김도경
(Do Kyung Kim)
1
이용욱
(Yong Wook Lee)
†
-
(Pukyong National University, Interdisciplinary Program of Biomedical Mechanical &
Electrical Engineering
)
Copyright © The Korean Institute of Illuminating and Electrical Engineers(KIIEE)
Key words
Birefringence Filter, Polarization, Narrowband, Polarization-Diversity Loop
1. 서론
광 다파장 필터(optical multiwavelength filter)는 혼선(crosstalk)을 유발하는 원하지 않는 광 신호를 제거하거나 필요한
광 신호를 통과시킴으로써, 대용량의 광 네트워크 시스템(optical network system)에 경제적이며 효율적인 방법 중 하나로 고려되어 왔다.
광 다파장 필터는 일정한 파장 주기를 가지는 특성으로 인해 파장 분할 다중 시스템(1-2)에 핵심 요소로 자리매김해왔다. 이뿐만 아니라 다파장 레이저(laser)(3-4), 광 스위칭(switching) 소자(5), 마이크로파(microwave) 신호 처리(6) 등에 다양한 적용이 가능하다. 특히 광섬유(optical fiber) 다파장 필터는 효율적인 비용, 우수한 광섬유 호환성, 낮은 삽입 손실 및 간단한
필터 구조와 같은 장점이 있다. 이러한 광섬유 필터의 파장 가변성을 실현시키기 위해 Sagnac 복굴절 간섭계(7-8), Mach-Zehnder 간섭계(9-10) 및 편광상이 고리(polarization-diversity loop: 이하 PDL)(11-15)가 제안되었다. 특히 PDL을 기반으로 한 다파장 필터는 Sagnac 복굴절 간섭계의 다파장 필터(7-8)보다 파장 가변성에 대한 유연성이 뛰어나다. 또한 Mach-Zehnder 간섭계(9-10) 보다 주변 온도와 압력과 같은 환경 섭동(perturbation)에 더 강하다는 장점이 있다. 최근 PDL 기반 0차 복굴절 필터의 기본형(conventional)
스펙트럼의 연속적인 파장 이동에 대한 연구(15)가 수행된 바 있다. 연속적으로 파장을 제어하기 위해 복굴절 요소인 편광 유지 광섬유(polarization-maintaining fiber: 이하
PMF) 그리고 세 파장 지연판(waveplate) 조합을 이용하였다. 이러한 세 파장 지연판 조합은 1/2 파장 지연판(half-wave plate:
이하 HWP)과 1/4 파장 지연판(quarter-wave plate: 이하 QWP), QWP와 HWP 그리고 두 QWP로 구성되었다. 이후 PDL
구조에서 두 개의 PMF를 사용하여 1차 복굴절 필터의 평탄형 스펙트럼(flat-top spectrum)에 대한 연속적인 파장 이동이 구현되었다(16). 상기 두 필터(15-16)에 포함된 파장 지연판들의 방위각을 제어함으로써 각 필터의 투과도 함수에 0°부터 360°까지의 추가 위상차(phase difference)를 더할
수 있다. 이외에도 1차 복굴절 필터에서, 협대역 투과 스펙트럼의 반주기 스위칭에 대한 연구가 수행된 바 있다(17). 하지만, PDL 기반 1차 복굴절 필터의 협대역 투과 스펙트럼에 대한 연속적인 파장 이동은 아직 구현되지 않았다.
본 연구에서는 네 단자를 갖는 편광 빔 분할기(polarization beam splitter: 이하 PBS), 세 HWP, 두 QWP 및 동일 길이의
두 PMF로 구성된 연속적으로 파장 조절이 가능한 PDL 기반 협대역 복굴절 필터를 제안한다. HWP와 QWP의 각 조합을 각 PMF 앞에 위치시키고
마지막 HWP는 두 번째 PMF 뒤에 위치하도록 하였다. 먼저, Jones 행렬로 유도된 협대역 투과도 함수에 0°부터 315°까지 45° 간격으로
추가 위상차를 더할 수 있는 여덟 개의 파장 지연판의 각도 조합을 이론적으로 도출하였다. 이러한 여덟 개의 추가 위상차들은 협대역 투과 스펙트럼이
0nm에서 0.7nm까지 0.1nm 간격으로 장파장 방향으로 이동하도록 만든다. 마지막으로 이론적으로 예측된 협대역 스펙트럼의 연속 파장 조절 특성을
실제 광섬유 필터를 구현하여 실험적으로 검증하였다.
2. 작동 원리 및 실험 세부 사항
Fig. 1. (a) Experimental setup diagram of the filter and (b) traveling path of input light
네 단자를 가진 PBS, 동일한 길이의 두 PMF(PMF 1과 PMF 2), 세 HWP(HWP 1, HWP 2 및 HWP 3) 및 두 QWP(QWP
1과 QWP 2)를 사용하여 필터를 구성하였으며, 필터의 모식도를 그림 1(a)에 나타내었다. 첫 번째 파장 지연판 조합(HWP 1과 QWP 1)을 PMF 1 앞에 배치하였고, 두 번째 조합(HWP 2와 QWP 2)은 PMF
2 앞에 위치시켰다. 마지막으로 HWP 3은 PMF 2 뒤에 배치하였다. 각 파장 지연판 조합들을 PMF 1과 PMF 2 앞에 배치함으로써, 각 PMF의
두 모드(고속축 및 저속축 모드) 간 유효(effective) 위상차를 조절할 수 있다. 더불어, 두 번째 파장 지연판 조합(HWP 2와 QWP 2)을
이용하여 두 PMF 간의 상대적 유효 방위각 차를 제어할 수 있다. 그리고 HWP 3은 PBS의 수평축에 대한 PMF 2의 유효 방위각을 조절할 수
있다. 앞서 진술한 유효 위상차는 제안된 필터 내의 유효 복굴절을 조절함으로써 구현된다. 빛이 PBS의 IN 단자로 입력되면 수평 편광과 수직 편광으로
나누어지게 된다. 이때 선형 수평 편광은 시계방향(clockwise: 이하 CW) 그리고 선형 수직 편광은 반시계방향(counterclockwise:
이하 CCW)으로 각각 순환하게 된다. 제안된 필터의 간섭 스펙트럼은 기본적으로 PMF의 서로 수직을 이루는 두 편광 모드(고속축과 저속축) 간 위상
지연차 Γ(= 2πBL/λ)에 의해 생성된다. 여기서 B, L 및 λ는 각각 PMF의 복굴절, 길이 및 진공에서의 파장을 나타낸다. 다섯 파장 지연판들의
방위각을 적절하게 조절하면, 추가 위상차 φ가 생성되어 이 위상 지연차 Γ에 더해진다. 이러한 φ에 의해 간섭 스펙트럼은 그 파장이 이동하게 된다.
입력 빛이 PBS의 단자 1 및 단자 2에서 수평 편광 및 수직 편광으로 분리되어 CW 및 CCW 경로로 각각 전파되는 광 경로를 그림 1(b)에 나타내었다. 여기서 x축 및 y축은 PBS의 수평축 및 수직축을 각각 나타낸다. PBS의 단자 1에서 출력되는 빛은 수평 편광기(x축), HWP
1(x축에 대한 저속축 방위각: θHWP1), QWP 1(θQWP1), PMF 1(θPMF1), HWP 2(θHWP2), QWP 2(θQWP2),
PMF 2(θPMF2), HWP 3(θHWP3) 및 수평 편광기(x축)를 순서대로 통과한다. 유사한 방식으로, 단자 2에서 출력되는 빛은 수직 편광기(y축),
HWP 3(x축에 대한 저속축 방위각: −θHWP3), PMF 2(−θPMF2), QWP 2(−θQWP2), HWP 2(−θHWP2), PMF 1(−θPMF1),
QWP 1(−θQWP1), HWP 1(−θHWP1) 및 수직 편광기(y축)를 차례로 거치며 전파된다. 그림 1(b)에 나타낸 F와 S는 PMF 및 파장 지연판의 고속축과 저속축을 각각 의미한다. 상기 두 경로에서 편광 간섭이 각각 발생하고 이에 따라 간섭 스펙트럼이
형성된다. 여기서 두 경로에서 발생하는 간섭 스펙트럼들의 채널 간격은 서로 동일하다. 그러나 상기 간섭 스펙트럼의 삽입 손실은 필터의 입력 편광에
의존하게 된다(11). 최종적으로 PBS의 OUT 단자에서 관측되는 투과 스펙트럼은 직교하는 편광 상태(state of polarization: 이하 SOP)를 갖는
두 간섭 스펙트럼들의 중첩(superposition)으로 얻어지므로 입력 편광에 무관한 특성을 갖는다(11).
편광 간섭 기반 복굴절 필터의 투과도 함수는 Γ에 대한 정현파 함수로 표현된다. 예를 들어 한 개의 PMF가 두 편광기 사이에 배치되면, 0차 투과도의
편광 간섭 스펙트럼이 발생하며, 그 투과도는 a+bcosΓ(a와 b는 실수)로 주어진다. PMF의 개수가 정수 M(≥ 2)일 때, (M−1)차 투과도
함수라고 정의되며, cosMΓ, cosM−1Γ, …, cosΓ와 같은 항을 포함할 수 있다(18). 스펙트럼의 파장 위치를 조절하기 위해서는 각 PMF의 위상 지연차 Γ에 추가 위상차 φ가 더해져야 한다. 즉 Γ에 대한 모든 정현파 함수에서 Γ는
Γ+φ로 대체되어야 한다. 이는 필터 내 유효 복굴절을 변조함으로써 스펙트럼의 파장 이동이 가능하다는 것을 의미한다. 특히 협대역 투과 스펙트럼을
얻기 위해서는 PMF 1의 유효 방위각은 22.5°, PMF 2는 67.5°가 되어야 한다. 이러한 (협대역) 고차 스펙트럼의 파장을 이동시키려면
각 PMF의 유효 위상차는 Γ+φ가 되어야 한다. 이러한 PMF의 유효 방위각(θPMF1와 θPMF2) 및 유효 위상차 조절은 각 PMF의 입력 SOP와
HWP 3의 방위각 제어로 구현이 가능하다. 여기서 각 PMF의 입력 SOP는 각 파장 지연판 조합(HWP 1과 QWP 1 또는 HWP 2와 QWP
2)의 방위각을 조절함으로써 결정된다. 다섯 파장 지연판들의 방위각 조절을 통해 추가 위상차 φ를 0°부터 360°까지 증가시키면, 협대역 투과 스펙트럼은
장파장 방향으로 이동하는 적색 천이를 하게 된다.
제안된 필터의 일반적인 투과도 t는 두 Jones 행렬 TCW와 TCCW를 이용하여 얻을 수 있다. TCW와 TCCW는 각각 CW 및 CCW 경로에
대한 Jones 전달 행렬들을 나타내며, 각각 식(1)과 식(2)로 표현하였다. 필터 투과도의 이론적 유도 과정에서, 필터 내 모든 광학 요소의 삽입 손실은 0으로 설정하였으며, 파장 지연판의 파장 의존성은 없는
것으로 가정하였다.
여기서 TH1, TQ1, TP1, TH2, TQ2, TP2 및 TH3는 x축을 기준으로 θHWP1, θQWP1, θPMF1, θHWP2, θQWP2,
θPMF2 및 θHWP3의 저속축 방위각을 갖는 각 복굴절 요소들의 Jones 전달 행렬이다. 행렬 TCW 및 TCCW를 이용하여 유도한 필터의 일반
투과도 t는 아래와 같다(11).
여기서 α1 = -cos(2θHWP3-2θHWP1+θQWP1+θQWP2-2θPMF2)cos(2θHWP2+θQWP1-θQWP2-2θPMF1)+cos(2θHWP3-2θHWP1+θQWP1-θQWP2)cos(2θHWP2-θQWP1-θQWP2),
β1 = cos(2θHWP3-2θHWP1+θQWP1+θQWP2-2θPMF2)cos(2θHWP2+θQWP1-θQWP2-2θPMF1)+cos(2θHWP3-2θHWP1+θQWP1-θQWP2)cos(2θHWP2-θQWP1-θQWP2),
γ1 = sin(2θHWP3-2θHWP1+θQWP1-θQWP2)sin(2θHWP2+θQWP1-θQWP2-2θPMF1)-sin(2θHWP3-2θHWP1+θQWP1+θQWP2-2θPMF2)sin(2θHWP2-θQWP1-θQWP2),
α2 = -sin(2θHWP3+2θHWP1-θQWP1+θQWP2-2θPMF2)sin(2θHWP2+θQWP1-θQWP2-2θPMF1)-sin(2θHWP3+2θHWP1-θQWP1-θQWP2)sin(2θHWP2-θQWP1-θQWP2),
β2 = sin(2θHWP3+2θHWP1-θQWP1+θQWP2-2θPMF2)sin(2θHWP2+θQWP1-θQWP2-2θPMF1)-sin(2θHWP3+2θHWP1-θQWP1-θQWP2)sin(2θHWP2-θQWP1-θQWP2)
및 γ2 = cos(2θHWP3+2θHWP1-θQWP1-θQWP2)cos(2θHWP2+θQWP1-θQWP2-2θPMF1)+cos(2θHWP3+2θHWP1-θQWP1+θQWP2-2θPMF2)sin(2θHWP2-θQWP1-θQWP2)이다.
협대역 투과도 tnarrow는 일반 투과도 t에서 유도가 가능하며, 식(4)로 표현될 수 있다(17). 식(4)의 추가 위상차 φ는 협대역 투과 스펙트럼의 파장 위치를 조절하는 역할을 한다.
상기 투과도 tnarrow를 이용하여 tnarrow에 추가 위상차 φ를 0°부터 360°까지 더할 수 있는 다섯 파장 지연판들의 방위각 조합 (θHWP1,
θQWP1, θHWP2, θQWP2, θHWP3)에 대해 이론적으로 조사하였다. 그림 2는 투과도 tnarrow 내에 φ를 0°부터 360°까지 1° 간격으로 더할 수 있는 파장 지연판의 방위각 조합 (θHWP1, θQWP1, θHWP2,
θQWP2, θHWP3)을 보여준다. 이때 PMF 1과 PMF 2의 유효 방위각 θPMF1과 θPMF2은 각각 10° 및 30°로 고정하였다. 그림에서
0°부터 360°까지의 φ 변위에 대해 θHWP1과 θQWP1는 각각 33.6° < θHWP1 < 66.4°와 −12.5° < θQWP1 < 32.5°의
변화 범위를 가지는 것을 확인하였다. 그리고 θHWP2는 φ가 증가함에 따라 2.5°에서 87.5°까지 선형적으로 증가하며, θQWP2와 θHWP3는
φ와 상관없이 75° 및 3.75°로 고정된다. θHWP1과 θQWP1의 φ에 따른 변화 패턴은 비슷하지만, 두 경우 모두 정현적 변화를 나타내고
있지는 않다. 이러한 다섯 방위각들의 φ에 따른 변화 궤적은 각기 다른 특징을 보이며, φ가 0°에서 360°까지 증가하도록 하려면 파장 지연판의
방위각 조합이 상기 궤적들을 만족시키며 변화되도록 하면 된다. 그림 2는 추가 위상차 φ를 0°에서 360°까지 1° 간격으로 증가시킬 수 있는 파장 지연판의 방위각 조합 (θHWP1, θQWP1, θHWP2, θQWP2,
θHWP3)은 항상 존재한다는 것을 보여준다. 따라서 φ가 증가하도록 파장 지연판의 방위각 조합을 선택하면 tnarrow는 장파장 방향으로 파장 이동이
가능하다.
표 1은 협대역 투과 스펙트럼의 파장 이동을 위한 여덟 개의 파장 지연판 방위각 조합들(Sets I−VIII)을 나타내고 있다. 방위각 조합이 Set I부터
Set VIII까지 차례로 바뀔 때, 추가 위상차 φ는 0°에서 315°까지 45° 간격으로 증가한다. 즉 협대역 투과 스펙트럼의 채널 간격이 ∆λ라면,
Set I을 기준으로 Set II에서 Set VIII까지 차례로 바뀔 때, 협대역 투과 스펙트럼의 파장은 ∆λ/8에서 7∆λ/8까지∆λ/8 간격으로
적색 천이된다. 표 1의 여덟 개의 방위각 조합들에서 계산된 협대역 투과 스펙트럼들은 그림 3에 제시되어 있다. 이론적 협대역 투과 스펙트럼 계산에서, 1550nm를 중심으로 ∆λ를 0.8nm로 설계하기 위해 각 PMF의 길이 L과 복굴절
B는 각각 7.2m와 4.166×10-4로 설정하였다. 파장 지연판 각도 조합이 Set I에서 Set VIII로 바뀔 때, 협대역 투과 스펙트럼은
장파장 방향으로 이동하는 것을 그림 3에서 확인할 수 있다. 화살표로 표시된 Set I의 스펙트럼 골(dip)의 파장을 λdip(= 1549.6nm)으로 지정하면, 파장 지연판 각도 조합이
Set II부터 Set VIII까지 순차적으로 바뀔 때 λdip은 1549.7nm에서 1550.3nm까지 0.1nm 간격으로 증가하는 것을 알 수
있다.
Fig. 2. Orientation angle sets of five waveplates to induce φ from 0 to 360˚ with a step of 1˚ in tnarrow (θPMF1 = 10˚ and θPMF2 = 30˚)
Table 1. Calculated eight waveplate orientation angle sets to induce φ from 0 to 315°
with a step of 45° in tnarrow (θQWP2 = 75° and θHWP3 = 3.75° for all Sets)
|
Set
|
Waveplate orientation angle sets
$$
\left(\theta_{H W P 1}, \theta_{Q W P 1}, \theta_{H W P 2}\right)
$$
|
|
I
|
$$
\begin{array}{l}{\left(\theta_{P M F 1} / 2+33.75^{\circ}, \quad \theta_{P M F 1}\right.},
\\ {\left.\Theta_{P M F 1} / 2+\Theta_{P M F 2} / 2+67.5^{\circ}\right)}\end{array}
$$
|
|
II
|
$$
\begin{array}{c}{\left(\theta_{P M F 1} / 2-\left[3 \tan ^{-1}\left(2^{1 / 2}\right)
/ \pi-4\right] \times 15^{\circ}\right.}, \\ {\theta_{P M F 1}-\left[2 \tan ^{-1}\left(2^{1
/ 2}\right) / \pi-1\right] \times 45^{\circ}}, \\ {\left.\theta_{P M F 1} / 2+\theta_{P
M E} / 2+78.75^{\circ}\right)}\end{array}
$$
|
|
III
|
$$
\begin{array}{c}{\left(\theta_{P M F 1} / 2+56.25^{\circ}, \theta_{P M F 1}+22.5^{\circ},\right.}
\\ {\left.\left(\theta_{P M F 1}+\theta_{P M F 2}\right) / 2+90^{\circ}\right)}\end{array}
$$
|
|
IV
|
$$
\begin{array}{c}{\left(\theta_{P M F 1} / 2-\left[3 \tan ^{-1}\left(2^{1 / 2}\right)
/ \pi-5\right] \times 15^{\circ}\right.} \\ {\theta_{P M F 1}-\left[2 \tan ^{-1}\left(2^{1
/ 2}\right) / \pi-1\right] \times 45^{\circ}} \\ {\left.\theta_{P M F 1} / 2+\theta_{P
M F 2} / 2+101.25^{\circ}\right)}\end{array}
$$
|
|
V
|
$$
\begin{array}{l}{\left(\theta_{P M F 1} / 2+56.25^{\circ}, \quad \theta_{P M F 1}\right.},
\\ {\left.\left(\theta_{P M F 1}+\theta_{P M F 2}\right) / 2+112.5^{\circ}\right)}\end{array}
$$
|
|
VI
|
$$
\begin{array}{c}{\left(\theta_{P M F 1} / 2+\left[3 \tan ^{-1}\left(2^{1 / 2}\right)
/ \pi+2\right] \times 15^{\circ}\right.}, \\ {\theta_{P M F 1}+\left[2 \tan ^{-1}\left(2^{1
/ 2}\right) / \pi-1\right] \times 45^{\circ}}, \\ {\left.\theta_{P M F 1} / 2+\theta_{P
M F 2} / 2+123.75^{\circ}\right)}\end{array}
$$
|
|
VII
|
$$
\begin{array}{c}{\left(\theta_{P M F 1} / 2+33.75^{\circ}, \quad \theta_{P M F 1}-22.5^{\circ}\right.},
\\ {\left.\theta_{P M F 1} / 2+\theta_{P M F 2} / 2+135^{\circ}\right)}\end{array}
$$
|
|
VIII
|
$$
\begin{array}{c}{\left(\theta_{P M F 1} / 2+\left[3 \tan ^{-1}\left(2^{1 / 2}\right)
/ \pi+1\right] \times 15^{\circ}\right.}, \\ {\theta_{P M F 1}+\left[2 \tan ^{-1}\left(2^{1
/ 2}\right) / \pi-1\right] \times 45^{\circ}}, \\ {\left.\theta_{P M F 1} / 2+\theta_{P
M F 2} / 2+146.25^{\circ}\right)}\end{array}
$$
|
Fig. 3. Simulated narrowband transmission spectra obtained from the calculated eight waveplate angle sets (Sets I－VIII) in Table 1
3. 실험결과 및 토의
제안된 필터의 파장 가변성에 대한 이론적인 예측을 실험적으로 검증하기 위해 그림 1과 같이 실제로 필터를 제작하였다. 복굴절이 ∼4.166×10-4인 두 bow-tie형 PMF(Fibercore)의 길이는 ∆λ가 1550nm에서
∼0.8nm가 되도록 ∼7.12m로 재단하였으며, 광대역 광원(Fiberlabs FL7701) 및 광 스펙트럼 분석기(Yokogawa AQ6370C)를
PBS의 단자 IN과 OUT에 각각 배치하여 출력 스펙트럼을 측정하였다.
Fig. 4. (a) Measured eight narrowband transmission spectra obtained from eight waveplate angle sets (Sets I－VIII) and (b) λdip variation with respect to φ values obtained at eight waveplate angle sets
그림 4(a)는 다섯 개의 파장 지연판 방위각을 적절히 제어하여 실험적으로 얻은 협대역 투과 스펙트럼들을 나타낸다. 실험적으로 얻은 여덟 개의 파장 지연판 방위각
조합이 Set I부터 Set VIII로 단계적으로 바뀔 때, 협대역 투과 스펙트럼의 골은 0.1nm 간격으로 총 0.7nm만큼 장파장 방향으로 이동하였다.
그림 4(b)는 실험적으로 얻은 여덟 개 투과 스펙트럼들에서 발생된 φ에 대한 λdip의 변화를 나타내며, λdip의 φ에 대한 선형성을 보여주는 보정 R2 값은
∼0.9992로 측정되었다. 특히 다섯 파장 지연판 방위각 (θHWP1, θQWP1, θHWP2, θQWP2, θHWP3)을 적절히 제어함으로써 k×45°(k
= 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7)를 제외한 임의의 φ값(0°∼360°)이 협대역 투과도 함수에 유도될 수 있는 지에 대해서도 조사를 수행하였다.
결과적으로 다섯 파장 지연판 방위각 (θHWP1, θQWP1, θHWP2, θQWP2, θHWP3)를 조절함으로써 협대역 투과 스펙트럼의 연속 파장
이동을 실험적으로 확인하였다.
그림 4(a)의 여덟 개의 협대역 스펙트럼들에서 평균 삽입 손실은 ∼8.6dB로 측정되었으며, 측정된 삽입 손실은 PBS와 파장 지연판의 삽입 손실, 그리고 PMF와
단일 모드 광섬유(single-mode fiber)의 융착 접속(fusion splicing) 손실에 기인한 것으로 사료된다.
Fig. 5. Measured transmission spectra of two modes, i.e., conventional and narrowband modes, for 3dB bandwidth comparison
그림 5는 3dB 대역폭(bandwidth) 비교를 위해 측정된 두 유형의 투과 스펙트럼들을 나타낸다. 기본형 및 협대역 투과 스펙트럼들의 3dB 대역폭은
각각 ∼0.42 및 ∼0.34nm로 측정되었으며, 기본형보다 ∼19% 정도로 더 좁은 3dB 대역폭을 갖는 것으로 확인되었다. 추가적으로 제안된 필터의
입력 편광에 대한 의존성을 조사하기 위하여, PBS의 단자 IN 앞에 임의의 입력 편광을 발생시킬 수 있는 편광 조절기(Agilent 8169A)를
배치하고 임의의 입력 편광을 갖는 빛에 대해 필터의 투과 특성을 조사하였다. 임의의 입력 편광에 대한 필터의 출력 세기 변동(intensity fluctuation)은
0.5dB 미만으로 측정되었고, 이는 PBS의 불균등한 광 파워 분배 비율과 광 스펙트럼 분석기 내 광 검출기의 편광 의존 손실에 의한 영향인 것으로
사료된다.
4. 결 론
본 연구에서는 PBS, 세 HWP, 두 QWP 및 동일 길이의 두 PMF로 구성된 연속 파장 조정 가능한 PDL 기반의 협대역 복굴절 필터를 구현하였다.
협대역 투과도 함수에 0°부터 360°까지의 추가 위상차 φ를 추가할 수 있는 다섯 파장 지연판 방위각 조합이 항상 존재함을 이론적으로 보였으며,
그 중 선택된 여덟 개의 파장 지연판 방위각 조합들(Sets I−VIII)을 도출하였다. 그리고 상기 파장 지연판 방위각 조합이 Set I에서 Set
VIII로 차례로 바뀜에 따라 협대역 스펙트럼이 0.1nm씩 장파장 방향으로 파장 이동될 수 있다는 것을 보였다. 이러한 이론적인 예측은 실제로 구현된
필터에서 다섯 파장 지연판의 방위각을 적절하게 제어하여 실험적으로도 검증하였다. 제안된 필터는 마이크로파 광 필터, 다파장 레이저, 광센서 인터로게이터(interrogator)
등에 유용하게 활용될 수 있을 것으로 기대된다.
Acknowledgements
이 논문은 2018학년도 부경대학교 연구년 교수 지원사업에 의하여 연구되었음.
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458-460
Biography
He received B.S degree in Electrical Engineering from Pukyong National University
in 2017.
he is now in the master course in the Interdisciplinary Program of Biomedical Mechanical
& Electrical Engineering, Pukyong National University.
His research interests include optical fiber devices for optical sensors and filters.
He received B.S., M.S., and Ph. D. degrees in Electrical Engineering from Seoul National
University in 1998, 2000, and 2004, respectively.
He is now a professor at Electrical Engineering in Pukyong National University. His
research interests include photonics and oxide semiconductors.