(51) Int. Cl. (19) 대한민국특허청 (KR) (12) 등록특허공보 (B1) G02B 6/00 (2006.01) G02B 6/26 (2006.01) (21) 출원번호 10-2006-0022706 (22) 출원일자 2006 년 03 월 10 일 심사청구일자 2006 년 03 월 10 일 (65) 공개번호 10-2007-0092491 공개일자 (56) 선행기술조사문헌 JP2000196187 A ( 뒷면에계속 ) 2007 년 09 월 13 일 (45) 공고일자 2007년09월18일 (11) 등록번호 10-0759944 (24) 등록일자 2007년09월12일 (73) 특허권자 한국전자통신연구원 대전유성구가정동 161 번지 연세대학교산학협력단 서울서대문구신촌동 134 연세대학교 (72) 발명자 박경현 - 임영안 - ( 뒷면에계속 ) (74) 대리인 리앤목특허법인전체청구항수 : 총 20 항심사관 : 민병준 (54) 밀리미터파생성장치및그생성방법 (57) 요약 단일소자를이용하여밀리미터파생성과주파수상향변환을동시에이룩할수밀리미터파생성장치및그생성방법을제공한다. 그밀리미터파생성장치는 DFB(distributed feedback) 영역및이득 (gain) 영역을구비하고패시브모드락킹 (passive mode-locking) 을통해고주파의광펄스를발생시키는모드락킹레이저다이오드 (laser diode:ld); 광펄스를동기 (locking) 시키기위해서전기적신호에의해외부광신호를변조하여모드락킹 LD 에주입하는변조기 ; 및전기적신호를상기변조기로주입하는 RF 동기신호기 ; 를포함한다. 대표도 - 도 1-1 -
(72) 발명자이광현서울관악구봉천5동관악드림타운 114-1101 최우영서울마포구상수동 353-4 밤섬리오팰리스 101호 (56) 선행기술조사문헌 US20060227825 A1 US5631916 A US6111678 A - 2 -
특허청구의범위청구항 1 DFB(distributed feedback) 영역및이득 (gain) 영역을구비하고패시브모드락킹 (passive mode-locking) 을통해고주파의광펄스를발생시키는모드락킹레이저다이오드 (laser diode:ld); 상기광펄스를동기 (locking) 시키기위해서전기적신호에의해외부광신호를변조하여상기모드락킹 LD에주입하는변조기 ; 및상기전기적신호를상기변조기로주입하는 RF 동기신호기 ; 를포함하는밀리미터파 (millimeter wave) 생성장치. 청구항 2 제1 항에있어서, 상기패시브모드락킹은상기 DFB 영역에한계전류이하가인가되어형성되는것을특징으로하는밀리미터파생성장치. 청구항 3 제1 항에있어서, 상기모드락킹 LD에발생하는펄스중고차하모닉펄스를이용하여밀리미터파를생성하는것을특징으로하는밀리미터파생성장치. 청구항 4 제3 항에있어서, 상기고차하모닉펄스를이용한밀리미터파를추출하기위한밴드패스필터 (band pass filter) 를포함하는것을특징으로하는밀리미터파생성장치. 청구항 5 제3 항에있어서, 상기고차하모닉펄스는 4차하모닉펄스인것을특징으로하는밀리미터파생성장치. 청구항 6 제1 항에있어서, 상기밀리미터파생성장치는상기외부광신호발생을위한가변파장레이저장치 (tunable laser source:tls) 를포함하는것을특징으로하는밀리미터파생성장치. 청구항 7 제1 항에있어서, 상기밀리미터파생성장치는, 데이터신호전송을위한데이터신호기 ; 및상기데이터신호및전기적신호를합쳐서상기변조기로주입하는신호복합기 ; 를포함하는것을특징으로하는밀리미터파생성장치. 청구항 8 제7 항에있어서, 상기데이터신호기에의한데이터신호는 QPSK(quadrature phase shift keying) 변조방식을이용한 QPSK 신호 - 3 -
인것을특징으로하는밀리미터파생성장치. 청구항 9 제7 항에있어서, 상기모드락킹 LD에발생하는펄스중고차하모닉펄스가상기밀리미터파생성을위해이용되며, 상기데이터신호가상기고차하모닉펄스주변에실려주파수상향변환이되는것을특징으로하는밀리미터파생성장치. 청구항 10 제1 항에있어서, 상기밀리미터파생성장치는상기변조기로부터변조된외부광신호의편광상태를조절하는편광조절기 (polarizer) 를더포함하는것을특징으로하는밀리미터파생성장치. 청구항 11 제1 항에있어서, 상기모드락킹 LD는상기 DFB 영역과상기이득영역사이에위상조절영역을포함하는것을특징으로하는밀리미터파생성장치. 청구항 12 제11 항에있어서, 상기모드락킹 LD의이득영역은균일한전류인가를위하여적어도 2개부분으로나누어진것을특징으로하는밀리미터파생성장치. 청구항 13 제12 항에있어서, 상기이득영역은제1 이득영역및제2 이득영역으로나뉘고, 상기모드락킹 LD의 DFB, 위상조절, 제1 이득및제2 이득영역은각각 0.5, 0.5, 1 및 1 mm의길이를가지는것을특징으로하는밀리미터파생성장치. 청구항 14 제13 항에있어서, 상기모드락킹 LD의한계전류는 40 ma 이고, 상기모드락킹 LD의 DFB, 위상조절, 제1 이득및제2 이득영역에각각 30, 10, 100 및 77 ma의전류가인가된것을특징으로하는밀리미터파생성장치. 청구항 15 DFB(distributed feedback) 영역및이득 (gain) 영역을구비하고패시브모드락킹 (passive mode-locking) 을통해고주파의광펄스를발생시키는모드락킹레이저다이오드 (laser diode:ld); 상기광펄스를동기 (locking) 시키고상기광펄스에데이터신호를실기위해서상기데이터신호를포함한전기적신호에의해외부광신호를변조하여상기모드락킹 LD에주입하는변조기 ; 상기변조기로외부광신호를주입하는가변파장레이저장치 ; 및상기전기적신호를상기변조기로주입하는신호기부 ; 를포함하는밀리미터파 (millimeter wave) 생성장치. 청구항 16-4 -
제15 항에있어서, 상기패시브모드락킹은상기 DFB 영역에한계전류이하가인가되어형성되는것을특징으로하는밀리미터파생성장치. 청구항 17 제15 항에있어서, 상기신호기부는, 상기광펄스를동기 (locking) 시키기위한 RF 동기신호를발생시키는 RF 동기신호기 ; 상기데이터신호를발생시키는데이터신호기 ; 및상기 RF 동기신호및데이터신호를합쳐서상기변조기로주입하는신호복합기 ; 를포함하는것을특징으로하는밀리미터파생성장치. 청구항 18 제17 항에있어서, 상기모드락킹 LD는상기 DFB 영역과상기이득영역사이에위상조절영역을포함하는것을특징으로하는밀리미터파생성장치. 청구항 19 제18 항에있어서, 밀리미터파생성장치는상기모드락킹 LD에서발생하는펄스중고차하모닉펄스를이용하여밀리미터파를생성하고, 상기데이터신호가상기고차하모닉펄스주변에실려주파수상향변환이되는것을특징으로하는밀리미터파생성장치. 청구항 20 제19 항에있어서, 상기 RF 동기신호의주파수는 14.835 GHz이고, 상기데이터신호의반송파주파수는 150 MHz 이며, 상기고차하모닉펄스는 4차하모닉펄스인것을특징으로하는밀리미터파생성장치. 청구항 21 삭제청구항 22 삭제청구항 23 삭제청구항 24 삭제청구항 25 삭제 - 5 -
청구항 26 삭제청구항 27 삭제청구항 28 삭제청구항 29 삭제 명세서 발명의상세한설명 발명의목적 <15> <16> <17> <18> <19> <20> 발명이속하는기술및그분야의종래기술본발명은수십 GHz 대의유-무선통합망특히 RoF(radio-over-fiber) 시스템에관한발명으로써, 특히 RoF 시스템에반드시필요한밀리미터파생성장치및그생성방법에관한것이다. 통신서비스종류의증가및품질향상을둘다만족시켜야만하는차세대무선통신네트워크에서는기존에사용되는주파수영역이아닌높은반송 (carrier) 주파수, 예컨대밀리미터파 (millimeter-wave) 를사용해야하고, 이는곧작은셀사이즈 (cell size) 를갖는네트워크구축이필요함을의미한다. 이경우, 시스템의효율적인구축및관리면에서광통신망과의연계가필수적으로요구된다. 이렇게광통신망과무선망을연결하여구현한시스템을 RoF(radio-over-fiber) 시스템이라부른다. RoF 시스템에서가장핵심적인부분은바로밀리미터파를생성하는부분과저주파대역의디지털데이터신호를밀리미터파대역으로올리는주파수상향변환기부분이다. 특히, 최근들어저가의시스템구축을위해광학적인방법으로밀리미터파생성장치와주파수상향변환기를구현하는여러가지연구가진행되고있다. 밀리미터파를생성하는방법으로는주로여러개의 LD를락킹 (locking) 시켜구현하는방법, 고속의외부변조기를이용하는방법등이있다. 그러나여러개의 LD를 locking 시키는방법은서로다른 LD 간의까다로운동작조건, 예컨대온도, 주입전류, 편광상태등을만족시켜야만하는어려운점이있다. 또한, 외부변조기를사용하는방법도밀리미터파를생성하기위해서는고가의소자를사용해야하는단점이있다. 주파수상향변환기역시많은연구가이루어져왔는데, 마흐-젠더광변조기 (MZM), 다이오드광검출기 (photodiode:pd) 및반도체광증폭기 (semiconductor optical amplifier;soa) 의비선형성을이용하는방법들이제시되고있다. 특히, SOA를이용한전광원격주파수상향변환방식은 SOA에의한이득을통하여변환효율이높으며티이 (Transverse Electric:TE) 및티엠 (Transver Magnetic:TM) 모드의편광에의존성이없는 SOA를사용하여신호의편광성에대한차이가적고, 데이터신호대역폭에서동작하여도상향변환기가능하다는장점을가진다. 그러나이러한주파수상향변환기는밀리미터파생성장치와는별도의독립적인소자로구현되고있다. 그러나밀리미터파생성과주파수상향변환을독립적인두개의소자로구현하는기존의방법으로는가격경쟁력있는시스템구축이힘들다. 그에따라, 저가의 RoF 시스템구축을위해서두기능을하나의소자로구현하고자하는연구가되고있으나, 비용및기술적인면에서많은어려움을낳고있다. <21> 발명이이루고자하는기술적과제따라서, 본발명이이루고자하는기술적과제는단일소자를이용하여밀리미터파생성과주파수상향변환을동시에이룩할수밀리미터파생성장치및그생성방법을제공하는데있다. 특히, 수십GHz 신호의밀리미터파생성을위해광학적인방법이사용되어야하며, 또한저가의밀리미터파생성을위해낮은주파수로높은주파 - 6 -
수를생성하는 harmonic locking 방법이이용되어야한다. <22> <23> <24> <25> <26> <27> <28> <29> <30> <31> <32> 발명의구성및작용상기기술적과제를달성하기위하여, 본발명은 DFB(distributed feedback) 영역및이득 (gain) 영역을구비하고패시브모드락킹 (passive mode-locking) 을통해고주파의광펄스를발생시키는모드락킹레이저다이오드 (laser diode:ld); 상기광펄스를동기 (locking) 시키기위해서전기적신호에의해외부광신호를변조하여상기모드락킹 LD에주입하는변조기 ; 및상기전기적신호를상기변조기로주입하는 RF 동기신호기 ; 를포함하는밀리미터파 (millimeter wave) 생성장치를제공한다. 본발명의실시예에의하면, 상기패시브모드락킹은상기 DFB 영역에한계전류이하가인가되어형성되며, 상기모드락킹 LD에발생하는펄스중고차하모닉펄스를이용하여밀리미터파를생성한다. 또한, 상기밀리미터파생성장치는데이터신호전송을위한데이터신호기및상기데이터신호및 RF 동기신호를합쳐서상기변조기로주입하는신호복합기를포함하고, 상기데이터신호가상기고차하모닉펄스주변에실림으로써주파수상향변환이되게된다. 본발명은또한상기기술적과제를달성하기위하여, DFB(distributed feedback) 영역및이득 (gain) 영역을구비하고패시브모드락킹 (passive mode-locking) 을통해고주파의광펄스를발생시키는모드락킹레이저다이오드 (laser diode:ld); 상기광펄스를동기 (locking) 시키고상기광펄스에데이터신호를실기위해서상기데이터신호를포함한전기적신호에의해외부광신호를변조하여상기모드락킹 LD에주입하는변조기 ; 상기변조기로외부광신호를주입하는가변파장레이저장치 ; 및상기전기적신호를상기변조기로주입하는신호기부 ; 를포함하는밀리미터파 (millimeter wave) 생성장치를제공한다. 본발명의실시예에의하면, 상기전기적신호는광펄스를동기화시키는 RF 동기신호와데이터전송을위한데이터신호를포함한다. 한편, 본발명은상기기술적과제를달성하기위하여, DFB(distributed feedback) 영역및이득 (gain) 영역을구비한모드락킹레이저다이오드 (laser diode:ld) 에한계전류이하를인가하여패시브모드락킹을통해고주파수의광펄스를발생시키는단계 ; 상기광펄스를동기화시키기위해변조기 (modulator) 를이용하여전기적신호에의해외부광신호를변조하여상기모드락킹 LD에주입하는단계 ; 및상기변조된외부광신호의주입에의해동기화된광펄스를이용하여밀리미터파를생성하는단계 ; 를포함하는밀리미터파생성방법을제공한다. 본발명의실시예에의하면, 상기모드락킹 LD는상기 DFB(distributed feedback) 영역및이득 (gain) 영역사이에위상조절영역을더구비하고, 상기이득영역은제1 및제2 이득영역으로나누어지며, 상기 DFB, 위상조절, 제1 이득및제2 이득영역각각에 30, 10, 100 및 77 ma의전류를인가함으로써, 약 60 GHz 대의밀리미터파를생성한다. 이하에서는첨부된도면을참조하여본발명의바람직한실시예를상세히설명한다. 도면에서각구성요소들의크기나형태는설명의편의및명확성을위하여개략적으로표현되거나과장되었고, 도면상에서동일부호는동일한요소를지칭한다. 한편, 여기서사용되는용어들은단지본발명을설명하기위한목적에서사용된것이지의미한정이나특허청구범위에기재된본발명의범위를제한하기위하여사용된것은아니다. 도 1은본발명에서일실시예에따른밀리미터파생성장치를개략적으로보여주는블럭도이다. 도 1을참조하면, 본발명의밀리미터파생성장치는하모닉업컨버터부 (100), 변조기 (200), 신호기부 (300) 및가변파장레이저장치 (400,tunable laser source:tls) 를포함한다. 하모닉업컨버터부 (100) 는모드락킹레이저다이오드 (120,laser diode:ld), 서큘레이터 (140,circulator) 및편광조절기 (160,polarizer) 를포함하는데, 모드락킹 LD(120) 을이용하여고주파수펄스발생및주파수상향변환을수행하게된다. 모드락킹 LD(120) 의구조와작용등은도 2의설명에서좀더상세히설명한다. 서큘레이터 (140) 는변조기 (200) 로부터광학적신호를받아모드락킹 LD(120) 에주입하고모드락킹 LD(120) 에서나온고주파펄스신호를외부장치로전달하는역할을한다. 한편, 모드락킹 LD(120) 의펄스를최적으로동기 (locking) 시키기위하여변조기 (200) 의광신호의편광상태를조절하는편광조절기 (160) 가서큘레이터 (140) 앞쪽에설치될수있다. 변조기 (200,modulator) 는모드락킹 LD(120) 의프리런링 (free-running) 하는발진주파수를특정주파수로동 - 7 -
기화하기위해, 신호기부 (300) 의전기적신호를받아외부광신호를변조하여모드락킹 LD(120) 에주입하는역 할을한다. 이때모드락킹 LD(120) 로주입되는광신호는전기적신호의주파수와동일하게변조되고모드락킹 LD(120) 의발진주파수를동일주파수로동기화한다. <33> <34> <35> <36> <37> <38> <39> <40> <41> <42> 신호기부 (300) 는 RF 동기신호기 (320), 데이터신호기 (340) 및신호복합기 (360,combiner) 를포함한다. RF 동기신호기 (320) 는모드락킹 LD(120) 의펄스를동기화하기위한 RF 동기신호를발생시키고데이터신호기 (340) 는전송하고자하는데이터신호를발생시킨다. RF 동기신호기 (320) 및데이터신호기 (340) 에의한신호들은변조기 (200) 로주입되는데, 각각주입되는것이아니라 RF 동기신호에데이터신호를실어동시에변조기로주입된다. 이러한 RF 동기신호와데이터신호를합치는역할을하는것이신호복합기 (360) 이다. 가변파장레이저장치 (400) 는변조기 (200) 로외부광신호를주입하는기능을한다. 가변파장레이저장치 (400) 의광신호는변조기 (200) 로주입되는 RF 동기신호및데이터신호에의해특정주파수의펄스신호로변조된다. 한편, 밀리미터파생성장치는모드락킹 LD에서발생한펄스들중특정고차하모닉펄스를이용한밀리미터파를추출하기위한패스밴드필터 (500) 를포함할수있다. 또한, 패스밴드필터 (500) 를통과한펄스의 RF 파워등의특성을분석하기위해광학적신호를전기적신호로바꾸는포토다이오드 (600,photo-diode:PD) 및 RF 스펙트럼분석기 (700, RF spectrum analyzer) 가추가적으로구비될수있다. 밀리미터파생성장치의전체적인작동원리를설명하면, 모드락킹 LD(120) 에적당한전류를가하여 freerunning하는발진주파수의펄스를생성하고, 이러한발진주파수를변조기 (200) 에의해변조된외부광신호를이용하여특정주파수로동기화시킨다. 이때모드락킹 LD(120) 에는변조기 (200) 에서주입하는외부광신호의주파수에해당하는기본주파수 (fundamental frequency) 뿐만아니라고차하모닉주파수에해당하는펄스들도함께발생한다. 이러한고차하모닉주파수펄스들중필요한주파수대의펄스를이용하여밀리미터파를생성하게된다. 특정주파수대의펄스를이용한밀리미터파의추출은앞서언급한밴드패스필터 (500) 등을이용할수있다. 한편, 그러한밀리미터파에데이터신호를실어전송함으로써, 저주파의데이터신호를용이하게주파수상향변환을할수있다. 도 2는도 1의모드락킹 LD(120) 를좀더상세하게보여주는레이저다이오드에대한단면도이다. 도 2를참조하면, 모드락킹 LD(120) 는리플렉터 (reflector) 로이용되는 DFB 영역 (122), 위상조절영역 (124) 및이득영역 (126,gain sector) 을포함한다. DFB 영역 (122) 의왼쪽끝단에는무반사 (anti-reflection) 코팅층이형성되어있고, 이득영역오른쪽끝단에는절단면 (as-cleaved facet:ac) 이형성되어있다. 또한, 전체소자를거쳐도파로 (128) 가형성되어있다. 여기서위상조절영역 (124) 및이득영역 (126) 은발생한레이저의위상및크기는조절하는영역이다. 본실시예에서는 DFB 영역 (122) 에문턱전류 (threshold current) 이하의전류를인가하여, DFB 영역을단순히하나의리플렉터로사용한다. 즉, 문턱전류이상을인가하면, DFB 영역에서발생한레이저가위상조절영역및이득영역으로발진하나, 문턱전류이하를인가하면, 모드가발생하지못하고이득영역에서발진한모드에대한리플렉터역할만하게된다. 여기서 DFB 영역에서의반사는 DFB 영역내에형성된격자들을통한확률적반사이다. 따라서, 본실시예에의한모드락킹 LD(120) 는절단면반사와 DFB 영역의리플렉터를이용하여전체로공진기 (cavity) 를구성한다. 한편, 위상조절영역은인가되는전류의양을조절하여펄스발생을원활하게하고동시에주파수조절을가능하게한다. 한편, 이득영역 (126) 에균일한전류인가를위하여이득영역 (126) 을두부분 (126a,126b) 으로나누었다. 본실시예에는 60 GHz 대의밀리미터파생성을위해, 모드락킹 LD(120) 의각영역의길이는 DFB 영역 (122) 이 0.5mm(d1) 이고위상조절영역 (124) 이 0.5mm(d2) 이며나누어진두이득영역 (126a,126b) 은각각 1mm(d3) 및 1mm(d4) 이다. 따라서, 전체소자길이는 3mm 정도이다. 각각의영역에가해진전류는 DFB 영역 (122) 으로 30mA, 위상조절영역 (124) 으로 10mA, 제1 이득영역 (126a) 으로 100mA 및제2 이득영역 (126b) 으로는 77mA 정도이다. DFB 영역 (122) 의문턱전류는약 40mA로본실시예에서는그이하인 30mA가인가되고있음을알수있다. 이와같은조건하에서모드락킹 LD은수십 GHz 대의고주파펄스를발생하게되는데, 특히 14.65 GHz 정도의 free-running 기본주파수의펄스를발생한다. 물론고차하모닉주파수의펄스들도함께발생된다. 이하에서는 RF 스펙트럼분석기를이용하여모드락킹 LD에서발생한펄스에대한특성을상세히설명한다. 도 3a 및 3b는모드락킹 LD에서발생한 free-running하는펄스의 RF 스페트럼및광학적 (optical) 스펙트럼을 - 8 -
보여주는그래프들이다. <43> <44> <45> <46> <47> <48> <49> <50> <51> <52> <53> <54> <55> 도 3a는주파수에대한펄스의 RF 파워를보여주는그래프로서, free-running하는펄스의기본주파수영역만을도시하고있다. free-running 하는펄스의기본주파수는약 14.65 GHz 정도이며, 도시된바와같이많은잡음성분들이섞여있음을확인할수있다. 따라서, free-running 펄스를바로사용할수는없고, 위상잡음이좋은펄스로동기화하여사용하여야한다. 도 3b는파장에따른펄스의 RF 파워를보여주고있는데, 기본주파수의펄스의파장이약 1559.76nm정도임을알수있고, 또한그주변으로많은사이드모드, 즉하모닉성분들에대한펄스들의파장이섞여있음을볼수있다. 이를통해모드락킹 LD에서발생한펄스가많은하모닉성분을가짐을알수있다. 도 4a 및 4b는외부광신호에의해동기화된기본펄스신호및 4차하모닉펄스신호에대한 RF 스펙트럼관한그래프들이다. 이때, 모드락킹 LD(120) 의펄스를동기화시키기위하여변조기 (200) 로주입되는외부광신호는파장폭및파워가각각 1570 nm와 6.2 dbm 이고, 14.835 GHz의 RF 동기신호에의해변조되었다. 또한, 최적의동기화를위해광신호의편광상태를편광조절기 (160) 를통해조절하였다. 도 4a를참조하면, 기본주파수의 free-running 펄스가외부광신호에의해동기되어좁은선폭을가짐을가지고나타남을확인할수있다. 여기서, 동기된기본주파수펄스신호는 RF 동기신호와동일한주파수인 14.835 GHz를가지게된다. 도 4b를참조하면, 동기화된 4차하모닉펄스신호를보여주는데, 역시좁은선폭을가지며, 주파수는기본주파수의 4배인 59.34 GHz를가진다. 한편, 기본주파수펄스신호에비해 RF 파워가떨어짐을볼수있다. 그래프상으로펄스신호들이좁은선폭을가짐을알수있으나, 펄스신호의품질을정확히알기위해서위상잡음을정확히측정해보는것이중요하다. 도 5는기본주파수펄스신호와 4차하모닉펄스신호의위상잡음을보여주는그래프로서, 약 30dB 이득을가진증폭기를통과한후의결과를보여준다. 광주입락킹의경우위상잡음이고차성분으로갈수록증가하기때문에고차하모닉성분의위상잡음의크기가중요하다. 도 5를참조하면, 1차하모닉성분과 4차하모닉성분의위상잡음의차는 12dB 정도이고, 4차하모닉성분의위상잡음이 -82 dbc/hz @10MHz 정도이므로 4차하모닉성분을밀리미터파로안정적으로이용할수있음을알수있다. 여기서 @10MHz는주파수 10MHz 지점에서의위상잡음을측정했다는것을의미한다. 도 6은본발명에의해생성된밀리미터파에 QPSK(quadrature phase shift keying) 방식의디지탈신호가상향변환된것을보여주는그래프이다. 앞서에서언급했듯이신호복합기 (360) 를통해 RF 동기신호에전송하고자하는데이터신호를실을수있고, 그러한데이터신호는 RF 동기신호함께외부광신호를변조하고, 변조된외부광신호가모드락킹 LD로주입된다. 이때데이터신호는 QPSK 방식의신호로서반송주파수가 150 MHz 이고데이터전송속도가 50Mbps 정도이다. 14,835GHz의 RF 동기신호및 QPSK 신호로변조된외부광신호가 SPL에주입되면, RF 동기신호성분은모드락킹 LD의 free-running 성분과 harmonic 성분을 locking 하게되고, 그와함께 QPSK 신호성분이모드락킹 LD의캐리어밀도 (carrier density) 를변조하게되어결과적으로하모닉성분주위에실리게된다. 도시한바와같이 QPSK 데이터신호가 59.34GHz에서 150MHz 떨어진곳에실려있음을알수있다. 따라서데이터신호의주파수상향변환이되게된다. 이와같은결과에통해하나의소자, 즉모드락킹 LD를이용하여밀리미터파생성과주파수상향변환이동시에가능함을실험적으로확인할수있다. 지금까지, 본발명을도면에도시된실시예를참고로설명하였으나이는예시적인것에불과하며, 본기술분야의통상의지식을가진자라면이로부터다양한변형및균등한타실시예가가능하다는점을이해할것이다. 따라서본발명의진정한기술적보호범위는첨부된특허청구범위의기술적사상에의해정해져야할것이다. <56> 발명의효과 지금까지상세히설명한바와같이본발명에의한밀리미터파생성장치는단일소자의모드락킹 LD 를이용하 여밀리미터파를생성하고주파수상향변환을하는기능을동시에수행할수있다. - 9 -
<57> 또한, 본발명의밀리미터파생성장치를 RoF 시스템에활용함으로써, 간단하게 RoF 시스템을구축할수있고, 또한 RoF 시스템구현에있어서의비용도현저하게낮출수있다. <1> <2> <3> <4> <5> <6> <7> <8> <9> <10> <11> <12> <13> <14> 도면의간단한설명도 1은본발명에서일실시예에따른밀리미터파생성장치를개략적으로보여주는블럭도이다. 도 2는도 1의모드락킹레이저다이오드를좀더상세하게보여주는레이저다이오드에대한단면도이다. 도 3a 및 3b는모드락킹레이저다이오드에서발생한 free-running하는펄스의 RF 스펙트럼및광학적 (optical) 스펙트럼을보여주는그래프들이다. 도 4a 및 4b는외부광신호에의해동기화된기본신호및 4차하모닉신호에대한주파수에따른 RF power에관한그래프들이다. 도 5는기본신호와 4차하모닉신호의위상잡음을보여주는그래프이다. 도 6은본발명에의해생성된밀리미터파에 QPSK 방식의디지탈신호가상향변환된것을보여주는그래프이다. < 도면에주요부분에대한설명 > 100: 하모닉업컨버터부...120: 모드락킹 LD 140: 서큘레이터...160: 편광조절기 200: 변조기...300: 신호기부 320:RF 동기신호기...340: 데이터신호기 360: 신호복합기...400: 가변파장레이저장치 500: 밴드패스필터...600: 포토다이오드 700:RF 스펙트럼분석기 - 10 -
도면 도면 1 도면 2-11 -
도면 3a 도면 3b 도면 4a - 12 -
도면 4b 도면 5-13 -
도면 6-14 -