特開 2024-85392 光周波数コム光源を含むセルフヘテロダイン検出システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024085392

(43)【公開日】2024-06-26

(54)【発明の名称】光周波数コム光源を含むセルフヘテロダイン検出システム

(51)【国際特許分類】

   G01N 21/45 20060101AFI20240619BHJP

   G01N 21/01 20060101ALI20240619BHJP

【ＦＩ】

G01N21/45 A

G01N21/01 D

【審査請求】有

【請求項の数】20

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023207291

(22)【出願日】2023-12-07

(31)【優先権主張番号】10-2022-0175208

(32)【優先日】2022-12-14

(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR

(31)【優先権主張番号】10-2023-0163413

(32)【優先日】2023-11-22

(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR

(71)【出願人】

【識別番号】596099882

【氏名又は名称】エレクトロニクス アンド テレコミュニケーションズ リサーチ インスチチュート

【氏名又は名称原語表記】ＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣＳ ＡＮＤ ＴＥＬＥＣＯＭＭＵＮＩＣＡＴＩＯＮＳ ＲＥＳＥＡＲＣＨ ＩＮＳＴＩＴＵＴＥ

(74)【代理人】

【識別番号】110002952

【氏名又は名称】弁理士法人鷲田国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】ソン ミンヒョプ

(72)【発明者】

【氏名】ソン ミンジェ

(72)【発明者】

【氏名】アン ジュン テ

(72)【発明者】

【氏名】リ テヒュン

(72)【発明者】

【氏名】イム ソンユン

(72)【発明者】

【氏名】ジュン ユン ジン

(72)【発明者】

【氏名】チェ ギュ ドン

【テーマコード（参考）】

2G059

【Ｆターム（参考）】

2G059EE05

2G059EE09

2G059GG01

2G059GG09

2G059HH01

2G059JJ03

2G059JJ17

2G059JJ18

2G059JJ19

2G059JJ22

2G059KK02

2G059MM04

(57)【要約】

【課題】広帯域レーザー線幅を安定的かつ長時間に測定することができるセルフヘテロダイン検出システムを提供する。
【解決手段】本発明はセルフヘテロダイン検出システムを開示する。そのシステムは、光を生成する光源と、前記光を検出する光検出器と、前記光検出器と前記光源との間に設けられたプログラマブルフィルターと、前記光検出器に連結され、前記光検出器の検出信号を利用して前記光の周波数及び波長を分析する電気スペクトル分析器と、を含む。前記光源は、周波数コム光源を含むことができる。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

光を生成する光源と、
前記光を検出する光検出器と、
前記光検出器と前記光源との間に設けられたプログラマブルフィルターと、
前記光検出器に連結され、前記光検出器の検出信号を利用して前記光の周波数及び波長を分析する電気スペクトル分析器と、
を含み、
前記光源は、周波数コム光源を含む、
セルフヘテロダイン検出システム。

【請求項2】

前記プログラマブルフィルターは、パルス成形器を含む、
請求項１に記載のセルフヘテロダイン検出システム。

【請求項3】

前記プログラマブルフィルターの前段及び後段に設けられた干渉計
をさらに含む、請求項１に記載のセルフヘテロダイン検出システム。

【請求項4】

前記干渉計は、マッハツェンダー干渉計を含む、
請求項３に記載のセルフヘテロダイン検出システム。

【請求項5】

前記干渉計は、
前記光源と前記プログラマブルフィルターとの間に設けられた入力カプラーと、
前記プログラマブルフィルターと前記光検出器との間に設けられた出力カプラーと、
前記入力カプラーで分岐されて前記出力カプラーに連結されたブランチ導波路と、
を含む、請求項３に記載のセルフヘテロダイン検出システム。

【請求項6】

前記ブランチ導波路は、
第１ブランチ導波路と、
前記第１ブランチ導波路と平行である第２ブランチ導波路と、
を含む、請求項５に記載のセルフヘテロダイン検出システム。

【請求項7】

前記プログラマブルフィルターは、
前記第１ブランチ導波路に設けられた第１プログラマブルフィルターと、
前記第２ブランチ導波路に設けられた第２プログラマブルフィルターと、
を含む、請求項６に記載のセルフヘテロダイン検出システム。

【請求項8】

前記第１プログラマブルフィルター及び前記第２プログラマブルフィルターの各々は、パルス成形器を含む、
請求項７に記載のセルフヘテロダイン検出システム。

【請求項9】

前記第１プログラマブルフィルター及び前記第２プログラマブルフィルターの各々は、光学バンドパスフィルターを含む、
請求項７に記載のセルフヘテロダイン検出システム。

【請求項10】

前記光検出器は、フォトダイオードを含む、
請求項１に記載のセルフヘテロダイン検出システム。

【請求項11】

光を生成する周波数コム光源と、
前記光を検出する光検出器と、
前記光検出器に連結され、前記光検出器の検出信号を利用して前記光の周波数及び波長を分析する電気スペクトル分析器と、
前記周波数コム光源と前記光検出器との間に設けられて前記光を受信する入力カプラー、前記入力カプラーで分岐されるブランチ導波路、及び前記ブランチ導波路に連結された出力カプラーを含む干渉計と、
前記ブランチ導波路に設けられて前記光のピーク波長を選択するプログラマブルフィルターと、
を含むセルフヘテロダイン検出システム。

【請求項12】

前記プログラマブルフィルターの各々は、パルス成形器又は光学バンドパスフィルターを含む、
請求項１１に記載のセルフヘテロダイン検出システム。

【請求項13】

前記ブランチ導波路は、
第１ブランチ導波路と、
前記第１ブランチ導波路と平行である第２ブランチ導波路と、
を含む、請求項１１に記載のセルフヘテロダイン検出システム。

【請求項14】

前記プログラマブルフィルターは、
前記第１ブランチ導波路に連結された第１プログラマブルフィルターと、
前記第２ブランチ導波路に連結された第２プログラマブルフィルターと、
を含む、請求項１３に記載のセルフヘテロダイン検出システム。

【請求項15】

前記第２プログラマブルフィルターと前記出力カプラーとの間の前記第２ブランチ導波路に連結された偏光調節器
をさらに含む、請求項１４に記載のセルフヘテロダイン検出システム。

【請求項16】

光を生成する周波数コム光源と、
前記光を検出する光検出器と、
前記光検出器に連結され、前記光検出器の検出信号を利用して前記光の周波数及び波長を分析する電気スペクトル分析器と、
前記周波数コム光源と前記光検出器との間に設けられて前記光を受信する入力カプラー、前記入力カプラーで分岐される第１ブランチ導波路及び第２ブランチ導波路、並びに前記第１ブランチ導波路及び前記第２ブランチ導波路に連結された出力カプラーを含む干渉計と、
前記第１ブランチ導波路及び前記第２ブランチ導波路に設けられて前記光のピーク波長を選択する第１プログラマブルフィルター及び第２プログラマブルフィルターと、
前記周波数コム光源と前記入力カプラーとの間に設けられた第１非線型結晶板と、
を含むセルフヘテロダイン検出システム。

【請求項17】

前記第１プログラマブルフィルター及び前記第２プログラマブルフィルターの各々と前記出力カプラーとの間の第２非線型結晶板
をさらに含む、請求項１６に記載のセルフヘテロダイン検出システム。

【請求項18】

前記第１非線型結晶板及び前記第２非線型結晶板は、ＢＢＯ（Ｂｅｔａ Ｂａｒｉｕｍ Ｂｏｒａｔｅ）、ＰＰＫＴＰ（Ｐｅｒｉｏｄｉｃａｌｌｙ Ｐｏｌｅｄ Ｐｏｔａｓｓｉｕｍ Ｔｉｔａｎｙｌ Ｐｈｏｓｐｈａｔｅ）、及びＰＰＬＮ（Ｐｅｒｉｏｄｉｃａｌｌｙ Ｐｏｌｅｄ Ｌｉｔｈｉｕｍ Ｎｉｏｂａｔｅ）を含む、
請求項１７に記載のセルフヘテロダイン検出システム。

【請求項19】

前記第１非線型結晶板及び前記第２非線型結晶板は、シリコン（Ｓｉ）、シリコン窒化物（ＳｉＮ）、アルミニウムガリウムアルセニド（ＡｌＧａＡｓ）、又はシリコンカーバイド（ＳｉＣ）を含む、
請求項１７に記載のセルフヘテロダイン検出システム。

【請求項20】

前記出力カプラーと前記光検出器との間に設けられた第３プログラマブルフィルター
をさらに含む、請求項１６に記載のセルフヘテロダイン検出システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は光検出システムに関し、詳細には光周波数コム光源を含むセルフヘテロダイン検出システム（ｓｅｌｆ－ｈｅｔｅｒｏｄｙｎｅ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ）に関する。

【背景技術】

【0002】

一般的に、優れたスペクトル安定度と狭い線幅（ｌｉｎｅｗｉｄｔｈ）特性を有する光源はコヒーレント光通信システム（ｃｏｈｅｒｅｎｔ ｏｐｔｉｃａｌ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍｓ）、コヒーレント検出（ｃｏｈｅｒｅｎｔ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ）、マイクロ波フォトニクス（ｍｉｃｒｏｗａｖｅ ｐｈｏｔｏｎｉｃｓ）、高精密分光（ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ）等の分野で有用に使用されている。様々な応用分野で光源に対する要求事項が異なり得る。光源の実用性を判別するためには前記光源を正確に測定し、特性化することができるソリューションが必須的に要求されている。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0003】

本発明が解決しようとする課題は、広帯域レーザー線幅を安定的かつ長時間に測定することができるセルフヘテロダイン検出システムを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0004】

本発明はセルフヘテロダイン検出システムを開示する。そのシステムは、光を生成する光源、前記光を検出する光検出器、前記光検出器と前記光源との間に設けられたプログラマブルフィルター、及び前記光検出器に連結され、前記光検出器の検出信号を利用して前記光の周波数及び波長を分析する電気スペクトル分析器を含む。ここで、前記光源は周波数コム光源を含むことができる。

【0005】

一例によれば、前記プログラマブルフィルターはパルス成形器を含むことができる。

【0006】

一例によれば、前記プログラマブルフィルターの前段及び後段に設けられた干渉計をさらに含むことができる。

【0007】

一例によれば、前記干渉計はマッハツェンダー干渉計を含むことができる。

【0008】

一例によれば、前記干渉計は、前記光源と前記プログラマブルフィルターとの間に設けられた入力カプラー、前記プログラマブルフィルターと前記光検出器との間に設けられた出力カプラー、及び前記入力カプラーで分岐されて前記出力カプラーに連結されたブランチ導波路を含むことができる。

【0009】

一例によれば、前記ブランチ導波路は、第１ブランチ導波路、及び前記第１ブランチ導波路と平行である第２ブランチ導波路を含むことができる。

【0010】

一例によれば、前記プログラマブルフィルターは、前記第１ブランチ導波路に設けられた第１プログラマブルフィルター、及び前記第２ブランチ導波路に設けられた第２プログラマブルフィルターを含むことができる。

【0011】

一例によれば、前記第１プログラマブルフィルター及び前記第２プログラマブルフィルターの各々はパルス成形器を含むことができる。

【0012】

一例によれば、前記第１プログラマブルフィルター及び前記第２プログラマブルフィルターの各々は光学バンドパスフィルターを含むことができる。

【0013】

一例によれば、前記光検出器はフォトダイオードを含むことができる。

【0014】

本発明の一例によるセルフヘテロダイン検出システムは、光を生成する周波数コム光源、前記光を検出する光検出器、前記光検出器に連結され、前記光検出器の検出信号を利用して前記光の周波数及び波長を分析する電気スペクトル分析器、前記周波数コム光源と前記光検出器との間に設けられて前記光を受信する入力カプラー、前記入力カプラーで分岐されるブランチ導波路、及び前記ブランチ導波路に連結された出力カプラーを含む干渉計、及び前記ブランチ導波路に設けられて前記光のピーク波長を選択するプログラマブルフィルターを含む。

【0015】

一例によれば、前記プログラマブルフィルターの各々はパルス成形器又は光学バンドパスフィルターを含むことができる。

【0016】

一例によれば、前記ブランチ導波路は、第１ブランチ導波路、及び前記第１ブランチ導波路と平行である第２ブランチ導波路を含むことができる。

【0017】

一例によれば、前記プログラマブルフィルターは、前記第１ブランチ導波路に連結された第１プログラマブルフィルター、及び前記第２ブランチ導波路に連結された第２プログラマブルフィルターを含むことができる。

【0018】

一例によれば、前記第２プログラマブルフィルターと前記出力カプラーとの間の前記第２ブランチ導波路に連結された偏光調節器をさらに含むことができる。

【0019】

本発明の一例によるセルフヘテロダイン検出システムは、光を生成する周波数コム光源、前記光を検出する光検出器、前記光検出器に連結され、前記光検出器の検出信号を利用して前記光の周波数及び波長を分析する電気スペクトル分析器、前記周波数コム光源と前記光検出器との間に設けられて前記光を受信する入力カプラー、前記入力カプラーで分岐される第１ブランチ導波路及び第２ブランチ導波路、並びに前記第１ブランチ導波路及び前記第２ブランチ導波路に連結された出力カプラーを含む干渉計、前記第１ブランチ導波路及び前記第２ブランチ導波路に設けられて前記光のピーク波長を選択する第１プログラマブルフィルター及び第２プログラマブルフィルター、及び前記周波数コム光源と前記入力カプラーとの間に設けられた第１非線型結晶板を含む。

【0020】

一例によれば、前記プログラマブルフィルターと前記出力カプラーとの間の第２非線型結晶板をさらに含むことができる。

【0021】

一例によれば、前記第１非線型結晶板及び前記第２非線型結晶板は、ＢＢＯ（Ｂｅｔａ Ｂａｒｉｕｍ Ｂｏｒａｔｅ）、ＰＰＫＴＰ（Ｐｅｒｉｏｄｉｃａｌｌｙ Ｐｏｌｅｄ Ｐｏｔａｓｓｉｕｍ Ｔｉｔａｎｙｌ Ｐｈｏｓｐｈａｔｅ）、及びＰＰＬＮ（Ｐｅｒｉｏｄｉｃａｌｌｙ Ｐｏｌｅｄ Ｌｉｔｈｉｕｍ Ｎｉｏｂａｔｅ）を含むことができる。

【0022】

一例によれば、前記第１非線型結晶板及び前記第２非線型結晶板は、シリコン（Ｓｉ）、シリコン窒化物（ＳｉＮ）、アルミニウムガリウムアルセニド（ＡｌＧａＡｓ）、又はシリコンカーバイド（ＳｉＣ）を含むことができる。

【0023】

一例によれば、前記出力カプラーと前記光検出器との間に設けられた第３プログラマブルフィルターをさらに含むことができる。

【発明の効果】

【0024】

上述したように、本発明の実施形態によるセルフヘテロダイン検出システムは、光周波数コム光源を利用して広帯域レーザー線幅を安定的かつ長時間に測定することができる。

【図面の簡単な説明】

【0025】

【図1】一般的なヘテロダイン検出システムの一例を示す図面である。

【図2】本発明の概念によるセルフヘテロダイン検出システムの一例を示す図面である。

【図3】本発明の概念によるセルフヘテロダイン検出システムの一例を示す図面である。

【図4】図３の光、レファレンス光、及び測定光の周波数コムスペクトル、第１ピーク波長、第２ピーク波長、及びビーティング周波数信号を示すグラフである。

【図5】本発明の概念によるセルフヘテロダイン検出システムの一例を示す図面である。

【図6】本発明の概念によるセルフヘテロダイン検出システムの一例を示す図面である。

【図7】本発明の概念によるセルフヘテロダイン検出システムの一例を示す図面である。

【発明を実施するための形態】

【0026】

以下、添付された図面を参照して本発明の望ましい実施形態を詳細に説明する。本発明の長所及び／又は特徴、そしてそれを達成する方法は添付される図面と共に詳細に後述されている実施形態を参照すれば、明確になる。しかし、発明はここで説明される実施形態に限定されず、互いに異なる形態で具体化されることもあり得る。むしろ、ここで紹介される実施形態は開示された内容が徹底であり、完全になるように、そして当業者に本発明の思想が十分に伝達されるようにするために提供されるものであり、発明は請求項の範疇によって定義されるだけである。明細書の全文に亘って同一参照符号は同一構成要素を指す。

【0027】

本明細書で使用された用語は実施形態を説明するためのものであり、本発明を制限しようとするものではない。本明細書において、単数形は、特別に言及されない限り、複数形も含む。明細書で使用される「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ）」及び／又は「含んでいる（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」は、言及された構成要素、動作、及び／又は素子は１つ以上の他の構成要素、動作、及び／又は素子の存在又は追加を排除しない。また、好ましい実施形態によるものであるので、説明の順に応じて提示される参照符号はその順に必ず限定されるものではない。

【0028】

また、本明細書で説明する実施形態は本発明の理想的な例示図である断面図及び／又は平面図を参考して説明される。図面において、膜及び領域の厚さは技術的内容の効率的な説明のために誇張されたものである。したがって、製造技術及び／又は許容誤差等によって例示図の形態が変形されることがある。したがって、本発明の実施形態は、図示された特定形態に制限されることではなく、製造工程に応じてもたらされる形態の変化も含むものである。

【0029】

図１は一般的なヘテロダイン検出システム２００の一例を示す。

【0030】

図１を参照すれば、一般的なヘテロダイン検出システム２００は、光源１０、光検出器３０、電気スペクトル分析器４０、干渉計５０、偏光調節器６０、高周波オシレーター１２、光ファイバー遅延器１４、及び周波数遷移器１６を含むことができる。光源１０は、光１１を生成することができる。光源１０は、連続波レーザー光（ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ ｗａｖｅ ｌａｓｅｒ ｌｉｇｈｔ）の光１１を生成することができる。光検出器３０は、光１１を検出することができる。電気スペクトル分析器４０は、光１１の検出信号を利用して光１１の波長成分を測定することができる。干渉計５０は、光源１０と光検出器３０との間に設けられて光１１を変調することができる。光１１は、干渉計５０の入力カプラー５２で分離され、出力カプラー５４で干渉されることができる。偏光調節器６０及び光ファイバー遅延器１４は、第１ブランチ導波路５５に直列に連結されることができる。偏光調節器６０及び光ファイバー遅延器１４は、光１１のレファレンス光１３を偏光させ、遅延させることができる。周波数遷移器１６は、第２ブランチ導波路５７に連結されることができる。周波数遷移器１６は、高周波オシレーター１２に連結されることができる。周波数遷移器１６は、光１１を変調して変調光を生成することができる。高周波オシレーター１２は、パルス信号を周波数遷移器１６に提供することができる。測定光１５は、パルス信号によってパルシングされることができる。レファレンス光１３及び測定光１５は、出力カプラー５４で干渉されてビーティング周波数信号（ｂｅａｔｉｎｇ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｓｉｇｎａｌ）１９を生成させることができる。

【0031】

したがって、一般的なヘテロダイン検出システム２００は、高周波オシレーター１２の外部パルス光源を必須的に含むことができる。

【0032】

図２は本発明の概念によるセルフヘテロダイン検出システム１００の一例を示す。

【0033】

図２を参照すれば、本発明のセルフヘテロダイン検出システム１００は、一般的なヘテロダイン検出システム２００の高周波オシレーター１２による外部のレファレンス光１３信号を使用しないだけでなく、周波数遷移器１６なしで簡単な構造を有することができる。本発明のセルフヘテロダイン検出システム１００は、非常に簡単な構造のｉｎ－ｌｉｎｅセルフヘテロダイン直接検出方式の構成を有することができる。本発明のセルフヘテロダイン検出システム１００は、レファレンス光１３信号と測定光信号を同時にフィルタリングした後に、レファレンス光１３信号に大きい遅延程度を付加して２つの光信号に異なる遅延程度を与えれば、十分にデコヒーレンスされた信号として精密なスペクトル分析をすることができる。一例によれば、本発明のセルフヘテロダイン検出システム１００は、光源１０、プログラマブルフィルター２０、光検出器３０、及び電気スペクトル分析器４０を含むことができる。

【0034】

光源１０は、光周波数コム光源を含むことができる。光源１０によって生成された光１１は、周波数コムスペクトル１７を有することができる。周波数コムスペクトル１７は、波長コムスペクトル又はコム波長を含むことができるが、本発明はこれに限定されない。周波数コムスペクトル１７は、１５５０ｎｍの中心波長を有することができる。光源１０は、周波数安定度を評価するための光周波数コム（ｏｐｔｉｃａｌ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｃｏｍｂ）を含むことができる。光源１０は、２つ以上のモードが存在して互いに異なる周波数成分を有する光源であり得る。例えば、光源１０は、変調方式光周波数コム（ｅｌｅｃｔｒｏ－ｏｐｔｉｃ ｏｐｔｉｃａｌ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｃｏｍｂ）、マイクロコム（ｍｉｃｒｏ－ｃｏｍｂ）、又はモードロックレーザー（ｍｏｄｅ－ｌｏｃｋｅｄ ｌａｓｅｒ）を含むことができる。

【0035】

プログラマブルフィルター２０は、光源１０に隣接して設けられることができる。プログラマブルフィルター２０は、光１１のレファレンス光１３と測定光１５を同時にフィルタリングしてデコヒーレンス信号を生成させることができる。プログラマブルフィルター２０は、光周波数コム光源の光源１０を利用して光周波数コムの繰り返し率（ｒｅｐｅｔｉｔｉｏｎ ｒａｔｅ）によって、ビーティング周波数信号１９を決定して狭い線幅から広い線幅までの広帯域レーザー線幅を安定的かつ長時間に測定させることができる。

【0036】

光検出器３０は、プログラマブルフィルター２０と電気スペクトル分析器４０との間に設けられることができる。光検出器３０は、光１１を検出することができる。例えば、光検出器３０は、フォトダイオードを含むことができる。

【0037】

電気スペクトル分析器４０は、光検出器３０に連結されることができる。電気スペクトル分析器４０は、光検出信号を分析して光１１の周波数及び波長成分を分析することができる。

【0038】

したがって、本発明のセルフヘテロダイン検出システム１００は、光周波数コム光源の光源１０を利用して広帯域レーザー線幅を安定的かつ長時間に測定することができる。

【0039】

図３は本発明の概念によるセルフヘテロダイン検出システム１００の一例を示す。図４は図３の光１１、レファレンス光１３、及び測定光１５の周波数コムスペクトル１７、第１ピーク波長２１、第２ピーク波長２３、及びビーティング周波数信号１９を示す。

【0040】

図３及び図４を参照すれば、本発明のセルフヘテロダイン検出システム１００は、干渉計５０をさらに含むことができる。

【0041】

干渉計５０は、光源１０と光検出器３０との間に設けられることができる。干渉計５０は、光１１を伝達及び干渉させることができる。例えば、干渉計５０は、マッハツェンダー干渉計（Ｍａｃｈ－Ｚｅｈｎｄｅｒ ｉｎｔｅｒｆｅｒｏｍｅｔｅｒ）を含むことができる。干渉計５０は、周波数コムスペクトル１７を有する光１１をレファレンス光１３と測定光１５とに分割し、レファレンス光１３及び測定光１５を干渉させて光１１のビーティング周波数信号１９を生成することができる。レファレンス光１３及び測定光１５は、第１ピーク波長２１及び第２ピーク波長２３を各々有することができる。第１ピーク波長２１及び第２ピーク波長２３は、互いに異なることができる。一例によれば、干渉計５０は、入力カプラー５２、出力カプラー５４、及びブランチ導波路５６を含むことができる。入力カプラー５２は、光源１０に連結されることができる。入力カプラー５２は、光１１を約１：１程度に分割してブランチ導波路５６に提供することができる。出力カプラー５４は、光検出器３０に連結されることができる。出力カプラー５４は、ブランチ導波路５６内の光１１を干渉させることができる。ブランチ導波路５６は、入力カプラー５２と出力カプラー５４との間に設けられることができる。ブランチ導波路５６は、入力カプラー５２で分岐されて出力カプラー５４に連結されることができる。一例によれば、ブランチ導波路５６は、第１ブランチ導波路５５及び第２ブランチ導波路５７を含むことができる。第１ブランチ導波路５５及び第２ブランチ導波路５７は、互いに平行であることができる。

【0042】

プログラマブルフィルター２０は、第１ブランチ導波路５５及び第２ブランチ導波路５７に各々連結されることができる。一例によれば、プログラマブルフィルター２０は、第１プログラマブルフィルター２２及び第２プログラマブルフィルター２４を含むことができる。第１プログラマブルフィルター２２は、第１ブランチ導波路５５に直列に連結されることができる。第１プログラマブルフィルター２２は、第１ブランチ導波路５５内のレファレンス光１３の第１ピーク波長２１又は第１ピーク周波数を選択することができる。第２プログラマブルフィルター２４は、第２ブランチ導波路５７に直列に連結されることができる。第２プログラマブルフィルター２４は、第２ブランチ導波路５７内の測定光１５の第２ピーク波長２３又は第２ピーク周波数を選択することができる。第１プログラマブルフィルター２２及び第２プログラマブルフィルター２４は、光周波数コムの光１１の線幅に応じて遅延程度を適切に設定してビーティング周波数信号１９のスペクトル測定信頼性を増加させることができる。第１プログラマブルフィルター２２及び第２プログラマブルフィルター２４は、光１１の減衰レベル（ａｔｔｅｎｕａｔｉｏｎ ｌｅｖｅｌ）に応じて各波長成分のサイズを精密に調整することができる。また、第１プログラマブルフィルター２２及び第２プログラマブルフィルター２４は、位相制御機能とｐｉｇ－ｔａｉｌｅｄ構造を通じて遅延程度を調整することができる。例えば、第１プログラマブルフィルター２２及び第２プログラマブルフィルター２４の各々は、プログラマブルパルス成形器（ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ｐｕｌｓｅ ｓｈａｐｅｒ）を含むことができる。

【0043】

偏光調節器６０は、第２プログラマブルフィルター２４と出力カプラー５４との間の第２ブランチ導波路５７に連結されることができる。偏光調節器６０は、第２ブランチ導波路５７内の測定光１５の偏光を調節することができる。測定光１５及びレファレンス光１３は、出力カプラー５４で干渉されてビーティング周波数信号１９を生成することができる。

【0044】

光源１０、光検出器３０、及び電気スペクトル分析器４０は、図２と同様に構成されることができる。

【0045】

図５は本発明の概念によるセルフヘテロダイン検出システム１００の一例を示す。

【0046】

図５を参照すれば、第１プログラマブルフィルター２２及び第２プログラマブルフィルター２４の各々は、光学バンドパスフィルターを含むことができる。光学バンドパスフィルターの第１プログラマブルフィルター２２及び第２プログラマブルフィルター２４は、レファレンス光１３及び測定光１５の第１ピーク波長２１及び第２ピーク波長２３を各々選択することができる。

【0047】

光源１０、光検出器３０、電気スペクトル分析器４０、干渉計５０、及び偏光調節器６０は、図３と同様に構成されることができる。

【0048】

図６は本発明の概念によるセルフヘテロダイン検出システム１００の一例を示す。

【0049】

図６を参照すれば、本発明のセルフヘテロダイン検出システム１００は、第１非線型結晶板７０及び第２非線型結晶板８０をさらに含むことができる。

【0050】

第１非線型結晶板７０は、光源１０と入力カプラー５２との間に設けられることができる。第１非線型結晶板７０は、光１１のバンド幅を増加させることができる。第１非線型結晶板７０は、ＢＢＯ（Ｂｅｔａ Ｂａｒｉｕｍ Ｂｏｒａｔｅ）、ＰＰＫＴＰ（Ｐｅｒｉｏｄｉｃａｌｌｙ Ｐｏｌｅｄ Ｐｏｔａｓｓｉｕｍ Ｔｉｔａｎｙｌ Ｐｈｏｓｐｈａｔｅ）、及びＰＰＬＮ（Ｐｅｒｉｏｄｉｃａｌｌｙ Ｐｏｌｅｄ Ｌｉｔｈｉｕｍ Ｎｉｏｂａｔｅ）を含むことができる。代案として、第１非線型結晶板７０は、シリコン（Ｓｉ）、シリコン窒化物（ＳｉＮ）、アルミニウムガリウムアルセニド（ＡｌＧａＡｓ）、又はシリコンカーバイド（ＳｉＣ）の無機物を含むことができるが、本発明はこれに限定されない。

【0051】

第２非線型結晶板８０は、プログラマブルフィルター２０と出力カプラー５４との間に設けられることができる。第２非線型結晶板８０のうちの１つは、第１プログラマブルフィルター２２と出力カプラー５４との間の第１ブランチ導波路５５内に設けられることができる。第２非線型結晶板８０のうちの他の１つは、第２プログラマブルフィルター２４と出力カプラー５４との間の第２ブランチ導波路５７内に設けられることができる。第２非線型結晶板８０の各々は、第１非線型結晶板７０の厚さより薄い厚さを有することができる。第２非線型結晶板８０は、互いに同一な厚さを有することができる。第２非線型結晶板８０は、光１１のレファレンス光１３と測定光１５のバンド幅を増加させることができる。第２非線型結晶板８０は、第１非線型結晶板７０の材質と同一な材質を有することができる。例えば、第２非線型結晶板８０は、ＢＢＯ（Ｂｅｔａ Ｂａｒｉｕｍ Ｂｏｒａｔｅ）、ＰＰＫＴＰ（Ｐｅｒｉｏｄｉｃａｌｌｙ Ｐｏｌｅｄ Ｐｏｔａｓｓｉｕｍ Ｔｉｔａｎｙｌ Ｐｈｏｓｐｈａｔｅ）、及びＰＰＬＮ（Ｐｅｒｉｏｄｉｃａｌｌｙ Ｐｏｌｅｄ Ｌｉｔｈｉｕｍ Ｎｉｏｂａｔｅ）を含むことができる。代案として、第２非線型結晶板８０はシリコン（Ｓｉ）、シリコン窒化物（ＳｉＮ）、アルミニウムガリウムアルセニド（ＡｌＧａＡｓ）、又はシリコンカーバイド（ＳｉＣ）の無機物を含むことができるが、本発明はこれに限定されない。

【0052】

光源１０、光検出器３０、電気スペクトル分析器４０、干渉計５０、及び偏光調節器６０は、図５と同様に構成されることができる。

【0053】

図７は本発明の概念によるセルフヘテロダイン検出システム１００の一例を示す。

【0054】

図７を参照すれば、本発明のセルフヘテロダイン検出システム１００のプログラマブルフィルター２０は、第３プログラマブルフィルター２６をさらに含むことができる。

【0055】

第３プログラマブルフィルター２６は、出力カプラー５４と光検出器３０との間に設けられることができる。第３プログラマブルフィルター２６は、パルス成形器を含むことができる。第３プログラマブルフィルター２６は、第２非線型結晶板８０のノイズを除去することができる。

【0056】

光源１０、光検出器３０、電気スペクトル分析器４０、干渉計５０、偏光調節器６０、第１プログラマブルフィルター２２、及び第２プログラマブルフィルター２４は、図６と同様に構成されることができる。

【0057】

以上、添付された図面を参照して本発明の実施形態を説明したが、本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者は本発明がその技術的思想や必須の特徴を変更しなくとも他の具体的な形態に実施できることを理解することができる。したがって、以上で説明した実施形態は、すべての面で例示的であり、限定的ではないと理解するべきである。

【符号の説明】

【0058】

１０ 光源
２０ プログラマブルフィルター
３０ 光検出器
４０ 電気スペクトル分析器
５０ 干渉計
６０ 偏光調節器
１００ セルフヘテロダイン検出システム

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】