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KR0150486B1 - 단일 펌프 광원을 이용한 파장가변형 다파장 광섬유 레이저 구도 - Google Patents

단일 펌프 광원을 이용한 파장가변형 다파장 광섬유 레이저 구도 Download PDF

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KR0150486B1 KR1019940033093A KR19940033093A KR0150486B1 KR 0150486 B1 KR0150486 B1 KR 0150486B1 KR 1019940033093 A KR1019940033093 A KR 1019940033093A KR 19940033093 A KR19940033093 A KR 19940033093A KR 0150486 B1 KR0150486 B1 KR 0150486B1
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Abstract

본 발명은 광대역 광통신을 위한 파장분할 또는 주파수 분할다중 구도에 관한 것으로, 단일 펌프광원(LD)의 출력을 파장분할다중 커플러(WDM-C)로 입력되어 다분지 광섬유 커플러(1×N coupler)로 분지된 여러 광경로(Path)에 있는 어븀 첨가된 광섬유(EDF)를 펌프하고 각 광경로에 파장가변 광필터(TF)를 삽입하여 파장가변 다파장 광섬유 레이저를 구성하고, 다른 경로에서 발진되는 다른 파장의 레이저 모드들과 간섭을 줄여 레이저 출력의 안정화를 유도하기 위해 각 광경로에 광 아이소레이터(ISO)를 사용하고, 각 파장 모드들간의 모드 비팅(mode beating)을 조정하여 다파장 레이저 발진이 가능하도록 하기 위해 광 감쇠기(Atn)를 이용하며, 가변형 광섬유 커플러(VC)는 광섬유 레이저의 출력이 최대가 되도록 레이저 공진기의 커플링(coupling) 비율을 조정하는 기능과 출력단자의 역할을 하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 단일 펌프광원을 이용한 파장가변형 다파장 광섬유 레이저 구도를 이용하면, 파장 가변성이 있는 다파장 레이저 출력을 얻을 수 있으며, 기존의 방식에서 보다 부품수를 줄이거나 또는 레이저 출력특성을 향상 및 실용성이 나은 구도를 제공한다. 각 파장의 레이저 출력파장은 독립적으로 가변되어질 수 있고, 이 파장가변 다파장 광섬유 레이저는 앞으로 파장분할다중 광통신과 4광파 혼합에 의한 새로운 파장에서의 광신호 생성 등에 광원으로 응용이 가능하며, 이 분야의 발전에 기여하리라 기대된다.

Description

단일 펌프광원을 이용한 파장가변형 다파장 광섬유 레이저 구도
제1도는 파장가변 광필터를 이용한 종래의 파장가변형 다파장 광섬유 레이저 구성도.
제2도는 파장분할 다중기를 이용한 종래의 파장가변형 다파장 광섬유 레이저 구성도.
제3도는 본 발명에서 제안된 단일 펌프광원을 이용한 파장가변형 다파장 광섬유 레이저 구성도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
ISO : 광 아이소레이터 POL : 편광기
G : 이득 모듈 FC : 광섬유 커플러
TF : 파장가변필터 PC : 편광 조절기
FLM : 광섬유 루우프 거울 WDM : 파장분할 다중 커플러
EDF : 어븀 첨가된 광섬유 Atn : 가변형 광 감쇠기
1×N : 1×N 광섬유 커플러 VC : 가변형 광섬유 커플러
본 발명은 파장분할다중 광통신 또는 4광파혼합 등의 광비선형 효과 유도에 응용이 가능한 파장가변형 다파장 광원에 관련하여 종래의 방법보다 적은 수의 부품을 사용하고 실용성이 큰 파장변환이 가능한 단일 펌프광원을 이용한 파장가변형 다파장 광섬유 레이저 구조에 관한 것이다.
일반적으로, 현재 광대역 광통신을 위해 파장분할 또는 주파수 분할다중 구도의 필요성이 점점 커지는 추세인데, 상기 구조의 구현에 있어서 파장가변형 다파장 광원은 아주 긴요한 역할을 할 수 있다. 이러한 파장분할 또는 주파수 분할 다중구조에 있어서 파장변환이 가능하거나 각각 다른 파장에서 발진하는 광원으로 광섬유 레이저나 반도체 레이저가 사용될 수 있다.
상기와 같이 각각 다른 파장에서 발진하는 광원으로 사용되는 기존의 반도체 레이저로는 요구하는 파장의 광원을 얻기 위해 까다로운 제조공정을 거쳐 단일 소자를 만들거나, 파장가변형 반도체 레이저를 구성하여 사용할 수 있다. 하지만 파장가변형 반도체 레이저는 전체 구성이 다소 복잡할 뿐만 아니라 다파장의 출력을 얻기가 곤란하다는 문제점이 발생되었다.
상기와 같은 문제점을 첨부한 도면을 참조하여 상세히 살펴보면, 종래의 파장가변형 다파장 광섬유 레이저로는 제1도에 보여지는 바와같이 편광기(POL;polarizer)와 편광조절기(PC;polarization controller)를 이용하는 방법도 있으나, 이 방법은 광섬유의 사소한 뒤틀림 등에 의해 편광이 변하는 불안정성이 있어 많은 수의 파장에 대해 확장하기는 곤란하고 편광조절기의 큰 부피등으로 실용성이 다소 낮은 면이 있다는 문제점이 제시되었다.
또한, 파장분할 다중기(WDM;wavelength division multiplexer)를 이용하는 방법이 첨부한 제2도에 되어 있으나, 이 방법에서는 기존의 파장분할다중기(WDM)들이 주로 원래 만들어질 때 고정된 파장들로 분파되기 때문에 파장 가변성이 없는 단점이 있다. 또한, 이득용 회로류 원소가 첨가된 단일 모드 광섬유와 멀티모드(multimode) 광섬유로 링형 광섬유 레이저 공진기(ring-type fiber laser cavity)를 만들고, 멀티모드 광섬유에서 두 개의 기본 모드(LP1, LP11)들간의 공간 모드 비팅(spatial mode beating)에 의한 파장 의존형 필터특성을 이용하여 다파장 레이저 출력을 얻는 구도등도 있으나, 이 구도에서는 다파장 레이저의 파장간격은 멀티모드 광섬유의 길이를 변환시켜 조절해야 하고 또 각 레이저 파장의 독립적인 파장 가변성은 없는 구조를 가지고 있다는 문제점이 제시되었다.
상기와 같은 문제점을 해소하기 위한 본 발명의 목적은 파장분할 광통신 및 광비선형 효과 유도등 파장가변형 다파장 광원으로 기존 방식에서의 문제점을 보완하고 실용적 가치가 높은 단일 펌프광원을 이용한 파장가변형 다파장 광섬유 레이저 구도를 제안하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징은, 광대역 광통신을 위한 파장분할 또는 주파수 분할다중 구도에 있어서, 단일 펌프광원(LD; pump laser diode)의 출력을 파장분할다중 커플러(WDM-C; WDM-coupler)로 입력되어 다분지 광섬유 커플러(1×N coupler)로 분지된 여러 광경로(Path)에 있는 어븀 첨가된 광섬유(EDF; Er-doped fiber)를 펌프하고 각 광경로에 파장가변 광필터(TF; optical tunable filter)를 삽입하여 파장가변 다파장 광섬유 레이저를 구성하고, 다른 경로에서 발진되는 다른 파장의 레이저 모드들과 간섭을 줄여 레이저 출력의 안정화를 유도하기 위해 각 광경로에 광 아이소레이터(ISO; optical isolator)를 사용하고, 각 파장 모드들간의 모드 비팅(mode beating)을 조정하고 다파장 레이저 발진이 가능하도록 하기 위해 광 감쇠기(Atn; optical variable attenuator)를 이용하며, 가변형 광섬유 커플러(VC; variable fiber coupler)는 광섬유 레이저의 출력이 최대가 되도록 레이저 공진기의 커플링(coupling) 비율을 조정하는 기능과 출력단자의 역할을 하도록 구성하는데 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일 실시예를 설명한다.
본 발명에서 제안하는 구도는 제3도에 도시되어 있는 바와같이 단일 펌프광원(LD)의 출력을 파장분할다중 커플러(WDM-C)로 입력되어 다분지 광섬유 커플러(1×N coupler)로 분지된 여러 광경로(Path)에 있는 어븀 첨가된 광섬유(EDF)를 펌프하고 각 광경로에 파장가변 광필터(TF)를 삽입하여 파장가변 다파장 광섬유 레이저를 구성하였다.
또한, 다른 경로에서 발진되는 다른 파장의 레이저 모드들과 간섭을 줄여 레이저 출력의 안정화를 유도하기 위해 각 광경로에 광 아이소레이터(ISO)를 사용하고, 각 파장 모드들간의 모드 비팅(mode beating)을 조정하여 다파장 레이저 발진이 가능하도록 하기 위해 광 감쇠기(Atn)를 이용한다.
또한, 가변형 광섬유 커플러(VC)는 광섬유 레이저의 출력이 최대가 되도록 레이저 공진기의 커플링(coupling) 비율을 조정하는 기능과 출력단자의 역할을 하도록 구성되어 있다. 한쪽 광경로 1(Path1)에서의 어븀 광섬유(EDF1) 길이를 다른 광경로의 것들에 비해 최적 길이에서 다소 짧거나 더 길도록 하여 이득 특성을 약간 줄임으로써 그 광경로에서는 광감쇠기가 필요치 않게 구성한다.
상기와 같이 구성되어 있는 단일 펌프광원을 이용한 파장가변형 다파장 광섬유 레이저 구도의 각 기능별 특성을 간략히 살펴보면, 광 아이소레이터(ISO)는 다른 경로에서 발진되는 다른 파장의 레이저 모드들과의 간섭을 줄여 각 파장 모드들간의 모드 비팅(mode beating)을 조정하여 다파장 레이저 발진이 가능하도록 한다.
또한, 가변형 광섬유 커플러(VC)는 광섬유 레이저의 출력이 최대가 되도록 레이저 공진기의 커플링(coupling) 비율을 조정하는 기능과 출력단자의 역할을 하게 되며, 다분지 광섬유 커플러(1×N coupler)는 광대역 파장특성을 갖도록 하여 펌프파장과 레이저 파장에서 비교적 균일한 분지 특성과 편광에 무관한 특성을 갖는 것이 사용된다. 여기에서 사용되는 다른소자(ISO, FT, Atn, VC, WDM-C)들도 편광에 무관한 특성을 갖는 것들로 구성되어진다.
또한, 광경로1(Path1)에서의 어븀 광섬유(EDF1) 길이는 다른 광경로의 것들에 비해 최적 길이에서 다소 짧거나 더 길도록 하여 이득특성을 약간 줄임으로써 그 광경로에서는 광감쇠기가 필요치 않게 구성한다.
그러므로, 본 발명에 따른 단일 광섬유 레이저를 이용하면, 파장가변성이 있는 다파장 레이저 출력을 얻을 수 있으며, 기존의 방식에서 보다 부품수를 줄이거나 또는 레이저 출력특성을 향상 및 실용성이 나은 구도를 제공한다. 각 파장의 레이저 출력파장은 독립적으로 가변되어질 수 있고, 이 파장가변 다파장 광섬유 레이저는 앞으로 파장분할다중 광통신과 4광파 혼합에 의한 새로운 파장에서의 광신호 생성 등에 광원으로 응용이 가능하며, 이 분야의 발전에 기여하리라 기대된다.

Claims (1)

  1. 광대역 광통신을 위한 파장분할 또는 주파수 분할다중 구도에 있어서, 단일 펌프광원(LD)의 출력을 파장분할다중 커플러(WDM-C)로 입력되어 다분지 광섬유 커플러(1×N coupler)로 분지된 여러 광경로(Path)에 있는 어븀 첨가된 광섬유(EDF)를 펌프하고 각 광경로에 파장가변 광필터(TF)를 삽입하여 파장가변 다파장 광섬유 레이저를 구성하고, 다른 경로에서 발진되는 다른 파장의 레이저 모드들과 간섭을 줄여 레이저 출력의 안정화를 유도하기 위해 각 광경로에 광 아이소레이터(ISO)를 사용하고, 각 파장 모드들간의 모드 비팅(mode beating)을 조정하여 다파장 레이저 발진이 가능하도록 하기 위해 광 감쇠기(Atn)를 이용하며, 가변형 광섬유 커플러(VC)는 광섬유 레이저의 출력이 최대가 되도록 레이저 공진기의 커플링(coupling) 비율을 조정하는 기능과 출력단자의 역할을 하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 단일 펌프광원을 이용한 파장가변형 다파장 광섬유 레이저 구도.
KR1019940033093A 1994-12-07 1994-12-07 단일 펌프 광원을 이용한 파장가변형 다파장 광섬유 레이저 구도 KR0150486B1 (ko)

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