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KR20020012189A - 광 파장을 필터링하는 장치 및 방법 - Google Patents

광 파장을 필터링하는 장치 및 방법 Download PDF

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KR20020012189A
KR20020012189A KR1020017013883A KR20017013883A KR20020012189A KR 20020012189 A KR20020012189 A KR 20020012189A KR 1020017013883 A KR1020017013883 A KR 1020017013883A KR 20017013883 A KR20017013883 A KR 20017013883A KR 20020012189 A KR20020012189 A KR 20020012189A
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KR
South Korea
Prior art keywords
wavelength
multiplexer
optical
waveguide
wdm
Prior art date
Application number
KR1020017013883A
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English (en)
Inventor
아우구스트숀토르스텐
Original Assignee
클라스 노린, 쿨트 헬스트룀
텔레폰악티에볼라겟엘엠에릭슨(펍)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 클라스 노린, 쿨트 헬스트룀, 텔레폰악티에볼라겟엘엠에릭슨(펍) filed Critical 클라스 노린, 쿨트 헬스트룀
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Abstract

본 발명은 광 파장 채널의 파장 선택 필터를 위한 장치 및 방법에 관한 것이다. 장치는 적어도 하나의 3dB-커플러 또는 적어도 하나의 Q 포트 서큘레이터(40)(Q ≥ 3), 1 × N WDM-(디)멀티플렉서(30)(N ≥ 2), N개의 도파관(31, 32, 33, 34, 35, 36, 37 및 38), 적어도 N개의 반사 섹션(61, 62, 63, 64, 65, 66, 67 및 68) 및 적어도 N개의 가변 광 감쇠기(71, 72, 73, 74, 75, 76, 77 및 78)을 포함한다. 서큘레이터(40) 또는 3dB-커플러상의 포트중의 하나가 WDM-(디)멀티플렉서(30)의 제 1 측면에 접속된다. 각각의 도파관(31, 32, 33, 34, 35, 36, 37 및 38)은 적어도 하나의 가변 광 감쇠기(71, 72, 73, 74, 75, 76, 77 및 78) 및 적어도 하나의 반사 섹션(61, 62, 63, 64, 65, 66, 67 및 68)을 포함하여서 적어도 하나의 가변 광 감쇠기(71, 72, 73, 74, 75, 76, 77 및 78)는 반사 섹션(61, 62, 63, 64, 65, 66, 67 및 68) 및 WDM-(디)멀티플렉서(30) 사이에 위치된다.

Description

광 파장을 필터링하는 장치 및 방법{A DEVICE AND METHOD FOR FILTERING OPTICAL WAVELENGTHS}
기존의 광 네트워크의 용량을 향상시키는 여러 방법이 공지되어 있다. 하나의 방법은 광 네트워크에서의 광 섬유가 사용 가능한 대역폭을 활용할 수 있는 범위를 향상시키기 위해 소위 광파장 멀티플렉싱 기술(WDM)을 사용하는 것이다. 광파장은 광 네트워크에서 정보 어드레스로서 또한 사용될 수 있고, 다시 말해, 정보는 네트워크에서 개별적으로 처리될 수 있는 다수의 채널상에서 멀티플렉싱될 수 있다. 특히 상이한 채널이 필터 및 스위칭 구조에서 상이한 범위로 감쇠되고, 서로 상이한 길이의 경로를 따라 네트워크를 통과하거나 광 증폭기에서 상이한 범위로 증폭되기 때문에, 이것은 상이한 진폭의 손실에 영향을 받는 상이한 채널을 초래할 수 있다. 이러한 불균형은 저 전력 레벨을 갖는 채널이 고 전력 레벨을 갖는 채널에 의해 쉽게 방해받는 다는 사실로 인해, 송신 정보의 품질을 손상시킬 수 있고, 이러한 현상은 통상적으로 크로스토크(crosstalk)라 칭한다.
따라서, 바람직한 채널을 증폭하는 동안 바람직하지 않은 채널이 억제되는것을 가능하게 하는 광 네트워크 동조 가능 필터에 통합하는 것이 바람직하다.
광 채널을 동조 가능하게 필터링하는 기술의 현재 관점에 따라 구성되는 장치는 하나 이상의 아래의 결점으로 일반적으로 방해받는다.
바람직한 채널에 관한 비교적 높은 손실 및 나머지 채널의 불량한 억제.
다른 결점은 성능을 손상시키고 전체적으로 송신 시스템에서 방해를 초래하는 장치의 반사를 포함한다.
또 다른 단점은 파장 채널이 협파장 대역을 통해서만 필터된다는 것이다.
또 다른 단점은 이러한 공지된 장치가 (시스템에 이롭지 않은) 오버-샤프(over-sharp) 필터 프로파일(profile)을 갖는다는 것이다.
본 발명은 각각의 청구항 1 항 및 9 항의 전문에 따르는 장치 및 방법에 관한 것이다.
도 1은 본 발명의 광 필터의 하나의 실시예를 도시하는 도면.
도 2는 본 발명의 광 필터의 또 다른 실시예를 도시하는 도면.
도 3은 본 발명의 광 필터의 또 다른 실시예를 도시하는 도면.
도 4는 본 발명의 광 필터의 또 다른 실시예를 도시하는 도면.
도 5는 본 발명의 광 필터의 또 다른 실시예를 도시하는 도면.
도 6은 본 발명과 사용될 수 있는 가변 감쇠기의 예를 도시하는 도면.
본 발명의 목적은 적어도 부분적으로 전술한 문제점 및 결점을 극복하는 것이다.
이러한 목적은 각각의 청구항 1 항 및 청구항 9 항에 따르는 장치 및 방법에 의해 본 발명의 제 1 양상에 따라 달성된다.
본 발명에 의해 제공되는 하나의 장점은 격자(grating) 구조에서의 주기가 변화될 때 분산 보상(dispersion compensation)이 각각의 채널에 대해 달성될 수 있다는 것이다.
본 발명에 의해 제공되는 또 다른 장점은 바람직하지 않은 채널이 강하게 억제된다는 것이다.
청구항 3 항 또는 청구항 11 항에 따르는 하나의 바람직한 실시예는 바람직한 채널이 큰 범위로 증폭되는 것을 가능하게 하는 부가의 장점을 제공한다.
본 발명은 본 발명의 바람직한 예시하는 실시예를 참조하고 첨부한 도면을 참조하여 더욱 상세하게 설명된다.
도 1은 4개의 도파관(waveguides)(32, 34, 36 및 38), 4개의 반사 섹션(reflection sections)(62, 64, 66 및 68), 4개의 가변 광 감쇠기(attenuators)(72, 74, 76 및 78), 4개 채널 멀티플렉서/디멀티플렉서(multiplexer/demultiplexer)(30) 및 3개 채널 서큘레이터(circulator)(40)를 포함하는 본 발명의 광 필터의 실시예를 도시한다. 서큘레이터(40)는 3개 이상의 포트를 포함할 수 있고, 장치에서 능동적으로 사용되지 않은 이러한 포트는 바람직하게는 플러그(plugged)된다.
광 서큘레이터중의 하나의 포트(46)는 4개 채널 (디)멀티플렉서(30)의 제 1 측면에 접속된다. 4개의 도파관(32, 34, 36 및 38)은 (디)멀티플렉서(30)의 다른측면에 접속된다. 각각의 도파관(32, 34, 36 및 38)은 반사 섹션(62, 64, 66 및 68) 및 가변 광 증폭기(72, 74, 76 및 78)를 포함한다. 가변 광 감쇠기(72, 74, 76 및 78)는 (디)멀티플렉서(30) 및 각각의 반사 섹션(62, 64, 66 및 68) 사이에 배치된다. 가변 광 감쇠기는 바람직하게는 온/오프(on/off) 스위치의 방법으로 동작한다.
(디)멀티플렉서는 MMIMZI(다중 모드 간섭 마하 젠더 간섭계) 원리에 따라 구성될 수 있다. 반사 섹션은 브래그 격자(Bragg gratings)일 수 있다. 3dB-스위치 또는 커플러(coupler)가 광 서큘레이터 대신에 사용될 수 있지만, 이러한 스위치의 사용은 단점으로 고려될 수 있는 부가의 손실을 발생시킬 수 있다. 또한, 송신 시스템에서 전체적으로 문제점을 일으킬 수 있는 반사가 발생할 수 있다.
광 파장 채널은 광 서큘레이터(40)상의 제 1 포트(42)를 통해 송신되어 들어온다. 이러한 파장 채널은 서큘레이터를 통과하여 제 2 포트(46)를 통해 송신되어 나간다. 파장 채널은 (디)멀티플렉서(30)로 송신되어 4개의 도파관(32, 34, 36 및 38)상으로 송신된다.
적어도 하나의 파장 채널이 예를 들어, (디)멀티플렉서(30)로부터 도파관(36)으로 송신된다. 이러한 파장 채널이 바람직하지 못하다고 가정되는 경우에, 채널은 반사 섹션(62)에 의해 반사되기 이전에 가변 광 감쇠기(72)에 의해 1회 감쇠되고 상기 반사 섹션에 의해 반사된 후에는 2회 감쇠된다. 이어서, 파장 채널은 (디)멀티플렉서를 통과하여 광 서큘레이터(40)상의 제 3 포트(44)상에서 송신되어 나간다.
바람직한 파장 채널이 광 서큘레이터 및 (디)멀티플렉서를 통해 도파관(34)으로 송신된다고 가정한다. 파장 채널은 반사 섹션에 의해 반사되기 이전 및 반사된 이후 모두에서, 가변 광 감쇠기를 통과하는데 감쇠기는 인지하지 못한다. 이어서, 파장 채널은 (디)멀티플렉서를 통과하여 제 3 서큘레이터 포트(44)상에서 송신되어 나간다.
도 2는 본 발명에 따라 구성된 광 필터의 제 2 실시예를 도시한다. 필터는 4개의 도파관(32, 34, 36 및 38), 4개의 반사 섹션(62, 64, 66 및 68), 4개의 가변 광 감쇠기(72, 74, 76 및 78), 4개 채널의 멀티플렉서/디멀티플렉서(30), 스위치(20), 펌프 레이저(pump laser)(10), 4개의 증폭기 섹션(52, 54, 56 및 58) 및 3개 포트의 광 서큘레이터(40)를 포함한다. 광 서큘레이터는 또한 이러한 경우에 3dB 스위치로 대체될 수 있다.
광 서큘레이터의 포트(46)중의 하나가 상기 4개 채널의 (디)멀티플렉서(30)의 제 1 측면에 접속된다. 4개의 도파관(32, 34, 36 및 38)은 (디)멀티플렉서(30)의 다른 측면에 접속된다. 각각의 도파관(32, 34, 36 및 38)은 반사 섹션(62, 64, 66 및 68), 증폭기 섹션(52, 54, 56 및 58) 및 가변 광 감쇠기(72, 74, 76 및 78)를 포함한다. 가변 광 감쇠기(72, 74, 76 및 78) 및 증폭기 섹션(52, 54, 56 및 58)은 (디)멀티플렉서(30) 및 각각의 반사 섹션(62, 64, 66 및 68) 사이에 배치된다. 가변 광 감쇠기는 도 2의 설명에서 (디)멀티플렉서(30)에 가장 가까이 위치된다. 가변 광 감쇠기 및 증폭기 섹션의 위치는 역(reversed)으로 될 수 있다. 증폭기 섹션은 평면(plane) 파장 증폭기 또는 섬유(fibre) 증폭기일 수 있다. 가변 광감쇠기는 2중(doubled)일 수 있고 증폭기 섹션의 업스트림 및 다운스트림(upstream and downstream) 모두에 설치될 수 있다. 반사 섹션 및 증폭기 섹션 사이에서 (바람직하게는 온/오프 스위치 기능을 갖는) 가변 광 감쇠기의 위치가 중요하게 되기 위해서, 감쇠기는 펌프 파장의 전력 및 신호 파장의 전력이 모두 가변 광 감쇠기에 의해 동일한 방법으로 영향을 받을 수 있는 파장에 반응을 나타내지 않게 만들어진다.
예를 들어, (디)멀티플렉서는 MMIMZI(다중 모드 간섭 마하 젠더 간섭계) 원리에 따라 구성될 수 있다. 반사 섹션은 예를 들어, 브래그 격자일 수 있다. 증폭기 섹션은 예를 들어, 섬유 증폭기일 수 있다. 3dB-커플러는 광 서큘레이터 대신에 사용될 수 있다. 스위치는 MMIMZI(다중 모드 간섭 마하 젠더 간섭계) 원리에 따라 구성될 수 있다.
광 섬유 채널은 광 서큘레이터(40)상의 제 1 포트(42)를 통해 송신된다. 이러한 파장 채널은 서큘레이터를 통과하여 제 2 서큘레이터 포트(46)를 통해 송신되어 나간다. 파장 채널은 (디)멀티플렉서(30)로 송신되어 4개의 도파관(32, 34, 36 및 38)상에서 디멀티플렉스된다.
바람직한 채널은 도파관(34)에 연결되는 채널이다는 것을 가정한다. 이어서, 스위치(10)는 펌프 레이저가 도파관(34)에 접속되고 증폭기 섹션(54)을 통과하고 상기 섹션을 활성시키도록 설정된다. 이어서, 이러한 증폭기 섹션에 도달하는 신호의 전력이 증폭된다.
적어도 하나의 파장 채널이 예를 들어, (디)멀티플렉서(30)로부터도파관(32)으로 송신된다. 이러한 파장 채널이 바람지하지 못하다는 것이 가정되는 경우에, 파장 채널은 반사 섹션(62)에 의해 반사되기 이전에 가변 광 감쇠기(72)에 의해 1회 감쇠되고, 상기 반사 섹션에 의해 반사된 이후에는 2회 감쇠된다. 파장 채널은 (디)멀티플렉서를 통과하여 광 서큘레이터(40)의 제 3 포트(44)상으로 송신되어 나간다. 이러한 파장 채널은 증폭기 섹션에 의해 더 큰 또는 더 작은 범위로 영향받을 수 있다.
바람직한 파장 채널이 광 서큘레이터 및 (디)멀티플렉서를 통해 도파관(34)으로 송신된다는 것을 가정한다. 이러한 파장 채널은 가변 광 감쇠기(74)를 통과하는데 감쇠기는 실질적으로 인지하지 못하고, 이어서 파장 채널은 반사 섹션(64)에 의해 반사되기 이전에 증폭기 섹션(54)을 통해 증폭될 수 있다. 레이저 광은 스위치(20)를 통해 펌프 레이저(10)로부터 소정의 파장을 증폭하는 것이 바람직한 도파관으로 펌프된다. 도시된 경우에서, 바람직한 채널이 도파관에 위치될 때, 레이저 광이 상기 도파관으로 펌프되도록 스위치(20)가 설정된다. 파장 채널이 반사 섹션(64)에 의해 반사된 이후에, 파장 채널은 상기 증폭기 섹션을 통해 1회 이상 증폭되어서 본 경우에서 가능한 한 적게 상기 파장을 감쇠시키는 감쇠기를 통과하는데 감쇠기는 실질적으로 인지하지 못한다. 이어서, 파장 채널은 (디)멀티플렉서로 통과하여 광 서큘레이터(40)상의 제 3 포트(44)를 통해 송신되어 나간다.
각각의 광 감쇠기(72, 74, 76 및 78)는 개별적으로 조정될 수 있어서, 상이한 도파관(32, 34, 36 및 38)으로 디멀티플렉서된 여러 파장의 신호 강도가 서로 개별적 및 독립적으로 제어될 수 있게 한다.
도 3은 본 발명에 따라 구성된 광 필터의 또 다른 실시예를 도시한다. 필터는 2개의 펌프 레이저(10 및12), (MMIMZI 기반 스위치일 수 있는) 스위치(20), 4개의 도파관(32, 34, 36 및 38), 4개의 증폭기 섹션(52, 54, 56 및 58), 4개의 반사 섹션(62, 64, 66 및 68), 4개의 가변 광 감쇠기(72, 74, 76 및 78), 4개-채널의 (디)멀티플렉서(30) 및 3dB-커플러(40)를 포함한다. 앞서 언급한 경우와 같이, 3dB-커플러는 광 서큘레이터로 대체될 수 있다.
3-dB 커플러 또는 스위치는 자신의 포트(46)중의 하나를 통해 상기 4개-채널의 (디)멀티플렉서의 제 1 측면에 접속된다. 4개의 도파관(32, 34, 36 및 38)은 (디)멀티플렉서의 제 2 측면에 접속된다. 각각의 도파관(32, 34, 36 및 38)은 증폭기 섹션(52, 54, 56 및 58), 가변 광 감쇠기(72, 74, 76 및 78) 및 반사 섹션(62, 64, 66 및 68)을 포함한다. 증폭기 섹션(52, 54, 56 및 58) 및 가변 광 감쇠기(72, 74, 76 및 78)는 (디)멀티플렉서(30) 및 각각의 반사 섹션(62, 64, 66 및 68) 사이에 배치된다. 펌프 레이저(10 및 12)는 스위치(20)의 제 1 측면에 접속된다. 도시된 경우에서, 가변 광 감쇠기가 (디)멀티플렉서(30)에 가장 가까이 배치된다.
증폭기 섹션 및 가변 광 감쇠기의 위치는 역으로 될 수 있다. 반사 섹션 및 증폭기 섹션 사이에서 중요하게 (바람직하게는 온/오프 스위치 기능을 사용하여) 가변 광 감쇠기를 위치시키기 위해 사전에 필요한 것은 신호 파장의 전력 및 펌프 파장의 전력이 가변 광 감쇠기에 의해 동일한 방법으로 영향을 받을 수 있도록 파장 무반응(insensitivity)이 제공될 수 있어야 한다는 것이다. 광 서큘레이터는 3dB-커플러로 대체될 수 있다.
광 파장 채널은 3dB-커플러(40)의 제 1 포트(42)를 통해 송신되어 들어온다. 이러한 파장 채널은 커플러를 통과하여 제 2 커플러 포트(46)를 통해 송신되어 나간다. 파장 채널은 (디)멀티플렉서(30)로 송신되어 4개의 도파관(32, 34, 36 및 38)상에서 디멀티플렉서된다.
적어도 하나의 파장 채널이 예를 들어, (디)멀티플렉서(30)로부터 도파관(32)으로 송신된다. 이러한 파장 채널이 바람직하지 않은 경우에, 채널은 가변 광 감쇠기(72)에 의해 1회 감쇠되어 증폭기 섹션을 통과하여 더 크거나 더 작은 범위로 상기 섹션에 의해 영향을 받을 수 있고, 그 후 반사 섹션(62)에 의해 반사된다.
이어서, 파장 채널은 증폭기 섹션(42)을 2회 통과하여 더 크거나 더 작은 범위로 영향을 받을 수 있고, 그 후 2회 감쇠기(72)에서 감쇠될 수 있다.
바람직한 파장 채널이 예를 들어, 도파관(34)으로 송신될 수 있다. 이러한 파장 채널은 1회 감쇠기(74)를 통과하는데, 감쇠기는 실질적으로 인지하지 못한다. 이어서, 파장 채널은 상기 파장 채널이 반사 섹션(64)에 의해 반사되기 이전에 1회 증폭기 섹션에 의해 증폭된다. 증폭은 어떤 파장 채널의 증폭이 바람직한 도파관으로 레이저 광을 펌핑함으로써 제어된다. 도시된 실시예의 경우에, 이러한 레이저 광은 스위치(20)를 통해, 두 개의 펌프 레이저(10 및 12)에 의해 도파관으로 펌프된다. 스위치는 레이저 광이 정확한 도파관으로 여기(excited)되도록 설정된다. 펌프 레이저는 바람직하게는 동일한 증폭 파장으로 상호 동작하지만, 물론 이러한 파장은 상호 상이할 수 있다. 바람직하게는, 하나의 레이저만이 다른 레이저가백업(backup)의 기능을 하는 동안, 스위치 온 된다.
반사 섹션(64)에 의해 반사되는 상기 파장 채널에 이어서, 채널은 증폭기 섹션을 통해 1회 이상 증폭되어서 감쇠기를 통과하는데 감쇠기는 인지하지 못하고, 상기 감쇠기는 도시된 경우에 상기 파장을 아주 작게 감쇠시킨다. 이어서, 파자 채널은 (디)멀티플렉서로 통과하여 3-dB 커플러(40)상의 제 3 포트(44)를 통해 송신되어 나간다.
각각의 광 감쇠기(72, 74, 76 및 78)는 개별적으로 조정될 수 있어서, 여러 도파관(32, 34, 36 및 38)으로 디멀티플렉스되는 상이한 파장의 각각의 신호 강도가 서로 개별적 및 독립적으로 조절될 수 있게 한다.
도 4는 증폭 채널 등화기(equaliser)로서 또한 사용될 수 있는 본 발명의 광 필터의 또 다른 실시예를 도시한다. 채널 등화기는 4개의 펌프 레이저(10, 12, 14 및 16), 4개의 도파관(32, 34, 36 및 38), 4개의 증폭기 섹션(52, 54, 56 및 58), 4개의 반사 섹션(62, 64, 66 및 68), 4개의 가변 광 감쇠기(72, 74, 76 및 78), 4개 채널의 멀티플렉서/디멀티플렉서(30) 및 3개 포트의 광 서큘레이터(40)를 포함한다.
광 서큘레이터(40)의 포트(46)중의 하나가 상기 4개 채널의 (디)멀티플렉서(30)의 제 1 측면에 접속된다. 4개의 도파관(32, 34, 36 및 38)은 (디)멀티플렉서(30)의 제 2 측면에 접속된다. 각각의 도파관(32, 34, 36 및 38)은 증폭기 섹션(52, 54, 56 및 58) 및 반사 섹션(62, 64, 66 및 68), 가변 광 감쇠기(72, 74, 76 및 78) 및 펌프 레이저(10, 12, 14 및 16)를 포함한다. 증폭기섹션(52, 54, 56 및 58) 및 가변 광 감쇠기(72, 74, 76 및 78)는 (디)멀티플렉서(30) 및 각각의 반사 섹션(62, 64, 66 및 68) 사이에 배치된다. 각각의 펌프 레이저(10, 12, 14 및 16)는 각각의 도파관(32, 34, 36 및 38)의 단부에 배치된다.
광 파장 채널은 광 서큘레이터(40)의 제 1 포트(42)를 통해 송신되어 들어온다. 이러한 파장 채널은 서큘레이터를 통과하여 서큘레이터의 제 2 포트(46)를 통해 송신되어 나간다. 파장 채널은 (디)멀티플렉서(30)로 송신되어서 4개의 도파관(32, 34, 36 및 38)상으로 디멀티플렉서된다.
적어도 하나의 파장 채널이 예를 들어, (디)멀티플렉서(30)로부터 도파관(32)으로 송신된다. 이러한 파장 채널이 바람직하지 않는 경우에, 가변 광 감쇠기(32)에 의해 1회 감쇠되어서 더 크거나 더 작은 범위로 영향을 받을 수 있는 증폭기 섹션(52)을 통과하여서, 그 후 반사 섹션(62)에 의해 반사된다.
이어서, 파장 채널은 더 크거나 더 작은 범위로 영향을 받을 수 있는 증폭기 섹션(52)을 2회 통과하여서, 그 후 가변 광 감쇠기(72)에 의해 2회 감쇠된다. 이어서, 파장 채널은 (디)멀티플렉서를 통과하여 광 서큘레이터상의 제 3 포트를 통해 송신되어 나간다.
바람직한 파장 채널은 예를 들어, 파 컨덕터(wave conductor)에 연결될 수 있다. 이러한 파장 채널은 1회 감쇠기(74)를 통과하는데 감쇠기는 실질적으로 인지하지 못한다. 이어서, 파장 채널은 상기 파장 채널이 반사 섹션(64)에 의해 반사되기 이전에 1회 증폭기 섹션(54)에서 증폭된다. 증폭은 어떤 파장 채널의 증폭이 바람직한 도파관으로 레이저 광을 펌핑함으로써 제어된다. 도시된 실시예의 경우에, 레이저 광은 도파관(34)의 단부에 제공되는 펌프 레이저(12)에 의해 펌프된다. 파장 채널이 반사 섹션(64)에 의해 반사된 이후에, 파장 채널은 증폭기 섹션(54)에 의해 2회 증폭되어서, 가변 광 감쇠기(74)를 통과하는데 감쇠기는 인지하지 못한다. 이어서, 파장 채널은 (디)멀티플렉서를 통과하여서 서큘레이터(40)상의 제 3 포트를 통해 송신되어 나간다.
각각은 펌프 레이저는 서로 독립적으로 상이한 전력을 사용하여 송신할 수 있다. 즉, 각각의 펌프 레이저(10, 12, 14 및 16)는 증폭기 섹션(52, 54, 56 및 58)이 증폭하여야 할 범위를 조절하여서, 상이한 도파관(32, 34, 36 및 38)으로 디멀티플렉서되어 나가는 여러 파장의 각각의 신호 강도가 서로 개별적 및 독립적으로 조절될 수 있게 한다.
도 5는 본 발명의 필터의 또 다른 실시예를 도시한다. 필터는 펌프 레이저(10, 12, 14 및 16), 2개의 스위치(20 및 22), 8개의 도파관(31, 32, 33, 34, 35, 36, 37 및 38), 8개의 증폭기 섹션(51, 52, 53, 54, 55, 56, 57 및 58), 8개의 반사 섹션(61, 62, 63, 64, 65, 66, 67 및 68), 8개의 가변 광 감쇠기(71, 72, 73, 74, 75, 76, 77 및 78), 8개 채널의 (디)멀티플렉서(30) 및 3개 포트의 광 서큘레이터(40)를 포함한다.
광 서큘레이터의 포트(46)중의 하나가 상기 8개 채널의 (디)멀티플렉서의 제 1 측면에 접속된다. 8개의 도파관(31, 32, 33, 34, 35, 36, 37 및 38)은 (디)멀티플렉서(30)의 제 2 측면에 접속된다. 각각의 도파관(31, 32, 33, 34, 35, 36, 37및 38)은 증폭기 섹션(51, 52, 53, 54, 55, 56, 57 및 58), 가변 광 감쇠기(71, 72, 73, 74, 75, 76, 77 및 78) 및 반사 섹션(61, 62, 63, 64, 65, 66, 67 및 68)을 포함한다. 증폭기 섹션(51, 52, 53, 54, 55, 56, 57 및 58) 및 가변 광 감쇠기(71, 72, 73, 74, 75, 76, 77 및 78)는 (디)멀티플렉서(30) 및 각각의 반사 섹션(61, 62, 63, 64, 65, 66, 67 및 68) 사이에 배치된다. 펌프 레이저(10 및 12)는 스위치(20)의 제 1 측면에 접속되지만, 펌프 레이저(14 및 16)는 스위치(22)의 제 1 측면에 접속된다. 펌프 레이저(10 및 12)는 바람직하게는 상호 동일한 파장으로 동작한다. 펌프 레이저(14 및 16)는 또한 바람직하게는 상호 동일한 파장으로 동작하는데, 이 파장은 펌프 레이저(10 및 12)가 동작하는 파장과 동일하거나 상이하다. 도파관(31, 32, 33 및 34)은 스위치(20)의 제 2 측면에 접속되지만, 도파관(35, 36, 37 및 38)은 스위치(22)의 제 2 측면에 접속된다.
광 파장 채널은 광 서큘레어터(40)상의 제 1 포트(42)를 통해 송신되어 들어온다. 이러한 파장 채널은 서큘레이터를 통과하여 서큘레이터상의 제 2 포트(46)를 통해 송신되어 나간다. 파장 채널은 (디)멀티플렉서(30)로 송신되어서 8개의 도파관(31, 32, 33, 34, 35, 36, 37 및 38)상으로 디멀티플렉서되어 나간다.
적어도 하나의 파장 채널이 예를 들어, (디)멀티플렉서(30)로부터 도파관(31)으로 송신된다. 이러한 파장 채널이 바람직하지 않은 경우에, 채널은 가변 광 감쇠기(71)에 의해 1회 감쇠되어서, 그 후 더 크거나 더 작은 범위로 영향을 받을 수 있는 증폭기 섹션(51)을 통과하여서, 그 후 반사 섹션(61)에 의해 반사된다.
이어서, 파장 채널은 2회 증폭기 섹션(51)을 통과하여서, 더 크거나 더 작은 범위로 다시 영향을 받을 수 있으므로, 가변 광 감쇠기(71)에 의해 2회 감쇠된다. 이어서, 파장 채널은 (디)멀티플렉서로 통과하여서 광 서큘레이터(40)상의 제 3 포트(44)를 통해 송신되어 나간다.
바람직한 파장 채널이 예를 들어, 도파관(35)으로 송신될 수 있다. 이러한 파장 채널은 1회 감쇠기(75)를 통과하는데 감쇠기는 인지하지 못한다. 그 후, 파장 채널은 상기 채널이 반사 섹션(65)에 의해 반사되기 이전에 1회 증폭기 섹션(55)에 의해 증폭된다. 증폭은 어떤 파장 채널을 증폭하는 것이 바람직한 도파관으로 레이저 광을 펌핑함으로써 제어된다. 이러한 실시예의 경우에, 레이저 광은 스위치(22)를 통해 접속된 2개의 펌프 레이저(14 및 16)에 의해 펌프된다. 2개의 레이저는 바람직하게는 하나씩 동작한다.
파장 채널이 반사 섹션(65)에 의해 반사된 이후에, 채널은 증폭기 섹션(55)에 의해 2회 증폭되어서 가변 광 감쇠기(75)를 통과하는데 감쇠기는 인지하지 못한다.
이어서, 파장 채널은 (디)멀티플렉서를 통과하여서 서큘레이터(40)상의 제 3 포트(44)를 통해 송신되어 나간다.
각각의 가변 광 감쇠기(71, 72, 73, 74, 75, 76, 77 및 78)는 개별적으로 조정될 수 있어서, 상이한 도파관(31, 32, 33, 34, 35, 36, 37 및 38)으로 디멀티플렉서되어 나가는 여러 파장의 각각의 신호 강도가 서로 개별적 및 독립적으로 조정될 수 있게 한다. 앞서 언급한 바와 같이, 가변 광 감쇠기는 온/오프 스위치와 유사한 방법으로 동작한다.
도 6은 본 발명에 유리하게 사용될 수 있는 가변 광 감쇠기를 도시한다. 가변 광 감쇠기는 2개의 1 × 2 MMI 도파관(110 및 120), 2개의 마하 젠더 도파관(80 및 90), 위상 제어 소자(132) 및 트림(trim) 섹션(134)을 포함한다. MMI 도파관(110 및 120)은 상기 2개의 마하 젠더 도파관(80 및 90)을 통해 함께 접속된다. 제 1 마하 젠더 도파관(80)은 상기 위상 제어 소자(132)를 포함하고, 제 2 마하 젠더 도파곤(90)은 상기 트림 섹션(134)을 포함한다.
본 발명이 전술되고 도시된 예시하는 본 발명의 실시예에 제한되지 않고, 변경물이 첨부한 청구범위의 범위내에서 만들어질 수 있다는 것이 이해된다.

Claims (15)

  1. 광 파장 선택 필터에 있어서,
    상기 필터는 적어도 하나의 3dB-커플러 또는 적어도 하나의 Q-포트 서큘레이터(40)(Q ≥ 3), 1 × N WDM-(디)멀티플렉서(30)(N ≥ 2), N개의 도파관(31, 32, 33, 34, 35, 36, 37 및 38), 적어도 N개의 반사 섹션(61, 62, 63, 64, 65, 66, 67 및 68) 및 적어도 N개의 가변 광 감쇠기(71, 72, 73, 74, 75, 76, 77 및 78)를 포함하는 필터로서, 상기 서큘레이터(40) 또는 3dB-커플러상의 포트중의 하나가 상기 WDM-(디)멀티플렉서의 제 1 측면에 접속되고, 상기 각각의 도파관(31, 32, 33, 34, 35, 36, 37 및 38)은 적어도 하나의 가변 광 감쇠기(71, 72, 73, 74, 75, 76, 77 및 78) 및 적어도 하나의 반사 섹션(61, 62, 63, 64, 65, 66, 67 및 68)을 포함하여서 상기 적어도 하나의 가변 광 감쇠기(71, 72, 73, 74, 75, 76, 77 및 78)는 상기 반사 섹션(61, 62, 63, 64, 65, 66, 67 및 68) 및 WDM-(디)멀티플렉서(30) 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 광 파장 선택 필터.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 반사 섹션(61, 62, 63, 64, 65, 66, 67 및 68)은 브래그 격자(Bragg grating)인 것을 특징으로 하는 광 파장 선택 필터.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 필터는 상기 각각의 반사 섹션 및 WDM-(디)멀티플렉서 사이의 상기 각각의 도파관(31, 32, 33, 34, 35, 36, 37 및 38)에 배치된 적어도 하나의 증폭기 섹션(51, 52, 53, 54, 55, 56, 57 및 58) 및 상기 적어도 하나의 도파관에서 상기 WDM-(디)멀티플렉서 방향으로 증폭기 섹션을 통해 광을 펌프하도록 적응되는 적어도 하나의 펌프 레이저를 또한 포함하는 것을 특징으로 하는 광 파장 선택 필터.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 레이저는 상기 WDM-(디)멀티플렉서 방향으로 각각의 도파관에 전력을 펌프하기 위해 적응되는 것을 특징으로 하는 광 파장 선택 필터.
  5. 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서,
    상기 레이저 및 반사 섹션(62, 64, 66, 및 68) 사이에 배치되는 적어도 하나의 광 스위치(20)를 포함하는 것을 특징으로 하는 광 파장 선택 필터.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 적어도 2개의 펌프 레이저(10, 12, 14 및 16)가 각각의 광 스위치(20 및 22)에 제공될 때, 상기 적어도 하나의 레이저(10, 12, 14 및 16)는 다른 레이저에 의해 방출되는 광의 파장과 상이한 파장으로 레이저 광을 송신하는 것을 특징으로 하는 광 파장 선택 필터.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항중 어느 한 항에 있어서,
    상기 가변 광 감쇠기(71, 72, 73, 74, 75, 76, 77 및 78)는 2개의 마하 젠더 도파관(80 및 90)을 통해 상호 접속되는 2개의 MMI-도파관(110 및 120)을 포함하는 MMIMZI형(다중 모드 간섭 마하 젠더 간섭계)이고, 상기 제 1 마하 젠더 도파관(80)은 적어도 하나의 트림 섹션(134)을 포함하고, 상기 제 2 마하 젠더 도파관(90)은 적어도 하나의 위상 제어 소자(132)를 포함하는 것을 특징으로 하는 광 파장 선택 필터.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항중 어느 한 항에 있어서,
    상기 광 스위치(20 및 22)는 MMI형(다중 모드 간섭 마하 젠더 간섭계) 또는 디지털 스위치인 것을 특징으로 하는 광 파장 선택 필터.
  9. 파장의 그룹으로부터 적어도 하나의 파장을 선택적으로 필터링하는 방법에 있어서,
    광 파장 채널을 광 서큘레이터 또는 3dB-커플러를 통해 WDM-(디)멀티플렉서의 제 1 측면으로 송신하는 단계,
    N개의 상이한 파장 채널을 상기 WDM-(디)멀티플렉서의 제 2 측면에 접속된 N개의 상이한 도파관을 통해 송신하는 단계(N ≥ 2),
    적어도 하나이지만 최대 N-1개의 광 파장 채널을 상기 채널(들)이 파장 선택 반사 섹션에 의해 반사되기 이전에 감쇠시키는 단계,
    상기 반사된 광 파장 채널을 상기 WDM-(디)멀티플렉서를 통하여 거기에서부터 서큘레이터 또는 3dB-커플러를 통하여 송신하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 파장의 그룹으로부터 적어도 하나의 파장을 선택 필터링하는 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 언급한 파장 채널을 제외하고, 상기 채널이 파장 선택 반사 섹션에 의해 반사되기 이전에 최대 N-1개의 광 파장 채널을 증폭시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 파장의 그룹으로부터 적어도 하나의 파장을 선택 필터링하는 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 WDM-(디)멀티플렉서 방향으로 적어도 하나의 증폭기를 통해 레이저 광을 펌핑하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 파장의 그룹으로부터 적어도 하나의 파장을 선택 필터링하는 방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    적어도 하나의 광 스위치을 통해 도파관에 접속된 적어도 하나의 레이저에 의해 레이저 광을 펌핑하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 파장의 그룹으로부터 적어도 하나의 파장을 선택 필터링하는 방법.
  13. 제 11 항에 있어서,
    스플리터(splitter)에 의해 적어도 2개의 레이저 광으로부터 상기 레이저 광을 펌핑하는 단계를 포함하고, 적어도 하나의 레이저 파장은 나머지와 상이한 것을 특징으로 하는 파장의 그룹으로부터 적어도 하나의 파장을 선택 필터링하는 방법.
  14. 제 11 항에 있어서,
    상기 레이저 광은 각각의 상기 도파관에 접속된 레이저에 의해 펌프되는 것을 특징으로 하는 파장의 그룹으로부터 적어도 하나의 파장을 선택 필터링하는 방법.
  15. 제 10 항 내지 제 14 항중 어느 한 항에 있어서,
    MMIMZI(다중 모드 간섭 마하 젠더 간섭계)에 의해 상기 파장 채널을 감쇠시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 파장의 그룹으로부터 적어도 하나의 파장을 선택 필터링하는 방법.
KR1020017013883A 1999-04-30 2000-04-14 광 파장을 필터링하는 장치 및 방법 KR20020012189A (ko)

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