Korean Journal of Optics and Photonics (한국광학회지)

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Voltage-Controlled Photonic RF True-Time Delay Using a Tapered Chirped Fiber Bragg Grating

테이퍼 구조를 갖는 광섬유 브래그 격자를 이용한 전압에 의하여 제어 가능한 광학적 실시간 지연 소자

  • Chae, Ho-Dong (Department of Electronic Engineering, Kwangwoon University) ;
  • Lee, Sang-Shin (Department of Electronic Engineering, Kwangwoon University)
  • Published : 2005.02.01
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Abstract

A photonic RF true-time delay using a tapered chirped fiber Bragg grating coated with a heating electrode has been proposed and fabricated. For an RF signal carried over an optical signal, the time delay has been achieved by controlling the voltage applied to the electrode and thus adjusting its reflection positions from the fiber grating through the thermooptic effect. It features continuous voltage-controlled operation, requiring no mechanical perturbation and no moving parts. The measured time delay was about 120 ps with the electrical power consumption of $250{\cal}mW$.

본 논문에서는 테이퍼된 구조를 갖는 광섬유 브래그 격자를 이용한 광학적 RF 실시간 지연 소자를 제안하고 구현하였다. 광섬유격자 표면에는 금속 박막의 히팅용 전극이 코팅되어 있다. 전극에 인가되는 전압에 의해 유발되는 열광학 효과를 통하여 광섬유 격자로부터 반사되는 광신호의 반사 위치를 변화시킴으로써 광신호에 변조용 신호로 실려서 전달되는 RF 신호의 시간 지연을 조절할 수 있다. 따라서 이 제안된 소자는 기존의 소자들과는 달리 기계적 변형이나 움직임 없이 전압에 의하여 연속적으로 정밀하게 시간지연 값을 제어할 수 있는 특징을 갖는다. 측정된 최대 시간 지연은 소비 전력이 $250{\cal}mW$일 때 약 120 ps였다.

Keywords

References

  1. W. Ng, A. Walston, G. Tangonan, J. Lee, I. Newberg, and N. Bernstein. 'The first demonstration of an optically steered microwave phased array antenna using true-time-delay,' J. Lightwave Technol., vol. 9, pp. 1124-1131, 1991 https://doi.org/10.1109/50.85809
  2. J. Shin, B. Lee, and B. Kim 'Optical true time-delay feeder for X-band phased array antennas composed of $2{\times}2$ optical MEMS switches and fiber delay lines,' IEEE Photon. Technol. Lett., vol. 16, no. 5, pp. 1364-1366, 2004 https://doi.org/10.1109/LPT.2004.826083
  3. Y. Chen and R. T. Chen, 'A fully packaged true time delay module for a K-band phased array antenna system demonstration,' IEEE Photon. Technol. Lett., vol. 14, no. 8, pp. 1175-1177, 2002 https://doi.org/10.1109/LPT.2002.1022009
  4. H. Zmuda, R. A. Soref, P. Payson, S. Johns, and E. N. Toughlian, 'Photonic beamformer for phased array antennas using a fiber grating prism,' IEEE Photon. Technol. Lett., vol. 9, no. 2, pp. 241-243, 1997 https://doi.org/10.1109/68.553105
  5. A. Molony, L. Zhang, J. A. R. Williams, I. Bennion, C. edge, and J. Fells, 'Fiber Bragg grating true tme-delay sytems: discrete-gating array 3-b delay lines and chirped-grating 6-b delay lines,' IEEE Microwave Theory and Techniques, vol. 45, pp. 1527-1530, 1997 https://doi.org/10.1109/22.618470
  6. J. Marti, J. L. Corral, F. Ramos, V. Polo, and J. M. Fuster, 'Milimeter-wave optical beamforming network for phased-array antenna employing optical up-conversion and wide-band chirped fiber gratings,' Electron. Lett., vol. 35, pp. 517-518, 1999 https://doi.org/10.1049/el:19990401
  7. 이갑용, 최연봉, 신종덕, 김부균, 이상배, 'CFG 실시간 지연선로를 사용한 10GHz 위한 배열 안테나의 설계', 한국통신학회논문지, vol. 27, no. 3C, pp. 241-247, 2002
  8. B. Ortega, J. L. Cruz, J. Capmany, M. V. Andres, and D. Pastor, 'Variable delay line for phased-array antenna based on a chirped fiber grating,' IEEE Trans. Microwave Theory Tech., vol. 48, no. 8, pp. 1352-1360, 2000 https://doi.org/10.1109/22.859480
  9. Y. Liu, J. Yang, and J. Yao, 'Continuous true-time-delay beam forming for phased array antenna using a tunable chirped fiber grating delay line,' IEEE Photon. Technol. Lett., vol. 14, no. 8, pp. 1172-1174, 2002 https://doi.org/10.1109/LPT.2002.1022008