KR100701120B1

KR100701120B1 - 3ｒ 재생기

Info

Publication number: KR100701120B1
Application number: KR1020050042421A
Authority: KR
Inventors: 임영안; 이대수; 심은덕; 김동철; 박경현
Original assignee: 한국전자통신연구원
Priority date: 2004-12-08
Filing date: 2005-05-20
Publication date: 2007-03-28
Also published as: KR20060064465A

Abstract

3R(Retiming, Reshaping, Reamplifying) 재생기에 관한 것이다. 본 발명에 따른 재생기는, 분기된 광신호가 입력되는 제1 입력 포트와 제2 입력 포트, 기판 상에 형성되며 공통 입력단에서 분기되어 공통 출력단에서 통합되는 제1 및 제2 브랜치를 가지고, 상기 제1 및 제2 브랜치 각각에 반도체 광증폭기를 가지며, 상기 제1 입력 포트에 상기 제1 브랜치가 연결되며, 상기 제2 입력 포트에 상기 공통 입력단이 연결된 간섭계, 상기 기판 상에서 상기 제1 입력 포트와 상기 제1 브랜치 사이 또는 상기 제2 입력 포트와 상기 공통 입력단 사이에 상기 간섭계와 일체로 단일집적되며 상기 광신호를 입력받아 광학적 주입 잠금에 의해 재생된 광신호를 출력하는 자기-펄스 발진 레이저 다이오드(self-pulsating LD), 및 상기 공통 출력단에 연결된 출력 포트를 포함하여 구성된다.

Description

3Ｒ 재생기{3R Recovery system}

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 3R 재생기의 구성을 나타낸다.

도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 3R 재생기의 구성을 나타낸다.

도 3은 본 발명의 제3 실시예에 따른 3R 재생기의 구성을 나타낸다.

도 4는 본 발명의 제4 실시예에 따른 3R 재생기의 구성을 나타낸다.

도 5는 본 발명의 제5 실시예에 따른 3R 재생기의 구성을 나타낸다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10, 100, 200, 300...3R 재생기 20...기판

30, 130...간섭계 32, 132...공통 입력단

34, 36...브랜치 35, 37...반도체 광증폭기

38, 138...공통 출력단

40, 40', 42...자기-펄스 발진 레이저 다이오드

50, 52, 54, 172...입력 도파로 60, 62, 64, 170...입력 포트

70, 160, 162, 164...출력 포트 72, 150, 152, 154...출력 도파로

80, 82...딜레이 소자

본 발명은 광통신을 위한 광전송기술에 관한 것으로, 특히 광신호의 3R(Retiming, Reshaping, Reamplifying) 재생을 담당하는 재생기에 관한 것이다.

광통신에서 신호의 왜곡은 피할 수 없는 문제이다. 즉, 광통신 시스템에서 광케이블을 통해 전송되는 광신호는 전송 중에 신호 크기의 감소뿐만 아니라, 분산에 의한 시간상의 변형도 일어난다. 이를 보정하여 원래의 상태로 회복시키려면 3R 재생을 행해야 하며 이를 위한 3R 재생기는 실제 네트워크 구성시 필수적인 요소이다.

3R 중에서 리타이밍(retiming), 즉 클락 재생은 변형된 광신호에서 클락을 추출하고 결정(decision) 회로를 통해 클락과 변형된 광신호로부터 회복된 신호를 얻는 것이다. 클락을 추출하는 방법은 전기적인 PLL(Phase Locked Loop) 회로를 사용하는 방법과 완전광 재생을 이용하는 방법이 있는데, 전기적인 PLL 회로는 속도 제한을 가지고 있다.

현재 완전광 3R 재생의 방법은 클락 재생 소자와 결정 소자를 각기 만들어 광결합으로 그 기능을 완성하고 있다. 이 때, 클락 재생 소자와 결정 소자간의 광결합으로 인해 광결합 손실(coupling loss)이 필연적으로 발생된다. 그리고, 편광 및 딜레이(delay) 조절 기능이 부가적으로 요구되어 3R 재생기 구도를 복잡하게 만든다.

결합 손실이 적은 단일집적의 기술에 대해 살펴보면, 미국특허 제6,208,454호에 DFB(Distributed Feed Back) 혹은 튜너블 레이저 다이오드가 집적된 마흐-젠 더(Mach-Zehnder) 파장변환기가 개시되어 있다. 단일집적의 경우 결합 손실이 적어 고속동작에 유리함을 가지는 것으로 보고되고 있으나 표면 반사 등의 문제로 현재 10Gbps 이상의 파장변환에 대한 결과는 없는 상태이다. 나아가, 단일집적 3R 재생기에 관한 결과도 아직 없다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 하나의 기판 상에 간결하게 실장될 수 있으며 3R 재생을 담당하는 단일집적 3R 재생기를 제공하는 것이다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 재생기의 일 태양은, 분기된 광신호가 입력되는 제1 입력 포트와 제2 입력 포트, 기판 상에 형성되며 공통 입력단(common input terminal)에서 분기되어 공통 출력단(common output terminal)에서 통합되는 제1 및 제2 브랜치(branch)를 가지고, 상기 제1 및 제2 브랜치 각각에 반도체 광증폭기(Semiconductor Optical Amplifier)를 가지며, 상기 제1 입력 포트에 상기 제1 가지가 연결되며, 상기 제2 입력 포트에 상기 공통 입력단이 연결된 간섭계(interferometer), 상기 기판 상에서 상기 제1 입력 포트와 상기 제1 브랜치 사이 또는 상기 제2 입력 포트와 상기 공통 입력단 사이에 상기 간섭계와 일체로 단일집적되며 상기 광신호를 입력받아 광학적 주입 잠금(injection locking)에 의해 재생된 광신호를 출력하는 자기-펄스 발진 레이저 다이오드(self-pulsating LD), 및 상기 공통 출력단에 연결된 출력 포트를 포함하여 구성된다.

여기서, 상기 간섭계는 마흐-젠더 간섭계인 것이 바람직하다.

상기 제1 입력 포트와 상기 제1 브랜치, 상기 제2 입력 포트와 상기 공통 입력단은 각각 입력 도파로(input waveguide)에 의해 서로 연결되며, 상기 공통 출력단과 상기 출력 포트는 출력 도파로(output waveguide)에 의해 서로 연결된 것일 수 있다.

본 발명에 따른 재생기의 다른 태양은, 상기 제2 브랜치에 연결된 제3 입력 포트를 더 포함하고, 상기 자기-펄스 발진 레이저 다이오드는 상기 제1 입력 포트와 상기 제1 브랜치 사이에 배치되어 있다. 그리고, 상기 제3 입력 포트와 상기 제2 브랜치 사이에 상기 간섭계와 일체로 단일집적되며 상기 광신호를 입력받아 광학적 주입 잠금에 의해 재생된 광신호를 출력하는 제2의 자기-펄스 발진 레이저 다이오드, 및 상기 기판 상에서 상기 제1 입력 포트와 상기 자기-펄스 발진 레이저 다이오드 사이 또는 상기 제3 입력 포트와 상기 제2의 자기-펄스 발진 레이저 다이오드 사이에 배치된 딜레이 소자를 더 포함한다.

본 발명에 따른 재생기의 또 다른 태양은, 광신호가 입력되는 입력 포트, 기판 상에 형성되며 공통 입력단에서 분기되어 공통 출력단에서 통합되는 제1 및 제2 브랜치를 가지고, 상기 제1 및 제2 브랜치 각각에 반도체 광증폭기를 가지며, 상기 입력 포트에 상기 공통 입력단이 연결된 간섭계, 상기 제1 브랜치와 연결된 제1 출력 포트와, 상기 공통 출력단에 연결된 제2 출력 포트, 및 상기 기판 상에서 상기 제1 출력 포트와 상기 제1 브랜치 사이 또는 상기 제2 출력 포트와 상기 공통 출력단 사이에 상기 간섭계와 일체로 단일집적되며 상기 광신호를 입력받아 광학적 주입 잠금에 의해 재생된 광신호를 출력하는 자기-펄스 발진 레이저 다이오드를 포함 한다.

본 발명에 따른 재생기의 또 다른 태양은, 여기에 상기 제2 브랜치에 연결된 제3 출력 포트를 더 포함하고, 상기 자기-펄스 발진 레이저 다이오드는 상기 제1 출력 포트와 상기 제1 브랜치 사이에 배치되며, 상기 제3 출력 포트와 상기 제2 브랜치 사이에 상기 간섭계와 일체로 단일집적되며 상기 광신호를 입력받아 광학적 주입 잠금에 의해 재생된 광신호를 출력하는 제2의 자기-펄스 발진 레이저 다이오드, 및 상기 제1 브랜치 또는 제2 브랜치에 배치된 딜레이 소자를 더 포함한다.

본 발명은 마흐-젠더 간섭계와 같은 간섭계에 자기-펄스 발진 레이저 다이오드를 집적시켜 단일집적 구도의 3R 재생기를 구현한다. 단일집적 구도이므로 종래 개별 소자를 결합하는 경우보다 광결합 손실이 적고 3R 구성이 간략화되어 콤팩트(compact)하다. 또한, 단일집적을 함으로써 편광무관성 조건을 완화시킨다. 뿐만 아니라, 단순히 입력 신호를 넣음으로써 광 클락과 3R 재생된 신호를 얻을 수 있어, 3R 기능이 자발적으로 이루어지는 소자를 구현할 수 있다. 특히, 하나의 신호로 3R 재생이 자발적으로 이루어지는 구도를 구현할 수 있다.

본 발명의 목적과 더불어 그의 다른 목적 및 신규한 특징은, 본 명세서의 기재 및 첨부 도면에 의하여 명료해질 것이다.

이하 첨부한 도면에 의거하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 설명하도록 한다. 그러나, 본 발명의 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술하는 실시예들로 인해 한정되어지는 것으로 해석되어져서는 안된다. 본 발명의 실시예들은 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되어지는 것이다. 도면 상에서 동일한 부호로 표시된 요소는 동일한 요소를 의미한다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 3R 재생기의 구성을 나타낸다. 이 3R 재생기(10)는 기판(20) 상에 마흐-젠더 간섭계(30)와 자기-펄스 발진 레이저 다이오드(self-pulsating LD)(40)(SP)가 단일집적된 것이다. 본 실시예에서 제1 입력 포트(60)와 제2 입력 포트(62)는 분기된 광신호가 입력되는 포트이고, 출력 포트(70)는 재생된 광신호를 출력하는 포트이다.

먼저 마흐-젠더 간섭계(30)를 보면, 공통 입력단(32)에서 분기되어 공통 출력단(38)에서 통합되는 제1 브랜치(34)와 제2 브랜치(36)를 가지고 있다. 그리고, 제1 브랜치(34)에는 제1 반도체 광증폭기(35)(SOA1)를, 제2 브랜치(36)에는 제2 반도체 광증폭기(37)(SOA2)를 가지고 있다. 일반적으로, 마흐-젠더 간섭계의 구조는 입사된 광을 균등하게 나누어 각각 다른 경로로 진행시킨 다음, 다시 하나로 합하도록 되어 있다.

제1 입력 포트(60)와 제1 브랜치(34)는 제1 입력 도파로(50)에 의해 서로 연결되어 있으며, 제2 입력 포트(62)와 공통 입력단(32)은 제2 입력 도파로(52)에 의해 서로 연결되어 있다. 이 때, 도면에서와 같이 제3 입력 도파로(54)에 의해 제2 브랜치(36)에 연결된 다른 하나의 포트(64)를 더 포함할 수도 있다. 이는 제2 입력 포트(62)를 중심으로 하여 제1 입력 포트(60)와 대칭적인 구조를 위해 구비되는 것으로서, 생략가능하다. 공통 출력단(38)과 출력 포트(70)는 출력 도파로(72)에 의해 서로 연결되어 있다.

자기-펄스 발진 레이저 다이오드(40)는 제1 입력 포트(60)와 제1 브랜치(34) 사이에 간섭계(30)와 일체로 단일집적되어 있으며, 광신호를 입력받아 광학적 주입 잠금(injection locking)에 의해 재생된 광클락을 출력한다. 본 실시예에서 제1 입력 포트(60)가 펌프(pump : 결정하는 것)가 되고, 제2 입력 포트(62)가 프로브(probe: 결정당하는 것)가 된다.

이와 같은 단일집적 구도의 3R 재생기(10)에서의 작동원리는 다음과 같다. 왜곡을 거친 광신호를 분기하여 도 1에서와 같이 제1 입력 포트(60) 및 제2 입력 포트(62)에 입력하게 되면, 자기-펄스 발진 레이저 다이오드(40)를 통과한 빛은 주입 잠금 현상에 의해 재생된 광클락을 제1 반도체 광증폭기(35)로 보낸다. 이렇게 하여 3R 중 클락 재생이 이루어진다. 가운데 제2 입력 포트(62)로 들어간 신호는 공통 입력단(32)에서 분기되어 제1 반도체 광증폭기(35)와 제2 반도체 광증폭기(37)를 통과한 후 공통 출력단(38)에서 다시 합쳐져 출력 포트(70)로 나오게 된다. 이 때, 재생된 클락에 의한 전하밀도의 변화로 주기적인 위상 변화가 제1 반도체 광증폭기(35)를 통과하는 신호에 입혀지게 되어, 제2 반도체 광증폭기(37)를 통과한 빛과의 간섭현상에 의해 3R 중 클락 재생을 제외한 나머지 2R(Reshaping, Reamplifying) 기능이 이루어지게 된다.

이와 같이, 본 발명에서는 마흐-젠더 간섭계(30)와 같은 간섭계에 자기-펄스 발진 레이저 다이오드(40)를 집적시켜 단일집적 구도의 3R 재생기를 구현한다. 단일집적 구도이므로 종래 개별 소자를 결합하는 경우보다 광결합 손실이 적고 3R 구성이 간략화되어 콤팩트하다. 또한, 단일집적을 함으로써 편광무관성 조건을 완 화시킨다. 뿐만 아니라, 단순히 입력 신호를 넣음으로써 광클락과 3R 재생된 신호를 얻을 수 있어, 3R 기능이 자발적으로 이루어지는 소자를 구현할 수 있다.

도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 3R 재생기의 구성을 나타낸다. 본 실시예에 따른 3R 재생기(100)는 도 1의 3R 재생기(10)와 펌프 및 프로브의 위치가 바뀐 것만 빼고는 동일하다. 즉, 본 실시예에서는 자기-펄스 발진 레이저 다이오드(40)가 제2 입력 포트(62)와 공통 입력단(32) 사이에 배치되어서, 제1 입력 포트(60)가 프로브가 되고 제2 입력 포트(62)가 펌프가 되는 것이다. 이러한 3R 재생기(100)의 작동원리는 앞에서 설명한 것으로부터 당업자라면 쉽게 알 수 있다.

본 실시예에 따른 3R 재생기(100)의 경우 자기-펄스 발진 레이저 다이오드(40)에서 나온 광클락은 공통 입력단(32)에서 분기되어 제1 반도체 광증폭기(35)와 제2 반도체 광증폭기(37)로 나누어 각각 입력된다. 프로브인 제1 입력 포트(60)로 들어온 왜곡된 광신호는 제1 반도체 광증폭기(35) 쪽으로만 가고, 마흐-젠더 간섭계(30)의 원리는 그대로 적용된다.

앞의 제1 및 제2 실시예 모두, 자기-펄스 발진 레이저 다이오드(40)를 통과하여 재생된 광 클락뿐만 아니라 분기되어 입력된 왜곡된 광신호가 같이 출력되어, 왜곡된 광신호를 후단에서 제거할 방법이 없다. 이와 같은 난점을 없애기 위해 본 발명에서는 제3 실시예로서 도 3에서와 같은 3R 재생기(200)도 제안한다.

도 3의 3R 재생기(200)는 도 1의 3R 재생기(10)와 비교할 때, 입력 및 출력 포트의 위치가 바뀐 것으로 이해하면 된다. 즉, 3R 재생기(10)의 제1 입력 포트(60), 제2 입력 포트(62), 공통 입력단(32), 공통 출력단(38) 및 출력 포트(70)가 3R 재생기에서(200)는 제1 출력 포트(160), 제2 출력 포트(162), 공통 출력단(138), 공통 입력단(132) 및 입력 포트(170)에 해당된다.

제1 출력 포트(160)는 제1 출력 도파로(150)에 의해 간섭계(130)의 제1 브랜치(34)에 연결되고, 제2 출력 포트(162)는 제2 출력 도파로(152)에 의해 공통 출력단(138)에 연결되며, 입력 포트(170)는 입력 도파로(172)에 의해 공통 입력단(132)에 연결된다. 이 때, 도면에서와 같이 제3 출력 도파로(154)에 의해 제2 브랜치(36)에 연결된 다른 하나의 포트(164)를 더 포함할 수도 있다. 이는 제2 출력 포트(162)를 중심으로 하여 제1 출력 포트(160)와 대칭적인 구조를 위해 구비되는 것으로서, 생략가능하다.

이와 같은 단일집적 구도의 3R 재생기(200)에서의 작동원리는 다음과 같다. 입력 포트(170)로 입력된 광신호는 공통 입력단(132)에서 분기되어 제1 반도체 광증폭기(35)와 제2 반도체 광증폭기(37)를 통과하게 된다. 제1 반도체 광증폭기(35)를 통과한 빛은 제1 출력 도파로(150)와 제1 브랜치(34)의 연결 지점에서 다시 분기되어, 반은 중간의 출력 포트인 제2 출력 포트(162)로, 반은 자기-펄스 발진 레이저 다이오드(40)를 통과하게 된다. 이 때 주입 잠금에 의해 자기-펄스 발진 레이저 다이오드(40)에서 재생된 클락을 방출하게 된다. 이 때 양 방향 모두로 클락을 내보내게 되므로 이 신호가 다시 제1 반도체 광증폭기(35)를 거치면서 앞에서 언급한 바와 같은 현상에 의해 가운데 제2 출력 포트(162)로 나오는 신호가 3R 재생이 되게 된다.

이와 같이 하여, 하나의 신호로 3R 재생이 자발적으로 이루어지는 구도를 구 현할 수 있다. 그리고, 이러한 구도에서는 광 클락에 섞인 왜곡된 신호의 양이 도 1 및 도 2의 3R 재생기(10, 100)에 비해 적게 된다. 이는 마흐-젠더 간섭계에서 역방향 진행 개념(counter propagating scheme)과 동일하다. 따라서, 자기-펄스 발진 레이저 다이오드(40)와 제1 반도체 광증폭기(35)간의 거리에 따라 제1 반도체 광증폭기(35)에서의 두 광의(재생된 광 클락을 가진 광(신호)과 왜곡된 광(신호)) 겹침이 결정된다. 40Gbps의 경우 신호와 신호 사이의 간격이 25ps로 도파로 내에서의 진행거리로 보면 2.5mm이다. 따라서, 현 공정기술로 제1 반도체 광증폭기(35) 내에서의 겹침을 최대화할 수 있다.

한편, 도 4는 도 1의 3R 재생기(10)에 위상차 방법(differential scheme)을 구현한 본 발명의 제4 실시예를 나타내고, 도 5는 도 3의 3R 재생기(200)에 위상차 방법을 구현한 본 발명의 제5 실시예를 나타낸다.

먼저, 도 4를 참조하면, 3R 재생기(300)의 구도는 도 1의 3R 재생기(10)와 기본적으로 동일하며, 제2 브랜치(36)에 연결된 다른 하나의 포트(64)가 제3 입력 포트(64) 역할을 한다. 그리고, 제1 입력 포트(60)와 제1 브랜치(34) 사이에 배치된 자기-펄스 발진 레이저 다이오드(40')(SP1) 이외에, 제3 입력 포트(64)와 제2 브랜치(36) 사이에 간섭계(30)와 일체로 단일집적된 제2의 자기-펄스 발진 레이저 다이오드(42)(SP2)를 더 포함한다. 또한, 제3 입력 포트(64)와 제2의 자기-펄스 발진 레이저 다이오드(42) 사이에 딜레이 소자(80)(D)를 더 포함한다. 이 딜레이 소자(80)는 제3 입력 포트(64)와 제2의 자기-펄스 발진 레이저 다이오드(42) 사이 대신 제1 입력 포트(60)와 자기-펄스 발진 레이저 다이오드(40') 사이에 배치되어도 된다.

이와 같은 단일집적 구도의 3R 재생기(300)에서의 작동원리는 다음과 같다. 왜곡을 거친 광신호를 분기하여 도 4에서와 같이 제1 입력 포트(60), 제2 입력 포트(62) 및 제3 입력 포트(64)에 입력하게 되면, 자기-펄스 발진 레이저 다이오드(40')를 통과한 빛은 주입 잠금 현상에 의해 재생된 광클락을 제1 반도체 광증폭기(35)로 보낸다. 딜레이 소자(80)를 거쳐 위상차를 가지게 된 빛은 제2의 자기-펄스 발진 레이저 다이오드(42)를 통과하며 재생되어 제2 반도체 광증폭기(37)로 간다. 가운데 제2 입력 포트(62)로 들어간 신호는 공통 입력단(32)에서 분기되어 제1 반도체 광증폭기(35)와 제2 반도체 광증폭기(37)를 통과한 후 공통 출력단(38)에서 다시 합쳐져 출력 포트(70)로 나오게 된다. 이 때, 제1 반도체 광증폭기(35)를 통과하는 신호와 제2 반도체 광증폭기(37)를 통과하는 신호 사이의 위상차로 인해 폴링 타임(falling time)의 테일(tail)을 없앰으로써 일정 범위의 안의 광신호 프로파일을 얻을 수 있게 된다.

다음, 도 5를 참조하면, 3R 재생기(400)의 구도는 도 3의 3R 재생기(200)와 기본적으로 동일하며, 제2 브랜치(36)에 연결된 다른 하나의 포트(164)가 제3 출력 포트(164) 역할을 한다.

제1 출력 포트(160)와 제1 브랜치(34) 사이에 배치된 자기-펄스 발진 레이저 다이오드(40')(SP1) 이외에, 제3 출력 포트(164)와 제2 브랜치(36) 사이에 간섭계(30)와 일체로 단일집적된 제2의 자기-펄스 발진 레이저 다이오드(42)(SP2)를 더 포함한다. 그리고, 제2 브랜치(36)에 딜레이 소자(82)(D)를 더 포함한다. 이 딜레 이 소자(82)는 제1 브랜치(34)에 배치되어도 된다.

이와 같은 단일집적 구도의 3R 재생기(400)에서의 작동원리는 다음과 같다. 입력 포트(170)로 입력된 광신호는 공통 입력단(132)에서 분기되어 제1 반도체 광증폭기(35)와 제2 반도체 광증폭기(37)를 통과하게 된다. 제1 반도체 광증폭기(35)를 통과한 빛은 제1 출력 도파로(150)와 제1 브랜치(34)의 연결 지점에서 다시 분기되어, 반은 중간의 출력 포트인 제2 출력 포트(162)로, 반은 자기-펄스 발진 레이저 다이오드(40')를 통과하게 된다. 이 때 주입 잠금에 의해 자기-펄스 발진 레이저 다이오드(40')에서 재생된 클락을 방출하게 된다. 이 때 양 방향 모두로 클락을 내보내게 되므로 이 신호가 다시 제1 반도체 광증폭기(35)를 거치게 된다. 또한, 제2 반도체 광증폭기(37)를 통과하게 되는 빛은 먼저 딜레이 소자(82)에 의해 위상차를 가지게 된 후, 제3 출력 도파로(154)와 제2 브랜치(36)의 연결 지점에서 다시 분기되어, 반은 중간의 출력 포트인 제2 출력 포트(162)로, 반은 제2의 자기-펄스 발진 레이저 다이오드(42)를 통과하게 된다. 이 때 주입 잠금에 의해 제2의 자기-펄스 발진 레이저 다이오드(42)에서 재생된 클락을 방출하게 된다. 이 때 양 방향 모두로 클락을 내보내게 되므로 이 신호가 다시 제2 반도체 광증폭기(37)를 거치게 된다. 여기서도 제1 반도체 광증폭기(35)를 통과하는 신호와 제2 반도체 광증폭기(37)를 통과하는 신호 사이의 위상차로 인해 폴링 타임의 테일을 없앰으로써 일정 범위의 신호 프로파일을 얻을 수 있게 된다.

이상, 본 발명을 바람직한 실시예들을 들어 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예들에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 많은 변형이 가능함은 명백하다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명은 마흐-젠더 간섭계와 같은 간섭계에 자기-펄스 발진 레이저 다이오드를 집적시켜 단일집적 구도의 3R 재생기를 제공함으로써, 하나의 기판 상에 간결하게 실장될 수 있는 단일집적 3R 재생기를 구현한다.

본 발명에 따르면, 단일집적 구도이므로 종래 개별 소자를 결합하는 경우보다 광결합 손실이 적고 3R 구성이 간략화되어 콤팩트하다. 또한, 단일집적을 함으로써 편광무관성 조건을 완화시킨다.

뿐만 아니라, 단순히 입력 신호를 넣음으로써 광클락과 3R 재생된 신호를 얻을 수 있어, 3R 기능이 자발적으로 이루어지는 소자를 구현할 수 있다. 특히, 하나의 신호로 3R 재생이 자발적으로 이루어지는 구도를 구현할 수 있다.

Claims

분기된 광신호가 입력되는 제1 입력 포트와 제2 입력 포트;

기판 상에 형성되며 공통 입력단에서 분기되어 공통 출력단에서 통합되는 제1 및 제2 브랜치를 가지고, 상기 제1 및 제2 브랜치 각각에 반도체 광증폭기를 가지며, 상기 제1 입력 포트에 상기 제1 브랜치가 연결되며, 상기 제2 입력 포트에 상기 공통 입력단이 연결된 간섭계;

상기 기판 상에서 상기 제1 입력 포트와 상기 제1 브랜치 사이 또는 상기 제2 입력 포트와 상기 공통 입력단 사이에 상기 간섭계와 일체로 단일집적되며 광신호를 입력받아 광학적 주입 잠금에 의해 재생된 광신호를 출력하는 자기-펄스 발진 레이저 다이오드(self-pulsating LD); 및

상기 공통 출력단에 연결된 출력 포트를 포함하는 3R 재생기.
제1항에 있어서, 상기 간섭계는 마흐-젠더 간섭계인 것을 특징으로 하는 3R 재생기.
제1항에 있어서, 상기 제1 입력 포트와 상기 제1 브랜치, 상기 제2 입력 포트와 상기 공통 입력단은 각각 입력 도파로에 의해 서로 연결되며, 상기 공통 출력단과 상기 출력 포트는 출력 도파로에 의해 서로 연결된 것을 특징으로 하는 3R 재생기.
제1항에 있어서, 상기 제2 브랜치에 연결된 다른 하나의 포트를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 3R 재생기.
제4항에 있어서, 상기 다른 하나의 포트는 제3 입력 포트가 되고,

상기 자기-펄스 발진 레이저 다이오드는 상기 제1 입력 포트와 상기 제1 브랜치 사이에 배치되며,

상기 제3 입력 포트와 상기 제2 브랜치 사이에 상기 간섭계와 일체로 단일집적되며상기 광신호를 입력받아 광학적 주입 잠금에 의해 재생된 광신호를 출력하는 제2의 자기-펄스 발진 레이저 다이오드; 및

상기 기판 상에서 상기 제1 입력 포트와 상기 자기-펄스 발진 레이저 다이오드 사이 또는 상기 제3 입력 포트와 상기 제2의 자기-펄스 발진 레이저 다이오드 사이에 배치된 딜레이 소자를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 3R 재생기.
광신호가 입력되는 입력 포트;

기판 상에 형성되며 공통 입력단에서 분기되어 공통 출력단에서 통합되는 제1 및 제2 브랜치를 가지고, 상기 제1 및 제2 브랜치 각각에 반도체 광증폭기를 가지며, 상기 입력 포트에 상기 공통 입력단이 연결된 간섭계;

상기 제1 브랜치와 연결된 제1 출력 포트와, 상기 공통 출력단에 연결된 제2 출력 포트; 및

상기 기판 상에서 상기 제1 출력 포트와 상기 제1 브랜치 사이 또는 상기 제2 출력 포트와 상기 공통 출력단 사이에 상기 간섭계와 일체로 단일집적되며 광신호를 입력받아 광학적 주입 잠금에 의해 재생된 광신호를 출력하는 자기-펄스 발진 레이저 다이오드를 포함하는 3R 재생기.
제6항에 있어서, 상기 간섭계는 마흐-젠더 간섭계인 것을 특징으로 하는 3R 재생기.
제6항에 있어서, 상기 입력 포트와 상기 공통 입력단은 입력 도파로에 의해 서로 연결되며, 상기 제1 출력 포트와 상기 제1 브랜치, 상기 제2 출력 포트와 상기 공통 출력단은 각각 출력 도파로에 의해 서로 연결된 것을 특징으로 하는 3R 재생기.
제6항에 있어서, 상기 제2 브랜치에 연결된 다른 하나의 포트를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 3R 재생기.
제9항에 있어서, 상기 다른 하나의 포트는 제3 출력 포트가 되고,

상기 자기-펄스 발진 레이저 다이오드는 상기 제1 출력 포트와 상기 제1 브랜치 사이에 배치되며,

상기 제3 출력 포트와 상기 제2 브랜치 사이에 상기 간섭계와 일체로 단일집적되며상기 광신호를 입력받아 광학적 주입 잠금에 의해 재생된 광신호를 출력하는 제2의 자기-펄스 발진 레이저 다이오드; 및

상기 제1 브랜치 또는 제2 브랜치에 배치된 딜레이 소자를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 3R 재생기.