편광 및 위상 부정합을 이용한 광혼합을 통하여 발생된 서브 밀리미터파 대역 연속파의 위상 잡음 특성 개선

Abstract

본 논문에서는 광혼합 방식으로 서브 밀리미터 및 테라헤츠 대역 연속파 신호를 발생시키는 기법 중 가장 널리 사용되는 광반송파가 억제된 양측 대역 발생 방식(Double Sideband-Suppressed Carrier: DSB-SC)을 이용하여 발생된 연속파(Continuous Wave: CW) 신호의 위상 잡음 개선을 위하여 광신호의 편광과 위상 제어 기법을 제안하고 실험적으로 증명하였다. 광신호의 편광 및 위상 제어 기법은 일반적인 DSB-SC 신호와 DSB-SC 신호에 포함된 광반송파와 동일한 파장과 위상차를 가지며, 광반송파의 편광 성분 중 하나의 편광 성분만을 갖도록 편광제어된 광신호를 결합하여 광혼합하는 방법이다. 실험 및 측정 결과, 서브 밀리미터파 대역 CW 신호의 크기는 1.5 dB 증가하였으며, 위상 잡음 특성은 약 3 dB@10 kHz offset frequency 개선됨을 확인하였다. 따라서 본 논문의 결과는 광신호의 위상 및 편광 성분 제어만으로 광반송파를 효과적으로 억제하여 서브 밀리미터 및 테라헤르츠 대역 CW 신호의 특성을 개선함으로써 광혼합 방법을 이용한 밀리미터파 및 테라헤르츠파 대역 CW 신호 발생기의 저가화를 위한 기본적인 데이터로서 활용 가치가 높다. In this paper, we have proposed and experimentally performed a polarization and phase control method of an optical signal which has same wavelength with the optical carrier to improve phase characteristics of a continuous wave(CW) generated by the double sideband-suppressed carrier(DSB-SC) as one of the famous photomixing technique for making sub-millimeter and terahertz waves. A polarization and phase controlled optical signal has been coupled with the general DSB-SC on an optical coupler. The output of the optical coupler is then photomixed by a photomixer. From our analysis and measurement results, we have found that the amplitude of the generated sub-mm and terahertz CW signal is higher 1.5 dB and the phase noise is lower about 3 dB@10 kHz offset frequency than the general DSBSC. Consequently, since our proposed method has improved the amplitude and phase noise of CW signals in the sub-mm and terahertz bands, it can be helpful results to make low cost CW generator in sub-millimeter and subterahertz bands.