KR100395658B1 - 광섬유 편광 조절장치 및 그를 이용한 편광도 감소 시스템 - Google Patents

Abstract

광섬유 편광 조절장치 및 이를 이용한 편광도 감소 시스템에 관하여 개시한다. 본 발명의 광섬유 편광 조절장치는, 단일모드 광섬유와; 회전가능하며, 자신의 일단이 단일모드 광섬유의 일단과 광학적으로 연결되는 파장판과; 회전가능하며, 자신의 일단이 단일모드 광섬유의 다른 일단과 광학적으로 연결되는 편광유지 광섬유를 구비하며, 편광유지 광섬유를 진행하는 빛의 편광을 측정하여 편광 조절 장치를 구동하는 것을 특징으로 한다. 본 발명의 편광도 감소 시스템은, 상술한 광섬유 편광 조절장치로부터 출력되는 빛이 편광 변조기의 두 편광 구동축에 동일한 세기로 입력되는 것을 특징으로 한다. 본 발명의 광섬유 편광 조절장치에 의하면, 편광 조절부가 파장판과 편광유지 광섬유로 이루어지므로 임의의 입력 편광을 가지는 빛을 편광 유지 광섬유의 광축에 맞추어진 선형 편광된 빛으로 자동으로 바꾸어 줄 수 있고, 서로 수직한 선형 편광을 얻을 수 있다. 따라서, 시간에 따라 입력 편광이 변화하고 출력으로서 광축에 맞추어진 선형 편광이 필요한 예에 적용될 수 있다.

Description

광섬유 편광 조절장치 및 그를 이용한 편광도 감소 시스템{Optical Fiber Polarization Controller and system for reducing degree of polarization using the same}

본 발명은 광섬유 편광 조절장치 및 편광도 감소시스템에 관한 것으로서, 특히 파장판과 편광유지 광섬유로 편광조절부를 형성한 광섬유 편광 조절장치 및 그를 이용한 편광도 감소 시스템에 관한 것이다.

광통신의 광원으로 사용되는 레이저의 빛은 서로 직교하는 전장과 자장을 가지는 전자기파로서, 광파가 진행할 때 광파의 벡터 E가 그리는 궤적에 따라 광파의 편광상태를 정의한다. 이러한 광파의 궤적이 일정한 방향을 가지는 경우 직선 편광, 규칙적인 원운동을 하는 경우에는 원편광, 타원운동을 하는 경우에는 타원편광이라고 한다.

일반적인 광통신 시스템에서는 이러한 빛이 광섬유 선로를 진행함에 따라 편광상태가 변화하며, 이러한 현상은 광통신 상에서 편광 특성에 따른 손실 및 광신호의 열화(劣化) 등의 문제를 야기한다. 이러한 편광에 기인한 문제들은 빛의 편광을 시스템의 고유한 편광축에 대하여 선형 편광된 빛으로 맞추어 주는 광섬유 편광 조절장치를 사용하여 통신시스템 또는 빛이 입출력되는 각각의 광소자에서 입력 또는 출력 편광을 어떠한 일정한 상태로 유지시킴으로써 해결할 수 있다.

통상적으로 사용되는 광섬유 편광 조절장치는 입력 편광의 편광상태를 임의의 출력 편광으로 바꾸어 줄 수 있는 장치로서 서로 직교하는 위상지연 파장판을 사용하여 원하는 편광상태를 가지는 출력편광을 얻어낸다. 이러한 위상 지연기를 가지는 편광 조절장치는 여러 가지 형태를 가지는데 정해진 위상 지연량을 가지는 몇 개의 파장판을 각각 회전시키는 구조와 파장판의 위상 지연량을 고정시키지 않고 기계적인 응력 등에 의해 위상 지연량을 변화시킬 수 있는 구조 등으로 분류된다.

종래의 광섬유 편광 조절장치를 사용하여 빛의 입력 편광을 시스템의 고유한 편광 축에 선형 편광된 빛으로 맞추는 경우 편광 조절장치를 수동으로 조절하고 편광 조절장치를 통과한 편광을 계속하여 측정하면서 선형 편광된 빛을 만들게 된다. 이 때에는 편광 조절장치를 조절하는 구동회로를 측정된 편광으로부터 피드백(Feedback) 회로를 이용하여 구동할 수 있도록 구현함으로써 자동으로 임의의 입력 편광을 선형 편광된 빛으로 변환시킬 수 있다.

이어서, 광섬유를 이용한 편광 조절장치로서 임의의 입력을 선형 편광된 빛으로 바꾸어 주는 종래의 기술에 대해 설명한다.

도 1은 Pavlath에 의해 제안된 광섬유 편광자에 대한 것으로, 미국특허 4729622호에 기재되어 있다. 상술한 미국 특허에서는 광섬유 편광자(Polarizer)라는 명칭을 사용하였으나 피드백 신호에 의해 임의의 입력 편광을 선형 편광된 빛으로 바꾸어 주는 장치로서, 그 원리는 다음과 같다.

도 1을 참조하면, 단일모드 광섬유(11)에 입력된 임의의 편광을 가지는 빛은, 커플링 수단에 의하여 커플링되어 한쪽 편광 성분만을 선택한 다음 광검출기(14)에서 세기가 측정되고, 측정된 오차 신호를 입력받아 콘트롤러(controller)(15)가 복굴절 유도장치(16, 17)를 구동시키면 단일모드 광섬유(11)에 응력이 가해지게 되어 선형 편광된 빛으로 바꾸어지게 된다. 이 때, 빛의 커플링 수단은 빛이 진행하는 단일모드 광섬유(11)를 고정하는 쿼츠(12)와, 단일모드 광섬유(11)의 코어와 접해있는 크리스탈(13)로 이루어져 빛은 크리스탈(13)에의하여 커플링 된다.

이와 같이, 단일모드 광섬유(11)에 복굴절을 유도하는 기계적 장치(16, 17)를 구동하여 광섬유(11)의 편광을 변화시키고, 계속하여 광검출기(14)로부터 측정되는 오차 신호를 최소화시키게 된다. 이렇게 크리스탈(13)을 통해 한쪽 편광 성분을 가지는 빛을 커플링(coupling)시키고 이를 측정한 다음, 이 신호로부터 편광을 바꾸면 빛의 편광을 선형 편광으로 바꾸는 것이 가능하다.

그런데, 상기 구조와 같이 편광 조절장치를 구성하는 경우 단일모드 광섬유를 사용하였기 때문에 빛이 측정되는 지점에서는 빛의 편광이 선형 편광이지만, 빛이 광섬유를 진행함에 따라 빛이 선형 편광을 유지하지 못하는 단점을 가진다. 또한 기계적인 복굴절 유도 장치를 사용하였으므로 기계적 피로에 의해 소자의 수명 단축되는 문제점을 가진다.

도 2는 자사에서 보유한 대한민국 특허 제 0241660호에 등록된 광섬유 편광 조절장치의 광섬유 부분만을 나타낸 것이다.

도 2를 참조하면, 자사의 광섬유 편광 조절장치는, 제1 및 제2 광섬유 절편(22, 23)과, 제1 광섬유 절편(22)의 출력단과 제2 광섬유 절편(23)의 입력단을 연결하는 제1 단일모드 광섬유(21)로 이루어진다. 그리고, 제1 광섬유 절편(22)의 입력단과 제2 광섬유 절편(23)의 출력단에는 단일모드 광섬유(24, 25)가 각각 연결되어 제1 광섬유 절편(22)에 빛이 입력되도록 하고, 제2 광섬유 절편(23)으로부터 출력된 빛을 입력받아 전송한다. 따라서, 단일모드 광섬유들(21, 24, 25)과 광섬유 절편들(22, 23)은 한 가닥의 광섬유 형태를 이룬다. 이 때, 광섬유 절편(22, 23)은복굴절 성질을 갖는 광섬유로 되어 있다. 그리고, 제1 단일모드 광섬유(21)의 양단에 각각 위치되는 광섬유 절편(22, 23)은 4분의 1 파장판 역할을 하고, 각 광섬유 절편(22, 23)을 회전시키거나 비틀어서 빛의 편광을 조절하게 된다. 이러한 편광 조절장치는 하나의 광섬유로 이루어 졌다는 점에서 소형화를 실현할 수 있는 장점을 가진다.

이와 같이, 1/4 파장판을 2개 사용하고 출력되는 빛을 측정함으로써 임의의 입력 편광을 선형 편광으로 만드는 것이 가능하다. 하지만, 출력단의 광섬유가 단일모드 광섬유이므로 편광을 유지하기 위해서는 다시 편광유지 광섬유를 접합하여야 한다는 문제점을 지닌다. 또한 1/4 파장판을 2개 사용하는 구조의 편광 조절장치는 측정된 에러 신호를 최소화시키는 피드백 작업에서 최소화시키는 함수의 구조가 입력 편광에 따라 변화하여 편광을 조절하는 피드백 조절기의 구조가 복잡하게 되는 문제점이 발생한다.

따라서, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 임의의 입력 편광을 가지는 빛을 선형 편광된 빛으로 바꾸어 주고 선형 편광된 빛의 편광을 유지하며 진행시킬 수 있으며, 편광 조절 장치를 구동하는 피드백 조절기가 용이하게 구성되도록 편광 조절부의 구조를 단순화시킨 광섬유 편광 조절장치를 제공하며 이 구조에 적합한 신호 처리 방법을 구현하는데 있다.

본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는, 상기의 편광 조절 장치와 하나의 편광 변조기로 구성된 편광도 감소 시스템을 제공하는데 있다.

도 1 및 도 2는 종래의 편광 조절장치를 나타낸 개략도;

도 3은 본 발명에 따른 광섬유 편광 조절장치를 설명하기 위한 개략도;

도 4는 도 3의 광섬유 편광 조절장치를 자동화한 모터 구동 편광 조절장치를 나타낸 개략도;

도 5는 도 4에 따른 모터 구동 편광 조절장치에 있어서 파장판의 회전각에 따라 편광유지 광섬유를 회전했을 경우 광 세기의 최소값을 측정한 그래프;

도 6은 도 4에 따른 모터 구동 편광 조절장치를 편광 스크램블러에 적용한 예를 나타내는 개략도이다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 광섬유 편광 조절장치는: 단일모드 광섬유와; 회전가능하며, 자신의 일단이 상기 단일모드 광섬유의 일단과 광학적으로 연결되는 파장판과; 회전가능하며, 자신의 일단이 상기 단일모드 광섬유의 다른 일단과 광학적으로 연결되는 편광유지 광섬유를 구비하는 것을 특징으로 한다.

이 때, 상기 파장판은 1/4 파장판인 것을 특징으로 한다. 그리고, 상기 파장판은 복굴절 성질을 갖는 광섬유 절편으로 이루어지는 것이 바람직하다.

또한, 상기 광섬유 절편과 상기 단일모드 광섬유 또는 상기 단일모드 광섬유와 상기 편광유지 광섬유는 스프라이싱으로 연결되는 것을 특징으로 하여도 좋다.

나아가, 상기 파장판과 상기 편광유지 광섬유는 별개의 회전장치에 의하여 각각 회전되며, 상기 회전장치는 상기 편광유지 광섬유를 진행하는 광의 일부의 세기를 피드백 신호로 하여 작동하는 것을 특징으로 한다. 이 때, 상기 회전장치는 모터로 이루어져도 좋다.

다른 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 편광도 감소 시스템은: 단일모드 광섬유와, 회전가능하며 자신의 일단이 상기 단일모드 광섬유의 일단과 광학적으로 연결되는 파장판과, 회전가능하며 자신의 일단이 상기 단일모드 광섬유의 다른 일단과 광학적으로 연결되는 편광유지 광섬유로 이루어진 광섬유 편광 조절장치와; 상기 편광유지 광섬유의 다른 일단을 통하여 출력된 빛이 자신의 두 구동축들에 대하여 동일한 세기로 각각 입력되도록 상기 편광유지 광섬유와 광학적으로 연결되는 편광 변조기를 구비하는 것을 특징으로 한다.

이 때, 상기 편광 변조기의 상기 두 구동축들 각각이 상기 편광유지 광섬유의 두 광축들과 각각 일치하도록 상기 편광 변조기와 상기 편광유지 광섬유가 광학적으로 연결되고, 상기 편광유지 광섬유의 상기 광축들이 상기 편광유지 광섬유에 입력되는 빛에 대하여 45°를 이루도록 상기 편광 조절장치의 편광유지 광섬유를 회전시킴으로써 상기 편광유지 광섬유의 다른 일단을 통하여 출력된 빛이 상기 편광 변조기의 상기 두 구동축들에 대하여 동일한 세기로 각각 입력되는 것을 특징으로 하여도 좋다.

나아가, 상기 편광 변조기의 상기 두 구동축들 각각이 상기 편광유지 광섬유의 두 광축들 각각과 45°를 이루도록 상기 편광 변조기와 상기 편광유지 광섬유가 광학적으로 연결되어 상기 편광유지 광섬유의 다른 일단을 통하여 출력된 선형 편광의 빛이 편광 변조기의 두 편광 구동축에 대하여 동일한 세기로 각각 입력되는 것을 특징으로 하여도 좋다.

첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다.

도 3은 본 발명에 따른 광섬유 편광 조절장치를 설명하기 위한 개략도이다.

도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 광섬유 편광 조절장치(100)는 외부로부터빛이 입력되며 1/4 파장판 역할을 할 수 있도록 복굴절의 차이에 대응한 길이조절이 이루어진 광섬유 절편(110)과, 광섬유 절편(110)의 광출력단과 광학적으로 연결된 단일모드 광섬유(120)와, 단일모드 광섬유(120)의 광출력단과 광학적으로 연결된 편광유지 광섬유(130)로 이루어진다. 이 때, 광섬유 절편(110)과 단일모드 광섬유(120)의 접합부, 단일모드 광섬유(120)와 편광유지 광섬유(130)의 접합부는 용융 스프라이싱 또는 기계적 스프라이싱으로 형성된다. 그러나, 반드시 상술한 접합방법에만 한정되는 것은 아니고 전송되는 빛이 비교적 적은 손실로 전송될 수 있는 방법으로 접합될 수 있으면 된다. 광섬유 절편(110)은 광섬유 절편(110)의 광입력단과 광학적으로 연결된 별도의 단일모드 광섬유(10)로부터 빛을 입력받는다.

광섬유 절편(110)은, 1/4 파장판 역할을 할 수 있는 대략 1mm 길이의 편광유지 광섬유 절편으로 이루어져 입력된 빛은 각 편광 상태가 90°의 위상차를 가지며 출력되게 한다.

입력된 빛에 대해 광섬유 절편(110)의 광축을 회전시키면 입력 편광을 선형 편광으로 바꾸어 준다. 그리고, 편광유지 광섬유(130)를 1/4 파장판, 즉 광섬유 절편(110)에 대해 회전시켜 1/4 파장판에서 선형 편광으로 바꾸어 진 빛에 편광유지 광섬유(130)의 광축을 맞추게 되면, 편광유지 광섬유의 출력단(131)에서는 편광유지 광섬유(130)의 하나의 광축(101)에 맞추어진 제 1의 선형 편광(103)이 출력되게 된다.

그리고, 단일모드 광섬유(120)를 지난 선형 편광에 대해 θ의 각도를 가지도록 편광유지 광섬유(130)를 단일모드 광섬유(120)에 대해 회전시키면 편광유지 광섬유(130)의 하나의 광축으로는 (입력광의 세기 )의 크기를 가지는 빛이 입력되며 다른 하나의 광축으로는 (입력광의 세기 )의 크기를 가지는 빛이 입력된다. 따라서, 편광유지 광섬유(130)를 회전시켜서 편광유지 광섬유(130)의 광축을 진행하는 빛의 세기의 비율을 조절할 수 있다.

한편, 상술한 제1 의 선형 편광된 빛(101)이 출력되는 상태의 편광유지 광섬유(130)를 단일모드 광섬유(120)에 대하여 90°회전시키면 1/4 파장판(110)에서 선형 편광으로 바꾸어 진 빛에 편광유지 광섬유(130)의 다른 하나의 광축(102)을 맞출 수 있다. 이 경우 제 1의 선형 편광(101)과 수직한 제 2의 선형 편광(102)이 편광유지 광섬유(130)의 출력단(131)에서 출력되게 된다.

따라서, 본 발명의 광섬유 편광 조절장치(100)에 의하면 임의의 입력 편광에 대해서 서로 수직한 두 개의 선형 편광(101, 102)을 출력할 수 있다.

도 4는 도 3의 광섬유 편광 조절장치를 자동화한 모터 구동 편광 조절장치를 나타낸 개략도이다.

도 4를 참조하면, 본 발명의 모터 구동 편광 조절장치는 도 3에 따른 광섬유 편광 조절장치(100)와, 광섬유 편광 조절장치(100)에 있어서 광섬유 절편(110)과 단일모드 광섬유(120)의 접합부에 설치되는 스텝모터 1(210) 및 단일모드 광섬유(120)와 편광유지 광섬유(130)의 접합부에 설치되는 스텝모터 2(220)와, 광섬유 편광 조절장치(100)의 편광유지 광섬유(130)를 통하여 전송되는 선형 편광의 일부를 커플링하는 커플링 수단(300)과, 커플링된 빛의 편광을 측정하는 광검출수단(400)과, 광검출수단(400)에서 측정된 편광의 세기로부터 스텝모터 1(210) 및 스텝모터 2(220)를 구동하는 피드백 알고리즘을 구현하는 콘트롤러(500)로 이루어진다. 이 때, 편광유지 광섬유(130)의 소정영역은 코어부분까지 연마되어 있다.

커플링 수단(300)은 편광유지 광섬유(130)를 고정하는 쿼츠(310)와, 편광유지 광섬유(130)의 굴절률보다 크며 편광유지 광섬유(130)에 있어서 노출된 코어와 접해있는 크리스탈(320)로 이루어진다. 따라서, 편광유지 광섬유(130)를 통하여 전송되는 빛은 크리스탈(320)에 의하여 적당한 양이 커플링되게 된다. 본 실시예에서는 굴절률 1.52의 값을 가지는 BK-7 크리스탈을 사용하였다.

광검출수단(400)은 편광유지 광섬유(130)로부터 커플링 된 빛의 편광을 측정하기 위하여 선형 편광기(410)와 선형 편광기(410)를 지난 빛의 세기를 측정하는 광검출기(420)로 이루어진다.

본 실시예에서 선형 편광기(410)의 축을 회전시킬 수 있도록 하여 편광유지 광섬유(130)의 광축과 편광자의 축을 가능한 한 정확하게 맞추어 준다. 따라서, 상기의 방식을 통하여 편광유지 광섬유를 진행하는 빛의 편광 상태, 즉 편광유지 광섬유의 광축에 맞추어진 정도를 측정하게 된다.

광검출기(420)에서 측정되는 빛의 세기는 편광유지 광섬유(130)에서의 편광이 선형 편광기(410)와 정확히 일치하는 선형편광인 경우에 최대가 되며, 선형 편광기(410)와 편광유지 광섬유(420)를 진행하는 편광이 수직한 경우에 최소가 된다. 따라서, 본 발명 모터 구동 편광 조절장치는 광검출기(420)로부터 측정되는 빛으로부터 피드백 알고리즘을 구현하는 콘트롤러(500)를 통해 스텝모터 1(210)과 스텝모터 2(220)를 구동하여 빛의 편광을 조절한다. 측정되는 빛을 최대 또는 최소화시키기 위해서는 일반적인 피드백 알고리즘이 사용될 수 있으나, 상술한 도 3에 따른 광섬유 편광 조절장치(100)의 특성을 이용하면 최적화된 알고리즘을 사용할 수 있다.

먼저 1/4 파장판(110)을 한 위치에 고정시키고, 편광유지 광섬유(130)를 180°회전시키면서 광검출기(420)로부터 얻어지는 광 세기의 최소값을 측정한다. 이 과정을 다른 위치의 1/4 파장판(110)에 대해서 반복하여 수행하면 모든 영역에서 광 세기의 최소값을 측정할 수 있다.

도 5는 도 4에 따른 모터 구동 편광 조절장치에 있어서 파장판의 회전각에 따라 편광유지 광섬유를 회전했을 경우 광 세기의 최소값을 측정한 그래프이다.

도 5를 참조하면, 1/4 파장판의 위치에 따라 편광유지 광섬유를 회전할 경우 얻어진 최소값들 중 가장 작은 값은 두 지점에서 발생하며 이 두 지점에서 선형 편광기(410)와 수직한 선형 편광이 출력된다. 또한 임의의 입력 편광에 대해서 동일한 경향의 결과를 나타내는 데 이것은 1/4 파장판과 편광유지 광섬유를 구비하는 편광 조절장치의 고유한 특성이다.

상기의 1차원 최적화 문제에서 최소값을 얻어내는 알고리즘으로 1/4 파장판의 회전 각도에 따른 피보나치 알고리즘을 사용한다. 1/4 파장판의 각도를 먼저 결정하고, 편광유지 광섬유를 180°회전시켜서 회전시 광세기의 최소값을 얻어내는 과정을 1/4 파장판의 회전각에 대해 반복하여 광 검출기에서 얻어지는 빛의 세기를 최소화 할 수 있다.

광검출기에서 얻어지는 빛의 세기가 최소가 될 경우 편광유지 광섬유를 진행하는 빛은 편광유지 광섬유의 한 축에 정확하게 일치하는 선형 편광이 된다.

상기의 방법으로 광섬유 편광 조절 장치를 제작할 경우 얻어지는 성능은 다음과 같다.

1550 nm파장을 가지는 임의의 입력 편광에 대해서 상술한 모터 구동 편광 조절장치는 25dB이상의 편광 소거율을 가지는 선형 편광을 만들 수 있으며, 수직한 선형 편광에 대해서도 동일하게 25dB이상의 편광 소거율을 가졌다. 또한 제시한 알고리즘을 사용하여 1/4 파장판의 각도를 결정할 경우, 12∼13번의 시도 후에 25dB이상의 편광 소거율을 가지는 선형 편광으로 수렴하는 결과를 얻을 수 있었다.

따라서, 상술한 바와 같이 본 발명에 따른 모터 구동 편광 조절장치는 임의의 입력편광을 편광유지 광섬유의 축에 맞추어진 빛으로 자동으로 바꾸어 주는 역할을 수행하며, 서로 수직한 두 선형 편광을 출력할 수 있다.

편광 스크램블러는 일정한 입력광의 편광상태를 변조시켜서 출력광의 편광상태가 모든 가능한 경우를 경험하게 함으로써, 출력광을 일정시간 동안 관찰할 때 상기 출력광이 마치 편광이 되어 있지 않는 것처럼 변환시켜주는 장치이다.

빛의 편광이 얼마나 잘 이루어져 있는지를 나타내는 지수를 편광도(Degree of Polarization, DOP)라고 한다. 완전히 편광되어 있는 빛의 편광도는 100%이고 전혀 편광되어 있지 않은 빛의 편광도는 0%이다.

편광 스크램블러는 이러한 편광도를 낮추어 주는 역할을 한다. 이상적인 편광 스크램블러는 100%의 편광도를 갖는 입력광을 변환시켜서 출력광의 편광도가 0%가 되도록 하는 것이다. 편광상태에 따라 광출력이 변하는 소자나 광 시스템에서 이러한 편광 스크램블러를 이용하면 안정된 광출력을 얻을 수 있기 때문에, 광섬유소자의 측정시스템, 광섬유 센서 그리고 장거리 광통신에서 편광 스크램블러를 이용하여 잡음 대 신호비를 향상시킬 수 있다.

종래의 편광 스크램블러는 두 개의 편광 변조기를 사용하여 광섬유를 각각 구동함으로서 빛의 편광도를 0으로 만들어 줄 수 있다. 하지만, 본 발명의 편광 조절장치를 이용하여 편광 변조기에 입력되는 입력광의 세기를 편광 변조기의 두 구동축에 50 %씩 입력시킨다면 하나의 구동 장치로도 편광도를 0으로 만들어 줄 수 있다. 여기서 편광 변조기는 압전 소자 등으로 편광 유지 광섬유의 길이를 변조하여 편광 변조를 수행하는 구조와, 단일 모드 광섬유에 음향 광학효과를 사용하여 편광 편조를 수행하는 구조 등이 사용될 수 있다.

도 6은 상술한 본 발명에 따른 편광 조절장치를 편광 스크램블러에 적용한 예를 나타내는 개략도이다. 여기서, 도 6의 (1)은 도 4에 따른 모터 구동 편광 조절장치와 편광 변조기가 결합된 형상을 나타낸 개략도이고, 도 6의 (2) 및 (3)은 도 6의 (1)에 따른 편광 변조기의 두 구동축에 입력광이 각각 50 %씩 입력되도록 구현한 시스템들을 설명하기 위한 개략도이다.

도 6의 (1)을 참조하면, 도 4에 따른 모터 구동 편광 조절장치의 편광유지 광섬유(130)의 출력단과 편광 변조기(600)의 입력단이 연결되어 있다. 이 때, 편광 변조기의 두 구동축에 입력광이 각각 50 %씩 입력되도록 구현한 편광 스크램블러시스템으로는 다음의 두 가지를 들 수 있다.

도 6의 (2)를 참조하면 그 첫 번째 시스템은, 편광 변조기(600)와 편광유지 광섬유(130)의 접합부(630)에서 편광 스크램블의 구동축(610, 620)을 편광유지 광섬유(130)의 광축(101, 102)에 일치시키고 스텝모터 2(220)를 회전시켜 편광유지 광섬유(130)의 광축에 입력되는 광세기를 조절하는 것이다. 즉, 도 4의 광섬유 편광 조절장치에서 선형 편광 출력이 얻어 졌을 때, 이 상태에서 스텝모터 2(220)를 이용하여 입력광에 대하여 편광유지 광섬유(130)의 두 광축(101, 102)이 45°되도록 회전시키면, 편광유지 광섬유(130)의 두 광축(101, 102)에는 동일한 세기의 광이 각각 입력된다. 따라서 편광 변조기(600)의 두 구동축(610, 620)에도 동일한 세기를 가지는 광이 각각 입력되므로 편광 변조기 출력단에서의 편광도를 0으로 만들게 된다.

도 6의 (3)을 참조하면 그 두 번째 시스템은, 편광 변조기(600)의 입력단의 광섬유와 편광유지 광섬유(130)의 접합부(630)에서 편광 변조기(600)의 두 편광 구동축(610, 620)과 편광유지 광섬유의 광축(101 또는 102)이 45°의 각도를 이루게 하는 방법이다. 따라서, 편광 변조기(600) 각각의 편광 구동축(610, 620)에 대하여 편광유지 광섬유(130)에서 출력된 선형 편광이 각각 50%씩 입력되게 되므로 편광 변조기 출력단에서의 편광도를 0으로 만들게 된다.

상술한 두 가지 시스템을 이용하면 자동 편광 조절 장치와 하나의 구동장치를 가지는 편광 변조기로서 편광도를 0으로 만드는 편광 스크램블러를 구현할 수 있다.

본 발명의 광섬유 편광 조절장치에 의하면, 본 발명의 광섬유 편광 조절장치에 의하면, 편광 조절부가 파장판과 편광유지 광섬유로 이루어지므로 임의의 입력 편광을 가지는 빛을 선형 편광된 빛으로 바꾸어 주고 선형 편광된 빛의 편광을 유지하여 광섬유를 진행하게 하며, 서로 수직한 선형 편광을 각각 출력할 수 있고, 피드백 조절기를 용이하게 구성할 수 있다.

따라서, 시간에 따라 입력 편광이 변화할 때 출력으로서 광축에 맞추어진 선형 편광 출력이 필요한 예에 적용될 수 있다. 이러한 예로는 편광유지 광섬유 패치 코드의 제조공정, 하나의 편광 변조기만을 가지는 편광 스크램블러의 구성에 사용될 수 있다.

본 발명은 상기 실시예에만 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 많은 변형이 가능함은 명백하다.

Claims (10)

1. 단일모드 광섬유와;

   회전가능하며, 자신의 일단이 상기 단일모드 광섬유의 일단과 광학적으로 연결되는 파장판과;

   회전가능하며, 자신의 일단이 상기 단일모드 광섬유의 다른 일단과 광학적으로 연결되는 편광유지 광섬유를 구비하는 광섬유 편광 조절장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 파장판은 1/4 파장판인 것을 특징으로 하는 광섬유 편광 조절장치.
3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 파장판은 복굴절 성질을 갖는 광섬유 절편으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 광섬유 편광 조절장치.
4. 제 3항에 있어서, 상기 광섬유 절편과 상기 단일모드 광섬유 또는 상기 단일모드 광섬유와 상기 편광유지 광섬유는 스프라이싱으로 연결되는 것을 특징으로 하는 광섬유 편광 조절장치.
5. 제 1항에 있어서, 상기 파장판과 상기 편광유지 광섬유는 별개의 회전장치에 의하여 각각 회전되는 것을 특징으로 하는 광섬유 편광 조절장치.
6. 제 5항에 있어서, 상기 회전장치는, 상기 편광유지 광섬유를 진행하는 광의 일부의 세기를 피드백 신호로 하여 작동하는 것을 특징으로 하는 광섬유 편광 조절장치.
7. 제 5항 또는 제 6항에 있어서, 상기 회전장치는 모터로 이루어지는 것을 특징으로 하는 광섬유 편광 조절장치.
8. 단일모드 광섬유와, 회전가능하며 자신의 일단이 상기 단일모드 광섬유의 일단과 광학적으로 연결되는 파장판과, 회전가능하며 자신의 일단이 상기 단일모드 광섬유의 다른 일단과 광학적으로 연결되는 편광유지 광섬유로 이루어진 광섬유 편광 조절장치와;

   상기 편광유지 광섬유의 다른 일단을 통하여 출력된 빛이 자신의 두 구동축들에 대하여 동일한 세기로 각각 입력되도록 상기 편광유지 광섬유와 광학적으로 연결되는 편광 변조기를 구비하는 것을 특징으로 하는 편광도 감소 시스템.
9. 제 8항에 있어서, 상기 편광 변조기의 상기 두 구동축들 각각이 상기 편광유지 광섬유의 두 광축들과 각각 일치하도록 상기 편광 변조기와 상기 편광유지 광섬유가 광학적으로 연결되고, 상기 편광유지 광섬유의 상기 광축들이 상기 편광유지 광섬유에 입력되는 빛에 대하여 45°를 이루도록 상기 편광 조절장치의 편광유지광섬유를 회전시킴으로써 상기 편광유지 광섬유의 다른 일단을 통하여 출력된 빛이 상기 편광 변조기의 상기 두 구동축들에 대하여 동일한 세기로 각각 입력되는 것을 특징으로 하는 편광도 감소 시스템.
10. 제 8항에 있어서, 상기 편광 변조기의 상기 두 구동축들 각각이 상기 편광유지 광섬유의 두 광축들 각각과 45°를 이루도록 상기 편광 변조기와 상기 편광유지 광섬유가 광학적으로 연결되어 상기 편광유지 광섬유의 다른 일단을 통하여 출력된 선형 편광의 빛이 편광 변조기의 두 편광 구동축에 대하여 동일한 세기로 각각 입력되는 것을 특징으로 하는 편광도 감소 시스템.