KR102610091B1 - Wavelength selective laser system using MEMS mirror array - Google Patents

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Abstract

본 발명은 비선형적인 배치 구조를 갖는 MEMS(Micro Electro Mechanical System) 미러 배열을 이용한 파장 선택형 레이저 시스템에 관한 것이다. 본 발명에 따른 파장 선택형 레이저 시스템은 광섬유 증폭기에서 방출되는 광대역 파장을 회절격자로 분산시켜 특정 파장만 선택적으로 회귀시켜 레이저 발진을 일으키고 출력하는 파장 선택 스위치를 포함한다. 파장 선택 스위치는 회절격자와 MEMS 미러 배열을 포함한다. 회절격자는 광섬유 증폭기에서 방출되는 광대역 파장을 복수의 파장 채널로 비선형적으로 분산시킨다. MEMS 미러 배열은 회절격자에 의해 비선형적으로 분산된 복수의 파장 채널에 각각 대응되게 비선형적으로 배치된 복수의 MEMS 미러를 포함한다. MEMS 미러 배열은 복수의 MEMS 미러로 입력되는 복수의 파장 채널 중 특정 파장 채널만 선택적으로 반사하여 레이저 공진을 일으킨다.The present invention relates to a wavelength-selective laser system using a MEMS (Micro Electro Mechanical System) mirror array with a non-linear arrangement structure. The wavelength-selective laser system according to the present invention includes a wavelength-selective switch that disperses the broadband wavelength emitted from the optical fiber amplifier into a diffraction grating and selectively returns only specific wavelengths to generate and output laser oscillation. The wavelength selective switch includes a diffraction grating and a MEMS mirror array. The diffraction grating non-linearly distributes the broadband wavelength emitted from the optical fiber amplifier into a plurality of wavelength channels. The MEMS mirror array includes a plurality of MEMS mirrors arranged non-linearly to each correspond to a plurality of wavelength channels non-linearly distributed by a diffraction grating. The MEMS mirror array generates laser resonance by selectively reflecting only specific wavelength channels among the plurality of wavelength channels input to the plurality of MEMS mirrors.

Description

MEMS 미러 배열을 이용한 파장 선택형 레이저 시스템{Wavelength selective laser system using MEMS mirror array}Wavelength selective laser system using MEMS mirror array}

본 발명은 파장 선택형 레이저 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 비선형적인 배치 구조를 갖는 MEMS(Micro Electro Mechanical System) 미러 배열을 이용한 파장 선택형 레이저 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a wavelength-selective laser system, and more specifically, to a wavelength-selective laser system using a MEMS (Micro Electro Mechanical System) mirror array with a non-linear arrangement structure.

광대역 광통신을 위해 하나의 광케이블에 여러 파장의 광신호를 동시에 송수신하는 WDM(Wavelength Division Multiplexing) 기술이 활용되고 있다. 최근에는 WDM 기술의 고도화에 따라 더 넓은 대역폭을 위해 파장 간격이 더 촘촘한 DWDM (Dense Wavelength Division Multiplexing) 기술이 활용되고 있다.For broadband optical communication, WDM (Wavelength Division Multiplexing) technology, which simultaneously transmits and receives optical signals of multiple wavelengths through a single optical cable, is being used. Recently, with the advancement of WDM technology, DWDM (Dense Wavelength Division Multiplexing) technology, which has tighter wavelength spacing, is being used for wider bandwidth.

DWDM 기술을 이용한 광통신을 위한 파장 채널은 ITU-T DWDM Grid 규격에 권고되어 있으며 이를 통해 고속 통신을 가능하게 한다. 예컨대 ITU-T DWDM Grid 규격에 따른 파장 대역은 C-band(1530~1565nm), L-band(1565~1625nm), O-band(1260~1360nm) 등 광대역 광통신에 사용되는 파장 대역을 포함한다.The wavelength channel for optical communication using DWDM technology is recommended in the ITU-T DWDM Grid standard, which enables high-speed communication. For example, the wavelength band according to the ITU-T DWDM Grid standard includes the wavelength bands used in broadband optical communication such as C-band (1530~1565nm), L-band (1565~1625nm), and O-band (1260~1360nm).

이러한 광대역 광통신을 위한 DWDM 기술의 고성능 구현을 위해 Grid 규격에 맞는 파장 선택 스위치(wavelength selective switch, WSS)을 구비하는 파장 선택형 레이저 시스템이 필요하다.In order to implement high-performance DWDM technology for such broadband optical communication, a wavelength-selective laser system equipped with a wavelength selective switch (WSS) that meets grid standards is required.

여기서 파장 선택 스위치란 다파장 채널 레이저 광원에서 자유로이 원하는 파장의 레이저를 신속하게 선택하여 출력할 수 있는 장치를 말한다. 이러한 파장 선택 스위치의 도입으로 사용자는 메쉬 네트워크의 진단, 비상 광원 제공 등 필요에 따라 원하는 파장의 레이저 광원 제공이 가능하다.Here, a wavelength selection switch refers to a device that can freely select and output a laser of a desired wavelength from a multi-wavelength channel laser light source. With the introduction of this wavelength selection switch, users can provide a laser light source of the desired wavelength as needed, such as diagnosing a mesh network or providing an emergency light source.

파장 선택 스위치는 다파장 채널의 입력 신호를 파장별로 분기한 뒤 파장 선택을 위한 스위치를 동작시켜 출력 파장을 정하는 방식으로 동작한다. 파장 선택 스위치에서 파장 분기 및 결합은 벌크 광학계를 이용하며, 스위칭 엔진으로는 MEMS(Micro Electro Mechanical System), LC(Liquid Crystal), LCoS (Liquid Crystal on Silicon) 등이 주로 사용되고 있다.The wavelength selection switch operates by dividing the input signal of the multi-wavelength channel by wavelength and then operating the switch for wavelength selection to determine the output wavelength. Bulk optical systems are used for wavelength branching and combining in wavelength selective switches, and MEMS (Micro Electro Mechanical System), LC (Liquid Crystal), and LCoS (Liquid Crystal on Silicon) are mainly used as switching engines.

스위칭 엔진 중 MEMS 공정으로 제조된 MEMS 미러 배열(MEMS mirror array) 또는 스캐닝 미러 배열(scanning mirror array, SMA)은 반도체 산업에서 활용되는 웨이퍼 스케일 리소그래피 프로세스를 사용하여 실리콘으로 제작된다. MEMS 미러 배열은 전기적 방법, 즉 정전기적 인력에 의해 각각의 미러 각도를 기울일 수 있어 각각의 미러에서 반사되는 광 경로를 제어할 수 있다. Among switching engines, the MEMS mirror array or scanning mirror array (SMA) manufactured using the MEMS process is made of silicon using a wafer-scale lithography process utilized in the semiconductor industry. The MEMS mirror array can tilt the angle of each mirror using an electrical method, that is, electrostatic attraction, thereby controlling the light path reflected from each mirror.

통상 파장 선택 레이저는 회절격자를 이용해 넓은 대역의 입사 파장신호를 분산시켜 각 파장에 따라 분산되어 진행하는 위치에 MEMS 미러에 의해 파장을 선택적으로 반사하여 레이저 이득 물질로 회귀(feedback)시켜 레이저 공진기를 형성, 원하는 파장의 레이저 발진을 일으킨다. 그러나 회절격자에 의한 분산은 파장에 따라 각도가 일정하지 않아 비선형적인 간격으로 분산된다. 하지만 파장을 선택하는 MEMS 미러가 기존과 같이 일정한 간격으로 배치되어 있는 경우, DWDM 광통신 시스템의 국제적 규격(ITU ITU-T DWDM Grid 규격)에 정확히 맞지 않는 파장의 레이저를 선택해 출력하게 되어, 규격에 미달하거나 광통신에 있어 잡음의 원인이 될 수 있다.Typically, wavelength-selective lasers use a diffraction grating to disperse the incident wavelength signal in a wide band and selectively reflect the wavelength using a MEMS mirror at the location where it is distributed according to each wavelength, feeding back to the laser gain material to create a laser resonator. formation, causing laser oscillation of the desired wavelength. However, the angle of dispersion caused by the diffraction grating is not constant depending on the wavelength, so it is dispersed at non-linear intervals. However, if the MEMS mirrors that select the wavelength are arranged at regular intervals as before, a laser with a wavelength that does not exactly meet the international standard for DWDM optical communication systems (ITU ITU-T DWDM Grid standard) is selected and output, resulting in a failure to meet the standard. Alternatively, it may cause noise in optical communication.

등록특허공보 제10-1646289호 (2016.08.05. 공고)Registered Patent Publication No. 10-1646289 (2016.08.05. Announcement)

따라서 본 발명의 목적은 광대역의 광신호가 비선형적으로 분산되는 파장 대역의 특성을 고려하여 비선형적인 배치 구조를 갖는 MEMS 미러 배열을 이용한 파장 선택형 레이저 시스템을 제공하는 데 있다.Therefore, the purpose of the present invention is to provide a wavelength-selective laser system using a MEMS mirror array with a non-linear arrangement structure in consideration of the characteristics of the wavelength band in which broadband optical signals are non-linearly distributed.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 광대역 이득분포를 갖는 광섬유 증폭기; 파장에 따라 공간적으로 배열된 복수의 파장 채널로 분산시키는 회절격자; 및 상기 회절격자에 의해 비선형적으로 분산된 복수의 파장 채널에 각각 대응되게 비선형적으로 배치된 복수의 MEMS 미러를 포함하고, 상기 복수의 MEMS 미러로 입력되는 상기 복수의 파장 채널 중 특정 파장 채널만 선택적으로 반사하여 레이저 공진을 일으키는 MEMS 미러 배열;을 포함하는 파장 선택형 레이저 시스템용 파장 선택 스위치를 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention provides an optical fiber amplifier having a wideband gain distribution; A diffraction grating for dispersing into a plurality of wavelength channels spatially arranged according to wavelength; and a plurality of MEMS mirrors non-linearly arranged to respectively correspond to a plurality of wavelength channels non-linearly distributed by the diffraction grating, and only a specific wavelength channel among the plurality of wavelength channels input to the plurality of MEMS mirrors. Provided is a wavelength selective switch for a wavelength selective laser system including a MEMS mirror array that selectively reflects and causes laser resonance.

본 발명에 따른 파장 선택 스위치는, 레이저 공진기의 회귀(feedback)구조 구성 요소인 광섬유 증폭기에서 방출되는 광대역 스펙트럼을 평행광으로 모아서 상기 회절격자로 전달하거나, 상기 MEMS 미러 배열에서 선택된 특정 파장의 광을 모아서 광섬유 증폭기로 전달하는 입출력 광 콜리메이터; 및 상기 회절격자에 의해 비선형적으로 분산된 복수의 파장 채널의 레이저를 상기 MEMS 미러 배열로 평행하게 전달하는 광학계;를 더 포함할 수 있다.The wavelength selection switch according to the present invention collects the broadband spectrum emitted from the optical fiber amplifier, which is a feedback structure component of the laser resonator, into parallel light and transmits it to the diffraction grating, or selects light of a specific wavelength selected from the MEMS mirror array. an input/output optical collimator that collects and transmits it to an optical fiber amplifier; and an optical system that transmits lasers of a plurality of wavelength channels non-linearly dispersed by the diffraction grating to the MEMS mirror array in parallel.

상기 광섬유 증폭기는 C-band(1530~1565nm), L-band(1565~1625nm) 및 O-band(1260~1360nm) 중에 적어도 하나의 파장 대역을 가질 수 있으며 다른 어떠한 파장대역의 광섬유 이득 매질 및 광섬유 형태 대신 SOA(Semiconductor Optical Amplifier) 등 벌크 형태의 광 이득 매질도 사용 가능하다.The optical fiber amplifier may have at least one wavelength band among C-band (1530~1565nm), L-band (1565~1625nm), and O-band (1260~1360nm), and optical fiber gain medium and optical fiber in any other wavelength band. Instead of the form, bulk optical gain media such as SOA (Semiconductor Optical Amplifier) can also be used.

출력되는 레이저의 중심 파장은 상기 회절격자에서 분산되어 상기 MEMS 미러 배열에 입사되는 광경로를 산출하여 확정하고, 확정된 광경로에 따라 상기 복수의 MEMS 미러의 배열이 설계될 수 있다.The center wavelength of the output laser is dispersed in the diffraction grating and the optical path incident on the MEMS mirror array is calculated and determined, and the arrangement of the plurality of MEMS mirrors can be designed according to the determined optical path.

상기 회절격자는 상기 레이저의 파장이 길어질수록 파장 채널 간의 파장 간격이 비선형적으로 길어지게 상기 레이저를 분산시킨다.The diffraction grating disperses the laser such that as the wavelength of the laser becomes longer, the wavelength interval between wavelength channels becomes non-linearly longer.

상기 복수의 MEMS 미러는 비선형적으로 길어지는 상기 파장 채널의 파장 간격에 대응되게 상기 MEMS 미러 간의 간격도 비선형적으로 길어지게 배치될 수 있다.The plurality of MEMS mirrors may be arranged so that the spacing between the MEMS mirrors is non-linearly lengthened to correspond to the non-linearly lengthening wavelength spacing of the wavelength channel.

상기 MEMS 미러 배열은, 상기 복수의 MEMS 미러를 각각 독립적으로 1축 방향으로 요동시키는 복수의 정전 구동기;를 더 포함한다.The MEMS mirror array further includes a plurality of electrostatic drivers that independently rock the plurality of MEMS mirrors in one axis direction.

상기 MEMS 미러 배열은, 상기 복수의 MEMS 미러가 일렬로 배열되고, 상기 복수의 정전 구동기가 각각 상기 1축 방향으로 복수의 MEMS 미러에 상하로 교번되게 연결될 수 있다.In the MEMS mirror arrangement, the plurality of MEMS mirrors may be arranged in a row, and the plurality of electrostatic drivers may be alternately connected up and down to the plurality of MEMS mirrors in the 1-axis direction.

상기 MEMS 미러는 직사각형 형태로 형성되고, 단변의 한 쪽에 상기 정전 구동기가 상기 1축 방향으로 연결되고, 상기 단변의 폭에 의해 선택되는 레이저의 선폭이 결정될 수 있다.The MEMS mirror is formed in a rectangular shape, the electrostatic driver is connected to one side of the short side in the uniaxial direction, and the line width of the selected laser can be determined by the width of the short side.

출력되는 레이저의 선폭은 상기 회절격자에서 분산되어 상기 MEMS 미러 배열에 입사되는 광경로를 산출하여 확정하고, 확정된 광경로에 따라 상기 복수의 MEMS 미러의 폭이 설계될 수 있다.The line width of the output laser is determined by calculating the optical path distributed from the diffraction grating and incident on the MEMS mirror array, and the width of the plurality of MEMS mirrors can be designed according to the determined optical path.

그리고 본 발명은 광대역의 광 이득 매질을 사용하여 레이저 공진 조건에 맞는 특정 파장 채널의 레이저를 선택적으로 출력하는 상기 파장 선택 스위치;를 포함하는 파장 선택형 레이저 시스템을 제공한다.In addition, the present invention provides a wavelength-selective laser system including the wavelength selection switch that selectively outputs a laser of a specific wavelength channel suitable for laser resonance conditions using a broadband optical gain medium.

본 발명에 따르면, MEMS 미러 배열은 광대역의 광신호(레이저)가 비선형적으로 분산되는 파장 대역의 특성을 고려하여 비선형적인 배치 구조를 갖기 때문에, 원하는 채널의 파장을 정확하게 선택하여 출력할 수 있다. 즉 광대역의 레이저가 회절격자에서 분산되어 MEMS 미러 배열로 입사되는 광경로를 산출하고, 산출된 광경로 상에 MEMS 미러들을 배치함으로써, MEMS 미러 배열은 입사되는 광대역의 레이저로부터 원하는 채널의 파장을 정확하게 선택하여 출력할 수 있다.According to the present invention, the MEMS mirror array has a non-linear arrangement structure in consideration of the characteristics of the wavelength band in which a broadband optical signal (laser) is non-linearly distributed, so that the wavelength of the desired channel can be accurately selected and output. In other words, by calculating the optical path through which the broadband laser is dispersed in the diffraction grating and incident on the MEMS mirror array, and placing the MEMS mirrors on the calculated optical path, the MEMS mirror array accurately selects the wavelength of the desired channel from the incident broadband laser. You can select and print.

그리고 본 발명에 따른 MEMS 미러 배열은 MEMS 미러의 폭 조절을 통해서 출력되는 레이저의 선폭을 쉽게 조절할 수 있다. 즉 MEMS 미러는 MEMS 미러의 폭이 넓으면 넓은 선폭의 레이저를 출력시키고, 반대로 MEMS 미러의 폭이 좁으면 좁은 선폭의 레이저를 출력시킬 수 있다.And the MEMS mirror array according to the present invention can easily adjust the line width of the output laser by adjusting the width of the MEMS mirror. In other words, the MEMS mirror can output a laser with a wide linewidth if the width of the MEMS mirror is wide, and conversely, if the width of the MEMS mirror is narrow, it can output a laser with a narrow linewidth.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 파장 선택형 레이저 시스템을 보여주는 블록도이다.
도 2는 도 1의 파장 선택 스위치를 보여주는 블록도이다.
도 3은 도 2의 파장 선택 스위치에서 특정 파장을 선택하여 출력하는 과정을 보여주는 예시도이다.
도 4는 도 2의 MEMS 미러 배열을 보여주는 평면도이다.
도 5의 도 4의 MEMS 미러의 확대도이다.
도 6은 도 5의 MEMS 미러의 선폭에 따른 출력 레이저의 선폭 변화를 보여주는 예시도이다.
도 7은 실험예에 따른 특정 대역에서 분산되는 파장에 따른 MEMS 미러 배열을 보여주는 그래프이다.1 is a block diagram showing a wavelength-selective laser system according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a block diagram showing the wavelength selection switch of FIG. 1.
Figure 3 is an example diagram showing the process of selecting and outputting a specific wavelength in the wavelength selection switch of Figure 2.
FIG. 4 is a plan view showing the MEMS mirror arrangement of FIG. 2.
FIG. 5 is an enlarged view of the MEMS mirror of FIG. 4.
FIG. 6 is an example diagram showing the change in line width of the output laser according to the line width of the MEMS mirror of FIG. 5.
Figure 7 is a graph showing the MEMS mirror arrangement according to the wavelength distributed in a specific band according to an experimental example.

하기의 설명에서는 본 발명의 실시예를 이해하는데 필요한 부분만이 설명되며, 그 이외 부분의 설명은 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위에서 생략될 것이라는 것을 유의하여야 한다.It should be noted that in the following description, only the parts necessary to understand the embodiments of the present invention will be described, and descriptions of other parts will be omitted without departing from the gist of the present invention.

이하에서 설명되는 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념으로 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 바람직한 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.The terms or words used in the specification and claims described below should not be construed as limited to their usual or dictionary meanings, and the inventor should use the concept of terminology appropriately to explain his/her invention in the best way. It must be interpreted as meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention based on the principle that it can be defined clearly. Therefore, the embodiments described in this specification and the configurations shown in the drawings are only preferred embodiments of the present invention, and do not represent the entire technical idea of the present invention, and therefore, various equivalents can be substituted for them at the time of filing the present application. It should be understood that there may be variations.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to the attached drawings.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 파장 선택형 레이저 시스템을 보여주는 블록도이다.1 is a block diagram showing a wavelength-selective laser system according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 실시예에 따른 파장 선택형 레이저 시스템(100)은 광대역의 레이저를 입력받아 특정 파장 채널의 레이저를 선택적으로 출력하는 파장 선택 스위치(30)를 포함한다. 이러한 본 실시예에 따른 파장 선택형 레이저 시스템(100)은 광섬유 증폭기(10), 광 커플러(20), 파장 선택 스위치(30) 및 제어기(90)를 포함한다.Referring to FIG. 1, the wavelength selective laser system 100 according to this embodiment includes a wavelength selection switch 30 that receives a broadband laser input and selectively outputs a laser beam of a specific wavelength channel. The wavelength selective laser system 100 according to this embodiment includes an optical fiber amplifier 10, an optical coupler 20, a wavelength selective switch 30, and a controller 90.

광섬유 증폭기(10)는 넓은 파장대역에 걸쳐 레이저 발진이 가능한 충분한 광 이득을 제공하고, 파장 선택 스위치(30)로부터 선택된 파장만 발진하도록 회귀(feedback) 공진기를 구성하여 레이저를 발진시킨다. 여기서 광섬유 증폭기(10)는 광섬유 이득 매질 첨가 물질에 따라 통상 C-band(1530~1565nm), L-band(1565~1625nm) 및 O-band(1260~1360nm) 파장 대역을 가질 수 있으며, 그 외에도 이터븀(Yb), 네오듐(Nd) 등 광섬유 첨가 물질, SOA(Semiconductor Optical Amplifier)와 같은 광 증폭 매질에 따라 다른 파장 대역을 가질 수 있다.The optical fiber amplifier 10 provides sufficient optical gain to enable laser oscillation over a wide wavelength band, and configures a feedback resonator to oscillate only the wavelength selected by the wavelength selection switch 30 to oscillate the laser. Here, the optical fiber amplifier 10 may typically have C-band (1530-1565 nm), L-band (1565-1625 nm), and O-band (1260-1360 nm) wavelength bands depending on the optical fiber gain medium additive material. It can have different wavelength bands depending on optical fiber additive materials such as ytterbium (Yb) and neodymium (Nd) and optical amplification media such as SOA (Semiconductor Optical Amplifier).

광 커플러(20)는 광섬유 증폭기(10)에서 증폭된 레이저 중 일부를 출력시키고, 나머지를 파장 선택 스위치(30)로 회귀시켜 레이저 공진기를 형성, 선택된 파장의 레이저 발진이 유지되도록 한다.The optical coupler 20 outputs some of the laser amplified by the optical fiber amplifier 10 and returns the remainder to the wavelength selection switch 30 to form a laser resonator, thereby maintaining laser oscillation at the selected wavelength.

파장 선택 스위치(30)는 광 커플러(20)로부터 광대역의 레이저를 입력받아 MEMS 미러 배열(70)을 이용해 특정 파장 채널의 레이저를 선택해서 광섬유 증폭기(10)로 출력한다. 상세하게 설명하면 파장 선택 스위치(30)는 광섬유 증폭기(10)를 통해 입력받은 광대역 파장의 광을 회절격자(50)와 같은 파장 분산기를 통해 분산시켜 MEMS 미러 배열(70)에 의해 특정 파장만 선택적으로 반사도록 레이저 공진기를 구성함으로서 광대역에 걸쳐 파장선택이 가능한 레이저를 제공한다. 이때 파장 분산기는 통상 파장에 따른 분산이 비선형적이므로 MEMS 미러 배열(70)은 비선형적으로 분산된 복수의 파장 채널에 각각 대응되게 비선형적으로 배치하여, 파장 채널 간격을 DWDM 광통신 규격에 정확하게 맞도록 보정할 수 있다. The wavelength selection switch 30 receives a broadband laser input from the optical coupler 20, selects the laser of a specific wavelength channel using the MEMS mirror array 70, and outputs it to the optical fiber amplifier 10. In detail, the wavelength selection switch 30 disperses the broadband wavelength light input through the optical fiber amplifier 10 through a wavelength spreader such as a diffraction grating 50 and selects only specific wavelengths by the MEMS mirror array 70. By configuring the laser cavity to reflect, a laser capable of selecting wavelengths over a wide band is provided. At this time, since the wavelength spreader usually has non-linear dispersion according to the wavelength, the MEMS mirror array 70 is arranged non-linearly to correspond to a plurality of non-linearly distributed wavelength channels, and the wavelength channel spacing is corrected to accurately meet the DWDM optical communication standard. can do.

그리고 제어기(90)는 광섬유 증폭기(10) 및 파장 선택 스위치(30)의 구동을 제어하여 입력되는 광대역의 레이저로부터 특정 파장 채널의 레이저를 선택하여 출력시킨다. 즉 제어기(90)는 광섬유 증폭기(10)를 구동하여 광 이득을 제어하고 파장 선택 스위치(30)의 MEMS 미러(71)를 선택적으로 구동시켜 입력된 광대역의 레이저 중 특정 파장 채널의 레이저를 출력하도록 제어한다.And the controller 90 controls the operation of the optical fiber amplifier 10 and the wavelength selection switch 30 to select and output a laser of a specific wavelength channel from the input broadband laser. That is, the controller 90 controls the optical gain by driving the optical fiber amplifier 10 and selectively drives the MEMS mirror 71 of the wavelength selection switch 30 to output a laser of a specific wavelength channel among the input broadband lasers. Control.

이와 같은 본 실시예에 따른 파장 선택 스위치(30)에 대해서 도 2 내지 도 7을 참조하여 설명하면 다음과 같다.The wavelength selection switch 30 according to this embodiment will be described with reference to FIGS. 2 to 7 as follows.

도 2는 도 1의 파장 선택 스위치(30)를 보여주는 블록도이다. 그리고 도 3은 도 2의 파장 선택 스위치(30)에서 특정 파장을 선택하여 출력하는 과정을 보여주는 예시도이다.FIG. 2 is a block diagram showing the wavelength selection switch 30 of FIG. 1. And FIG. 3 is an example diagram showing the process of selecting and outputting a specific wavelength in the wavelength selection switch 30 of FIG. 2.

본 실시예에 따른 파장 선택 스위치(30)는 회절격자(50)와 MEMS 미러 배열(70)을 포함한다. 회절격자(50)는 광대역의 평행광을 입력받아 파장 크기에 따라 공간적으로 분산시킨다. 그리고 MEMS 미러 배열(70)은 회절격자(50)에 의해 비선형적으로 분산된 복수의 파장 채널에 각각 대응되게 비선형적으로 배치된 복수의 MEMS 미러(71)를 포함하고, 복수의 MEMS 미러(71)로 입력되는 복수의 파장 채널 중 특정 파장 채널의 광을 선택적으로 반사하여 광섬유 증폭기(10)로 회귀시켜 레이저 발진을 일으킨다. The wavelength selection switch 30 according to this embodiment includes a diffraction grating 50 and a MEMS mirror array 70. The diffraction grating 50 receives broadband parallel light and spatially disperses it according to the wavelength. And the MEMS mirror array 70 includes a plurality of MEMS mirrors 71 non-linearly arranged to respectively correspond to a plurality of wavelength channels non-linearly distributed by the diffraction grating 50, and a plurality of MEMS mirrors 71 ), the light of a specific wavelength channel among the plurality of wavelength channels input is selectively reflected and returned to the optical fiber amplifier 10 to generate laser oscillation.

그 외 본 실시예에 따른 파장 선택 스위치(30)는 입출력 광 콜리메이터(40)와 광학계(60)를 더 포함할 수 있다.In addition, the wavelength selection switch 30 according to this embodiment may further include an input/output optical collimator 40 and an optical system 60.

입출력 광 콜리메이터(40)는 입력 광 콜리메이터와 출력 광 콜리메이터를 포함한다. 입력 광 콜리메이터(40)는 입력되는 광대역의 레이저를 평행광으로 모아서 회절격자(50)로 전달한다. 광학계(60)를 통해 MEMS 미러 배열(70)에 도달한 평행광은 특정 MEMS 미러(71)에서 반사된 특정 파장만을 광섬유 증폭기(10)로 회귀, 레이저로 발진시켜 출력한다. 입력 광 콜레이터 및 출력 광 콜리메이터는 하나의 부품, 즉 입출력 광 콜리메이터(40)로 동시에 사용할 수 있다. 즉 하나의 광 콜리메이터를 입력 광 콜리메이터 및 출력 광 콜리메이터로 동시에 사용할 수 있다.The input/output optical collimator 40 includes an input optical collimator and an output optical collimator. The input optical collimator 40 collects the input broadband laser into parallel light and transmits it to the diffraction grating 50. The parallel light that reaches the MEMS mirror array 70 through the optical system 60 returns only the specific wavelength reflected from the specific MEMS mirror 71 to the optical fiber amplifier 10, oscillates it as a laser, and outputs it. The input optical collator and the output optical collimator can be used simultaneously as one component, that is, the input/output optical collimator 40. That is, one optical collimator can be used simultaneously as an input optical collimator and an output optical collimator.

입출력 광 콜리메이터(40)로 입출력되는 레이저는 광섬유를 통해서 입출력된다.The laser input and output to the input/output optical collimator 40 is input and output through an optical fiber.

회절격자(50)로는 반사형 또는 투과형 회절격자가 사용될 수 있다. 회절격자(50)로는 광 손실을 줄일 수 있는 블레이즈 격자(blaze grating)가 사용될 수 있다. 회절격자(50)와 광대역의 레이저의 입사각 사이의 각도는 브레이즈 각(blaze angle)에서 5도 이하로 약간만 어긋난 정도이다, 그 이유는 회절격자(50)의 낮은 광 손실 장점을 가져가면서, 레이저가 입사된 경로로 회귀하여 광학계(60)가 과도하게 복잡해지는 것을 피하기 위해서이다.A reflective or transmission type diffraction grating may be used as the diffraction grating 50. A blaze grating that can reduce light loss may be used as the diffraction grating 50. The angle between the diffraction grating 50 and the incident angle of the broadband laser is only slightly offset from the blaze angle by less than 5 degrees. This is because, while taking advantage of the low light loss of the diffraction grating 50, the laser This is to avoid the optical system 60 becoming excessively complicated by returning to the incident path.

광학계(60)는 회절격자(50)에 의해 비선형적으로 분산된 복수의 파장 채널의 레이저를 광학계(60)를 통해 MEMS 미러 배열(70)로 수직 입사시킨다. 이러한 광학계(60)는 거울 또는 렌즈를 포함할 수 있다. 거울은 회절격자(70)에 의해 비선형적으로 분산된 복수의 파장 채널의 레이저를 MEMS 미러 배열(70)로 평행하게 반사한다. 거울은 렌즈로 대체될 수 있으며, 렌즈는 회절격자에 의해 분산된 출력광을 MEMS 미러 배열(70)로 평행하게 도달하도록 위치해야 한다.The optical system 60 causes lasers of a plurality of wavelength channels, non-linearly dispersed by the diffraction grating 50, to be vertically incident on the MEMS mirror array 70 through the optical system 60. This optical system 60 may include a mirror or lens. The mirror reflects lasers of a plurality of wavelength channels non-linearly distributed by the diffraction grating 70 to the MEMS mirror array 70 in parallel. The mirror can be replaced by a lens, and the lens should be positioned so that the output light dispersed by the diffraction grating reaches the MEMS mirror array 70 in parallel.

그리고 MEMS 미러 배열(70)은 광학계(60)에 의해 입사되는 레이저 광과 수직이 되게 배치한다. MEMS 미러 배열(70)은 파장 선택을 위해서 파장 채널에 대응되는 복수의 MEMS 미러(71)를 포함한다. 복수의 MEMS 미러(71)는 각각 규격에 맞는 파장 채널에 대응되는 정확한 파장의 레이저를 발진할 수 있도록 파장 채널에 대응되는 위치에 배치한다.And the MEMS mirror array 70 is arranged perpendicular to the laser light incident by the optical system 60. The MEMS mirror array 70 includes a plurality of MEMS mirrors 71 corresponding to wavelength channels for wavelength selection. The plurality of MEMS mirrors 71 are arranged at positions corresponding to the wavelength channels so that they can oscillate lasers of accurate wavelengths corresponding to the wavelength channels that meet the specifications.

이러한 본 실시예에 따른 MEMS 미러 배열(70)은, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, MEMS 미러 배열(70)은 광을 반사시키는 복수의 MEMS 미러(71)와, 복수의 MEMS 미러(71)를 각각 독립적으로 1축 방향으로 요동시키는 정전 구동기(73)를 포함한다. 도면에서 1축은 Y축일 수 있다. 여기서 도 4는 도 2의 MEMS 미러 배열(70)을 보여주는 평면도이다. 그리고 도 5의 도 4의 MEMS 미러(71)의 확대도이다.As shown in FIGS. 4 and 5, the MEMS mirror array 70 according to this embodiment includes a plurality of MEMS mirrors 71 that reflect light, and a plurality of MEMS mirrors ( 71) includes electrostatic drivers 73 that each independently rock in one axis direction. In the drawing, axis 1 may be the Y axis. Here, FIG. 4 is a plan view showing the MEMS mirror array 70 of FIG. 2. And FIG. 5 is an enlarged view of the MEMS mirror 71 of FIG. 4.

이때 복수의 MEMS 미러(71)는 일렬로 배열(70)된다. 그리고 복수의 정전 구동기(73)는 각각 1축 방향으로 복수의 MEMS 미러(71)에 상하로 교번되게 연결된다. 여기서 1축 방향이 Y축인 경우, 상하는 ㅁY축 방향을 나타낸다.At this time, the plurality of MEMS mirrors 71 are arranged in a row (70). And the plurality of electrostatic drivers 73 are alternately connected up and down to the plurality of MEMS mirrors 71 in one axis direction. Here, when the first axis direction is the Y-axis, the upper and lower sides indicate the Y-axis direction.

이로 인해 MEMS 미러(71)를 기준으로 정전 구동기(73)가 연결되지 않은 다른 쪽 영역은 빈 공간이기 때문에, 해당 빈 공간은 이웃하는 MEMS 미러(71)에 반대 방향으로 연결되는 정전 구동기(73)가 설치되는 공간으로 사용함으로써, 컴팩트하게 MEMS 미러 배열(70)을 설계할 수 있다. 여기서 MEMS 미러(71)의 -Y축 방향으로 정전 구동기(73)가 연결된 경우, MEMS 미러(71)의 +Y축 방향 부분이 빈 공간에 해당된다.Because of this, the other area where the electrostatic driver 73 is not connected based on the MEMS mirror 71 is an empty space, so the empty space is an electrostatic driver 73 connected to the neighboring MEMS mirror 71 in the opposite direction. By using it as a space where is installed, the MEMS mirror array 70 can be designed compactly. Here, when the electrostatic driver 73 is connected to the -Y-axis direction of the MEMS mirror 71, the +Y-axis direction portion of the MEMS mirror 71 corresponds to an empty space.

물론 복수의 MEMS 미러(71)는 한 쪽 방향으로만 정전 구동기(73)를 각각 연결할 수도 있지만, 이 경우 정전 구동기(73)의 설치에 필요한 공간으로 인해 MEMS 미러 배열(70)의 크기가 증가하는 문제가 발생할 수 있다Of course, the plurality of MEMS mirrors 71 may each be connected to the electrostatic driver 73 in only one direction, but in this case, the size of the MEMS mirror array 70 increases due to the space required for installation of the electrostatic driver 73. Problems may arise

MEMS 미러(71)는 직사각형 형태로 형성되고, 단변의 한 쪽에 정전 구동기(73)가 연결된다.The MEMS mirror 71 is formed in a rectangular shape, and an electrostatic driver 73 is connected to one of its short sides.

MEMS 미러(71)는, 도 6에 도시된 바와 같이, 단변의 폭(a,b)에 의해 선택되는 레이저의 선폭(A,B)을 조절할 수 있다. 여기서 도 6은 도 5의 MEMS 미러(71)의 선폭(a,b)에 따른 출력 레이저의 선폭(A,B) 변화를 보여주는 예시도이다.As shown in FIG. 6, the MEMS mirror 71 can adjust the line widths (A, B) of the laser selected by the widths (a, b) of the short sides. Here, FIG. 6 is an example diagram showing changes in the line width (A, B) of the output laser according to the line width (a, b) of the MEMS mirror 71 of FIG. 5.

MEMS 미러 배열(70)은 MEMS 미러(71)의 폭(a,b) 조절을 통해서 출력되는 레이저의 선폭(A,B)을 쉽게 조절할 수 있다. 즉 MEMS 미러(71)는 MEMS 미러(71)의 폭(a)이 넓으면 넓은 선폭(A)의 레이저를 출력시키고(도 6(a)), 반대로 MEMS 미러(71)의 폭(b)이 좁으면 좁은 선폭(B)의 레이저를 출력시킬 수 있다(도 6(b)).The MEMS mirror array 70 can easily adjust the line widths (A, B) of the output laser by adjusting the widths (a, b) of the MEMS mirrors 71. That is, the MEMS mirror 71 outputs a laser with a wide line width (A) when the width (a) of the MEMS mirror 71 is wide (FIG. 6(a)), and conversely, when the width (b) of the MEMS mirror 71 is wide, the MEMS mirror 71 outputs a laser with a wide line width (A). If it is narrow, a laser with a narrow line width (B) can be output (Figure 6(b)).

여기서 출력되는 레이저의 선폭(A,B)은 회절격자(50)에서 분산되어 MEMS 미러 배열(70)에 입사되는 광경로를 산출하여 확정한다. 확정된 광경로에 따라 복수의 MEMS 미러(71)의 폭(a,b)이 설계될 수 있다.The linewidths (A, B) of the laser output here are determined by calculating the optical path that is dispersed in the diffraction grating (50) and incident on the MEMS mirror array (70). The widths (a, b) of the plurality of MEMS mirrors 71 can be designed according to the determined optical path.

그리고 복수의 MEMS 미러(71)는 회절격자(50)에 의해 비선형적으로 분산된 복수의 파장 채널에 각각 대응되게 비선형적으로 배치된다. 즉 출력되는 레이저의 중심 파장은 회절격자(50)에서 분산되어 MEMS 미러 배열(70)에 입사되는 광경로를 산출하여 확정한다. 확정된 광경로에 따라 복수의 MEMS 미러(70)가 배열되게 설계될 수 있다.And the plurality of MEMS mirrors 71 are non-linearly arranged to respectively correspond to the plurality of wavelength channels non-linearly distributed by the diffraction grating 50. That is, the central wavelength of the output laser is dispersed in the diffraction grating 50 and the optical path incident on the MEMS mirror array 70 is calculated and confirmed. A plurality of MEMS mirrors 70 may be designed to be arranged according to a determined optical path.

MEMS 미러 배열(70)에서 복수의 MEMS 미러(71)를 비선형적으로 배열하는 이유는 다음과 같다.The reason for arranging the plurality of MEMS mirrors 71 in a non-linear manner in the MEMS mirror array 70 is as follows.

ITU-T DWDM Grid 규격에서는 광신호의 주파수를 기준으로 채널 사이의 간격을 25GHz, 50GHz 또는 100GHz으로 정의하고 있다.The ITU-T DWDM Grid standard defines the spacing between channels as 25GHz, 50GHz, or 100GHz based on the frequency of the optical signal.

회절격자(50)를 이용해 광대역의 레이저를 분산할 때, 각 파장에 따라 진행하는 방향이 결정되며, 일정하지 않은 비선형적인 간격으로 분산된다. 그런데 파장을 선택하는 MEMS 미러와 같은 소자가 일정한 간격으로 배치되어 있는 경우, ITU-T DWDM Grid 규격에 정확히 맞지 않는 파장의 레이저가 출력되어 시스템 규격에 부합하지 않거나 통신 채널간 잡음의 원인이 된다.When dispersing a broadband laser using the diffraction grating 50, the direction in which it travels is determined according to each wavelength, and it is dispersed at irregular, non-linear intervals. However, when elements such as MEMS mirrors that select wavelengths are arranged at regular intervals, lasers with wavelengths that do not exactly meet the ITU-T DWDM Grid standard are output, which does not meet system standards or causes noise between communication channels.

따라서 본 실시예에서는 복수의 MEMS 미러(71)는 각각 파장 채널에 대응되는 정확한 파장의 레이저를 출력할 수 있도록 특정된 파장 채널에 대응되는 위치에 배치한다. 즉 회절격자(50)는 레이저의 파장이 길어질수록 파장 채널 간의 파장 간격이 비선형적으로 길어지게 레이저를 분산시킨다. 그리고 MEMS 미러 배열(70)은 비선형적으로 길어지는 파장 채널의 파장 간격에 대응되게 MEMS 미러(71) 간의 간격도 비선형적으로 길어지게 설계함으로써, 원하는 특정 파장 채널의 레이저를 정확하게 선택하여 출력할 수 있다.Therefore, in this embodiment, the plurality of MEMS mirrors 71 are arranged at positions corresponding to specific wavelength channels so that each of the MEMS mirrors 71 can output a laser of an accurate wavelength corresponding to the wavelength channel. In other words, the diffraction grating 50 disperses the laser so that the wavelength interval between wavelength channels becomes longer non-linearly as the wavelength of the laser becomes longer. In addition, the MEMS mirror array 70 is designed to non-linearly lengthen the spacing between the MEMS mirrors 71 to correspond to the non-linearly lengthening wavelength spacing of the wavelength channel, so that the laser of a specific desired wavelength channel can be accurately selected and output. there is.

아래의 표 1은 특정 대역에서 분산되는 파장에 따른 MEMS 미러 배열의 위치를 나타낸다. 표 1을 그래프로 도시하면 도 7과 같다. 여기서 도 7은 실험예에 따른 특정 대역에서 분산되는 파장에 따른 MEMS 미러 배열을 보여주는 그래프이다. 여기서 특정 대역은 1525.66nm(196.5GHz) 내지 1567.95 nm(191.2GHz)를 포함한다. 파장 채널별 간격은 0.1GHz이다.Table 1 below shows the location of the MEMS mirror array according to the wavelength distributed in a specific band. Table 1 is graphically shown in Figure 7. Here, FIG. 7 is a graph showing the MEMS mirror arrangement according to the wavelength distributed in a specific band according to an experimental example. Here, the specific band includes 1525.66 nm (196.5 GHz) to 1567.95 nm (191.2 GHz). The interval for each wavelength channel is 0.1 GHz.

표 1 및 도 7을 참조하면, 회절격자는 레이저의 파장이 길어질수록 파장 채널 간의 파장 간격이 비선형적으로 길어지게 레이저를 분산시키는 것을 알 수 있다.Referring to Table 1 and FIG. 7, it can be seen that the diffraction grating disperses the laser so that the wavelength interval between wavelength channels becomes longer non-linearly as the wavelength of the laser becomes longer.

따라서 MEMS 미러 배열은, 회절격자에 의해 비선형적으로 분산된 레이저를 정확히 선택하여 출력할 수 있도록, 복수의 MEMS 미러가 비선형적으로 길어지는 파장 채널의 파장 간격에 대응되게 MEMS 미러 간의 간격도 비선형적으로 길어지는 배치된다.Therefore, in the MEMS mirror array, the spacing between MEMS mirrors is also nonlinear to correspond to the wavelength spacing of the wavelength channel where the plurality of MEMS mirrors are nonlinearly lengthened so that the laser that is nonlinearly dispersed by the diffraction grating can be accurately selected and output. It is arranged to be elongated.

한편, 본 명세서와 도면에 개시된 실시예들은 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것에 지나지 않으며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형예들이 실시 가능하다는 것은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 자명한 것이다.Meanwhile, the embodiments disclosed in the specification and drawings are merely provided as specific examples to aid understanding, and are not intended to limit the scope of the present invention. It is obvious to those skilled in the art that in addition to the embodiments disclosed herein, other modifications based on the technical idea of the present invention can be implemented.

10 : 광섬유 증폭기
20 : 광 커플러
30 : 파장 선택 스위치
40 : 입출력 광 콜리메이터
50 : 회절격자
60 : 광학계
61 : 거울
63 : 초점 조정 렌즈
70 : MEMS 미러 배열
71 : MEMS 미러
73 : 정전 구동기
90 : 제어기
100 : 파장 선택 레이저 시스템10: optical fiber amplifier
20: Optocoupler
30: Wavelength selection switch
40: input/output optical collimator
50: diffraction grating
60: optical system
61: mirror
63: Focus adjustment lens
70: MEMS mirror array
71: MEMS mirror
73: electrostatic driver
90: controller
100: Wavelength selective laser system

Claims (12)

광대역의 광 이득 매질을 사용하여 레이저 공진 조건에 맞는 특정 파장 채널의 레이저를 선택적으로 출력하는 파장 선택형 레이저 시스템용 파장 선택 스위치로서,
광대역의 광 이득 매질을 사용하고 복수의 파장 채널로 비선형적으로 분산시키는 회절격자; 및
상기 회절격자에 의해 비선형적으로 분산된 복수의 파장 채널에 각각 대응되게 비선형적으로 배치된 복수의 MEMS 미러를 포함하고, 상기 복수의 MEMS 미러로 입력되는 상기 복수의 파장 채널 중 특정 파장 채널만 선택적으로 반사하여 공진을 일으키는 MEMS 미러 배열;을 포함하고,
출력되는 레이저의 중심 파장은 상기 회절격자에서 분산되어 상기 MEMS 미러 배열에 입사되는 광경로를 산출하여 확정하고, 확정된 광경로에 따라 상기 복수의 MEMS 미러의 배열이 설계되는 것을 특징으로 하는 파장 선택형 레이저 시스템용 파장 선택 스위치.A wavelength selection switch for a wavelength-selective laser system that uses a broadband optical gain medium to selectively output a laser in a specific wavelength channel suitable for laser resonance conditions,
A diffraction grating that uses a broadband optical gain medium and non-linearly disperses it into a plurality of wavelength channels; and
A plurality of MEMS mirrors are non-linearly arranged to correspond to each of the plurality of wavelength channels non-linearly distributed by the diffraction grating, and selectively selects only a specific wavelength channel among the plurality of wavelength channels input to the plurality of MEMS mirrors. It includes a MEMS mirror array that reflects and causes resonance,
The central wavelength of the output laser is determined by calculating the optical path dispersed in the diffraction grating and incident on the MEMS mirror array, and the arrangement of the plurality of MEMS mirrors is designed according to the determined optical path. Wavelength selection switch for laser systems. 제1항에 있어서,
광섬유 증폭기에서 방출되는 상기 광대역의 광을 평행하게 모아서 상기 회절격자로 전달하거나, 상기 MEMS 미러 배열에서 선택된 특정 파장의 광을 모아서 상기 광섬유 증폭기로 회귀시키는 입출력 광 콜리메이터; 및
상기 회절격자에 의해 비선형적으로 분산된 복수의 파장 채널의 레이저를 상기 MEMS 미러 배열로 평행하게 전달하는 광학계;
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 파장 선택형 레이저 시스템용 파장 선택 스위치.According to paragraph 1,
an input/output optical collimator that collects the broadband light emitted from the optical fiber amplifier in parallel and transmits it to the diffraction grating, or collects light of a specific wavelength selected from the MEMS mirror array and returns it to the optical fiber amplifier; and
an optical system that transmits lasers of a plurality of wavelength channels non-linearly dispersed by the diffraction grating to the MEMS mirror array in parallel;
A wavelength selection switch for a wavelength selective laser system, further comprising: 제2항에 있어서,
상기 광대역의 레이저는 C-band(1530~1565nm), L-band(1565~1625nm) 및 O-band(1260~1360nm)를 포함, 모든 광섬유 증폭기 및 SOA를 포함한 반도체 이득매질 중에 적어도 하나의 이득 매질을 갖는 것을 특징으로 하는 파장 선택형 레이저 시스템용 파장 선택 스위치.According to paragraph 2,
The broadband laser includes C-band (1530~1565nm), L-band (1565~1625nm), and O-band (1260~1360nm), and uses at least one gain medium among semiconductor gain media including all optical fiber amplifiers and SOAs. A wavelength selection switch for a wavelength selective laser system, characterized in that having a. 삭제delete 제3항에 있어서,
상기 회절격자는 상기 레이저의 파장이 길어질수록 파장 채널 간의 파장 간격이 비선형적으로 길어지게 상기 레이저를 분산시키는 것을 특징으로 하는 파장 선택형 레이저 시스템용 파장 선택 스위치.According to paragraph 3,
The diffraction grating is a wavelength selective switch for a wavelength selective laser system, characterized in that as the wavelength of the laser becomes longer, the wavelength gap between wavelength channels becomes longer non-linearly. 제5항에 있어서,
상기 복수의 MEMS 미러는 비선형적으로 길어지는 상기 파장 채널의 파장 간격에 대응되게 상기 MEMS 미러 간의 간격도 비선형적으로 길어지게 배치되는 것을 특징으로 하는 파장 선택형 레이저 시스템용 파장 선택 스위치.According to clause 5,
A wavelength selection switch for a wavelength selective laser system, wherein the plurality of MEMS mirrors are arranged to non-linearly lengthen the distance between the MEMS mirrors to correspond to the non-linearly lengthening wavelength gap of the wavelength channel. 제6항에 있어서, 상기 MEMS 미러 배열은,
상기 복수의 MEMS 미러를 각각 독립적으로 1축 방향으로 요동시키는 복수의 정전 구동기;
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 파장 선택형 레이저 시스템용 파장 선택 스위치.The method of claim 6, wherein the MEMS mirror array is:
a plurality of electrostatic drivers that independently rotate the plurality of MEMS mirrors in a single axis direction;
A wavelength selection switch for a wavelength selective laser system, further comprising: 제7항에 있어서, 상기 MEMS 미러 배열은,
상기 복수의 MEMS 미러가 일렬로 배열되고,
상기 복수의 정전 구동기가 각각 상기 1축 방향으로 복수의 MEMS 미러에 상하로 교번되게 연결되는 것을 특징으로 하는 파장 선택형 레이저 시스템용 파장 선택 스위치.The method of claim 7, wherein the MEMS mirror array is:
The plurality of MEMS mirrors are arranged in a row,
A wavelength selective switch for a wavelength selective laser system, wherein the plurality of electrostatic drivers are alternately connected up and down to a plurality of MEMS mirrors in the single axis direction. 제8항에 있어서, 상기 MEMS 미러는
직사각형 형태로 형성되고, 단변의 한 쪽에 상기 정전 구동기가 상기 1축 방향으로 연결되고,
상기 단변의 폭에 의해 선택되는 레이저의 선폭이 결정되는 것을 특징으로 하는 파장 선택형 레이저 시스템용 파장 선택 스위치.The method of claim 8, wherein the MEMS mirror is
It is formed in a rectangular shape, and the electrostatic driver is connected to one of the short sides in the uniaxial direction,
A wavelength selection switch for a wavelength selective laser system, wherein the line width of the selected laser is determined by the width of the short side. 제8항에 있어서,
출력되는 레이저의 선폭은 상기 회절격자에서 분산되어 상기 MEMS 미러 배열에 입사되는 광경로를 산출하여 확정하고, 확정된 광경로에 따라 상기 복수의 MEMS 미러의 폭이 설계되는 것을 특징으로 하는 파장 선택형 레이저 시스템용 파장 선택 스위치.According to clause 8,
The line width of the output laser is determined by calculating the optical path dispersed in the diffraction grating and incident on the MEMS mirror array, and the width of the plurality of MEMS mirrors is designed according to the determined optical path. Wavelength selection switch for your system. 광대역의 광 이득 매질을 사용하여 레이저 공진 조건에 맞는 특정 파장 채널의 레이저를 선택적으로 출력하는 파장 선택 스위치;를 포함하고,
상기 파장 선택 스위치는,
상기 광대역의 광 이득 매질을 사용하고 복수의 파장 채널로 비선형적으로 분산시키는 회절격자; 및
상기 회절격자에 의해 비선형적으로 분산된 복수의 파장 채널에 각각 대응되게 비선형적으로 배치된 복수의 MEMS 미러를 포함하고, 상기 복수의 MEMS 미러로 입력되는 상기 복수의 파장 채널 중 특정 파장만 선택적으로 반사하여 공진을 일으키는 MEMS 미러 배열;를 포함하고,
출력되는 레이저의 중심 파장은 상기 회절격자에서 분산되어 상기 MEMS 미러 배열에 입사되는 광경로를 산출하여 확정하고, 확정된 광경로에 따라 상기 복수의 MEMS 미러의 배열이 설계되는 것을 특징으로 하는 파장 선택형 레이저 시스템.A wavelength selection switch that selectively outputs a laser in a specific wavelength channel suitable for laser resonance conditions using a broadband optical gain medium;
The wavelength selection switch is,
a diffraction grating that uses the broadband optical gain medium and non-linearly distributes it into a plurality of wavelength channels; and
A plurality of MEMS mirrors are non-linearly arranged to correspond to each of the plurality of wavelength channels non-linearly distributed by the diffraction grating, and selectively selects only specific wavelengths among the plurality of wavelength channels input to the plurality of MEMS mirrors. It includes a MEMS mirror array that reflects and causes resonance,
The central wavelength of the output laser is determined by calculating the optical path dispersed in the diffraction grating and incident on the MEMS mirror array, and the arrangement of the plurality of MEMS mirrors is designed according to the determined optical path. Laser system. 제11항에 있어서, 상기 파장 선택 스위치는,
광섬유 증폭기에서 방출되는 상기 광대역의 광을 평행하게 모아서 상기 회절격자로 전달하거나, 상기 MEMS 미러 배열에서 선택된 특정 파장의 광을 모아서 상기 광섬유 증폭기로 출력하는 입출력 광 콜리메이터; 및
상기 회절격자에 의해 비선형적으로 분산된 복수의 파장 채널의 레이저를 상기 MEMS 미러 배열로 평행하게 전달하는 광학계;
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 파장 선택형 레이저 시스템.The method of claim 11, wherein the wavelength selection switch is:
an input/output optical collimator that collects the broadband light emitted from the optical fiber amplifier in parallel and transmits it to the diffraction grating, or collects light of a specific wavelength selected from the MEMS mirror array and outputs it to the optical fiber amplifier; and
an optical system that transmits lasers of a plurality of wavelength channels non-linearly dispersed by the diffraction grating to the MEMS mirror array in parallel;
A wavelength-selective laser system further comprising:
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