WO2019143136A1 - 위상잡음 보상에 의한 좁은 선폭 레이저 광원 구현장치 및 방법 - Google Patents

위상잡음 보상에 의한 좁은 선폭 레이저 광원 구현장치 및 방법 Download PDF

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WO2019143136A1
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light source
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서동선
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명지대학교 산학협력단
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Definitions

  • Embodiments of the present invention are directed to an apparatus and method for implementing a narrow linewidth laser light source by phase noise compensation.
  • a light source with a narrow linewidth can be used in many scientific fields such as coherent optical communication, high resolution lidar (LIDA) systems, millimeter wave and terahertz wave signal generation, sensing, and spectroscopy Is coming.
  • LIDA high resolution lidar
  • the systems used in coherent optical communications employ a very complex modulation scheme, which requires a low bit error rate (BER). Accordingly, a laser having a narrow linewidth is required while operating stably.
  • Measurement facilities such as laser interferometer gravitational-wave observatory require highly stable, narrow linewidth lasers with extremely low noise characteristics.
  • an external cavity laser diode has relatively narrow linewidths as compared with other lasers, but is very sensitive to environmental factors such as temperature change, pressure change and mechanical vibration. Because of such environmental factors, the line width of the external resonator laser diode is widened, so that it is difficult to use without proper isolation mechanism.
  • FIG. 1 is a conceptual diagram of a conventional narrow line width light source implementing apparatus.
  • a conventional narrow linewidth light source implementation includes a light source 110, an optical splitter 120, a frequency discriminator 130, a differential amplifier 140 and a current source 150.
  • the optical signal generator having such a narrow linewidth separates an optical signal from the light source 110 by using the optical splitter 120. After parting the separated optical signals into the frequency discriminator 130, 140 to reduce the line width of the light source 110 in such a manner that the driving conditions of the light source 110 are changed.
  • frequency variation of the light source 110 is measured by a frequency discriminator 130 such as Fabry-Perot etalon and frequency variation is reduced by varying a current injected into the light source 110.
  • the light source 110 may be an external resonator laser diode.
  • this method changes the driving condition of the light source with the error signal of the frequency discriminator, it is difficult to apply it to the case where the driving condition is not easily changed or the frequency condition is not changed even when the driving condition is changed.
  • this method can be applied only to a semiconductor laser whose oscillation frequency is easily shifted in accordance with a change in driving conditions.
  • Embodiments of the present invention have a main object to provide a laser light source having a narrow line width while improving operational stability by simultaneously applying electrical negative feedback and phase noise compensation.
  • Embodiments of the present invention provide an apparatus and method for implementing a narrow linewidth laser light source by phase noise compensation that can be applied regardless of the type of light source.
  • One embodiment of the present invention provides a light source that generates a continuous wave optical signal having a first spectral linewidth; A phase modulator for compensating for the phase noise included in the continuous wave optical signal and outputting a continuous wave optical signal having a second spectral line width that is narrower than the first spectral line width; A frequency discriminator for receiving a part of the optical signal from the phase modulator and selectively passing an optical signal within a predetermined frequency range; A signal processor for receiving an optical signal from the frequency discriminator, converting the optical signal into an electric signal, and processing the signal; And an integrator for receiving and integrating the electrical signal output from the signal processor and converting information about the frequency into information about the phase.
  • the apparatus for realizing the narrow-linewidth laser light source according to the phase noise compensation.
  • One embodiment of the present invention is a method of generating a continuous wave optical signal having a second spectral linewidth by removing phase noise of a continuous wave optical signal having a first spectral linewidth output from a light source and generating a continuous wave optical signal having a second spectral linewidth Outputting a part of the optical signal as a stabilized optical signal; Performing a frequency discrimination process on a part of the continuous wave optical signal having the second spectral linewidth to generate a frequency discrimination signal, photoelectrically converting the frequency discrimination signal, and then performing signal processing; Converting the frequency information to phase information by integrating a first electrical signal that is a part of an electrical signal output as a result of the signal processing, and removing phase noise using the phase information; And determining whether the optical signal output as a result of removing the phase noise satisfies a predetermined condition.
  • a laser light source having a narrow line width can be provided while improving operational stability.
  • a method of compensating for narrow-band noise caused by phase noise compensation which can be applied to various fields including optical communication or optical signal transmission systems, various optical measurement and signal processing systems, Line width laser light source apparatus and method.
  • FIG. 1 is a conceptual diagram of a conventional narrow-linewidth laser light source implementing apparatus.
  • FIG. 2 is a conceptual diagram of an apparatus for implementing a narrow-linewidth laser light source by phase noise compensation according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a conceptual diagram of an apparatus for implementing a narrow-linewidth laser light source by phase noise compensation according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a flowchart illustrating a method of implementing a narrow-linewidth laser light source by phase noise compensation according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 illustrates error signals measured at the output of the frequency discriminator when the apparatus for implementing a narrow-linewidth laser light source by phase noise compensation according to an embodiment of the present invention is applied or not.
  • FIG. 6 is a conceptual diagram of an apparatus for implementing a narrow-linewidth laser light source by phase noise compensation according to another embodiment of the present invention.
  • the first, second, i), ii), a), b) and the like can be used.
  • Such a code is intended to distinguish the constituent element from other constituent elements, and the nature of the constituent element, the order or the order of the constituent element is not limited by the code. It is also to be understood that when a component is referred to as being “comprising” or “comprising,” it should be understood that it is not intended to exclude other components, it means.
  • FIG. 2 is a conceptual diagram of an apparatus for implementing a narrow-linewidth laser light source by phase noise compensation according to an embodiment of the present invention.
  • An apparatus for implementing a narrow-linewidth laser light source by phase noise compensation includes a light source 210, a phase modulator 260, an optical splitter 220, a frequency discriminator 230, a signal processor 270, A power divider 280, an integrator 290, a current source 240 and a differential amplifier 250.
  • the light source 210 generates a continuous wave (CW) optical signal having a first spectral linewidth.
  • CW continuous wave
  • a laser having a narrow line width and a stable polarization characteristic is suitable as the light source 210, because the emitted light is a single mode.
  • the light source 210 may be a semiconductor laser such as a distributed feedback (DFB), a vertical-surface emitting laser (VCSEL), a distributed Bragg reflector (DBR) laser, a fiber laser, or other types of laser . ≪ / RTI >
  • DFB distributed feedback
  • VCSEL vertical-surface emitting laser
  • DBR distributed Bragg reflector
  • the phase modulator 260 modulates the phase of the optical signal via the phase modulator 260.
  • the phase modulator 260 may compensate for phase noise included in the continuous wave optical signal received from the light source 210 and output a continuous wave optical signal having a second spectral line width that is narrower than the first spectral line width.
  • the phase modulator 260 modulates the optical signal passing through the phase modulator 260 using information received from the integrator 290.
  • the phase modulator 260 compensates for the phase noise in a manner that is opposite to that of the phase noise existing in the optical signal received by the phase modulator 260 for phase noise compensation.
  • the optical splitter 220 separates the optical signal transmitted through the optical splitter 220 into at least two optical signals and transmits the separated signals.
  • the optical splitter 220 of the apparatus for implementing a narrow-linewidth laser light source by phase noise compensation according to an embodiment of the present invention receives an output optical signal from the phase modulator 260 and separates the optical signal into two optical signals, It is possible to output one optical signal as a stabilized optical signal. Since the loss of the optical signal via the optical splitter 220 does not exist in the ideal optical splitter, the intensity of the optical signal input to the optical splitter 220 is determined by the intensity of the at least one optical signal output from the optical splitter 220 Will be equal to the sum of
  • the frequency discriminator 230 receives the optical signal from the optical distributor 220 or the phase modulator 260 and passes the optical signal within a specific frequency range. More precisely, the intensity of the optical signal passing through the specific frequency is the largest, and the farther from the specific frequency, the smaller the intensity of the optical signal passed. That is, the transmittance, which is the intensity of the optical signal passing through the frequency discriminator 230, is the highest at the center of the specific frequency and decreases as the distance from the specific frequency increases.
  • the frequency discriminator 230 may be a Fabry-Perot etalon in which two mirrors with high reflectance are arranged so as to face each other at a certain distance so that the optical signal generated between the mirrors and the reflected optical signal cause interference .
  • the optical signal in the Fabry-Perot etalon causes constructive interference and destructive interference, resulting in only the optical signal of a specific wavelength (or frequency) remaining and the others canceling out, Is selectively passed and output.
  • the frequency discriminator 230 may perform frequency discrimination using a saturable absorber.
  • the signal processor 270 receives the optical signal from the frequency discriminator 230 and converts the received optical signal into an electrical signal.
  • the signal processor 270 can use the frequency passing characteristic of the frequency discriminator 230 as it is, or can use the differential characteristic with respect to frequency.
  • a method of generating a frequency variation using the phase modulator 260 or a frequency modulator (not shown) and discriminating the generated variation may be used.
  • the power splitter 280 separates the electrical signal received from the signal processor 270 into at least two electrical signals.
  • the electric power splitter 280 transfers one of the separated at least two electrical signals to the integrator 290 and the other electrical signal to the differential amplifier 250.
  • the power splitter 280 may be formed to be included in the signal processor 270.
  • the integrator 290 converts the frequency information of the electric signal received from the power divider 280 into phase information.
  • the integrator 290 may be formed of a proportional integral amplifier or the like capable of converting frequency information into phase information.
  • the differential amplifier 250 performs differential amplification based on the electrical signal received from the power divider 280 and the reference signal input from the outside.
  • the reference signal can be set to receive, as the value of the reference signal, as much as half of the light output that the frequency discriminator can pass through at the maximum.
  • the value of the reference signal may be set differently. That is, the value of the reference signal input to the differential amplifier 250 may be differently set according to how the frequency discriminator 230 discriminates the optical signal.
  • the error signal can be generated by monitoring an electric signal generated in the signal processor 270 while varying the magnitude of the current injected into the light source 210.
  • the current source 240 drives the light source 210 by controlling the current injected into the light source 210 based on the electric signal received from the differential amplifier 250.
  • the signal received from the differential amplifier 250 is used to control the length of the resonator, and the effect of shifting the oscillation frequency output from the light source 210 is obtained .
  • the electric signal received from the differential amplifier 250 may be an error signal.
  • the error signal may be generated by monitoring an electrical signal generated by the signal processor 270 while varying the magnitude of the current injected into the light source 210 from the electrical signal received from the differential amplifier 250.
  • FIG. 3 is a conceptual diagram of an apparatus for implementing a narrow-linewidth laser light source by phase noise compensation according to an embodiment of the present invention.
  • the phase modulator 360 in the apparatus for implementing a narrow-linewidth laser light source according to the phase noise includes a light source 310, an optical splitter 320, a frequency discriminator 330, a signal processor 370, Except that it is located outside the feedback loop formed by the divider 380, the differential amplifier 350 and the current source 340.
  • FIG. 4 is a flowchart illustrating a method of implementing a narrow-linewidth laser light source by phase noise compensation according to an embodiment of the present invention.
  • the method of implementing a narrow linewidth laser light source by phase noise compensation according to an embodiment of the present invention includes removing a phase noise of a continuous wave optical signal having a first spectral linewidth output from a light source 210 to generate continuous wave light having a second spectrum linewidth Signal, and outputs a part of the continuous wave optical signal having the second spectrum line width as a stabilized optical signal (S410).
  • a frequency discrimination signal is generated by performing a frequency discrimination process on a part of the continuous wave optical signal having the second spectral linewidth, and the frequency discrimination signal is subjected to photoelectric conversion and signal processing (S420).
  • the frequency discrimination process and the frequency discrimination signal generation may be performed through the frequency discriminator 230.
  • the first electrical signal which is a part of the electrical signal output as a result of the signal processing (S420), is integrated to convert the frequency information into phase information, and the phase noise is removed using the phase information (S430).
  • the integrator 290 can be used to convert the frequency information into the phase information.
  • the phase noise is removed by driving the light source 210 based on a part of the electrical signal output as a result of the signal processing step S420, and the phase noise of the optical signal output from the light source 210 Can be removed.
  • operation S440 it is determined whether the optical signal output as a result of the phase noise canceling step S430 satisfies predetermined conditions. That is, it is determined whether the linewidth of the output optical signal satisfies a preset linewidth condition as a result of the step of removing the phase noise (S430). This determination can be performed by a control unit not shown in the figure.
  • the optical signal is output as a stabilized optical signal at step S450.
  • the stabilized optical signal may be one of at least two optical signals output from the optical splitter 220.
  • FIG. 5 illustrates error signals measured at the output of the frequency discriminator when the apparatus for implementing a narrow-linewidth laser light source by phase noise compensation according to an embodiment of the present invention is applied or not.
  • the variation of the amplitude of the error signal when the electrical feedback is applied is small compared with the amplitude variation of the error signal directly output from the optical signal when the error signal is represented by one time axis.
  • the amplitude change of the error signal is greatly reduced when the apparatus for implementing a narrow linewidth laser light source by phase noise compensation according to an embodiment of the present invention, that is, the phase noise compensation is applied to the electrical negative feedback at the same time. That is, by applying an apparatus and method for implementing a narrow-linewidth laser light source by phase noise compensation according to an embodiment of the present invention, it is possible to provide a light source having high stability and narrow line width.
  • each process is sequentially executed, but the present invention is not limited thereto. In other words, it can be applied to changing the procedure shown in FIG. 4 or executing one or more processes in parallel, so that FIG. 4 is not limited to a time series order.
  • each step of the flowchart shown in FIG. 4 can be implemented as a computer-readable code in a computer-readable recording medium.
  • a computer-readable recording medium includes all kinds of recording apparatuses in which data that can be read by a computer system is stored. That is, a computer-readable recording medium includes a magnetic storage medium (e.g., ROM, floppy disk, hard disk, etc.), an optical reading medium (e.g., CD ROM, And the like).
  • the computer-readable recording medium may be distributed over a network-connected computer system so that computer-readable code can be stored and executed in a distributed manner.
  • FIG. 6 is a conceptual diagram of an apparatus for implementing a narrow-linewidth laser light source by phase noise compensation according to another embodiment of the present invention.
  • the apparatus for implementing a narrow-linewidth laser light source by phase noise compensation includes a light source 610, first and second phase modulators 620 and 630, a mixer 640, and a phase discriminator 650 .
  • the laser output from the light source 610 is divided into two laser light sources, which are divided into a first phase modulator 620 and a second phase modulator 630).
  • the first phase modulator 620 phase-modulates the optical signal passing through the first phase modulator 620 with a sinusoidal wave and outputs the sinusoidal wave. This signal is coherently mixed in the mixer 640 with the output of the second phase modulator 630 for phase noise detection.
  • the phase noise included in the optical signal passing through the second phase modulator 630 can be compensated to output the continuous wave optical signal having the second spectral line width that is narrower than the first spectral line width.
  • the second phase modulator 630 modulates the phase to compensate for the phase noise of the optical signal passing through the second phase modulator 630 using the information received from the phase discriminator 650. That is, the second phase modulator 630 compensates for the phase noise by modulating the phase noise of the optical signal received by the second phase modulator 630 as much as the phase noise existing in the received optical signal.
  • the second phase modulator 630 may output the signal output from the second phase modulator 630 to the mixer 640.
  • the mixer 640 coherently mixes the signals output from the first phase modulator 620 and the second phase modulator 630 and outputs them.
  • the phase discriminator 650 obtains an error signal corresponding to the difference between the In-Phase and the Quadrature-Phase from the signal output from the mixer 640 and outputs the error signal as the phase modulation value of the second phase modulator 630 do.
  • the phase shift of the light source is compensated.
  • the compensation signal is applied to the laser itself, it affects the characteristics of the laser or is structurally impossible.
  • the phase noise compensation This is possible.
  • phase noise compensation when there is no phase noise compensation, sinusoidal phase-modulated signal waveforms are not observed due to irregular phase signal blending.
  • phase noise compensation when phase noise compensation is performed, , which indicates that the phase noise compensation is performed well by the present method.
  • Fig. 9 shows the linewidth measurement result of the laser light source before and after phase noise compensation.
  • the linewidth is reduced by the phase noise compensation, indicating that the laser operates stably.

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Abstract

본 발명의 실시예들은 전기적 부궤환과 위상잡음 보상을 동시에 적용함으로써, 높은 동작 안정성과 좁은 스펙트럼 선폭을 갖는 레이저 광원을 제공할 수 있으며, 광원의 유형에 관계 없이 적용할 수 있어 광통신 또는 광신호 전송 시스템, 각종 광 계측 및 신호처리 시스템을 포함하는 다양한 분야에 적용이 가능하도록 하는 위상잡음 보상에 의한 좁은 선폭을 갖는 레이저 광원 구현장치 및 방법을 제공한다.

Description

위상잡음 보상에 의한 좁은 선폭 레이저 광원 구현장치 및 방법
본 발명의 실시예들은 위상잡음 보상에 의한 좁은 선폭 레이저 광원 구현장치 및 방법에 관한 것이다.
이하에 기술되는 내용은 단순히 본 발명에 따른 실시예들과 관련되는 배경 정보만을 제공할 뿐 종래기술을 구성하는 것이 아니다.
좁은 선폭(linewidth)을 갖는 광원은 코히어런트 광통신(coherent optical communication), 고해상도 라이다(LIDA) 시스템, 밀리미터파 및 테라헤르츠파 신호의 생성, 센싱, 분광(spectroscopy) 등 여러 과학기술 분야에서 사용되어 오고 있다.
코히어런트 광통신에서 사용되는 시스템은 아주 복잡한 변조 방식을 채택하고 있으며, 이러한 변조 방식은 낮은 비트오류율(bit error rate; BER)을 요구하고 있다. 이에 따라, 안정적으로 동작하면서도 가능하면 좁은 선폭을 지닌 레이저가 필요하게 되었다. 레이저 간섭계 중력파 관측소(laser interferometer gravitational-wave observatory)와 같은 측정 시설은 극도로 낮은 잡음 특성을 갖는 고도로 안정적인 좁은 선폭 레이저를 필요로 한다.
한편, 외부 공진기 레이저 다이오드(external cavity laser diode)는 다른 레이저에 비해 상대적으로 좁은 선폭을 갖지만 온도변화, 압력변화 및 기계적 진동 등의 환경 요인에 매우 민감하다. 이러한 환경 요인 때문에 외부 공진기 레이저 다이오드의 선폭은 넓어지므로, 적절한 격리 메커니즘 없이 사용되기 어렵다.
도 1은 종래의 좁은 선폭 광원 구현장치의 개념도이다.
종래의 좁은 선폭 광원 구현장치는 광원(110), 광분배기(120), 주파수 변별기(130), 차동 증폭기(140) 및 전류 공급원(150)을 포함한다. 이러한 좁은 선폭을 갖는 광신호 생성장치는 광원(110)로부터의 광신호를 광분배기(120)를 이용하여 분리하고, 분리된 광신호 중 일부를 주파수 변별기(130)로 변별한 후에 차동 증폭기(140)로 전달하여 광원(110)의 구동조건을 변경하는 방식으로 광원(110)의 선폭을 줄인다. 달리 말하면, 패브리 페로 에탈론(Fabry-Perot etalon)과 같은 주파수 변별기(130)로 광원(110)의 주파수 변이를 측정하고, 광원(110)에 주입되는 전류를 가변하여 주파수 변이를 줄인다. 여기서, 광원(110)은 외부 공진기 레이저 다이오드일 수 있다.
그러나 이러한 방법은 주파수 변별기의 오차 신호로 광원의 구동조건을 변화시키기 때문에, 구동조건의 변화가 쉽지 않거나 구동조건의 변화에도 주파수 변화가 동반되지 않는 경우 등에는 적용하기가 어렵다. 바꿔 말하면, 이러한 방법은 구동조건의 변화에 따라 발진 주파수의 이동이 쉬운 반도체 레이저에만 적용이 가능하다.
따라서 선폭 증가를 초래하는 불안정성을 완화할 수 있고, 간단한 방법으로 구현할 수 있으면서도, 다양한 유형의 레이저 광원에 적용이 가능한 방안이 필요하다.
본 발명의 실시예들은 전기적 부궤환과 위상잡음 보상을 동시에 적용함으로써, 동작 안정성을 향상시키면서도 좁은 선폭을 갖는 레이저 광원을 제공하는 데에 주된 목적이 있다.
본 발명의 실시예들은 광원의 유형에 관계 없이 적용할 수 있는 위상잡음 보상에 의한 좁은 선폭 레이저 광원 구현장치 및 방법을 제공하는 데에 일 목적이 있다.
본 발명의 일 실시예는 제 1 스펙트럼 선폭을 갖는 연속파 광신호를 발생시키는 광원; 상기 연속파 광신호에 포함된 위상잡음을 보상하여 상기 제 1 스펙트럼 선폭보다 좁은 선폭인 제 2 스펙트럼 선폭을 갖는 연속파 광신호를 출력하는 위상 변조기; 상기 위상 변조기로부터의 광신호의 일부를 수신하여 기 설정된 주파수 범위 내의 광신호를 선택적으로 통과시키는 주파수 변별기; 상기 주파수 변별기로부터의 광신호를 수신하여 전기신호로 변환하고, 신호처리하는 신호처리기; 및 상기 신호처리기로부터 출력되는 전기신호를 수신하고 적분하여 주파수에 대한 정보를 위상에 대한 정보로 변환하는 적분기를 포함하는 것을 특징으로 하는 위상잡음 보상에 의한 좁은 선폭 레이저 광원 구현장치를 제공한다.
본 발명의 일 실시예는 광원으로부터 출력된 제 1 스펙트럼 선폭을 갖는 연속파 광신호의 위상잡음을 제거하여 제 2 스펙트럼 선폭을 갖는 연속파 광신호를 생성하고, 상기 제 2 스펙트럼 선폭을 갖는 연속파 광신호의 일부를 안정화된 광신호로 출력하는 과정; 상기 제 2 스펙트럼 선폭을 갖는 연속파 광신호의 일부에 대해 주파수 변별 과정을 수행하여 주파수 변별신호를 생성하고, 상기 주파수 변별신호를 광전변환한 후, 신호처리하는 과정; 상기 신호처리하는 과정의 결과로 출력되는 전기신호의 일부인 제 1 전기신호를 적분하여 주파수 정보를 위상 정보로 변환하고, 상기 위상 정보를 이용하여 위상잡음을 제거하는 과정; 및 상기 위상잡음을 제거하는 과정의 결과로 출력되는 광신호가 기 설정된 조건을 만족하는지를 판단하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 위상잡음 보상에 의한 좁은 선폭 레이저 광원 구현방법을 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 동작 안정성을 향상시키면서도 선폭이 좁은 레이저 광원을 제공할 수 있는 효과가 있다.
본 발명의 일 실시예의 다른 측면에 의하면, 광원의 유형에 관계 없이 적용할 수 있어 광통신 또는 광신호 전송 시스템, 각종 광 계측 및 신호처리 시스템을 포함하는 다양한 분야에 응용 가능한, 위상잡음 보상에 의한 좁은 선폭 레이저 광원 구현장치 및 방법을 제공할 수 있다.
도 1은 종래의 좁은 선폭 레이저 광원 구현장치의 개념도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 위상잡음 보상에 의한 좁은 선폭 레이저 광원 구현장치의 개념도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 위상잡음 보상에 의한 좁은 선폭 레이저 광원 구현장치의 개념도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 위상잡음 보상에 의한 좁은 선폭 레이저 광원 구현방법을 나타내는 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 위상잡음 보상에 의한 좁은 선폭 레이저 광원 구현장치를 적용한 경우와 그렇지 않은 경우, 주파수 변별기 출력에서 측정한 오류신호를 도시한다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 위상잡음 보상에 의한 좁은 선폭 레이저 광원 구현장치의 개념도이다.
도 7 내지 도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 위상잡음 보상에 의한 결과를 도시한다.
이하, 본 발명의 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 실시예들을 설명함에 있어서, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시예들의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.
본 발명에 따른 실시예들의 구성요소를 설명하는 데 있어서 제 1, 제 2, i), ii), a), b) 등의 부호를 사용할 수 있다. 이러한 부호는 그 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 부호에 의해 해당 구성요소의 본질 또는 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 또한, 명세서에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 '포함' 또는 '구비'한다고 할 때, 이는 명시적으로 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 위상잡음 보상에 의한 좁은 선폭 레이저 광원 구현장치 및 방법을 설명하면 다음과 같다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 위상잡음 보상에 의한 좁은 선폭 레이저 광원 구현장치의 개념도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 위상잡음 보상에 의한 좁은 선폭 레이저 광원 구현장치는 광원(210), 위상 변조기(260), 광분배기(220), 주파수 변별기(230), 신호처리기(270), 전력 분배기(280), 적분기(290), 전류 공급원(240) 및 차동 증폭기(250)를 포함한다.
광원(210)은 제 1 스펙트럼 선폭(spectral linewidth)을 갖는 연속파(continuous wave; CW) 광신호를 발생시킨다. 방출되는 빛이 단일모드(single mode)이고, 좁은 선폭 및 안정된 편광(polarization) 특성을 갖는 레이저가 광원(210)으로서 적합하다.
광원(210)은 DFB(distributed feedback), VCSEL(vertical-surface emitting laser), DBR(distributed Bragg reflector) 레이저, 광섬유 레이저(fiber laser) 등과 같은 반도체 레이저나 고체 레이저, 가스 레이저 등과 같은 다른 유형의 레이저를 포함할 수 있다.
위상 변조기(260)는 위상 변조기(260)를 경유하는 광신호의 위상을 변조한다. 위상 변조기(260)는 광원(210)으로부터 수신한 연속파 광신호에 포함된 위상잡음을 보상하여 제 1 스펙트럼 선폭보다 좁은 선폭인 제 2 스펙트럼 선폭을 갖는 연속파 광신호를 출력할 수 있다. 위상 변조기(260)는 적분기(290)로부터 수신한 정보를 이용하여 위상 변조기(260)를 통과하는 광신호를 변조한다. 위상 변조기(260)는 위상잡음 보상을 위해 위상 변조기(260)가 수신하는 광신호에 존재하는 위상잡음에 해당하는 만큼 반대로 변조하는 방식으로 위상잡음을 보상한다.
광분배기(220)는 광분배기(220)를 경유하는 광신호를 적어도 두 개의 광신호로 분리하여 분리된 신호 각각을 전달하는 역할을 한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 위상잡음 보상에 의한 좁은 선폭 레이저 광원 구현장치의 광분배기(220)는 위상 변조기(260)로부터의 출력 광신호를 수신하여 두 개의 광신호로 분리하고, 두 개의 광신호 중 하나의 광신호를 안정화된 광신호로 출력할 수 있다. 이상적인 광분배기의 경우, 광분배기(220)를 경유하는 광신호의 손실은 존재하지 않으므로 광분배기(220)로 입력된 광신호의 세기는 광분배기(220)에서 출력되는 적어도 하나의 광신호의 세기의 합과 같을 것이다.
주파수 변별기(230)는 광분배기(220) 또는 위상 변조기(260)로부터 광신호를 수신하여 특정 주파수 범위 내에 존재하는 광신호를 통과시키는 역할을 수행한다. 더욱 정확하게는 특정 주파수에서 통과되는 광신호의 세기가 가장 크고, 특정 주파수에서 멀어질수록, 통과되는 광신호의 세기가 작아진다. 즉, 주파수 변별기(230)를 통과하는 광신호의 세기인 투과율은 특정 주파수를 중심에서 가장 높고, 특정 주파수에서 멀어질수록 감소한다.
주파수 변별기(230)는 반사율이 높은 두 장의 거울을 일정 거리에서 마주보도록 배치하여 거울 사이에서 발생한 광신호와 반사된 광신호가 간섭을 일으키도록 한 패브리 페로 에탈론(Fabry-Perot etalon)일 수 있다. 패브리 페로 에탈론 내에서의 광신호는 보강 간섭(constructive interference)과 상쇄 간섭(destructive interference)을 일으켜, 결과적으로 특정 파장(또는 주파수)의 광신호만 남고 나머지는 모두 상쇄되어, 특정 파장의 광신호만이 선별적으로 통과하여 출력된다. 또한, 주파수 변별기(230)는 포화 흡수체(saturable absorber)를 이용하여 주파수 변별을 수행할 수도 있다.
신호처리기(270)는 주파수 변별기(230)로부터 광신호를 수신하고, 수신한 광신호를 전기신호로 변환한다. 신호처리기(270)는 주파수 변별기(230)의 주파수 통과 특성을 그대로 이용하거나, 주파수에 대한 미분 특성을 이용할 수 있다. 신호처리기(270)가 주파수에 대한 미분 특성을 이용하는 경우, 위상 변조기(260) 또는 주파수 변조기(미도시)를 이용하여 주파수 변이를 발생시키고, 발생된 변이를 변별하는 방법을 이용할 수 있다.
전력 분배기(280)는 신호처리기(270)로부터 수신한 전기신호를 적어도 두 개의 전기신호로 분리한다. 전력 분배기(280)는 분리된 적어도 두 개의 전기신호 중 하나의 전기신호는 적분기(290)로 전달하고, 다른 하나의 전기신호는 차동 증폭기(250)로 전달한다. 또한, 전력 분배기(280)는 신호처리기(270)에 포함되도록 형성될 수도 있다.
적분기(290)는 전력 분배기(280)로부터 수신한 전기신호의 주파수 정보를 위상 정보로 변환하는 역할을 수행한다. 적분기(290)는 주파수 정보를 위상 정보로 변환할 수 있는 비례적분 증폭기 등으로 형성될 수 있다.
차동 증폭기(250)는 전력 분배기(280)로부터 수신한 전기신호 및 외부로부터 입력받은 기준신호에 기초하여 차동 증폭을 수행한다. 여기서, 기준신호는 주파수 변별기가 최대로 통과시킬 수 있는 광출력의 절반값만큼을 기준신호의 값으로 수신하도록 설정될 수 있다. 주파수 변별기(230)의 주파수에 대한 미분 특성을 이용하는 경우, 기준신호의 값도 다르게 설정될 수 있다. 즉, 차동 증폭기(250)로 입력되는 기준신호의 값은 주파수 변별기(230)가 어떻게 광신호를 변별하는지에 따라 달리 설정될 수 있다.
전술한 바와 같이 기준신호의 값을 설정함으로써, 광원(210)이 생성한 광신호에 포함되는 오류신호를 보상하기 위한 오류 정정 신호로 변환할 수 있다. 여기서, 오류신호는 광원(210)에 주입되는 전류의 크기를 변화시키면서 신호처리기(270)에서 생성되는 전기신호를 모니터링함으로써 생성될 수 있다.
전류 공급원(240)은 차동 증폭기(250)로부터 수신한 전기신호에 기초하여 광원(210)에 주입되는 전류를 제어함으로써 광원(210)을 구동시킨다. 광원(210)이 반도체 레이저가 아닌 가스 레이저 또는 고체 레이저인 경우, 차동 증폭기(250)로부터 수신된 신호를 공진기 길이를 제어하는 데 사용하여 광원(210)으로부터 출력되는 발진 주파수를 이동시키는 효과를 얻을 수 있다. 여기서, 차동 증폭기(250)로부터 수신하는 전기신호는 오류신호일 수 있다. 오류신호는 차동 증폭기(250)로부터 수신한 전기신호는 광원(210)에 주입되는 전류의 크기를 변화시키면서 신호처리기(270)에서 생성되는 전기신호를 모니터링함으로써 생성될 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 위상잡음 보상에 의한 좁은 선폭 레이저 광원 구현장치의 개념도이다.
도 3에 도시한 위상잡음 보상에 의한 좁은 선폭 레이저 광원 구현장치의 개별 구성요소는 도 2에 도시한 위상잡음 보상에 의한 좁은 선폭 레이저 광원 구현장치의 개별 구성요소와 동일한 기능을 수행한다. 다만, 도 3에 도시한 위상잡음에 의한 좁은 선폭 레이저 광원 구현장치에서의 위상 변조기(360)는 광원(310), 광분배기(320), 주파수 변별기(330), 신호처리기(370), 전력 분배기(380), 차동 증폭기(350) 및 전류 공급원(340)이 형성하는 궤환 루프(feedback loop)의 바깥 쪽에 위치한다는 점이 다르다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 위상잡음 보상에 의한 좁은 선폭 레이저 광원 구현방법을 나타내는 흐름도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 위상잡음 보상에 의한 좁은 선폭 레이저 광원 구현방법을 도 2를 함께 참조하여 설명한다. 본 발명의 일 실시예에 따른 위상잡음 보상에 의한 좁은 선폭 레이저 광원 구현방법은 광원(210)으로부터 출력된 제 1 스펙트럼 선폭을 갖는 연속파 광신호의 위상잡음을 제거하여 제 2 스펙트럼 선폭을 갖는 연속파 광신호를 생성하고, 제 2 스펙트럼 선폭을 갖는 연속파 광신호의 일부를 안정화된 광신호로 출력한다(S410).
제 2 스펙트럼 선폭을 갖는 연속파 광신호의 일부에 대해 주파수 변별 과정을 수행하여 주파수 변별신호를 생성하고, 주파수 변별신호를 광전변환한 후, 신호처리한다(S420). 여기서, 주파수 변별 과정 및 주파수 변별신호 생성은 주파수 변별기(230)를 통해 수행될 수 있다.
신호처리하는 과정(S420)의 결과로 출력되는 전기신호의 일부인 제 1 전기신호를 적분하여 주파수 정보를 위상 정보로 변환하고, 위상 정보를 이용하여 위상잡음을 제거한다(S430). 여기서, 주파수 정보를 위상 정보로 변환하는 데에는 적분기(290)가 이용될 수 있다. 또한, 위상잡음을 제거하는 과정(S430)은 신호처리하는 과정(S420)의 결과로 출력되는 전기신호의 일부에 기초하여 광원(210)을 구동시켜 광원(210)으로부터 출력되는 광신호의 위상잡음을 제거할 수 있다.
위상잡음을 제거하는 과정(S430)의 결과로 출력되는 광신호가 기 설정된 조건을 만족하는지를 판단한다(S440). 즉, 위상잡음을 제거하는 과정(S430)의 결과로 출력되는 광신호의 선폭이 기 설정된 선폭 조건을 만족하는지 등을 판단한다. 이 판단은 도면에 도시되지 않은 제어부에 의해 수행될 수 있다.
판단 결과, 위상잡음을 제거하는 과정(S430)의 결과로 출력되는 광신호의 선폭이 기 설정된 선폭 조건을 만족하면, 이 광신호를 안정화된 광신호로서 출력한다(S450). 안정된 광신호는 광분배기(220)로부터 출력되는 적어도 두 개의 광신호 중 하나일 수 있다.
또한, 위상잡음을 제거하는 과정(S430)의 결과로 출력되는 광신호가 기 설정된 조건을 만족하는지를 판단하는 과정(S440)은 생략될 수도 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 위상잡음 보상에 의한 좁은 선폭 레이저 광원 구현장치를 적용한 경우와 그렇지 않은 경우, 주파수 변별기 출력에서 측정한 오류신호를 도시한다.
오류신호를 하나의 시간 축으로 표현한 경우, 광신호에서 직접 출력되는 오류신호의 진폭 변화에 비해, 종래의 기법인 전기적 부궤환이 적용된 경우의 오류신호의 진폭 변화가 작은 것을 확인할 수 있다. 덧붙여, 본 발명의 일 실시예에 따른 위상잡음 보상에 의한 좁은 선폭 레이저 광원 구현장치, 즉, 전기적 부궤환에 위상잡음 보상을 동시에 적용한 경우에는 오류신호의 진폭 변화가 더욱 크게 줄어드는 것을 확인할 수 있다. 즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 위상잡음 보상에 의한 좁은 선폭 레이저 광원 구현장치 및 방법을 적용하면, 안정성이 높고 좁은 선폭을 갖는 광원을 제공할 수 있다.
도 4에서는 각각의 과정을 순차적으로 실행하는 것으로 기재하고 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 다시 말해, 도 4에 기재된 과정을 변경하여 실행하거나 하나 이상의 과정을 병렬적으로 실행하는 것으로 적용 가능할 것이므로, 도 4는 시계열적인 순서로 한정되는 것은 아니다.
한편, 도 4에 도시된 흐름도의 각 과정은 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체(computer-readable recording medium)에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 즉, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 마그네틱 저장매체(예를 들면, 롬, 플로피 디스크, 하드디스크 등), 광학적 판독 매체(예를 들면, 시디롬, 디브이디 등) 및 캐리어 웨이브(예를 들면, 인터넷을 통한 전송)와 같은 저장매체를 포함한다. 또한, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 위상잡음 보상에 의한 좁은 선폭 레이저 광원 구현장치의 개념도이다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 위상잡음 보상에 의한 좁은 선폭 레이저 광원 구현장치는 광원(610), 제1 내지 제2 위상 변조기(620, 630), 혼합기(640) 및 위상 판별기(650)를 포함한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 위상잡음 보상에 의한 좁은 선폭 레이저 광원 구현장치의 경우 광원(610)으로부터 출력되는 레이저를 2개로 분리하고, 이를 각각 제1 위상 변조기(620) 및 제2 위상 변조기(630)로 출력한다.
제1 위상 변조기(620)는 제1 위상 변조기(620)를 경유하는 광신호를 정현파로 위상 변조하여 출력한다. 이 신호는 위상잡음 검출을 위해 제2 위상 변조기(630)의 출력과 혼합기(640)에서 코히어런트 혼합하게 된다.
제2 위상 변조기(630)를 경유하는 광신호에 포함된 위상잡음을 보상하여 제 1 스펙트럼 선폭보다 좁은 선폭인 제 2 스펙트럼 선폭을 갖는 연속파 광신호를 출력할 수 있다. 제2 위상 변조기(630)는 위상 판별기(650)로부터 수신한 정보를 이용하여 제2 위상 변조기(630)를 통과하는 광신호의 위상잡음을 보상하도록 위상을 변조한다. 즉, 제2 위상 변조기(630)는 위상잡음 보상을 위해 제2 위상 변조기(630)가 수신하는 광신호에 존재하는 위상잡음에 해당하는 만큼 반대로 변조하는 방식으로 위상잡음을 보상한다.
이를 위해, 제2 위상 변조기(630)는 제2 위상 변조기(630)로부터 출력되는 신호를 혼합기(640)로 출력할 수 있다.
혼합기(640)는 제1 위상 변조기(620) 및 제2 위상 변조기(630)로부터 출력된 신호를 코히어런트 혼합하여 출력한다.
위상 판별기(650)는 혼합기(640)로부터 출력되는 신호로부터 In-Phase와 Quadratrure-Phase 간의 차이에 해당하는 오차신호를 얻고, 해당 오차신호를 제2 위상 변조기(630)의 위상 변조값으로서 출력한다.
여기서, 상기 In-Phase와 Quadratrure-Phase 간의 밸런스가 항상 성립하면 광원의 위상 잡을을 보상하는 것이 된다. 종래의 방법은 레이저 자체에 보상신호를 인가하기 때문에 레이저의 특성에 영향을 주거나 구조적으로 불가능한 반면, 이 같은 위상 보상방법에 의하는 경우 레이저 자체에 어떤 영향을 주지 않고 외부적인 소자에 의한 위상 잡음 보상이 가능하다.
도 7 내지 도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 위상잡음 보상에 의한 결과를 도시한다.
도 7의 (a) 및 (b)에 도시하듯이, 위상 잡음의 보상이 없는 경우 불규칙 위상 신호 혼합에 의해 정현파 위상 변조된 신호 파형이 보이지 않는 반면, 위상 잡음의 보상이 있는 경우 깨끗한 위상 변조 신호를 볼수 있음을 확인할 수 있으며, 이는 본 제시 방법에 의해 위상잡음 보상이 잘 이루어지고 있음을 나타낸다.
도 8은 위상보상 전후의 혼합 신호의 In-Phase와 Quadratrure-Phase 간의 차이에 해당하는 오차신호의 파형을 도시한다.
도 8에 도시하듯이, 보상이 없는 경우(w/o feedback) 커다란 불규칙 위상 오차신호를 보이나, 위상 보상이 있는 경우(with feedback) 오차 신호가 거의 없음을 알 수 있으며, 이는 본 제시 방법에 의해 위상잡음 보상이 잘 이루어지고 있음을 나타낸다.
도 9는 위상 잡음 보상 전후의 레이저 광원의 선폭 측정 결과를 나타낸다.
도 9에 도시하듯이, 위상 잡음 보상에 의해 선폭이 축소되어 있으며, 이는 레이저가 안정적인 동작을 보임을 나타낸다.
이상의 설명은 본 발명에 따른 실시예들의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명에 따른 실시예들이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예들의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 따른 실시예들은 본 실시예들의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예들에 의하여 본 실시예들의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명에 따른 실시예들의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명에 따른 실시예들의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
(부호의 설명)
110, 210, 310, 610: 광원 120, 220, 320: 광분배기
130, 230, 330: 주파수 변별기 140, 240, 340: 차동 증폭기
150, 250, 350: 전류 공급원 260, 360, 620, 630: 위상 변조기
270, 370: 신호처리기 280, 380: 전력 분배기
290, 390: 적분기 640: 혼합기
650: 위상 판별기
CROSS-REFERENCE TO RELATED APPLICATION
본 특허출원은 2018년 01월 22일 한국에 출원한 특허출원번호 제10-2018-0007790 호에 대해 미국 특허법 119(a)조(35 U.S.C § 119(a))에 따라 우선권을 주장하며, 그 모든 내용은 참고문헌으로 본 특허출원에 병합된다. 아울러, 본 특허출원은 미국 이외에 국가에 대해서도 위와 동일한 이유로 우선권을 주장하며 그 모든 내용은 참고문헌으로 본 특허출원에 병합된다.

Claims (12)

  1. 제 1 스펙트럼 선폭을 갖는 연속파 광신호를 발생시키는 광원;
    상기 연속파 광신호에 포함된 위상잡음을 보상하여 상기 제 1 스펙트럼 선폭보다 좁은 선폭인 제 2 스펙트럼 선폭을 갖는 연속파 광신호를 출력하는 위상 변조기;
    상기 위상 변조기로부터의 광신호의 일부를 수신하여 기 설정된 주파수 범위 내의 광신호를 선택적으로 통과시키는 주파수 변별기;
    상기 주파수 변별기로부터의 광신호를 수신하여 전기신호로 변환하고, 신호처리하는 신호처리기; 및
    상기 신호처리기로부터 출력되는 전기신호를 수신하고 적분하여 주파수에 대한 정보를 위상에 대한 정보로 변환하는 적분기
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 위상잡음 보상에 의한 좁은 선폭 레이저 광원 구현장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 신호처리기는,
    상기 전기신호를 적어도 두 개의 전기신호로 분리하는 전력 분배기를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 위상잡음 보상에 의한 좁은 선폭 레이저 광원 구현장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 전력 분배기로부터 출력되는 제 1 전기신호 및 외부로부터 입력되는 기준신호를 수신하여 차동 증폭하는 차동 증폭기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 위상잡음 보상에 의한 좁은 선폭 레이저 광원 구현장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 광원은,
    상기 차동 증폭기로부터의 출력신호를 수신하고, 수신된 신호를 이용하여 구동되는 것을 특징으로 하는 위상잡음 보상에 의한 좁은 선폭 레이저 광원 구현장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 차동 증폭기는,
    상기 주파수 변별기가 광신호를 변별하는 방법에 맞춰, 그 방법에 대응되는 기준신호의 값을 수신하도록 설정되는 것을 특징으로 하는 위상잡음 보상에 의한 좁은 선폭 레이저 광원 구현장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 적분기는,
    상기 전력 분배기로부터 출력되는 신호 중 일부인 제 2 전기신호를 수신하여 주파수에 대한 변화를 위상에 대한 변화로 변환하는 것을 특징으로 하는 위상잡음 보상에 의한 좁은 선폭 레이저 광원 구현장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 위상 변조기는,
    상기 적분기로부터 수신한 위상에 대한 정보를 이용하여 상기 연속파 광신호에 포함된 위상잡음을 보상하며, 위상잡음이 보상된 연속파 광신호를 안정화된 광신호로 출력하는 것을 특징으로 하는 위상잡음 보상에 의한 좁은 선폭 레이저 광원 구현장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 광원으로부터 수신한 광신호를 수신하여 적어도 두 개의 광신호로 분배하는 광분배기를 포함하며, 상기 광분배기로부터의 제 1 출력은 상기 위상 변조기로 입력되며, 상기 광분배기로부터의 제 2 출력은 상기 주파수 변별기로 입력되는 것을 특징으로 하는 위상잡음 보상에 의한 좁은 선폭 레이저 광원 구현장치.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 위상 변조기로부터 출력된 광신호를 수신하여 적어도 두 개의 광신호로 분배하는 광분배기를 포함하며, 상기 광분배기로부터의 제 1 출력은 안정화된 광신호로 출력되며, 상기 광분배기로부터의 제 2 출력은 상기 주파수 변별기로 입력되는 것을 특징으로 하는 위상잡음 보상에 의한 좁은 선폭 레이저 광원 구현장치.
  10. 제 7 항에 있어서,
    상기 주파수 변별기는,
    패브리 페로 공진기 및 포화 흡수체에서 선택된 일부 또는 전부를 이용하여 형성되는 것을 특징으로 하는 위상잡음 보상에 의한 좁은 선폭 레이저 광원 구현장치.
  11. 광원으로부터 출력된 제 1 스펙트럼 선폭을 갖는 연속파 광신호의 위상잡음을 제거하여 제 2 스펙트럼 선폭을 갖는 연속파 광신호를 생성하고, 상기 제 2 스펙트럼 선폭을 갖는 연속파 광신호의 일부를 안정화된 광신호로 출력하는 과정;
    상기 제 2 스펙트럼 선폭을 갖는 연속파 광신호의 일부에 대해 주파수 변별 과정을 수행하여 주파수 변별신호를 생성하고, 상기 주파수 변별신호를 광전변환한 후, 신호처리하는 과정;
    상기 신호처리하는 과정의 결과로 출력되는 전기신호의 일부인 제 1 전기신호를 적분하여 주파수 정보를 위상 정보로 변환하고, 상기 위상 정보를 이용하여 위상잡음을 제거하는 과정; 및
    상기 위상잡음을 제거하는 과정의 결과로 출력되는 광신호가 기 설정된 조건을 만족하는지를 판단하는 과정
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 위상잡음 보상에 의한 좁은 선폭 레이저 광원 구현방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 위상잡음을 제거하는 과정은,
    상기 신호처리하는 과정의 결과로 출력되는 전기신호의 일부인 제 2 전기신호에 기초하여 상기 광원을 구동시켜 상기 광원으로부터 출력되는 연속파 광신호의 위상잡음을 제거하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 위상잡음 보상에 의한 좁은 선폭 레이저 광원 구현방법.
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