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KR102559579B1 - 광 변조기 및 이를 이용하는 데이터 처리 시스템 - Google Patents

광 변조기 및 이를 이용하는 데이터 처리 시스템 Download PDF

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KR102559579B1
KR102559579B1 KR1020150124945A KR20150124945A KR102559579B1 KR 102559579 B1 KR102559579 B1 KR 102559579B1 KR 1020150124945 A KR1020150124945 A KR 1020150124945A KR 20150124945 A KR20150124945 A KR 20150124945A KR 102559579 B1 KR102559579 B1 KR 102559579B1
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박용상
변현일
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삼성전자주식회사
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Abstract

본 발명의 기술적 사상에 의한 광 변조기는, 입력 광 신호를 제1 광 신호 및 제2 광 신호로 나누어 제1 광 도파로 및 제2 광 도파로로 각각 전달하는 광 스플리터(splitter); 상기 제1 및 제2 광 도파로로부터 각각 전달된 상기 제1 및 제2 광 신호를 결합하여 출력 광 신호를 생성하고, 세 개의 출력 포트들을 포함하는 광 컴바이너(combiner); 상기 세 개의 출력 포트들과 각각 연결되어 상기 출력 광 신호를 전달하는 세 개의 출력 광 도파로들; 및 상기 출력 광 도파로들 중 일부와 연결되는 광 검출기(optical detector);를 포함할 수 있다.

Description

광 변조기 및 이를 이용하는 데이터 처리 시스템{Optical modulator and data processing system using the same}
본 발명의 기술적 사상은 광 변조기에 관한 것으로, 특히 마흐 젠더 간섭계(Mach Zehnder Interferometer; MZI)를 포함하는 광 변조기에 관한 것이다.
데이터 신호 전송에 있어서 전기적 전송 장치 외에 광 신호를 이용하여 전송하는 장치가 다양한 분야에서 이용되고 있다. 광 변조기는 전기 신호를 광 신호의 형태로 변환하여 전송하기 위한 장치이다.
광 변조기의 일종인 마흐 젠더 간섭계는, 서로 다른 광 도파로를 거치는 광들 중 적어도 하나가 전기 신호에 의해 위상이 변하면 간섭 광 신호의 세기가 변동되는 방식으로 전기로부터 광으로 신호를 변환시킬 수 있다.
본 발명의 기술적 사상이 이루고자 하는 기술적 과제는, 광 신호의 손실을 억제하면서, 광들이 간섭하여 얻어진 광 신호의 세기를 안정적으로 모니터링할 수 있는 광 변조기를 제공하는 것이다.
본 발명의 기술적 사상의 일 양태에 따른 광 변조기는, 입력 광 신호를 제1 광 신호 및 제2 광 신호로 나누어 제1 광 도파로 및 제2 광 도파로로 각각 전달하는 광 스플리터(splitter); 상기 제1 및 제2 광 도파로로부터 각각 전달된 상기 제1 및 제2 광 신호를 결합하여 출력 광 신호를 생성하고, 세 개의 출력 포트들을 포함하는 광 컴바이너(combiner); 상기 세 개의 출력 포트들과 각각 연결되어 상기 출력 광 신호를 전달하는 세 개의 출력 광 도파로들; 및 상기 출력 광 도파로들 중 일부와 연결되는 광 검출기(optical detector);를 포함할 수 있다.
일부 실시예들에서, 상기 출력 광 도파로들은 메인 광 도파로, 제1 보조 광 도파로, 및 제2 보조 광 도파로를 포함하고, 상기 광 검출기는 상기 제1 및 제2 보조 광 도파로 중 적어도 하나와 연결되는 것을 특징으로 하는 광 변조기일 수 있다.
일부 실시예들에서, 상기 메인 광 도파로로부터 분기되어 광 검출기로 연결되는 광 도파로를 포함하지 않는 것을 특징으로 하는 광 변조기일 수 있다.
일부 실시예들에서, 상기 제1 및 제2 광 도파로 중 적어도 하나에 위치하는 위상 천이기(phase shifter)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광 변조기일 수 있다.
일부 실시예들에서, 상기 위상 천이기는 상기 위상 천이기 통과 전후의 상기 제1 및 제2 광 신호의 위상차의 변동량이 90도로 유지되도록 구동하는 것을 특징으로 하는 광 변조기일 수 있다.
일부 실시예들에서, 상기 출력 광 신호는 상기 메인 광 도파로를 통해 전달되는 메인 광 신호와, 상기 제1 및 제2 보조 광 도파로를 통해 각각 전달되는 제1 보조 광 신호 및 제2 보조 광 신호를 포함하고, 상기 메인 광 신호의 세기는 상기 광 검출기로부터 측정된 상기 제1 또는 제2 보조 광 신호의 세기의 합과 실질적으로 동일하고, 위상은 반대인 것을 특징으로 하는 광 변조기일 수 있다.
일부 실시예들에서, 상기 위상 천이기는 히터(heater)인 것을 특징으로 하는 광 변조기일 수 있다.
일부 실시예들에서, 상기 제1 광 도파로에 위치하고, 제1 전기 신호에 따라 상기 제1 광 신호의 위상을 변조하는 제1 전극를 포함하고, 상기 출력 광 신호는 상기 제1 전극에 의해 변조된 위상을 갖는 제1 변조 광 신호와 상기 제2 광 신호를 결합하여 생성되는 것을 특징으로 하는 광 변조기일 수 있다.
일부 실시예들에서, 상기 제2 광 도파로에 위치하고, 제2 전기 신호에 따라 상기 제2 광 신호의 위상을 변조하는 제2 전극을 더 포함하고, 상기 출력 광 신호는 상기 제1 변조 광 신호와, 상기 제2 위상 천이기에 의해 변조된 위상을 갖는 제2 변조 광 신호를 결합하여 생성되는 것을 특징으로 하는 광 변조기일 수 있다.
일부 실시예들에서, 상기 광 스플리터는 방향성 커플러(directional coupler), Y-자 분기 (Y-branch) 또는 다중 모드 간섭계(multi-mode interference) 중 어느 하나를 이용하는 것을 특징으로 하는 광 변조기일 수 있다.
일부 실시예들에서, 상기 광 스플리터, 상기 광 컴바이너, 상기 출력 광 도파로들, 및 상기 광 검출기는 반도체 기판 위 또는 내부에 배치되는 것을 특징으로 하는 광 변조기일 수 있다.
일부 실시예들에서, 상기 제1 및 제2 보조 출력 포트는 상기 메인 출력 포트를 사이에 두고, 상기 메인 출력 포트로부터 동일하게 이격되어 배치되는 것을 특징으로 하는 광 변조기일 수 있다.
본 발명의 기술적 사상의 일 양태에 따른 광 변조기는, 입력 광 신호를 제1 광 신호 및 제2 광 신호로 분리하는 광 스플리터; 상기 제1 및 제2 광 신호 중 적어도 하나의 위상을 변조시키는 위상 천이기; 상기 세 개의 출력 포트로부터 출력되는 세 개의 출력 광 신호들 중 일부로부터 신호를 전송받는 광 검출기; 및 상기 광 검출기와 상기 위상 천이기 사이를 연결하고, 상기 광 검출기에서 측정된 검출 신호를 기초로 상기 위상 천이기의 초기 위상 변조값을 조절하는 콘트롤러;를 포함할 수 있다.
일부 실시예들에서, 상기 출력 광 도파로들은 메인 광 도파로, 제1 보조 광 도파로, 및 제2 보조 광 도파로를 포함하고, 상기 광 검출기는 상기 제1 및 제2 보조 광 도파로와 각각 연결된 제1 광 검출기 및 제2 광 검출기를 포함하는 것을 특징으로 하는 광 변조기일 수 있다.
일부 실시예들에서, 상기 제1 및 제2 광 검출기와 상기 콘트롤러 사이를 연결하고, 상기 제1 및 제2 광 검출기로부터 각각 측정된 제1 검출 신호 및 제2 검출 신호의 세기의 합 또는 차를 출력하는 증폭기를 포함하는 것을 특징으로 하는 광 변조기일 수 있다.
본 발명의 기술적 사상에 의한 광 변조기는, 광 컴바이너(combiner)에 메인 출력 포트 외에 두 개의 보조 출력 포트를 더 포함함으로써, 메인 광 도파로와 연결된 탭 커플러(tap coupler)를 대체하여 메인 광 신호의 손실의 억제할 수 있다. 또한, 광 컴바이너 내에서 반사되는 광을 감소시켜 광 신호의 세기를 안정적으로 모니터링할 수 있다.
도 1은 본 발명의 기술적 사상에 의한 실시예들에 따른 광 변조기를 나타내는 도면이다.
도 2는 메인 광 도파로와 제1 및 제2 광 도파로의 구체적인 배치를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 기술적 사상에 의한 실시예들에 따른 광 변조기를 통해 전달되는 광 흐름을 나타내는 이미지이다.
도 4는 제1 광 신호와 제2 광 신호의 위상차에 따른 메인 광 신호 세기와 제1 및 제2 보조 광 신호 세기를 나타내는 그래프이다.
도 5a 및 도 5b는 메인 광 신호 세기와 제1 및 제2 보조 광 신호 세기를 나타내는 도면과 그래프이다.
도 6 내지 도 10은 본 발명의 기술적 사상에 의한 실시예들에 따른 광 변조기를 나타내는 도면들이다.
도 11은 본 발명의 기술적 사상에 의한 실시예들에 따른 데이터 처리 시스템의 블록도이다.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명한다. 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고, 이들에 대한 중복된 설명은 생략한다.
본 발명의 실시예들은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것으로, 아래의 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래의 실시예들로 한정되는 것은 아니다. 오히려, 이들 실시예는 본 개시를 더욱 충실하고 완전하게 하며 당업자에게 본 발명의 사상을 완전하게 전달하기 위하여 제공되는 것이다.
본 명세서에서 제1, 제2 등의 용어가 다양한 부재, 영역, 층들, 부위 및/또는 구성 요소들을 설명하기 위하여 사용되지만, 이들 부재, 부품, 영역, 층들, 부위 및/또는 구성 요소들은 이들 용어에 의해 한정되어서는 안 됨은 자명하다. 이들 용어는 특정 순서나 상하, 또는 우열을 의미하지 않으며, 하나의 부재, 영역, 부위, 또는 구성 요소를 다른 부재, 영역, 부위 또는 구성 요소와 구별하기 위하여만 사용된다. 따라서, 이하 상술할 제1 부재, 영역, 부위 또는 구성 요소는 본 발명의 가르침으로부터 벗어나지 않고서도 제2 부재, 영역, 부위 또는 구성 요소를 지칭할 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위로부터 이탈되지 않은 채 제1 구성 요소는 제2 구성 요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성 요소도 제1 구성 요소로 명명될 수 있다.
달리 정의되지 않는 한, 여기에 사용되는 모든 용어들은 기술 용어와 과학 용어를 포함하여 본 발명 개념이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 공통적으로 이해하고 있는 바와 동일한 의미를 지닌다. 또한, 통상적으로 사용되는, 사전에 정의된 바와 같은 용어들은 관련되는 기술의 맥락에서 이들이 의미하는 바와 일관되는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 여기에 명시적으로 정의하지 않는 한 과도하게 형식적인 의미로 해석되어서는 아니 될 것임은 이해될 것이다.
어떤 실시예가 달리 구현 가능한 경우에 특정한 공정 순서는 설명되는 순서와 다르게 수행될 수도 있다. 예를 들어, 연속하여 설명되는 두 공정이 실질적으로 동시에 수행될 수도 있고, 설명되는 순서와 반대의 순서로 수행될 수도 있다.
첨부 도면에 있어서, 예를 들면, 제조 기술 및/또는 공차에 따라, 도시된 형상의 변형들이 예상될 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예들은 본 명세서에 도시된 영역의 특정 형상에 제한된 것으로 해석되어서는 아니 되며, 예를 들면 제조 과정에서 초래되는 형상의 변화를 포함하여야 한다.
도 1은 본 발명의 기술적 사상에 의한 실시예들에 따른 광 변조기(100)를 나타내는 도면이다. 도 2는 메인 광 도파로(109a)와 제1 및 제2 광 도파로(109b, 109c)의 구체적인 배치를 나타내는 도면이다. 도 3은 광 변조기(100)를 통해 전달되는 광 흐름을 나타내는 이미지이다.
도 1을 참조하면, 광 변조기(100)는 광 스플리터(splitter)(101)와, 두 개의 입력 포트(IP1, IP2) 및 세 개의 출력 포트(OP1, OP2, OP3)를 포함하는 광 컴바이너(combiner)(107)와, 상기 세 개의 출력 포트(OP1, OP2, OP3)와 각각 연결된 세 개의 광 도파로(109a, 109b, 109c)들과, 상기 세 개의 광 도파로(109a, 109b, 109c)들 중 일부와 연결된 광 검출기(111a, 111b)를 포함할 수 있다.
상기 광 컴바이너(107)는 상기 세 개의 출력 포트(OP1, OP2, OP3)를 통해 상기 광 컴바이너(107) 내에서 발생한 출력 광 신호를 외부로 모두 출력시킴으로서, 상기 광 컴바이너(107) 내에 내부 반사광의 발생을 억제할 수 있다. 이에 따라 상기 광 변조기(100)가 안정적으로 동작할 수 있다.
또한, 컴바이너(107)는 실제 신호 전송에 이용되는 메인 출력 포트(OP1) 외에도, 제1 광 검출기(111a) 및 제2 광 검출기(111b)에 제1 보조 광 신호(ALS1) 및 제2 보조 광 신호(ALS2)를 각각 전달하기 위한 제1 보조 출력 포트(OP2) 및 제2 보조 출력 포트(OP3)는 포함할 수 있다. 상기 제1 및 제2 광 검출기(111a, 111b)는 상기 제1 및 제2 보조 광 신호(ALS1, ALS2)의 세기 및 위상을 측정할 수 있으며, 이를 기초로 실제로 신호 전송된 메인 광 신호(MLS)의 세기 및 위상을 계산해낼 수 있다. 즉, 메인 광 신호(MLS)의 세기 및 위상을 측정하기 위해 상기 메인 광 신호(MLS)로부터 신호를 직접 추출하지 않으므로, 상기 메인 광 신호(MLS)의 손실을 방지할 수 있다.
구체적으로, 상기 광 스플리터(101)는 입력 광 신호(ILS)를 제1 광 신호(LS1) 및 제2 광 신호(LS2)로 분리할 수 있다. 상기 입력 광 신호(ILS)는 광원(LS)으로부터 출력된 지속 파형 (continuous waveform)일 수 있다. 상기 제1 및 제2 광 신호(LS1, LS2)는 동일한 세기를 갖도록 분리될 수 있다. 분리된 상기 제1 및 제2 광 신호(LS1, LS2)는 상기 스플리터(101)와 연결된 제1 광 도파로(optical waveguide) (103a) 및 제2 광 도파로(103b)로 각각 전달될 수 있다. 상기 광 변조기(100)의 상기 광 스플리터(101)는 다중 모드 간섭계로 도시되었으나, 방향성 커플러(directional coupler), Y-자 분기(Y-branch), 또는 광 신호 분리 기능을 수행하는 임의의 소자 중 어느 하나로 대체될 수 있다.
제1 전극(105a)은 상기 제1 광 도파로(103a)와 근접하게 위치하도록 형성될 수 있다. 상기 제1 전극(105a)은 전자 소자(EDa) 또는 외부 입력 등으로부터 발생하는 제1 전기 신호(ES1)를 전달받아, 상기 제1 광 도파로(103a)를 통과하는 상기 제1 광 신호(LS1)의 위상을 변조할 수 있다. 상기 제1 전기 신호(ES1)에 따라 위상이 변조된 제1 변조 광 신호(LS1’)는 제1 입력 포트(IP1)를 통해 광 컴바이너(107)에 입력될 수 있다. 마찬가지로, 제2 전극(105b)는 상기 제2 광 도파로(103b)와 근접하게 위치하도록 형성될 수 있다. 상기 제2 전극(105b)은 전자 소자(EDa) 또는 외부 입력 등으로부터 발생하는 제2 전기 신호(ES2)를 전달받아, 상기 제2 광 도파로(103b)를 통과하는 상기 제2 광 신호(LS2)의 위상을 변조할 수 있다. 상기 제2 전기 신호(ES2)에 따라 위상이 변조된 제2 변조 광 신호(LS2’)는 제2 입력 포트(IP2)를 통해 광 컴바이너(107)에 입력될 수 있다. 이에 따라, 상기 광 컴바이너(107) 내에서 상기 제1 전극(105a)에 의해 변조된 위상을 갖는 제1 변조 광 신호(LS1’)와 상기 제2 변조 광 신호(LS2’)가 결합하여 출력 광 신호(MLS, ALS1, ALS2)를 생성할 수 있다.
상기 제1 및 제2 전극(105a, 105b)은 상기 제1 및 제2 광 도파로(103a, 103b)에 각각 위치할 수 있으나, 본 발명의 기술적 사상은 한정되는 것은 아니다. 일부 실시예들에서, 상기 제1 및 제2 전극(105a, 105b) 중 어느 하나만이 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 광 도파로(103a)에 상기 제1 전극(105a)만이 형성되고, 상기 제2 광 도파로(103b)에는 상기 제2 전극(105b)이 형성되지 않을 수 있다. 이 경우, 상기 광 컴바이너(107) 내에서 상기 제1 전극(105a)에 의해 변조된 위상을 갖는 제1 변조 광 신호(LS1’)와 제2 광 신호(LS2)가 결합하여 출력 광 신호(MLS, ALS1, ALS2)를 생성할 수 있다.
또한 상기 제1 및 제2 전극(105a, 105b)의 형상은 예시적인 것으로, 상기 제1 및 제2 광 도파로(103a, 130b)를 통과하는 제1 및 제2 광 신호(LS1, LS2)의 위상을 변조시킬 수 있는 임의의 형상을 가질 수 있다.
상기 광 컴바이너(107)는 상기 제1 및 제2 광 도파로(103a, 103b)를 통해 각각 전달되는 상기 제1 및 제2 변조 광 신호(LS1’, LS2’)를 제1 및 제2 입력 포트(IP1, IP2)를 통해 각각 입력받을 수 있다. 상기 광 컴바이너(107)는 입력된 상기 제1 및 제2 변조 광 신호(LS1’, LS2’)를 결합시켜 출력 광 신호(MLS, ALS1, ALS2)를 생성할 수 있다. 상기 출력 광 신호(MLS, ALS1, ALS2)는 상기 제1 및 제2 광 신호(103a, 130b)의 위상 차이에 따라 다른 출력 양상을 보일 수 있다.
즉, 상기 제1 및 제2 변조 광 신호(LS1’, LS2’)의 위상 차이가 없을 때에는 상기 광 컴바이너(107)의 중앙을 따라 진행하는 메인 광 신호(MLS)만이 발생할 수 있다. 따라서, 상기 메인 광 신호(MLS)는 상기 광 컴바이너(107)의 중앙에 위치한 메인 출력 포트(OP1)를 통해 모두 출력될 수 있다. 즉, 상기 메인 출력 포트(OP1)의 양 측에 위치한 제1 보조 출력 포트(OP2) 및 제2 보조 출력 포트(OP3)를 통해서 출력되는 광 신호가 실질적으로 존재하지 않을 수 있다. 그러나, 상기 상기 제1 및 제2 변조 광 신호(LS1’, LS2’)의 위상 차이가 존재할 경우, 상기 광 컴바이너(107)의 중앙을 따라 진행하는 상기 메인 광 신호(MLS) 외에, 상기 광 컴바이너(107)의 양 측 가장자리와 근접하여 진행하는 제1 및 제2 보조 광 신호(ASL1, ALS2)들이 발생할 수 있다. 이 경우, 상기 광 컴바이너(107)의 중앙을 따라 진행하는 상기 메인 광 신호(MLS)는 상기 메인 출력 포트(OP1)를 통해 출력되고, 상기 광 컴바이너(107)의 양 측 가장자리와 근접하여 진행하는 상기 제1 및 제2 보조 광 신호(ALS1, ALS2)는 상기 메인 출력 포트(OP1)의 양 측에서 상기 광 컴바이너(107)의 양 가장자리와 근접하게 위치한 제1 및 제2 보조 출력 포트(OP2, OP3)들을 통해 출력될 수 있다.
일반적인 광 변조기의 경우, 광 컴바이너(107)는 상기 광 컴바이너(107)의 중앙에 위치한 하나의 메인 출력 포트(OP1)만을 가진다. 상기 광 컴바이너(107)로 입력된 상기 제1 및 제2 변조 광 신호(LS1’, LS2’)가 위상 차이를 갖지 않는 경우, 상기 광 컴바이너(107)의 중앙을 따라 진행하는 메인 광 신호(MLS)만이 출력 광 신호로서 발생하여 메인 출력 포트(OP1)를 통해 모두 출력될 수 있다. 그러나, 상기 제1 및 제2 변조 광 신호(LS1’, LS2’)가 위상 차이를 가지는 경우, 상기 광 컴바이너(107)의 중앙을 따라 진행하는 상기 메인 광 신호(MLS) 외에, 상기 광 컴바이너(107)의 양 가장자리와 근접하여 진행하는 나머지 광 신호들이 발생할 수 있다. 상기 광 컴바이너(107)는 중앙에 위치한 하나의 메인 출력 포트(OP1)만을 가지므로, 상기 광 컴바이너(107)의 양 가장자리와 근접하여 진행하는 나머지 광 신호들은 외부로 출력되지 못하고 상기 광 컴바이너(107)의 내부에서 반복적으로 반사될 수 있다. 외부로 출력되지 못하는 광 신호들은 다른 광 신호들을 교란하여 안정된 광 변환을 방해하고, 광 변조기의 성능을 열화시킬 수 있다.
반면, 본 발명의 기술적 사상에 의한 광 변조기(100)는 상기 제1 및 제2 변조 광 신호(LS1’, LS2’)의 위상 차이가 있어서 상기 광 컴바이너(107)의 중앙을 따라 진행하는 메인 광 신호(MLS) 및 양 가장자리와 근접하여 진행하는 제1 및 제2 광 신호(ALS1, ALS2)들이 존재하더라도, 세 개의 출력 포트(OP1, OP2, OP3)를 통해 각각 출력 가능할 수 있다. 따라서, 상기 광 컴바이너(107) 내부에서 반사광이 형성되지 않아 상기 광 컴바이너(107)가 안정적으로 동작할 수 있다. 상기 광 변조기(100)는 멀티 모드 간섭계(MMI)일 수 있다.
도 2를 참조하면, 광 컴바이너(107) 및 세 개의 출력 포트(OP1, OP2, OP3)의 배치가 구체적으로 도시되어 있다. 제1 및 제2 보조 출력 포트(OP2, OP3)는 상기 제1 메인 출력 포트(OP1)를 사이에 두고, 상기 메인 출력 포트(OP1)로부터 동일한 거리(D1, D2)만큼 이격되어 배치될 수 있다. 즉, 상기 메인 출력 포트(OP1)와 상기 제2 보조 출력 포트(OP2)간의 제1 거리(D1)는 상기 메인 출력 포트(OP1)와 상기 제3 보조 출력 포트(OP3)간의 제2 거리(D2)와 실질적으로 동일할 수 있다.
제1 및 제2 입력 포트(IP1, IP2)를 따라 입력되는 상기 제1 및 제2 변조 광 신호(LS1’, LS2’)는 상기 광 컴바이너(107) 내에서 결합하여 출력 광 신호(MLS, ALS1, ALS2)를 형성할 수 있다. 상기 출력 광 신호(MLS, ALS1, ALS2)는 상기 광 컴바이너(107)의 중앙을 따라 형성되는 상기 메인 광 신호(MLS) 외에, 상기 메인 광 신호(MLS)를 중심으로 하면서 양 측에 대칭적으로 제1 및 제2 보조 광 신호(ALS1, ALS2)를 포함할 수 있다. 이 때, 상기 제1 및 제2 보조 출력 포트(OP2, OP3)는 상기 메인 출력 포트(OP1)로부터 동일한 거리로 이격됨으로써, 서로 동일한 위상 및 세기를 가지는 상기 제1 및 제2 보조 광 신호(ALS1, ALS2)가 상기 제1 및 제2 보조 출력 포트(OP2, OP3)를 통해 각각 출력될 수 있다.
도 3을 참조하면, 광 컴바이너(107)로 입력되는 제1 및 제2 변조 광 신호(LS1’, LS2’), 상기 컴 바이너(107) 내에서 결합된 상태의 상기 제1 및 제2 변조 광 신호(LS1’, LS2’), 및 상기 광 컴바이너(107)로부터 출력되는 메인 광 신호(MLS), 제1 및 제2 보조 광 신호(ALS1, ALS2)의 실제 이미지가 나타나 있다.
상기 제1 및 제2 변조 광 신호(LS1’ LS2’)는 동일한 광 신호 세기를 가지면서 소정의 위상 차이를 가진다. 위상 차이를 가지는 상기 제1 및 제2 변조 광 신호(LS1’ LS2’)가 상기 광 컴바이너(107) 내에서 서로 결합하면, 간섭 효과에 의해 출력 광 신호의 분리가 발생할 수 있다. 즉, 상기 광 컴바이너(107)의 중앙을 따라 진행하는 상기 메인 광 신호(MLS)와, 상기 광 컴바이너(107)의 양 가장자리와 근접한 영역을 따라 진행하는 상기 제1 및 제2 보조 광 신호(ALS1, ALS2)로 나뉘어 출력될 수 있다.
상기 제1 및 제2 보조 광 신호(ALS1, ALS2)는 상기 제1 및 제2 보조 포트(OP2, OP3) 및 이와 연결된 제1 및 제2 보조 광 도파로(109b, 109c)를 통해 제1 및 제2 광 검출기(111a, 111b)로 전달될 수 있다.
다시 도 1을 참조하면, 광 컴바이너(107)의 메인 출력 포트(OP1), 제1 및 제2 보조 출력 포트(OP2, OP3)는 각각 메인 광 도파로(109a), 제1 및 제2 광 도파로(109b, 109c)와 연결될 수 있다. 상기 메인 광 도파로(109a)는 메인 광 신호(MLS)를 다른 전자 소자(ESb)에 전송할 수 있다. 상기 제1 및 제2 광 도파로(109b, 109c)는 각각 제1 및 제2 보조 광 신호(ALS1, ALS2)를 제1 및 제2 광 검출기(111a, 111b)에 전달할 수 있다.
상기 제1 및 제2 광 검출기(111a, 111b)는 상기 제1 및 제2 보조 광 신호(ALS1, ALS2)를 광-전 변환하여, 제1 및 제2 전기 신호(ES1, ES2)에 의한 변환의 적정성을 평가할 수 있다.
상기 제1 및 제2 보조 광 도파로(109b, 109c)와 각각 연결된 제1 및 제2 광 검출기(111a, 111b)를 예시하였으나, 본 발명의 기술적 사상이 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 광 변조기(100)는 제1 및 제2 광 검출기(111a, 111b) 중 어느 하나만을 포함할 수 있다. 즉, 상기 제1 및 제2 보조 광 도파로(109b, 109c) 중 어느 하나, 예를 들어 제1 보조 광 도파로(109b)만이 제1 광 검출기(111a)와 연결될 수 있다.
다만, 상기 광 변조기(1000 내에서 상기 제2 광 검출기(111b)가 생략되는 경우에도, 상기 제2 보조 광 도파로(109c)는 그대로 유지될 수 있다. 이 경우, 상기 제2 보조 광 도파로(109c)를 유지하여 상기 제2 보조 광 신호(ALS2)를 외부로 출력시킴으로써, 상기 제2 보조 광 신호(ALS2)가 상기 광 컴바이너(107) 내에서 반사광으로 작용하는 것을 방지할 수 있다.
일반적인 경우, 광 변조기에 의해 변환된 광 신호를 모니터링하기 위해 다른 전자 소자(ESb)로 전송되는 메인 광 신호(MLS)로부터 일부 신호를 직접 분기하는 방법이 이용된다. 즉, 메인 광 도파로(109a)의 중간 지점에서 탭 커플러(tap coupler) 또는 Y자 분기(Y-branch) 구조와 같은 구성이 도입될 수 있다. 탭 커플러 또는 Y자 분기 구조를 통해 얻어진 광 신호는 광 검출기를 통해 모니터링된다. 상기 탭 커플러 또는 Y자 분기 구조와 같은 구성은 메인 광 신호(MLS) 일부의 손실을 동반한다. 메인 광 신호(MLS)는 다른 전자 장치(ESb)에 전송되어 데이터로서 이용되어야 하므로, 메인 광 신호(MLS)의 손실은 광 변조기의 성능을 열화시킬 수 있다.
반면, 본 발명의 기술적 사상에 의한 상기 광 변조기(100)는, 상기 메인 광 신호(MLS)와는 다른 경로로 형성되는 제1 및 제2 보조 광 신호(ALS1, ALS2)를 이용하여, 상기 메인 광 신호(MLS)의 손실을 발생시키지 않으면서 상기 메인 광 신호(MLS)를 모니터링할 수 있다. 즉, 상기 광 변조기(100)는 상기 메인 광 도파로(109a)로부터 분기되어 광 검출기로 연결되는 광 도파로를 포함하지 않을 수 있다.
상기 메인 광 신호(MLS)는 메인 출력 포트(OP1)를 통해 손실없이 출력되고, 상기 제1 및 제2 보조 광 신호(ALS1, ALS2)는 제1 및 제2 보조 출력 포트(OP2, OP3)를 통해 출력될 수 있다. 상기 제1 및 제2 보조 광 신호(ALS1, ALS2)는 상기 제1 및 제2 보조 출력 포트(OP2, OP3)를 통해 출력되지 않더라도, 상기 메인 광 신호(MLS)의 세기에 영향을 주지 못하며, 오히려 상기 광 컴바이너(107) 내에서 반사광을 형성하여 광 변조기(100)를 불안정하게 할 수 있다.
상기 제1 및 제2 보조 광 신호(ALS1, ALS2)와 상기 메인 광 신호(MLS)는 위상 및 세기에 있어서 특수한 관계를 가지므로, 상기 제1 및 제2 보조 광 신호(ALS1, ALS2)를 검출함으로써 상기 메인 광 신호(MLS)를 간접적으로 모니터링할 수 있다. 상기 제1 및 제2 보조 광 신호(ALS1, ALS2)와 상기 메인 광 신호(MLS)의 특수한 관계에 대해서는 후술하도록 한다.
일부 실시예들에서, 상기 광 스플리터(101), 제1 및 제2 광 도파로(103a, 103b), 제1 및 제2 전극(105a, 105b), 상기 광 컴바이너(107), 상기 출력 광 도파로(109a, 109b, 109c)들, 및 상기 광 검출기(111a, 111b)는 반도체 기판 위 또는 내부에 배치될 수 있다.
도 4는 제1 및 제2 변조 광 신호(LS1’, LS2’)의 위상차에 따른 메인 광 신호(MLS) 세기와, 제1 및 제2 보조 광 신호(ALS1, ALS2) 세기를 나타내는 그래프이다.
도 1 및 도 4를 참조하면, 입력 광 신호(ILS)는 광 스플리터(101)를 통과하여 동일한 위상 및 세기의 제1 및 제2 광 신호(LS1, LS2)를 출력할 수 있다. 상기 제1 및 제2 광 신호(LS1, LS2)는 제1 및 제2 광 도파로(103a, 103b)로 각각 전달될 수 있다.
제1 및 제2 전극(105a, 105b)은 전자 소자(EDa) 또는 외부 입력 등으로부터 발생하는 제1 및 제2 전기 신호(ES1, ES2)를 전달받아, 상기 제1 및 제2 광 도파로(103a, 103b)를 통과하는 상기 제1 및 제2 광 신호(LS1, LS2)의 위상을 변조할 수 있다. 위상이 변조된 제1 및 제2 변조 광 신호(LS1’, LS2’)는 제1 및 제2 입력 포트(IP1, IP2)를 통해 광 컴바이너(107)에 입력될 수 있다. 상기 제1 및 제2 전기 신호(ES1, ES2)가 동일한 경우, 상기 제1 및 제2 광 신호(LS1, LS2)의 위상을 동일한 정도로 변조하게 된다. 즉, 상기 제1 및 제2 변조 광 신호(LS1’, LS2’)의 위상차가 0도이며, 상기 제1 및 제2 변조 광 신호(LS1’, LS2’)가 결합되어 형성된 총 출력 광 신호가 모두 메인 광 신호(MLS)로 출력될 수 있다.
상기 제1 및 제2 전기 신호(ES1, ES2)가 서로 다른 경우, 상기 제1 및 제2 광 신호(LS1, LS2)는 서로 위상차가 발생하도록 변조될 수 있다. 즉, 상기 제1 및 제2 변조 광 신호(LS1’, LS2’)의 위상차가 0도가 아닐 수 있다. 이 경우, 상기 제1 및 제2 변조 광 신호(LS1’, LS2’)가 결합되어 형성된 총 출력 광 신호는 메인 광 신호(MLS)와 제1 및 제2 보조 광 신호(ALS1, ALS2)로 분리되어 출력될 수 있다. 이 경우, 상기 메인 광 신호(MLS)와 상기 제1 및 제2 보조 광 신호(ALS1, ALS2)의 합은 총 출력 광 신호를 양분하는 관계가 된다. 따라서, 상기 제1 및 제2 보조 광 신호(ALS1, ALS2)의 세기를 제1 및 제2 광 검출기(111a, 111b)를 이용해 검출하고, 총 출력 광 신호의 세기에서 상기 제1 및 제2 보조 광 신호(ALS1, ALS2)의 세기가 차지하는 비율을 계산하여 상기 제1 및 제2 변조 광 신호(LS1’, LS2’) 사이의 위상차를 검출할 수 있다. 또는 총 출력 광 신호의 세기에서 상기 제1 및 제2 보조 광 신호(ALS1, ALS2)의 세기를 제거하여 상기 메인 광 신호(MLS)의 세기를 확보하고, 총 출력 광 신호의 세기에서 상기 메인 광 신호(MLS)의 세기가 차지하는 비율을 계산하여 상기 제1 및 제2 변조 광 신호(LS1’, LS2’)간의 위상차를 검출할 수 있다.
이에 따라, 상기 제1 및 제2 변조 광 신호(LS1’, LS2’)의 위상차를 발생시킨 상기 제1 및 제2 전기 신호(ES1, ES2)에 관한 데이터를 얻을 수 있다. 상기 제1 및 제2 변조 광 신호(LS1’, LS2’)의 위상차와 상기 제1 및 제2 전기 신호(ES1, ES2)의 대응 관계는 전기 신호 값의 변화에 따른 위상차 값에 관한 선행 실험 결과 데이터를 이용하여 얻을 수 있다.
도 5a 및 도 5b는 메인 광 신호(MLS)의 세기와 제1 및 제2 보조 광 신호(ALS1, ALS2)의 세기를 나타내는 도면과 그래프이다.
도 1, 도 5a 및 도 5b를 참조하면, 메인 광 신호(MLS)와 제1 및 제2 보조 광 신호(ALS1, ALS2)은 서로 반대의 위상을 가지면서, 메인 광 신호(MLS)의 세기가 제1 또는 제2 보조 광 신호(ALS1, ALS2)의 세기의 두 배이다. 즉, 상기 메인 광 신호(MLS)의 세기는 상기 제1 및 제2 보조 광 신호(ALS1, ALS2)의 세기의 합과 동일할 수 있다. 따라서, 도 4를 참조하면, 상기 제1 및 제2 변조 광 신호(LS1’, LS2’)의 위상차는 90도이다.
이와 같이, 상기 제1 및 제2 보조 광 신호(ALS1, ALS2)를 검출함으로써, 상기 제1 및 제2 변조 광 신호(LS1’, LS2’) 및 제1 및 제2 전기 신호(ES1, ES2)를 측정할 수 있다. 결과적으로, 상기 제1 및 제2 전기 신호(ES1, ES2)가 상기 메인 광 신호(MLS)로 정확하게 광-전 변환되었는 지 간접적으로 모니터링할 수 있다.
도 6은 본 발명의 기술적 사상에 의한 실시예들에 따른 광 변조기(200)를 나타내는 도면이다. 상기 광 변조기(200)는 도 1의 광 변조기(100)와 유사하나, 광 스플리터(201)로서 Y-자 분기 구조를 가진다는 차이가 있다. 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 의미하며, 중복되는 설명은 생략한다.
도 6을 참조하면, 광원(LS)과 연결된 입력 광 도파로(203)은 Y-자 분기 구조(201)에 따라 제1 및 제2 광 도파로(103a, 103b)로 분리될 수 있다. 이에 따라, 상기 광원(LS)으로부터 발생한 입력 광 신호(ILS)는 상기 입력 광 도파로(203)를 따라 진행하고, 상기 Y-자 분기 구조(201)를 기점으로 분기되어 제1 및 제2 광 도파로(103a, 103b)를 따라 제1 및 제2 광 신호(LS1, LS2)로 나뉘어져 진행될 수 있다.
상기 제1 및 제2 광 도파로(103a, 103b)의 연장 방향은 상기 입력 광 도파로(203)의 연장 방향을 기준으로 동일한 각도만큼 기울어져 형성될 수 있다. 즉, 상기 제1 및 제2 광 도파로(103a, 103b)의 분기각을 서로 동일하게 하여, 상기 제1 및 제2 광 신호(LS1, LS2)는 동일한 세기 및 위상을 가질 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 상기 제1 및 제2 광 도파로(103a, 103b)의 분기각은 서로 다를 수 있다.
일부 실시예들에서, 상기 Y-자 분기 구조(201)는 방향성 커플러로 치환될 수 있다.
도 7은 본 발명의 기술적 사상에 의한 실시예들에 따른 광 변조기(300)를 나타내는 도면이다. 상기 광 변조기(300)는 도 1의 광 변조기(100)와 유사하나, 제1 및 제2 광 도파로(103a, 103b)에 각각 제1 위상 천이기(phase shifter)(113a) 및 제2 위상 천이기(113b)를 더 포함한다는 차이가 있다.
도 7을 참조하면, 제1 및 제2 광 도파로(103a, 103b)에 각각 형성된 제1 및 제2 위상 천이기(113a, 113b)는 제1 및 제2 전기 신호(ES1, ES2)에 의해 결정되는 위상 변조 이외에, 초기 위상 변조값 설정을 위해 이용될 수 있다. 즉, 제1 및 제2 광 신호(LS1, LS2)가 상기 제1 및 제2 전기 신호(ES1, ES2)에 따라 제1 및 제2 변조 광 신호(LS1’, LS2’)로 위상 변조되는 동시에, 상기 제1 및 제2 위상 천이기(113a, 113b)에 의해 재변조된 제1 및 제2 변조 광 신호(LS1”, LS2”)로 위상이 재조정될 수 있다.
도 1 및 도 3을 다시 참조하면, 제1 및 제2 전기 신호(ES1, ES2)가 동일한 경우, 제1 및 제2 광 신호(LS1, LS2)는 서로 동일하게 위상 변조된다. 이에 따라, 광 컴바이너(107)로 입력되는 제1 및 제2 변조 광 신호(LS1’, LS2’)간의 위상차가 0도가 되고, 총 출력 광 신호는 메인 광 신호(MLS)로 모두 출력되고 제1 및 제2 보조 광 신호(ALS1, ALS2)는 존재하지 않을 수 있다. 이 경우, 제1 및 제2 광 검출기(111a, 111b)를 통해 측정할 수 있는 값 자체가 없어 상기 메인 광 신호(MLS)의 모니터링이 오히려 불안정해질 수 있으며, 광 변조기(100)의 효율이 떨어질 수 있다.
따라서, 상기 제1 및 제2 위상 천이기(113a, 113b)는 상기 제1 및 제2 변조 광 신호(LS1’, LS2’) 간의 위상차가 없더라도, 총 출력 광 신호 중 일부는 메인 광 신호(MLS)로 출력되고, 총 출력 광 신호 중 잔부는 제1 및 제2 보조 광 신호(ALS1, ALS2)로 출력될 수 있도록 초기 위상을 변동시킬 수 있다.
상기 초기 위상은 제1 및 제2 변조 광 신호(LS1’, LS2’) 간의 위상차가 없는 경우, 상기 메인 광 신호(MLS) 및 상기 제1 및 제2 보조 광 신호(ALS1, ALS2)가 각각 최대 세기의 절반 세기로 출력되도록 조정될 수 있다. 즉, 도 4를 다시 참조하면, 상기 제1 및 제2 위상 천이기(113a, 113b)를 통해 재변조된 제1 및 제2 변조 광 신호(LS1”, LS2”)는 90도의 초기 위상차를 갖도록 설정될 수 있다. 즉, 상기 제1 및 제2 위상 천이기(113a, 113b)는 상기 제1 및 제2 위상 천이기(113a, 113b) 통과 전후의 재변조된 제1 및 제2 변조 광 신호(LS1”, LS2”)의 위상차의 변동량이 90도로 일정하게 유지되도록 구동할 수 있다.
즉, 상기 광 변조기(300)에 제1 및 제2 전기 신호(ES1, ES2)가 인가되어 제1 및 제2 변조 광 신호(LS1’, LS2’) 사이에 θ의 위상차가 발생한 경우, 상기 제1 및 제2 위상 천이기(113a, 113b)를 통해 재변조된 제1 및 제2 변조 광 신호(LS1”, LS2”)는 재변조 전의 제1 및 제2 변조 광 신호(LS1’, LS2’)의 θ도의 위상차와 함께 90도의 초기 위상차를 더 포함할 수 있다.
이와 같이, 제1 및 제2 전기 신호(ES1, ES2)가 인가되지 않았을 때 상기 메인 광 신호(MLS)의 세기를 최대 세기의 절반으로 조정하는 방법은 쿼드러처 포인트 바이어싱(Quadrature point biasing)이라고 하며, 광 변조기(300)의 효율을 최대로 높일 수 있다.
상기 제1 및 제2 위상 천이기(113a, 113b)는 상기 제1 및 제2 광 도파로(103a, 103b)에 각각 위치하는 것으로 예시하였으나, 본 발명의 기술적 사상이 이에 한정되는 것은 아니다. 일부 실시예들에서, 상기 제1 또는 제2 위상 천이기(113a, 113b)는 상기 제1 및 제2 광 도파로(103a, 103b) 중 어느 하나에 위치할 수 있다.
일부 실시예들에서, 상기 제1 및 제2 위상 천이기(113a, 113b)는 히터(heater)일 수 있다.
일부 실시예들에서, 상기 광 스플리터(101), 제1 및 제2 광 도파로(103a, 103b), 제1 및 제2 전극(105a, 105b), 상기 제1 및 제2 위상 천이기(113a, 113b), 상기 광 컴바이너(107), 상기 출력 광 도파로(109a, 109b, 109c)들, 및 상기 광 검출기(111a, 111b)는 반도체 기판 위 또는 내부에 배치될 수 있다.
도 8은 내지 도 10은 본 발명의 기술적 사상에 의한 실시예들에 따른 광 변조기(400, 500, 600)를 각각 나타내는 도면들이다. 상기 광 변조기(400, 500, 600)는 도 7의 광 변조기(300)와 유사하나, 제1 및 제2 광 검출기(111a, 111b)에서 측정된 제1 및 제2 검출 신호를 기초로 제1 및 제2 위상 천이기(113a, 113b)의 변조값을 조절하는 콘트롤러(117)를 더 포함한다는 차이가 있다.
도 8을 참조하면, 상기 광 변조기(400)는 제1 및 제2 광 검출기(111a, 111b)와 상기 제1 및 제2 위상 천이기(113a, 113b) 사이를 연결하고, 상기 제1 및 제2 광 검출기(111a, 111b)에서 각각 측정된 제1 및 제2 검출 신호를 기초로 상기 제1 및 제2 위상 천이기(113a, 113b)의 초기 위상 변조값을 설정 및 유지하는 콘트롤러(117)를 더 포함할 수 있다. 이에 따라, 상기 광 변조기(400)는 동작하는 도중에도 상기 1 및 제2 위상 천이기(113a, 113b)에 의해 조정된 초기 위상 변조값이 유지될 수 있다.
구체적으로, 상기 제1 및 제2 위상 천이기(113a, 113b) 중 적어도 하나에 인가되는 전압을 증가시키며 제1 및 제2 광 검출기(111a, 111b)를 통해 출력되는 제1 및 제2 검출 신호 세기의 합의 최대값 및 최소값을 측정할 수 있다. 상기 콘트롤러(117)는 상기 제1 및 제2 검출 신호 세기의 합이 최대값과 최소값의 합의 절반이 될 때의 전압이 상기 제1 및 제2 위상 천이기(113a, 113b)에 인가되도록 조절할 수 있다.
상기 제1 및 제2 광 검출기(111a, 111b)와 상기 콘트롤러(117) 사이에는, 상기 제1 및 제2 광 검출기(111a, 111b)로부터 각각 측정된 제1 및 제2 검출 신호의 세기의 합을 출력하는 증폭기(115)가 배치될 수 있다. 상기 증폭기(115)로부터 출력된 제1 및 제2 검출 신호는 아날로그-디지털 컨버터(119)를 거쳐 상기 콘트롤러(117)에 입력될 수 있다. 상기 콘트롤러(117)는 상기 제1 및 제2 검출 신호를 기초로, 상기 제1 및 제2 위상 천이기(113a, 113b)에 적정한 전압이 인가될 수 있도록 조정 신호를 출력할 수 있다. 상기 조정 신호는 디지털-아날로그 컨버터(121)에 의해 상기 제1 및 제2 위상 천이기(113a, 113b)에 전달될 수 있다. 즉, 상기 제1 및 제2 위상 천이기(113a, 113b)가 초기 위상 변조값을 유지하도록, 적정한 전압이 인가될 수 있다.
도 9를 참조하면, 도 8의 광 변조기(400)와 유사하나, 콘트롤러(117)가 제1 검출 신호만을 기초로 동작한다는 점에서 차이가 있다. 즉, 제1 보조 광 신호(ALS1) 세기의 최대값과 최소값의 합의 절반이 되게 하는 초기 위상 변조값을 유지하도록, 상기 제1 및 제2 위상 천이기(113a, 113b)에 적정한 전압이 인가될 수 있다.
도 10을 참조하면, 도 8의 광 변조기(400)와 유사하나, 콘트롤러(117)가 제1 및 제2 광 검출기(111a, 111b)를 통해 출력되는 제1 및 제2 검출 신호 세기의 차를 기초로 동작한다는 점에서 차이가 있다.
상기 제1 및 제2 광 검출기(111a, 111b)와 상기 콘트롤러(117) 사이에는, 상기 제1 및 제2 광 검출기(111a, 111b)로부터 각각 측정된 제1 및 제2 검출 신호의 세기의 차를 출력하는 증폭기(123)가 배치될 수 있다.
도 11은 본 발명의 기술적 사상에 의한 실시예들에 따른 데이터 처리 시스템의 블록도이다.
도 11은 본 발명의 기술적 사상에 의한 실시예들에 따른 데이터 처리 시스템(1000)의 블록도이다.
도 11을 참조하면, 데이터 처리 시스템(1000)은 제1 장치(1010)와 제2 장치(1020)를 포함할 수 있다. 상기 제1 장치(1010)와 상기 제2 장치(1020)는 시리얼 통신을 통하여 광 신호를 통신할 수 있다.
상기 제1 장치(1010)는 제1 광원(1012), 전-광 변환(electrical to optical conversion) 동작을 수행할 수 있는 제1 광 변조기(1014), 및 광-전 변환(optical to electrical conversion) 동작을 수행할 수 있는 제1 광 복조기(optical de-modulator)(1016)를 포함할 수 있다.
상기 제1 광원(1012)은 지속 파형을 갖는 광 신호를 출력할 수 있다. 상기 제1 광원(1012)은 도 1을 참조하여 설명한 광원(LS)일 수 있다.
상기 제1 광 변조기(1014)는 도 1, 도 2, 도 4a 내지 도 10을 참조하여 설명한 광 변조기들(100, 200, 300, 400, 500, 600) 중에서 어느 하나로 구현될 수 있다.
상기 제1 광 복조기(1016)는 제2 장치(1020)의 제2 광 변조기(1024)로부터 출력된 디-엠퍼시스 파형을 갖는 출력 광신호를 수신하여 복조하고 복조된 전기 신호를 출력할 수 있다.
상기 제2 장치(1020)는 제2 광원(1022), 제2 광 변조기(1024), 및 제2 광 복조기(1026)를 포함할 수 있다.
상기 제2 광원(1022)은 지속 파형을 갖는 광 신호를 출력할 수 있다. 상기 제2 광원(1022)은 도 1을 참조하여 설명한 광원(LS)일 수 있다.
상기 제2 광 변조기(1024)는 도 1, 도 2, 도 4a 내지 도 10을 참조하여 설명한 광 변조기들(100, 200, 300, 400, 500, 600) 중에서 어느 하나로 구현될 수 있다.
상기 제2 광 복조기(1026)는 상기 제1 장치(1020)의 제1 광 변조기(1014)로부터 출력된 출력 광신호를 수신하여 복조하고 복조된 전기 신호를 출력한다.
이상, 본 발명을 바람직한 실시예를 들어 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고, 본 발명의 기술적 사상 및 범위 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형 및 변경이 가능하다.
LS: 광원, ILS: 입력 광 신호, LS1, LS2: 광 신호, MLS: 메인 광 신호, ALS1, ALS2: 제1 및 제2 보조 광 신호, E1, E2: 전기 신호, EDa, EDb: 전자 소자, IP1, IP2: 입력 포트, OP1, OP2, OP3: 출력 포트, 103a, 103b: 광 도파로, 105a, 105b: 전극, 107: 광 컴바이너, 109a: 메인 광 도파로, 109b, 109c: 보조 광 도파로, 113a, 113b: 위상 천이기, 111a, 111b: 광 검출기, 115, 123: 증폭기, 117: 콘트롤러, 119: 아날로그-디지털 컨버터, 121: 디지털-아날로그 컨버터, 100,200,300,400,500,600: 광 변조기, 1000: 데이터 처리 시스템

Claims (15)

  1. 입력 광 신호를 제1 광 신호 및 제2 광 신호로 나누어 제1 광 도파로 및 제2 광 도파로로 각각 전달하는 광 스플리터(splitter);
    상기 제1 및 제2 광 도파로로부터 각각 전달된 상기 제1 및 제2 광 신호를 결합하여 출력 광 신호를 생성하고, 메인 출력 포트, 제1 보조 출력 포트 및 제2 보조 출력 포트를 포함하는 세 개의 출력 포트들을 포함하는 광 컴바이너(combiner);
    상기 세 개의 출력 포트들과 각각 연결되어 상기 출력 광 신호를 전달하는 세 개의 출력 광 도파로들; 및
    상기 출력 광 도파로들 중 일부와 연결되는 광 검출기(optical detector);를 포함하고,
    상기 출력 광 신호는 메인 광 도파로를 통해 전달되는 메인 광 신호와, 제1 및 제2 보조 광 도파로를 통해 각각 전달되는 제1 보조 광 신호 및 제2 보조 광 신호를 포함하고,
    상기 메인 광 신호의 세기는 상기 광 검출기로부터 측정된 상기 제1 또는 제2 보조 광 신호의 세기의 합과 실질적으로 동일하고,
    상기 메인 광 신호와 상기 제1 보조 광 신호 및 상기 제2 보조 광 신호 중 어느 하나 간의 위상차는 90°인 것을 특징으로 하는 광 변조기.
  2. 제1 항에 있어서, 상기 출력 광 도파로들은 상기 메인 광 도파로, 상기 제1 보조 광 도파로, 및 상기 제2 보조 광 도파로를 포함하고,
    상기 광 검출기는 상기 제1 및 제2 보조 광 도파로 중 일부와 연결되는 것을 특징으로 하는 광 변조기.
  3. 제1 항에 있어서, 상기 메인 광 도파로로부터 분기되어 광 검출기로 연결되는 광 도파로를 포함하지 않는 것을 특징으로 하는 광 변조기.
  4. 제1 항에 있어서, 상기 제1 및 제2 광 도파로 중 적어도 하나에 위치하는 위상 천이기(phase shifter)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광 변조기.
  5. 제4 항에 있어서, 상기 위상 천이기는 상기 위상 천이기 통과 전후의 상기 제1 및 제2 광 신호의 위상차의 변동량이 90도로 유지되도록 구동하는 것을 특징으로 하는 광 변조기.
  6. 삭제
  7. 제4 항에 있어서, 상기 위상 천이기는 히터(heater)인 것을 특징으로 하는 광 변조기.
  8. 제1 항에 있어서, 상기 제1 광 도파로에 위치하고, 제1 전기 신호에 따라 상기 제1 광 신호의 위상을 변조하는 제1 전극를 포함하고,
    상기 출력 광 신호는 상기 제1 전극에 의해 변조된 위상을 갖는 제1 변조 광 신호와 상기 제2 광 신호를 결합하여 생성되는 것을 특징으로 하는 광 변조기.
  9. 제1 항에 있어서, 상기 제1 및 제2 보조 출력 포트는 상기 메인 출력 포트를 사이에 두고, 상기 메인 출력 포트로부터 동일하게 이격되어 배치되는 것을 특징으로 하는 광 변조기.
  10. 입력 광 신호를 제1 광 신호 및 제2 광 신호로 분리하는 광 스플리터;
    상기 제1 및 제2 광 신호 중 적어도 하나의 위상을 변조시키는 위상 천이기;
    세 개의 출력 포트로부터 출력되는 세 개의 출력 광 신호들 중 일부로부터 신호를 전송받는 광 검출기; 및
    상기 광 검출기와 상기 위상 천이기 사이를 연결하고, 상기 광 검출기에서 측정된 검출 신호를 기초로 상기 위상 천이기의 초기 위상 변조값을 조절하는 콘트롤러;를 포함하고,
    상기 출력 광 신호는 메인 광 도파로를 통해 전달되는 메인 광 신호와, 제1 및 제2 보조 광 도파로를 통해 각각 전달되는 제1 보조 광 신호 및 제2 보조 광 신호를 포함하고,
    상기 메인 광 신호의 세기는 상기 광 검출기로부터 측정된 상기 제1 또는 제2 보조 광 신호의 세기의 합과 실질적으로 동일하고,
    상기 메인 광 신호와 상기 제1 보조 광 신호 및 상기 제2 보조 광 신호 중 어느 하나 간의 위상차는 90°인 것을 특징으로 하는 광 변조기.
  11. 삭제
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