고속 광스위칭 장치로서,광원으로부터 단일 입력부를 통하여 광신호를 수신하고, 제1 고속 전기 신호 공급 장치의 제1 고속 전기 신호에 의하여 4개의 경로로 광신호를 출력하는 4개의 출력부를 구비한 제1 광학 스위치부;제어 장치의 회로 제어신호에 따라 상기 제1 광학 스위치부에서 수신한 광신호를 기설정된 특정 기능으로 재생성하는 프로그래밍 가능한 복수의 MEMS를 구비한 광학 회로 어레이; 및광학 회로 어레이로부터 수신한 특정 기능을 재생성된 광신호를 4개의 입력 경로에 따라 수신하고, 제2 고속 전기 신호 공급 장치의 제2 고속 전기 신호에 의하여 단일 출력부를 통하여 광검출기로 출력하는 제2 광학 스위치부;를 포함하고,상기 제1 광학 스위치부는,상기 광원으로부터 광신호를 수신하여 상기 제1 고속 전기 신호에 따라 출력 경로를 결정하는 단일 입력 및 이중 출력 구조를 갖는 제1 이중 출력 마하-젠더 변조기;상기 제1 이중 출력 마하-젠더 변조기로부터 광신호를 수신한 경우 상기 제1 고속 전기 신호에 따라 출력 경로를 결정하는 단일 입력 및 이중 출력 구조를 갖는 제2 이중 출력 마하-젠더 변조기; 및상기 제1 이중 출력 마하-젠더 변조기로부터 광신호를 수신한 경우 상기 제1 고속 전기 신호에 따라 출력 경로를 결정하는 단일 입력 및 이중 출력 구조를 갖는 제3 이중 출력 마하-젠더 변조기;를 포함하고,상기 광학 회로 어레이는,상기 제2 이중 출력 마하-젠더 변조기의 2개의 출력단 중 하나와 연결되며, 상기 광신호를 수신한 경우 상기 제어신호에 따라 상기 광신호를 기설정된 특정 기능으로 재생성하여 출력하는 제1 멤스(MEMS);상기 제2 이중 출력 마하-젠더 변조기의 2개의 출력단 중 다른 하나와 연결되며, 상기 광신호를 수신한 경우 상기 제어신호에 따라 상기 광신호를 기설정된 특정 기능으로 재생성하여 출력하는 제2 멤스(MEMS);상기 제3 이중 출력 마하-젠더 변조기의 2개의 출력단 중 하나와 연결되며, 상기 광신호를 수신한 경우 상기 제어신호에 따라 상기 광신호를 기설정된 특정 기능으로 재생성하여 출력하는 제3 멤스(MEMS); 및상기 제3 이중 출력 마하-젠더 변조기의 2개의 출력단 중 다른 하나와 연결되며, 상기 광신호를 수신한 경우 상기 제어신호에 따라 상기 광신호를 기설정된 특정 기능으로 재생성하여 출력하는 제4 멤스(MEMS);를 포함하고,상기 제2 광학 스위치부는,하나의 입력단은 상기 제1 멤스(MEMS)와 연결되며, 다른 하나의 입력단은 상기 제2 멤스(MEMS)와 연결되어, 어느 하나의 입력단으로 상기 특정 기능으로 재생성 광신호를 수신한 경우 이를 출력하는 이중 입력 및 단일 출력 구조를 갖는 제1 이중 입력 마하-젠더 변조기;하나의 입력단은 상기 제3 멤스(MEMS)와 연결되며, 다른 하나의 입력단은 상기 제4 멤스(MEMS)와 연결되어, 어느 하나의 입력단으로 상기 특정 기능으로 재생성 광신호를 수신한 경우 이를 출력하는 이중 입력 및 단일 출력 구조를 갖는 제2 이중 입력 마하-젠더 변조기; 및하나의 입력단은 상기 제1 이중 입력 마하-젠더 변조기의 출력단과 연결되고, 다른 하나의 입력단은 상기 제2 이중 입력 마하-젠더 변조기의 출력단과 연결되어, 어느 하나의 입력단으로 상기 특정 기능으로 재생성 광신호를 수신한 경우 이를 상기 광검출기으로 출력하는 이중 입력 및 단일 출력 구조를 갖는 제3 이중 입력 마하-젠더 변조기;를 포함하는,마하-젠더 변조기를 구비한 고속 광스위칭 장치.

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제1항에 있어서, 상기 이중 출력 마하-젠더 변조기의 각각은단일 입력 및 이중 출력 구조를 갖는 제1 다중모드 간섭 커플러;상기 제1 다중모드 간섭 커플러의 하나의 출력단과 단일모드 실리콘 포토닉스 광도파로로 연결된 P-N 접합 구조를 갖는 제1 광도파로 위상 변조기;상기 제1 다중모드 간섭 커플러의 다른 하나의 출력단과 단일모드 실리콘 포토닉스 광도파로로 연결된 P-N 접합 구조를 갖는 제2 광도파로 위상 변조기; 및하나의 입력단은 상기 제1 광도파로 위상 변조기와 연결되고, 다른 입력단은 제2 광도파로 위상 변조기와 연결된 이중 입력 및 이중 출력 구조를 갖는 제2 다중모드 간섭 커플러;를 포함하고,상기 제1,제2 다중모드 간섭 커플러입력 광신호의 삽입 손실 및 광세기 분배율을 결정하는 실리콘 포토닉스로 구현되는 마하-젠더 변조기를 구비한 고속 광스위칭 장치.

제1항에 있어서, 상기 이중 입력 마하-젠더 변조기의 각각은 이중 입력 및 이중 출력 구조를 갖는 제3 다중모드 간섭 커플러;상기 제3 다중모드 간섭 커플러의 하나의 출력단과 단일모드 실리콘 포토닉스 광도파로로 연결된 P-N 접합 구조를 갖는 제3 광도파로 위상 변조기;상기 제3 다중모드 간섭 커플러의 다른 하나의 출력단과 단일모드 실리콘 포토닉스 광도파로로 연결된 P-N 접합 구조를 갖는 제4 광도파로 위상 변조기; 및하나의 입력단은 상기 제3 광도파로 위상 변조기와 연결되고, 다른 입력단은 제4 광도파로 위상 변조기와 연결된 이중 입력 및 단일 출력 구조를 갖는 제4 다중모드 간섭 커플러;를 포함하며,상기 제3,제4 다중모드 간섭 커플러는 입력 광신호의 삽입 손실 및 광세기 분배율을 결정하는 실리콘 포토닉스로 구현되는 마하-젠더 변조기를 구비한 고속 광스위칭 장치.

제1항에 있어서, 상기 마하-젠더 변조기는 실리콘 포토닉스 마하-젠더 변조기인 것을 특징으로 하는 마하-젠더 변조기를 구비한 고속 광스위칭 장치.

제1항에 있어서, 상기 제1 광학 스위치부는상기 이중 출력 마하-젠더 변조기의 각각이 상기 제1 고속 전기 신호에 의하여 온 상태(on-state)인 경우 상측 경로를 통하여 광신호를 전달하고, 오프 상태(off-state)인 경우 하측으로 광신호를 전달하여 단일 광신호 입력에 4개의 출력 경로가 결정되는 마하-젠더 변조기를 구비한 고속 광스위칭 장치.

고속 광스위칭 방법으로서,광원으로부터 제1 광학 스위치부로 광신호를 전달하는 단계;제1 고속 전기 신호 공급장치를 통하여 상기 제1 광학 스위치부 내부의 복수의 이중 출력 마하-젠더 변조기를 변조하여 출력 채널을 선택하는 단계;상기 제1 광학 스위치부의 광신호 출력을 MEMS 프로그램이 가능한 광학 회로 어레이로 전달하는 단계;제어 장치로부터 프로그램밍 가능한 복수의 MEMS로 구성된 광학 회로 어레이에 직류 전원을 공급하는 단계;제2 고속 전기 신호 공급장치를 통하여 제2 광학 스위치부 내부의 복수의 이중 입력 마하-젠더 변조기를 변조하여 광신호 전달 경로를 재구성하는 단계; 및상기 광학 회로 어레이를 통하여 기설정된 특정 기능으로 생성된 광학 신호가 광검출기를 통하여 전기 신호로 변환 및 검출하는 단계;를 포함하고,상기 출력 채널을 선택하는 단계는,상기 이중 출력 마하-젠더 변조기의 각각이 상기 제1 고속 전기 신호에 의하여 온 상태(on-state)인 경우 상측 경로를 통하여 광신호를 전달하고, 오프 상태(off-state)인 경우 하측으로 광신호를 전달하여 단일 광신호 입력에 4개의 출력 경로가 결정되고,상기 광학 회로 어레이에 직류 전원을 공급하는 단계는,상기 제어 장치의 제어 신호에 따라 상기 제1 광학 스위치부를 구성하는 복수의 이중 출력 마하-젠더 변조기의 출력단에서 상기 광신호를 수신하여 기설정된 특정 기능으로 재생성하여 출력하고,상기 출력 채널을 선택하는 단계는복수의 다중모드 간섭 커플러를 이용하여 입력 광신호의 삽입 손실 및 광세기 분배율을 결정하는 마하-젠더 변조기를 구비한 고속 광스위칭 방법.

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