KR20170098521A - 파장가변 레이저 장치 및 그의 구동방법 - Google Patents

파장가변 레이저 장치 및 그의 구동방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 레이저 특성을 개선할 수 있도록 한 파장가변 레이저 장치에 관한 것이다.
본 발명의 실시예에 의한 파장가변 레이저 장치는 광신호를 출력하는 이득부와; 상기 이득부의 일측에 위치되며, 상기 광신호를 제 1파장 간격으로 반사하는 제 1회절격자 반사기와; 상기 이득부의 타측에 위치되며, 상기 광신호를 제 2파장 간격으로 반사하는 제 2회절격자 반사기와; 상기 이득부와 상기 제 2회절격자 반사기 사이에 위치되며, 제 3파장 간격의 광신호만이 출력되도록 제어하는 광필터를 구비한다.

Description

파장가변 레이저 장치 및 그의 구동방법{TUNABLE LASER APPARATUS AND DRIVING METHOD THEREOF}
본 발명의 실시예는 파장가변 레이저 장치 및 그의 구동방법에 관한 것으로, 특히 레이저 특성을 개선할 수 있도록 한 파장가변 레이저 장치 및 그의 구동방법에 관한 것이다.
일반적으로, 단일 파장을 출력하는 레이저 광원을 사용할 경우, 각 채널의 수만큼 레이저 광원의 수를 요구하게 되므로 광 통신 시스템에서 파장 자원을 효율적으로 사용할 수 없다. 따라서, DWDM(Dense Wavelength Division Multiplexing)과 같은 광 통신 시스템에서는 파장 자원을 효율적으로 사용하기 위해 파장을 가변할 수 있는 파장가변 레이저 장치가 요구된다.
따라서, 본 발명은 파장락커 없이 좁은 선폭을 가지는 레이저를 출력할 수 있도록 한 파장가변 레이저 장치 및 그의 구동방법을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 단거리뿐 아니라 장거리 전송이 가능하고, 진폭변조 방식과 위상변조 방식에 모두 사용 가능한 파장가변 레이저 장치 및 그의 구동방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 실시예에 의한 파장가변 레이저 장치는 광신호를 출력하는 이득부와; 상기 광신호의 이동경로를 기준으로 상기 이득부의 일측에 위치되며, 상기 광신호를 제 1파장 간격으로 반사하는 제 1회절격자 반사기와; 상기 광신호의 이동경로를 기준으로 상기 이득부의 타측에 위치되며, 상기 광신호를 제 2파장 간격으로 반사하는 제 2회절격자 반사기와; 상기 이득부와 상기 제 2회절격자 반사기 사이에 위치되며, 제 3파장 간격의 광신호만이 출력되도록 제어하는 광필터를 구비한다.
실시 예에 의한, 상기 제 1파장 간격 및 제 2파장 간격 및 제 3파장 간격은 상이하게 설정된다.
실시 예에 의한, 상기 제 1회절격자 반사기는 상기 파장가변 레이저 장치의 일측단 상측에 위치되고, 상기 제 2회절격자 반사기는 상기 일측단 하측에 위치된다.
실시 예에 의한, 상기 광필터는 링 공진기이다.
실시 예에 의한, 상기 광필터는 곡선 도파로와; 상기 이득부에 접속된 직선 도파로와 상기 곡선 도파로를 결합하기 위한 제 1광결합기와; 상기 제 2회절격자 반사기에 접속된 직선 도파로와 상기 곡선 도파로를 결합하기 위한 제 2광결합기와; 상기 광필터의 파장 위치를 가변시키기 위한 광필터 위상부를 구비한다.
실시 예에 의한, 상기 제 1회절격자 반사기로부터 공급되는 제 1광신호 및 상기 제 2회절격자 반사기로부터 공급되는 제 2광신호를 결합하기 위한 광결합기를 더 구비한다.
실시 예에 의한, 상기 제 1회절격자 반사기 및 상기 광결합기 사이에 위치되며, 상기 제 1광신호를 증폭하기 위한 제 1광증폭기와; 상기 제 2회절격자 반사기 및 상기 광결합기 사이에 위치되며, 상기 제 2광신호를 증폭하기 위한 제 2광증폭기를 더 구비한다.
실시 예에 의한, 상기 제 1광증폭기와 상기 광결합기 사이에 위치되며, 상기 제 1광신호의 위상을 제어하기 위한 제 1마흐젠더 광변조기 암과; 상기 제 2광증폭기와 상기 광결합기 사이에 위치되며, 상기 제 2광신호의 위상을 제어하기 위한 제 2마흐젠더 광변조기 암을 더 구비한다.
본 발명의 실시예에 의한 파장가변 레이저 장치의 구동방법은 광신호를 출력하는 단계와, 제 1회절격자 반사기를 이용하여 상기 광신호를 제 1파장 간격으로 반사하는 단계와, 제 2회절격자 반사기를 이용하여 상기 광신호를 제 2파장 간격으로 반사하는 단계와, 상기 제 1회절격자 반사기 및 제 2회절격자 반사기 사이에 위치된 링 공진기를 이용하여 제 3파장 간격의 광신호만이 출력되도록 제어하는 단계를 포함한다.
실시 예에 의한, 상기 제 1파장 간격 및 제 2파장 간격 및 제 3파장 간격은 상이하게 설정된다.
실시 예에 의한, 광결합기를 이용하여 상기 제 1회절격자 반사기로부터 출력되는 제 1광신호 및 상기 제 2회절격자 반사기로부터 출력되는 제 2광신호를 결합하는 단계를 더 포함한다.
실시 예에 의한, 상기 제 1광신호 및 제 2광신호를 증폭하는 단계를 더 포함한다.
실시 예에 의한, 상기 제 1광신호 및 제 2광신호 중 적어도 하나의 위상을 제어하는 단계를 더 포함한다.
본 발명의 실시예에 의한 파장가변 레이저 장치 및 그의 구동방법에 의하면, 제 1회절격자 반사기 및 제 2회절격자 반사기 사이에 광필터(즉, 링 공진기)를 설치하여 공진거리를 증가시키고, 이에 따라 레이저의 선폭을 최소화할 수 있다. 또한, 본원 발명에서 광필터는 미세한 파장폭을 갖는 투과 필터의 역할을 수행하고, 이에 따라 파장 락커를 제거할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제 1실시예에 의한 파장가변 레이저 장치를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 의한 파장가변 레이저 장치의 구동방법의 실시예를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 제 2실시예에 의한 파장가변 레이저 장치를 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 제 3실시예에 의한 파장가변 레이저 장치를 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 제 4실시예에 의한 파장가변 레이저 장치를 나타내는 도면이다.
이하 첨부한 도면을 참고하여 본 발명의 실시예 및 그 밖에 당업자가 본 발명의 내용을 쉽게 이해하기 위하여 필요한 사항에 대하여 상세히 기재한다. 다만, 본 발명은 청구범위에 기재된 범위 안에서 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으므로 하기에 설명하는 실시예는 표현 여부에 불구하고 예시적인 것에 불과하다.
즉, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 이하의 설명에서 어떤 부분이 다른 부분과 연결되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 전기적으로 연결되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 도면에서 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 참조번호 및 부호로 나타내고 있음에 유의해야 한다.
장거리 광전송을 하기 위해서는 광신호를 변조해야 한다. 일반적으로, DWDM과 같은 광 통신시스템에서는 주로 광신호의 존재 유무를 이용하여 1 또는 0을 판단하는 진폭 변조 방식을 고속의 광 변조 방식으로 사용한다. 진폭 변조 방식은 외부광 흡수 변조기(EAM, Electro-Absorption Modulator) 또는 외부 마흐젠더 변조기(Mach-Zhender Modulator)를 이용하여 레이저 장치에서 출력되는 광신호를 변조한다. 하지만, 진폭 변조 방식은 변조 속도가 높아질수록 레이저 스펙트럼의 폭이 증가된다. 이러한 레이저 스펙트럼의 폭 증가는 노이즈 파워를 증가시킬 뿐 아니라 광섬유의 색 분산 문제로 인해 전송거리가 매우 제한된다.
이러한 진폭 변조 방식의 단점을 극복하면서 전송 속도를 높이기 위해 위상 변조 방식이 도입될 수 있다. 위상변조 방식으로 가장 대표적인 방식은 0도와 180도를 판단하여 1 또는 0을 판단하는 차동 위상 편이 변조(DPSK, Differential Phase Shift Keying)이다. 하지만, 위상 변조 방식은 위상 노이즈에 민감하므로 매우 좁은 선폭을 가지는 레이저가 요구된다.
한편, 파장가변 레이저 장치는 레이저 공진을 위해 두 개의 반사경을 사용하고, 두 개의 반사경들 사이에 광 이득부를 두어 이득을 제공하도록 구성된다. 이때, 두 개의 반사경 사이의 거리가 공진 거리(Cavity length)가 된다. 위상 변조 방식을 사용한 광 통신 시스템은 선폭이 매우 좁은 레이저 광원을 필요로 하는데, 레이저의 선폭은 레이저를 구성하기 위한 공진 거리가 길수록 좁아진다. 따라서, 위상 변조 방식을 사용한 광 통신 시스템에서는 공진 거리가 긴 파장가변 레이저 장치를 요구한다.
추가적으로, 파장가변 레이저 장치에서 레이저의 출력파장을 일정하게 유지시키는 일은 매우 중요하다. 현재에는 파장락커(wavelength locker)를 파장가변 레이저 장치의 출력단에 위치시켜, 레이저의 출력파장을 일정하게 유지시킨다. 파장락커는 특정 파장 간격을 가진 필터로, 출력파장을 제어한다. 하지만, 파장락커는 구조가 복잡하고 부피가 크다. 따라서, 파장락커 없이 일정한 파장을 출력시킬 수 있는 방법이 필요하다.
도 1은 본 발명의 제 1실시예에 의한 파장가변 레이저 장치를 나타내는 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 제 1실시예에 의한 파장가변 레이저 장치(100)는 제 1회절격자 반사기(102), 제 2회절격자 반사기(104), 위상부(106), 이득부(108) 및 광필터(110)를 구비한다.
이득부(108)는 광신호를 출력한다. 일례로, 이득부(108)는 전기신호에 대응하여 광신호를 출력할 수 있다.
제 1회절격자 반사기(102)는 파장가변 레이저 장치(100)의 일측단 상측에 위치되며, 제 2회절격자 반사기(104)는 파장가변 레이저 장치(100)의 일측단 하단에 위치된다. 여기서, 제 1회절격자 반사기(102)는 제 1광신호를 출력하고, 제 2회절격자 반사기(104)는 제 2광신호를 출력할 수 있다. 제 1회절격자 반사기(102) 및 제 2회절격자 반사기(104)로부터 출력되는 제 1광신호 및 제 2광신호가 파장가변 레이저 장치(100)의 레이저로 이용된다.
제 1회절격자 반사기(102)는 광의 이동경로를 기준으로 이득부(108)의 일측에 위치되며, 이득부(108)로부터의 광신호를 제 1파장 간격으로 반사한다.
제 2회절격자 반사기(104)는 광이 이동경로를 기준으로 이득부(108)의 타측에 위치되며, 이득부(108)로부터의 광신호를 제 1파장 간격과 상이한 제 2파장 간격으로 반사한다.
이와 같은 제 1회절격자 반사기(102) 및 제 2회절격자 반사기(104)는 서로 공진하면서 레이저를 발진한다. 즉, 제 1회절격자 반사기(102) 및 제 2회절격자 반사기(104)는 반사필터로 사용되며, 제 1회절격자 반사기(102)의 제 1반사파장 및 제 2회절격자 반사기(104)의 제 2반사파장 중 일치하는 파장에서 레이저가 단일 파장으로 출력될 수 있다.
추가적으로, 제 1회절격자 반사기(102) 및 제 2회절격자 반사기(104)가 반사필터로 사용되는 경우, 버니어 효과(Vernier effect)에 의하여 파장 가변 범위가 넓어진다. 일례로, 제 1회절격자 반사기(102) 및 제 2회절격자 반사기(104)의 반사파장을 전력 및/또는 히터로 가변함으로써 파장을 가변할 수 있다.
위상부(106)는 레이저의 위상을 제어한다.
광필터(110)는 제 3파장 간격의 파장들만이 출력되도록 제어한다. 이를 위하여, 광필터(110)는 링 공진기로 구성될 수 있다.
광필터(110)는 광결합기(112a, 112b), 곡선 도파로(114), 광필터 위상부(116)를 구비한다.
제 1광결합기(112a)는 제 1직선 도파로(120a)와 곡선 도파로(114) 사이에 위치된다. 이와 같은 제 1광결합기(112a)는 제 1직선 도파로(120a)와 곡선 도파로(114) 사이에서 광을 전달한다. 일례로, 제 1광결합기(112a)는 제 1직선 도파로(120a)로부터의 광을 곡선 도파로(114)로 전달하거나, 곡선 도파로(114)로부터의 광을 제 1직선 도파로(120a)로 전달한다. 추가적으로, 제 1직선 도파로(120a)는 이득부(108), 위상부(106) 및 제 1회절격자 반사기(102)와 곡선 도파로(114) 사이에서 광의 이동 통로로 사용된다.
제 2광결합기(112b)는 제 2직선 도파로(120b)와 곡선 도파로(114) 사이에 위치된다. 이와 같은 제 2광결합기(112b)는 제 2직선 도파로(120b)와 곡선 도파로(114) 사이에서 광을 전달한다. 일례로, 제 2광결합기(112b)는 제 2직선 도파로(120b)로부터의 광을 곡선 도파로(114)로 전달하거나, 곡선 도파로(114)로부터의 광을 제 2직선 도파로(120b)로 전달한다. 추가적으로, 제 2직선 도파로(120b)는 제 2회절격자 반사기(104)와 곡선 도파로(114) 사이에서 광의 이동 통로로 사용된다.
곡선 도파로(114)는 링 형태로 형성되며, 광의 이동 통로로 사용된다.
광필터 위상부(116)는 제 3파장 간격을 유지하면서, 광필터(110)의 파장 위치를 가변시키기 위하여 사용된다. 일례로, 원하는 제 3파장 간격이 1550nm, 1550.4nm, 1550.8nm, ...로 설정되고, 제작 과정에서 광필터(110)의 제 3파장 간격이 1549.9nm, 1550.3nm, 1550.7nm, ...로 설정될 수 있다. 이 경우, 광필터 위상부(116)에 전기전력 또는 히터에 의한 열을 인가하여 제 3파장 간격은 유지하면서 파장의 위치를 0.1nm 만큼 가변할 수 있다.
상술한 광필터(110), 즉 링 공진기의 제 3파장 간격은 전체 길이, 즉 광 결합기(112), 곡선 도파로(114) 및 광필터 위상부(116)로 구성된 링 공진기의 전체 길이에 의하여 결정된다. 이 경우, 광필터(110)는 링의 길이만큼 공진하면서 투과 필터의 역할을 수행한다.
한편, 본원 발명과 같이 제 1회절격자 반사기(102) 및 제 2회절격자 반사기(104) 사이에 광필터(110)를 설치하는 경우, 공진거리가 증가되어 레이저의 선폭을 최소화할 수 있다. 또한, 광필터(110)가 미세한 파장폭을 갖는 투과 필터의 역할을 수행하기 때문에 파장 락커를 제거할 수 있다. 다시 말하여, 본원 발명에서 광필터(110)는 파장 락커의 기능을 수행한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 의한 파장가변 레이저 장치의 구동방법의 실시예를 나타내는 도면이다.
도 2를 참조하면, 제 1회절격자 반사기(102)는 도 2의 (a)에 도시된 바와 같이 제 1파장 간격(dλ1)으로 설정되고, 제 2회절격자 반사기(104)는 도 2의 (b)에 도시된 바와 같이 제 2파장 간격(dλ2)으로 설정된다. 여기서, 도 2에서는 설명의 편의성을 위하여 제 2파장 간격(dλ2)이 제 1파장 간격(dλ1)보다 긴 것으로 도시되었지만, 본원 발명이 이에 한정되지는 않는다. 실제로, 제 1파장 간격(dλ1) 및 제 2파장 간격(dλ2)은 다양하게 설정될 수 있다.
광필터(110)는 도 2의 (c)에 도시된 바와 같이 제 3파장 간격(dλ3)으로 설정된다. 여기서, 제 3파장 간격(dλ3)은 제 1파장 간격(dλ1) 및 제 2파장 간격(dλ2)과 상이하게 설정된다.
추가적으로, 도 2의 (d) 및 (e)는 파장가변 레이저 장치(100)에서 출력되는 레이저의 출력파장을 나타낸다.
동작과정을 상세히 설명하면, 제 1회절격자 반사기(102)는 제 1파장 간격(dλ1), 제 2회절격자 반사기(104)는 제 2파장 간격(dλ1)으로 광을 반사한다. 이와 같은 제 1회절격자 반사기(102) 및 제 2회절격자 반사기(104)는 서로 공진하면서 레이저를 발진한다. 이때, 제 1회절격자 반사기(102) 및 회절격자 반사기(104)는 반사필터로 사용되고, 이에 따라 버니어 효과에 의하여 파장 가변 범위가 넓어진다. 추가적으로, 제 1회절격자 반사기(102) 및 제 2회절격자 반사기(104)의 반사파장을 전력 및/또는 히터 등으로 가변하는 경우, 파장의 위치를 x로부터 y로 이동시킬 수 있다.
한편, 제 1회절격자 반사기(102) 및 제 2회절격자 반사기(104)를 반사필터로 이용하는 경우, 반사되는 파장은 대략 1nm의 넓은 폭을 갖는다. 반면, 링 공진기로 구성된 광필터(110)의 경우 링 공진특성에 대응하여 파장의 폭이 미세하게 설정된다. 따라서, 광필터(110)가 전송 필터의 역할을 수행하는 본원 발명의 경우, 광필터(110)의 필터 특성에 대응하여 레이저가 미세한 파장 폭을 갖도록 설정된다.
다시 말하여, 도 2의 (d)에 도시된 바와 같이 제 1회절격자 반사기(102), 제 2회절격자 반사기(104) 및 광필터(110)의 파장이 일치될 때 x의 위치에 해당하는 파장이 출력파장으로 출력되고, 이에 따라 레이저의 특성을 개선할 수 있다. 추가적으로, 제 1회절격자 반사기(102) 및 제 2회절격자 반사기(104)의 파장이 y의 위치로 이동되는 경우, y의 위치에 해당하는 파장이 출력파장으로 출력된다. 여기서, 출력파장은 제 1회절격자 반사기(102)를 경유하여 제 1광신호, 제 2회절격자 반사기(104)를 경유하여 제 2광신호로 출력될 수 있다.
추가적으로, 본원 발명에서 광필터(110)는 파장가변 레이저 장치(100) 내에 집적됨으로써 파장 락커를 대체할 수 있다. 그리고, 광필터(110)의 제 3파장 간격(dλ3)을 ITU-grid와 일치되도록 설계 및 제작함으로써 ITU-grid와 일치하는 파장만을 발진할 수도 있다.
도 3은 본 발명의 제 2실시예에 의한 파장가변 레이저 장치를 나타내는 도면이다. 도 3을 설명할 때 도 1과 동일한 구성에 대해서는 동일한 도면부호를 할당함과 아울러 상세한 설명은 생략하기로 한다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 제 2실시예에 의한 파장가변 레이저 장치(100)는 제 1회절격자 반사기(102), 제 2회절격자 반사기(104), 위상부(106), 이득부(108), 광필터(110) 및 광결합기(130)를 구비한다.
광결합기(130)는 제 1회절격자 반사기(102) 및 제 2회절격자 반사기(104)와 접속된다. 이와 같은 광결합기(130)는 제 1회절격자 반사기(102)로부터 공급되는 제 1광신호, 제 2회절격자 반사기(104)로부터 공급되는 제 2광신호를 결합하여 출력한다. 광결합기(130)에 의하여 제 1광신호 및 제 2광신호가 결합되는 경우 광의 파워(즉, 레이저의 파워)가 증가된다.
도 4는 본 발명의 제 3실시예에 의한 파장가변 레이저 장치를 나타내는 도면이다. 도 4를 설명할 때 도 3과 동일한 구성에 대해서는 동일한 도면부호를 할당함과 아울러 상세한 설명은 생략하기로 한다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 제 3실시예에 의한 파장가변 레이저 장치(100)는 제 1회절격자 반사기(102), 제 2회절격자 반사기(104), 위상부(106), 이득부(108), 광필터(110), 제 1광증폭기(140), 제 2광증폭기(142) 및 광결합기(130)를 구비한다.
제 1광증폭기(140)는 제 1회절격자 반사기(102) 및 광결합기(130) 사이에 위치된다. 이와 같은 제 1광증폭기(140)는 제 1회절격자 반사기(102)로부터의 제 1광신호를 증폭하고, 증폭된 제 1광신호를 광결합기(130)로 공급한다.
제 2광증폭기(142)는 제 2회절격자 반사기(104)와 광결합기(130) 사이에 위치된다. 이와 같은 제 2광증폭기(142)는 제 2회절격자 반사기(104)로부터의 제 2광신호를 증폭하고, 증폭된 제 2광신호를 광결합기(130)로 공급한다.
광결합기(130)는 제 1광증폭기(140)로부터 공급되는 증폭된 제 1광신호, 제 2광증폭기(142)로부터 공급되는 증폭된 제 2광신호를 결합하여 출력한다. 이 경우, 높은 출력의 레이저를 생성할 수 있다.
도 5는 본 발명의 제 4실시예에 의한 파장가변 레이저 장치를 나타내는 도면이다. 도 5를 설명할 때 도 4와 동일한 구성에 대해서는 동일한 도면부호를 할당함과 아울러 상세한 설명은 생략하기로 한다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 제 4실시예에 의한 파장가변 레이저 장치(100)는 제 1회절격자 반사기(102), 제 2회절격자 반사기(104), 위상부(106), 이득부(108), 광필터(110), 제 1광증폭기(140), 제 2광증폭기(142), 제 1마흐젠더 광변조기 암(Mach-Zehnder modulator arm : 150), 제 2마흐젠더 광변조기 암(152) 및 광결합기(130)를 구비한다.
제 1마흐젠더 광변조기 암(150)은 제 1광증폭기(140)와 광결합기(130) 사이에 위치된다. 이와 같은 제 1마흐젠더 광변조기 암(150)은 제 1광신호의 위상을 제어한다.
제 2마흐젠더 광변조기 암(152)은 제 2광증폭기(142)와 광결합기(130) 사이에 위치된다. 이와 같은 제 2마흐젠더 광변조기 암(152)은 제 2광신호의 위상을 제어한다.
즉, 제 1마흐젠더 광변조기 암(150) 및 제 2마흐젠더 광변조기 암(152)은 제 1광신호 및 제 2광신호의 위상을 제어한다. 제 1마흐젠더 광변조기 암(150) 및 제 2마흐젠더 광변조기 암(152)으로부터 제 1광신호 및 제 2광신호의 위상이 변조되지 않는 경우, 같은 위상을 가지는 제 1광신호 및 제 2광신호가 광결합기(130)에서 결합되어 출력된다. 반면, 제 1마흐젠더 광변조기 암(150) 및 제 2마흐젠더 광변조기 암(152) 중 적어도 하나를 이용하여 제 1광신호 및 제 2광신호의 위상차를 180도로 설정하는 경우, 상쇄간섭에 의하여 광결합기(130)에서 광신호가 출력되지 않는다. 즉, 제 1마흐젠더 광변조기 암(150) 및 제 2마흐젠더 광변조기 암(152)은 마흐젠더 광변조기의 역할을 한다.
본 발명의 기술 사상은 상기 바람직한 실시예에 따라 구체적으로 기술되었으나, 상기한 실시예는 그 설명을 위한 것이며 그 제한을 위한 것이 아님을 주의하여야 한다. 또한, 본 발명의 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술 사상의 범위 내에서 다양한 변형예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.
전술한 발명에 대한 권리범위는 이하의 특허청구범위에서 정해지는 것으로써, 명세서 본문의 기재에 구속되지 않으며, 청구범위의 균등 범위에 속하는 변형과 변경은 모두 본 발명의 범위에 속할 것이다.
100 : 파장가변 레이저 장치 102,104 : 회절격자 반사기
106 : 위상부 108 : 이득부
110 : 광필터 112a,112b,130 : 광결합기
114 : 곡선 도파로 116 : 광필터 위상부
120a,120b : 직선 도파로 140,142 : 광증폭기
150,152 : 마흐젠더 광변조기 암

Claims (13)

  1. 광신호를 출력하는 이득부와;
    상기 광신호의 이동경로를 기준으로 상기 이득부의 일측에 위치되며, 상기 광신호를 제 1파장 간격으로 반사하는 제 1회절격자 반사기와;
    상기 광신호의 이동경로를 기준으로 상기 이득부의 타측에 위치되며, 상기 광신호를 제 2파장 간격으로 반사하는 제 2회절격자 반사기와;
    상기 이득부와 상기 제 2회절격자 반사기 사이에 위치되며, 제 3파장 간격의 광신호만이 출력되도록 제어하는 광필터를 구비하는 것을 특징으로 하는 파장가변 레이저 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1파장 간격, 상기 제 2파장 간격 및 상기 제 3파장 간격은 상이하게 설정되는 것을 특징으로 하는 파장가변 레이저 장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1회절격자 반사기는 상기 파장가변 레이저 장치의 일측단 상측에 위치되고,
    상기 제 2회절격자 반사기는 상기 일측단 하측에 위치되는 것을 특징으로 하는 파장가변 레이저 장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 광필터는 링 공진기인 것을 특징으로 하는 파장가변 레이저 장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 광필터는
    곡선 도파로와;
    상기 이득부에 접속된 직선 도파로와 상기 곡선 도파로를 결합하기 위한 제 1광결합기와;
    상기 제 2회절격자 반사기에 접속된 직선 도파로와 상기 곡선 도파로를 결합하기 위한 제 2광결합기와;
    상기 광필터의 파장 위치를 가변시키기 위한 광필터 위상부를 구비하는 것을 특징으로 하는 파장가변 레이저 장치.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1회절격자 반사기로부터 공급되는 제 1광신호 및 상기 제 2회절격자 반사기로부터 공급되는 제 2광신호를 결합하기 위한 광결합기를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 파장가변 레이저 장치.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 제 1회절격자 반사기 및 상기 광결합기 사이에 위치되며, 상기 제 1광신호를 증폭하기 위한 제 1광증폭기와;
    상기 제 2회절격자 반사기 및 상기 광결합기 사이에 위치되며, 상기 제 2광신호를 증폭하기 위한 제 2광증폭기를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 파장가변 레이저 장치.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 제 1광증폭기와 상기 광결합기 사이에 위치되며, 상기 제 1광신호의 위상을 제어하기 위한 제 1마흐젠더 광변조기 암과;
    상기 제 2광증폭기와 상기 광결합기 사이에 위치되며, 상기 제 2광신호의 위상을 제어하기 위한 제 2마흐젠더 광변조기 암을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 파장가변 레이저 장치.
  9. 광신호를 출력하는 단계와,
    제 1회절격자 반사기를 이용하여 상기 광신호를 제 1파장 간격으로 반사하는 단계와,
    제 2회절격자 반사기를 이용하여 상기 광신호를 제 2파장 간격으로 반사하는 단계와,
    상기 제 1회절격자 반사기 및 상기 제 2회절격자 반사기 사이에 위치된 링 공진기를 이용하여 제 3파장 간격의 광신호만이 출력되도록 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 파장가변 레이저 장치의 구동방법.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 제 1파장 간격, 상기 제 2파장 간격 및 상기 제 3파장 간격은 상이하게 설정되는 것을 특징으로 하는 파장가변 레이저 장치의 구동방법.
  11. 제 9항에 있어서,
    광결합기를 이용하여 상기 제 1회절격자 반사기로부터 출력되는 제 1광신호 및 상기 제 2회절격자 반사기로부터 출력되는 제 2광신호를 결합하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 파장가변 레이저 장치의 구동방법.
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 제 1광신호 및 상기 제 2광신호를 증폭하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 파장가변 레이저 장치의 구동방법.
  13. 제 11항에 있어서,
    상기 제 1광신호 및 상기 제 2광신호 중 적어도 하나의 위상을 제어하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 특징으로 하는 파장가변 레이저 장치의 구동방법.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200037639A (ko) * 2018-10-01 2020-04-09 삼성전자주식회사 파장 가변 광원, 이를 포함한 장치
CN115963599A (zh) * 2023-01-19 2023-04-14 中国科学院半导体研究所 一种集成光滤波器

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100301970B1 (ko) * 1998-05-26 2001-10-27 오길록 광섬유라만레이저의구도
KR20150104385A (ko) * 2014-03-05 2015-09-15 한국전자통신연구원 코히어런트 파장 가변 레이저 장치

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100301970B1 (ko) * 1998-05-26 2001-10-27 오길록 광섬유라만레이저의구도
KR20150104385A (ko) * 2014-03-05 2015-09-15 한국전자통신연구원 코히어런트 파장 가변 레이저 장치

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200037639A (ko) * 2018-10-01 2020-04-09 삼성전자주식회사 파장 가변 광원, 이를 포함한 장치
US11428961B2 (en) 2018-10-01 2022-08-30 Samsung Electronics Co., Ltd. Variable wavelength light source and apparatus including the same
CN115963599A (zh) * 2023-01-19 2023-04-14 中国科学院半导体研究所 一种集成光滤波器

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