KR100294540B1 - 가변형처핑격자 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 가변형 처핑격자에 관한 것으로, 광섬유 격자; 광섬유 격자에 접착되어 인가되는 전압에 따라 변형이 발생하여 격자의 주기를 변화시키는 압전소자; 및 압전소자에 전압을 인가하는 전압공급기를 포함한다.
본 발명에 의하면, 소정의 압전소자를 격자에 접착하고 압전소자에 전압을 인가하므로써 압전소자의 모양을 변형시키므로써 동일한 주기를 갖는 격자의 주기를 변형시킬 수 있으므로 그 제작과정이 간단하고, 인가되는 전압을 조절하므로써 반사파장의 변화율도 조절할 수 있으므로 유연성을 갖는 처핑격자를 제작할 수 있다.

Description

가변형 처핑격자{Tunable chirped fiber gratings}
본 발명은 가변형 처핑 광섬유 격자(Chirped Fiber Grating)에 관한 것으로, 소정의 압전소자에 전압을 인가하여 발생하는 변형(strain)에 따라 광섬유 격자(이하 격자라 약함)주기가 변하는 가변형 처핑격자에 관한 것이다.
처핑격자라 함은 격자의 주기 또는 유효 굴절률이 격자의 위치에 따라 다르게 만들어진 것으로, 격자의 위치에 따라 반사시키는 빛의 파장이 다른 것이 특징이다. 도 1은 종래의 처핑격자에 대한 구조도로서, 도 1(a)에 따른 처핑격자는 광섬유 코아(100)에 주기가 각각 다르나 그 유효 굴절률은 동일한 격자(101 내지 105)를 갖는 구조이고, 도 1(b)는 광섬유 코아(100)에 주기는 동일하나 유효 굴절률이 각각 다른 격자(106 내지 112)를 갖는 구조이다.
그러나 이러한 처핑격자는 격자주기가 일정한 격자를 만드는 과정보다 복잡한 과정을 거치게 되며, 위치에 따른 반사파장의 변화율(chirping rate)이 제작당시에 정해진 대로 고정되므로 특정한 파장대역에 한해서만 사용가능하므로 유연성이 없다.
본 발명이 이루고자하는 기술적 과제는 격자주기가 변하는 처핑격자를 얻기위해서 주기가 일정한 브래그 격자(Bragg grating)에 전압에 따른 변형에 의해 그 길이가 변하는 소자가 접착되는 가변형 처핑격자를 제공하는데 있다.
도 1은 종래의 처핑격자의 구조도이다.
도 2는 본 발명에 따른 가변형 처핑격자에 대한 구조도이다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한, 본 발명에 따른 가변형 처핑격자는 광섬유 격자; 상기 광섬유 격자에 접착되어 인가되는 전압에 따라 변형이 발생하여 상기 격자의 주기를 변화시키는 압전소자; 및 상기 압전소자에 상기 전압을 인가하는 전압공급기를 포함한다.
이하에서 첨부된 도면을 참고하여 본 발명에 따른 가변형 처핑격자의 일실시예에 대해 보다 상세히 설명하기로 한다. 도 2는 본 발명에 따른 가변형 처핑격자의 일실시예를 도시한 것으로, 도 2에 따른 가변형 처핑격자는 광섬유 코아(200)에 동일한 굴절률을 갖고 일정한 주기로 이루어진 격자(201), 격자에 접착되는 압전소자(202) 및 압전소자에 전압을 공급하는 전압발생기(203)를 포함한다.
격자(201)는 광섬유 코아(200)내에서 다음과 같은 브래그 조건(Bragg condition)을 만족한다.
lambda sub i =~2·n sub eff ·d sub i
여기서, λi는 입사 파장이고, neff는 유효 굴절률이며 di는 격자 주기이다.
격자(201)에 접착되는 압전소자(202)의 재질은 전압발생기(203)로부터 인가되는 전압에 따라 변형이 일어나는 재질로서, 바람직하기로는 Pb(ZrxTi1-x)O3,0.4≤x≤0.6 (PZT 또는 Lead Zirconate Titanate)가 적절하다. 접착제로는 에폭시(Epoxy)가 적절하다. 압전소자(202)는 인가되는 전계에 대해 수직방향으로 변형이 발생한다. 압전소자(202)의 모양은, 인가된 전압에 따라 서로 다른 위치에서 각각 변형의 정도가 서로 다르게 일어나도록 쐐기모양이 적절하다. 즉, 인가된 전압은 동일하지만 격자(201)의 위치에 따라 압전소자(202)의 두께가 두꺼운 부분은 두께가 얇은 부분에 비해 상대적으로 작은 전계가 인가된다. 그 결과, 두께가 얇은 부분은 큰 변형이 두꺼운 보다 작은 변형이 이루어진다.
상술한 특성을 갖는 압전소자(202)와 접착되어있는 격자(201)는 압전소자의 변형에 따라 그 주기가 위치에 따라 변하게 된다. 그 결과, 위치에 따라 격자주기가 변하는 처핑격자가 형성된다. 이 때, 전압발생기(203)로부터 인가되는 전압을 조절하면 반사파장의 변화율도 조정가능하다.
본 발명에 의하면, 소정의 압전소자를 격자에 접착하고 압전소자에 전압을 인가하므로써 압전소자의 모양을 변형시키므로써 동일한 주기를 갖는 격자의 주기를 변형시킬 수 있으므로 그 제작과정이 간단하고, 인가되는 전압을 조절하므로써 반사파장의 변화율도 조절할 수 있으므로 유연성을 갖는 처핑격자를 제작할 수 있다.

Claims (3)

  1. 굴절률 변화의 주기가 일정한 광섬유 격자;
    인가되는 전압에 의해 상기 광섬유 격자의 길이방향으로 서로 다르게 인장되도록 두께가 일정하지않은 형태로 상기 광섬유 격자에 접착되어 상기 광섬유 격자의 주기를 변화시키는 압전소자; 및
    상기 압전소자에 상기 전압을 인가하는 전압공급기를 포함함을 특징으로하는 가변형 처핑격자.
  2. 제1항에 있어서, 상기 압전소자의 재질은
    Pb(ZrxTi1-x)O3임을 특징으로하는 가변형 처핑격자.
  3. 제1항에 있어서, 상기 압전소자의 모양은
    상기 인가되는 전압에 따라 서로 다른 위치에서 변형의 정도가 다르게 일어나도록 쐐기형태임을 특징으로하는 가변형 처핑격자.
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