KR20210145687A - 광 변조 디바이스 - Google Patents
광 변조 디바이스 Download PDFInfo
- Publication number
- KR20210145687A KR20210145687A KR1020210066622A KR20210066622A KR20210145687A KR 20210145687 A KR20210145687 A KR 20210145687A KR 1020210066622 A KR1020210066622 A KR 1020210066622A KR 20210066622 A KR20210066622 A KR 20210066622A KR 20210145687 A KR20210145687 A KR 20210145687A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- optical
- optical signal
- modulated
- split
- signal
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
- H04B10/25—Arrangements specific to fibre transmission
- H04B10/2507—Arrangements specific to fibre transmission for the reduction or elimination of distortion or dispersion
- H04B10/2513—Arrangements specific to fibre transmission for the reduction or elimination of distortion or dispersion due to chromatic dispersion
- H04B10/25137—Arrangements specific to fibre transmission for the reduction or elimination of distortion or dispersion due to chromatic dispersion using pulse shaping at the transmitter, e.g. pre-chirping or dispersion supported transmission [DST]
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
- G02F1/21—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour by interference
- G02F1/225—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour by interference in an optical waveguide structure
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
- H04B10/50—Transmitters
- H04B10/516—Details of coding or modulation
- H04B10/548—Phase or frequency modulation
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
- G02F1/21—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour by interference
-
- 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
- G02B6/122—Basic optical elements, e.g. light-guiding paths
- G02B6/125—Bends, branchings or intersections
-
- 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
- G02B6/2935—Mach-Zehnder configuration, i.e. comprising separate splitting and combining means
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
- G02F1/21—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour by interference
- G02F1/212—Mach-Zehnder type
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
- H04B10/50—Transmitters
- H04B10/501—Structural aspects
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Nonlinear Science (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Optical Modulation, Optical Deflection, Nonlinear Optics, Optical Demodulation, Optical Logic Elements (AREA)
- Optical Communication System (AREA)
Abstract
본 발명의 광 변조 디바이스는 광 분할기, 광 위상 변조기 및 광 결합기를 포함한다. 광 분할기는 입력 광 신호를 일정 광 분할비로 분할하여 제1 분할 광 신호 및 제2 분할 광 신호를 생성한다. 광 위상 변조기는 제1 분할 광 신호 및 제2 분할 광 신호를 위상 변조하여 각각 제1 변조 광 신호 및 제2 변조 광 신호를 생성한다. 광 결합기는 제1 변조 광 신호와 제2 변조 광 신호를 일정 결합비로 결합하여 처프(chirp)를 갖는 출력 광 신호를 생성하는데, 결합비는 광 분할비와 동일하고, 결합비의 값은 양수이고, 그 값은 1 미만 또는 1 초과이다.
Description
본 발명은 디바이스에 관한 것으로, 특히 광 변조 디바이스에 관한 것이다.
광섬유 통신 시스템에서, 광섬유 분산은 파장에 대한 파 속도의 종속성으로 인해 상이한 파장들을 갖는 광 스펙트럼 성분들 내로 광파들이 분산되는 현상이다. 광 변조 디바이스에 의해 방출된 광 신호 또는 펄스가, 예를 들어, 광섬유 채널 내로 투사될 때, 그의 엔벨로프(envelope)는 파 그룹 속도로 광섬유 채널을 따라 광 수신 디바이스로 전파된다. 이러한 펄스가 일련의 광 스펙트럼 성분들을 포함하기 때문에, 각각의 광 스펙트럼 성분은 상이한 파 그룹 속도로 이동하여, 그룹 속도 분산(group velocity dispersion, GVD), 모드내 분산(intramodal dispersion) 또는 단순 광섬유 분산을 야기한다. 이러한 분산 현상은 또한 펄스 확장으로 종종 지칭된다. 펄스가 광섬유를 따라 이동할 때, 광 스펙트럼 성분들은 시공간에서 계속 분산되고, 펄스는 너무 넓게 될 것이고, 펄스의 전방 에지가 이전 펄스의 후방 에지와 중첩되고, 부호 간 간섭(inter symbol interference, ISI)이 발생할 것이고 비트가 흐려질 것이며, 이는, 광 수신 디바이스가 광 신호를 수신하고 광 신호에 기초하여 복조할 때, 광 수신 디바이스가 "0" 비트와 "1" 비트 사이의 차이를 식별할 수 없어서 복조 에러를 야기한다. 더욱이, 광섬유의 분산은 광섬유의 길이에 직접 비례하는데, 즉, 광섬유의 전송 거리는 광섬유의 분산에 의해 제한된다. 게다가, 광 수신 디바이스에 의해 수신되는 광 신호의 신호 대 잡음비(SNR)가 또한 광 수신 디바이스의 복조 정확도에 영향을 미칠 것이다.
이와 같이, 광섬유의 분산 및 신호 대 잡음비는 광섬유 통신의 신호 품질에 영향을 미치는 중요한 인자들 중 하나가 된다. 따라서, 광 전송 거리를 증진시키기 위해 신호 대 잡음비가 너무 낮아지는 것 및 광섬유의 분산이 광섬유 통신 시스템에 심각하게 영향을 미치는 것을 회피하는 방법이 관련 통신 엔티티(entity)에 의해 개선될 주제이다.
따라서, 본 발명의 목적은 기존 기술의 결점을 극복할 수 있는 광 변조 디바이스를 제공하는 것이다.
따라서, 본 발명의 광 변조 디바이스는 광 분할기, 광 위상 변조기 및 광 결합기를 포함한다. 광 분할기는, 입력 광 신호를 수신하고 입력 광 신호를 일정 광 분할비로 분할하여 제1 분할 광 신호 및 제2 분할 광 신호를 생성하는 데 사용된다. 광 위상 변조기는 광 분할기에 커플링되고, 제1 분할 광 신호 및 제2 분할 광 신호를 수신하고 제1 분할 광 신호 및 제2 분할 광 신호를 위상 변조하여 각각 제1 변조 광 신호 및 제2 변조 광 신호를 생성한다. 광 결합기는 광 위상 변조기에 커플링되고, 제1 변조 광 신호 및 제2 변조 광 신호를 수신하고 제1 변조 광 신호와 제2 변조 광 신호를 일정 결합비로 결합하여 처프(chirp)를 갖는 출력 광 신호를 생성하는데, 결합비는 광 분할비와 동일하고, 결합비의 값은 양수이고, 그 값은 1 미만 또는 1 초과이다.
본 발명의 효과는, 광 분할비가 광 결합비와 동일하다는 것에 의해, 출력 광 신호가 더 우수한 신호 대 잡음비를 갖게 하여, 광 수신 디바이스가 출력 광 신호를 수신하고 출력 광 신호에 따라 복조할 때, 광 수신 디바이스가 더 우수한 복조 정확도를 갖게 하고, 출력 광 신호는 처프를 갖고, 이는 출력 광 신호의 전송 시 광섬유에 의해 야기되는 분산의 영향을 감소시킬 수 있으며, 이어서, 광 통신 시스템의 전송 성능을 증진시킬 수 있다는 점에 있다.
본 발명의 다른 특징 및 기술적 효과는 첨부 도면을 참조한 실시예에서 명백할 것이다.
도 1은 본 발명의 광 변조 디바이스의 제1 실시예를 도시하는 평면도이다.
도 2는 제1 실시예의 출력 광 신호의 처프가 상이한 값들을 취할 때, 결합비의 제1 값이 광 분할비의 제1 값에 따라 변하는 것을 나타내는 시뮬레이션 다이어그램이다.
도 3은 제1 실시예의 출력 광 신호의 처프가 상이한 값들을 취할 때, 출력 광 신호의 광 변조 진폭이 광 분할비의 제1 값에 따라 변하는 것을 나타내는 시뮬레이션 다이어그램이다.
도 4는 본 발명의 광 변조 디바이스의 제2 실시예를 도시하는 평면도이다.
도면 부호는 하기와 같이 표현된다:
1 광 변조 디바이스
11 광 분할기
111, 112 입력 단부
12 광 위상 변조기
121 제1 도파관
122 제2 도파관
123 제1 전극
124 제2 전극
125 바이어스 전압 전극
13 광 결합기
131, 132 출력 단부
14 비 조절기(ratio regulator)
141 제1 전극
142 제2 전극
V1 제1 변조 전압
V2 제2 변조 전압
Vb 바이어스 전압 신호
Vdc 직류 전압
Oin 입력 광 신호
Oout 출력 광 신호
Om1 제1 변조 광 신호
Om2 제2 변조 광 신호
Os1 제1 분할 광 신호
Os2 제2 분할 광 신호
OMA 광 변조 진폭
ε1 광 분할비의 제1 값
ε2 결합비의 제1 값
α 처프
도 1은 본 발명의 광 변조 디바이스의 제1 실시예를 도시하는 평면도이다.
도 2는 제1 실시예의 출력 광 신호의 처프가 상이한 값들을 취할 때, 결합비의 제1 값이 광 분할비의 제1 값에 따라 변하는 것을 나타내는 시뮬레이션 다이어그램이다.
도 3은 제1 실시예의 출력 광 신호의 처프가 상이한 값들을 취할 때, 출력 광 신호의 광 변조 진폭이 광 분할비의 제1 값에 따라 변하는 것을 나타내는 시뮬레이션 다이어그램이다.
도 4는 본 발명의 광 변조 디바이스의 제2 실시예를 도시하는 평면도이다.
도면 부호는 하기와 같이 표현된다:
1 광 변조 디바이스
11 광 분할기
111, 112 입력 단부
12 광 위상 변조기
121 제1 도파관
122 제2 도파관
123 제1 전극
124 제2 전극
125 바이어스 전압 전극
13 광 결합기
131, 132 출력 단부
14 비 조절기(ratio regulator)
141 제1 전극
142 제2 전극
V1 제1 변조 전압
V2 제2 변조 전압
Vb 바이어스 전압 신호
Vdc 직류 전압
Oin 입력 광 신호
Oout 출력 광 신호
Om1 제1 변조 광 신호
Om2 제2 변조 광 신호
Os1 제1 분할 광 신호
Os2 제2 분할 광 신호
OMA 광 변조 진폭
ε1 광 분할비의 제1 값
ε2 결합비의 제1 값
α 처프
본 발명이 상세히 설명되기 전에, 동일한 요소들이 하기의 설명에서 동일한 도면 부호들로 표시된다는 것에 유의하여야 한다.
<제1 실시예>
도 1을 참조하면, 본 발명의 광 변조 디바이스(1)의 일 실시예는 광 통신 시스템(도시되지 않음)에 적응된다. 광 통신 시스템은 광섬유(도시되지 않음) 및 광 수신 디바이스(도시되지 않음)를 포함한다. 광 변조 디바이스(1)는, 연속 파를 갖는 입력 광 신호(Oin)를 변조하여 처프를 갖는 출력 광 신호(Oout)를 방출하고 출력 광 신호(Oout)를 광섬유를 통해 광 수신 디바이스로 전송하는 데 사용된다. 광 수신 디바이스는 광 수신 디바이스에 의해 수신된 출력 광 신호(Oout)를 복조한다.
본 실시예의 광 변조 디바이스(1)는 광 분할기(11), 광 위상 변조기(12) 및 광 결합기(13)를 포함한다. 광 변조 디바이스(1)는 마하-젠더 변조기(Mach-Zehnder modulator, MZM)이고, 마하-젠더 변조기는 LiNbO3계, 규소 및 InP 중 하나로 제조된다.
광 분할기(11)는, 입력 광 신호(Oin)를 수신하고 입력 광 신호(Oin)를 일정 광 분할비(즉, ε1:(1-ε1), 0<ε1<1)로 분할하여 제1 분할 광 신호(Os1) 및 제2 분할 광 신호(Os2)를 생성하는 데 사용된다. 본 실시예에서, 광 분할기(11)는 광 방향성 커플러이고, 입력 광 신호(Oin)만을 수신하지만, 본 발명은 이로 제한되지 않는다는 것에 유의한다. 다른 실시예들에서, 광 분할기(11)의 입력 단부(111)는 입력 광 신호(Oin)를 수신하고, 다른 입력 단부(112)는 다른 입력 광 신호를 수신한다. 광 분할기(11)는 Y-분기 도파관 또는 다중 모드 간섭계일 수 있다.
광 위상 변조기(12)는 광 분할기(11)에 커플링되고, 제1 분할 광 신호(Os1) 및 제2 분할 광 신호(Os2)를 수신하고 제1 분할 광 신호(Os1) 및 제2 분할 광 신호(Os2)를 위상 변조하여, 각각 제1 변조 광 신호(Om1) 및 제2 변조 광 신호(Om2)를 생성하게 한다. 본 실시예에서, 광 위상 변조기(12)는 제1 도파관(121), 제2 도파관(122), 제1 전극(123), 제2 전극(124) 및 바이어스 전압 전극(125)을 포함한다.
제1 도파관(121)은 광 분할기(11)와 광 결합기(13) 사이에 커플링되고, 광 분할기(11)로부터 제1 분할 광 신호(Os1)를 수신하고, 제1 분할 광 신호(Os1)에 기초하여 제1 변조 광 신호(Om1)를 생성한다. 제2 도파관(122)은 광 분할기(11)와 광 결합기(13) 사이에 커플링되고, 광 분할기(11)로부터 제2 분할 광 신호(Os2)를 수신하고, 제2 분할 광 신호(Os2)에 기초하여 제2 변조 광 신호(Om2)를 생성한다. 제1 전극(123)은 제1 도파관(121)에 대응하여 제공되고, 제1 변조 전압(V1)을 수신하는 데 사용된다. 제2 전극(124)은 제2 도파관(122)에 대응하여 제공되고, 제2 변조 전압(V2)을 수신하는 데 사용된다. 구체적으로, 제1 전극(123) 및 제2 전극(124)은 각각 제1 도파관(121)의 상부 표면 및 제2 도파관(122)의 상부 표면 상에 제공된다. 제1 전극(123) 및 제2 전극(124)은 제1 도파관(121) 자체의 굴절률 및 제2 도파관(122) 자체의 굴절률이 각각 제1 변조 전압(V1) 및 제2 변조 전압(V2)에 따른 변화를 생성하게 하여(예를 들어, 제1 변조 전압(V1) 및 제2 변조 전압(V2)에 따라 열을 생성하여 제1 도파관(121)의 굴절률 및 제2 도파관(122)의 굴절률이 변하게 하지만, 본 발명은 이로 제한되지 않음), 제1 도파관(121)에 의해 전파되는 제1 분할 광 신호(Os1)의 전파 속도 및 제2 도파관(122)에 의해 전파되는 제2 분할 광 신호(Os2)의 전파 속도가 변하게 하고(즉, 제1 도파관(121) 내에서 전파되는 광과 제2 도파관(122) 내에서 전파되는 광 사이에 위상 차이가 생성됨(즉, 위상 변조)), 각각 제1 변조 광 신호(Om1) 및 제2 변조 광 신호(Om2)를 생성한다. 이와 같이, 제1 변조 광 신호(Om1)의 위상 및 제2 변조 광 신호(Om2)의 위상이 제1 변조 전압(V1) 및 제2 변조 전압(V2)이 변함에 따라 각각 변한다.
바이어스 전압 전극(125)은 제2 도파관(122) 및 제2 전극(124)에 대응하여 제공되고(또는, 바이어스 전압 전극(125)은 제1 도파관(121) 및 제1 전극(123)에 대응하여 제공됨), 바이어스 전압 신호(Vb)를 수신하는 데 사용된다.
구체적으로, 출력 광 신호(Oout)의 처프의 극성은 그 자체에서 작동되는 광 변조 디바이스(1)의 전달 함수의 양의 기울기 또는 음의 기울기와 연관되고, 출력 광 신호(Oout)의 처프의 크기는 전달 함수의 구적점(quadrature point)으로부터의 광 변조 디바이스(1)의 바이어스 전압점의 오프셋과 연관된다. 따라서, 광 위상 변조기(12)가 바이어스 전압 신호(Vb)에 의해 제어되게 함으로써, 본 실시예는 전달 함수의 양의 기울기 또는 음의 기울기에서 작동되도록 광 변조 디바이스(1)를 조정하여 처프의 극성을 변하게 하고, 바이어스 전압점이 바이어스 전압 신호(Vb)에 의해 전달 함수의 구적점으로부터 오프셋되게 하여 처프의 크기를 변하게 하여, 바이어스 전압 신호(Vb)가 변함에 따라 출력 광 신호(Oout)의 처프가 변하게 한다.
광 결합기(13)는 광 위상 변조기(12)와 커플링되고 제1 변조 광 신호(Om1) 및 제2 변조 광 신호(Om2)를 수신하고, 제1 변조 광 신호(Om1)와 제2 변조 광 신호(Om2)를 결합비(즉, ε2:(1-ε2), 0<ε2<1)로 결합하여, 출력 광 신호(Oout)를 생성하게 한다. 결합비 및 광 분할비 둘 모두는 상수임에 유의한다. 결합비는 광 분할비와 동일하고(즉, ε1:(1-ε1)= ε2:(1-ε2)이고), 결합비의 값은 양수이고, 그 값은 1 미만 또는 1 초과이다. 또한, 본 실시예에서, 광 결합기(13)는 광 방향성 커플러이고, 출력 광 신호(Oout)만을 출력하지만, 본 발명은 이로 제한되지 않는다. 다른 실시예에서, 광 결합기(13)의 출력 단부(131)는 출력 광 신호(Oout)를 출력하고, 광 결합기(13)의 다른 출력 단부(132)는 다른 출력 광 신호를 출력한다. 출력 광 신호(Oout) 및 다른 출력 광 신호는 상이한 처프들을 가질 수 있다. 광 결합기(13)는 Y-분기 도파관 또는 다중 모드 간섭계일 수 있다.
본 실시예에서, 제1 변조 전압(V1)의 진폭과 제2 변조 전압(V2)의 진폭은 동일하고, 제1 변조 전압(V1)의 위상과 제2 변조 전압(V2)의 위상은 180도만큼 서로 상이하다. 출력 광 신호(Oout)의 광 변조 진폭(OMA)이 하기 식 (1)에 의해 얻어질 수 있다:
[식 (1)]
여기서, 파라미터 OMA는 광 변조 진폭이고, 파라미터 Po,max 및 파라미터 Po,min은 각각 출력 광 신호(Oout)의 최대 광 출력 및 최소 광 출력이고, 파라미터 은 광 분할비의 제1 값이고, 파라미터 는 결합비의 제1 값이고, 파라미터 Pin은 입력 광 신호(Oin)의 광 출력이다. 식 (1)로부터 알 수 있는 바와 같이, 출력 광 신호(Oout)의 광 변조 진폭(OMA)은 광 분할비 및 결합비와 연관되며, 따라서, 본 발명이 입력 광 신호(Oin)의 파장 및 투과 거리를 결정하고 입력 광 신호(Oin)에 대응하는 광섬유의 분산량을 알 때, 출력 광 신호(Oout)의 처프는 광섬유의 분산량에 따라 선택되고, 원하는 바와 같은 처프가 바이어스 전압 신호(Vb)를 조정함으로써 얻어지고, 광 분할비 및 결합비는 광 변조 진폭(OMA)이 최대화되는 동안 출력 광 신호(Oout)가 처프를 갖도록 하는 방식으로 사전설정된다. 이와 같이, 출력 광 신호(Oout)가 광섬유를 통해 광 수신 디바이스로 전송될 때, 출력 광 신호(Oout)는 여전히 더 우수한 신호 대 잡음비(SNR)를 갖는다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 도 2는 상이한 처프들에서 광 분할비의 제1 값 과 결합비의 제1 값 사이의 관계를 나타낸다(도면에서, 파라미터 α는 출력 광 신호(Oout)의 처프로서 작용한다). 도 3은 상이한 처프들에서 출력 광 신호(Oout)의 광 변조 진폭(OMA)과 광 분할비의 제1 값 사이의 관계를 예시한다. 도 2 및 도 3으로부터 알 수 있는 바와 같이, 상이한 처프들에서, 광 분할비의 제1 값 이 결합비의 제1 값 와 동일할 때(즉, 일 때), 출력 광 신호(Oout)의 광 변조 진폭(OMA)은 최대값을 갖는다. 따라서, 광 변조 디바이스(1)를 사전설정하기 위해 원하는 바와 같은 처프를 결정하고 처프에 대응하는 서로 동일한 광 분할비 및 결합비를 취함으로써, 본 발명은 광 변조 진폭(OMA)을 최대화시키면서 출력 광 신호(Oout)가 처프를 갖게 하여, 광학 링크 버짓(optical link budget)을 개선한다.
<제2 실시예>
도 4를 참조하면, 본 발명의 광 변조 디바이스(1)의 제2 실시예는 제1 실시예와 유사하지만, 제2 실시예에서, (1) 광 분할비 및 결합비 둘 모두가 상수가 아니고(즉, 사전설정되지 않고); (2) 광 변조 디바이스(1)가 비 조절기(14)를 추가로 포함한다는 점에서 차이를 갖는다.
비 조절기(14)는 가변하는 직류 전압(Vdc)을 수신하고 직류 전압(Vdc)에 따라 광 분할비의 값 및 결합비의 값을 조정하는 데 사용된다. 본 실시예에서, 비 조절기(14)는 제1 전극(141) 및 제2 전극(142)을 포함한다. 제1 전극(141)은 광 분할기(11)에 대응하고 그에 인접하게 제공되고, 직류 전압(Vdc)을 수신하는 데 사용된다. 제2 전극(142)은 광 결합기(13)에 대응하고 그에 인접하게 제공되고, 직류 전압(Vdc)을 수신하는 데 사용된다. 구체적으로, 제1 전극(141) 및 제2 전극(142)은 각각 직류 전압(Vdc)에 따라 열을 발생시켜, 제1 전극(141) 및 제2 전극(142)이 각각 대응하는 광 분할비의 값 및 결합비의 값을 조정한다. 본 실시예에서, 유사하게, 결합비는 광 분할비와 동일하고, 결합비의 값은 양수이고, 그 값은 1 미만 또는 1 초과이다.
결론적으로, 광 분할비가 광 결합비와 동일하다는 것에 의해, 본 발명의 광 변조 디바이스(1)는 광 변조 디바이스(1)에 의해 출력되는 출력 광 신호(Oout)가 더 큰 광 변조 진폭(OMA)을 갖게 하고, 출력 광 신호(Oout)가 광섬유를 통해 광 수신 디바이스로 전송될 때 출력 광 신호(Oout)가 여전히 더 우수한 신호 대 잡음비를 갖게 하여, 광 수신 디바이스가 출력 광 신호(Oout)에 따라 복조할 때, 광 수신 디바이스가 더 우수한 복조 정확도를 갖게 한다. 더욱이, 출력 광 신호(Oout)가 광 변조 디바이스(1)에서 최적화된 처프를 갖는다는 것에 의해, 이는 출력 광 신호(Oout)의 전송 시 광섬유에 의해 야기되는 분산의 영향을 감소시킬 수 있고, 이어서, 광 통신 시스템의 전송 성능을 촉진할 수 있고, 출력 광 신호(Oout)의 전송 거리를 증가시킬 수 있다.
그러나, 상기 설명은 단지 본 발명의 실시예에 대한 것이고, 이는 본 발명의 구현 범주를 제한하고자 하는 것이 아니며, 청구범위에 따라 이루어지는 단순한 등가의 변경과 수정, 및 본 명세서의 내용은 여전히 본 발명의 범주 내에 포함된다.
Claims (10)
- 광 변조 디바이스로서,
입력 광 신호를 수신하고 상기 입력 광 신호를 일정 광 분할비로 분할하여 제1 분할 광 신호 및 제2 분할 광 신호를 생성하는 데 사용되는 광 분할기;
상기 광 분할기에 커플링되고, 상기 제1 분할 광 신호 및 상기 제2 분할 광 신호를 수신하고 상기 제1 분할 광 신호 및 상기 제2 분할 광 신호를 위상 변조하여 각각 제1 변조 광 신호 및 제2 변조 광 신호를 생성하는 광 위상 변조기; 및
상기 광 위상 변조기에 커플링되고, 상기 제1 변조 광 신호 및 상기 제2 변조 광 신호를 수신하고 상기 제1 변조 광 신호와 상기 제2 변조 광 신호를 일정 결합비로 결합하여 처프(chirp)를 갖는 출력 광 신호를 생성하는 광 결합기를 포함하고, 상기 결합비는 상기 광 분할비와 동일하고, 상기 결합비의 값은 양수이고, 상기 값은 1 미만 또는 1 초과인, 광 변조 디바이스. - 제1항에 있어서, 상기 광 위상 변조기는,
상기 광 분할기와 상기 광 결합기 사이에 커플링되고 상기 광 분할기로부터 상기 제1 분할 광 신호를 수신하고 상기 제1 분할 광 신호에 기초하여 상기 제1 변조 광 신호를 생성하는 제1 도파관,
상기 광 분할기와 상기 광 결합기 사이에 커플링되고 상기 광 분할기로부터 상기 제2 분할 광 신호를 수신하고 상기 제2 분할 광 신호에 기초하여 상기 제2 변조 광 신호를 생성하는 제2 도파관,
상기 제1 도파관에 대응하여 제공되고 제1 변조 전압을 수신하는 데 사용되는 제1 전극 - 상기 제1 변조 광 신호의 위상은 상기 제1 변조 전압이 변함에 따라 변함 -, 및
상기 제2 도파관에 대응하여 제공되고 제2 변조 전압을 수신하는 데 사용되는 제2 전극 - 상기 제2 변조 광 신호의 위상은 상기 제2 변조 전압이 변함에 따라 변함 - 을 포함하는, 광 변조 디바이스. - 제2항에 있어서, 상기 처프는 변수이고, 상기 광 위상 변조기는,
상기 제2 도파관 및 상기 제2 전극에 대응하여 제공되고 바이어스 전압 신호를 수신하는 데 사용되는 바이어스 전압 전극을 추가로 포함하고, 상기 출력 광 신호의 처프는 상기 바이어스 전압 신호가 변함에 따라 변하는, 광 변조 디바이스. - 제2항에 있어서, 상기 제1 변조 전압의 위상과 상기 제2 변조 전압의 위상은 180도만큼 서로 상이하고, 상기 제1 변조 전압의 진폭과 상기 제2 변조 전압의 진폭은 동일한, 광 변조 디바이스.
- 제1항에 있어서, 상기 광 분할기 및 상기 광 결합기 각각은 Y-분기 도파관인, 광 변조 디바이스.
- 제1항에 있어서, 상기 광 분할기 및 상기 광 결합기 각각은 광 방향성 커플러인, 광 변조 디바이스.
- 제1항에 있어서, 상기 광 분할기 및 상기 광 결합기 각각은 다중 모드 간섭계인, 광 변조 디바이스.
- 제1항에 있어서, 상기 광 분할비 및 상기 결합비 둘 모두는 상수인, 광 변조 디바이스.
- 제1항에 있어서,
가변하는 직류 전압을 수신하고 상기 직류 전압에 따라 상기 광 분할비의 값 및 상기 결합비의 값을 조정하는 데 사용되는 비 조절기(ratio regulator)를 추가로 포함하는, 광 변조 디바이스. - 제9항에 있어서, 상기 비 조절기는,
상기 광 분할기에 대응하여 제공되고 상기 직류 전압을 수신하는 데 사용되는 제1 전극, 및
상기 광 결합기에 대응하여 제공되고 상기 직류 전압을 수신하는 데 사용되는 제2 전극을 포함하는, 광 변조 디바이스.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202010449034.4 | 2020-05-25 | ||
CN202010449034.4A CN113721403A (zh) | 2020-05-25 | 2020-05-25 | 光调制装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20210145687A true KR20210145687A (ko) | 2021-12-02 |
KR102478968B1 KR102478968B1 (ko) | 2022-12-19 |
Family
ID=76011860
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020210066622A KR102478968B1 (ko) | 2020-05-25 | 2021-05-25 | 광 변조 디바이스 |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20210364879A1 (ko) |
EP (1) | EP3917035A1 (ko) |
JP (1) | JP7221331B2 (ko) |
KR (1) | KR102478968B1 (ko) |
CN (1) | CN113721403A (ko) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114338004B (zh) * | 2021-12-11 | 2024-05-10 | 北京量子信息科学研究院 | 用于诱骗态量子密钥分发***的调制装置及调制方法 |
WO2023178517A1 (zh) * | 2022-03-22 | 2023-09-28 | 华为技术有限公司 | 光调制器、发射装置、通信***以及调制方法 |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6535653B1 (en) * | 2000-10-06 | 2003-03-18 | Donald J. Lenkszus | Variable chirp optical modulator |
WO2006100719A1 (ja) * | 2005-03-18 | 2006-09-28 | Fujitsu Limited | 光デバイス |
JP2012519873A (ja) * | 2009-03-03 | 2012-08-30 | オクラロ テクノロジー リミテッド | 改善した光導波路スプリッタ |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
NL1006323C2 (nl) * | 1997-06-16 | 1998-12-17 | Mierij Meteo Bv | Geintegreerd optisch golfgeleider systeem. |
WO2005096086A1 (en) * | 2004-03-31 | 2005-10-13 | Pirelli & C. S.P.A. | Optical modulator |
JP2008009314A (ja) * | 2006-06-30 | 2008-01-17 | Arasor Corp | 光導波路素子、光変調器および光通信装置 |
JP2009204884A (ja) * | 2008-02-28 | 2009-09-10 | Oki Semiconductor Co Ltd | 光変調装置 |
JP2014219571A (ja) * | 2013-05-08 | 2014-11-20 | 富士通オプティカルコンポーネンツ株式会社 | 光変調制御装置、送信器および光出力波形制御方法 |
JP6661519B2 (ja) * | 2016-02-19 | 2020-03-11 | 三菱電機株式会社 | 光送信器 |
-
2020
- 2020-05-25 CN CN202010449034.4A patent/CN113721403A/zh active Pending
-
2021
- 2021-05-19 EP EP21174816.5A patent/EP3917035A1/en active Pending
- 2021-05-24 JP JP2021086928A patent/JP7221331B2/ja active Active
- 2021-05-25 US US17/329,206 patent/US20210364879A1/en active Pending
- 2021-05-25 KR KR1020210066622A patent/KR102478968B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6535653B1 (en) * | 2000-10-06 | 2003-03-18 | Donald J. Lenkszus | Variable chirp optical modulator |
WO2006100719A1 (ja) * | 2005-03-18 | 2006-09-28 | Fujitsu Limited | 光デバイス |
JP2012519873A (ja) * | 2009-03-03 | 2012-08-30 | オクラロ テクノロジー リミテッド | 改善した光導波路スプリッタ |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
C. Lawetz et al., "Modulation characteristics of semiconductor Mach-Zehnder optical modulators," Journal of Lightwave Technology, vol. 15, no. 4, pp. 697-703, (April 1997)* * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP7221331B2 (ja) | 2023-02-13 |
EP3917035A1 (en) | 2021-12-01 |
CN113721403A (zh) | 2021-11-30 |
KR102478968B1 (ko) | 2022-12-19 |
JP2021189446A (ja) | 2021-12-13 |
US20210364879A1 (en) | 2021-11-25 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP3433753B2 (ja) | 単一の変調ソースを用いた可変チャープ光変調器 | |
US6721081B1 (en) | Variable duty cycle optical pulses | |
JP4031076B2 (ja) | 高性能光学的送信システム用の複雑な高調波を含む周期的波形を使用する同期偏光および位相変調 | |
US8184355B2 (en) | Light modulation device | |
JP2917333B2 (ja) | 光送信方法及び光送信装置 | |
EP2042913A2 (en) | Optical quaternary phase modulator | |
JP2000081597A (ja) | 光デ―タ送信装置 | |
US7155071B2 (en) | Device for Mach-Zehnder modulator bias control for duobinary optical transmission and associated system and method | |
EP2148457A2 (en) | Optical transmitter | |
KR102478968B1 (ko) | 광 변조 디바이스 | |
US8693887B2 (en) | Optical transmitter and optical transmission system | |
EP1304820A1 (en) | Optical transmitter and optical fiber transmission system having the same | |
US20200200975A1 (en) | Null bias mach-zehnder interferometer with ring resonators | |
JP4527993B2 (ja) | 光変調装置及び光変調方法 | |
JP3210061B2 (ja) | 光干渉器の動作点安定化装置 | |
JPH0961766A (ja) | 半導体光変調器 | |
JP5198996B2 (ja) | 光変調器 | |
JP2679223B2 (ja) | 光変調方法及び光変調器 | |
CN104954076A (zh) | 光收发器 | |
GB2474455A (en) | Directly modulating the current of a laser and externally modulating the amplitude of the laser output | |
TWI762933B (zh) | 光調變裝置 | |
US6741761B2 (en) | Method for achieving improved transmission performance over fiber using a Mach-Zehnder modulator | |
JPH0886991A (ja) | 光伝送方法、光伝送装置及び光伝送システム | |
JP2675033B2 (ja) | 分布干渉型光変調器 | |
JP4827944B2 (ja) | 波長分割多重伝送における光信号送信装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant |