KR100266038B1 - Signal processing filter for optical communication and processing method thereof - Google Patents

Signal processing filter for optical communication and processing method thereof Download PDF

Info

Publication number
KR100266038B1
KR100266038B1 KR1019970068055A KR19970068055A KR100266038B1 KR 100266038 B1 KR100266038 B1 KR 100266038B1 KR 1019970068055 A KR1019970068055 A KR 1019970068055A KR 19970068055 A KR19970068055 A KR 19970068055A KR 100266038 B1 KR100266038 B1 KR 100266038B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
layers
wavelength
layer
titanium dioxide
optical
Prior art date
Application number
KR1019970068055A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR19990049173A (en
Inventor
김명진
임영민
이한영
Original Assignee
김춘호
전자부품연구원
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 김춘호, 전자부품연구원 filed Critical 김춘호
Priority to KR1019970068055A priority Critical patent/KR100266038B1/en
Publication of KR19990049173A publication Critical patent/KR19990049173A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR100266038B1 publication Critical patent/KR100266038B1/en

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24—Coupling light guides
    • G02B6/26—Optical coupling means
    • G02B6/28—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals
    • G02B6/293—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals with wavelength selective means
    • G02B6/29346—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals with wavelength selective means operating by wave or beam interference
    • G02B6/29361—Interference filters, e.g. multilayer coatings, thin film filters, dichroic splitters or mirrors based on multilayers, WDM filters
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/10—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type
    • G02B6/12—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind
    • G02B2006/12083—Constructional arrangements
    • G02B2006/12109—Filter

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Optical Filters (AREA)

Abstract

PURPOSE: A signal processing filter for an optical communication and a method for manufacturing the same are provided to constantly maintain a wavelength transmission property and a reflection property of a signal interference thin film filter allowing to add and divide wavelength signals. CONSTITUTION: In a signal processing filter, a signal interference device is consisted of a plurality of titanium dioxide layers and a plurality of silicon dioxide layers. The titanium dioxide layers are consisted of 15 layers and the silicon dioxide layers are consisted of 14 layers totally. The titanium dioxide layers being 7-th layer and 9-th layer from a substrate have 1/2 thicknesses of those of the different layers. The silicon dioxide layer being 8-th layer from the substrate has 1/1.05 thickness of those of the different layers.

Description

광통신용 신호 처리 필터 및 그 제조 방법Optical signal processing filter and its manufacturing method

이 발명은 통신용 신호 처리 필터 및 그 제조 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게 말하자면, 광통신용 신호 처리 필터 및 그 제조 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a communication signal processing filter and a manufacturing method thereof, and more particularly, to an optical communication signal processing filter and a method of manufacturing the same.

최근 정보 통신의 발달로 장거리 또는 근거리 통신망 등이 구축되어 거리나 지역에 무관하게 많은 양의 데이터를 고속으로 송수신할 수 있고, 각 지역마다 지역 네트워크가 설치되어 지역간의 네트워크를 통한 정보나 방송 신호 교환 등의 쌍방향 통신이 자유롭게 이루어져 각 지역 또는 각 나라마다의 정보 공유가 실현된다.Recent developments in information and communication have established long-distance or local area networks, enabling the transmission and reception of large amounts of data at high speed, regardless of distance or region.A regional network is installed in each region to exchange information or broadcast signals through networks between regions. Two-way communication such as and the like is freely performed, and information sharing for each region or each country is realized.

그러나 전송되는 정보량의 증가에 따른 긴 전송 시간이 요구되므로, 고속으로 전송 에러를 최소화할 수 있도록 광섬유를 통한 초고속 광통신 시스템이 구축되어 이용된다.However, since a long transmission time is required due to an increase in the amount of information to be transmitted, an ultra-high speed optical communication system through an optical fiber is constructed and used to minimize transmission errors at high speed.

이러한 초고속 광통신망의 구현에 있어서, 가장 기본이 되는 광섬유의 경우 많은 제조 기술의 발달로, 장거리 광전송에는 1550㎚ 파장 영역에서 또한 근거리 광전송에는 1310㎚의 파장 영역에서 최소한의 손실을 갖는 광섬유가 일반적으로 사용된다.In the implementation of such a high speed optical communication network, the optical fiber which is the most basic has developed many manufacturing techniques. In general, optical fibers having a minimum loss in the wavelength region of 1550 nm for long distance optical transmission and 1310 nm for short distance optical transmission are generally used. Used.

이와 같이 광섬유 등을 이용하여 네트워크나 정보 통신망을 구축할 경우, 전송되는 정보 신호를 수신하거나 해당 지역으로 정보 신호를 송신하기 위한, 쌍방향 통신 장치가 필수적으로 설치되어 있다.As described above, when constructing a network or an information communication network using an optical fiber or the like, a two-way communication device for receiving an information signal transmitted or transmitting an information signal to a corresponding area is essentially provided.

따라서, 케이블 TV(CATV)나 쌍방향 디지탈 전송 시스템 또는 광섬유 원격 제어 시스템 등에서 광섬유 등을 이용하여 통신 동작이 이루어질 경우, 쌍방향 광통신용 신호 처리 장치는 전송되는 각 지역에서 전송되는 파장 신호를 합파하여 해당하는 통신 시스템으로 전송하거나 또는 전송된 파장 신호에서 해당하는 파장 신호만을 분리하여 해당하는 지역 중계기 등으로 분리 전송한다.Therefore, when a communication operation is performed using an optical fiber or the like in a cable TV (CATV), a two-way digital transmission system, or an optical fiber remote control system, the two-way optical communication signal processing device may combine a wavelength signal transmitted in each region to be transmitted and It transmits to the communication system or separates only the wavelength signal from the transmitted wavelength signal and transmits to the local repeater.

그러면, 도 1을 참고로 하여, 광통신용 신호 처리 필터가 부착되어 전송되는 파장 신호를 분리하거나 합파하는 일반적인 쌍방향 광통신용 신호 처리 장치의 구조에 대하여 설명한다.1, a structure of a general bidirectional optical communication signal processing apparatus for separating or combining a wavelength signal transmitted by attaching an optical communication signal processing filter will be described.

도 1에 도시한 바와 같이, 쌍방향 광통신용 신호 처리 장치는 다수개의 즉, 제1∼제3 페룰(ferrule, 21, 22, 23) 안에 각 해당하는 제1∼제3 광섬유(11, 12, 13)가 각각 내장되고, 제1 광섬유(11)를 통해 전송되는 광신호(λ1, λ2)를 평행광으로 변환하기 위하여 제1 렌즈(31)가 제1 광섬유(11)와 연결되고, 제1 렌즈(31)와 일정 거리 이격되어 파장분리 필터(41)가 장착된다. 또한 파장분리 필터(41)와 일정 거리 이격되어 일측면에 제2 간섭박막(321)이 코팅된 제2 렌즈(32)가 파장분리 필터(41)와 평행하게 장착되어 있고, 파장분리 필터(41)의 평행선에서 벗어나, 일측면에 제3 간섭박막(331)이 코팅된 제3 렌즈(33)가 제3 광섬유(13)를 내장한 페룰(23)과 연결되어 장착된다.As shown in FIG. 1, a signal processing apparatus for bidirectional optical communication includes first to third optical fibers 11, 12, and 13 corresponding to a plurality of first to third ferrules 21, 22, and 23, respectively. ) Are respectively embedded, and the first lens 31 is connected to the first optical fiber 11 to convert the optical signals λ1 and λ2 transmitted through the first optical fiber 11 into parallel light, and the first lens A wavelength separation filter 41 is mounted apart from the predetermined distance 31. In addition, a second lens 32 coated with a second interference thin film 321 on one side of the wavelength separation filter 41 by a predetermined distance is mounted in parallel with the wavelength separation filter 41, the wavelength separation filter 41 A third lens 33 coated with a third interference thin film 331 on one side thereof is connected to and mounted with a ferrule 23 having a third optical fiber 13.

제1 렌즈(31)의 일측면에는 광신호(λ1, λ2)에 대한 듀얼 무반사 필름(311)이 코팅되어 있고, 파장분리 필터(41)는 유리 기판(413)을 중심으로 일측면에는 제1 간섭박막(411)이 코팅되어 있으며, 타측면에는 싱글 무반사 필름(412)이 코팅되어 있다. 이때 광통신용 신호 처리 필터는 제1 내지 제3 간섭박막(411, 321, 331)이다.On one side of the first lens 31 is coated with a dual antireflection film 311 for the optical signal (λ1, λ2), the wavelength separation filter 41 is a first surface on one side of the glass substrate 413 An interference thin film 411 is coated, and a single antireflective film 412 is coated on the other side. At this time, the optical communication signal processing filter is the first to third interference thin film (411, 321, 331).

이러한 일반적인 쌍방향 광통신용 신호 처리 장치의 동작을 설명한다.The operation of such a general bidirectional optical communication signal processing apparatus will be described.

먼저, 두 개의 광신호(λ1, λ2)를 분리할 경우, 제1 페룰(21) 안에 내장되어 보호되는 제1 광섬유(11)를 통해 두 개의 파장을 갖는 광신호(λ1, λ2)가 전송되면, 제1 렌즈(31)에 의해 두 개의 광신호(λ1, λ2)는 모두 평행광으로 변형되어, 파장분리 필터(41)로 입사된다. 이때, 상기 제1 렌즈(31)가 두 개의 해당 파장을 갖는 신호(λ1, λ2)의 역반사에 의한 손실을 최소화할 수 있도록 듀얼 무반사 필름(311)이 코팅되어 있으므로, 두 개의 광신호(λ1, λ2)는 역반사가 최소화되면서 모두 제1렌즈(31)를 통과한다.First, when the two optical signals λ1 and λ2 are separated, the optical signals λ1 and λ2 having two wavelengths are transmitted through the first optical fiber 11 embedded and protected in the first ferrule 21. The two optical signals λ1 and λ2 are both transformed into parallel light by the first lens 31 and are incident on the wavelength separation filter 41. In this case, since the dual antireflection film 311 is coated so that the first lens 31 minimizes the loss due to the retroreflection of the signals λ1 and λ2 having two corresponding wavelengths, the two optical signals λ1 , λ2 passes all through the first lens 31 while minimizing retroreflection.

유리 기판(413)을 중심으로 일측면에 코팅된 파장분리 필터(41)의 제1 간섭박막(411)에 의해, 파장이 짧은 제2 광신호(λ2)는 제3렌즈(33) 쪽으로 반사되어 제3렌즈(33)로 입사된다. 반면, 제2 광신호(λ2)보다 파장이 긴 제1 광신호(λ1)는 파장분리 필터(41)의 제1 간섭박막(411)과 싱글 무반사 필름(412)을 통과하여 평행광으로 제2렌즈(32)로 전송된다.The second optical signal λ 2 having a short wavelength is reflected toward the third lens 33 by the first interference thin film 411 of the wavelength separation filter 41 coated on one side of the glass substrate 413. The light is incident on the third lens 33. On the other hand, the first optical signal λ1 having a wavelength longer than the second optical signal λ2 passes through the first interference thin film 411 and the single antireflective film 412 of the wavelength separation filter 41 to form parallel second light. Is transmitted to the lens 32.

이때, 싱글 무반사 필름(412)은 제1 신호(λ1)가 갖는 파장의 신호에 대한 역반사를 최소화하여, 역반사에 의한 신호 손실을 줄인다.In this case, the single antireflection film 412 minimizes the retroreflection of the signal having the wavelength of the first signal λ1 and reduces the signal loss due to the retroreflection.

또한 제2 렌즈(32) 앞에 제2 간섭박막(321)이 형성되어 있기 때문에, 장파장의 제2 광신호(λ2)의 투과율이 최대가 될 수 있도록 한다.In addition, since the second interference thin film 321 is formed in front of the second lens 32, the transmittance of the long wavelength second optical signal [lambda] 2 can be maximized.

그로 인해, 제1광신호(λ1) 만이 싱글 무반사필름(412)을 통과한 후 제2 간섭박막(321)을 통하여 제2렌즈(32)로 입사되므로, 제1광신호(λ1)는 제2렌즈(302)에 의해 집광되고, 연결된 제2광섬유(12)로 입사되므로 제1광신호(λ1)만을 분리하여 전송하는 동작이 이루어진다.Therefore, since only the first optical signal λ1 passes through the single anti-reflective film 412, the first optical signal λ1 is incident on the second lens 32 through the second interference thin film 321. Since the light is collected by the lens 302 and is incident on the connected second optical fiber 12, an operation of separating and transmitting only the first optical signal λ 1 is performed.

반면, 파장분리 필터(41)의 제1 간섭박막(411)에 의해 반사되어 제3렌즈(33)로 입사된다. 이때 짧은 파장을 갖는 제2광신호(λ2)는 제3렌즈(13) 앞에 장착되어 있는 제3 간섭박막(331)에 의해 단파장을 갖는 제2광신호(λ2)의 투과율이 최대로 된다. 상기와 같이 제1 간섭 박막(411)에 의해 반사되는 단파장을 갖는 제2광신호(λ2)는 제3 간섭박막(331)을 통해 제3렌즈(33)로 입사되어 집광된 후 제3광섬유(13)로 분리, 전송된다.On the other hand, it is reflected by the first interference thin film 411 of the wavelength separation filter 41 and is incident on the third lens 33. In this case, the second optical signal λ2 having a short wavelength has a maximum transmittance of the second optical signal λ2 having a short wavelength by the third interference thin film 331 mounted in front of the third lens 13. As described above, the second optical signal λ2 having the short wavelength reflected by the first interference thin film 411 is incident on the third lens 33 through the third interference thin film 331, is focused, and then the third optical fiber ( 13) are separated and transmitted.

다음에는 제2 및 제3 광섬유(12, 13)를 통해 각각 전송되는 광신호(λ1, λ2)를 서로 합파하여, 하나의 광섬유(11)로 전송하는 동작을 설명한다.Next, an operation of transmitting the optical signals λ1 and λ2 transmitted through the second and third optical fibers 12 and 13 to each other and transmitting them to one optical fiber 11 will be described.

두 광신호(λ1, λ2)의 합파 동작은 두 개의 광신호(λ1, λ2)로 각각 분리하는 동작과는 반대이다.The operation of combining the two optical signals λ1 and λ2 is opposite to the operation of separating the two optical signals λ1 and λ2 respectively.

제2 및 제3 광섬유(12, 13)로 각각 해당 광신호(λ1, λ2)가 입력되면, 제2 및 제3 렌즈(32, 33)에 의해 평행광으로 각각 변환되어, 파장분리 필터(41)로 입사된다.When the corresponding optical signals λ1 and λ2 are input to the second and third optical fibers 12 and 13, respectively, the second and third optical fibers 12 and 13 are converted into parallel light by the second and third lenses 32 and 33, respectively, and the wavelength separation filter 41 is used. Incident).

파장분리 필터(41)의 제1 간섭 박막(411)에 반사되고 싱글 무반사 필름(412)을 통과하여, 입사되는 제1 및 제2 광신호(λ1, λ2)는 모두 제1렌즈(31)로 전송하므로, 제1렌즈(31)는 평행광으로 입사되는 제1 및 제2 광신호(λ1, λ2)를 집광하여, 제1광섬유(11)로 전송한다.The first and second optical signals λ1 and λ2 that are incident on the first interference thin film 411 of the wavelength separation filter 41 and pass through the single antireflection film 412 are all directed to the first lens 31. Since the first lens 31 transmits the first and second optical signals λ1 and λ2 incident to the parallel light, the first lens 31 transmits the first and second optical signals λ1 and λ2 to the first optical fiber 11.

기재된 것처럼 제1∼제3 간섭박막(411, 321, 331)의 투과 또는 반사 동작에 의해 전송되는 광신호(λ1, λ2)를 합파, 또는 분리할 경우, 제1 및 제2 간섭박막(411, 321)의 구성은, 도 2a에 도시한 바와 같이 유리 등으로 이루어져 있는 기판(30)을 사이에 두고, 고굴절률을 갖는 이산화티타늄(TiO2, 10)과 저굴절률을 갖는 이산화규소(SiO2, 20)를 번갈아 1의 두께로 적층하여, 총 17층을 적층한다.As described, when the optical signals λ1 and λ2 transmitted or separated by the transmission or reflection operation of the first to third interference thin films 411, 321, and 331 are combined or separated, the first and second interference thin films 411, The structure of 321 is, as shown in FIG. 2A, with a substrate 30 made of glass or the like interposed therebetween, with titanium dioxide (TiO 2 , 10) having a high refractive index and silicon dioxide (SiO 2 , having a low refractive index). 20) are alternately stacked to a thickness of 1, and a total of 17 layers are laminated.

이 때, 기판(20) 바로 밑에 적층되는 이산화티타늄(10')은 0.241의 두께로 적층하고, 상기 이산화티타늄(10') 다음에 적층되는 이산화규소(20')의 적층 두께는 0.974로 적층하여, 적층되어 모두 21층이 될 수 있도록 한다.At this time, the titanium dioxide (10 ') stacked directly below the substrate 20 is laminated to a thickness of 0.241, the thickness of the silicon dioxide (20') stacked after the titanium dioxide (10 ') is laminated to 0.974 They are stacked so that they are all 21 layers.

1은 투과 대역폭의 중심파장을 λc, 굴절률을 n으로 할 경우, λc/4n으로 정의한다.1 is defined as lambda c / 4n when the center wavelength of the transmission bandwidth is lambda c and the refractive index is n.

기재한 것과 같이 제1 및 제2 간섭박막(411, 321)을 설계할 경우 약 20°의 각도로 광이 입사할 때 광특성을 나타낸 것으로, 가로축은 투과율(T%)을 나타내고, 세로축은 파장(λ)의 크기를 나타낸다. 도 2b에 도시된 것처럼, 중심 파장은 823㎚ 근처이며, 800㎚ 이하와 900㎚ 이상의 파장 영역에서 투과 곡선에 심한 댐핑(damping) 현상이 발생함을 알 수 있다.As described above, when the first and second interference thin films 411 and 321 are designed, optical characteristics are exhibited when light is incident at an angle of about 20 °, and the horizontal axis represents transmittance (T%) and the vertical axis represents wavelength. The size of (λ) is shown. As shown in FIG. 2B, the center wavelength is near 823 nm, and it can be seen that severe damping phenomenon occurs in the transmission curve in the wavelength region of 800 nm or less and 900 nm or more.

그로 인해, 신호의 투과율이 일정하지 않고, 파장의 크기 변화에 따라 심하게 변화되어, 신호의 전송 효율이 감소된다.As a result, the transmittance of the signal is not constant, and is severely changed in accordance with the change in the magnitude of the wavelength, thereby reducing the transmission efficiency of the signal.

다음에 제3 간섭박막(331)의 구성과 동작 특성을 도 2c와 도 2d를 참고로 하여 설명한다.Next, the configuration and operation characteristics of the third interference thin film 331 will be described with reference to FIGS. 2C and 2D.

제3 간섭박막(331)의 구성은 유리 등으로 이루어져 있는 기판(30)을 사이에 두고, 이산화티타늄(10)과 이산화규소(20)를 번갈아 1의 두께로 순차적으로 5번째부터 19번째 층까지 모두 15층을 적층한다.The third interference thin film 331 has a substrate 30 made of glass or the like between the titanium dioxide 10 and the silicon dioxide 20 alternately in the thickness of 1 to the fifth to 19th layers. All 15 layers are laminated.

그리고, 기판(20) 바로 위에서 부터 순차적으로, 1번째와 23번째 층에는 1.1464의 두께로 이산화티타늄(10''')을 각각 적층하고, 상기 이산화티타늄(10''') 다음에 2번째와 22번 째 층에이산화규소(20''')를 0.909의 두께로 각각 적층하며, 상기 이산화규소(20''') 다음에 3번째 층과 21번째 층에는 이산화티타늄(10'')을 1.039 두께로 각각 적층하고, 이산화티타늄(10'') 다음에 4번째 층과 16번째 층에는 0.932의 두께로 이산화규소(20'')를 각각 적층하여, 총 23층을 형성한다.Then, sequentially from immediately above the substrate 20, titanium dioxide 10 '' 'is laminated on the first and the 23rd layers with a thickness of 1.1464, respectively, and the second and the next after the titanium dioxide 10' ''. Silicon dioxide (20 '' ') was laminated on the 22nd layer to a thickness of 0.909, respectively.Titanium dioxide (10' ') was added to the third layer and the 21st layer after the silicon dioxide (20' ''), respectively, 1.039. Each layer was laminated in thickness, and silicon dioxide 20 '' was laminated in the fourth layer and the sixteenth layer, respectively, in a thickness of 0.932 in the fourth layer and the sixteenth layer to form a total of 23 layers.

이 때에도 1은 투과 대역폭의 중심파장을 λc, 굴절률을 n으로 할 경우, λc/4n으로 정의한다.Also in this case, 1 is defined as λc / 4n when the center wavelength of the transmission bandwidth is λc and the refractive index is n.

도 2d는 상기한 것과 같은 다층 구조로 제3 간섭박막(331)을 설계할 경우 약 20°각도로 광이 입사할 때의 광특성을 나타낸 것으로, 가로축은 투과율(T%)을 나타내고, 세로축은 파장(λ)의 크기를 나타낸다. 도 2d 도시된 것처럼, 중심 파장은 1260㎚ 근처이며, 1200㎚ 이하와 1400㎚ 이상의 파장 영역에서 투과 곡선이 심하게 댐핑됨을 알 수 있다.FIG. 2D illustrates optical characteristics when light is incident at an angle of about 20 ° when the third interference thin film 331 is designed in the multilayer structure as described above, and the horizontal axis represents transmittance (T%). The magnitude of the wavelength λ is shown. As shown in FIG. 2D, the center wavelength is near 1260 nm, and it can be seen that the transmission curve is severely damped in the wavelength range of 1200 nm or less and 1400 nm or more.

특히, 1500㎚ 이상의 파장 영역에서는 댐핑 현상이 매우 심하게 발생하므로, 정상적으로 사용이 불가능하다.In particular, since the damping phenomenon occurs very severely in the wavelength region of 1500 nm or more, it cannot be used normally.

그로 인해, 제1 및 제2 간섭 박막(411, 321)에서의 경우와 같이 신호의 투과율이 일정하지 않고, 파장의 크기 변화에 따라 심하게 변화되어, 신호의 전송 효율이 감소된다.Therefore, as in the case of the first and second interference thin films 411 and 321, the transmittance of the signal is not constant, and is severely changed in accordance with the change in the wavelength, thereby reducing the transmission efficiency of the signal.

이 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 파장 신호를 합파, 분리할 수 있는 신호 간섭 박막 필터의 파장 투과 특성과 반사 특성이 일정하게 유지되어 신호의 손실을 최소화하며 각기 다른 광신호의 잡음에 의한 전송 에러율을 감소시켜 광전송 시스템의 효율을 증대하는 것이다.The technical problem to be achieved by the present invention is to maintain a constant wavelength transmission characteristics and reflection characteristics of the signal interference thin film filter capable of combining and separating wavelength signals, thereby minimizing signal loss and reducing transmission error rate due to noise of different optical signals. Reducing the efficiency of the optical transmission system.

도 1은 일반적인 쌍방향 광통신용 신호 처리 장치의 개념도이고1 is a conceptual diagram of a signal processing apparatus for a general two-way optical communication

도 2a는 종래의 롱패스 필터의 제조 단면도이고,Figure 2a is a cross-sectional view of the manufacture of a conventional long pass filter,

도 2b는 도 1a에 의해 제조된 롱패스 필터의 투과 특성도이고,Figure 2b is a transmission characteristic diagram of the long pass filter manufactured by Figure 1a,

도 2c는 종래의 쇼트 패스 필터의 제조 단면도이고,2C is a cross-sectional view of a conventional short pass filter,

도 2d는 도 1c에 의해 제조된 쇼트패스 필터의 투과 특성도이고,FIG. 2D is a transmission characteristic diagram of the short pass filter manufactured by FIG. 1C,

도 3a는 이 발명의 실시예에 따른 롱패스 필터의 제조 단면도이고,3A is a cross-sectional view of manufacturing a long pass filter according to an embodiment of the present invention;

도 3b는 도 3a에 의해 제조된 롱패스 필터의 투과 특성도이고,3B is a transmission characteristic diagram of the long pass filter manufactured by FIG. 3A,

도 3c는 이 발명의 실시예에 따른 쇼트패스 필터의 제조 단면도이고,3C is a cross-sectional view of manufacturing a short pass filter according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 3d는 도 3c에 의해 제조된 쇼트패스 필터의 투과 특성도이다.FIG. 3D is a transmission characteristic diagram of the short pass filter manufactured by FIG. 3C. FIG.

이러한 과제를 해결하기 위하여 이 발명에서는, 긴파장(λ1)에 대한 높은 투과율과 짧은 파장(λ2)에 대한 낮은 투과율을 갖는 간섭박막을 형성하기 위해, 기판 위에 이산화티타늄층과 이산화규소층을 번갈아 적층하여 총 29층을 적층하고, 7번째와 9번째 적층되는 이산화티타늄층은 다른 층에 적층되는 이산화티타늄층 두께의 1/2이고, 8번째 적층되는 이산화규소층은 다른 층에 적층되는 이산화규소층 두께의 1/1.05이다.In order to solve this problem, in the present invention, in order to form an interference thin film having a high transmittance for the long wavelength λ1 and a low transmittance for the short wavelength λ2, the titanium dioxide layer and the silicon dioxide layer are alternately stacked on the substrate. In this way, a total of 29 layers are laminated, and the titanium dioxide layer deposited on the seventh and ninth layers is 1/2 of the thickness of the titanium dioxide layer deposited on the other layer, and the silicon dioxide layer deposited on the eighth layer is a silicon dioxide layer laminated on another layer. 1 / 1.05 of the thickness.

이때, 이산화티타늄 층의 1에 해당하는 두께는 144㎚이고 이산화규소층의 1에 해당하는 두께는 217㎚이며 중심 파장은 1260㎚인 것이 바람직하다.In this case, the thickness corresponding to 1 of the titanium dioxide layer is 144 nm, the thickness corresponding to 1 of the silicon dioxide layer is 217 nm, and the center wavelength is 1260 nm.

또한 이 발명에서는, 긴파장에 대한 낮은 투과율과 짧은 파장에 대한 높은 투과율을 갖는 간섭 박막을 형성하기 위해, 기판 위에 이산화티타늄층과 이산화규소층을 번갈아 적층되여 총 27층을 적층하고, 3번째와 5번째 적층되는 이산화티타늄층은 다른 층에 적층되는 이산화티타늄층 두께의 1/2이고, 4번째 적층되는 이산화규소층은 다른 층에 적층되는 이산화규소층 두께의 1/0.8이다.In addition, in the present invention, in order to form an interference thin film having a low transmittance for long wavelengths and a high transmittance for short wavelengths, a total of 27 layers are stacked by alternately stacking a titanium dioxide layer and a silicon dioxide layer on a substrate. The fifth stacked titanium dioxide layer is 1/2 of the thickness of the titanium dioxide layer stacked on the other layer, and the fourth stacked silicon dioxide layer is 1 / 0.8 of the thickness of the silicon dioxide layer stacked on the other layer.

이때, 이산화티타늄 층의 1에 해당하는 두께는 186㎚이고, 이산화규소층의 1에 해당하는 두께는 279㎚이며, 중심 파장은 1620㎚인 것이 바람직하다.At this time, the thickness corresponding to 1 of the titanium dioxide layer is 186 nm, the thickness corresponding to 1 of the silicon dioxide layer is 279 nm, and the center wavelength is preferably 1620 nm.

그러면, 첨부한 도면을 참고로 하여 이 발명의 실시예에 따른 광통신용 신호 처리 필터 및 그 제조 방법에 대하여 이 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 이 발명을 용이하게 실시할 수 있는 가장 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참고로 하여 상세히 설명한다.Then, with reference to the accompanying drawings, the optical signal processing filter according to an embodiment of the present invention and a method for manufacturing the same can be easily carried out by those of ordinary skill in the art to which this invention belongs. Preferred embodiments will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

광통신용 신호 처리 필터인 제1 및 제2 간섭박막(411, 321)의 구성과 동작 특성을 도 3a와 도 3b를 참고로 하여 설명한다. 이 때, 상기 제1 및 제2 간섭박막(411, 321)은 롱 패스 필터로 바람직하게는 1310 ㎚ 근처의 파장을 갖는 신호는 반사시키고, 1550㎚ 근처의 파장을 갖는 신호는 투과시키는 특성을 갖는다.The configuration and operation characteristics of the first and second interference thin films 411 and 321, which are signal processing filters for optical communication, will be described with reference to FIGS. 3A and 3B. In this case, the first and second interference thin films 411 and 321 have a property of reflecting a signal having a wavelength of about 1310 nm, and transmitting a signal having a wavelength of about 1550 nm, preferably by a long pass filter. .

제1 및 제2 간섭 박막(411,321)의 구성은 유리 등으로 이루어져 있는 기판(30) 위에, 고굴절률을 갖는 이산화티타늄(101)과 저굴절률을 갖는 이산화규소(201)를 번갈아 적층한다.The configuration of the first and second interference thin films 411 and 321 alternately stacks titanium dioxide 101 having a high refractive index and silicon dioxide 201 having a low refractive index on a substrate 30 made of glass or the like.

이 때, 기판(30) 바로 위와 마지막 층과, 7번째 및 9번째 적층되는 이산화티타늄(101')의 적층 두께는 1/2이고, 8번째 적층되는 이산화규소(201')의 적층 두께는 1/1.05이고, 나머지 이산화규소(201)와 이산화티타늄(101)의 적층 두께는 모두 1이다.At this time, the lamination thickness of the directly and the last layer on the substrate 30 and the 7th and 9th titanium dioxide 101 'is 1/2, and the lamination thickness of the 8th silicon dioxide 201' is laminated. /1.05, and the lamination thickness of the remaining silicon dioxide 201 and the titanium dioxide 101 is all one.

위와 같은 두께로 적층되는 7∼9번째층에 의해 1550㎚ 파장 근처의 투과 곡선의 변화를 최소화하여 감쇠 현상을 감소시킨다.The attenuation phenomenon is reduced by minimizing the change in the transmission curve near the 1550 nm wavelength by the seventh to ninth layers stacked to the above thickness.

따라서, 상기와 같은 두께를 갖도록 이산화티타늄(101, 101')과 이산화규소(201, 201')를 순차적으로 적층하여, 총 29층을 적층한다.Therefore, titanium dioxide (101, 101 ') and silicon dioxide (201, 201') are sequentially stacked to have the thickness as described above, thereby stacking a total of 29 layers.

이 때, 1은 투과 대역폭의 중심 파장을 λc, 굴절률을 n으로 할 경우, λc/4n으로 정의한다.In this case, 1 is defined as lambda c / 4n when the center wavelength of the transmission bandwidth is lambda c and the refractive index is n.

그러므로 중심 파장(λc)이 1260㎚이며, 이산화티타늄(101, 101')과 이산화규소(201, 201')의 굴절률(n)이 각각 2.18과 1.45이므로, 1에 해당하는 이산화티타늄층과 이산화규소층의 두께는 각각 144㎚와 217㎚에 해당한다.Therefore, since the center wavelength λc is 1260 nm and the refractive indices n of the titanium dioxides 101 and 101 'and the silicon dioxides 201 and 201' are 2.18 and 1.45, respectively, the titanium dioxide layer and silicon dioxide corresponding to 1 The thickness of the layer corresponds to 144 nm and 217 nm, respectively.

도 3b는 상기한 것과 같은 다층 구조로 제1 및 제2 간섭박막(411, 321)을 설계할 경우 약 15°의 각도로 광이 입사할 때 광특성을 나타낸 것으로, 가로축은 투과율(T%)을 나타내고, 세로축은 파장(λ)의 크기를 나타낸다. 도 3b에 도시한 것처럼, 이용되는 광신호의 파장 크기인 1550㎚ 영역에서 상당히 높은 투과율을 나타냄을 알 수 있고, 또한 댐핑 발생율이 상당히 감소됨을 알 수 있다.3B illustrates optical characteristics when light is incident at an angle of about 15 ° when the first and second interference thin films 411 and 321 are designed in the multilayer structure as described above, and the horizontal axis shows transmittance (T%). The vertical axis represents the magnitude of the wavelength λ. As shown in FIG. 3B, it can be seen that the transmittance is significantly high in the 1550 nm region, which is the wavelength of the optical signal used, and the damping occurrence rate is also significantly reduced.

상기와 같은 광특성을 나타낼 때 발생하는 삽입 손실은 약 0.01dB이하이고, 신호 전송 효율을 나타내는 아이솔레이션은 30dB 이상을 얻을 수 있으므로 해당 영역의 전송 효율을 향상시킬 수 있다.The insertion loss generated when the optical characteristic is described above is about 0.01 dB or less, and the isolation indicating the signal transmission efficiency is 30 dB or more, so that the transmission efficiency of the corresponding region can be improved.

다음에, 도 3c와 도 3d를 참고로 하여 제3 간섭박막(331)의 구성과 동작 특성을 설명한다. 이 때, 상기 제3 간섭박막(331)은 쇼트 패스 필터로 바람직하게는 1310㎚ 근처의 파장을 갖는 신호는 투과시키고, 1550㎚ 근처의 파장을 갖는 신호는 반사시키는 특성을 갖는다.Next, the configuration and operation characteristics of the third interference thin film 331 will be described with reference to FIGS. 3C and 3D. In this case, the third interference thin film 331 has a characteristic of transmitting a signal having a wavelength of about 1310 nm and transmitting a signal having a wavelength of about 1550 nm, by a short pass filter.

제3 간섭박막(331)의 구성은 유리 등으로 이루어져 있는 기판(30) 위에 이산화티타늄(101)과 이산화규소(201)를 번갈아 적층한다.In the configuration of the third interference thin film 331, the titanium dioxide 101 and the silicon dioxide 201 are alternately stacked on the substrate 30 made of glass or the like.

이 때, 기판(30) 바로 위에 적층되는 1번째와 3번째, 5번째, 및 마지막 층인 27번째에 적층되는 이산화티타늄(101')의 적층 두께는 1/2이고, 4번째층에 적층되는 이산화규소(201')의 적층 두께는 1/0.8이다.At this time, the lamination thickness of the titanium dioxide 101 'laminated on the 27th, which is the first, the third, the fifth, and the last layer, which is directly stacked on the substrate 30 is 1/2, and the dioxide which is laminated on the fourth layer. The lamination thickness of the silicon 201 'is 1 / 0.8.

그외에 나머지, 이산화티타늄(101)과 이산화규소(201)의 적층 두께는 모두 1이 되도록 적층하여, 전체 총 적층되는 층이 모두 27층이 되도록 순차적으로 적층한다.In addition, the remaining thicknesses of the titanium dioxide 101 and the silicon dioxide 201 are laminated so as to be all 1, and the layers are sequentially stacked so that all the total stacked layers are 27 layers.

그로 인한, 3번째, 4번째 및 5번째 층의 두께 변화로 인하여 1310㎚ 근처의 파장을 갖는 신호의 투과율을 향상시키고, 투과 곡선의 변화를 최소화한다.As a result, the change in the thickness of the third, fourth and fifth layers improves the transmittance of the signal having a wavelength near 1310 nm and minimizes the change in the transmission curve.

따라서, 상기와 같은 두께를 갖도록 이산화티타늄과 이산화규소를 순차적으로 적층하여, 총 29층을 적층한다.Therefore, titanium dioxide and silicon dioxide are sequentially stacked to have the thickness as described above, thereby stacking a total of 29 layers.

이 때에도 마찬가지로, 1은 투과 대역폭의 중심 파장을 λc, 굴절률을 n으로 할 경우, λc/4n으로 정의된다. 이때, 이산화티타늄과 이산화규소의 굴절률이 각각 2.18과 1.45이고, 중심 파장이 1620㎚이므로, 제3 간섭필터(331)에서 1에 해당하는 이산화티타늄층과 이산화규소층의 두께는 각각 186㎚와 279㎚에 해당한다.Also in this case, 1 is defined as λc / 4n when the center wavelength of the transmission bandwidth is λc and the refractive index is n. In this case, since the refractive indices of titanium dioxide and silicon dioxide are 2.18 and 1.45, respectively, and the center wavelength is 1620 nm, the thickness of the titanium dioxide layer and silicon dioxide layer corresponding to 1 in the third interference filter 331 is 186 nm and 279, respectively. Corresponds to nm.

도 3d는 상기한 것과 같은 다층 구조로 제3 간섭박막(331)을 설계할 경우 0°의 각도 즉, 수직으로 광이 입사할 때 광특성을 나타낸 것으로, 가로축은 투과율(T%)을 나타내고, 세로축은 파장(λ)의 크기를 나타낸다. 도 3d 도시한 것처럼, 투과되는 1310㎚ 근처의 파장을 갖는 투과 성능과 1550㎚ 근처의 파장을 갖는 신호의 반사 성능이 크게 향상됨을 알 수 있고, 투과 곡선의 댐핑 현상도 크게 감소됨을 알 수 있다.3D illustrates optical characteristics when the third interference thin film 331 is designed to have a multilayer structure as described above, when light is incident vertically at an angle of 0 °, and the horizontal axis represents transmittance (T%). The vertical axis represents the magnitude of the wavelength λ. As shown in FIG. 3D, it can be seen that the transmission performance having a wavelength near 1310 nm transmitted and the reflection performance of a signal having a wavelength near 1550 nm are greatly improved, and the damping phenomenon of the transmission curve is also greatly reduced.

그러므로, 삽입 손실에 따른 신호의 손실을 크게 감소시킬 수 있고 각기 다른 신호에 대한 잡음 정도를 나타내는 아이솔레이션도 그에 따라 크게 증가시켜 광신호의 전송 효율을 크게 향상시킨다.Therefore, the loss of the signal due to the insertion loss can be greatly reduced, and the isolation indicating the noise level for the different signals is also greatly increased accordingly, thereby greatly improving the transmission efficiency of the optical signal.

해당 파장을 갖는 신호의 투과성을 향상시켜 삽입 손실을 감소시키고, 아이솔레이션을 증대시키며, 파장에 대한 투과율의 댐핑 현상을 현저히 감소시켜 사용되는 광신호의 1310㎚와 1550㎚의 ±30㎚ 정도의 허용 파장 영역을 갖게 하여 광신호의 전송 효율을 극대화시킬 수 있다.By improving the transmittance of the signal having the corresponding wavelength, the insertion loss is reduced, the isolation is increased, and the damping phenomenon of the transmittance with respect to the wavelength is significantly reduced, so that the allowable wavelength of 1310 nm and ± 30 nm of the optical signal used is about By having an area, the transmission efficiency of the optical signal can be maximized.

Claims (2)

기판 위에 적층되어 있는 다수의 이산화티타늄층과 다수의 이산화규소층으로 이루어진 신호 간섭 장치에서,In a signal interference device comprising a plurality of titanium dioxide layers and a plurality of silicon dioxide layers stacked on a substrate, 상기 이산화티타늄층은 15층으로 이루어지고, 상기 이산화규소층은 상기 이산화티타늄층의 사이에 각각 위치하여 총 14층으로 이루어지며, 상기 기판 위로부터 7번째와 9번째층인 이산화티타늄층의 두께는 다른 이산화티타늄층의 두께의 1/2이고, 8번째층인 이산화규소층은 다른 이산화규소층 두께의 1/1.05인 신호 간섭 장치.The titanium dioxide layer is composed of 15 layers, and the silicon dioxide layer is positioned between the titanium dioxide layers, respectively, and is composed of 14 layers. The thickness of the titanium dioxide layer, which is the seventh and ninth layers from the substrate, is The signal interference device, which is 1/2 of the thickness of the other titanium dioxide layer and the silicon dioxide layer which is the eighth layer is 1 / 1.05 of the thickness of the other silicon dioxide layer. 기판 위에 적층되어 있는 다수의 이산화티타늄층과 다수의 이산화규소층으로 이루어진 신호 간섭 장치에서,In a signal interference device comprising a plurality of titanium dioxide layers and a plurality of silicon dioxide layers stacked on a substrate, 상기 이산화티타늄층은 14층으로 이루어지고, 상기 이산화규소층은 상기 이산화티타늄층의 사이에 각각 위치하며 총 13층으로 이루어지며, 상기 기판 위로부터 3번째와 5번째층인 이산화티타늄층의 두께는 다른 이산화티타늄층의 두께의 1/2이고, 4번째층인 이산화규소층은 다른 이산화규소층 두께의 1/0.8인 신호 간섭 장치.The titanium dioxide layer is composed of 14 layers, the silicon dioxide layer is located between each of the titanium dioxide layer and consists of 13 layers in total, the thickness of the third and fifth layers of titanium dioxide layer from the substrate is A signal interference device, wherein the silicon dioxide layer, which is 1/2 of the thickness of the other titanium dioxide layer and the fourth layer, is 1 / 0.8 of the thickness of the other silicon dioxide layer.
KR1019970068055A 1997-12-12 1997-12-12 Signal processing filter for optical communication and processing method thereof KR100266038B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1019970068055A KR100266038B1 (en) 1997-12-12 1997-12-12 Signal processing filter for optical communication and processing method thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1019970068055A KR100266038B1 (en) 1997-12-12 1997-12-12 Signal processing filter for optical communication and processing method thereof

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR19990049173A KR19990049173A (en) 1999-07-05
KR100266038B1 true KR100266038B1 (en) 2000-09-15

Family

ID=19527113

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1019970068055A KR100266038B1 (en) 1997-12-12 1997-12-12 Signal processing filter for optical communication and processing method thereof

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100266038B1 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100697614B1 (en) * 2006-01-31 2007-03-22 주식회사 엘지에스 Diffraction grating and method of fabrication thereof
KR100779693B1 (en) * 2006-08-09 2007-11-26 주식회사 엘지에스 Wave selection type diffractive optical elements and optical pickup device has them

Also Published As

Publication number Publication date
KR19990049173A (en) 1999-07-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6320996B1 (en) Wavelength selective optical switch
CA1250170A (en) Optical mixing/demixing device
JP2002311235A (en) Composite light diffusion compensating element and light diffusion compensating method using the same
WO2016112576A1 (en) Wavelength division multiplexing/de-multiplexing device and optical transmission assembly
GB2046941A (en) Optical waveguide branching device
JPS5923317A (en) Optical coupling device
JP2002267834A (en) Optical component, optical dispersion compensation device using the component and method for compensating optical dispersion
US20040005115A1 (en) Optoelectronic add/drop multiplexer
Watanabe et al. Optical multi/demultiplexers for single-mode fiber transmission
KR100266038B1 (en) Signal processing filter for optical communication and processing method thereof
JPH03103804A (en) Optical coupling structure of waveguide and photodetector in waveguide type optical multiplexing/ demultiplexing module
US7869672B2 (en) Optical assemblies and methods for fabrication of optical assemblies
CN201716439U (en) Single-fiber, two-way and dual-port optical transmission and reception integrated component
CN100414333C (en) A single fiber three-way wave separator/wave combination device
CN110794500A (en) Filtering self-focusing lens and optical communication passive optical device
CA2137972C (en) Beam splitter and optical coupler using the same
KR100261317B1 (en) Signal processing apparatus for bidirectional optical communication
US8724221B2 (en) Optical interference bandpass filter
US7412124B1 (en) Optical module with high reflection isolation and compact size
JPS60214316A (en) Optical module for two-way transmission
Reichelt et al. Wavelength-division multi demultiplexers for two-channel single-mode transmission systems
CN212515115U (en) Dense wavelength division multiplexing thin film optical filter and optical module
US7356223B2 (en) Optical filter element and wavelength division multiplexing optical coupler
JP2002122732A (en) Optical dispersion compensating device
JPS58169124A (en) Production of optical demultiplexer

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
N231 Notification of change of applicant
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
LAPS Lapse due to unpaid annual fee