초록 ▼

1. 최종목표
DWDM 광모듈, 필터, MUX/DEMUX 등 1 X N의 입출력 구조를 갖는 광부품의 투과 특성을 측정할 수 있는 산업용 계측시스템을 제작한다. 1520nm~1620nm/1420nm ~1520nm 파장 대역에서 파장가변 레이저와 연동하여 스위핑 모드에서 고속으로 측정할 수 있으며, 각 채널별 삽입손실, 편광의존손실을 측정하는 기능과 채널별 중심파장, 투과선폭, 채널간 간섭, 투과대역 리플 등을 평가할 수 있는 사용자 응용프로그램 개발한다. 128채널 이상의 시스템 확장능력과 최대 스위핑 속도 500pm/sec로

1. 최종목표
DWDM 광모듈, 필터, MUX/DEMUX 등 1 X N의 입출력 구조를 갖는 광부품의 투과 특성을 측정할 수 있는 산업용 계측시스템을 제작한다. 1520nm~1620nm/1420nm ~1520nm 파장 대역에서 파장가변 레이저와 연동하여 스위핑 모드에서 고속으로 측정할 수 있으며, 각 채널별 삽입손실, 편광의존손실을 측정하는 기능과 채널별 중심파장, 투과선폭, 채널간 간섭, 투과대역 리플 등을 평가할 수 있는 사용자 응용프로그램 개발한다. 128채널 이상의 시스템 확장능력과 최대 스위핑 속도 500pm/sec로 실시간 측정을 지원하며 PC로 제어하도록 한다.
2. 개발내용 및 결과
100usec 이내에 95% 이상의 편광상태를 안정적으로 재현할 수 있는 편광스크램블러의 동작조건을 도출하였으며, 파장가변레이저의 외부 트리거 신호에 동기하여 최소 0.02초에 한 파장씩 삽입손실과 편광의존손실을 측정하며 동시에 128 채널까지 확장할 수 있는 다채널 측정시스템을 개발하였다. 메인프레임에는 전편광 스크램블러, 고정밀도의 광분기회로, 삽입손실측정을 위한 저잡음 파워미터, 편광의존손실을 위한 고속 파워미터, 그리고 각각의 고속 파워미터와 동기화된 버스 등으로 구성된다. 광커플러에 의해 분기된 입력광은 기준 파워미터로 측정하게 되는데 -55dBm 까지 측정할 수 있도록 설계 제작하였다. 8개의 편광의존성 손실 측정보드는 각각 2채널의 독립된 회로로 구성된다. AC 증폭기와 결합한 다단의 증폭회로는 5MHz 대역폭 내에서 1%의 이득평탄도틀 구현하였다. DC 증폭기에서는 동일한 PD를 이용하여 정밀한 광파워를 측정하도록 하였다. 실시간 평균을 위해 FPGA 회로를 설계하였으며, DSP에서는 최대와 최소값 및 DC 증폭기에서 취득한 신호값과 다양한 교정값을 이용해 편광의존손실을 계산하고 메인컨트롤 보드에 버스를 통해서 실시간으로 전달한다.
3. 기대효과(기술적 및 경제적 효과)
DWDM 소자의 특성을 일시에 측정할 수 있는 모듈화된 시스템의 개발로 편광스크램블링의 응용분야를 넓게 확보하게 되며, 광통신용 계측기의 국내 기술수준을 높일 수 있게 된다. 광부품소자 제조업체의 기술수요를 충족시킴으로써, 국내 통신용 광부품 제조업체의 제품 경쟁력을 제고할 수 있을 것이다. 이들 계측장비들은 지식 및 기술기반 제품으로 고부가가치를 창조할 수 있으며, DWDM 소자용 특성측정 장치를 국산화하고 기업들의 요구사항을 잘 반영함으로서 경쟁력을 갖추는데 일조할 수 있을 것으로 판단된다.
4. 적용분야
Mux/Demux용 AWG, splitter, 광스위치, 가변 광감쇄기 등의 광부품 제조업체의 생산 라인에서 활용될 수 있다. PLC 칩인 경우 자동정렬기를 이용하여 부품을 패키징할 때, 성능검사도 동시에 이루어진다. 이때에 소요되는 검사시간이 큰 걸림돌이었으나, 개발된 기술과 제품을 적용하면, 획기적으로 생산시간을 단축할 수 있어서 부품의 경쟁력을 높일 수 있다.

목차 Contents

• 표지 ...1
• 제출문 ...2
• 산업기술개발사업 보고서 초록 ...3
• 목차 ...5
• 제1장 서론 ...7
• 제2장 기술개발 내용 및 방법 ...9
• 제1절 광학부 ...11
• 1. 편광 스크램블러 (Polarization Scrambler) ...12
• 2. 광다이오드 (Photodiode) ...13
• 제2절 전자부 ...14
• 1. 광수신회로 ...14
• 2. 신호 처리단 ...30
• 3. 기구부 ...33
• 제3장 장비 개발 및 제작 ...34
• 제1절 광학부 ...34
• 1. 편광 스크램블러 (Polarization Scrambler) ...35
• 2. 광 커플러 (Optical coupler) ...38
• 3. 광다이오드 (Photodiode) ...40
• 4. 광 커넥터 및 어댑터 (Optical Connector & Adapter) ...41
• 제2절 측정 Module 제작 (PDL 보드) ...44
• 1. Analog 부 ...46
• 2. Digital 부 ...53
• 3. 기구부 ...75
• 제3절 Master set 및 Sub set 제작 ...77
• 1. PS control Board ...77
• 2. SCB (System Control Board) ...82
• 3. Reference Board ...96
• 4. Bridge Board ...102
• 5. 기구부 ...104
• 제4절 측정 알고리즘 ...107
• 1. Gain Selection (Auto Gain) ...107
• 2. Data Acquisition ...109
• 3. Calculation & Calibration Table ...109
• 제5절 GUI(그래픽 사용자 인터페이스) ...112
• 1. 개발 환경 ...112
• 2. PCA User Interface 응용프로그램의 기능과 구조 ...113
• 3. PCA User Interface 응용프로그램 사용법 ...114
• 4. 분석 항목의 개념 ...118
• 5. PCA GPIB Interface Command ...123
• 제6절 규격 및 성능 평가 ...133
• 1. 외관 ...133
• 2. 제품 규격 (Specifications) ...133
• 3. 성능 평가 결과 ...135
• 제4장 결 론 ...158
• 부록 ...160
• 1. PDL module 중요 부분 Firmware ...160
• 2. Wavelength Meter 개발 보고서 ...213
• References ...235