KR20220129839A - 직접 변조 레이저를 이용한 테라헤르츠 신호 생성 장치 및 방법 - Google Patents

직접 변조 레이저를 이용한 테라헤르츠 신호 생성 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

직접 변조 레이저를 이용한 테라헤르츠 신호 생성 장치 및 방법이 개시된다. 테라헤르츠 신호 생성 장치는 로컬 오실레이터(Local Oscillator, LO) 신호를 출력하는 제1 직접 변조 레이저; 데이터로 사용되는 기저대역 신호를 수신하여 광변조하는 제2 직접 변조 레이저; 상기 제2 직접 변조 레이저를 통해 광변조되어 출력된 기저대역 신호의 스펙트럼 성분을 특정한 주파수 대역폭을 이용하여 필터링하는 대역 통과 필터; 상기 대역 통과 필터를 통해 필터링된 기저대역 신호와 상기 LO 신호를 결합하는 커플러; 및 상기 결합된 기저대역 신호와 LO 신호를 비팅시켜 테라헤르츠 신호를 생성하는 일방향 주행 캐리어 광 다이오드(Uni-Travelling-Carrier PhotoDiode, UTC-PD)를 포함할 수 있다.

Description

직접 변조 레이저를 이용한 테라헤르츠 신호 생성 장치 및 방법{TERAHERTZ SIGNAL GENERATION APPARATUS AND METHOD USING DIRECT MODULATION LASER}
본 발명은 대용량 모바일 트래픽을 전달하는 차세대 광기반 무선 전송 시스템에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 저가의 직접 변조 레이저를 이용하여 테라헤르츠 신호를 생성하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
현재 상용화 진행중인 5G 이동통신 시스템 및 네트워크를 넘어 수십 Gb/s 이상의 대용량 무선 데이터 트래픽 전송을 위한 Beyond 5G 혹은 6G로 진화하기 위한 기술에 대한 관심이 전세계적으로 높아지고 있다. 대용량 트래픽 전송을 위한 수많은 후보 기술 가운데 수십-수백 GHz 대역폭을 활용할 수 있는 테라헤르츠 대역을 활용한 통신 기술이 주목 받고 있다. 구체적으로 광기반의 테라헤르츠(Terahertz, THz) 신호 전송 시스템은 성숙된 광통신 기술을 활용하여 대용량의 데이터 전송 및 유연한 시스템 구성이 가능한 장점이 있어 이와 같은 장점을 활용한 많은 연구 결과들이 발표되고 있다.
대표적으로 사용되는 광기반의 테라헤르츠 신호 생성기는 광학적 헤테로다인 기술(Optical Heterodyne Technique)을 적용한 광학적 비팅 과정(Optical beating)에 의해 서로 다른 두 개의 광원 주파수(
Figure pat00001
) 차이에 해당하는 주파수(
Figure pat00002
)를 가지는 테라헤르츠 신호를 생성한다. 이때 대용량 전송을 위한 광원으로써 사용되는 레이저(Laser), 광 변조기(Optical modulator) 및 광빗살발생기(Optical Comb. Generator) 등의 구성품이 고(高) 비용이거나 전력소모 또는 사이즈가 커서 광기반의 테라헤르츠 신호 전송 시스템의 간소화 및 초기 비용에 큰 영향을 받는다.
테라헤르츠 신호의 생성을 위한 비팅용 광원으로써 사용되는 외부 공진기 레이저(External cavity laser), 외부 변조기(e.g., Mach-Zehnder modulator) 등의 구성은 소자의 광대역 특성을 활용하여 대용량을 전송할 수 있는 장점이 있으나 외부 변조기의 구동조건을 모니터링하고 제어해주는 추가적인 장치가 필요하여 테라헤르츠 신호 전송 시스템의 초기비용과 복잡도를 증가시키는 단점이 있다.
이와 더불어 광빗살발생기를 구성하여 테라헤르츠 신호를 생성하는 경우 RF 합성기(RF synthesizer), 광 증폭기(optical amplifier), 배열 도파로 격자(Arrayed Waveguide Grating, AWG) 광필터가 필요하여 구성이 매우 복잡하고 비용이 증가되는 단점이 있다.
본 발명은 테라헤르츠 신호 생성 장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 직접 변조 레이저를 이용함으로써 테라헤르츠 신호 생성 장치의 구성을 단순화하고, 설치 및 유지 비용을 절감시킬 수 있는 장치 및 방법을 제공한다.
본 발명의 일실시예에 따른 테라헤르츠 신호 생성 장치는 로컬 오실레이터(Local Oscillator, LO) 신호를 출력하는 제1 직접 변조 레이저; 데이터로 사용되는 기저대역 신호를 수신하여 광변조하는 제2 직접 변조 레이저; 상기 제2 직접 변조 레이저를 통해 광변조되어 출력된 기저대역 신호의 스펙트럼 성분을 특정한 주파수 대역폭을 이용하여 필터링하는 대역 통과 필터; 상기 대역 통과 필터를 통해 필터링된 기저대역 신호와 상기 LO 신호를 결합하는 커플러; 및 상기 결합된 기저대역 신호와 LO 신호를 비팅시켜 테라헤르츠 신호를 생성하는 일방향 주행 캐리어 광 다이오드(Uni-Travelling-Carrier PhotoDiode, UTC-PD)를 포함할 수 있다.
상기 대역 통과 필터는 상기 기저대역 신호의 스펙트럼 성분 중 장파장에 대응하는 스펙트럼 성분을 억제하기 위한 주파수 대역폭으로 구성될 수 있다.
상기 UTC-PD는 상기 기저대역 신호 및 LO 신호의 주파수 차이에 대응하는 주파수를 가지는 테라헤르츠 신호를 생성할 수 있다.
상기 커플러를 통해 결합된 기저대역 신호와 LO 신호를 광 증폭하는 광 증폭기를 더 포함하고, 상기 UTC-PC는 상기 광 증폭기를 통해 광 증폭된 기저대역 신호와 LO 신호를 이용하여 테라헤르츠 신호를 생성할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 테라헤르츠 신호 생성 방법은 제1 직접 변조 레이저를 통해 로컬 오실레이터(Local Oscillator, LO) 신호를 출력하는 단계; 제2 직접 변조 레이저를 통해 데이터로 사용되는 기저대역 신호를 광변조하는 단계; 상기 제2 직접 변조 레이저를 통해 광변조된 기저대역 신호의 스펙트럼 성분을 특정한 주파수 대역폭을 가지는 대역 통과 필터를 이용하여 필터링하는 단계; 커플러를 통해 상기 대역 통과 필터를 통해 필터링된 기저대역 신호와 상기 LO 신호를 결합하는 단계; 및 일방향 주행 캐리어 광 다이오드(Uni-Travelling-Carrier PhotoDiode, UTC-PD)를 통해 상기 결합된 기저대역 신호와 LO 신호를 비팅시켜 테라헤르츠 신호를 생성하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 대역 통과 필터는 상기 기저대역 신호의 스펙트럼 성분 중 장파장에 대응하는 스펙트럼 성분을 억제하기 위한 주파수 대역폭으로 구성될 수 있다.
상기 UTC-PD는 상기 기저대역 신호 및 LO 신호의 주파수 차이에 대응하는 주파수를 가지는 테라헤르츠 신호를 생성할 수 있다.
광 증폭기를 통해 상기 커플러를 통해 결합된 기저대역 신호와 LO 신호를 광 증폭하는 단계를 더 포함하고, 상기 UTC-PC는 상기 광 증폭기를 통해 광 증폭된 기저대역 신호와 LO 신호를 이용하여 테라헤르츠 신호를 생성할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 테라헤르츠 신호 생성 장치는 로컬 오실레이터(Local Oscillator, LO) 신호를 출력하는 제1 직접 변조 레이저; 데이터로 사용되는 기저대역 신호를 수신하여 광변조하는 제2 직접 변조 레이저; 상기 기저대역 신호 및 LO 신호를 결합하는 커플러; 상기 커플러를 통해 결합된 상기 기저대역 신호의 스펙트럼 성분 및 상기 LO 신호의 스펙트럼 성분을 특정한 주파수 대역폭을 이용하여 필터링하는 대역 통과 필터; 및 상기 필터링된 기저대역 신호와 LO 신호를 비팅시켜 테라헤르츠 신호를 생성하는 일방향 주행 캐리어 광 다이오드(Uni-Travelling-Carrier PhotoDiode, UTC-PD)를 포함할 수 있다.
상기 대역 통과 필터는 상기 기저대역 신호의 스펙트럼 성분에 대응하는 주파수 대역 및 상기 LO 신호의 스펙트럼 성분에 대응하는 주파수 대역을 통과시키기 위한 주파수 대역폭을 가질 수 있다.
상기 대역 통과 필터는 상기 기저대역 신호의 스펙트럼 성분 중 장파장에 대응하는 스펙트럼 성분을 억제하기 위한 주파수 대역폭으로 구성될 수 있다.
상기 UTC-PD는 상기 기저대역 신호 및 LO 신호의 주파수 차이에 대응하는 주파수를 가지는 테라헤르츠 신호를 생성할 수 있다.
상기 대역 통과 필터를 통해 필터링된 기저대역 신호와 LO 신호를 광 증폭하는 광 증폭기를 더 포함하고, 상기 UTC-PC는 상기 광 증폭기를 통해 광 증폭된 기저대역 신호와 LO 신호를 이용하여 테라헤르츠 신호를 생성할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 테라헤르츠 신호 생성 방법은 제1 직접 변조 레이저를 통해 로컬 오실레이터(Local Oscillator, LO) 신호를 출력하는 단계; 제2 직접 변조 레이저를 통해 데이터로 사용되는 기저대역 신호를 광변조하는 단계; 커플러를 통해 상기 기저대역 신호 및 LO 신호를 결합하는 단계; 대역 통과 필터를 통해 상기 커플러를 통해 결합된 상기 기저대역 신호의 스펙트럼 성분 및 상기 LO 신호의 스펙트럼 성분을 특정한 주파수 대역폭을 이용하여 필터링하는 단계; 및 일방향 주행 캐리어 광 다이오드(Uni-Travelling-Carrier PhotoDiode, UTC-PD)를 통해 상기 필터링된 기저대역 신호와 LO 신호를 비팅시켜 테라헤르츠 신호를 생성하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 대역 통과 필터는 상기 기저대역 신호의 스펙트럼 성분에 대응하는 주파수 대역 및 상기 LO 신호의 스펙트럼 성분에 대응하는 주파수 대역을 통과시키기 위한 주파수 대역폭을 가질 수 있다.
상기 대역 통과 필터는 상기 기저대역 신호의 스펙트럼 성분 중 장파장에 대응하는 스펙트럼 성분을 억제하기 위한 주파수 대역폭으로 구성될 수 있다.
상기 UTC-PD는 상기 기저대역 신호 및 LO 신호의 주파수 차이에 대응하는 주파수를 가지는 테라헤르츠 신호를 생성할 수 있다.
광 증폭기를 통해 상기 대역 통과 필터를 통해 필터링된 기저대역 신호와 LO 신호를 광 증폭하는 단계를 더 포함하고, 상기 UTC-PC는 상기 광 증폭기를 통해 광 증폭된 기저대역 신호와 LO 신호를 이용하여 테라헤르츠 신호를 생성할 수 있다.
본 발명은 직접 변조 레이저를 이용하여 테라헤르츠 신호를 생성함으로써 테라헤르츠 신호 생성 장치의 구성을 단순화하고, 설치 및 유지 비용을 절감시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 직접 변조 레이저를 이용한 테라헤르츠 신호 생성 장치를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 A 지점에서의 광학적 신호 스펙트럼을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 광학 대역 필터를 통한 필터링 정도에 따른 광소광비의 변화를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 직접 변조 레이저를 이용한 테라헤르츠 신호 생성 장치를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 B 지점에서의 광학적 신호 스펙트럼을 나타낸 도면이다.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 직접 변조 레이저를 이용한 테라헤르츠 신호 생성 장치를 나타낸 도면이다.
도 1을 참고하면, 본 발명의 테라헤르츠 신호 생성 장치(100)는 직접 변조 레이저를 이용하여 테라헤르츠 신호를 생성하고, 생성된 테라헤르츠 신호의 전송 성능을 향상시킬 수 있다.
보다 구체적으로 테라헤르츠 신호 생성 장치(100)는 광학적 비팅 과정을 통해 테라헤르츠 신호를 생성할 수 있도록 서로 다른 파장 특성을 가지는 2개의 직접 변조 레이저를 사용할 수 있다. 일례로, 테라헤르츠 신호 생성 장치(100)는 제1 직접 변조 레이저(110)를 이용하여 로컬 오실레이터(Local Oscillator, LO) 신호를 출력하고, 제2 직접 변조 레이저(120)를 이용하여 데이터로 사용되는 기저대역 신호(baseband signal)를 광변조할 수 있다.
제2 직접 변조 레이저(120)를 통해 직접 변조된 광원은 고유의 처프(chirp)에 의한 스펙트럼 확산(spectrum broadening) 특성으로 인해 도 2와 같이 넓은 스펙트럼 특성을 가질 수 있다. 도 2를 참고하면, 제2 직접 변조 레이저(120)를 통해 직접 변조된 광원은 두 개의 피크(peak)가 나타나는데 파장(주파수)을 기준으로 단파장(고주파)은 "1" level에 의한 성분을 나타내고, 장파장(저주파)은 "0" level에 의한 성분을 나타낸다.
이때, 각 피크의 주파수 간격은 데이터 레이트(Data rate)에 따라 고정이고, 광소광비(Extinction ratio)는 제2 직접 변조 레이저(120)에 입력되는 전기적 신호의 "0" level 신호 및 "1" level 신호의 세기차에 따라 결정될 수 있다.
즉, 제2 직접 변조 레이저(120)에 입력되는 변조 신호(데이터로 사용되는 기저대역 신호)의 peak-to-peak 세기가 클수록 테라헤르츠 신호 생성 장치(100)가 가지는 광소광비는 증가될 수 있으며, 이로 인해 광섬유에 의한 광손실 및 잡음으로 인한 성능 열화가 보상될 수 있다. 하지만 이와 같은 변조 신호의 peak-to-peak 세기로 광소광비를 증가시키는 방법에는 한계가 있을 수 있다.
본 발명의 테라헤르츠 신호 생성 장치(100)는 제2 직접 변조 레이저(120)의 출력에 광학 대역 필터(Optical Band-Pass Filter, OBPF)(130)를 연결하고, 광학 대역 필터(130)의 에지 필터링(edge filtering) 특성을 이용함으로써 광소광비를 증가시켜 테라헤르츠 신호의 전송 성능을 향상시키는 방법을 제공할 수 있다.
이를 위해 테라헤르츠 신호 생성 장치(100)는 광학 대역 필터(130)를 이용하여 제2 직접 변조 레이저(120)의 출력 중 '0' level에 해당하는 스펙트럼 성분('off' 준위 에너지)을 억제함으로써 광소광비를 증가시킬 수 있다. 이때, 광학 대역 필터(130)를 이용한 광학적 필터링에 의해 발생되는 광소광비의 변화는 아래의 식 1과 같을 수 있다.
<식 1>
Figure pat00003
여기서,
Figure pat00004
는 광소광비 변화량을 나타내고,
Figure pat00005
는 "0" level 신호 및 "1" level 신호 사이의 주파수 간격을 나타내며,
Figure pat00006
는 주파수에 따른 광학 대역 필터(130)의 삽입손실율을 나타낸다.
즉, 테라헤르츠 신호 생성 장치(100)는 높은 광소광비를 획득하기 위해 '0' level에 해당하는 스펙트럼 성분의 제거량을 증가시킬 수 있다. 이를 위해 테라헤르츠 신호 생성 장치(100)는 광학 대역 필터(130)의 중심 파장 대비 제2 직접 변조 레이저(120)의 중심 파장을 장파장 대역으로 이동시키거나, 반대로 제2 직접 변조 레이저(120)의 중심 파장 대비 광학 대역 필터(130)의 중심 파장을 단파장으로 이동시켜 '0' level에 해당하는 스펙트럼 성분의 제거량을 증가시킴으로써 보다 높은 광소광비를 획득할 수 있다.
이후 테라헤르츠 신호 생성 장치(100)는 로컬 오실레이터 신호를 출력하는 제1 직접 변조 레이저(120)의 출력과 '0' level에 해당하는 스펙트럼 성분이 억제되어 광소광비가 증가된 제2 직접 변조 레이저(120)의 출력을 커플러(140)를 통해 결합할 수 있다.
이와 같이 결합된 제1 직접 변조 레이저(120)의 출력과 광소광비가 증가된 제2 직접 변조 레이저(130)의 출력은 광증폭기(150)를 통해 증폭된 후 일방향 주행 캐리어 광 다이오드(Uni-Travelling-Carrier PhotoDiode, UTC-PD)(160)에 입력될 수 있다.
UTC-PD(160)는 광증폭기(150)를 통해 증폭되어 입력된 광신호들의 광학적 비팅 과정을 통해 테라헤르츠 신호를 생성할 수 있으며, 생성된 테라헤르츠 신호는 안테나(170)를 통해 외부로 방사될 수 있다.
이와 같이 본 발명의 테라헤르츠 신호 생성 장치(100)를 통해 생성되는 테라헤르츠 신호는 보다 넓어진 아이(eye) 확보로 인해 광섬유에 의한 광손실 및 잡음으로 인한 성능 열화가 보상될 수 있다.
다시 말하자면, 본 발명의 테라헤르츠 신호 생성 장치(100)는 직접 변조 레이저와 광필터를 사용하는 것만으로도 광소광비가 증가된 광신호를 통해 테라헤르츠 신호의 무선 전송 거리를 증가시킬 수 있으며, 이는 커버리지(coverage)를 증가시키는 결과를 가져와 실내에 테라헤르츠 신호가 도달하지 못하는 음영지역을 제거할 있는 장점을 가질 수 있다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 광학 대역 필터를 통한 필터링 정도에 따른 광소광비의 변화를 나타낸 도면이다.
도 3을 참고하면, '0' level에 해당하는 스펙트럼 성분의 필터링 정도에 따른 광소광비를 알 수 있다. 도 2의 Filter 1과 같이 제2 직접 변조 레이저(120)의 출력에 대한 모든 스펙트럼 성분을 포함시키면 도 3의 (a)와 같은 아이 다이어그램(eye diagram)을 획득할 수 있다.
이때, 광학 대역 필터(130)의 통과 대역을 조절하여 Filter 2 및 Filter 3과 같이 '0' level에 해당하는 스펙트럼 성분을 억제시키는 정도가 커질수록 도 3의 (b) 및 (c)와 같이 '0' level이 그라운드(ground)에 가까울 정도로 낮아지고 광소광비가 증가하는 것을 확인할 수 있다.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 직접 변조 레이저를 이용한 테라헤르츠 신호 생성 장치를 나타낸 도면이다.
도 4를 참고하면, 본 발명의 테라헤르츠 신호 생성 장치(200)는 직접 변조 레이저를 이용하여 테라헤르츠 신호를 생성하고, 생성된 테라헤르츠 신호의 전송 성능을 향상시킬 수 있다.
이때, 테라헤르츠 신호 생성 장치(200)는 로컬 오실레이터 신호를 출력하는 제1 직접 변조 레이저(210), 데이터로 사용되는 기저대역 신호를 광변조하는 제2 직접 변조 레이저(220), 커플러(230), 광학 대역 필터(240), 광증폭기(250), 일방향 주행 캐리어 광 다이오드(260) 및 안테나(270)로 구성될 수 있다는 점에서 도 1에서 제공하는 테라헤르츠 신호 생성 장치(100)과 유사할 수 있다.
다만, 광역 대역 필터(240)의 경우, 통과 대역이 작아질수록 정밀한 중심 파장의 제어가 어렵고 비용이 증가하는 문제가 발생한다. 따라서, 테라헤르츠 신호 생성 장치(200)는 정밀한 중심 파장의 제어가 요구되지 않을 정도로 통과 대역이 크면서 가격이 저렴한 광역 대역 필터(240)를 이용한 구조를 제공할 수 있다.
이때, 광역 대역 필터(240)는 도 1에서 제공하는 테라헤르츠 신호 생성 장치(100)와는 달리 커플러(230)의 후단에 배치될 수 있으며, 도 5와 같이 제1 직접 변조 레이저(210)의 출력과 제2 직접 변조 레이저(220)의 출력을 모두 포함할 정도로 충분한 통과 대역을 가질 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 방법은 컴퓨터에서 실행될 수 있는 프로그램으로 작성되어 마그네틱 저장매체, 광학적 판독매체, 디지털 저장매체 등 다양한 기록 매체로도 구현될 수 있다.
본 명세서에 설명된 각종 기술들의 구현들은 디지털 전자 회로조직으로, 또는 컴퓨터 하드웨어, 펌웨어, 소프트웨어로, 또는 그들의 조합들로 구현될 수 있다. 구현들은 데이터 처리 장치, 예를 들어 프로그램가능 프로세서, 컴퓨터, 또는 다수의 컴퓨터들의 동작에 의한 처리를 위해, 또는 이 동작을 제어하기 위해, 컴퓨터 프로그램 제품, 즉 정보 캐리어, 예를 들어 기계 판독가능 저장 장치(컴퓨터 판독가능 매체) 또는 전파 신호에서 유형적으로 구체화된 컴퓨터 프로그램으로서 구현될 수 있다. 상술한 컴퓨터 프로그램(들)과 같은 컴퓨터 프로그램은 컴파일된 또는 인터프리트된 언어들을 포함하는 임의의 형태의 프로그래밍 언어로 기록될 수 있고, 독립형 프로그램으로서 또는 모듈, 구성요소, 서브루틴, 또는 컴퓨팅 환경에서의 사용에 적절한 다른 유닛으로서 포함하는 임의의 형태로 전개될 수 있다. 컴퓨터 프로그램은 하나의 사이트에서 하나의 컴퓨터 또는 다수의 컴퓨터들 상에서 처리되도록 또는 다수의 사이트들에 걸쳐 분배되고 통신 네트워크에 의해 상호 연결되도록 전개될 수 있다.
컴퓨터 프로그램의 처리에 적절한 프로세서들은 예로서, 범용 및 특수 목적 마이크로프로세서들 둘 다, 및 임의의 종류의 디지털 컴퓨터의 임의의 하나 이상의 프로세서들을 포함한다. 일반적으로, 프로세서는 판독 전용 메모리 또는 랜덤 액세스 메모리 또는 둘 다로부터 명령어들 및 데이터를 수신할 것이다. 컴퓨터의 요소들은 명령어들을 실행하는 적어도 하나의 프로세서 및 명령어들 및 데이터를 저장하는 하나 이상의 메모리 장치들을 포함할 수 있다. 일반적으로, 컴퓨터는 데이터를 저장하는 하나 이상의 대량 저장 장치들, 예를 들어 자기, 자기-광 디스크들, 또는 광 디스크들을 포함할 수 있거나, 이것들로부터 데이터를 수신하거나 이것들에 데이터를 송신하거나 또는 양쪽으로 되도록 결합될 수도 있다. 컴퓨터 프로그램 명령어들 및 데이터를 구체화하는데 적절한 정보 캐리어들은 예로서 반도체 메모리 장치들, 예를 들어, 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(Magnetic Media), CD-ROM(Compact Disk Read Only Memory), DVD(Digital Video Disk)와 같은 광 기록 매체(Optical Media), 플롭티컬 디스크(Floptical Disk)와 같은 자기-광 매체(Magneto-Optical Media), 롬(ROM, Read Only Memory), 램(RAM, Random Access Memory), 플래시 메모리, EPROM(Erasable Programmable ROM), EEPROM(Electrically Erasable Programmable ROM) 등을 포함한다. 프로세서 및 메모리는 특수 목적 논리 회로조직에 의해 보충되거나, 이에 포함될 수 있다.
또한, 컴퓨터 판독가능 매체는 컴퓨터에 의해 액세스될 수 있는 임의의 가용매체일 수 있고, 컴퓨터 저장매체 및 전송매체를 모두 포함할 수 있다.
본 명세서는 다수의 특정한 구현물의 세부사항들을 포함하지만, 이들은 어떠한 발명이나 청구 가능한 것의 범위에 대해서도 제한적인 것으로서 이해되어서는 안되며, 오히려 특정한 발명의 특정한 실시형태에 특유할 수 있는 특징들에 대한 설명으로서 이해되어야 한다. 개별적인 실시형태의 문맥에서 본 명세서에 기술된 특정한 특징들은 단일 실시형태에서 조합하여 구현될 수도 있다. 반대로, 단일 실시형태의 문맥에서 기술한 다양한 특징들 역시 개별적으로 혹은 어떠한 적절한 하위 조합으로도 복수의 실시형태에서 구현 가능하다. 나아가, 특징들이 특정한 조합으로 동작하고 초기에 그와 같이 청구된 바와 같이 묘사될 수 있지만, 청구된 조합으로부터의 하나 이상의 특징들은 일부 경우에 그 조합으로부터 배제될 수 있으며, 그 청구된 조합은 하위 조합이나 하위 조합의 변형물로 변경될 수 있다.
마찬가지로, 특정한 순서로 도면에서 동작들을 묘사하고 있지만, 이는 바람직한 결과를 얻기 위하여 도시된 그 특정한 순서나 순차적인 순서대로 그러한 동작들을 수행하여야 한다거나 모든 도시된 동작들이 수행되어야 하는 것으로 이해되어서는 안 된다. 특정한 경우, 멀티태스킹과 병렬 프로세싱이 유리할 수 있다. 또한, 상술한 실시형태의 다양한 장치 컴포넌트의 분리는 그러한 분리를 모든 실시형태에서 요구하는 것으로 이해되어서는 안되며, 설명한 프로그램 컴포넌트와 장치들은 일반적으로 단일의 소프트웨어 제품으로 함께 통합되거나 다중 소프트웨어 제품에 패키징 될 수 있다는 점을 이해하여야 한다.
한편, 본 명세서와 도면에 개시된 본 발명의 실시 예들은 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것에 지나지 않으며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시 예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형 예들이 실시 가능하다는 것은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.
100 : 테라헤르츠 신호 생성 장치
110 : 제1 직접 변조 레이저
120 : 제2 직접 변조 레이저
130 : 광학 대역 필터
140 : 커플러
150 : 광증폭기
160 : 일방향 주행 캐리어 광 다이오드
170 : 안테나

Claims (18)

  1. 로컬 오실레이터(Local Oscillator, LO) 신호를 출력하는 제1 직접 변조 레이저;
    데이터로 사용되는 기저대역 신호를 수신하여 광변조하는 제2 직접 변조 레이저;
    상기 제2 직접 변조 레이저를 통해 광변조되어 출력된 기저대역 신호의 스펙트럼 성분을 특정한 주파수 대역폭을 이용하여 필터링하는 대역 통과 필터;
    상기 대역 통과 필터를 통해 필터링된 기저대역 신호와 상기 LO 신호를 결합하는 커플러; 및
    상기 결합된 기저대역 신호와 LO 신호를 비팅시켜 테라헤르츠 신호를 생성하는 일방향 주행 캐리어 광 다이오드(Uni-Travelling-Carrier PhotoDiode, UTC-PD)
    를 포함하는 테라헤르츠 신호 생성 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 대역 통과 필터는,
    상기 기저대역 신호의 스펙트럼 성분 중 장파장에 대응하는 스펙트럼 성분을 억제하기 위한 주파수 대역폭으로 구성되는 테라헤르츠 신호 생성 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 UTC-PD는,
    상기 기저대역 신호 및 LO 신호의 주파수 차이에 대응하는 주파수를 가지는 테라헤르츠 신호를 생성하는 테라헤르츠 신호 생성 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 커플러를 통해 결합된 기저대역 신호와 LO 신호를 광 증폭하는 광 증폭기
    를 더 포함하고,
    상기 UTC-PC는,
    상기 광 증폭기를 통해 광 증폭된 기저대역 신호와 LO 신호를 이용하여 테라헤르츠 신호를 생성하는 테라헤르츠 신호 생성 장치.
  5. 제1 직접 변조 레이저를 통해 로컬 오실레이터(Local Oscillator, LO) 신호를 출력하는 단계;
    제2 직접 변조 레이저를 통해 데이터로 사용되는 기저대역 신호를 광변조하는 단계;
    상기 제2 직접 변조 레이저를 통해 광변조된 기저대역 신호의 스펙트럼 성분을 특정한 주파수 대역폭을 가지는 대역 통과 필터를 이용하여 필터링하는 단계;
    커플러를 통해 상기 대역 통과 필터를 통해 필터링된 기저대역 신호와 상기 LO 신호를 결합하는 단계; 및
    일방향 주행 캐리어 광 다이오드(Uni-Travelling-Carrier PhotoDiode, UTC-PD)를 통해 상기 결합된 기저대역 신호와 LO 신호를 비팅시켜 테라헤르츠 신호를 생성하는 단계
    를 포함하는 테라헤르츠 신호 생성 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 대역 통과 필터는,
    상기 기저대역 신호의 스펙트럼 성분 중 장파장에 대응하는 스펙트럼 성분을 억제하기 위한 주파수 대역폭으로 구성되는 테라헤르츠 신호 생성 방법.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 UTC-PD는,
    상기 기저대역 신호 및 LO 신호의 주파수 차이에 대응하는 주파수를 가지는 테라헤르츠 신호를 생성하는 테라헤르츠 신호 생성 방법.
  8. 제5항에 있어서,
    광 증폭기를 통해 상기 커플러를 통해 결합된 기저대역 신호와 LO 신호를 광 증폭하는 단계
    를 더 포함하고,
    상기 UTC-PC는,
    상기 광 증폭기를 통해 광 증폭된 기저대역 신호와 LO 신호를 이용하여 테라헤르츠 신호를 생성하는 테라헤르츠 신호 생성 방법.
  9. 로컬 오실레이터(Local Oscillator, LO) 신호를 출력하는 제1 직접 변조 레이저;
    데이터로 사용되는 기저대역 신호를 수신하여 광변조하는 제2 직접 변조 레이저;
    상기 기저대역 신호 및 LO 신호를 결합하는 커플러;
    상기 커플러를 통해 결합된 상기 기저대역 신호의 스펙트럼 성분 및 상기 LO 신호의 스펙트럼 성분을 특정한 주파수 대역폭을 이용하여 필터링하는 대역 통과 필터; 및
    상기 필터링된 기저대역 신호와 LO 신호를 비팅시켜 테라헤르츠 신호를 생성하는 일방향 주행 캐리어 광 다이오드(Uni-Travelling-Carrier PhotoDiode, UTC-PD)
    를 포함하는 테라헤르츠 신호 생성 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 대역 통과 필터는,
    상기 기저대역 신호의 스펙트럼 성분에 대응하는 주파수 대역 및 상기 LO 신호의 스펙트럼 성분에 대응하는 주파수 대역을 통과시키기 위한 주파수 대역폭을 가지는 테라헤르츠 신호 생성 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 대역 통과 필터는,
    상기 기저대역 신호의 스펙트럼 성분 중 장파장에 대응하는 스펙트럼 성분을 억제하기 위한 주파수 대역폭으로 구성되는 테라헤르츠 신호 생성 장치.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 UTC-PD는,
    상기 기저대역 신호 및 LO 신호의 주파수 차이에 대응하는 주파수를 가지는 테라헤르츠 신호를 생성하는 테라헤르츠 신호 생성 장치.
  13. 제9항에 있어서,
    상기 대역 통과 필터를 통해 필터링된 기저대역 신호와 LO 신호를 광 증폭하는 광 증폭기
    를 더 포함하고,
    상기 UTC-PC는,
    상기 광 증폭기를 통해 광 증폭된 기저대역 신호와 LO 신호를 이용하여 테라헤르츠 신호를 생성하는 테라헤르츠 신호 생성 장치.
  14. 제1 직접 변조 레이저를 통해 로컬 오실레이터(Local Oscillator, LO) 신호를 출력하는 단계;
    제2 직접 변조 레이저를 통해 데이터로 사용되는 기저대역 신호를 광변조하는 단계;
    커플러를 통해 상기 기저대역 신호 및 LO 신호를 결합하는 단계;
    대역 통과 필터를 통해 상기 커플러를 통해 결합된 상기 기저대역 신호의 스펙트럼 성분 및 상기 LO 신호의 스펙트럼 성분을 특정한 주파수 대역폭을 이용하여 필터링하는 단계; 및
    일방향 주행 캐리어 광 다이오드(Uni-Travelling-Carrier PhotoDiode, UTC-PD)를 통해 상기 필터링된 기저대역 신호와 LO 신호를 비팅시켜 테라헤르츠 신호를 생성하는 단계
    를 포함하는 테라헤르츠 신호 생성 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 대역 통과 필터는,
    상기 기저대역 신호의 스펙트럼 성분에 대응하는 주파수 대역 및 상기 LO 신호의 스펙트럼 성분에 대응하는 주파수 대역을 통과시키기 위한 주파수 대역폭을 가지는 테라헤르츠 신호 생성 방법.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 대역 통과 필터는,
    상기 기저대역 신호의 스펙트럼 성분 중 장파장에 대응하는 스펙트럼 성분을 억제하기 위한 주파수 대역폭으로 구성되는 테라헤르츠 신호 생성 방법.
  17. 제14항에 있어서,
    상기 UTC-PD는,
    상기 기저대역 신호 및 LO 신호의 주파수 차이에 대응하는 주파수를 가지는 테라헤르츠 신호를 생성하는 테라헤르츠 신호 생성 방법.
  18. 제14항에 있어서,
    광 증폭기를 통해 상기 대역 통과 필터를 통해 필터링된 기저대역 신호와 LO 신호를 광 증폭하는 단계
    를 더 포함하고,
    상기 UTC-PC는,
    상기 광 증폭기를 통해 광 증폭된 기저대역 신호와 LO 신호를 이용하여 테라헤르츠 신호를 생성하는 테라헤르츠 신호 생성 방법.
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