전압제어 트랜스컨덕터를 설계하여 튜닝범 위가 넓은 Gm-C 대역통과 필터를 CMOS 공정으로 설계하였다 Gm-C 필터는 트랜스컨덕터와 캐패시터로 구성된 적분기를 기본으로 구현되고 있다. 따라서 트랜스 컨덕터는 출력단에 캐패시터를 연결하였을 때 이상적인적인 적분기의 특성에 가까울수록 필터의 특성이 좋아지고 PLL 구조의 튜닝이 용이해진다. 본 논문에서는 1:3이상의 범위에서 튜닝이 가능하고 PLL을 기본으로한 자동튜닝과 선형전압 튜닝을 조합하여 주파수 제어회로를 설계하였다.
파장분할 다중방식 광통신망(WDM -PON) 운영의 신뢰성을 높이기 위해 각 광 채널의 파장과 파워, 그리고 광섬유로 이어진 링크(link)의 절단상태 등을 모니터링(monitoring)하는 것은 필수적이다. 본 원고에서는 이러한 목적을 효율적이고 경제적으로 달성하기 위해 제시되고 검증되었던 방법들을 pilot tone을 이용한 방법, AWG, FBG, tunable filter 등의 파장 선택성 소자를 이용한 방법, electrical processing을 이용한 방법 등의 세 가지로 나누어 소개한다.
We experimentally demonstrated a novel wavelength-swept laser using a cascaded Raman gain around 1310 nm. A 1064/1310 wavelength division multiplexing (WDM) coupler and coupled fiber Bragg gratings mirrors at 1064, 1117, 1175, 1240 nm are effectively used to increase the power efficiency in a laser ring cavity with highly non-linear fiber (HNLF) of 2 km. Linear wavelength sweeping is demonstrated with the 100 Hz triangular driving signal to fiber Fabry-Perot tunable filter (FFP-TF) around the 1310 nm region. The measured sweeping range and output power were 27 nm and 2.1 mW, respectively, which are suitable for optical coherence tomography (OCT) imaging.
현재 광통신 분야는 보다 많은 정보를 동시에 전송하기 위해 다양한 다중화 방식들을 요구 받고 있다. 광섬유 Bragg 격자 소자를 이용한 모든 광 분기/결합 장치는 분기/결합할 수 있는 신호가 광섬유 격자 소자의 Bragg파장에 의해 정해지므로 하나의 광섬유 격자 소자는 고정된 한 채널만을 분기, 결합할 수 있다는 단점을 지니고 있다. 그러나 광섬유 격자에 온도와 스트레인(strain) 같은 외부 물리량을 가하게 되면 광섬유 격자의 주기가 변하게 되어 반사파장이 고정되지 않고 파장을 가변 할 수 있는 장점을 가지게 된다. 이에 본 논문에서는 광섬유 격자 소자에 가해진 온도, 스트레인에 의해 Bragg파장이 변화하는 성질을 이용하여 파장 가변형 Bragg 격자를 제작 및 실험을 통하여 전광필터 특성에 대하여 제시하였다.
본 논문에서는 FBG 가변 형 필터의 출력 특성에 대한 수치해석의 결과와 실험값을 비교 분석하기 위해 $25^{\circ}C$에서 $90^{\circ}C$ 까지 온도 변화에 대해 FBG 가변 형 필터의 출력스펙트럼을 측정하였다. 수치해석과 실험의 결과로부터 온도변화에 따른 선폭과 출력의 크기는 거의 변화가 없지만, 브래그 파장은 이론값과 비교적 유사하게 온도에 따라 이동함을 알 수 있었다. 또한, 온도의 상승, 하강, 유지 시에도 동일한 결과를 보였다.
분리막을 이용한 산소-18 분리실험에서 분리된 시료의 동위원소 성분비 분석을 위해 다이오드 레이저 흡수분광장치를 구성하였다. 흡수신호의 신호 대 잡음비를 높이기 위해 lock-in증폭기를 사용한 파장변조 분광법을 채택하였다. 레이저의 주파수 변조폭 최적화와 FFT 저역통과 필터링을 통해 다중반사흡수셀에서 발생하는 간섭무늬 잡음을 줄였다. 산소-18에 대한 흡수분광장치의 최대편차는 $\pm$4$\textperthousand$로 측정되었다.
본 논문에서는 측면이 연마된 단일모드 광섬유와 폴리머 다중 평면도파로가 결합했을 때 발생하는 모드 결합현상을 이용한 능동형 광결합기를 연구하였다. 제안된 소자는 파장가변 광필터나 광변조기로 이용할 수 있을 뿐만 아니라, 광도파로 물질의 굴절률, 복굴절, 전기광학 계수, 열광학 계수 등을 측정하는 도구로 응용할 수 있다. BPM으로 최적화된 결합기를 설계하였고, 열광학 폴리머를 능동 평면 도파로층으로 이용하여 결합기를 제작하였다. 제작된 소자는 -0.5dB 이하 손실, 공진파장 -13dB 소멸비. 그리고 열광학 효과에 의해 -1.5nm/$^{\circ}C$ 정도의 파장 가변성을 보였다. 본 연구의 결과로 볼 때 열광학 능동형 광결합기는 광변조기, 파장가변 광필터, 광센서 등으로 이용될 가능성이 높다.
본 논문에서는 $250{\mu}m$ 직경의 황동선을 주기적으로 배열하여 기계적으로 형성한 장주기 광섬유 격자를 제안하였으며 전류제어로 파장가변 기능을 구현하였다. 광섬유 클래딩을 감싸고 있는 물질의 굴절률 변화가 공진파장의 함수임을 이용하여 클래딩 주위에 도포된 물질의 열 광학 계수가 금속선에 인가된 전력에 의해 제어되도록 함으로서 파장가변을 유도하였으며 주어진 파장 영역내에서 인가전력에 대한 공진파장의 가변 정도를 조사하였다. 글리세린의 열광학 효과를 이용한 경우 20 W 인가전력에 대하여 $LP_{03}$ 모드는 14nm, $LP_{04}$ 모드는 48 nm 정도의 파장가변이 가능함을 확인하였고, 단일모드 광섬유에 대한 기하 광학적 근사방법을 적용하여 해석한 결과와 잘 일치함을 보였다.
$SiO_{2}$를 덮개층으로하는 $Si_{3}N_{4}$ rib 도파로의 $Si_{3}N_{4}-SiO_{2}$ 계면에 브래그격자를 제작하여 매립된 형태의 단일모우드 브래그필터 도파로를 설계하고 제작하였다. HF 완충용액을 사용하여 $Si_{3}N_{4}$ 코어층에 브래그격자를 식각하였으며 1nm까지 식각깊이를 제어하며 균일하게 식각할 수 있었다. 이러한 매립된 형태의 브래그필터는 그 특성이 소자표면의 오염에 영향을 받지 않는다. 브래그필터의 파장스펙트럼 측정에서 도파로의 모우드굴절률과 반사대역폭을 결정하고 이를 계산과 비교하여 논의하였다. 브래그필터의 도파코어층에 미세히터와 silicone rubber의 덮개층을 올려 필터파장을 가면할 수 있는 도파로 가변 필터소자를 제작하였다. 그 결과 브래그파장은 전류의 제곱에 비례하여 단파장 쪽으로 이동하였으며, 이동량은 10mA의 전류에 대해 0.41nm이다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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