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KR100527847B1 - 전계흡수 광 변조기 내장형 레이저의 직류상쇄전압 조절에따른출력 파장 변화의 자동 보정 방법 - Google Patents

전계흡수 광 변조기 내장형 레이저의 직류상쇄전압 조절에따른출력 파장 변화의 자동 보정 방법 Download PDF

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KR100527847B1
KR100527847B1 KR10-2003-0082691A KR20030082691A KR100527847B1 KR 100527847 B1 KR100527847 B1 KR 100527847B1 KR 20030082691 A KR20030082691 A KR 20030082691A KR 100527847 B1 KR100527847 B1 KR 100527847B1
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Abstract

1. 청구범위에 기재된 발명이 속하는 기술분야
본 발명은 전계흡수 광 변조기 내장형 레이저의 직류상쇄전압 조절에 따른 출력 파장 변화의 자동 보정 방법에 관한 것임.
2. 발명이 해결하려고 하는 기술적 과제
본 발명은 광통신용 광원에 해당하는 전계흡수 광 변조기 내장형 레이저(EML: Electro-Absorption Modulator Integrated Laser Diode)에서의 직류상쇄전압(DC_Offset Voltage)과 출력파장과의 함수관계, 및 동작온도와 출력파장과의 함수관계를 이용하여 직류상쇄전압의 변화에 따른 출력 파장의 변화를 EML의 동작 온도의 조절로 간이/신속하게 보정하는, 전계흡수 광 변조기 내장형 레이저의 직류상쇄전압 조절에 따른 출력 파장 변화의 자동 보정 방법 및 상기 방법을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 제공하는데 그 목적이 있음.
3. 발명의 해결 방법의 요지
본 발명은, 전계흡수 광 변조기 내장형 레이저(EML)의 직류상쇄전압 (DC_Offset Voltage) 조절에 따른 출력광신호의 파장 변화의 보정 방법에 있어서,초기에 설정된 구동 전류, 동작온도, 직류상쇄전압(DC_Offset Voltage), 및 증폭 전압으로 동작하는 상기 EML의 직류상쇄전압(DC_Offset Voltage)을 재설정받는 제 1 단계; 상기 EML에서의 직류상쇄전압(DC_Offset Voltage)과 출력 파장과의 함수관계를 이용하여 상기 재설정된 직류상쇄전압(DC_Offset Voltage)에 대한 출력 파장을 예측하는 제 2 단계; 및 상기 EML의 동작온도와 출력파장과의 함수관계를 이용하여 상기 제 2 단계에서 예측한 출력 파장에 대한 동작온도를 예측하고, 출력 파장의 변화를 보정하기 위하여 상기 예측된 동작온도로 동작온도를 재설정하는 제 3 단계를 포함함.
4. 발명의 중요한 용도
본 발명은 광통신 시스템 등에 이용됨.

Description

전계흡수 광 변조기 내장형 레이저의 직류상쇄전압 조절에 따른 출력 파장 변화의 자동 보정 방법{Automatic wavelength revision Method for output wavelength shift of electro-absorption modulator integrated laser in accordance with adjustment of DC_Offset voltage}
본 발명은 전계흡수 광 변조기 내장형 레이저의 직류상쇄전압 조절에 따른 출력 파장 변화의 자동 보정 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 전계흡수 광 변조기 내장형 레이저(EML: Electro-Absorption Modulator Integrated Laser Diode)에서의 직류상쇄전압(DC_Offset Voltage)과 출력파장과의 함수관계, 및 동작온도와 출력파장과의 함수관계를 이용하여 직류상쇄전압의 변화에 따른 출력 파장의 변화를 EML의 동작 온도의 조절로 보정하는, 전계흡수 광 변조기 내장형 레이저의 직류상쇄전압 조절에 따른 출력 파장 변화의 자동 보정 방법 및 상기 방법을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 관한 것이다.
광통신 시스템의 광학적인 광링크 구성에 따라서 EML의 동작 조건은 달라져야 한다. 즉, EML에 인가되는 신호들 중 직류상쇄전압(DC_offset Voltage) 의 조절은 광 흡수 매질 내에서 굴절율의 변화로 인해서 출력되는 광원의 첩(chirp) 조건이 달라진다.
이러한 첩 조건은 광통신 시스템의 광학적인 광링크 구성에 따라서 조절되어야 할 필요성이 있다. 이러한 첩의 조건을 조절하기 위해서 사용되는 직류상쇄전압 (DC_offset Voltage)의 변화는 광 흡수 매질 내에서 동시에 광 흡수 계수(Optical Absorption Coefficient)의 변화를 일으켜 고밀도 파장 다중 결합 광통신 시스템에서 중요하게 고려되어야 하는 파장의 변화를 유발한다.
즉, 직류상쇄전압(DC_Offset Voltage)을 변화시키면 출력되는 광원의 첩과 동작 파장이 동시에 변화된다. 따라서, 필요시에 조절되는 직류상쇄전압(DC_offset Voltage)은 동작 파장의 변화를 유발하기 때문에, 반드시 EML 출력 광원의 파장을 확인하여 재조절할 필요가 있다.
종래의 광 송신기의 출력 파장을 일정하게 고정시키기 위한 기술로는 미국 특허 제6,369,926호(등록일: 2002년 4월 9일)에 제시되어 있는 파장 고정 장치가 있는데, 이는 광원의 입력 전류와 입력 온도를 제어하는 제어기, 광원으로 사용하는 레이저의 출력을 일부 분기하는 광 분리기(Optical Power Splitter), 그 분리된 광의 파장 고정 정도에 대한 정보를 읽기 위한 파장 고정기(Wavelength Locker), 파장 고정기로부터 생성된 파장 오류 신호를 검출하기 위한 오류 검출기, 및 검출된 오류 신호를 증폭하는 증폭기 등으로 구성되며, 이 파장 고정 장치에서는 광 신호의 파장에 따라 출력 신호를 달리하는 파장 고정기를 사용함으로써 광원의 파장을 고정시킨다.
위와 같은 미국특허 제6,369,926호에 제시된 기술을 비롯한 종래의 출력광신호의 파장 변화를 보정하는 기술들은 광신호의 파장을 읽기 위한 모듈 형태의 파장 고정기(Wavelength Locker), 또는 장치 형태의 파장 측정기(Wavelength Meter)를 별도로 고정 설치하여 광신호의 파장을 읽고 이에 따른 온도 제어하는 것이기 때문에, 광원인 EML의 운용에 있어서 비용이 많이 들고, 시스템의 부피도 크다는 문제점이 있었다.
본 발명은, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 전계흡수 광 변조기 내장형 레이저(EML: Electro-Absorption Modulator Integrated Laser Diode)에서의 직류상쇄전압(DC_Offset Voltage)과 출력파장과의 함수관계, 및 동작온도와 출력파장과의 함수관계를 이용하여 직류상쇄전압의 변화에 따른 출력 파장의 변화를 EML의 동작 온도의 조절로 간이/신속하게 보정하는, 전계흡수 광 변조기 내장형 레이저의 직류상쇄전압 조절에 따른 출력 파장 변화의 자동 보정 방법 및 상기 방법을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 전계흡수 광 변조기 내장형 레이저(EML: Electro-Absorption Modulator Integrated Laser Diode)의 직류상쇄전압(DC_Offset Voltage) 조절에 따른 출력광신호의 파장 변화의 보정 방법에 있어서, 초기에 설정된 구동 전류, 동작온도, 직류상쇄전압(DC_Offset Voltage), 및 증폭 전압으로 동작하는 상기 EML의 직류상쇄전압(DC_Offset Voltage)을 재설정받는 제 1 단계; 상기 EML에서의 직류상쇄전압(DC_Offset Voltage)과 출력 파장과의 함수관계를 이용하여 상기 재설정된 직류상쇄전압(DC_Offset Voltage)에 대한 출력 파장을 예측하는 제 2 단계; 및 상기 EML의 동작온도와 출력파장과의 함수관계를 이용하여 상기 제 2 단계에서 예측한 출력 파장에 대한 동작온도를 예측하고, 출력 파장의 변화를 보정하기 위하여 상기 예측된 동작온도로 동작온도를 재설정하는 제 3 단계를 포함한다.
한편, 본 발명은, 전계흡수 광 변조기 내장형 레이저(EML)의 직류상쇄전압 (DC_Offset Voltage) 조절에 따른 출력광신호의 파장 변화를 보정하기 위하여, 프로세서를 구비한 출력 파장의 변화를 자동으로 보정하는 장치에, 초기에 설정된 구동 전류, 동작온도, 직류상쇄전압(DC_Offset Voltage), 및 증폭 전압으로 동작하는 상기 EML의 직류상쇄전압(DC_Offset Voltage)을 재설정받는 제 1 기능; 상기 EML에서의 직류상쇄전압(DC_Offset Voltage)과 출력 파장과의 함수관계를 이용하여 상기 재설정된 직류상쇄전압(DC_Offset Voltage)에 대한 출력 파장을 예측하는 제 2 기능; 및 상기 EML의 동작온도와 출력파장과의 함수관계를 이용하여 상기 제 2 기능에서 예측한 출력 파장에 대한 동작온도를 예측하고, 출력 파장의 변화를 보정하기 위하여 상기 예측된 동작온도로 동작온도를 재설정하는 제 3 기능을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 제공한다.
광원으로 사용하는 반도체 레이저(Semiconductor Laser)는 In, Ga, As, Si 등으로 다양한 혼합물 반도체로서 에너지 천이(Energy Transition) 정도에 따른 광원의 파장이 결정된다.
한편, 광 신호를 변조하는 방법으로 다중 양자 우물(MQW: Multi-Quantum Well) 구조의 광 흡수 매질에 가해진 전계에 따라 광을 흡수함으로써 광의 강도를 변조할 수 있는 전계흡수 광 변조기(EAM: Electro-Absorption Modulator)가 활용되고 있다.
따라서, 반도체 레이저와 전계흡수 광 변조기가 같은 기판 위에서 격자 상수(Lattice Constant)를 고려하여 성장시킴으로써 광원의 소형화, 고성능화 측면에서 각광 받는 EML이 최근 광통신 시스템 광원으로 중요하게 인식되고 있다.
전계흡수 광 변조기 내장형 레이저(EML: Electro-Absorption Modulator Integrated Laser Diode)를 사용하는 광통신 시스템에서는 광학적인 광링크 구성에 따라서 EML의 동작 조건이 달라져야 한다. 즉, EML에 인가되는 신호들 중 직류상쇄전압(DC_offset Voltage) 의 조절에 따른 광 흡수 매질 내에서의 굴절율 변화는 출력되는 광원의 첩(Chirp) 조건을 변화시킨다.
이 첩(Chirp) 조건은 광통신 시스템의 광학적인 광링크 구성에 따라서 조절되어야 할 필요성이 있는데, 이러한 첩의 조건을 조절하기 위해서 사용되는 직류상쇄전압(DC_Offset Voltage)의 변화는 광 흡수 매질 내에서 광 흡수 계수(Optical Absorption Coefficient)의 변화를 일으켜 고밀도 파장 다중 결합 광통신 시스템에서 중요하게 고려되어야 하는 파장 변화를 유발한다. 즉, 직류상쇄전압(DC_Offset Voltage)의 변화는 출력되는 광원의 첩과 동작 파장을 동시에 변화시킨다.
본 발명은 고밀도 파장 다중 방식(Ultra-Dense Wavelength Division Multiplexing) 광통신 시스템에서 운영되는 광 트랜시버의 광 생성부인 광원 즉, 전계흡수 광 변조기 내장형 레이저(EML: Electro-Absorption Modulator Integrated Laser Diode)의 직류상쇄전압(DC_Offset Voltage: Direct Current Offset Voltage)조절시 발생하는 출력 광원의 파장 천이에 대해서 기 설정된 파장으로의 보정 방법에 관한 것이다.
즉, 본 발명은, EML 출력 광원의 파장 천이 현상을 조절하고자 실험적인 근거를 바탕으로 직류상쇄전압(DC_Offset Voltage)과 출력파장과의 함수관계 및 동작온도와 출력파장과의 함수관계를 수학적으로 얻어내어 그 수학식을 바탕으로 변화되는 직류상쇄전압(DC_offset Voltage)에 대해서 파장의 천이를 예측하고, 이에 보정 온도를 예측하여 파장 천이를 보정하는 방법에 관한 것이다.
상술한 목적, 특징들 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 질 것이다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일실시예를 상세히 설명한다.
도 1 은 본 발명이 적용되는 전계흡수 광 변조기 내장형 레이저(EML)의 구성도이다.
광통신용 광원인 전계흡수 광 변조기 내장형 레이저(EML: Electro-Absorption Modulator Integrated Laser diode)는 도면에 도시된 바와 같이, 전기적 냉각기(TEC: Thermo-Electric Cooler)(101), 서미스터(THERMISTOR)(102), 레이저 다이오드(LD)(103), 및 전계흡수 광 변조기(EAM: Electro-Absorption Modulator)(104)의 복합 구조를 갖는다.
EML의 구성 요소들의 기능을 살펴보면, 다음과 같다.
전기적 냉각기(TEC: Thermo-Electric Cooler)(101)는 양극과 음극을 갖으며 전기적 냉각기의 역할을 하여 EML의 온도를 가변시키고, 서미스터(THERMISTOR)(11)는 주변 온도에 따른 저항 성분이 바뀌는 특성을 가지고 있어 EML의 동작 온도 정보를 제공한다.
따라서, 전기적 냉각기(TEC)(101)를 이용하여 EML의 동작 온도를 변화시키면서 동시에 서미스터(TERMISTOR)(102)를 이용하여 EML의 동작 온도를 읽어 들일 수 있다.
레이저 다이오드(LD: Laser Diode)(103)는 인가 전류(LD_bias)에 대해서 광을 생성하는 기능을 하고, 전계흡수 광 변조기(EAM: Electro-Absorption Modulator)(104)의 광학적 입력은 레이저 다이오드(LD)(103)의 출력 광과 광학적으로 접합되어 있고 전계흡수 광 변조기(EAM)(104)의 출력은 광학적인 광섬유 출력단을 갖는다.
전계흡수 광 변조기(EAM)(104)의 전기적 입력 단은 50[ohm] 임피던스 (Impedance)의 RF 신호(RF signal)선과 연결되어 있다.
전계흡수 광 변조기(EAM)에 인가되는 RF 신호의 세기가 바뀌면, 내부를 지나가고 있는(즉, LD로 부터 생성된) 광량의 흡수 계수(Absorption Index)가 변화되어 전계흡수 광 변조기(EAM)(104)의 출력 광의 세기에 변화가 발생한다.
따라서, 고속의 데이터가 실린 RF 변조 신호가 인가되면, 고속의 광 변조 신호가 출력된다.
RF 신호 증폭기(RF amplifier)(110)는 미약한 제 1 RF 신호를 입력받아, EML이 적정 수준의 고속 광 변조 신호를 만들기에 충분한 크기의 제 2 RF 신호로 증폭하여 EML에 인가해 주기 위해서 사용된다. 이때, RF 신호 증폭기(RF amplifier)의 증폭도는 증폭 전압(Amp. Voltage)에 의해서 조절된다.
한편, 전계흡수 광 변조기(EAM)에 직류상쇄전압(DC_offset Voltage) 을 인가하면, 즉 전계흡수 광 변조기(EAM) 매질에 음극 또는 양극의 DC 전압을 인가하면, 전계흡수 광 변조기(EAM) 출력 광 신호의 첩(chirp) 특성이 바뀐다. 이 첩 특성은 광전송시 광링크의 분산량과의 상호 작용하여 광전송 성능에 영향을 주는 효과 준다. 따라서, 직류상쇄전압(DC_offset Voltage) 은 광링크의 분산 상태에 따라서 적절히 조절되어 사용되어야 한다.
또한, DC_offset을 통해 인가되는 직류상쇄전압(DC_offset Voltage) 의 변화는 출력파장의 변화를 준다(도 3 내지 도 6 참조).
도 2 는 본 발명에 따른 전계흡수 광 변조기 내장형 레이저의 직류상쇄전압 조절에 따른 출력 파장 변화의 자동 보정 장치의 일실시예 구성도이다.
도면에 도시된 바와 같이, EML구동 회로(Drive Circuit)(200)는 EML(100)을 구동시키는 신호이다.
마이크로 프로세서(201)는 EML의 인가전압인 직류상쇄전압(DC_offset Voltage)에 따른 출력 파장의 변화를 보정하는 기능을 구비하며, 저장 기능 및 아날로그-디지털 변환(ADC: Analog to Digital Conversion), 디지털-아날로그 변환(DAC: Digital to Analog Conversion) 기능 등을 제공한다.
EML(100)에서, 전계흡수 광 변조기(EAM)의 출력 광신호의 파장은 인가된 직류상쇄전압(DC_offset Voltage)에 따라 일정 변화 곡선을 보이며, RF 신호 증폭기(110)을 통해서 인가되는 제 2 RF변조 신호의 세기에 따라서도 전계흡수 광 변조기(EAM)의 출력 광신호의 파장은 변한다.
따라서, EML 전체적으로 볼 때, 일정 RF 변조 신호의 세기가 결정된 상태에서 최적의 직류상쇄전압(DC_offset Voltage)을 설정한 후 광링크의 상태에 따른 인가 직류상쇄전압(DC_offset Voltage)을 변화시키게 되면, 전기적 냉각기(TEC)(101)와 서미스터 모니터(THERMISTOR_mon)(102)를 통해서 동작 온도를 읽어 들여서 동작 온도를 본 발명에 따라 재설정함으로써(즉, 보정 온도를 사용함으로써), EML의 파장을 원래의 파장으로 보정할 수 있게 된다.
도 3 은 EML의 입력 직류상쇄전압(DC_Offset Voltage)에 따른 출력 파장의 변화에 대한 특성도로서, EML의 증폭 전압(Amplitude Voltage)별로 입력 직류상쇄전압(DC_Offset Voltage)에 따라 변화하는 출력 파장을 나타낸다.
도면에 도시된 바와 같이, 입력되는 직류상쇄전압(DC_offset Voltage) 이 -1.1 [v] ~ -0.2 [V] 범위에서 변하게 되면, 그에 따라 출력 파장은 1556.568 ~ 1556.584 [nm] 의 범위에서 변하게 되고, 이러한 출력 파장 변화 특성은 증폭 전압에 따라 다르다. 즉, 증폭 전압에 따라 서로 다른 파장 변화 곡선을 갖는다.
도 4 는 EML의 증폭 전압이 1.4 [V]인 경우, 입력 직류상쇄전압(DC_Offset Voltage)에 따른 출력 파장의 변화에 대한 특성도로서, 도 3 의 인가 증폭 전압별 결과들 중에서 증폭 전압이 1.4 [V]인 경우, 입력 직류상쇄전압(DC_Offset Voltage)에 따른 출력 파장의 변화 특성 곡선(40)과 그에 해당하는 2차함수 곡선(41)을 나타낸다.
입력 직류상쇄전압(DC_Offset Voltage)에 따른 출력 파장의 특성 곡선(40)으로부터 다음의 (수학식 1)과 같은 2차 다항식("41"의 곡선에 대한 함수)을 얻는다.
여기서, x는 직류상쇄전압(DC_Offset Voltage), y는 파장을 나타낸다.
도 5 는 EML의 증폭 전압이 1.6 [V]인 경우, 입력 직류상쇄전압(DC_Offset Voltage)에 따른 출력 파장의 변화에 대한 특성도로서, 도 3 의 인가 증폭 전압별 결과들 중에서 증폭 전압이 1.6 [V]인 경우, 입력 직류상쇄전압(DC_Offset Voltage)에 따른 출력 파장의 변화 특성 곡선(50)과 그에 해당하는 2차함수 곡선(51)을 나타낸다.
입력 직류상쇄전압(DC_Offset Voltage)에 따른 출력 파장의 특성 곡선으로부터 다음의 (수학식 2)와 같은 2차 다항식("51"의 곡선에 대한 함수)을 얻는다.
여기서, x는 직류상쇄전압(DC_Offset Voltage), y는 파장을 나타낸다.
도 6 은 EML의 증폭 전압이 1.8 [V]인 경우, 입력 직류상쇄전압(DC_Offset Voltage)에 따른 출력 파장의 변화에 대한 특성도로서, 도 3 의 인가 증폭 전압별 결과들 중에서 증폭 전압이 1.8 [V]인 경우, 입력 직류상쇄전압(DC_Offset Voltage)에 따른 출력 파장의 변화 특성 곡선(60)과 그에 해당하는 2차함수 곡선(61)을 나타낸다.
입력 직류상쇄전압(DC_Offset Voltage)에 따른 출력 파장의 특성 곡선으로부터 다음의 (수학식 3)와 같은 2차 다항식("61"의 곡선에 대한 함수)을 얻는다.
여기서, x는 직류상쇄전압(DC_Offset Voltage), y는 파장을 나타낸다.
도 7 은 EML의 동작온도에 따른 출력파장의 변화에 대한 특성도로서, EML의 동작 온도에 따른 광원의 출력 파장의 변화를 나타낸다.
EML의 동작 온도에 따른 광원의 출력 파장의 변화 특성으로부터 다음의 (수학식 4)와 같은 1차식을 얻을 수 있다.
여기서, y는 출력 파장이고, x는 동작온도를 나타낸다.
상기 도 3 내지 도 7 로부터 얻어진 (수학식 1)부터 (수학식 3)을 이용하여 변화될 출력 파장 'y'를 예측하고, 그 예측된 'y'를 보상하기 위해서 (수학식 4)에서 'x'가 얻어 질 수 있다.
즉, EML의 특정 증폭 전압의 경우, 입력 직류상쇄전압(DC_Offset Voltage)x 를 (수학식 1) 내지 (수학식 3)중 해당하는 식에 대입하면 그에 대한 출력 파장y를 구할 수 있고, 이 출력 파장 y를 (수학식 4)에 대입하여 구한 x 값이 재설정되어야 하는 동작온도값이다.
따라서, 이러한 논리는 본 발명에서 제시할 EML의 입력 직류상쇄전압 (DC_offset Voltage) 에 따른 광원의 동작 파장의 변화는 EML의 동작 온도 조절로 원래의 동작 파장 조건으로 보정할 수 있다는 것을 뒷받침한다.
도 8 은 본 발명에 따른 전계흡수 광 변조기 내장형 레이저의 직류상쇄전압 조절에 따른 출력 파장 변화의 자동 보정 방법에 대한 일실시예 흐름도이다.
본 발명은 도 3 부터 도 7 까지의 실험적인 결과들로부터 (수학식 1)부터 (수학식 4)까지의 수학적인 함수관계를 도출하고, 그 도출된 수학식들을 이용하여 EML의 직류상쇄전압(DC_offset Voltage) 의 조절로 인하여 야기되는 출력 광신호의 파장의 변화를 기(旣)설정된 파장으로 자동 보정하는 방법에 관한 것이다.
이와 같은 출력 광신호의 파장 변화를 자동으로 보정하는 방법은 도 4 내지 도 7 과 같은 데이터를 수집하는 과정이 필요하다.
수집된 도 4 내지 도 6 의 데이터들로부터는 y = a x2 + b x +c 인 2차 다항식(즉, EML에서의 직류상쇄전압(DC_Offset Voltage)과 출력파장과의 함수관계)을 얻어 내고, 그 수집된 도 7 의 데이터들로부터는 y = d x + e 의 일차식(즉, EML의 동작온도와 출력파장과의 함수관계)을 얻어낸다.
이렇게 획득한 2차 다항식들과 1차식을 이용하면, 직류상쇄전압(DC_offset Voltage) 변화시, 출력 광원의 파장 변화를 계산할 수 있고, 그 계산된 출력 파장 변화를 초기 파장으로 보정하기 위한 보정 온도를 계산하여 그 보정 온도로 동작온도를 재 설정할 수 있다.
이하, 도 8 에 따라 출력 파장 변화의 자동 보정 방법을 설명하기로 한다.
먼저, 출력 광신호의 파장의 변화를 보정하기 위하여 EML의 구동 전류(Current) 및 제 1 동작온도(Temperature1)의 초기값을 설정하고(801), 증폭 전압(Amplitude Voltage)과 제 1 직류상쇄전압(DC_Offset Voltage1)의 초기값을 설정한다(802).
다음 단계부터는 자동 파장 보정 과정이다.
만약, 위와 같이 초기에 설정된 구동 전류, 동작온도, 직류상쇄전압 (DC_Offset Voltage), 및 증폭 전압으로 동작하는 EML의 직류상쇄전압(DC_offset Voltage)이 조절되면, 즉 사용자에 의하여 EML의 직류상쇄전압(DC_offset Voltage) 이 제 2 직류상쇄전압으로 재설정되면(803), 저장부에 저장되어 있는 직류상쇄전압 (DC_Offset Voltage)과 출력파장과의 관계에 대한 실험적 데이터 중에서 "802"에서 설정된 증폭전압에 대한 실험적인 데이터를 이용하여 수학적인 함수관계를 산출한다(804). 이렇게 산출된 수학적인 함수관계식은 인가된 증폭 전압에 따라 (수학식 1), (수학식 2), (수학식 3) 중 어느 하나의 식이 해당하게 된다.
그리고 나서, 그 산출된 수학적인 함수관계를 이용하여 "803"에서 재설정된 제 2 직류상쇄전압(DC_Offset Voltage 2)에 해당하는 출력 파장을 예측한다(805).
이후, EML의 동작온도와 출력파장과의 관계에 대한 실험적인 데이터로부터 수학적인 함수관계를 산출한 후(805), 그 산출된 수학적인 함수관계(수학식 4)를 이용하여 "805"에서 예측된 출력 파장에 대한 동작온도(즉, 제 2 동작온도)를 예측한다(807).
그리고 나서, EML의 동작온도가 "805"에서 얻은 제 2 동작 온도 (Temperature2)가 되도록 EML를 설정한다(808). 동작온도가 파장 보정 파라미터에 해당하게 되는 것이다.
이렇게 설정된 제 2 동작 온도를 제 1 동작 온도의 값으로 재 설정한 후(809), "803"으로 되돌아서 직류상쇄전압(DC_Offset Voltage)이 다시 설정이 되면 "804"이하 과정을 반복 수행한다.
상술한 바와 같은 본 발명의 방법은 프로그램으로 구현되어 컴퓨터로 읽을 수 있는 형태로 기록매체(씨디롬, 램, 롬, 플로피 디스크, 하드 디스크, 광자기 디스크 등)에 저장될 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다.
상기와 같은 본 발명은, 사용자가 원하는 EML 출력 광원의 동작 파장을 설정하고, 직류상쇄전압(DC_offset Voltage) 을 상향 또는 하향 조정 했을 때 야기되는 출력 광원의 동작파장 변화를 EML의 동작 온도의 조절을 통하여 간이/신속하게 보정하는 효과가 있다.
즉, 본 발명은 직류상쇄전압(DC_Offset Voltage)이나 동작온도의 변화에 따른 광신호의 파장 변화 특성, 즉 직류상쇄전압(DC_Offset Voltage)과 출력파장과의 2차함수 관계 및 동작온도와 출력파장과의 1차함수 관계를 이용하여, 별도의 파장 고정기 또는 파장 측정기를 사용하지 않고도 직류상쇄전압의 변화에 따른 출력 파장의 변화를 간이/신속하게 보정하는 효과가 있다.
도 1 은 본 발명이 적용되는 전계흡수 광 변조기 내장형 레이저(EML)의 구성도.
도 2 는 본 발명에 따른 전계흡수 광 변조기 내장형 레이저(EML)의 직류상쇄전압 조절에 따른 출력 파장 변화의 자동 보정 장치의 일실시예 구성도.
도 3 은 EML의 입력 직류상쇄전압(DC_Offset Voltage)에 따른 출력 파장의 변화에 대한 특성도.
도 4 는 EML의 증폭 전압이 1.4 [V]인 경우, 입력 직류상쇄전압(DC_Offset Voltage)에 따른 출력 파장의 변화에 대한 특성도.
도 5 는 EML의 증폭 전압이 1.6 [V]인 경우, 입력 직류상쇄전압(DC_Offset Voltage)에 따른 출력 파장의 변화에 대한 특성도.
도 6 은 EML의 증폭 전압이 1.8 [V]인 경우, 입력 직류상쇄전압(DC_Offset Voltage)에 따른 출력 파장의 변화에 대한 특성도.
도 7 은 EML의 동작온도에 따른 출력파장의 변화에 대한 특성도.
도 8 은 본 발명에 따른 전계흡수 광 변조기 내장형 레이저의 직류상쇄전압 조절에 따른 출력 파장 변화의 자동 보정 방법에 대한 일실시예 흐름도.

Claims (6)

  1. 전계흡수 광 변조기 내장형 레이저(EML: Electro-Absorption Modulator Integrated Laser Diode)의 직류상쇄전압(DC_Offset Voltage) 조절에 따른 출력광신호의 파장 변화의 보정 방법에 있어서,
    초기에 설정된 구동 전류, 동작온도, 직류상쇄전압(DC_Offset Voltage), 및 증폭 전압으로 동작하는 상기 EML의 직류상쇄전압(DC_Offset Voltage)을 재설정받는 제 1 단계;
    상기 EML에서의 직류상쇄전압(DC_Offset Voltage)과 출력 파장과의 함수관계를 이용하여 상기 재설정된 직류상쇄전압(DC_Offset Voltage)에 대한 출력 파장을 예측하는 제 2 단계; 및
    상기 EML의 동작온도와 출력파장과의 함수관계를 이용하여 상기 제 2 단계에서 예측한 출력 파장에 대한 동작온도를 예측하고, 출력 파장의 변화를 보정하기 위하여 상기 예측된 동작온도로 동작온도를 재설정하는 제 3 단계
    를 포함하는 전계흡수 광 변조기 내장형 레이저의 직류상쇄전압 조절에 따른 출력 파장 변화의 자동 보정 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 단계는,
    상기 증폭전압에 해당하는 직류상쇄전압(DC_Offset Voltage)과 출력파장과의 관계에 대한 실험적 데이터로부터 수학적인 함수관계를 산출하는 제 4 단계; 및
    상기 제 4 단계에서 산출된 수학적인 함수관계를 이용하여 상기 제 1 단계에서 재설정된 직류상쇄전압(DC_Offset Voltage)에 대한 출력 파장을 예측하는 제 5 단계
    를 포함하는 전계흡수 광 변조기 내장형 레이저의 직류상쇄전압 조절에 따른 출력 파장 변화의 자동 보정 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 4 단계의 수학적인 함수관계는,
    상기 증폭 전압이 1.4[V]인 경우에는 아래의 (수학식 1)과 같고, 상기 증폭 전압이 1.6[V]인 경우에는 아래의 (수학식 2)와 같으며, 상기 증폭 전압이 1.8[V]인 경우에는 아래의 (수학식 3)과 같은 2차 함수인 것을 특징으로 하는 전계흡수 광 변조기 내장형 레이저의 직류상쇄전압 조절에 따른 출력 파장 변화의 자동 보정 방법.
    (수학식 1)
    (수학식 2)
    (수학식 3)
    여기서, x는 직류상쇄전압(DC_Offset Voltage), y는 파장을 나타냄.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 3 단계는,
    상기 EML의 동작온도와 출력파장과의 관계에 대한 실험적인 데이터로부터 수학적인 함수관계를 산출하는 제 6 단계;
    상기 제 6 단계에서 산출된 수학적인 함수관계를 이용하여 상기 제 2 단계에서 예측한 출력 파장에 대한 동작온도를 예측하는 제 7 단계; 및
    출력 파장의 변화를 보정하기 위하여, 상기 제 7 단계에서 예측된 동작온도로 상기 EML의 동작온도를 재설정하는 제 8 단계
    를 포함하는 전계흡수 광 변조기 내장형 레이저의 직류상쇄전압 조절에 따른 출력 파장 변화의 자동 보정 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제 6 단계의 함수관계는,
    아래의 (수학식 4)와 같은 1차 함수인 것을 특징으로 하는 전계흡수 광 변조기 내장형 레이저의 직류상쇄전압 조절에 따른 출력 파장 변화의 자동 보정 방법.
    (수학식 4)
    여기서, y는 출력 파장이고, x는 동작온도를 나타냄.
  6. 전계흡수 광 변조기 내장형 레이저(EML: Electro-Absorption Modulator Integrated Laser Diode)의 직류상쇄전압(DC_Offset Voltage) 조절에 따른 출력광신호의 파장 변화를 보정하기 위하여, 프로세서를 구비한 출력 파장의 변화를 자동으로 보정하는 장치에,
    초기에 설정된 구동 전류, 동작온도, 직류상쇄전압(DC_Offset Voltage), 및 증폭 전압으로 동작하는 상기 EML의 직류상쇄전압(DC_Offset Voltage)을 재설정받는 제 1 기능;
    상기 EML에서의 직류상쇄전압(DC_Offset Voltage)과 출력 파장과의 함수관계를 이용하여 상기 재설정된 직류상쇄전압(DC_Offset Voltage)에 대한 출력 파장을 예측하는 제 2 기능; 및
    상기 EML의 동작온도와 출력파장과의 함수관계를 이용하여 상기 제 2 기능에서 예측한 출력 파장에 대한 동작온도를 예측하고, 출력 파장의 변화를 보정하기 위하여 상기 예측된 동작온도로 동작온도를 재설정하는 제 3 기능
    을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체.
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