용되는 망 구조의 유연성을 요구하고 있다. 광통신망의 진화 경로는 여러 가지가 있는데, 대표적인 방식은 파장분할다중화(WDM, Wavelength Division Multiplexing)전송 구조이다.
WDM 방식은 사용자마다 전용 파장을 할당하여 기존의 시분할다중방식이 제공할 수 없었던 기가빗 속도를 쉽게 제공할 수 있을 뿐만 아니라, 광섬유당 40 파장까지 수용함으로써 광섬유 인프라 활용도를 개선하여 망 운용 비용을 줄일 수 있다.
그러나, 기존의 WDM 전송망 구조에서는 원격 노드 (remote node)에 파장 분할/결합 필터를 사용하여 사용자에게 임의의 특정 파장이 할당됨으로써 사용자의 개입 혹은 선택의 여지가 없이 망 구조에 의하여 미리 파장이 결정됨으로써, 망 구성 및 운용의 유연성을 제공하지 못하였다.
상기 WDM 전송방식에서 망 운용/유지의 유연성을 위한 일례로서, 메트로 백본 망에서는 알오에이디엠(ROADM, reconfigurable optical add drop multiplexer) 장치를 주요 노드에 설치하여 원하는 파장 대역 혹은 파장 채널들을 삽입 혹은 추출하는 파장을 자유롭게 재구성할 수 있게 함으로써 사용자의 트래픽을 분산하거나, 필요에 따라서 집중하는 등의 기능을 수행하기도 한다. 그러나, 상기 ROADM 장치는 백본 망의 신뢰성을 감안하여 이중화 및 원격 감시 기능 등이 복합된 고가의 장치로서 주로 메트로 백본망과 같은 대규모 트랙픽이 전달되는 광전송 코어망에서 적용되는 기술이다.
한편, 광가입자망, 데이터센터 전용망 및 유무선 백홀망과 같은 근거리 WDM 광통신망에서 파장을 효율적으로 운용하기 위해서는, 원격 노드에 고정된 파장 분할/결합 필터 대신에 브로드캐스팅 기능을 수행하는 광 파워 분배기(optical splitter)를 사용하는 것이 바람직하다. 즉, 망구조에서 파장이 결정되지 않고, 모든 파장이 사용자 단말에 도착하여 사용자의 선택에 따라 특정한 파장을 선택할 수 있도록 하는 것이다.
이렇게 광 파워 분배기를 사용하는 방식은 파장 별 통신 사업자 및 서비스가 다르더라도 사용자의 선택에 의하여 원하는 통신 사업자 및 서비스를 수신하는 것이 가능하며, 또한 사용자가 요구하는 트래픽 정도에 따라서 시분할방식을 혼용하여 지원할 수 있는 장점이 있다.
또한, FTTH (fiber-to-ther-home)로 대변되는 광가입자망은 이미 통신사업자가 광 파워 분배기를 기반으로 하여 대규모의 광섬유 인프라를 포설하였다. 따라서, 통신사업자 측면에서 이미 포설된 광섬유 인프라를 활용한 광파워 분배기 기반의 WDM 전송 방식을 선택하면 별도의 파장 분배/결합기 필터를 원격 노드에 추가로 설치할 필요가 없고, 초기 포설 비용 및 추후 유지 운용 비용이 감소되는 장점이 있다.
광수신기는 WDM망에 기존의 광 파워 분배기를 적용하기 위해서 파장 가변 기능을 지원해야 한다. 광 파워 분배기는 파장 결합/분리 필터와 달리 파장 선택성이 없기 때문에 모든 파장이 브로드캐스팅(broadcasting)되어 가입자단으로 송신되고, 가입자단의 광수신기가 원하는 특정 파장을 선택적으로 수신하여야 한다. 일반적으로 반도체 포토다이오드는 파장 선택성이 없기 때문에 별도의 파장 가변 필터가 필요하다.
파장 가변 필터를 구현하는 방식은 유전체 박막 필터에 기계적으로 광 입사 각도를 가변함으로써 투과되는 파장을 가변하는 방식, 기계적인 힘에 의하여 광섬유 격자 필터의 반사 파장을 가변하는 방식, 전류에 의한 열광학 효과에 의하여 광도파로 혹은 페브리페로 에탈론 물질의 굴절률을 가변하여 파장을 가변하는 방식, 페브리페로 필터 반사면 사이의 간격을 미세 조절함으로써 투과 파장을 가변하는 방식 등이 있다.
기계적인 방식에 의한 파장 가변 방식은 기계적인 움직임에 의한 마찰 등에 의하여 장시간 사용시 신뢰성에 문제가 있고, 열광학 효과에 의한 파장 가변 방식은 실질적으로 열에 의하여 파장 가변이 가능한 범위가 통신 사용 파장 대역(C-band 혹은 L-band)에 비해서 작은 문제가 있다.
또 다른 방식의 파장 가변 필터로서 액정이 주입된 페브리페로(Fabry Perrot) 필터는 액정에 전압을 인가하면 전압의 크기에 따라서 특정 편광의 굴절률이 가변되는 성질을 이용하여 투과 파장을 가변하는 방식이다. 이것은 전압에 의하여 파장 가변이 되므로써 열광학 효과에 의한 방식이나 기계적 방식에 비하여 안정성과 구동 방식이 우수하고, 반도체 공정을 적용하여 양산이 적합하다.
상기 페브리페로 액정 파장 가변 필터를 이용하는 종래 기술로서 대한민국 특허 10-1230593 파장분할다중 수동 광가입장망의 파장 가변 광수신기가 제안되었다.
도 1은 상기한 파장 가변 광수신기로서 액정 파장 가변 필터의 구조를 나타내고 있다. 이 도면을 참조하여 액정 파장 가변 필터(600)을 설명하면, 가변형 광 송신기의 동작을 하는 액정부(601)의 한쪽편에는 상기 액정부(601)에 주입되는 액정의 두께를 결정하는 액정 실링 스페이서(602)가 형성되고, 상기 액정부(601)과 액정 실링 스페이서(602)의 상부와 하부에는 액정접속박막(603, 603a), 유전체 다층박막(604, 604a), ITO박막(indium-tin-oxide, 605, 605a), 유리기판(606, 606a), 무반사 코팅(607, 607a)가 순차적으로 형성된다.
상기 액정 접속박막(603, 603a)는 액정부(601)과 유전체 다층박막(604, 604a)의 접착력을 강화시킨다.
상기 유전체 다층박막(604, 604a)는 원하는 파장 대역만을 통과하거나 반사시킨다.
상기 액정부(601)은 인가되는 전압에 의하여 액정의 정렬 상태가 바뀌고 이에 따라서 굴절률이 변한다. 이를 이용하여 파장 가변 특성을 얻기 위해서 즉, 액정부(601)에 외부 전압을 인가하기 위하여 ITO박막(605, 605a)에 전극 패드(608, 608a)와 리드(609, 609a)가 연결된다.
상기 유리기판(606, 606a)는 입력광의 투과 손실이 작은 물질, 예를 들면 BK7, soda-lime 유리, 쿼츠 유리, 퓨즈 실리카(fused silica) 등과 같은 유리 재질과 통신 파장 대역인 1.55um 파장 근처에서 손실이 작은 실리콘 등이 사용되어 액정부(601)을 감싼다.
이와 같이 구성되는 액정 파장 가변 필터(600)은 투과형으로서 한쪽편의 무반사 코팅(607)쪽으로부터 입력광(610)이 입력되어 원하는 파장만 선택적으로 투과된 다음 반대쪽편으로 투과광(611)이 출사되는 구조이다.
상기한 액정 파장 가변 필터(600)에서 외부 전압의 크기에 따른 액정의 굴절률 변화를 도 2를 참조하여 설명한다.
입력 광의 편광은 서로 직교하는 오디너리 편광(ordinary polarized light)과 익스트로드너리 편광(extraordinary polarized light)으로 구분할 수 있다.
오디너리 편광은 입력광의 전기장 방향이 액정의 광축과 직교하는 경우이고, 익스트로드너리 편광은 입력광의 전기장 방향이 액정의 광축과 평행한 경우이다.
도 2에서 보는 바와 같이 인가전압의 크기가 증가함에 따라서 익스트로드너리 편광(ne)에 대응하는 액정의 굴절률은 점진적으로 작아지는 반면에, 오디너리 편광(no)에 대응하는 액정의 굴절률은 변화가 없다. 이것은 페브리페로 형태의 액정 파장 가변 필터(600)의 투과 파장은 입사되는 편광 중에서 익스트로드너리 편광에 대응하는 파장 성분만 외부 인가 전압의 크기에 따라서 가변됨을 의미한다. 즉, 입사되는 편광 중에서 오디너리 편광에 대응하는 파장 성분은 외부 인가 전압 크기에 따라서 변화되지 않는다.
도 3을 참조하여 종래 액정 파장 가변 필터(600)에서 입력 편광에 따라 파장이 가변되는 특성을 설명한다.
익스트로드너리 편광(ne)에 대하여 외부에서 전압을 인가하기 전의 초기 투과 파장 위치(303)과 오디너리 편광(no)에 대하여 외부에서 전압을 인가하기 전의 초기 투과 파장 위치(304)는 액정의 복굴절 때문에 서로 상이하다. 이때 인가전압 크기(306)이 증가함에 따라서 익스트로드너리 편광(ne) 성분에 해당하는 투과 파장은 초기 위치(303)에서 점진적으로 단파장으로 움직인다. 그러나, 오디너리 편광(no) 성분에 해당하는 투과 파장은, 외부에서 인가되는 전압의 크기에 관계없이 초기 위치(304)를 유지한다. 페브리페로 형태의 필터는 파장 주기성이 존재하고 이를 자유분광너비(free spectral range, FSR)라 한다.
입력 편광에 따라서 굴절률이 상이하므로, FSR값도 입력 편광에 따라서 그 값이 서로 다르다. 익스트로드너리 편광(ne)에 대한 FSR 값을 FSRe라 하고, 오디너리 편광(no)에 대한 FSR 값을 FSRo라 하면, 각각 FSR 값에 해당하는 파장 주기에 대해서 위에서 설명한 인가 전압에 대한 파장 가변 특성이 그대로 적용된다.
통신망을 통하여 광수신기에 입력되는 편광 상태는 실시간으로 변화한다는 것은 주지의 사실이다. 따라서 앞서 설명한 종래 페브리페로 액정 파장 가변 필터를 파장 가변 광수신기에 적용하기 위해서는 입력 편광 상태에 따라서 투과 파장 가변 특성이 달라지는 문제를 해결해야 한다.
본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 종래 구조의 액정 파장 가변 필터를 사용하면서 입력 편광에 무관하게 파장 가변 특성을 구현한 파장 가변 광수신기를 제공하고자 한다.
본 발명이 의도하는 목적을 달성하기 위한 기술적인 특징은 입력광으로부터 원하는 파장만을 선택적으로 투과하여 익스트로드너리 편광을 투과하고, 오디너리 편광은 반사시키는 필터링 수단과; 상기 필터링 수단에 광신호를 입사시켜서 선택적으로 반사되는 오디너리 편광을 익스트로드너리 편광으로 변경시켜서 액정 파장 가변 필터에서 입사시키는 광신호 입력수단과; 상기 필터링 수단으로부터 입력되는 광신호를 전기적 신호로 변환하여 출력하는 광전변환수단을 포함하여 구성된다.
상기 필터링 수단은 가변형 광 송신기의 동작을 하는 액정부와, 상기 액정부의 한쪽편에 형성되어 액정부에 주입되는 액정의 두께를 결정하는 액정 실링 스페이서와, 상기 액정부와 상기 액정 실링 스페이서의 상부와 하부에서 원하는 파장 대역만을 통과하거나 반사시키는 유전체 다층박막과, 표면에 무반사 코팅이 형성되어 상기 액정부를 보호하는 유리기판이 형성되어 한쪽편의 무반사 코팅쪽으로부터 입력광이 입력되어 원하는 파장만 선택적으로 투과된 다음 반대쪽편으로 투과광이 출사되는 액정 파장 가변 필터로 되면서, 광학필터를 더 구비할 수 있다.
이러한 광학필터는 액정 파장 가변 필터의 FSR 값과 피네스 값이 다른 액정 파장 가변 필터와, 다층 유전체 박막코팅을 이용한 투과형 박막 필터 및 에탈론 필터 중에서 선택될 수 있다.
상기 광신호 입력수단은 광섬유를 통하여 전달되는 입사광을 집속시켜서 필터링 수단으로 투사하는 콜리메이터와, 필터링 수단에서 선택적으로 반사되어 입사되는 오디너리 편광을 익스트로드너리 편광으로 변경하는 쿼터 웨이브 플레이트와, 상기 쿼터 웨이브 플레이트에서 출사되는 익스트로드너리 편광을 필터링 수단으로 입사시키는 반사 미러를 포함하여 구성된다.
상기 쿼터 웨이브 플레이트와 반사 미러는 일정 거리에 이격된 상태로 위치하거나 서로 일체로 형성될 수도 있다.
한편, 쿼터 웨이브 플레이트는 액정 파장 가변 필터의 입사 영역에 열경화 에폭시 혹은 자외선 경화 에폭시로 접착되어 콜리메이터로부터 입력광을 수신할 수도 있다.
상기 광전 변환 수단은 필터링 수단에서 출력되는 광신호가 집광되는 렌즈와, 상기 렌즈를 투과하는 광신호를 수신하여 제1수광전류와 제2수광전류를 출력하는 포토다이오드와, 상기 포토다이오드에서 수신된 제1수광전류와 제2수광전류를 증폭하여 전기 신호를 출력하는 트랜스임피던스 증폭기를 포함하여 구성된다.
이와 같이 구성되는 본 발명은 광신호 입력수단을 통하여 입력된 광원 편광에서 익스트로드너리 편광 성분은 액정 파장 가변 필터를 통과하되, 액정 파장 가변 필터에서 반사된 오디너리 편광 성분은 별도의 쿼터 웨이브 플레이트(quarter wave plate)와 반사 미러를 구비하여 익스트로드너리 편광 상태로 변환한 후 다시 액정 파장 가변 필터에 입사되는 구조이다.
따라서 본 발명의 파장 가변 광수신기은 종래의 페브리페로 형태의 액정 파장 가변 필터 구조를 그대로 적용하면서 입사된 광의 편광 상태에 따른 투과 파장 특성이 변하지 않는 구조로서 임의의 편광이 입사되어도 입력된 광신호를 수신하여 전기 신호로 출력할 수 있게 되는 것이다.
본 발명의 의하면 페브리페로 액정 파장 가변 필터를 입력 편광 상태에 따라서 투과 파장 가변 특성이 달라지는 문제를 해결하여 파장 가변 광수신기에 적용할 수 있게 됨으로써 입사된 광의 편광 상태에 따른 투과 파장 특성이 변하지 않게 되어 임의의 편광이 입사되어도 입력된 광신호를 수신하여 전기 신호로 출력할 수 있게 되어 입력 편광에 무관하게 파장 가변 특성을 구현하여 입력 편광 상태에 따라서 투과 파장 가변 특성이 달라지는 문제점을 해결할 수 있다.
도 1은 종래의 액정 파장 가변 필터의 구조를 나타낸 단면도
도 2는 인가 전압 크기에 따른 액정의 굴절률 변화 특성 그래프
도 3은 도 1의 종래 액정 파장 가변 필터의 투과 특성 그래프
도 4는 본 발명의 제1실시예를 나타낸 개략도
도 5는 본 발명의 제2실시예를 나타낸 개략도
도 6은 본 발명의 제3실시예를 나타낸 개략도
도 7은 본 발명의 제4실시예를 나타낸 개략도
도 8은 본 발명의 제5실시예를 나타낸 개략도
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다.
도 4 내지 도 8은 본 발명의 실시예와 관련된 도면들이다.
도 4는 본 발명의 제 1 실시예를 나타내고 있다.
이 도면에서 참조되는 바와 같이 본 발명의 파장 가변 광수신기(1)은 광신호 입력수단, 상기 광신호 입력수단으로부터 특정한 파장 대역의 광신호를 선택적으로 투과하는 필터링 수단, 상기 필터링 수단으로부터 입력되는 광신호를 전기적 신호로 변환하여 출력하는 광전변환수단이 동일한 하우징(10)내에 실장되어 구성된다.
광신호 입력수단은 광섬유(100)과 접속되는 콜리메이터(110)과 쿼터 웨이브 플레이트(120) 및 반사미러(130)으로 구성된다.
콜리메이터(110)는 입력광을 집속하여 필터링 수단으로 입사시키는데, 필터링 수단에서 특정 대역 파장의 편광을 투과시키면서 투과되지 않는 파장 대역의 편광이 반사될 수 있도록 필터링 수단의 광입사 표면에 직각이 아닌 입사 각도를 형성하는 위치에 배치된다.
쿼터 웨이브 플레이트(120)와 반사미러(130)는 필터링 수단에서 반사되는 편광이 입사되는 위치에서 적정한 간격을 두고 순차적으로 배치된다.
필터링 수단은 액정의 양단에 전압을 인가하여 투과 파장이 가변되는 액정 파장 가변 필터(600)으로 이루어진다.
액정 파장 가변 필터(600)은 가변형 광 송신기의 동작을 하는 액정부(601)의 한쪽편에서 액정부(601)에 주입되는 액정의 두께를 결정하는 액정 실링 스페이서(602)가 형성되고, 상기 액정부(601)과 상기 액정 실링 스페이서(602)의 상부와 하부에 도포되는 액정 접속 박막(603, 603a)에 원하는 파장 대역만을 통과하거나 반사시키는 유전체 다층박막(604, 604a)와 ITO 박막(605, 605a)가 순차적으로 부착되면서 ITO 박막(605, 605a)의 한쪽편에 부착되는 전극패드(608, 608a)에 리드(609, 609a)가 연결되어 전압을 인가할 수 있게 되며, 표면에 무반사 코팅(607, 607a)가 형성되어 상기 액정부(601)을 보호하는 유리기판(606, 606a)가 형성된다.
이러한 액정 파장 가변 필터(600)는 한쪽편의 무반사 코팅(607)쪽으로부터 입력광(610)이 입력되어 원하는 파장만 선택적으로 투과된 다음 반대쪽편으로 투과광(611)이 출사된다.
액정 파장 가변 필터(600)의 파장 가변을 위한 외부 전압 신호 인가 구조물은 별도로 표시되지 않았으나, 파장 가변용 외부 전입 신호 인가 방법은 널리 알려진 공지의 기술이므로 관련된 설명은 생략한다.
광전변환수단은 렌즈(200), 포토다이오드(300) 및 트랜스 임피던스 증폭기(400)으로 이루어지는 광전변환부(20)으로 구성되어 액정 파장 가변 필터(600)으로부터 입력된 광신호를 전기적 신호로 변환하여 출력한다.
이러한 광전변환부(20)은 별도의 하우징에 형성되어 파장 가변 광수신기(1)의 하우징(10)과 레이저 용접 혹은 에폭시 접합 등의 방법으로 부착된다.
한편, 하우징(10)내에는 파장가변광수신모듈(1)의 온도 안정성을 위하여 온도감지기(700)과 열전소자(800)가 구비되어 액정 파장 가변 필터(600)의 온도를 일정하게 유지할 수 있게 되어 있다.
이와 같이 구성되는 본 발명은 광신호가 광섬유(100)을 통하여 콜리메이터(110)에 입력되고, 상기 콜리메이터(110)에서 출사되는 평행광은 제 1 광경로(B1)을 통하여 액정 파장 가변 필터(600)에 입사된다. 액정 파장 가변 필터(600)에 입사되는 편광 중에서 익스트로드너리 편광이 선택적으로 투과된다. 따라서 오디너리 편광은 반사되어 제 2 광경로(B2)를 형성하며 쿼터 웨이브 플레이트(120)에 입사되고, 익스트로드너리 편광 성분은 액정 파장 가변 필터(600)을 통과하여 광전변환부(20)의 렌즈(200)에 집광된 다음 포토다이오드(300)에 수신된다.
한편, 액정 파장 가변필터(600)에서 반사된 오디너리 편광 성분은 쿼터 웨이브 플레이트(120)을 통과하면서 익스트로드너리 편광으로 변경된 다음 반사미러(130)에서 반사되어 다시 제 2 광경로(B2)를 통하여 액정 파장 가변 필터(600)에 입사된다.
따라서, 제 2 광경로(B2)를 통하여 액정 파장 가변 필터(600)에 입력되는 편광 상태가 익스트로드너리 편광이므로 제 1 광경로(B1)의 광신호와 같이 액정 파장 가변 필터(600)을 투과하여 렌즈(200)에서 집광된 다음 포토다이오드(300)에 수신된다.
포토다이오드(300)에 수신된 광신호는 전기 신호로 변환되고, 이 전기 신호는 트랜스임피던스 증폭기(400)에서 증폭되어 출력된다.
상기 도 4에서 개시된 구조는 다양한 변형이 가능하다. 이러한 다른 실시예로서 도 5를 참조하면, 쿼터 웨이브 플레이트(120)과 반사미러(130)은 분리된 형태가 아닌 일체형 구조가 가능하다. 이러한 일체형 구조를 위하여 굴절률 정합 에폭시를 사용하여 쿼터 웨이브 플레이트(120)과 반사미러(130)을 접합할 수 있다.
또한, 쿼터 웨이브 플레이트(120) 후면에 고반사 코팅을 형성하여 반사 미러 기능을 수행하게 할 수도 있다.
다른 변형된 구조로서 도 6을 참조하면 액정 파장 가변 필터(600)의 광신호 입사 영역에 쿼터 웨이브 플레이트(120)가 부착된다. 부착 방식은 굴절률 정합된 자외선 경화 혹은 열경화 에폭시를 사용할 수 있다.
도 7은 광전변환부(20)의 다른 실시예를 나타내고 있다. 이 도면을 참조하면, 광전변환부(20)의 렌즈가 제 1 렌즈(210)과 제 2 렌즈(202)로 분리되어 구성되고, 포토다이오드는 상기 제 1 렌즈(210)과 제 2 렌즈(202)에 각각 대응하는 제 1 포토다이오드(301)와 제 2 포토다이오드(302)로 구성되는 것이다.
이와 같은 구조는 제 1 광경로(B1)을 통하여 액정 파장 가변 필터(600)를 투과하는 광신호가 제 1 렌즈(201)에 집광된 다음 제 1 포토다이오드(301)에 입력되어 제1수광신호(I1)를 출력하고, 제 2 광경로(B2)를 통하여 액정 파장 가변 필터(600)를 투과하는 광신호는 제 2 렌즈(202)에 집광된 다음 제 2 포토다이오드(302)에 입력되어 제2수광신호(I2)를 출력한다.
또 다른 변형된 구조로서 도 8을 참조하면, 액정 파장 가변 필터(600)의 광 출사측 표면에 광학필터(500)이 추가된 구조이다.
광학필터(500)으로는 열광학 효과를 이용한 에탈론 필터, FSR 및 피네스 값이 액정 파장 가변 필터(600)의 값과 다른 액정파장가변필터, 다층 유전체 박막코팅을 이용한 다양한 투과형 박막 필터 등이 가능하다.
앞서 설명된 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해하여야 한다.
1 : 파장 가변 광수신기 10 : 하우징
20 : 광전변환부 100 : 광섬유
110 : 콜리메이터 120 : 쿼터 웨이브 플레이트
130 : 반사미러 200 : 렌즈
201 : 제 1 렌즈 202 : 제 2 렌즈
300 : 포토다이오드 301 : 제 1 포토다이오드
302 : 제 2 포토다이오드 500 : 광학필터
700 : 온도감지기 800 : 열전소자
B1 : 제 1 광경로 B2 : 제 2 광경로

Claims (9)

  1. 입력광으로부터 원하는 파장만을 선택적으로 투과하여 익스트로드너리 편광을 투과하고, 오디너리 편광은 반사시키는 필터링 수단과;
    상기 필터링 수단에 광신호를 입사시켜서 선택적으로 반사되는 오디너리 편광을 익스트로드너리 편광으로 변경시켜서 액정 파장 가변 필터에서 입사시키는 광신호 입력수단과;
    상기 필터링 수단으로부터 입력되는 광신호를 전기적 신호로 변환하여 출력하는 광전변환수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 파장 가변 광수신기.
  2. 제 1 항에 있어서, 광신호 입력수단은 광섬유(100)를 통하여 전달되는 입사광을 집속시켜서 필터링 수단으로 투사하는 콜리메이터(110)와;
    필터링 수단에서 선택적으로 반사되어 입사되는 오디너리 편광을 익스트로드너리 편광으로 변경하는 쿼터 웨이브 플레이트(120)와;
    상기 쿼터 웨이브 플레이트(120)에서 출사되는 익스트로드너리 편광을 필터링 수단으로 입사시키는 반사 미러(130)를 포함하는 것을 특징으로 하는 파장 가변 광수신기.
  3. 제 1 항에 있어서 필터링 수단은 가변형 광 송신기의 동작을 하는 액정부(601)와,
    상기 액정부(601)의 한쪽편에 형성되어 액정부(601)에 주입되는 액정의 두께를 결정하는 액정 실링 스페이서(602)와;
    상기 액정부(601)와 상기 액정 실링 스페이서(602)의 상부와 하부에서 원하는 파장 대역만을 통과하거나 반사시키는 유전체 다층박막(604, 604a)과;
    표면에 무반사 코팅(607, 607a)이 형성되어 상기 액정부(601)를 보호하는 유리기판(606, 606a)이 형성되어 한쪽편의 무반사 코팅(607)쪽으로부터 입력광(610)이 입력되어 원하는 파장만 선택적으로 투과된 다음 반대쪽편으로 투과광(611)이 출사되는 액정 파장 가변 필터(600)를 포함하는 것을 특징으로 하는 파장 가변 광수신기.
  4. 제 1 항에 있어서, 광전 변환 수단은 필터링 수단에서 출력되는 광신호가 집광되는 렌즈(200)와;
    상기 렌즈(200)를 투과하는 광신호를 수신하여 제1수광전류(I1)와 제2수광전류(I2)를 출력하는 포토다이오드(300)와;
    상기 포토다이오드(300)에서 수신된 제1수광전류(I1)와 제2수광전류(I2)를 증폭하여 전기 신호를 출력하는 트랜스임피던스 증폭기(400)를 포함하는 것을 특징으로 하는 파장 가변 광수신기.
  5. 제 2 항에 있어서, 쿼터 웨이브 플레이트(120)와 반사 미러(130)가 일체로 형성되는 것을 특징으로 하는 파장 가변 광수신기.
  6. 제 2 항에 있어서, 쿼터 웨이브 플레이트(120)가 액정 파장 가변 필터(600)의 입사 영역에 열경화 에폭시 혹은 자외선 경화 에폭시로 접착되어 콜리메이터(110)로부터 입력광을 수신하는 것을 특징으로 하는 파장 가변 광수신기.
  7. 제 3 항에 있어서, 액정 파장 가변 필터(600)에 광학필터(500)를 더 구비하는 것을 특징으로 하는
  8. 제 4 항에 있어서, 광전 변환 수단은 렌즈(200)이 제 1 렌즈(210)과 제 2 렌즈(202)로 구성되고, 포토다이오드(300)은 상기 제 1 렌즈(210)과 제 2 렌즈(202)에 각각 대응하는 제 1 포토다이오드(301)와 제 2 포토다이오드(302)로 구성되어, 제 1 렌즈(201)에 집광된 광신호가 제 1 포토다이오드(301)에 입력되어 제1수광신호(I1)를 출력하고, 제 2 렌즈(202)에 집광된 광신호는 제 2 포토다이오드(302)에 입력되어 제2수광신호(I2)를 출력하는 것을 특징으로 하는 파장 가변 광수신기.
  9. 제 7 항에 있어서, 광학필터(500)는 액정 파장 가변 필터의 FSR 값과 피네스 값이 다른 액정 파장 가변 필터와, 다층 유전체 박막코팅을 이용한 투과형 박막 필터 및 에탈론 필터 중에서 선택되는 것을 특징으로 하는 파장 가변 광수신기.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20180095756A (ko) * 2017-02-17 2018-08-28 (주)엠이엘 텔레콤 온도안정화 파장 가변 필터
CN110462466A (zh) * 2017-03-24 2019-11-15 日东电工株式会社 光学滤波器及光通信装置
KR20230095522A (ko) * 2021-12-22 2023-06-29 (주)엠이엘 텔레콤 파장 선택 광수신기

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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