일반기술

클래딩 여기 광섬유 증폭기에서의 장주기 광섬유 격자를 이용한 신호 광 증폭 방법

본 발명은 초고속 광통신에 응용할 수 있는 장주기 광섬유 격자(LPFG:Long-Period Fiber Grating)를 이용한 클래딩 여기 광섬유 증폭기(Cladding pump EDFA)에 관한 것이다. 본 발명은 기존의 광섬유 증폭기(EDFA)가 코어를 통해 여기 광이 입사된데 비하여 단면적이 넓은 클래딩을 통하여 여기 광을 입사하고, 이 여기 광이 클래딩을 통해 전파하는 중에 장주기 광섬유 격자를 이용해 코어로 여기 광을 결합(coupling)시킴으로써 기존 광섬유 증폭기에 비해서 보다 높은 세기(high power)의 여기 광을 이용하여 신호 광을 효과적으로 증폭시킬 수 있도록 하였다.이하 첨부된 도면에 의해 상세히 설명하면 다음과 같다. 도 1은 본 발명에서 제안한 장주기 광섬유 격자(LPFG)를 이용한 클래딩 여기 광섬유 증폭기(Cladding pump EDFA)의 개념도 이다. 클래딩으로 입사된 여기 광은 장주기 광섬유 격자에서 위상정합조건을 만족하는 코어 모드와 결합(coupling)하여 코어로 입사되며, 이 여기 광에 의하여 코어로 진행하는 광 신호의 증폭이 일어나게 된다. 코어 내로 진행하는 기본 모드와 진행 방향의 클래딩모드들간의 위상 정합조건(phase matching condition)은 다음과 같다.여기서, Λ 는 장주기 광섬유 격자의 격자 주기(grating period)이고, λ m 은 위상정합조건을 만족하는 공진파장(resonant wavelength)이고, n core 와 n mclad 는 코어 모드와 m-th 클래딩 모드의 유효굴절률(effective refrative index)이다. (1)식에서 장주기 광섬유 격자의 주기, Λ 를 조절하면 공진파장, λ m 을 이동시킬 수 있다. 또한, 장주기 광섬유 격자의 길이에 따라 결합파장대역의 넓이를 조절할 수 있다. 이와 같이, 장주기 광섬유 격자의 주기와 길이를 적절히 변화시킴으로써 여기 광의 파장특성에 따라 적절한 클래딩 여기 광섬유 증폭기를 제작할 수 있고, 코어에 비해 단면적이 매우 넓은 클래딩으로 높은 세기(high power)의 여기 광을 입사할 수 있기 때문에 매우 효율적인 광섬유 증폭기를 제작할 수 있다.