Geometrical Analysis and Implementation of the Real-Time Tuning Structure Using Spatial Light Modulator in Photorefractive Tunable Filter

광굴절 가변 필터에서 공간광학변조기를 이용한 실시간 튜닝 구조의 기하학적 해석 및 구현

We propose a new method for tuning of center wavelength in photorefractive filter using $LiNbO_3$ crystal doped with 0.015Wt.% Fe. through the filter bandwidth property analysis using the geometrical method, a new wavelength selectivity theory was presented. In this scheme, the tuning of the center wavelength can be achieved by the real time incident angle control of the received heam, which was gotten by the spatial light modulator. So, tuning time depend on the response time of the SLM and results in the high speed turing. Because the use of thermally fixed grating in our filter, it has uniform diffraction property to the all filtering wavelength. Designed tunable filter has 4nm bandwidth and composed of the three channel with 10nm space. From the optical experiment, we get the 4.5nm, 4.25nm, 4nm bandwidth and 1530.5nm, 1540.5nm, 1549.5nm center wavelength respectively.

Fe가 0.015Wt.% 도핑된 $LiNbO_3$ 결정을 이용한 광굴절 필터에서 중심파장을 튜닝하기 위한 새로운 방식을 제안하고, 기하학적 방법을 이용한 필터 통과대역 특성 해석을 통해 새로운 개념의 파장 선택성 이론을 제시하였다. 본 구조에서 중심파장의 튜닝은 실시간적인 수신빔 입사각 제어를 통해 얻을 수 있고, 실시간 광학 소자인 공간광학 변조기를 통해 이루어진다. 따라서, 튜닝 동작을 수행하는데 소요되는 시간은 공간광학 변조기의 응답시간에 의해 결정되며, 결과적으로 고속 튜닝이 가능해진다. 제시된 구조에 적용되는 광 필터는 열에 의해 고정된 격자를 사용하므로 선택되는 모든 파장에 대해 안정적인 회절 특성을 얻을 수 있다. 가변 필터의 설계는 4nm의 통과대역과 10nm 간격을 닺는 세채널에서 튜닝되도록 구성되었으며, 실험결과 4.5nm, 4.25nm, 4nm의 통과대역과 1530.5nm, 1540.5nm, 1549.5nm의 중심파장을 갖는 필터 특성을 얻었다.