The analysis and its applications of the 2-stage fiber loop mirror, which consists of fiber loop mirror concatenated with a unbalanced Mach-Zehnder interferometer, is presented. States of polarization and phase information through the structure are analyzed by using Jones matrix method with an assumption that polarization controllers inserted in the arms of the unbalanced Mach-Zehnder interferometer can be considered as arbitrary wave-plates. It is shown that the proposed structure can generate 3-pulse, 2-pulse and 1-pulse streams by the adjustment of the polarization controllers when one input pulse is given and the conditions for those cases are obtained analytically. It is demonstrated that the peak to side-lobe ratio is improved from 4:1 to 9:1 compared to conventional coherent matched filtering schemes using unbalanced Mach-Zehnder interferometer when this scheme is applied to coherent optical CDMA encoder/decoders. Consequently, the signal to noise ratio can be enhanced without increasing the required number of optical fiber delay lines.
The proposed 2-stage fiber loop mirror is also applied to fiber-optic microwave notch filter. It is known that the proposed structure shows second order finite impulse response filter characteristics from the analysis of the 2-stage fiber loop mirror and the spectral response of the filter can be changed by adjusting arbitrary wave plates (polarization controllers) used in the structure. This capability to change the shape of the intensity transfer function enables us to control the filtering notches, for which the simulation results show that the depth can be up to 35 dB.
본 논문에서는 하나의 광섬유 고리형 거울 과 불균형 마하-젠더 간섭기를 연결한 2단 광섬유 고리형 거울의 해석과 응용 분야를 제안하였다. 불균형 마하-젠더 간섭기의 양 팔과 광섬유 고리 안에 삽입된 편광 조절기를 임의의 orientation 각과 retardation 을 가지는 wave plates로 가정한 후, 존스 행열식을 이용하여 출력광 펄스들의 편광 상태와 위상 정보를 해석되었다.
하나의 입력 펄스에 대해, 제안된 구조 내에 삽입된 편광 조절기를 조절하여 하나, 둘, 또는 세 개의 펄스 열을 생성하였고 각 경우에 해당하는 편광 조절기의 조건들을 해석 결과를 통하여 제시하였다.
제안된 구조가 광 코드 분할 다중 접속 네트워크를 위한 coherent matched filtering 방식을 위한 부/복호기 구조에 응용된 경우, 기존의 optical ladder networks 을 이용한 방식에 비해 peak to side lobe intensity ratio (PSPR) 가 4:1 에서 9:1로 증가한 것으로 나타났다. 따라서, 부/복호기 구조에 사용된 광섬유 지연선의 수가 같을 경우 기존의 방식과 비교할 때, 신호 대 잡음비가 현저히 증가함을 알 수 있었다.
제안된 2단 광섬유 고리형 거울의 또 다른 응용 분야로 광섬유 광학 마이크로 웨이브 대역 제한 필터가 연구되었다. 제안된 구조의 해석에서, 2차의 finite impulse response filter의 특성이 나타나고 편광 조절기를 조절함으로써 주파수 영역에서의 응답 특성이 변함을 알 수 있었다. 이를 통해, 광 세기 전달 함수의 형태를 조절함으로써 대역 제한 영역의 깊이를 35 dB까지 변화시킬 수 있음을 시뮬레이션 결과를 통해 확인하였다. 결국, 제안된 2단 광섬유 고리형 거울을 이용하여 coherent matched filter 방식을 이용한 광 부/복호기의 구성 및 스위칭 동작이 가능한 광섬유 광학 마이크로 웨이브 대역 제한 필터의 구성에 응용하였을 때 매우 우수한 특성 결과를 보여 주었음을 실험과 시뮬레이션으로 입증하였다.
