KR100520027B1 - Optical Wavelength Selective Device Including At Least One Bragg-Grating Structure - Google Patents
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Abstract
본 발명은 하나 이상의 MMI-도파관 및 적어도 하나의 브래그-격자 구조체를 포함하는 광 디바이스에 관한 것이다. 적어도 하나의 액세스 도파관은 상기 MMI-도파관의 제 1 측에 배치되고, 적어도 하나의 액세스 도파관은 상기 MMI-도파관의 제 2 측에 배치되고, 상기 제 1 측 및 상기 제 2 측은 상기 MMI-도파관의 단측이다. 상기 액세스 도파관은 테이퍼 구조체를 가지며, 상기 브래그-격자는 MMI-도파관에 배치된다.The present invention relates to an optical device comprising at least one MMI-waveguide and at least one Bragg-lattice structure. At least one access waveguide is disposed on a first side of the MMI waveguide, and at least one access waveguide is disposed on a second side of the MMI waveguide, and the first side and the second side are of the MMI waveguide. One side. The access waveguide has a tapered structure and the Bragg-lattice is disposed in the MMI waveguide.
Description
본 발명은 광 파장 선택 디바이스에 관한 것이며, 특히 광 네트워크에서 광 전송 채널을 멀티플렉싱/디멀티플렉싱하는 추가/제거 멀티플렉서와 같은 디바이스에 관한 것이다.FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to optical wavelength selection devices, and more particularly, to devices such as add / remove multiplexers that multiplex / demultiplex optical transmission channels in optical networks.
네트워크에서 광섬유의 용량을 증가시키는 다수의 상이한 방법들이 당업자에게 공지되어 있다. 하나의 방법은 사용가능한 대역폭이 광 네트워크의 광섬유에 사용될 수 있는 범위를 개선하기 위해 파장 분할 멀티플렉싱(WDM)을 사용하는 것이다. 그러나, 이러한 기술은 광 네트워크의 다른 광 캐리어 파장에 있는 전송 채널을 멀티플렉싱 및 디멀티플렉싱할 수 있는 수단의 설치를 필요로 한다.Many different ways of increasing the capacity of optical fibers in a network are known to those skilled in the art. One method is to use wavelength division multiplexing (WDM) to improve the range in which the available bandwidth can be used for optical fibers in an optical network. However, this technique requires the installation of means capable of multiplexing and demultiplexing transmission channels at different optical carrier wavelengths of the optical network.
버스형 망 또는 링 망에 관해 특히 관심있는 멀티플렉싱의 한 형태는 추가/제거 멀티플렉싱, 즉 상술한 캐리어 파장에 배치된 하나 또는 그 이상의 정보 채널이 정보의 흐름으로부터 제거되거나 또는 정보의 흐름에 추가되는 방법이다.One form of multiplexing that is of particular interest with respect to a bus-type or ring network is the addition / removal multiplexing, i. to be.
도 1은 본 발명에 따른 광 파장 선택 디바이스의 실시예를 도시한다.1 shows an embodiment of an optical wavelength selection device according to the invention.
도 2는 본 발명에 따른 광 파장 선택 디바이스의 다른 실시예를 도시한다.2 shows another embodiment of an optical wavelength selection device according to the invention.
도 3은 본 발명에 따른 광 파장 선택 디바이스의 또 다른 실시예를 도시한다.3 shows another embodiment of an optical wavelength selection device according to the invention.
도 4는 본 발명에 따른 광 파장 선택 디바이스의 또 다른 실시예를 도시한다.4 shows another embodiment of an optical wavelength selection device according to the invention.
도 5는 본 발명에 따른 광 파장 선택 디바이스의 또 다른 실시예를 도시한다.5 shows another embodiment of an optical wavelength selection device according to the invention.
도 6은 본 발명에 따른 광 파장 선택 디바이스의 또 다른 실시예를 도시한다.6 shows another embodiment of an optical wavelength selection device according to the invention.
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광 전송 시스템의 용량은 다수의 상이한 방법을 사용하여 증가시킬 수 있는 것으로 공지되어 있다. 예컨대, 파장 멀티플렉싱에서, 전송 채널은 정보 흐름을 얻기 위해 상이한 캐리어 파장으로 멀티플렉싱되고 디멀티플렉싱된다.추가/제거 채널 및 전송 채널에 대한 고전력 손실은 공지된 기술에 직면된 문제점 중 하나의 예이다.It is known that the capacity of an optical transmission system can be increased using a number of different methods. For example, in wavelength multiplexing, the transmission channel is multiplexed and demultiplexed with different carrier wavelengths to obtain information flow. The high power loss for the add / remove channel and the transmission channel is one example of problems encountered in the known art.
다른 문제점은 허용가능한 크로스-토크 레벨(cross-talk level)을 유지하는 것이다.Another problem is to maintain an acceptable cross-talk level.
본 발명은 하나 이상의 MMI(Multi Mode Interference)-구조체, 하나 이상의 브래그-격자, 및 외부 광 디바이스 또는 광섬유와 접속하는 2개 이상의 액세스 도파관을 포함하는 광 디바이스의 도움으로 상기 문제점을 해결하고자 한다.The present invention seeks to solve this problem with the aid of an optical device comprising at least one Multi Mode Interference (MMI) -structure, at least one Bragg-lattice, and at least two access waveguides for connecting with an external optical device or optical fiber.
상술한 MMI-구조체는 MMI-구조체의 입력 중 하나에서의 광 강도 분포를 MMI-구조체의 모든 출력에 결상(image)할 수 있다. 따라서, MMI-구조체는 광을 분할하는데 사용될 수 있다. 본 발명의 경우에, MMI 도파관의 길이는 1:1 이미징(imaging)을 얻도록 선택되고, 다시 말하면 최적의 경우에 MMI 도파관에 설치된 제 1 액세스 도파관으로부터 입사되는 모든 광은 제 1 액세스 도파관에 대해 반대 측에 배치된 제 2 액세스 도파관에 초점이 맞추어진다. MMI-구조체에 관한 더 기본적인 이론은 특허 명세서 DE 제 2506272 호, 및 L.B. Soldano와 E.C.M. Pennings의 논문("Optical Multi Mode Interference Device Based on Self-Imaging: Principles and Application", J. Lightwave Technology. Vol. 13(4), pp.615∼627, 1995)에 기재되어 있다.The MMI-structure described above can image the light intensity distribution at one of the inputs of the MMI-structure at all outputs of the MMI-structure. Thus, the MMI-structure can be used to split light. In the case of the present invention, the length of the MMI waveguide is chosen to obtain 1: 1 imaging, that is to say that in the best case all light incident from the first access waveguide installed in the MMI waveguide is directed to the first access waveguide. Focus is on the second access waveguide disposed on the opposite side. More basic theories about MMI-structures are described in patent specifications DE 2506272, and L.B. Soldano and E.C.M. Pennings' paper ("Optical Multi Mode Interference Device Based on Self-Imaging: Principles and Application", J. Lightwave Technology. Vol. 13 (4), pp. 615-627, 1995).
브래그-격자는 광을 필터링하는데 사용된다. 이러한 필터링 방법은 상기 격자를 통해 정해진 파장의 광을 통과시키는 한편 다른 파장의 광을 반사시키는 것을 포함한다. 브래그-격자는 파장 선택 미러의 형태를 일부 구성할 수 있다. 정해진 파장의 반사는 수 개의 상이한 방법으로 달성될 수 있다. 그러나, 도파관에서 재료 지수를 주기적으로 변화시킴으로써 반사를 일으키는 방법이 일반적인 방법이다.Bragg-lattices are used to filter light. This filtering method includes passing light of a predetermined wavelength through the grating while reflecting light of another wavelength. The Bragg-lattice may form part of the wavelength selective mirror. Reflection of a given wavelength can be achieved in several different ways. However, the method of causing reflection by periodically changing the material index in the waveguide is a common method.
또한, 본 발명의 디바이스는 위상 제어 요소를 포함한다. 위상 제어 요소는 도파관내의 광 파장에 영향을 준다. 이것은 도파관에 외부 신호를 인가함으로써 성취된다.The device of the present invention also includes a phase control element. The phase control element affects the wavelength of light in the waveguide. This is accomplished by applying an external signal to the waveguide.
상기 위상 제어를 달성하는 하나의 방법은 도파관내의 유효 굴절률을 변화시키는 전계에 도파관을 종속시키는 것이다.One way to achieve this phase control is to subordinate the waveguide to an electric field that changes the effective refractive index in the waveguide.
또한, 상기 위상 제어는 열 변화에 도파관을 종속시킴으로써 달성될 수 있다.In addition, the phase control can be achieved by subjecting the waveguide to thermal changes.
상기 굴절률을 도파관내에서 영구적으로 변화시키는 하나의 방법은 도파관을 자외선에 노출시키는 것이다. 이것은 통상 UV-기록된 도파관으로 불려진다. UV-기록이라는 이 기술은 주기적인 굴절률 변화를 달성하기 위해 가장 자주 사용된다. 또한, 이 기술은 조절 및 트리밍(trimming) 목적에 사용될 수 있다.One way to permanently change the refractive index in the waveguide is to expose the waveguide to ultraviolet light. This is commonly referred to as a UV-recorded waveguide. This technique, called UV-recording, is most often used to achieve periodic refractive index changes. This technique can also be used for regulating and trimming purposes.
상술한 필터 방법 및 도파관에서 위상 제어를 달성하는 방법은 단지 일례로서 주어진 것이며, 따라서 본 발명에 대해 언급되지 않은 방법의 적용을 배제하는 것은 아니다.The filter method described above and the method of achieving phase control in the waveguide are given by way of example only and therefore do not exclude the application of methods not mentioned for the present invention.
본 발명은 브래그-격자가 배치된 MMI-구조체를 포함한다. 브래그-격자는 MMI-구조체의 중심에 설치하는 것이 바람직하다. 액세스 도파관은 MMI-구조체 상에 설치된다. MMI-구조체 상에 이러한 액세스 도파관의 설치는 광 디바이스의 기능에 결정적이다. 본 발명은 한편으로 MMI-구조체의 상이한 다수의 실시예에 의해 그리고 다른 한편으로 브래그-격자를 함께 갖는 액세스 도파관의 상이한 다수의 실시예에 의해 상술한 문제점을 해결한다.The present invention includes MMI-structures in which Bragg-lattices are disposed. The Bragg-lattice is preferably installed at the center of the MMI structure. An access waveguide is installed on the MMI structure. The installation of such access waveguides on the MMI-structure is critical to the function of the optical device. The present invention solves the problems described above by means of a number of different embodiments of MMI-structures on the one hand and by means of a number of different embodiments of an access waveguide with Bragg-lattices on the other hand.
따라서, 본 발명의 목적은 공지된 기술과 비교하여 서로 다른 전송 채널 사이에서 전력 손실을 적게하며, 채널 크로스-토크를 적게하고 전력 변화를 적게하는는 광 디바이스를 제공하는 것이다.It is therefore an object of the present invention to provide an optical device which reduces power loss between different transmission channels, and reduces channel cross-talk and less power variation compared to known techniques.
본 발명에 의해 제공되는 하나의 장점은 디바이스가 공지된 디바이스과 비교하여 더욱 컴팩트하다는 것이다.One advantage provided by the present invention is that the device is more compact compared to known devices.
본 발명의 다른 장점은 본 발명의 광 디바이스가 상대적으로 저렴하게 제조될 수 있다는 것이다.Another advantage of the present invention is that the optical device of the present invention can be manufactured relatively inexpensively.
이하, 본 발명은 바람직한 실시예 및 첨부 도면을 참조하여 더 상세히 설명될 것이다.The invention will now be described in more detail with reference to the preferred embodiments and the accompanying drawings.
도 1은 본 발명에 따른 광 파장 선택 디바이스의 실시예를 도시한다. 광 파장 선택 디바이스는 브래그-격자(50) 및 MMI-도파관을 포함한다. 브래그-격자(50)는 그 중심선이 MMI-도파관의 중심선과 일치하도록 MMI-도파관에 배치될 수 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, 브래그-격자는 MMI-도파관의 단측(short side)으로부터 L/2+Lphc의 거리에 또한 배치될 수 있으며, 여기서 Lphc는 MMI-도파관의 중심으로부터의 변위를 나타낸다. Lphc는 양수이거나 또는 음수일 수 있다. 브래그-격자는 디바이스의 기능을 악화시킬 수 있는 모드-종속 위상 시프트를 보정하기 위해 MMI-도파관의 중심으로부터 오프셋된다. 브래그-격자는 LBg로 표시된 소정의 폭을 갖는다. MMI-도파관은 도 1에 L로 표시된 소정의 길이를 갖는다.1 shows an embodiment of an optical wavelength selection device according to the invention. The optical wavelength selection device includes a Bragg-lattice 50 and an MMI waveguide. The Bragg-lattice 50 may be disposed in the MMI waveguide such that its centerline coincides with the centerline of the MMI waveguide. As shown in FIG. 1, the Bragg-lattice can also be placed at a distance of L / 2 + Lphc from the short side of the MMI waveguide, where Lphc represents the displacement from the center of the MMI waveguide. Lphc may be positive or negative. The Bragg-lattice is offset from the center of the MMI-waveguide to correct for mode-dependent phase shifts that may worsen the device's functionality. Bragg-lattices have a predetermined width, denoted LBg. The MMI waveguide has a predetermined length, indicated by L in FIG. 1.
소위 액세스 도파관(1, 2, 3, 4)은 MMI-도파관의 단측에 설치될 수 있다. 도 1의 실시예는 4개의 액세스 도파관, 즉 각각의 단측에 2개의 도파관을 포함한다. 액세스 도파관의 수는 광 파장 선택 디바이스의 예정된 사용에 의존하여 실시예에 따라 변화될 수 있다. 액세스 도파관의 중심선(10, 20, 30, 40)은 도면에 도시되어 있다. MMI-도파관의 장측(long side)으로부터 액세스 도파관(1)의 중심선(10)까지의 거리는 도 1에 a로 표시된다. 상기 MMI-도파관의 동일한 장측으로부터 액세스 도파관(2)의 중심선(20)까지의 거리는 도 1에 b로 표시된다. 마찬가지로, 상기 MMI-도파관의 장측으로부터 나머지 액세스 도파관(3, 4) 까지의 거리는 각각 c와 d로 표시된다. a와 c는 거리가 같고, 또한 b와 d도 거리가 같다. 거리 a, b, c 및 d는 MMI-도파관의 유효 폭(We), 이미지의 수 및 상기 MMI-도파관의 형태에 따라 결정된다. 다른 MMI-도파관에 대해 충분한 이론은 피에르 에이 베쎄 등의 논문(Pierre A. Besse et al, entitled Optical Bandwidth and Fabrication Tolerances of Multimode Interference Couplers, J. Lightwave Technology, Vol. 12(4), pp.1004∼1009, 1994)에 기재되어 있다.So-called access waveguides 1, 2, 3, and 4 can be installed on one side of the MMI waveguide. 1 includes four access waveguides, ie two waveguides on each short side. The number of access waveguides may vary depending on the embodiment depending on the intended use of the optical wavelength selection device. Centerlines 10, 20, 30, 40 of the access waveguide are shown in the figure. The distance from the long side of the MMI waveguide to the centerline 10 of the access waveguide 1 is indicated by a in FIG. 1. The distance from the same long side of the MMI waveguide to the centerline 20 of the access waveguide 2 is indicated by b in FIG. 1. Similarly, the distance from the long side of the MMI waveguide to the remaining access waveguides 3 and 4 is denoted by c and d, respectively. a and c have the same distance, and b and d have the same distance. The distances a, b, c and d depend on the effective width We of the MMI waveguide, the number of images and the shape of the MMI waveguide. Full theory on other MMI-waveguides can be found in Pierre A. Besse et al, entitled Optical Bandwidth and Fabrication Tolerances of Multimode Interference Couplers, J. Lightwave Technology, Vol. 12 (4), pp. 1004- 1009, 1994).
MMI-도파관의 유효 폭(We)은 파장(λ), MMI-도파관에서의 굴절률 스텝, MMI-도파관의 물리적 폭 및 빛의 편광에 따라 결정된다. MMI-도파관의 길이는 상기 도파관의 유효 폭(We) 및 소망되는 전력에 따라 결정된다.The effective width We of the MMI waveguide is determined by the wavelength lambda, the refractive index step in the MMI waveguide, the physical width of the MMI waveguide and the polarization of the light. The length of the MMI waveguide is determined by the effective width We of the waveguide and the desired power.
도 1의 실시예에서, 액세스 도파관은 자유단보다 MMI-도파관의 접속부에서 더 넓다. 이러한 구조체는 통상 테이퍼 구조체(tapered structure)라 칭한다. 이러한 구조체의 효과는 일직선 액세스 도파관과 비교하여 광 필드를 변화시킨다는 것이다. 이것은 액세스 도파관의 에러 정정에 있어서 더 큰 에러 공차로 나타난다. 또한, 이러한 효과는 브래그-격자가 반사된 채널에 모드-종속 위상 시프트를 제공하기 때문에 유리한 낮은 차수의 모드에서 대부분 나타난다.In the embodiment of Figure 1, the access waveguide is wider at the connection of the MMI waveguide than at the free end. Such structures are commonly referred to as tapered structures. The effect of this structure is to change the light field compared to straight access waveguides. This results in greater error tolerances in error correction of access waveguides. In addition, this effect appears mostly in low order modes, which is advantageous because the Bragg-lattice provides a mode-dependent phase shift in the reflected channel.
도시된 광 파장 선택 디바이스는 또한 위상 제어 요소를 포함할 수 있다. 이러한 위상 제어 요소는 상이한 다수의 방법 중 어느 한 방법으로 배치될 수 있다. 위상 제어 요소를 설치하는 다수의 방법은 본 발명의 상세한 설명에서 다루었고, 당업자에게 공지되어 있으므로, 이 명세서에서는 더이상 상세히 설명되지 않을 것이다.The illustrated light wavelength selection device can also include a phase control element. Such phase control elements may be arranged in any of a number of different ways. Numerous methods of installing the phase control element have been addressed in the detailed description of the invention and are known to those skilled in the art and will not be described in further detail herein.
도 2는 본 발명에 따른 광 파장 선택 디바이스의 다른 실시예를 도시한다. 상술한 실시예에서와 같이, 도 2의 실시예는 브래그-격자(50) 및 MMI-도파관을 포함한다. 브래그-격자의 폭은 LBg로 표시된다. MMI-도파관은 상술한 실시예와 마찬가지로 L로 표시된다. 이 실시예와 제 1 실시예의 차이는 MMI-도파관의 형태에 있다. 도파관은 액세스 도파관(1, 2, 3 및 4)과 마찬가지로 테이퍼링 되어 있다. MMI-도파관의 장측은 MMI-도파관의 길이 방향으로 브래그-격자 주위의 양 측에서 짧은 거리에 대해 상호 평행하고, MMI-도파관의 길이 방향으로 가상 중심선에 직교한다. 브래그-격자에 바로 인접한 MMI-도파관의 폭은 W2로 표시된다. MMI-도파관의 단측의 폭은 W1로 표시되며, 여기서 W1은 W2보다 작다.2 shows another embodiment of an optical wavelength selection device according to the invention. As in the embodiment described above, the embodiment of FIG. 2 includes a Bragg-lattice 50 and an MMI waveguide. The width of the Bragg-lattice is represented by LBg. The MMI waveguide is denoted by L as in the above-described embodiment. The difference between this embodiment and the first embodiment is in the form of an MMI waveguide. The waveguide is tapered like the access waveguides 1, 2, 3 and 4. The long side of the MMI waveguide is parallel to each other for a short distance on both sides around the Bragg-lattice in the longitudinal direction of the MMI waveguide, and orthogonal to the virtual centerline in the longitudinal direction of the MMI waveguide. The width of the MMI waveguide immediately adjacent to the Bragg-lattice is denoted by W2. The width of the short side of the MMI waveguide is represented by W1, where W1 is less than W2.
도 2로부터 명백한 바와 같이, MMI-도파관은 길이 L3을 갖는 최종 부분을 포함한다. 다른 실시예에서, 길이 L3은 제로일 수 있다. 이 구조체는 MMI-도파관의 폭 W1과 W2 사이에서 테이퍼링 되어 있다. 테이퍼 구조체는 직선 형상, 포물선 형상 또는 일부 다른 형상일 수 있다. 도시된 경우에 있어서, 테이퍼 구조체의 목적은 전파 모드들 사이의 차이를 감소시키고 격자에서 반사된 모드의 유효 침투 깊이의 차이를 감소시키는 것이다.As evident from FIG. 2, the MMI waveguide comprises a final portion having a length L3. In other embodiments, the length L3 may be zero. This structure is tapered between the widths W1 and W2 of the MMI waveguide. The tapered structure may be straight, parabolic or some other shape. In the case shown, the purpose of the tapered structure is to reduce the difference between the propagation modes and to reduce the difference in the effective penetration depth of the mode reflected at the grating.
액세스 도파관(1, 2, 3 및 4)은 MMI-도파관의 단측에 배치된다. 도 2의 실시예에서, 2개의 액세스 도파관은 각각의 단측에 배치된다. 각 액세스 도파관(1, 2, 3 및 4)의 중심선(10, 20, 30 및 40)은 이전 실시예의 도면에서와 같이 도면에 도시되어 있다. 상기 단측의 일 단부로부터 액세스 도파관(1)의 중심선(10)까지의 거리는 a로 표시된다. 상기 단측의 동일한 일 단부로부터 액세스 도파관(2)의 중심선(20) 까지의 거리는 b로 표시된다. 마찬가지로, 다른 단측에서 나머지 액세스 도파관의 거리는 c와 d로 표시된다. a와 c는 거리가 같고, b와 d도 거리가 같다. 이전 실시예를 참조하여 설명된 바와 같이, 브래그-격자는 MMI-도파관의 중심에 배치될 수 있거나 또는 상기 중심으로부터 약간 오프셋될 수 있다. 브래그-격자는 이전 실시예를 참조하여 설명된 바와 같이 동일한 이유로, 다시 말하면 어떤 모드-종속 위상 시프트를 보정하기 위해 도파관의 중심으로부터 오프셋된다.The access waveguides 1, 2, 3 and 4 are arranged on the short side of the MMI waveguide. In the embodiment of Figure 2, two access waveguides are disposed on each short side. Centerlines 10, 20, 30 and 40 of each access waveguide 1, 2, 3 and 4 are shown in the drawing as in the drawing of the previous embodiment. The distance from one end of the short side to the centerline 10 of the access waveguide 1 is indicated by a. The distance from the same one end of the short side to the centerline 20 of the access waveguide 2 is indicated by b. Likewise, the distance of the remaining access waveguides on the other end is denoted by c and d. a and c have the same distance, and b and d have the same distance. As described with reference to the previous embodiment, the Bragg-lattice may be disposed in the center of the MMI waveguide or slightly offset from the center. The Bragg-lattice is offset from the center of the waveguide for the same reason as described with reference to the previous embodiment, that is to say to correct any mode-dependent phase shift.
도 3은 본 발명에 따른 광 파장 선택 디바이스의 또 다른 실시예를 도시한다. 이 실시예 및 도 2의 실시예 사이에서 유일한 차이는 광 경로 길이가 다수의 액세스 도파관에 있다는 것이다. 도 3의 실시예에서, 광 경로 길이는 MMI-도파관의 외부 투사 부분에 액세스 도파관을 설치함으로써 액세스 도파관(2 및 3)에 대해 연장되어 있다. 이러한 외부 투사 부분의 폭은 도 3에서 각각 e와 f로 표시된다. 거리 e와 f는 소망하는 결과에 따라 같을 수 있거나 또는 상이할 수 있다. 물론, 광 경로 길이를 변화시키는 MMI-도파관 상의 어떤 형태의 수단에 액세스 도파관 중 어느 것을, 즉 1 또는 그 이상의 상기 도파관을 배치하는 것이 가능하다. 제공된 액세스 도파관의 광 경로 길이를 변화시키는 목적은 모드-종속 위상 시프트를 보정하기 위한 것이다. MMI-도파관의 길이 L이 크로스-모드(cross-mode)에 대응한다면, MMI-도파관의 길이를 2L로 증가시킴으로써 바-모드(bar-mode)를 얻는 것이 가능하다. 상기 용어가 나타내는 바와 같이, 크로스-모드는 신호가 출력되는 액세스 도파관에 대해 측면으로 오프셋되는 MMI-도파관의 타 측에서 액세스 도파관에 초점이 맞추어지도록 MMI-도파관의 일측으로 들어오는 하나 이상의 파장 채널이 MMI-도파관을 통해 전송되는 모드를 의미한다. 크로스-모드의 일예는 파장 채널이 액세스 도파관(10)으로부터 전송되고 액세스 도파관(40)에 초점이 맞춰진 경우이다. 바-모드는 파장 채널이 MMI-도파관의 일측에서 액세스 도파관으로부터 전송되고 상기 MMI-도파관의 타 측에 배치된 대응하는 액세스 도파관에 초점이 맞추어지는 것을 의미한다. 바-모드의 일예는 파장 채널이 액세스 도파관(10)으로부터 전송되고 액세스 도파관(30)에 초점이 맞추어지는 경우이다.3 shows another embodiment of an optical wavelength selection device according to the invention. The only difference between this embodiment and the embodiment of FIG. 2 is that the optical path length is in multiple access waveguides. In the embodiment of FIG. 3, the optical path length is extended relative to the access waveguides 2 and 3 by installing the access waveguide in the external projection portion of the MMI waveguide. The width of this external projection portion is denoted by e and f in FIG. 3, respectively. The distances e and f may be the same or different depending on the desired result. Of course, it is possible to place any of the access waveguides, i. The purpose of changing the optical path length of a given access waveguide is to correct for mode-dependent phase shift. If the length L of the MMI waveguide corresponds to the cross-mode, it is possible to obtain a bar-mode by increasing the length of the MMI waveguide to 2L. As the term suggests, cross-mode is an MMI in which one or more wavelength channels are introduced into one side of the MMI waveguide such that the other side of the MMI waveguide is laterally offset to the access waveguide from which the signal is output. -Means the mode transmitted through the waveguide. One example of a cross-mode is when a wavelength channel is transmitted from the access waveguide 10 and focused on the access waveguide 40. Bar-mode means that the wavelength channel is transmitted from the access waveguide on one side of the MMI waveguide and focused on a corresponding access waveguide disposed on the other side of the MMI waveguide. One example of the bar-mode is when a wavelength channel is transmitted from the access waveguide 10 and focused on the access waveguide 30.
도 4는 본 발명에 따른 광 파장 선택 디바이스의 또 다른 실시예를 도시한다. 이러한 실시예에서, 2개의 MMI-도파관이 차례로 배치된다. 상기 MMI-도파관은 도파관에 의해 또는 광섬유에 의해 서로 결합된다. 각각의 MMI-도파관 구조체는 서로 결합된 단부를 제외하고 도 2에 도시된 구조체와 본질적으로 유사하다. 도 4로부터, 상기 단부는 하나의 액세스 도파관만을 포함한다. 또한, 각 단측의 부분 p, q는 액세스 도파관의 중심선과 직교하지 않게 놓여 있다. 이러한 이유는 MMI-도파관에서 불필요한 빛이 구조체의 상기 부분에서 굴절되어 없어지도록 하기 위한 것이다. 연속 배치된 2개의 MMI-도파관의 캐스케이드(cascade)는 크로스-토크를 감소시키는 효과를 갖는다. 또한, 본 발명의 상세한 설명에 언급된 종류의 위상 제어 요소를 이 실시예에 포함하는 것이 가능하다. 액세스 도파관이 일 측에 2개, 반대편인 타 측에 2개인 것이 바람직하지만, 필요한 수의 액세스 도파관이 2개의 MMI-도파관에 배치될 수 있다. 도면으로부터 명백하듯이, 브래그-격자는 MMI-도파관의 중심선으로부터 오프셋될 수 있거나, 또는 상기 도파관의 중심에 배치될 수 있다.4 shows another embodiment of an optical wavelength selection device according to the invention. In this embodiment, two MMI waveguides are arranged in sequence. The MMI waveguides are coupled to each other by a waveguide or by an optical fiber. Each MMI-waveguide structure is essentially similar to the structure shown in FIG. 2 except for ends joined to each other. From FIG. 4, the end includes only one access waveguide. Further, the portions p and q on each short side lie not perpendicular to the center line of the access waveguide. This is to ensure that unnecessary light in the MMI waveguide is refracted at this portion of the structure and disappears. The cascade of two MMI waveguides arranged in series has the effect of reducing cross-talk. It is also possible to include in this embodiment a phase control element of the kind mentioned in the detailed description of the invention. It is preferred that there are two access waveguides on one side and two on the other side, but the required number of access waveguides may be disposed in two MMI waveguides. As is apparent from the figure, the Bragg-lattice may be offset from the centerline of the MMI waveguide, or may be disposed in the center of the waveguide.
도 5는 2개의 MMI-도파관이 직접 결합된 본 발명에 따른 광 파장 선택 디바이스의 또 다른 실시예를 도시한다.5 shows another embodiment of an optical wavelength selection device according to the invention in which two MMI waveguides are directly coupled.
도 5에 도시된 바와 같이, 이 실시예의 MMI-도파관은 액세스 도파관이 배치된 측에만 테이퍼링 되어 있다. MMI-도파관의 각 장측은 2개의 브래그 격자 사이에서 서로 평행하다. 한쪽 MMI-도파관의 중심선은 다른 쪽 MMI-도파관의 중심선에 대해 평행하게 측면으로 오프셋된다. MMI-도파관에서 불필요한 광 반사를 제거하기 위해, 부분 p와 q는 각 MMI-도파관에 관해 경사져 있으며, 상기 부분은 말하자면 상기 중심선의 측면으로 평행한 변위에 남게 된다. 또한, 이러한 실시예는 본 발명의 상세한 설명에 언급된 종류의 위상 제어 디바이스를 포함할 수 있다. 요구되는 수의 액세스 도파관이 각 MMI-도파관의 자유단에 배치될 수 있으며, 이러한 수의 실제 한도는 MMI-도파관의 크기에 의해 결정된다.As shown in Fig. 5, the MMI waveguide of this embodiment is tapered only on the side where the access waveguide is disposed. Each long side of the MMI waveguide is parallel to each other between two Bragg gratings. The centerline of one MMI waveguide is offset laterally parallel to the centerline of the other MMI waveguide. In order to eliminate unnecessary light reflections in the MMI waveguide, portions p and q are inclined with respect to each MMI waveguide, and the portions remain in parallel displacement to the side of the centerline, as it were. Such an embodiment may also include a phase control device of the kind mentioned in the detailed description of the invention. The required number of access waveguides can be placed at the free end of each MMI waveguide, and the actual limit of this number is determined by the size of the MMI waveguide.
상술한 외부 투사 부분에 액세스 도파관을 배치하는 다른 방법으로서, MMI-도파관의 굴절률은 적당한 액세스 도파관과 관련하여 변화될 수 있는 한편 동일한 효과를 달성할 수 있으며, 즉 모드-종속 위상 시프트를 보정하기 위해 MMI-도파관 내의 광 경로길이를 변화시킬 수 있다. 이러한 방법은 도 6에 도시되어 있다. 이러한 실시예에서, MMI-도파관의 굴절률은 각 액세스 도파관의 중심선과 일치하는 직사각형의 길이 방향 중심선을 갖는 한 쌍의 액세스 도파관에 바로 인접한 직사각형 영역(60)에서 증가된다. 굴절률의 이러한 변화는 예컨대 UV 기록을 사용하여 존재하는 재료를 MMI-도파관에서 변환시킴으로서 달성될 수 있다. 상기 굴절률 변화의 형태와 크기는 이러한 효과를 달성하는데 결정적이다.As another method of arranging the access waveguide in the external projection portion described above, the refractive index of the MMI waveguide can be varied with respect to a suitable access waveguide while achieving the same effect, i.e. to correct for mode-dependent phase shifting. It is possible to vary the optical path length in the MMI waveguide. This method is illustrated in FIG. 6. In this embodiment, the refractive index of the MMI waveguide is increased in the rectangular region 60 immediately adjacent to the pair of access waveguides having a rectangular longitudinal centerline that coincides with the centerline of each access waveguide. This change in refractive index can be achieved by converting the material present in the MMI-waveguide, for example using UV recording. The shape and size of the refractive index change is critical to achieving this effect.
본 발명의 디바이스는 석영(SiO2), 중합체 재료, 일종의 반도체계 또는 니오브산 리튬(lithiumniobate: LiNbO3)과 같은 재료로부터 적절히 제조될 수 있으나, 석영이 사용되는 것이 바람직하다.The device of the present invention may be suitably made from a material such as quartz (SiO 2 ), a polymeric material, a kind of semiconductor-based or lithium niobate (LiNbO 3 ), but quartz is preferably used.
본 발명은 상술한 그리고 도시된 전형적인 실시예에 제한되지 않고 그 수정은 다음의 청구범위내에서 이루어질 수 있는 것으로 이해되어야 한다.It is to be understood that the invention is not limited to the exemplary embodiments described and illustrated above, and that modifications can be made within the following claims.
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