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WO2018169289A9 - Optical fiber laser generation apparatus - Google Patents

Optical fiber laser generation apparatus Download PDF

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WO2018169289A9
WO2018169289A9 PCT/KR2018/002950 KR2018002950W WO2018169289A9 WO 2018169289 A9 WO2018169289 A9 WO 2018169289A9 KR 2018002950 W KR2018002950 W KR 2018002950W WO 2018169289 A9 WO2018169289 A9 WO 2018169289A9
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high density
density wavelength
wavelength multiplexer
optical fiber
wavelengths
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PCT/KR2018/002950
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Korean (ko)
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김병윤
이은주
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Korea Advanced Institute of Science and Technology KAIST
Original Assignee
Korea Advanced Institute of Science and Technology KAIST
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    • H01S3/1603Solid materials characterised by an active (lasing) ion rare earth
    • H01S3/1608Solid materials characterised by an active (lasing) ion rare earth erbium

Definitions

  • the present invention relates to an optical fiber laser generator, and more particularly, to an active mode locked optical fiber laser generator in which the wavelength changes discontinuously.
  • the Fourier domain mode locked laser solves the buildup type problem by synchronizing the tunable period with the resonant period.
  • a high tunable rate of several Mhz is achieved by buffering outside the resonator and using an additional fiber amplifier.
  • Another method of increasing the variable speed of the wavelength is to perform active mode locking in a resonator with a very high dispersion.
  • the active mode locking method linearly changes the frequency of the voltage signal applied to the amplitude modulator, thereby modulating the oscillation wavelength. It also changes the wavelength at high speed without a dynamic filter.
  • the instantaneous spectral line width and the variable wavelength range of the laser are inversely proportional to each other, which limits the performance when the laser is used in an optical coherence tomography (OCT).
  • OCT optical coherence tomography
  • a wavelength step-variable laser is implemented using long fiber and harmonic mode locking.
  • This method shows that the depth range of the tomography apparatus can be sufficiently extended without using a bandwidth higher than that of the existing data sensing / acquisition system.
  • the method also ensures linearity of wavelength step changes, eliminating the need for data interpolation before Fourier transforms.
  • the present invention provides an apparatus for generating a laser having a step change of wavelength at a high speed by using a commercial optical communication element in a short resonator.
  • the amplitude modulator the amplitude modulator; A first high density wavelength multiplexer pair connected to the amplitude modulator for receiving a pulse including a plurality of wavelengths and separating and outputting the plurality of wavelengths; An optical fiber amplifier connected to the first high density wavelength multiplexer pair; And a second high density wavelength multiplexer pair connected to the optical fiber amplifier and receiving the separated plurality of wavelengths and combining the plurality of wavelengths into one pulse. It includes.
  • a first output combiner disposed between the first high density wavelength multiplexer pair and the optical fiber amplifier.
  • the optical fiber amplifier includes an erbium-doped optical fiber and a laser diode.
  • a polarization regulator disposed between the second high density wavelength multiplexer pair and the second output coupler.
  • An interval between pulses output by the first high density wavelength multiplexer pair is greater than a width of the pulses.
  • the first high density wavelength multiplexer pair includes an optical fiber having a plurality of different lengths connected between the first high density wavelength multiplexer, the second high density wavelength multiplexer, and the first high density wavelength multiplexer and the second high density wavelength multiplexer.
  • the first high density wavelength multiplexer pair receives a pulse including the plurality of wavelengths and distributes the pulse to the optical fiber.
  • the optical fiber is disposed lengthwise between two high density wavelength multiplexers.
  • the order of the output wavelength is inversely proportional to the length of the optical fiber.
  • the second high density wavelength multiplexer pair includes a first high density wavelength multiplexer, a second high density wavelength multiplexer, and a plurality of different lengths of optical fibers connected between the first high density wavelength multiplexer and the second high density wavelength multiplexer.
  • the second high density wavelength multiplexer pair receives the plurality of separated wavelengths and combines the plurality of wavelengths into one pulse using the optical fiber.
  • the optical fiber is disposed lengthwise between two high density wavelength multiplexers.
  • the length of the optical fiber is inversely proportional to the order of the plurality of separated wavelengths.
  • the laser generating apparatus may generate a laser having a step change of wavelength at high speed by using a commercial optical communication device in a short resonator.
  • FIGS. 1A to 1C are diagrams schematically illustrating an apparatus for generating a step wavelength tunable laser according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a view showing a step wavelength tunable laser generating apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG 3 is a view showing the operation of the amplitude modulator of the laser generating apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • 4 is a diagram illustrating characteristics of a mode-locked single wavelength laser for each channel.
  • FIG. 5 shows the optical spectrum, pulse waveform and radio frequency spectrum of each of the mode locked pulses when a modulation frequency of 3.12134 Mhz is used.
  • FIG. 6 is a diagram showing an oscilloscope waveform of a wavelength when three wavelengths are simultaneously locked in mode.
  • FIG. 7 is a diagram showing an optical spectrum and a pulse waveform when three wavelength channels oscillate simultaneously.
  • FIG. 8 is a diagram illustrating a noise spectrum in three channels.
  • spatially relative terms below “, “ beneath “, “ lower”, “ above “, “ upper” It may be used to easily describe the correlation of a device or components with other devices or components. Spatially relative terms are to be understood as including terms in different directions of the device in use or operation in addition to the directions shown in the figures. For example, when flipping a device shown in the figure, a device described as “below” or “beneath” of another device may be placed “above” of another device. Thus, the exemplary term “below” can encompass both an orientation of above and below. The device can also be oriented in other directions, so that spatially relative terms can be interpreted according to orientation.
  • FIGS. 1A to 1C are diagrams schematically illustrating an apparatus for generating a step wavelength tunable laser according to an embodiment of the present invention.
  • the step wavelength tunable laser generator 100 may include an optical fiber amplifier 110, first and second high density wavelength multiplexers (DWDMs) 101 and 103, an amplitude modulator 120, and a first modulator 120. And a first and second output combiner (OC) 105, 106.
  • DWDMs high density wavelength multiplexers
  • OC output combiner
  • the first high density wavelength multiplexer pair 101 is connected to the first output combiner 105, and the first output combiner 105 is connected to the optical fiber amplifier 110.
  • the optical fiber amplifier 110 is connected to the second high density wavelength multiplexer pair 103, and the second high density wavelength multiplexer pair 103 is connected to the second output combiner 106.
  • the second output coupler 106 is also connected to the amplitude modulator 120.
  • the first high density wavelength multiplexer 101 includes N channels and selects a laser wavelength.
  • the first high density wavelength multiplexer 101 distributes different laser wavelengths into N different length optical fibers.
  • the second high density wavelength multiplexer 103 combines the dispersed N wavelengths into one optical fiber.
  • One pulse is input to the first high density wavelength multiplexer 101, and the pulse including the plurality of wavelengths passes through the first high density wavelength multiplexer 101 and becomes N pulses that are completely separated. At this time, the optical time delay between adjacent pulses having different wavelengths in the first high density wavelength multiplexer 101 is longer than the width of the pulse.
  • Pulses having different wavelengths passing through the first high density wavelength multiplexer 101 pass through the optical fiber amplifier 110 at different times and gain is amplified.
  • the gain recovery time of the optical fiber amplifier 110 is shorter than the interval between pulses, gain competition between adjacent pulse components having different wavelengths may be avoided.
  • the second high density wavelength multiplexer 103 receives the pulses output from the optical fiber amplifier 110 to accurately compensate for the optical delay difference generated in the first high density wavelength multiplexer 101 and to make the resonator lengths of all the wavelength components equal. do.
  • the signals output from the first output combiner 105 are pulses having a step change in wavelength, and the signals output from the second output combiner 106 are single pulses mixed with different wavelengths.
  • the frequency of the signal applied to the amplitude modulator 120 coincides with the resonant frequency so that the output pulses are mode locked.
  • Mode lock is a resonant frequency determined by the length of the laser generating device, which means that the phase between these frequencies is kept constant to generate periodic pulse output.
  • the amplitude modulator 120 may be a lithium-niobate amplitude modulator.
  • the step wavelength tunable laser generator 100 is annular and can be active mode locked at a fundamental frequency (6 Mhz). Active mode locking means forcibly mode locking from the outside using an active device.
  • the first and second high density wavelength multiplexers 101 and 103 simultaneously serve as static filters for selecting the oscillation wavelength and as optical delay elements for temporally separating and combining pulses having different center wavelengths. .
  • 1B is a view showing the operation of the first high density wavelength multiplexer 101 of the laser generating apparatus according to the embodiment of the present invention.
  • the first high density wavelength multiplexer 101 receives a single pulse including N wavelengths.
  • the first high density wavelength multiplexer 101 includes N different lengths of optical fibers.
  • a single pulse including a plurality of wavelengths is divided into N pulses having N different lengths of wavelengths, and the separated N pulses are applied to N optical fibers of different lengths, respectively.
  • the pulse applied to the optical fiber has a different time depending on the length of the optical fiber. That is, pulses applied to the shortest optical fiber are separated first and pulses applied to the longest optical fiber are separated last.
  • N pulses applied to N different lengths of optical fibers are again applied to one optical fiber. At this time, N pulses have an optical time delay longer than the width of the pulse.
  • 1C is a view showing the operation of the second high density wavelength multiplexer 103 of the laser generating apparatus according to the embodiment of the present invention.
  • the second high density wavelength multiplexer 103 includes N different lengths of optical fibers.
  • the second high density wavelength multiplexer 103 receives N pulses having wavelengths of different lengths.
  • N pulses have an optical time delay longer than the width of the pulse and are applied to N different lengths of optical fibers, respectively.
  • Pulses applied to the optical fiber are delayed at different times according to the optical fiber length.
  • the pulse applied first is applied to the longest optical fiber and the pulse applied last is applied to the shortest optical fiber.
  • N pulses applied to N different lengths of optical fibers are again applied to one optical fiber and combined into a single pulse.
  • FIG. 2 is a view showing a step wavelength tunable laser generating apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • the step-wavelength laser generator includes a fiber amplifier, first and second high density wavelength multiplexer pairs 101 and 103, a polarization controller (PC) 107, and first and second outputs. Couplers 105, 106, isolators 108, and intensity modulator (IM) 120.
  • PC polarization controller
  • IM intensity modulator
  • the first high density wavelength multiplexer pair 101 is connected with a first output combiner 105, the first output combiner 105 is connected with an isolator 108, and the isolator 108 is connected with an optical fiber amplifier.
  • the optical fiber amplifier is connected with the second high density wavelength multiplexer 103 pair, the second high density wavelength multiplexer 103 pair is connected with the polarization regulator 107 and the polarization regulator 107 is connected with the second output combiner 106.
  • a second output coupler 106 is coupled with the amplitude modulator 120.
  • the first high density wavelength multiplexer pair 101 includes four optical fibers each having a different length and connected between the first high density wavelength multiplexer, the second high density wavelength multiplexer, and the first and second high density wavelength multiplexers, respectively. .
  • the four optical fibers also have the same number between the first high density wavelength multiplexer and the second high density wavelength multiplexer.
  • the second high density wavelength multiplexer pair 103 includes four optical fibers each having a different length and connected between the first high density wavelength multiplexer, the second high density wavelength multiplexer, and the first and second high density wavelength multiplexers, respectively. .
  • the four optical fibers also have the same number between the first high density wavelength multiplexer and the second high density wavelength multiplexer.
  • the length of the optical fiber becomes longer.
  • the length of the optical fiber becomes shorter.
  • the optical fibers having the same number of the first high density wavelength multiplexer pair 101 and the second high density wavelength multiplexer pair 103 have a corresponding relationship.
  • the wavelength applied to the first optical fiber shared by the first high density wavelength multiplexer pair 101 and the second high density wavelength multiplexer pair 101 is the first of the second high density wavelength multiplexer pair 103. It is applied to the first optical fiber shared by the high density wavelength multiplexer and the second high density wavelength multiplexer. Therefore, one pulse including a plurality of wavelengths passes through the first high density wavelength multiplexer pair 101 and is separated into a plurality of pulses, and passes through the second high density wavelength multiplexer pair 103 and is combined into one pulse.
  • the isolator 108 allows the signal output from the first high density wavelength multiplexer 101 to proceed in only one direction.
  • the optical fiber amplifier includes an erbium doped fiber (EDF) 112 and a laser diode 111 (LD) 111.
  • EDF erbium doped fiber
  • LD laser diode 111
  • the erbium-doped optical fiber 112 is combined with a laser diode 111 having a length of 3 m and a wavelength of 980 nm, and pumped by the laser diode 111.
  • the optical fiber amplifier 110 may be an optical fiber amplifier having fast gain recovery characteristics such as a semiconductor optical amplifier (SOA).
  • SOA semiconductor optical amplifier
  • erbium-doped fiber lasers has effects such as gain competition and relaxation vibrations.
  • Each of the first and second high density wavelength multiplexers 101, 103 pairs comprises two commercially available high density wavelength multiplexers.
  • the high density wavelength multiplexer has four channels spaced at 100 GHz.
  • the central wavelength of each of the four channels is 1554.13 nm, 1554.94 nm, 1555.75 nm, 1556.56 nm.
  • the 3-dB transmission bandwidth in each channel is about 0.11 nm.
  • the total length of the laser generating apparatus is about 31m including the length of the erbium-doped optical fiber, which corresponds to the resonance frequency of the laser of 6.3Mhz and the laser generator round trip time of 160ns.
  • the time delay difference between channel 1 and channel 2 in the first high density wavelength multiplexer pair 101 is about 18.0 ns, and about 14.8 ns between channel 2 and channel 3.
  • the optical fiber spacing between adjacent channels of the first high density wavelength multiplexer pair 101 may be about 3m to 4m.
  • the second high density wavelength multiplexer pair 103 is adjusted within a range of 50 ps to compensate for the interchannel time delay caused by the first high density wavelength multiplexer pair 101.
  • the inter-channel time delay difference in the first high density wavelength multiplexer 101 may be set longer than 1.9 ns, which is a theoretically predicted pulse width by the Kuizenga-Siegman formula.
  • the amplitude modulator 120 includes a function generator 122 and a power supply 123.
  • the function generator 122 supplies a square wave voltage signal modulated by the amplitude modulator 120.
  • the power supply 123 supplies power for driving the amplitude modulator 120.
  • Pulses of different center wavelengths are separated through the optical fiber amplifier 110 including the erbium-doped optical fiber, and the time delay interval between the pulses may be longer than the gain recovery time of the amplifier.
  • Lithium niobate magenent-type amplitude modulators can be used for active mode locking of the laser. Since the amplitude modulator operates at a single polarization, the polarization regulator 107 is used to maximize the transmission of light through the amplitude modulator. Since the loss of the laser generating apparatus 100 depends on the polarization, all wavelengths should be the same polarization. Polarization control is achieved by changing the birefringence of the optical fiber.
  • FIG. 2 a method of optimizing birefringence for each channel of the laser generating apparatus using only one polarization controller 107 is used, but the polarization controller 107 may be connected to all channels of the high density wavelength multiplexer pair.
  • FIG 3 is a view showing the operation of the amplitude modulator of the laser generating apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • the graph 201 at the upper left shows the relationship between voltage and transmittance.
  • Transmittance refers to the ratio of light to input. For example, when the input light is output without loss, the transmittance is 1, and when 50% is output, the transmittance is 0.5.
  • the graph at the bottom left shows the square wave voltage signal applied to the amplitude modulator.
  • the square wave voltage signal has a rise or fall time of about 18 ns and is applied to the modulator with an amplitude of 2.5 V in a 2 T R period. Since T R is equal to the time the laser reciprocates the resonator, the mode lock of the laser occurs.
  • the square wave voltage signal applied to the modulator is a DC biased voltage and is set such that the rising edge and the falling edge round the maximum transmission voltage of the amplitude modulator at the same time interval.
  • the longitudinal mode refers to a resonance frequency determined by the length of the laser generator.
  • the graph in the upper right corner shows that the square wave voltage signal applied to the amplitude modulator is modulated.
  • the square wave voltage signal 203 applied to the amplitude modulator is modulated by the amplitude modulator and has a transmission peak having a period of T R.
  • the background loss of the amplitude modulator is about 4.17 dB and the half width of the transmission waveform 202 may be about 16 ns. This is similar to the rise or fall time of a square wave.
  • the two output couplers 105, 106 may use 5% fiber coupler.
  • 4 is a diagram illustrating characteristics of a mode-locked single wavelength laser for each channel. 2 and 4, the polarization regulator such that the modulation frequency of the square wave input to the modulator is optimized, only one wavelength signal is selected, and the selected signal has the clearest pulse shape in order to realize the best mode lock mode. 107 is adjusted.
  • the laser output signal is observed using an optical spectrum analyzer, a light detector with a bandwidth of 12 GHz, and a digital oscilloscope with a bandwidth of 1 GHz.
  • (a) to (c) show the light spectra when mode locked in channels 1 to 3, respectively.
  • the horizontal axis of the light spectrum graph represents wavelength and the vertical axis represents output.
  • the optimized modulation frequencies for channels 1 to 3 are 3.121790, 3.120890 and 3.120893 MHz, respectively.
  • Graphs 407, 408, and 409 shown inside of (a) to (c) show fitting the spectra near the spectral peaks with Gaussian curves.
  • the center wavelengths of each channel are 1554.25, 1555.00, and 1555.80 nm
  • the 3-dB spectral widths are 0.24 nm, 0.14 nm, and 0.15 nm, respectively.
  • the spectra in (a) to (c) represent the spectra in the time domain calculated by averaging 255 samples.
  • (d) to (f) show the pulse waveforms 404, 405, 406 and the radio frequency spectrum 410, 411, 412 of each channel.
  • the horizontal axis of the frequency spectrum graph represents time and the vertical axis represents intensity in units of V.
  • the black dots represent the data and the red lines represent the approximation of the black dots in a Gaussian form.
  • the average pulse width of each channel is 1.4ns, 1.0ns, and 1.2ns, which is similar to Gaussian form.
  • the average pulse width may be shorter than the pulse width of 1.93 ns, which is calculated assuming sine wave amplitude modulation.
  • amplitude modulation waveform may be more sharp than when sine wave amplitude modulation is assumed.
  • the quality of the mode lock may also be sensitive to polarization control. Each wavelength channel operates properly at each optimized amplitude frequency.
  • the graph at the upper right of (d) to (f) shows the radio frequency spectrum.
  • the radio frequency spectrum represents the radio frequency spectrum of the laser.
  • the peak frequency interval of the radio frequency spectrum corresponds to the frequency of the signal applied to the amplitude modulator. As the frequency increases, the signal strength decreases and the rate of change of the signal to frequency increases. The smaller the value, the shorter the pulse width. This means that the wider the range of the radio frequency spectrum, the better the mode lock.
  • the radio frequency spectrum maintains a flat height up to about 300 MHz, which means that mode lock works well.
  • one modulation frequency should be used that is not optimized for any one channel. Detuning at the optimized modulation frequency results in degraded laser performance.
  • one frequency whose frequency difference is similar in all channels can be selected to analyze the effects of frequency shifting on a single laser wavelength.
  • FIG. 5 shows the optical spectrum 501, 502, 503, pulse waveforms 504, 505, 506 and the radio frequency spectrum 510, 511, 512 of each of the mode locked pulses when a modulation frequency of 3.12134 Mhz is used.
  • the frequency shifts of channels 1 to 3 are 900 Hz, -900 Hz, and -894 Hz, respectively.
  • the frequency output from the amplitude modulator is twice the frequency applied to the amplitude modulator. For example, if the frequency shifted from the optimized modulation frequency is 450 Hz different from the optimized modulation frequency, the output frequency has a difference of 900 Hz from the frequency at which the optimized modulation frequency is applied to the amplitude modulator and output.
  • the spectra of (a) to (c) indicate that only one wavelength is oscillated using the polarization controller 107.
  • the center wavelengths of the spectra of each channel approximated by a Gaussian curve are 1554.20 nm, 1555.05 nm, and 1555.95 nm, respectively, and the 3-dB spectral widths are 0.15 nm, 0.09 nm, and 0.17 nm, respectively.
  • (d) to (f) show the pulse waveforms 504, 505 and 506 and the radio frequency spectrums 510, 511 and 512 of each channel.
  • the horizontal axis of the frequency spectrum graph represents time and the vertical axis represents intensity in units of V.
  • the black dots represent the data and the red lines represent the approximation of the black dots in a Gaussian form.
  • the pulse waveform is a shape slightly deviating from the ideal Gaussian form.
  • the widths of the pulses for the channels 1 to 3 are 1.2, 1.4, and 1.2ns, respectively, which are similar to the widths of the pulses for the channels 1 to 3 of FIGS. 4 (d) to (f).
  • the degradation of mode locked pulses can also be caused by polarization mismatches that occur outside of the optimized modulation frequency or in the process of suppressing other wavelength components with one polarization controller.
  • Graphs 510, 511 and 512 in the upper right of (d) to (f) show the radio frequency spectrum. Comparing the radio frequency spectrum with Figs. 4 (d) to 4 (f) confirms the degraded mode locking performance.
  • FIG. 6 is a diagram showing an oscilloscope waveform of a wavelength when three wavelengths are simultaneously locked in mode.
  • (a) to (b) show oscilloscope waveforms for the outputs of the first output combiner 105 and the second output combiner 106 when the modulation frequency is 3.12134 Mhz.
  • the three pulses that simultaneously passed through the modulator are completely separated while passing through the first high density multiplexer pair 101 and the fiber amplifier 110.
  • the time interval between the three pulses is 18ns between channel 1 and channel 2 and 14.8ns between channel 2 and channel 3.
  • FIG. 7 is a diagram showing an optical spectrum and a pulse waveform when the wavelengths in three channels oscillate simultaneously.
  • (a) shows the light spectrum 701 when the wavelengths in three channels oscillate simultaneously.
  • the horizontal axis in (a) represents the wavelength and the vertical axis represents the output.
  • the center wavelength of each channel of the Gaussian approximated spectrum is 1554.20 nm in channel 1, 1555.05 nm in channel 2, and 1555.95 nm in channel 3, and the corresponding 3 dB spectral widths are 0.04 nm, 0.08 nm, and 0.07 nm, respectively.
  • (b) through (d) show the pulse waveforms 702, 703, 704 and the radio frequency spectrum 705, 706, 707, indicating that each wavelength signal has been filtered after passing through a channel suitable for another external high density wavelength multiplexer. ).
  • the horizontal axis in (b) to (d) represents time and the vertical axis represents intensity in units of V.
  • the red lines in (b) to (d) represent ideal Gaussian waveforms and the black dots represent data.
  • the pulse waveforms 702, 703, 704 and the radio frequency spectrums 705, 706, 707 of (b) to (d) are out of the ideal Gaussian waveform, and when the three wavelengths simultaneously oscillate, Waveform and radio frequency spectrum results may vary.
  • individual polarization controllers 107 can be used for each channel inside the pair of high-density wavelength multiplexers, or a laser-generated device can be manufactured with polarization-maintaining fibers to prevent the pulse and frequency spectra from deviating from the ideal Gaussian waveform. have.
  • FIG. 8 is a diagram illustrating a noise spectrum in three channels.
  • the amplitude and phase noise of each channel are measured using the noise spectrum, and the characteristics of the noise spectrum are analyzed.
  • the first peak of the radio frequency spectrum and the spectrum near the higher harmonic peaks are compared, and for each channel, the spectrum is measured for a single sideband noise, i.e. in the range of 100 Hz to 500 kHz from the peak frequency, and the RMS fluctuations in amplitude and timing. Is expected.
  • the first and 40th radio frequency spectral peaks are used, with frequency offsets below 5 kHz measured at 30 Hz resolution and frequency offsets below 500 kHz with 10 kHz resolution.
  • each graph of FIG. 8 represents frequency offset and the vertical axis represents single sideband noise. The smaller the number, the less noise. That is, -40 means less noise than -60.
  • (a)-(c) indicate when a single wavelength oscillates at an optimized modulation frequency
  • (d)-(f) indicate when a single wavelength oscillates at a shifted frequency.
  • (g)-(i) indicates Shown when three wavelengths oscillate in frequency.
  • the noise peak at the relaxation frequency can be greater when there is a shift in the modulation frequency.
  • the relaxation frequency peaks of channels 1 to 3 are around 50 kHz. Table 1 summarizes the results of measuring RMS amplitude and time fluctuations.
  • Amplitude and timing fluctuations may increase due to gain competition between oscillation wavelengths, and amplitude and timing fluctuations may be solved by using an optical fiber amplifier 110 having fast gain recovery characteristics compared to pulse intervals.
  • Amplitude and timing fluctuations are very sensitive to the state of the polarization controller 107 and it may not be easy to find the conditions of polarization that are optimized at all wavelengths.
  • amplitude and timing fluctuations occur.
  • amplitude and timing fluctuations may occur due to nonlinear polarization rotation that occurs when the peak power of the pulse increases.
  • a laser generating device made of a polarization maintaining optical fiber is preferable.
  • the laser generating apparatus may generate mode locked pulses of three different wavelengths with a repetition rate of 6.24 MHz near the 1555 nm center wavelength.
  • the laser generating device may be a length of 31m.
  • Laser generating apparatus can generate a laser using a commercially available high density wavelength multiplexer pair that can easily implement a larger number of step wavelengths, the laser is a short generator length and relatively narrow Because of its spectral linewidth, it can be used in many applications, including tomography equipment.
  • Laser generating apparatus can greatly improve the operating characteristics of the laser.
  • the laser generating apparatus can simply implement a laser having a step change at a high speed in a short resonator using a commercial optical communication device.

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Abstract

The present invention relates to an optical fiber laser generation apparatus and, in particular, to an active mode-locked optical fiber laser generation apparatus for generating laser light having a discontinuously-changed wavelength.

Description

광섬유 레이저 발생장치Fiber laser generator

본 발명은 광섬유 레이저 발생장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 파장이 불연속적으로 변화하는 능동 모드 잠금된 광섬유 레이저 발생장치에 관한 것이다.The present invention relates to an optical fiber laser generator, and more particularly, to an active mode locked optical fiber laser generator in which the wavelength changes discontinuously.

고속 파장가변 레이저는 광학 간섭 단층촬영(OCT, Optical Coherence Tomography)에 사용되어 많은 관심의 대상이 되고 있다. 파장 가변 레이저의 초기 연구에서는 공진기 내에 음향광학 변조기, 다각형 거울, 패브리 패롯 필터와 같은 동적 가변 필터가 사용되었는데 이러한 방법이 사용되는 경우 삽입된 필터의 파장 가변 속도나 레이저의 빌드업 타임에 의해 파장 가변 속도를 높이는 데 제한이 있다. Fast wavelength tunable lasers have been used for optical coherence tomography (OCT), which has attracted much attention. In the early studies of tunable lasers, dynamic variable filters such as acousto-optic modulators, polygon mirrors, and Fabry parot filters were used in the resonator. There is a limit to speeding up.

퓨리에 도메인 모드 잠금 레이저는 파장 가변 주기를 공진 주기와 동기화시킴으로써 빌드업 타입 문제를 해결하였는데 수 Mhz 속도의 높은 파장 가변 속도는 공진기 외부에 버퍼링을 하고 추가적인 광섬유 증폭기를 사용함으로써 실현된다.The Fourier domain mode locked laser solves the buildup type problem by synchronizing the tunable period with the resonant period. A high tunable rate of several Mhz is achieved by buffering outside the resonator and using an additional fiber amplifier.

파장 가변 속도를 높이는 다른 방법으로 분산이 매우 큰 공진기에서 능동 모드 잠금을 하는 방식이 있으며, 능동 모드 잠금 방식은 진폭 변조기에 인가되는 전압 신호의 주파수를 선형적으로 변화시켜 그에 따라 모드잠금되는 발진 파장도 변화시키므로 동적 필터 없이도 빠른 속도로 파장 가변이 가능하다. 그러나 능동 모드 잠금 방식에서는 레이저의 순간적인 스펙트럼 선폭과 가변되는 파장 범위가 서로 반비례하므로 단층촬영장치(Optical Coherence Tomography, OCT)에 레이저를 활용하고자 할 때는 성능이 제한된다.Another method of increasing the variable speed of the wavelength is to perform active mode locking in a resonator with a very high dispersion. The active mode locking method linearly changes the frequency of the voltage signal applied to the amplitude modulator, thereby modulating the oscillation wavelength. It also changes the wavelength at high speed without a dynamic filter. However, in active mode locking, the instantaneous spectral line width and the variable wavelength range of the laser are inversely proportional to each other, which limits the performance when the laser is used in an optical coherence tomography (OCT).

최근에는 파장이 불연속적으로 스캔되는 레이저가 현재의 데이터 획득 시스템의 대역폭을 극복하고 단층촬영장치가 도달할 수 있는 깊이 범위를 확대하기 위한 대안으로 연구되었는데 이 연구를 토대로 9Mhz의 파장 가변 속도를 갖는 파장 스텝 가변 레이저가 긴 길이의 광섬유와 고조화파 모드 잠금을 이용하여 구현된다. Recently, lasers with discontinuous scanning of wavelengths have been studied as an alternative to overcome the bandwidth of current data acquisition systems and to extend the depth range that a tomography apparatus can reach. A wavelength step-variable laser is implemented using long fiber and harmonic mode locking.

이 방법은 기존의 데이터 감지/획득 시스템의 대역폭보다 높은 것을 사용하지 않더라도 충분히 단층촬영장치의 깊이 범위를 확장할 수 있다는 것을 보여준다. This method shows that the depth range of the tomography apparatus can be sufficiently extended without using a bandwidth higher than that of the existing data sensing / acquisition system.

또한 이 방법은 파장 스텝 변화의 선형성을 보장하므로 퓨리에 변환을 하기 전에 데이터 인터폴레이션을 할 필요가 없다. 그동안 단층촬영장치 이외 다른 분야로의 응용을 위해 파장이 불연속적으로 스텝 변화하는 모드 잠금 레이저를 제작하려는 시도가 있었으나 1nm 미만의 파장 간격으로 세 개 이상의 스텝이 구현된 적은 없었으며 구체적인 발진 특성도 주어진 적이 없었다.The method also ensures linearity of wavelength step changes, eliminating the need for data interpolation before Fourier transforms. There have been attempts to fabricate mode-locked lasers whose wavelengths are discontinuously step-changed for applications other than tomography devices, but no three or more steps have been implemented at wavelength intervals of less than 1 nm and specific oscillation characteristics have been given. Never had.

본 발명은 파장이 고속으로 스텝 변화하는 레이저를 짧은 공진기 내에서 상용 광통신 소자를 이용하여 발생시키는 장치를 제공하기 위한 것이다.The present invention provides an apparatus for generating a laser having a step change of wavelength at a high speed by using a commercial optical communication element in a short resonator.

본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 발생 장치는, 진폭 변조기; 상기 진폭 변조기와 연결되어 복수의 파장을 포함하는 펄스를 입력받아 상기 복수의 파장을 분리하여 출력하는 제 1 고밀도 파장 다중화기쌍; 상기 제 1 고밀도 파장 다중화기쌍과 연결되는 광섬유 증폭기; 및 상기 광섬유 증폭기와 연결되고 상기 분리된 복수의 파장을 입력받아 하나의 펄스로 결합하는 제 2 고밀도 파장 다중화기쌍; 을 포함한다.Laser generating apparatus according to an embodiment of the present invention, the amplitude modulator; A first high density wavelength multiplexer pair connected to the amplitude modulator for receiving a pulse including a plurality of wavelengths and separating and outputting the plurality of wavelengths; An optical fiber amplifier connected to the first high density wavelength multiplexer pair; And a second high density wavelength multiplexer pair connected to the optical fiber amplifier and receiving the separated plurality of wavelengths and combining the plurality of wavelengths into one pulse. It includes.

상기 제 1 고밀도 파장 다중화기쌍과 상기 광섬유 증폭기 사이에 배치되는 제 1 출력 결합기;를 더 포함한다.And a first output combiner disposed between the first high density wavelength multiplexer pair and the optical fiber amplifier.

상기 제 2 고밀도 파장 다중화기쌍과 상기 진폭 변조기 사이에 배치되는 제 2 출력 결합기;를 더 포함한다.And a second output combiner disposed between the second high density wavelength multiplexer pair and the amplitude modulator.

상기 광섬유 증폭기는 어븀 첨가 광섬유 및 레이저 다이오드를 포함한다.The optical fiber amplifier includes an erbium-doped optical fiber and a laser diode.

상기 제 2 고밀도 파장 다중화기쌍과 상기 제 2 출력 결합기 사이에 배치되는 편광 조절기;를 더 포함한다.And a polarization regulator disposed between the second high density wavelength multiplexer pair and the second output coupler.

상기 제 1 고밀도 파장 다중화기쌍이 출력하는 펄스들간의 간격은 상기 펄스들의 폭보다 크다.An interval between pulses output by the first high density wavelength multiplexer pair is greater than a width of the pulses.

상기 제 1 고밀도 파장 다중화기쌍은 제 1 고밀도 파장 다중화기와 제 2 고밀도 파장 다중화기 및 제 1 고밀도 파장 다중화기와 제 2 고밀도 파장 다중화기 사이에 연결되는 복수의 서로 다른 길이를 갖는 광섬유를 포함한다.The first high density wavelength multiplexer pair includes an optical fiber having a plurality of different lengths connected between the first high density wavelength multiplexer, the second high density wavelength multiplexer, and the first high density wavelength multiplexer and the second high density wavelength multiplexer.

상기 제 1 고밀도 파장 다중화기쌍은 상기 복수의 파장을 포함하는 펄스를 입력받아 상기 광섬유로 분산한다.The first high density wavelength multiplexer pair receives a pulse including the plurality of wavelengths and distributes the pulse to the optical fiber.

상기 광섬유는 두 개의 고밀도 파장 다중화기 사이에 길이별로 배치된다.The optical fiber is disposed lengthwise between two high density wavelength multiplexers.

상기 출력되는 파장의 순서는 상기 광섬유의 길이에 반비례한다.The order of the output wavelength is inversely proportional to the length of the optical fiber.

상기 제 2 고밀도 파장 다중화기쌍은 제 1 고밀도 파장 다중화기와 제 2 고밀도 파장 다중화기 및 제 1 고밀도 파장 다중화기와 제 2 고밀도 파장 다중화기 사이에 연결되는 복수의 서로 다른 길이를 갖는 광섬유를 포함한다.The second high density wavelength multiplexer pair includes a first high density wavelength multiplexer, a second high density wavelength multiplexer, and a plurality of different lengths of optical fibers connected between the first high density wavelength multiplexer and the second high density wavelength multiplexer.

상기 제 2 고밀도 파장 다중화기쌍은 상기 분리된 복수의 파장을 입력받아 상기 광섬유를 이용하여 하나의 펄스로 결합한다.The second high density wavelength multiplexer pair receives the plurality of separated wavelengths and combines the plurality of wavelengths into one pulse using the optical fiber.

상기 광섬유는 두 개의 고밀도 파장 다중화기 사이에 길이별로 배치된다.The optical fiber is disposed lengthwise between two high density wavelength multiplexers.

상기 광섬유의 길이는 상기 분리된 복수의 파장의 순서에 반비례한다.The length of the optical fiber is inversely proportional to the order of the plurality of separated wavelengths.

본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 발생 장치는, 짧은 공진기 내에서 상용 광통신 소자를 이용하여 파장이 고속으로 스텝 변화하는 레이저를 생성할 수 있다.The laser generating apparatus according to an embodiment of the present invention may generate a laser having a step change of wavelength at high speed by using a commercial optical communication device in a short resonator.

도 1a 내지 도 1c는 본 발명의 일 실시예에 따른 스텝 파장가변 레이저 발생 장치를 개략적으로 나타내는 도면이다.1A to 1C are diagrams schematically illustrating an apparatus for generating a step wavelength tunable laser according to an embodiment of the present invention.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 스텝 파장 가변 레이저 발생 장치를 나타내는 도면이다.2 is a view showing a step wavelength tunable laser generating apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 발생 장치의 진폭 변조기의 동작을 나타내는 도면이다.3 is a view showing the operation of the amplitude modulator of the laser generating apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 4는 각 채널별로 모드잠금된 단일 파장 레이저에 대한 특성을 나타내는 도면이다.4 is a diagram illustrating characteristics of a mode-locked single wavelength laser for each channel.

도 5는 3.12134 Mhz의 변조 주파수가 사용될 때 모드 잠금된 펄스들의 각각의 광 스펙트럼, 펄스 파형 및 라디오 주파수 스펙트럼을 나타내는 도면이다.FIG. 5 shows the optical spectrum, pulse waveform and radio frequency spectrum of each of the mode locked pulses when a modulation frequency of 3.12134 Mhz is used.

도 6 은 세 개의 파장이 동시에 모드 잠금될 때의 파장의 오실로스코프 파형을 나타내는 도면이다.6 is a diagram showing an oscilloscope waveform of a wavelength when three wavelengths are simultaneously locked in mode.

도 7은 세 개의 파장 채널이 동시에 발진할 때의 광 스펙트럼과 펄스 파형을 나타내는 도면이다.FIG. 7 is a diagram showing an optical spectrum and a pulse waveform when three wavelength channels oscillate simultaneously.

도 8은 세 채널에서의 노이즈 스펙트럼을 나타내는 도면이다.8 is a diagram illustrating a noise spectrum in three channels.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 따라서, 몇몇 실시예에서, 잘 알려진 공정 단계들, 잘 알려진 소자 구조 및 잘 알려진 기술들은 본 발명이 모호하게 해석되는 것을 피하기 위하여 구체적으로 설명되지 않는다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.Advantages and features of the present invention and methods for achieving them will be apparent with reference to the embodiments described below in detail with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but will be implemented in various forms, and only the present embodiments are intended to complete the disclosure of the present invention, and the general knowledge in the art to which the present invention pertains. It is provided to fully convey the scope of the invention to those skilled in the art, and the present invention is defined only by the scope of the claims. Thus, in some embodiments, well known process steps, well known device structures and well known techniques are not described in detail in order to avoid obscuring the present invention. Like reference numerals refer to like elements throughout.

공간적으로 상대적인 용어인 "아래(below)", "아래(beneath)", "하부(lower)", "위(above)", "상부(upper)" 등은 도면에 도시되어 있는 바와 같이 하나의 소자 또는 구성 요소들과 다른 소자 또는 구성 요소들과의 상관관계를 용이하게 기술하기 위해 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시되어 있는 방향에 더하여 사용시 또는 동작시 소자의 서로 다른 방향을 포함하는 용어로 이해되어야 한다. 예를 들면, 도면에 도시되어 있는 소자를 뒤집을 경우, 다른 소자의 "아래(below)"또는 "아래(beneath)"로 기술된 소자는 다른 소자의 "위(above)"에 놓여질 수 있다. 따라서, 예시적인 용어인 "아래"는 아래와 위의 방향을 모두 포함할 수 있다. 소자는 다른 방향으로도 배향될 수 있고, 이에 따라 공간적으로 상대적인 용어들은 배향에 따라 해석될 수 있다.The spatially relative terms " below ", " beneath ", " lower ", " above ", " upper " It may be used to easily describe the correlation of a device or components with other devices or components. Spatially relative terms are to be understood as including terms in different directions of the device in use or operation in addition to the directions shown in the figures. For example, when flipping a device shown in the figure, a device described as "below" or "beneath" of another device may be placed "above" of another device. Thus, the exemplary term "below" can encompass both an orientation of above and below. The device can also be oriented in other directions, so that spatially relative terms can be interpreted according to orientation.

본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.The terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the invention. In this specification, the singular also includes the plural unless specifically stated otherwise in the phrase. As used herein, “comprises” and / or “comprising” refers to the presence of one or more other components, steps, operations and / or elements. Or does not exclude additions.

다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않은 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.Unless otherwise defined, all terms (including technical and scientific terms) used in the present specification may be used in a sense that can be commonly understood by those skilled in the art. In addition, the terms defined in the commonly used dictionaries are not ideally or excessively interpreted unless they are specifically defined clearly.

이하, 도 1a 내지 도 8을 참조하여 본 발명의 일 실시예를 설명한다.Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1A to 8.

도 1a 내지 도 1c는 본 발명의 일 실시예에 따른 스텝 파장가변 레이저 발생 장치를 개략적으로 나타내는 도면이다.1A to 1C are diagrams schematically illustrating an apparatus for generating a step wavelength tunable laser according to an embodiment of the present invention.

도 1a를 참조하면, 스텝 파장가변 레이저 발생 장치(100)는 광섬유 증폭기(110), 제 1 및 제 2 고밀도 파장 다중화기(Dense Wavelength Division Multiplexers, DWDM)(101,103), 진폭 변조기(120)와 제 1 및 제 2 출력결합기(Output Combiner, OC)(105, 106)를 포함한다. Referring to FIG. 1A, the step wavelength tunable laser generator 100 may include an optical fiber amplifier 110, first and second high density wavelength multiplexers (DWDMs) 101 and 103, an amplitude modulator 120, and a first modulator 120. And a first and second output combiner (OC) 105, 106.

제 1 고밀도 파장 다중화기쌍(101)은 제 1 출력결합기(105)와 연결되고, 제 1 출력결합기(105)는 광섬유 증폭기(110)와 연결된다. 광섬유 증폭기(110)는 제 2 고밀도 파장 다중화기쌍(103)과 연결되고, 제 2 고밀도 파장 다중화기쌍(103)은 제 2 출력결합기(106)와 연결된다. 또한 제 2 출력 결합기(106)는 진폭 변조기(120)와 연결된다.The first high density wavelength multiplexer pair 101 is connected to the first output combiner 105, and the first output combiner 105 is connected to the optical fiber amplifier 110. The optical fiber amplifier 110 is connected to the second high density wavelength multiplexer pair 103, and the second high density wavelength multiplexer pair 103 is connected to the second output combiner 106. The second output coupler 106 is also connected to the amplitude modulator 120.

제 1 고밀도 파장 다중화기(101)는 N개의 채널을 포함하며 레이저 파장을 선택한다. 제 1 고밀도 파장 다중화기(101)는 서로 다른 레이저 파장을 N개의 서로 다른 길이의 광섬유로 분산한다. 제 2 고밀도 파장 다중화기(103)는 분산된 N개의 파장을 한 개의 광섬유로 결합한다. The first high density wavelength multiplexer 101 includes N channels and selects a laser wavelength. The first high density wavelength multiplexer 101 distributes different laser wavelengths into N different length optical fibers. The second high density wavelength multiplexer 103 combines the dispersed N wavelengths into one optical fiber.

제 1 고밀도 파장 다중화기(101)에는 하나의 펄스가 입력되며 복수의 파장을 포함하는 펄스는 제 1 고밀도 파장 다중화기(101)를 지나고 완전히 분리된 N개의 펄스가 된다. 이 때 제 1 고밀도 파장 다중화기(101) 내에서 다른 파장을 가진 인접한 펄스들 간의 광시간 지연은 펄스의 폭보다 길다. One pulse is input to the first high density wavelength multiplexer 101, and the pulse including the plurality of wavelengths passes through the first high density wavelength multiplexer 101 and becomes N pulses that are completely separated. At this time, the optical time delay between adjacent pulses having different wavelengths in the first high density wavelength multiplexer 101 is longer than the width of the pulse.

제 1 고밀도 파장 다중화기(101)를 통과한 서로 다른 파장을 가진 펄스들은 광섬유 증폭기(110)를 서로 다른 시간에 통과하며 이득이 증폭된다. 광섬유 증폭기(110)의 이득 회복 시간이 펄스들 간의 간격보다 짧을 경우 서로 다른 파장을 가진 인접한 펄스 성분들간의 이득 경쟁을 피할 수 있다.Pulses having different wavelengths passing through the first high density wavelength multiplexer 101 pass through the optical fiber amplifier 110 at different times and gain is amplified. When the gain recovery time of the optical fiber amplifier 110 is shorter than the interval between pulses, gain competition between adjacent pulse components having different wavelengths may be avoided.

제 2 고밀도 파장 다중화기(103)는 광섬유 증폭기(110)에서 출력된 펄스들을 입력받아 제 1 고밀도 파장 다중화기(101)에서 발생한 광지연 차이를 정확하게 보상하며 모든 파장 성분이 보는 공진기 길이가 같아지게 한다.The second high density wavelength multiplexer 103 receives the pulses output from the optical fiber amplifier 110 to accurately compensate for the optical delay difference generated in the first high density wavelength multiplexer 101 and to make the resonator lengths of all the wavelength components equal. do.

제 1 출력 결합기(105)에서 출력되는 신호는 파장이 스텝 변화하는 펄스들이며, 제 2 출력 결합기(106)에서 출력되는 신호는 서로 다른 파장이 섞인 단일 펄스이다.The signals output from the first output combiner 105 are pulses having a step change in wavelength, and the signals output from the second output combiner 106 are single pulses mixed with different wavelengths.

진폭 변조기(120)에 인가되는 신호의 주파수는 공진 주파수와 일치하며 그 결과 출력 펄스들은 모드 잠금된다. 모드 잠금은 레이저 발생 장치의 길이에 의해 정해지는 공진 주파수로서 이 주파수 사이의 위상을 일정하게 유지하여 주기적인 펄스 출력을 발생시키는 것을 의미한다. 진폭 변조기(120)는 리튬-나이오베이트 진폭 변조기일 수 있다.The frequency of the signal applied to the amplitude modulator 120 coincides with the resonant frequency so that the output pulses are mode locked. Mode lock is a resonant frequency determined by the length of the laser generating device, which means that the phase between these frequencies is kept constant to generate periodic pulse output. The amplitude modulator 120 may be a lithium-niobate amplitude modulator.

스텝 파장가변 레이저 발생 장치(100)는 고리 모양이며 기본 주파수(6Mhz)에서 능동 모드 잠금될 수 있다. 능동 모드 잠금은 능동 소자를 이용하여 외부에서 강제로 모드잠금을 하는 것을 의미한다.The step wavelength tunable laser generator 100 is annular and can be active mode locked at a fundamental frequency (6 Mhz). Active mode locking means forcibly mode locking from the outside using an active device.

제 1 및 제 2 고밀도 파장 다중화기(101, 103)은 발진 파장을 선택하기 위한 정적 필터의 역할과 서로 다른 중심파장을 가진 펄스들을 시간적으로 분리하고 결합하기 위한 광 지연 소자로서의 역할을 동시에 수행한다. The first and second high density wavelength multiplexers 101 and 103 simultaneously serve as static filters for selecting the oscillation wavelength and as optical delay elements for temporally separating and combining pulses having different center wavelengths. .

도 1b는 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 발생 장치의 제 1 고밀도 파장 다중화기(101)의 동작을 나타내는 도면이다.1B is a view showing the operation of the first high density wavelength multiplexer 101 of the laser generating apparatus according to the embodiment of the present invention.

도 1b를 참조하면, 제 1 고밀도 파장 다중화기(101)는 N개의 파장을 포함하는 단일 펄스를 입력받는다. 제 1 고밀도 파장 다중화기(101)는 N개의 서로 다른 길이의 광섬유를 포함한다. 복수의 파장을 포함하는 단일 펄스는 N개의 서로 다른 길이의 파장을 가진 N개의 펄스로 분리되며 분리된 N개의 펄스는 서로 다른 길이의 N개의 광섬유에 각각 인가된다. 광섬유에 인가되는 펄스는 광섬유 길이에 따라 펄스가 분리되는 시간이 달라진다. 즉, 가장 짧은 광섬유에 인가되는 펄스가 가장 먼저 분리되며 가장 긴 광섬유에 인가되는 펄스가 가장 나중에 분리된다.Referring to FIG. 1B, the first high density wavelength multiplexer 101 receives a single pulse including N wavelengths. The first high density wavelength multiplexer 101 includes N different lengths of optical fibers. A single pulse including a plurality of wavelengths is divided into N pulses having N different lengths of wavelengths, and the separated N pulses are applied to N optical fibers of different lengths, respectively. The pulse applied to the optical fiber has a different time depending on the length of the optical fiber. That is, pulses applied to the shortest optical fiber are separated first and pulses applied to the longest optical fiber are separated last.

N개의 서로 다른 길이의 광섬유에 인가된 N개의 펄스는 다시 하나의 광섬유에 인가된다. 이 때, N개의 펄스는 펄스의 폭보다 긴 광시간 지연을 갖는다.N pulses applied to N different lengths of optical fibers are again applied to one optical fiber. At this time, N pulses have an optical time delay longer than the width of the pulse.

도 1c는 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 발생 장치의 제 2 고밀도 파장 다중화기(103)의 동작을 나타내는 도면이다.1C is a view showing the operation of the second high density wavelength multiplexer 103 of the laser generating apparatus according to the embodiment of the present invention.

도 1c를 참조하면, 제 2 고밀도 파장 다중화기(103)는 N개의 서로 다른 길이의 광섬유를 포함한다. 제 2 고밀도 파장 다중화기(103)는 서로 다른 길이의 파장을 가진 N개의 펄스를 입력받는다. N개의 펄스는 펄스의 폭보다 긴 광시간 지연을 가지며 N개의 서로 다른 길이의 광섬유에 각각 인가된다. Referring to FIG. 1C, the second high density wavelength multiplexer 103 includes N different lengths of optical fibers. The second high density wavelength multiplexer 103 receives N pulses having wavelengths of different lengths. N pulses have an optical time delay longer than the width of the pulse and are applied to N different lengths of optical fibers, respectively.

광섬유에 인가되는 펄스는 광섬유 길이에 따라 각각 서로 다른 시간으로 지연된다. 즉, 가장 먼저 인가되는 펄스가 가장 긴 광섬유에 인가되고 가장 나중에 인가되는 펄스가 가장 짧은 광섬유에 인가된다. 이런 방법으로 N개의 서로 다른 길이의 광섬유에 인가된 N개의 펄스는 다시 하나의 광섬유에 인가되고 단일의 펄스로 합쳐진다.Pulses applied to the optical fiber are delayed at different times according to the optical fiber length. In other words, the pulse applied first is applied to the longest optical fiber and the pulse applied last is applied to the shortest optical fiber. In this way, N pulses applied to N different lengths of optical fibers are again applied to one optical fiber and combined into a single pulse.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 스텝 파장 가변 레이저 발생 장치를 나타내는 도면이다.2 is a view showing a step wavelength tunable laser generating apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 스텝 파장 가변 레이저 발생 장치는 광섬유 증폭기, 제 1 및 제 2 고밀도 파장 다중화기쌍(101, 103), 편광 조절기(polarization controller, PC) (107), 제 1 및 제 2 출력 결합기(105,106), 격리기(108), 진폭 변조기(Intensity Modulation, IM)(120)를 포함한다.Referring to FIG. 2, the step-wavelength laser generator includes a fiber amplifier, first and second high density wavelength multiplexer pairs 101 and 103, a polarization controller (PC) 107, and first and second outputs. Couplers 105, 106, isolators 108, and intensity modulator (IM) 120.

제 1 고밀도 파장 다중화기쌍(101)은 제 1 출력 결합기(105)와 연결되고 제 1 출력 결합기(105)는 격리기(108)와 연결되며 격리기(108)은 광섬유 증폭기와 연결된다. 광섬유 증폭기는 제 2 고밀도 파장 다중화기(103)쌍과 연결되고 제 2 고밀도 파장 다중화기(103)쌍은 편광 조절기(107)와 연결되며 편광 조절기(107)는 제 2 출력 결합기(106)와 연결되고 제 2 출력 결합기(106)는 진폭 변조기(120)와 연결된다.The first high density wavelength multiplexer pair 101 is connected with a first output combiner 105, the first output combiner 105 is connected with an isolator 108, and the isolator 108 is connected with an optical fiber amplifier. The optical fiber amplifier is connected with the second high density wavelength multiplexer 103 pair, the second high density wavelength multiplexer 103 pair is connected with the polarization regulator 107 and the polarization regulator 107 is connected with the second output combiner 106. And a second output coupler 106 is coupled with the amplitude modulator 120.

제 1 고밀도 파장 다중화기쌍(101)은 제 1 고밀도 파장 다중화기, 제 2 고밀도 파장 다중화기 및 제 1 및 제 2 고밀도 파장 다중화기 사이에 각각 연결되고 서로 다른 길이를 갖는 4개의 광섬유를 포함한다. 또한 4개의 광섬유는 제 1 고밀도 파장 다중화기와 제 2 고밀도 파장 다중화기 사이에서 동일한 번호를 갖는다.The first high density wavelength multiplexer pair 101 includes four optical fibers each having a different length and connected between the first high density wavelength multiplexer, the second high density wavelength multiplexer, and the first and second high density wavelength multiplexers, respectively. . The four optical fibers also have the same number between the first high density wavelength multiplexer and the second high density wavelength multiplexer.

제 2 고밀도 파장 다중화기쌍(103)은 제 1 고밀도 파장 다중화기, 제 2 고밀도 파장 다중화기 및 제 1 및 제 2 고밀도 파장 다중화기 사이에 각각 연결되고 서로 다른 길이를 갖는 4개의 광섬유를 포함한다. 또한 4개의 광섬유는 제 1 고밀도 파장 다중화기와 제 2 고밀도 파장 다중화기 사이에서 동일한 번호를 갖는다.The second high density wavelength multiplexer pair 103 includes four optical fibers each having a different length and connected between the first high density wavelength multiplexer, the second high density wavelength multiplexer, and the first and second high density wavelength multiplexers, respectively. . The four optical fibers also have the same number between the first high density wavelength multiplexer and the second high density wavelength multiplexer.

제 1 고밀도 파장 다중화기쌍(101)이 갖는 광섬유는 숫자가 커질수록 광섬유의 길이가 길어지며, 제 2 고밀도 파장 다중화기쌍(103)이 갖는 광섬유는 숫자가 커질수록 광섬유의 길이가 짧아진다.As the number of optical fibers included in the first high density wavelength multiplexer pair 101 increases, the length of the optical fiber becomes longer. As the number of optical fibers included in the second high density wavelength multiplexer pair 103 increases, the length of the optical fiber becomes shorter.

따라서 제 1 고밀도 파장 다중화기쌍(101)과 제 2 고밀도 파장 다중화기쌍(103)의 동일한 번호를 갖는 광섬유들은 대응관계를 갖는다. Therefore, the optical fibers having the same number of the first high density wavelength multiplexer pair 101 and the second high density wavelength multiplexer pair 103 have a corresponding relationship.

예를 들어, 제 1 고밀도 파장 다중화기쌍(101)의 제 1 고밀도 파장 다중화기와 제 2 고밀도 파장 다중화기가 공유하는 1번 광섬유에 인가되는 파장은 제 2 고밀도 파장 다중화기쌍(103)의 제 1 고밀도 파장 다중화기와 제 2 고밀도 파장 다중화기가 공유하는 1번 광섬유에 인가된다. 따라서 복수의 파장을 포함하는 하나의 펄스는 제 1 고밀도 파장 다중화기쌍(101)을 통과하며 복수의 펄스로 분리되며 제 2 고밀도 파장 다중화기쌍(103)을 통과하며 하나의 펄스로 결합된다.For example, the wavelength applied to the first optical fiber shared by the first high density wavelength multiplexer pair 101 and the second high density wavelength multiplexer pair 101 is the first of the second high density wavelength multiplexer pair 103. It is applied to the first optical fiber shared by the high density wavelength multiplexer and the second high density wavelength multiplexer. Therefore, one pulse including a plurality of wavelengths passes through the first high density wavelength multiplexer pair 101 and is separated into a plurality of pulses, and passes through the second high density wavelength multiplexer pair 103 and is combined into one pulse.

격리기(108)은 제 1 고밀도 파장 다중화기(101)에서 출력된 신호를 한 방향으로만 진행하도록 한다.The isolator 108 allows the signal output from the first high density wavelength multiplexer 101 to proceed in only one direction.

광섬유 증폭기는 어븀 첨가 광섬유(Erbium Doped Fiber, EDF)(112)와 레이저 다이오드(111)(Laser Diode, LD)(111)를 포함한다. 어븀 첨가 광섬유(112)는 3m의 길이를 가지며 980nm의 파장을 갖는 레이저 다이오드(111)와 결합되고, 레이저 다이오드(111)에 의해 펌핑된다.The optical fiber amplifier includes an erbium doped fiber (EDF) 112 and a laser diode 111 (LD) 111. The erbium-doped optical fiber 112 is combined with a laser diode 111 having a length of 3 m and a wavelength of 980 nm, and pumped by the laser diode 111.

광섬유 증폭기(110)는 반도체 광섬유 증폭기(Semiconductor Optical Amplifier, SOA)와 같은 빠른 이득회복 특성을 갖는 광섬유 증폭기일 수 있다.The optical fiber amplifier 110 may be an optical fiber amplifier having fast gain recovery characteristics such as a semiconductor optical amplifier (SOA).

어븀 첨가 광섬유 레이저를 사용하면 이득경쟁이나 완화진동 같은 효과가 있다.The use of erbium-doped fiber lasers has effects such as gain competition and relaxation vibrations.

제 1 및 제 2 고밀도 파장 다중화기(101, 103)쌍 각각은 상용의 2개의 고밀도 파장 다중화기를 포함한다. 고밀도 파장 다중화기는 100 GHz 간격의 4개의 채널을 갖는다. 4개의 채널 각각의 중심 파장은 1554.13nm, 1554.94nm, 1555.75nm, 1556.56nm이다. 각 채널에서의 3-dB 투과 밴드폭은 약 0.11nm이다.Each of the first and second high density wavelength multiplexers 101, 103 pairs comprises two commercially available high density wavelength multiplexers. The high density wavelength multiplexer has four channels spaced at 100 GHz. The central wavelength of each of the four channels is 1554.13 nm, 1554.94 nm, 1555.75 nm, 1556.56 nm. The 3-dB transmission bandwidth in each channel is about 0.11 nm.

본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 발생 장치의 총 길이는 어븀 첨가 광섬유 길이를 포함하여 약 31m이며 이는 레이저의 공진주파수 6.3Mhz와 레이저 발생장치 왕복시간 160ns에 해당한다. 제 1 고밀도 파장 다중화기쌍(101)에서의 채널 1과 채널 2의 시간 지연 차이는 약 18.0ns, 채널 2 와 채널 3 사이에서는 약 14.8ns이다. 따라서 제 1 고밀도 파장 다중화기쌍(101)의 인접한 채널 사이에서의 광섬유 간격은 약 3m 내지 4m 일수 있다. 제 2 고밀도 파장 다중화기쌍(103)은 제 1 고밀도 파장 다중화기쌍(101)에 의한 채널간 시간 지연을 보상하도록 50ps이내의 범위에서 조절된다. 이것은 세 개의 파장 성분이 보는 공진기 길이 차이가 1cm 이내라는 것을 의미한다. 제 1 고밀도 파장 다중화기(101)에서의 채널간 시간 지연 차이는 Kuizenga-Siegman 공식에 의해 이론적으로 예측된 펄스 폭인 1.9ns 보다 더 길게 설정될 수 있다.The total length of the laser generating apparatus according to the embodiment of the present invention is about 31m including the length of the erbium-doped optical fiber, which corresponds to the resonance frequency of the laser of 6.3Mhz and the laser generator round trip time of 160ns. The time delay difference between channel 1 and channel 2 in the first high density wavelength multiplexer pair 101 is about 18.0 ns, and about 14.8 ns between channel 2 and channel 3. Thus, the optical fiber spacing between adjacent channels of the first high density wavelength multiplexer pair 101 may be about 3m to 4m. The second high density wavelength multiplexer pair 103 is adjusted within a range of 50 ps to compensate for the interchannel time delay caused by the first high density wavelength multiplexer pair 101. This means that the difference in resonator length seen by the three wavelength components is within 1 cm. The inter-channel time delay difference in the first high density wavelength multiplexer 101 may be set longer than 1.9 ns, which is a theoretically predicted pulse width by the Kuizenga-Siegman formula.

진폭 변조기(120)은 펑션 제너레이터(122)와 파워 서플라이(123)을 포함한다.The amplitude modulator 120 includes a function generator 122 and a power supply 123.

펑션 제너레이터(122)는 진폭 변조기(120)에서 변조되는 사각파 전압 신호를 공급한다.The function generator 122 supplies a square wave voltage signal modulated by the amplitude modulator 120.

파워 서플라이(123)는 진폭 변조기(120)를 구동시키기 위한 전력을 공급한다.The power supply 123 supplies power for driving the amplitude modulator 120.

서로 다른 중심파장의 펄스들이 어븀이 첨가된 광섬유를 포함하는 광섬유 증폭기(110)를 통과하며 분리되며, 이 때 펄스들간의 시간 지연 간격은 증폭기의 이득 회복 시간보다 길 수 있다.Pulses of different center wavelengths are separated through the optical fiber amplifier 110 including the erbium-doped optical fiber, and the time delay interval between the pulses may be longer than the gain recovery time of the amplifier.

리튬 나이오베이트 마하젠터-타입 진폭 변조기가 레이저의 능동 모드잠금을 위해 사용될 수 있다. 진폭 변조기는 단일 편광에서 작동하므로 진폭 변조기를 통과하는 빛의 투과를 최대화하기 위해 편광 조절기(107)가 사용된다. 레이저 발생 장치(100)의 손실이 편광에 의존하므로, 모든 파장이 편광이 동일해야 한다. 편광 조절은 광섬유의 복굴절을 변화시킴으로써 이루어진다.Lithium niobate magenent-type amplitude modulators can be used for active mode locking of the laser. Since the amplitude modulator operates at a single polarization, the polarization regulator 107 is used to maximize the transmission of light through the amplitude modulator. Since the loss of the laser generating apparatus 100 depends on the polarization, all wavelengths should be the same polarization. Polarization control is achieved by changing the birefringence of the optical fiber.

도 2에서는 하나의 편광 조절기(107)만 사용하여 레이저 생성 장치의 채널별 복굴절을 최적화하는 방식이 사용되었으나 고밀도 파장 다중화기쌍의 모든 채널에 편광 조절기(107)가 각각 연결될 수도 있다.In FIG. 2, a method of optimizing birefringence for each channel of the laser generating apparatus using only one polarization controller 107 is used, but the polarization controller 107 may be connected to all channels of the high density wavelength multiplexer pair.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 발생 장치의 진폭 변조기의 동작을 나타내는 도면이다.3 is a view showing the operation of the amplitude modulator of the laser generating apparatus according to an embodiment of the present invention.

좌측 상단부의 그래프(201)는 전압과 투과율의 관계를 나타낸다.The graph 201 at the upper left shows the relationship between voltage and transmittance.

그래프(201)는 전압 Vb에서 최대의 투과율을 갖는다. 투과율은 빛의 입력 대비 출력의 비율을 의미한다. 예를 들어, 입력된 빛이 손실없이 출력되면 투과율은 1이며, 50%가 출력되면 투과율은 0.5가 된다.Graph 201 has the maximum transmittance at voltage V b . Transmittance refers to the ratio of light to input. For example, when the input light is output without loss, the transmittance is 1, and when 50% is output, the transmittance is 0.5.

좌측 하단부의 그래프는 진폭 변조기에 인가되는 사각파 전압 신호를 나타낸다.The graph at the bottom left shows the square wave voltage signal applied to the amplitude modulator.

좌측 하단부의 그래프를 참조하면, 가로축은 전압을 나타내고 세로축은 시간을 나타낸다. 사각파 전압 신호는 약 18ns의 상승 또는 하강 시간을 가지며 2 TR주기에 2.5V의 진폭으로 변조기에 인가된다. TR이 레이저가 공진기를 왕복하는 시간과 동일하므로, 레이저의 모드 잠금이 발생한다. 변조기에 인가되는 사각파 전압 신호는 DC 바이어스된 전압으로서 상승 엣지(edge)와 하강 엣지가 동일한 시간간격으로 진폭 변조기의 최대 투과 전압을 왕복하도록 설정된다. 투과율이 최대가 되는 전압 Vb를 중심으로 진동하는 사각파 전압 신호를 변조기에 인가함으로써 출력되는 펄스의 폭을 줄일 수 있다.Referring to the graph at the lower left, the horizontal axis represents voltage and the vertical axis represents time. The square wave voltage signal has a rise or fall time of about 18 ns and is applied to the modulator with an amplitude of 2.5 V in a 2 T R period. Since T R is equal to the time the laser reciprocates the resonator, the mode lock of the laser occurs. The square wave voltage signal applied to the modulator is a DC biased voltage and is set such that the rising edge and the falling edge round the maximum transmission voltage of the amplitude modulator at the same time interval. By applying a square wave voltage signal oscillating around the voltage V b is the transmittance is maximum in the modulator it is possible to reduce the width of the pulse output.

진폭 변조기에 인가되는 사각파의 주파수를 레이저 발생 장치의 공진 주파수와 똑같이 하면 레이저 발생장치의 종모드들 간의 위상이 일정해지고 모드잠금된 펄스가 발생한다. 종모드는 레이저 발생장치의 길이에 의해 정해지는 공진주파수를 의미한다. When the frequency of the square wave applied to the amplitude modulator is equal to the resonance frequency of the laser generator, the phase between the longitudinal modes of the laser generator is constant and a mode locked pulse is generated. The longitudinal mode refers to a resonance frequency determined by the length of the laser generator.

우측 상단부의 그래프는 진폭 변조기에 인가된 사각파 전압 신호가 변조된 것을 나타낸다. 우측 상단부의 그래프를 참조하면 진폭 변조기에 인가된 사각파 전압 신호(203)가 진폭 변조기에 의해 변조되며 TR의 주기를 갖는 투과 피크를 갖는다.The graph in the upper right corner shows that the square wave voltage signal applied to the amplitude modulator is modulated. Referring to the graph at the upper right, the square wave voltage signal 203 applied to the amplitude modulator is modulated by the amplitude modulator and has a transmission peak having a period of T R.

진폭 변조기의 배경 손실은 약 4.17dB이며 투과 파형(202)의 반치폭은 약 16ns 일 수 있다. 이것은 사각파의 상승 또는 하강시간과 비슷하다. The background loss of the amplitude modulator is about 4.17 dB and the half width of the transmission waveform 202 may be about 16 ns. This is similar to the rise or fall time of a square wave.

Vπ가 4V이므로 최소 투과율은 약 35%로 계산된다. 두 개의 출력 결합기(105, 106)는 5%의 광섬유 결합기가 사용될수 있다.Since Vπ is 4V, the minimum transmittance is calculated to be about 35%. The two output couplers 105, 106 may use 5% fiber coupler.

도 4는 각 채널별로 모드잠금된 단일 파장 레이저에 대한 특성을 나타내는 도면이다. 도 2 및 도 4 를 참조하면, 모드잠금이 가장 잘 되는 조건을 구현하기 위해 변조기에 입력되는 사각파의 변조 주파수가 최적화되고 한 파장 신호만 선택되며 선택된 신호가 가장 분명한 펄스 형태를 띠도록 편광 조절기(107)가 조절된다. 레이저 출력 신호는 광 스펙트럼 분석기와 12GHz의 대역폭을 갖는 광 검출기, 1GHz의 대역폭을 갖는 디지털 오실로스코프를 이용하여 관찰된다. 4 is a diagram illustrating characteristics of a mode-locked single wavelength laser for each channel. 2 and 4, the polarization regulator such that the modulation frequency of the square wave input to the modulator is optimized, only one wavelength signal is selected, and the selected signal has the clearest pulse shape in order to realize the best mode lock mode. 107 is adjusted. The laser output signal is observed using an optical spectrum analyzer, a light detector with a bandwidth of 12 GHz, and a digital oscilloscope with a bandwidth of 1 GHz.

(a) 내지 (c)는 채널 1 내지 채널 3에서 각각 모드 잠금될 때의 광 스펙트럼을 나타낸다. 광 스펙트럼 그래프의 가로축은 파장을 나타내며 세로축은 출력을 나타낸다.(a) to (c) show the light spectra when mode locked in channels 1 to 3, respectively. The horizontal axis of the light spectrum graph represents wavelength and the vertical axis represents output.

채널 1 내지 채널 3에 대한 최적화된 변조 주파수는 각각 3.121790, 3.120890, 3.120893 MHz이다. (a) 내지 (c)의 내부에 도시된 그래프(407,408,409)는 스펙트럼 피크 근처의 스펙트럼을 가우시안 곡선으로 피팅(fitting)된 것을 나타낸다. 이를 참조하면 각 채널의 중심파장은 1554.25, 1555.00, 1555.80nm이며 3-dB 스펙트럼 폭은 각각 0.24 nm, 0.14nm, 0.15nm이다. (a) 내지 (c)의 스펙트럼은 255개의 표본을 평균하여 산출된 시간 영역에서의 스펙트럼을 나타낸다.The optimized modulation frequencies for channels 1 to 3 are 3.121790, 3.120890 and 3.120893 MHz, respectively. Graphs 407, 408, and 409 shown inside of (a) to (c) show fitting the spectra near the spectral peaks with Gaussian curves. For reference, the center wavelengths of each channel are 1554.25, 1555.00, and 1555.80 nm, and the 3-dB spectral widths are 0.24 nm, 0.14 nm, and 0.15 nm, respectively. The spectra in (a) to (c) represent the spectra in the time domain calculated by averaging 255 samples.

(d) 내지 (f)는 각 채널의 펄스 파형(404,405,406) 및 라디오 주파수 스펙트럼(410,411,412)을 나타낸다. 주파스 스펙트럼 그래프의 가로축은 시간을 나타내며 세로축은 단위가 V인 세기를 나타낸다. 검은 점은 데이터를 나타내며 붉은 색 선은 검은 점을 가우시안 형태로 근사화한 것을 나타낸다.(d) to (f) show the pulse waveforms 404, 405, 406 and the radio frequency spectrum 410, 411, 412 of each channel. The horizontal axis of the frequency spectrum graph represents time and the vertical axis represents intensity in units of V. FIG. The black dots represent the data and the red lines represent the approximation of the black dots in a Gaussian form.

각 채널의 평균 펄스폭은 1.4ns, 1.0ns, 1.2ns이며 가우시안 형태와 유사하다. 평균 펄스폭은 사인파 진폭 변조를 가정하고 계산되는 펄스폭 1.93ns보다는 짧은 값일수 있다.The average pulse width of each channel is 1.4ns, 1.0ns, and 1.2ns, which is similar to Gaussian form. The average pulse width may be shorter than the pulse width of 1.93 ns, which is calculated assuming sine wave amplitude modulation.

이는 진폭 변조 파형이 사인파 진폭 변조를 가정할 때 보다는 더 뾰족한 형태일 수 있다는 것을 의미한다. 또한 모드 잠금의 품질은 편광 조절에 민감할 수 있다. 각각의 파장 채널은 각각의 최적화된 진폭 주파수에서 적절하게 작동한다.This means that the amplitude modulation waveform may be more sharp than when sine wave amplitude modulation is assumed. The quality of the mode lock may also be sensitive to polarization control. Each wavelength channel operates properly at each optimized amplitude frequency.

(d) 내지 (f)의 우측 상단의 그래프는 라디오 주파수 스펙트럼을 나타낸다. The graph at the upper right of (d) to (f) shows the radio frequency spectrum.

라디오 주파수 스펙트럼은 레이저의 라디오 주파수 스펙트럼을 나타내는 것으로서 라디오 주파수 스펙트럼의 피크(peak) 주파수 간격은 진폭 변조기에 인가되는 신호의 주파수와 일치하며 주파수가 커지면 커질수록 신호의 세기는 줄어들며 주파수 대비 신호 크기 변화율이 작으면 작을수록 펄스 폭이 짧아진다. 이것은 라디오 주파수 스펙트럼의 범위가 넓을수록 모드 잠금이 잘되는 것을 의미한다.The radio frequency spectrum represents the radio frequency spectrum of the laser. The peak frequency interval of the radio frequency spectrum corresponds to the frequency of the signal applied to the amplitude modulator. As the frequency increases, the signal strength decreases and the rate of change of the signal to frequency increases. The smaller the value, the shorter the pulse width. This means that the wider the range of the radio frequency spectrum, the better the mode lock.

라디오 주파수 스펙트럼은 약 300MHz까지 평평한 높이를 유지하며 이는 모드 잠금이 잘 동작한다는 것을 의미한다.The radio frequency spectrum maintains a flat height up to about 300 MHz, which means that mode lock works well.

세 개의 파장이 동시에 발진되는 경우에는 어떤 한 채널에서만 최적화되지 않는 하나의 변조 주파수가 사용되어야 한다. 최적화된 변조 주파수에서 이동(detuning)하게 되면 레이저 성능의 저하를 가져온다.If three wavelengths are oscillated simultaneously, one modulation frequency should be used that is not optimized for any one channel. Detuning at the optimized modulation frequency results in degraded laser performance.

따라서 주파수 차이의 크기가 모든 채널에서 비슷한 하나의 주파수가 단일 레이저 파장에서 주파수 이동에 의한 효과를 분석하기 위하여 선택될 수 있다.Thus, one frequency whose frequency difference is similar in all channels can be selected to analyze the effects of frequency shifting on a single laser wavelength.

도 5는 3.12134 Mhz의 변조 주파수가 사용될 때 모드 잠금된 펄스들의 각각의 광 스펙트럼(501, 502, 503), 펄스 파형(504, 505, 506) 및 라디오 주파수 스펙트럼(510, 511, 512)을 나타내는 도면이다. 5 shows the optical spectrum 501, 502, 503, pulse waveforms 504, 505, 506 and the radio frequency spectrum 510, 511, 512 of each of the mode locked pulses when a modulation frequency of 3.12134 Mhz is used. Drawing.

도 2 와 도 5 를 참조하면, 채널 1 내지 채널 3의 주파수 이동은 각각 900Hz, -900Hz, -894Hz이다. 진폭 변조기에서 출력되는 주파수는 진폭 변조기에 인가되는 주파수의 2배 이다. 예를 들어 최적화된 변조 주파수에서 이동되는 주파수가 최적화된 변조 주파수와 450Hz 만큼 차이나면, 출력되는 주파수는 최적화된 변조 주파수가 진폭 변조기에 인가되어 출력하는 주파수와 900Hz의 차이를 갖는다. (a) 내지 (c)의 스펙트럼은 편광 조절기(107)를 사용하여 한 개의 파장만 발진되는 것을 나타낸다. 가우시안 곡선으로 근사화된 각 채널의 스펙트럼에 대한 중심파장은 각각 1554.20nm, 1555.05nm, 1555.95nm 이며, 3-dB 스펙트럼 폭은 각각 0.15nm, 0.09nm, 0.17nm이다. (d) 내지 (f) 는 각 채널의 펄스 파형(504, 505, 506) 및 라디오 주파수 스펙트럼(510, 511, 512)을 나타낸다. 주파수 스펙트럼 그래프의 가로축은 시간을 나타내며 세로축은 단위가 V인 세기를 나타낸다. 검은 점은 데이터를 나타내며 붉은 색 선은 검은 점을 가우시안 형태로 근사화한 것을 나타낸다.2 and 5, the frequency shifts of channels 1 to 3 are 900 Hz, -900 Hz, and -894 Hz, respectively. The frequency output from the amplitude modulator is twice the frequency applied to the amplitude modulator. For example, if the frequency shifted from the optimized modulation frequency is 450 Hz different from the optimized modulation frequency, the output frequency has a difference of 900 Hz from the frequency at which the optimized modulation frequency is applied to the amplitude modulator and output. The spectra of (a) to (c) indicate that only one wavelength is oscillated using the polarization controller 107. The center wavelengths of the spectra of each channel approximated by a Gaussian curve are 1554.20 nm, 1555.05 nm, and 1555.95 nm, respectively, and the 3-dB spectral widths are 0.15 nm, 0.09 nm, and 0.17 nm, respectively. (d) to (f) show the pulse waveforms 504, 505 and 506 and the radio frequency spectrums 510, 511 and 512 of each channel. The horizontal axis of the frequency spectrum graph represents time and the vertical axis represents intensity in units of V. The black dots represent the data and the red lines represent the approximation of the black dots in a Gaussian form.

(d) 내지 (f) 를 참조하면 펄스 파형은 이상적인 가우시안 형태로부터 조금 벗어나 있는 형태이다. 채널 1 내지 채널 3에 대한 펄스의 폭은 각각 1.2, 1.4, 1.2ns 이며, 이는 도 4의 (d) 내지 (f)의 채널 1 내지 채널 3에 대한 펄스의 폭과 유사하다. 모드 잠금된 펄스의 성능 저하는 최적화된 변조 진동수에서 벗어나 발생하거나 다른 파장 성분들을 하나의 편광조절기로 억제하는 과정에서 발생하는 편광 비정합에 의해서도 발생할 수 있다.Referring to (d) to (f), the pulse waveform is a shape slightly deviating from the ideal Gaussian form. The widths of the pulses for the channels 1 to 3 are 1.2, 1.4, and 1.2ns, respectively, which are similar to the widths of the pulses for the channels 1 to 3 of FIGS. 4 (d) to (f). The degradation of mode locked pulses can also be caused by polarization mismatches that occur outside of the optimized modulation frequency or in the process of suppressing other wavelength components with one polarization controller.

(d) 내지 (f)의 우측 상단의 그래프(510,511,512)는 라디오 주파수 스펙트럼을 나타낸다. 라디오 주파수 스펙트럼을 도 4의 (d) 내지 (f)와 비교하면 저하된 모드 잠금 성능이 확인된다.Graphs 510, 511 and 512 in the upper right of (d) to (f) show the radio frequency spectrum. Comparing the radio frequency spectrum with Figs. 4 (d) to 4 (f) confirms the degraded mode locking performance.

도 6 은 세 개의 파장이 동시에 모드 잠금될 때의 파장의 오실로스코프 파형을 나타내는 도면이다. 6 is a diagram showing an oscilloscope waveform of a wavelength when three wavelengths are simultaneously locked in mode.

도 2 및 도 6을 참조하면, (a)는 세 개의 파장이 동시에 모드 잠금될 때 제 1 출력 결합기(105)에서의 출력을 나타내며 (b)는 세 개의 파장이 동시에 모드 잠금될 때 제 2 출력 결합기(106)에서의 출력을 나타내는 도면이다.2 and 6, (a) shows the output at the first output combiner 105 when three wavelengths are simultaneously locked in mode and (b) is the second output when the three wavelengths are mode locked at the same time. A diagram showing the output at the combiner 106.

(a) 내지 (b)는 변조 주파수가 3.12134 Mhz일 때 제 1 출력 결합기(105)와 제 2 출력 결합기(106)의 출력에 대한 오실로스코프 파형을 나타낸다. 변조기를 동시에 통과한 세 개의 펄스들은 제 1 고밀도 파중 다중화기쌍(101)과 광섬유 증폭기(110)를 통과하면서 완전히 분리된다. 세 펄스들간의 시간 간격은 채널 1과 채널 2 사이는 18ns이며 채널 2와 채널 3 사이는 14.8ns이다.(a) to (b) show oscilloscope waveforms for the outputs of the first output combiner 105 and the second output combiner 106 when the modulation frequency is 3.12134 Mhz. The three pulses that simultaneously passed through the modulator are completely separated while passing through the first high density multiplexer pair 101 and the fiber amplifier 110. The time interval between the three pulses is 18ns between channel 1 and channel 2 and 14.8ns between channel 2 and channel 3.

도 7은 세 개의 채널에서의 파장이 동시에 발진할 때의 광 스펙트럼과 펄스 파형을 나타내는 도면이다.7 is a diagram showing an optical spectrum and a pulse waveform when the wavelengths in three channels oscillate simultaneously.

도 7을 참조하면, (a)는 세 개의 채널에서의 파장이 동시에 발진할 때의 광 스펙트럼(701)을 나타낸다. (a)의 가로축은 파장을 나타내며 세로축은 출력을 나타낸다.Referring to FIG. 7, (a) shows the light spectrum 701 when the wavelengths in three channels oscillate simultaneously. The horizontal axis in (a) represents the wavelength and the vertical axis represents the output.

가우시안 근사화된 스펙트럼의 각 채널별 중심파장은 채널 1에서 1554.20nm, 채널2에서 1555.05nm, 채널3에서 1555.95nm 이고 각각에 해당하는 3dB 스펙트럼 폭은 0.04nm, 0.08nm, 0.07nm 이다. (b) 내지 (d)는 각각의 파장 신호가 외부의 또다른 고밀도 파장 다중화기에 맞는 채널을 통과한 후 필터링된 것을 나타내는 펄스 파형(702, 703, 704)과 라디오 주파수 스펙트럼(705, 706, 707)을 보여준다. (b) 내지 (d)의 가로축은 시간을 나타내며 세로축은 단위가 V인 세기를 나타낸다. (b) 내지 (d)의 붉은 선은 이상적인 가우시안 파형을 나타내며 검은 점은 데이터를 나타낸다. (b) 내지 (d)의 펄스 파형(702, 703, 704)과 라디오 주파수 스펙트럼(705, 706, 707)은 이상적인 가우시안 파형에서 벗어나 있는 것으로 세 파장을 동시에 발진시키는 경우 편광 조절의 결과에 따라 펄스 파형과 라디오 주파수 스펙트럼의 결과가 달라질 수 있다.The center wavelength of each channel of the Gaussian approximated spectrum is 1554.20 nm in channel 1, 1555.05 nm in channel 2, and 1555.95 nm in channel 3, and the corresponding 3 dB spectral widths are 0.04 nm, 0.08 nm, and 0.07 nm, respectively. (b) through (d) show the pulse waveforms 702, 703, 704 and the radio frequency spectrum 705, 706, 707, indicating that each wavelength signal has been filtered after passing through a channel suitable for another external high density wavelength multiplexer. ). The horizontal axis in (b) to (d) represents time and the vertical axis represents intensity in units of V. The red lines in (b) to (d) represent ideal Gaussian waveforms and the black dots represent data. The pulse waveforms 702, 703, 704 and the radio frequency spectrums 705, 706, 707 of (b) to (d) are out of the ideal Gaussian waveform, and when the three wavelengths simultaneously oscillate, Waveform and radio frequency spectrum results may vary.

채널이 더 많아지는 경우 고밀도 파장 다중화기쌍 내부의 각 채널에 개별적인 편광 조절기(107)를 사용하거나 편광 유지 광섬유로 레이저 발생 장치를 제조하여 펄스 파형과 주파수 스펙트럼이 이상적인 가우시안 파형에서 벗어나는 것을 방지할 수 있다.If more channels are available, individual polarization controllers 107 can be used for each channel inside the pair of high-density wavelength multiplexers, or a laser-generated device can be manufactured with polarization-maintaining fibers to prevent the pulse and frequency spectra from deviating from the ideal Gaussian waveform. have.

도 8 은 세 채널에서의 노이즈 스펙트럼을 나타내는 도면이다. 8 is a diagram illustrating a noise spectrum in three channels.

도 8 을 참조하면, 노이즈 스펙트럼을 이용하여 각 채널의 진폭과 위상 노이즈가 측정되고 노이즈 스펙트럼의 특성이 분석된다. 라디오 주파수 스펙트럼의 첫번째 피크와 고차 조화파 피크 근방의 스펙트럼이 비교되며 각각의 채널에 대해 단일 사이드밴드 노이즈, 즉 피크 주파수로부터 100Hz에서 500kHz의 범위에서 떨어져 있을때의 스펙트럼이 측정되고 진폭과 타이밍의 RMS 요동이 예측된다. 첫번째와 40번째 라디오 주파수 스펙트럼 피크가 사용되며, 5kHz 미만의 주파수 오프셋(offset)인 경우 30Hz의 분해능으로 측정되고 500kHz 미만의 주파수 오프셋은 10kHz 분해능으로 측정된다.Referring to FIG. 8, the amplitude and phase noise of each channel are measured using the noise spectrum, and the characteristics of the noise spectrum are analyzed. The first peak of the radio frequency spectrum and the spectrum near the higher harmonic peaks are compared, and for each channel, the spectrum is measured for a single sideband noise, i.e. in the range of 100 Hz to 500 kHz from the peak frequency, and the RMS fluctuations in amplitude and timing. Is expected. The first and 40th radio frequency spectral peaks are used, with frequency offsets below 5 kHz measured at 30 Hz resolution and frequency offsets below 500 kHz with 10 kHz resolution.

도 8의 각 그래프의 가로축은 주파수 오프셋을 나타내며 세로축은 Single sideband 노이즈를 나타낸다. 숫자가 적을수록 노이즈가 적은 것을 의미한다. 즉, -40은 -60보다 노이즈가 적은 것을 의미한다. (a)-(c)는 최적화된 변조 주파수에서 단일 파장이 발진할 때를 나타내고 (d)-(f)는 이동된 주파수에서 단일파장이 발진할 때는 나타내며 (g)-(i)는 이동된 주파수에서 세 개의 파장이 발진할 때를 나타낸다. The horizontal axis of each graph of FIG. 8 represents frequency offset and the vertical axis represents single sideband noise. The smaller the number, the less noise. That is, -40 means less noise than -60. (a)-(c) indicate when a single wavelength oscillates at an optimized modulation frequency, and (d)-(f) indicate when a single wavelength oscillates at a shifted frequency. (g)-(i) indicates Shown when three wavelengths oscillate in frequency.

최적화 주파수에서의 단일 파장 발진할 때와 비교하면 변조 주파수에 이동이 있을 때 완화 진동수에서 나타나는 노이즈 피크가 더 커질 수 있다. 도 8의 (d) 내지 (f), (g) 내지 (i)에 도시된 바와 같이 채널 1 내지 채널 3 의 완화진동수 피크는 50kHz 근방이다. 표 1은 RMS 진폭, 시간 요동을 측정한 결과가 요약된 것을 나타낸다.Compared to a single wavelength oscillation at the optimized frequency, the noise peak at the relaxation frequency can be greater when there is a shift in the modulation frequency. As shown in (d) to (f), (g) to (i) of Fig. 8, the relaxation frequency peaks of channels 1 to 3 are around 50 kHz. Table 1 summarizes the results of measuring RMS amplitude and time fluctuations.

채널 1Channel 1 채널 2Channel 2 채널 3Channel 3 최적 단일 파장Optimum single wavelength 진폭amplitude 6%6% 16%16% 12 %12% 타이밍timing 79 ps79 ps 120 ps120 ps 110 ps110 ps 주파수 이동된 단일 파장Frequency shifted single wavelength 진폭amplitude 12 %12% 16 %16% 13 %13% 타이밍timing 68 ps68 ps 67 ps67 ps 52 ps52 ps 주파수 이동된 세 개의 파장Three frequency shifted wavelengths 진폭amplitude 24 %24% 40 %40% 23 %23% 타이밍timing 250 ps250 ps 240 ps240 ps 150 ps150 ps

표 1을 참조하면, 단일 파장이 발진하는 두 경우에서는 경향성을 찾기 어려우나, 3개 파장이 동시에 발진하는 경우는 진폭과 타이밍 요동이 단일 파장이 발진하는 경우에 비해 증가한다.Referring to Table 1, it is difficult to find a tendency in two cases where a single wavelength oscillates, but when three wavelengths oscillate simultaneously, amplitude and timing fluctuation increase compared to a case where a single wavelength oscillates.

발진 파장들간의 이득 경쟁으로 진폭과 타이밍 요동이 증가할 수 있으며, 펄스 간격에 비해 빠른 이득 회복 특성을 갖는 광섬유 증폭기(110)를 사용함으로써 진폭과 타이밍 요동을 해결할 수 있다.Amplitude and timing fluctuations may increase due to gain competition between oscillation wavelengths, and amplitude and timing fluctuations may be solved by using an optical fiber amplifier 110 having fast gain recovery characteristics compared to pulse intervals.

진폭과 타이밍 요동은 편광 조절기(107)의 상태에 매우 민감하며, 모든 파장에서 최적화되는 편광의 조건을 찾는 것은 용이하지 않을 수 있다.Amplitude and timing fluctuations are very sensitive to the state of the polarization controller 107 and it may not be easy to find the conditions of polarization that are optimized at all wavelengths.

세 파장 성분의 레이저 발생 장치에서의 복굴절률이 다르므로 진폭과 타이밍 요동이 발생한다. 또는 펄스의 피크 파워가 높아질 때 발생하는 비선형 편광 회전에 의해 진폭과 타이밍 요동이 발생할 수도 있다.Since the birefringence is different in the laser generator of three wavelength components, amplitude and timing fluctuations occur. Alternatively, amplitude and timing fluctuations may occur due to nonlinear polarization rotation that occurs when the peak power of the pulse increases.

낮은 노이즈와 높은 안전성을 구현하기 위해서는 편광유지 광섬유로 제조된 레이저 발생 장치가 바람직하다. In order to implement low noise and high safety, a laser generating device made of a polarization maintaining optical fiber is preferable.

본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 발생 장치는 세 개의 다른 파장의 모드 잠금된 펄스들을 1555nm 중심파장 근방에서 6.24MHz의 반복률을 갖고 발생시킬 수 있다. 또한 레이저 발생 장치는 31m의 길이일 수 있다.The laser generating apparatus according to an embodiment of the present invention may generate mode locked pulses of three different wavelengths with a repetition rate of 6.24 MHz near the 1555 nm center wavelength. In addition, the laser generating device may be a length of 31m.

본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 발생 장치는 더 많은 수의 스텝 파장을 용이하게 구현할 수 있는 상용 고밀도 파장 다중화기쌍을 이용하여 레이저를 발생시킬 수 있으며 이 레이저는 짧은 발생 장치 길이와 상대적으로 좁은 스펙트럼 선폭을 갖고 있으므로 단층 촬영 장치를 포함한 많은 분야에 사용될 수 있다.Laser generating apparatus according to an embodiment of the present invention can generate a laser using a commercially available high density wavelength multiplexer pair that can easily implement a larger number of step wavelengths, the laser is a short generator length and relatively narrow Because of its spectral linewidth, it can be used in many applications, including tomography equipment.

본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 발생 장치는 레이저의 동작 특성을 크게 향상시킬 수 있다.Laser generating apparatus according to an embodiment of the present invention can greatly improve the operating characteristics of the laser.

본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 발생 장치는 파장이 고속으로 스텝 변화하는 레이저를 짧은 공진기 내에서, 상용 광통신 소자를 이용하여 간단하게 구현할 수 있다.The laser generating apparatus according to an embodiment of the present invention can simply implement a laser having a step change at a high speed in a short resonator using a commercial optical communication device.

이상, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일실시례실시예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 일실시례실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.In the above, embodiments of the present invention have been described with reference to the accompanying drawings, but those skilled in the art to which the present invention pertains may change to other specific forms without changing the technical spirit or essential features of the present invention. It will be appreciated that it may be practiced. Therefore, it should be understood that the exemplary embodiments described above are exemplary in all respects and not restrictive.

Claims (14)

진폭 변조기;An amplitude modulator; 상기 진폭 변조기와 연결되어 복수의 파장을 포함하는 펄스를 입력받아 상기 복수의 파장을 분리하여 출력하는 제 1 고밀도 파장 다중화기쌍;A first high density wavelength multiplexer pair connected to the amplitude modulator for receiving a pulse including a plurality of wavelengths and separating and outputting the plurality of wavelengths; 상기 제 1 고밀도 파장 다중화기쌍과 연결되는 광섬유 증폭기; 및An optical fiber amplifier connected to the first high density wavelength multiplexer pair; And 상기 광섬유 증폭기와 연결되고 상기 분리된 복수의 파장을 입력받아 하나의 펄스로 결합하는 제 2 고밀도 파장 다중화기쌍; 을 포함하는 레이저 발생 장치.A second high density wavelength multiplexer pair which is connected to the optical fiber amplifier and receives the plurality of separated wavelengths and combines them into one pulse; Laser generating device comprising a. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제 1 고밀도 파장 다중화기쌍과 상기 광섬유 증폭기 사이에 배치되는 제 1 출력 결합기;를 더 포함하는 레이저 발생 장치.And a first output coupler disposed between the first high density wavelength multiplexer pair and the optical fiber amplifier. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제 2 고밀도 파장 다중화기쌍과 상기 진폭 변조기 사이에 배치되는 제 2 출력 결합기;를 더 포함하는 레이저 발생 장치.And a second output coupler disposed between the second high density wavelength multiplexer pair and the amplitude modulator. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 광섬유 증폭기는 어븀 첨가 광섬유 및 레이저 다이오드를 포함하는 레이저 발생 장치.The optical fiber amplifier includes an erbium-doped optical fiber and a laser diode. 제 3 항에 있어서,The method of claim 3, wherein 상기 제 2 고밀도 파장 다중화기쌍과 상기 제 2 출력 결합기 사이에 배치되는 편광 조절기;를 더 포함하는 레이저 발생 장치.And a polarization controller disposed between the second high density wavelength multiplexer pair and the second output coupler. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제 1 고밀도 파장 다중화기쌍이 출력하는 펄스들간의 간격은 상기 펄스들의 폭보다 큰 레이저 발생 장치.And a spacing between pulses output by the first high density wavelength multiplexer pair is greater than a width of the pulses. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제 1 고밀도 파장 다중화기쌍은 제 1 고밀도 파장 다중화기와 제 2 고밀도 파장 다중화기 및 제 1 고밀도 파장 다중화기와 제 2 고밀도 파장 다중화기 사이에 연결되는 복수의 서로 다른 길이를 갖는 광섬유를 포함하는 레이저 발생 장치.The first high density wavelength multiplexer pair includes a laser having a plurality of different lengths of optical fibers connected between the first high density wavelength multiplexer and the second high density wavelength multiplexer and the first high density wavelength multiplexer and the second high density wavelength multiplexer. Generating device. 제 7 항에 있어서,The method of claim 7, wherein 상기 제 1 고밀도 파장 다중화기쌍은 상기 복수의 파장을 포함하는 펄스를 입력받아 상기 광섬유로 분산하는 레이저 발생 장치.And the first high density wavelength multiplexer pair receives a pulse including the plurality of wavelengths and distributes the pulse to the optical fiber. 제 7 항에 있어서,The method of claim 7, wherein 상기 광섬유는 두 개의 고밀도 파장 다중화기 사이에 길이별로 배치되는 레이저 발생 장치.And the optical fiber is disposed in length between two high density wavelength multiplexers. 제 9 항에 있어서,The method of claim 9, 상기 출력되는 파장의 순서는 상기 광섬유의 길이에 반비례하는 레이저 발생 장치.The order of the output wavelength is inversely proportional to the length of the optical fiber. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제 2 고밀도 파장 다중화기쌍은 제 1 고밀도 파장 다중화기와 제 2 고밀도 파장 다중화기 및 제 1 고밀도 파장 다중화기와 제 2 고밀도 파장 다중화기 사이에 연결되는 복수의 서로 다른 길이를 갖는 광섬유를 포함하는 레이저 발생 장치.The second high density wavelength multiplexer pair includes a laser having a plurality of different lengths of optical fibers connected between the first high density wavelength multiplexer, the second high density wavelength multiplexer, and the first high density wavelength multiplexer and the second high density wavelength multiplexer. Generating device. 제 11항에 있어서,The method of claim 11, 상기 제 2 고밀도 파장 다중화기쌍은 상기 분리된 복수의 파장을 입력받아 상기 광섬유를 이용하여 하나의 펄스로 결합하는 레이저 발생 장치.And the second high density wavelength multiplexer pair receives the plurality of separated wavelengths and combines them into one pulse using the optical fiber. 제 11항에 있어서,The method of claim 11, 상기 광섬유는 두 개의 고밀도 파장 다중화기 사이에 길이별로 배치되는 레이저 발생 장치.And the optical fiber is disposed in length between two high density wavelength multiplexers. 제 13항에 있어서,The method of claim 13, 상기 광섬유의 길이는 상기 분리된 복수의 파장의 순서에 반비례하는 레이저 발생 장치.The length of the optical fiber is inversely proportional to the order of the plurality of separated wavelengths.
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