A design method for optical fiber filter of lattice structure

격자형 광파이버필터의 설계에 관한 연구

The propagation and delay properties in opical fiber are particularly attractive because digital signal processing and conventional analog signal processing techniques such as those using surface acoustic wave devices are limited In their usefulness for signal bandwidth exceeding one or two GHz, although they are very effective at lower frequencies. Since an accurate, low loss and short time delay elements can be obtained by using such an optical fiber, optical signal precessing has attracted much attention for high speed and broad-band signal precessing in particular channel separation filtering for optical FDM signals. In this paper, we consider a coherent optical lattice filter, which uses coherent light sources and consists of directional couplers and optical fiber delay elemnts. The optical fiber fitters are more restricted than the usual digital filters. The reasons are as follows. 1) the coupling coefficients of directional couplers are restricted to the number between 0 and 1. 2) optical signal E(complex amplitude) is divided into J If-$\boxUl$ and J L/7$\div$$\boxUl$ at the directional coupler. Considering these restrictions and in this case all the coupling coefficients of summing and branching elements are set to be equal, we have given design formulae for optical lattice filter, which make the best use of optical signal energy.

디지탈 신호처리기술 및 종래의 아날로그 신호처리기술로는 저주파수의 신호를 처리하는데는 아주 효과적이지만, 주파수 대역폭이 GHz단위일 경우에는 많은 손실이 있기 때문에 지연매체로서 광파이버가 많이 사용된다. 광파이버는 저손실 그리고 극히 작은 지연도 정확하게 얻을 수 있기 때문에 채널분리 필터 등과 같은 고주파, 광대역신호의 고속처리 특히 수십GHz 단위의 채널을 광FDM다중화하는 분야등에 많은 주목을 받고 있다. 본 논문에서는 광파이버를 이용한 지연소자와 방향성결합기(directional coupler)를 구성 단위로 하고 코히런트 광원을 이용한 격자형 광파이버필터에 대하여 논한다. 코히런트 광원을 이용한 광파이태 필터는, 기본 구성요소인 방향성결합기의 특성 때문에 1)입력신호는 광강도에 의해 처리되기 때문에 방향성결합기의 결합계 수(=a)는 0과 1 사이의 값만 취할 수 있다. 2)광신호의 전계강도를 E라 했을때 그 분기점에서 신호광은 Jae와 J1-ae로 분배된다. 본 논문에서는 방향성 결합기의 제약조건을 고려하고, 간단한 구성 및 설계를 위하여 가산소자와 분기소자가 동일한 결합계수를 가지는 격자형 광파이버필터플 제안하였다. 설계방침으로는 주어진 전달함수에 대해 광신호의 Energy를 최대한 유효하게 사용하는 설계법으로 그때의 설계공식 및 실험조건등을 유도하였다.