KR101273801B1 - 구부림 손실 강화 광섬유 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 구부림 손실 강화 광섬유는, 상기 광섬유 내 최대 굴절률 n1을 갖는 코어와; 상기 코어의 외측에 배치되며, 상기 코어의 굴절률보다 낮은 굴절률 n2를 갖는 내부층과; 상기 내부층의 외측에 배치되며, 상기 내부층의 굴절률보다 낮은 내주 굴절률 n3와 상기 광섬유 내 최소인 외주 굴절률 n4를 갖는 트렌치 층을 포함한다.

Description

구부림 손실 강화 광섬유{EXTREME BEND INSENSITIVE FIBER}
본 발명은 광섬유에 관한 것으로서, 특히 극히 낮은 구부림 손실을 갖는 광섬유에 관한 것이다.
최근 FTTx(Fiber to the x) 시장의 지속적인 확대와 더불어 경제 위기 회복을 위한 각국 정부의 인프라 투자가 활발히 일어나고 있다. 스마트 폰의 무선 데이터 사용량의 증가, 3D TV의 보급 확대, TV 포털(portal) 서비스의 도입, 무선 인터넷 4G(LTE, WiMAX)의 성장 등은 곧 광 백본망과 인도어 시스템(indoor system)의 용량 증대로 이어진다. FTTx의 효율적인 네트워크 설치 및 운용은 실제 케이블 포설 현장의 환경적인 제약에 주로 의존한다. 이로 인해 서비스 사업자 및 광섬유 공급 업자는 현장에서 물리력에 의해 발생하는 구부림 손실, 특히 극한의 구부림 발생 환경을 극복하기 위한 노력을 지속적으로 진행하고 있다.
광섬유 코어 및 클래드의 구조적 제어를 통한 모드필드직경(MFD: Mode-Field Diameter) 제어 기술, 저하된(Depressed) 클래드 제조 기술, 저굴절률 트렌치(Low-Index Trench) 제조 기술, 그리고 클래드 내에 등방성(isotropy)의 링 구조를 갖는 나노 사이즈의 에어 홀(Air-Hole) 제조 기술 등이 단일 모드(또는 싱글 모드) 광섬유의 구부림 손실 특성이 저하되는 것을 막기 위해 제안되었다. 그러나 국제표준 ITU-T G.657.B3의 광 특성 및 신뢰성 규격을 만족하면서, 기존 단일 모드 광섬유(ITU-T G.652.D)와의 접속 호환성을 유지할 수 있는 상용화된 기술은 극히 제한적이다.
상기 언급한 광 특성과 신뢰성 특성을 만족하는 광섬유 구조 및 제조 방법으로서, 코어와 내부층을 구비하고 최소 굴절률의 트렌치 층을 포함하는 저굴절률 트렌치 제조기술이 상용화되고 있다. 저굴절률 트렌치 제조기술은 꽉 찬(Solid) 유리 구조로 기계적, 환경적 신뢰성이 뛰어나며 대량생산에 적합하기 때문에 구부림 강화 광섬유를 구현하는 방법으로 각광을 받고 있다. 최근 포설 현장에서 요구하는 구부림 특성이 점차 강화되면서 깊은 트렌치를 형성하여 구부림 손실을 강화하려는 노력을 하고 있다.
하지만, 저굴절률 트렌치 제조기술에서 가장 극복하기 어려운 과제는 짧은 차단 파장 특성을 유지하면서 동시에 구부림 손실을 최소화시키는 것이다.
광섬유 내의 차단 파장의 특성은 구부림 손실 특성과 반비례 관계에 있고, 이는 다시 말해 구부림 특성이 강하면 강할수록 고차 모드를 제거하기 어렵다.
광섬유 내에서 도파하는 LP11 이상의 고차 모드는 깊은 트렌치 영역의 경계면 조건, 즉 굴절률 차이에 의해 더욱 집중되고, 이로 인해 장거리에 걸쳐 고차 모드 특성을 유지하면서 도파하게 된다.
상술한 문제점은 코어 및 트렌치 층의 도핑 농도와, 코어 및 트렌치 층의 크기에 대한 정밀 제어가 필요하게 되며, 이는 실제 제조 공정상에서 수율 저하의 원인으로 나타나게 된다.
본 발명의 특정 실시 예들의 목적은 종래기술과 관련된 문제점들 및/또는 단점들 중의 적어도 하나를 적어도 부분적으로 해결, 경감 또는 제거하는 것이다.
본 발명의 일 목적은 구부러짐 등과 같이 외부 물리력으로 인한 광 손실 및 파장별 손실 차이를 최소화함과 동시에 짧은 차단 파장 특성을 유지하는 광섬유 및 광섬유 제조 방법을 제공하는 것이다.
또한, 최근 G-PON(Gigabit Passive Optical Network), WDM-PON(Wavelength Division Multiplexing-PON) 등의 전송 네트워크에서 가입자 단말에 보다 광 대역의 파장을 할당하려는 노력이 진행되고 있다.
본 발명의 다른 목적은 짧은 차단 파장 특성을 유지하면서, 파장에 따른 구부림 손실 차이를 최소화함으로써, 가입자 망운용에 있어서 장파장의 활용을 보다 용이하게 하는 것이다.
본 발명의 일 측면에 따른 본 발명에 따른 광섬유는, 상기 광섬유 내 최대 굴절률 차 Δn1을 갖는 코어와; 상기 코어의 외측에 배치되며, 상기 코어의 굴절률 차보다 낮은 굴절률 차 Δn2를 갖는 내부층과; 상기 내부층의 외측에 배치되며, 상기 내부층의 굴절률 차보다 낮은 내주 굴절률 차 Δn3와 상기 광섬유 내 최소인 외주 굴절률 차 Δn4를 갖는 트렌치 층과; 상기 트렌치 층의 외측에 배치되며, 상기 트렌치 층보다 높고 상기 코어보다 낮은 굴절률을 갖는 외부 층을 포함하고, 굴절률 차는 상기 외부 층의 굴절률과의 차이로 정의되고, 상기 내주 굴절률 차 Δn3와 상기 외주 굴절률 차 Δn4의 비 Δn3/Δn4는 0.6보다 크고 1보다 작다.
본 발명에 따른 광섬유는 내부층의 외주 굴절률과 트렌치 층의 내주 굴절률의 차이를 작게 유지함으로써 짧은 차단 파장 특성을 가짐을 특징으로 하며, 더불어 트렌치 층의 외주 굴절률과 외부층의 굴절률의 차이를 크게 함으로써 최소의 구부림 특성을 동시에 만족할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 광섬유는 트렌치 층의 내주 굴절률을 최대한 크게 유지함으로써 LP11 이상의 고차 모드의 리크 모드(leaky mode) 손실을 크게 할 수 있으며, 이는 짧은 거리에서 사용 파장의 싱글 모드 조건을 확보할 수 있도록 한다. 동시에, 본 발명은 트렌치 층의 외주 굴절률을 최대한 작게 유지함으로써, 광섬유에 구부림이 발생한 경우 굴절률 변화로 인한 광 손실을 최소화시킬 수 있다. 또한, 트렌치 층의 외주 굴절률을 작게 함으로 인하여 단파장과 장파장 사이의 구부림 손실 차이를 2.7배 이하로 줄이게 됨으로써 광섬유의 파장 의존성이 개선되며, 이는 가입자 망운용에 있어서 장파장의 활용을 더욱 용이하게 할 수 있도록 한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 광섬유를 나타내는 도면,
도 2는 도 1에 도시된 굴절률 프로파일을 상세하게 나타낸 도면,
도 3은 트렌치 층의 내주 굴절률 차의 변화에 따른 MFD의 변화와 분산 값의 변화를 나타내는 도면,
도 4는 광섬유를 구부린 경우에 광섬유 내 굴절률 프로파일의 변화를 설명하기 위한 도면,
도 5는 본 발명의 비교 예를 설명하기 위한 트렌치 층의 다양한 굴절률 프로파일을 예시하는 도면,
도 6은 제3 광섬유에 있어서 트렌치 층의 내주 굴절률 차(Δn3) 및 외주 굴절률 차(Δn4)의 비(Δn3/Δn4)에 따른 구부림 손실의 변화를 나타내는 도면,
도 7은 제1 내지 제3 광섬유에 대한 구부림 손실 및 차단 파장을 나타내는 도면,
도 8은 MCVD 방법에 따른 코어 모재의 제조 공정에서 CF4 또는 SiF4와 같은 F를 포함하는 도펀트의 유량에 따른 트렌치 층의 내주 굴절률 차(Δn3)의 변화를 나타내는 도면,
도 9는 외부기상증착 방법에 따른 코어 모재의 제조 공정에서 수트 밀도에 따른 트렌치 층의 내주 굴절률 차(Δn3)의 변화를 나타내는 도면.
이하에서는 첨부도면들을 참조하여 본 발명의 실시 예를 상세히 설명하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능, 혹은 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 모호하지 않게 하기 위하여 생략한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 광섬유를 나타내는 도면이고, 도 2는 도 1에 도시된 굴절률 프로파일을 상세하게 나타낸 도면이다. 도 1의 (a)는 상기 광섬유(100)의 단면을 도시한 도면이고, 도 1의 (b)는 광섬유 단면에 따른 굴절률 프로파일을 설명하기 위한 그래프이다. 도 1을 참조하면, 상기 광섬유(100)는 상기 광섬유(100)의 중심에 위치하고, 상대적으로 큰 굴절률 차를 가지며, 내부 전반사(total internal reflection)를 통해 광신호를 전송하는 코어(110)와, 상기 코어(110)의 외측에 배치되며 상대적으로 작은 굴절률 차를 갖는 클래드(115)를 포함한다. 즉, 상기 클래드(115)는 상기 코어(110)의 외주를 따라 상기 코어(110)를 완전히 둘러싸도록 배치된다. 상기 코어(110)는 원형 봉의 형태를 갖고, 클래드(115)는 원형 튜브의 형태를 가지며, 상기 코어(110) 및 클래드(115)는 동심 구조로 배치된다.
상기 코어(110)는 상기 광섬유(100) 내 최대 굴절률 차를 가지며, 상기 코어(110)의 굴절률 차(Δn1)은 상기 코어(110)의 전체 영역에 있어서 일정하게 유지된다. 상기 코어(110)의 굴절률 차 Δn1은 0.24Δ%~0.48Δ%(Δ%는 단순히 %로 표시할 수 있다)의 범위 내에 포함되나, 0.31Δ%~0.41Δ%의 범위 내에 포함되는 것이 더 바람직하다. 또한, 상기 코어(110)는 반경은 3.0㎛~7.0㎛의 범위 내에 포함될 수 있으나, 4.0~5.0㎛의 범위 내에 포함되는 것이 더 바람직하다. 상기 코어(110)의 반경은 상기 코어(110)의 최고 굴절률 차의 1/2 지점을 기준으로 측정될 수 있다. 예를 들어, 상기 광섬유(100)를 구성하는 각 층의 굴절률 차는 상기 층의 굴절률과 상기 클래드(115)의 최외곽에 위치하는 외부층(140)의 굴절률의 차이로 정의된다. 또한, Δ%는 굴절률 차를 백분율로 나타냄을 표시한다.
상기 클래드(115)는 상기 코어(110)의 외주로부터 멀어질수록 굴절률 차가 점진적으로 작아지는 내부층(120)과, 상기 내부층(120)의 가장 작은 굴절률과 같은 정도의 굴절률을 갖는 외부층(140)과, 상기 내부층(120)과 상기 외부층(140)의 사이에 위치되며 상기 광섬유(100)를 구성하는 층들 중에서 가장 작은 굴절률 차를 갖는 트렌치 층(130)을 포함한다. 즉, 상기 내부층(120), 트렌치 층(130) 및 외부층(140)은 상기 코어(110)의 외주면 상에 차례로 직접 적층되며, 각각 원형 튜브의 형태를 갖고, 상기 코어(110)와 함께 동심 구조로 배치된다.
상기 내부층(120)은 제1 및 제2 내부 서브 층들(121, 122)을 포함하며, 상기 제1 및 제2 내부 서브 층들(121, 122)은 상기 코어(110)의 외주면 상에 차례로 직접 적층되며, 각각 원형 튜브의 형태를 갖고, 상기 코어(110)와 함께 동심 구조로 배치된다.
상기 제1 내부 서브 층(121)은 상기 코어(110)의 외주면에 접하는 내주로부터 외주로 갈수록 굴절률 차가 점차 작아지는 굴절률 프로파일을 갖는다. 상기 제1 내부 서브 층(121)의 내주 굴절률은 상기 코어(110)의 굴절률보다 작음과 동시에 상기 외부층(140)의 굴절률보다 크고, 상기 제1 내부 서브 층(121)의 외주 굴절률은 상기 외부층(140)의 굴절률과 동일하다. 예시된 바와 같이, 상기 제1 내부 서브층(121)은 그 내주로부터 그 외주로 갈수록 굴절률 차가 선형적으로 감소하는 굴절률 분포를 갖는다. 또한, 상기 제2 내부 서브 층(122)은 상기 제1 내부 서브층(121)의 외주 굴절률 차와 동일함과 동시에 일정한 굴절률 차를 갖는다.
상기 내부층(120)의 굴절률 차는 -0.07Δ%~0.1Δ%의 범위 내에 포함될 수 있다. 구부림으로 인한 광 손실을 최소화시키고, 최대의 MFD(Mode Field Diameter)를 위한 상기 내부층(120)의 굴절률 차는 0.02Δ%~-0.07Δ%의 범위에 포함되는 것이 더 바람직하다. 상기 내부층(120)의 범위는 코어(110)로부터 외주 방향으로 굴절률 차가 0.05Δ%인 지점을 시작으로 -0.05Δ%가 되는 지점까지로 정의될 수 있다.
상기 내부층(120)의 상기 코어에 접하는 지점으로부터의 두께 b는 12.6㎛ 이하일 수 있으며, 9.9㎛ 이하인 것이 더욱 바람직할 수 있다. 여기서 코어(110)의 두께 a와 내부층(120)의 두께 b의 비율 (a+b)/b는 2.8 이하일 수 있고, 2.7 이하인 것이 더욱 바람직하다.
상기 트렌치 층(130)은 상기 내부층(120)의 외주면 상에 직접 적층되며, 원형 튜브의 형태를 갖고, 상기 코어(110) 및 내부층(120)과 함께 동심 구조로 배치된다. 상기 트렌치 층(130)은 내주에서 외주로 갈수록 선형적으로 감소하는 굴절률 분포를 갖는다.
상기 트렌치 층(130)의 외주 굴절률 차는 상기 광섬유(100) 내 최소 굴절률 차에 해당하고, 상기 트렌치 층(130)은 내주로부터 외주로 갈수록 굴절률 차가 점차 작아지는 굴절률 프로파일을 갖는다.
상기 외부층(140)은 상기 트렌치 층(130)을 둘러싸며 통상의 순수 실리카 글래스가 갖는 굴절률과 동일한 굴절률(예를 들어, 1.456)을 갖는다.
도 3은 트렌치 층의 내주 굴절률 차의 변화에 따른 MFD의 변화와 분산 값의 변화를 나타내는 도면이다. 가로축은 트렌치 층(130)의 내주 굴절률 차 Δn3를 나타내고, 좌측의 세로 축은 1310nm 파장의 광에 대한 MFD를 나타내고, 우측의 세로 축은 분산 값을 나타낸다. 내부층(120)의 최저 굴절률 차와 트렌치 층(130)의 내주 굴절률 차 Δn3의 차이가 감소할수록 MFD의 증가 및 분산 값의 하락 효과가 나타난다. 이러한 MFD의 증가는 트렌치 층(130) 내로 침투하는 광파의 분포를 넓힘으로써, 상기 코어(110)의 유효 굴절률을 낮추는 효과를 얻을 수 있다. 즉, 트렌치 층(130)의 내주 굴절률 차 Δn3를 최대한 크게 유지함으로써 LP11 이상의 고차 모드의 리크 모드(leaky mode) 손실을 크게 할 수 있으며, 이는 짧은 거리에서 사용 파장의 싱글 모드 조건을 확보할 수 있도록 한다.
일반적인 광섬유를 구부린 경우, 클래드의 굴절률 변화가 심하게 일어난다. 또한, 이러한 굴절률 변화로 인해, 상기 광섬유 내로 진행하는 광의 손실이 증대되므로, 상기 광의 장거리 전송이 불가능하게 된다. 장거리 광전송을 위해서는, 구부림 손실을 최소화하여야 하고, 이를 위해서는 구부림에 따른 클래드의 굴절률 변화를 최소화시킬 필요가 있다.
도 4는 광섬유를 구부린 경우에 광섬유 내 굴절률 프로파일의 변화를 설명하기 위한 도면이다. 도 4의 (a)는 정상 상태에서 상기 광섬유(100)의 굴절률 프로파일을 나타내는 도면이고, 도 4의 (b)는 상기 광섬유(100)를 반지름 5mm 이하의 원통에 1회 감은 경우에 상기 광섬유(100)의 굴절률 프로파일을 나타내는 도면이다. 도시된 바와 같이, 상기 광섬유(100)를 구부린 경우, 클래드의 굴절률 변화가 심하게 일어난다. 정상 상태에서 트렌치 층(130)의 외주 굴절률 차 Δn4를 내주 굴절률 차 Δn3보다 작게 함으로써, 상기 광섬유(100)의 구부림에 따라 트렌치 층(130)의 굴절률 분포가 평탄화되는 것을 알 수 있다. 즉, 본 발명의 광섬유(100)는 구부림이 가해진 경우 트렌치 층(130)에 대한 최소의 굴절률 변화를 얻을 수 있다. 또한, 트렌치 층(130)의 외주 굴절률 차 Δn4를 내주 굴절률 차 Δn3보다 작게 함으로써, 단파장과 장파장 사이의 구부림 손실 차이를 2.5배 이하로 줄이게 되고, 이러한 파장 의존성의 개선에 따라 가입자 망운용에 있어서 장파장의 활용을 보다 용이하게 할 수 있도록 한다. 상기 광섬유(100)는 Δn1>Δn2>Δn3>Δn4의 관계를 만족한다.
도 5는 본 발명의 비교 예를 설명하기 위한 트렌치 층의 다양한 굴절률 프로파일을 예시하는 도면이다.
도 5의 (a)는 동일한 내주 굴절률 차 Δn3 및 외주 굴절률 차 Δn4를 갖는 제1 광섬유의 굴절률 프로파일을 나타내고, 도 5의 (b)는 내주 굴절률 차 Δn3가 외주 굴절률 차 Δn4보다 작은 제2 광섬유의 굴절률 프로파일을 나타내고, 도 5의 (c)는 내주 굴절률 차 Δn3가 외주 굴절률 차 Δn4보다 큰 제3 광섬유의 굴절률 프로파일을 나타낸다.
하기 <표 1>은 상기 비교 예에 따른 광섬유 특성을 나타낸다. Δn3=Δn4의 조건을 갖는 제1 광섬유는 굴절률이 작은 트렌치 층을 넓게 유지함으로써, 제1 광섬유는 작은 구부림 손실 및 파장별 손실 특성을 갖지만, 고차 모드 집중에 의해 큰 차단 파장을 갖게 된다. 또한, Δn3<Δn4의 조건을 갖는 제2 광섬유는 클래드의 심한 굴절률 변화로 인해 구부림 손실에 취약한 특성을 갖는다.
Figure 112012095772614-pat00013
도 6은 제3 광섬유에 있어서 트렌치 층의 내주 굴절률 차 Δn3 및 외주 굴절률 차 Δn4의 비 Δn3/Δn4에 따른 구부림 손실의 변화를 나타내는 도면이다. 가로축은 내주 굴절률 차 Δn3 및 외주 굴절률 차 Δn4의 비 Δn3/Δn4를 나타내고, 세로축은 1550nm 파장의 광에 대한 구부림 손실을 나타낸다. 도 6에는 반경이 5.0mm인 원통에 제3 광섬유를 감은 경우의 구부림 손실 곡선과, 반경이 2.5mm인 원통에 제3 광섬유를 감은 경우의 구부림 손실 곡선이 도시되어 있다. 도시된 바와 같이, 내주 굴절률 차 Δn3 및 외주 굴절률 차 Δn4의 비 Δn3/Δn4가 작을수록 광섬유 구부림에 따른 손실이 감소하는 것을 알 수 있다.
도 7은 제1 내지 제3 광섬유에 대한 구부림 손실 및 차단 파장을 나타내는 도면이다. 좌측의 세로 축은 반경이 5.0mm인 원통에 광섬유를 감은 경우의 1550nm 파장의 광에 대한 구부림 손실을 나타내고, 우측의 세로 축은 피복 처리된 광섬유의 차단 파장을 나타낸다. 내주 굴절률 차 Δn3가 외주 굴절률 차 Δn4보다 큰 굴절률 프로파일을 갖는 제3 광섬유는 제1 및 제2 광섬유에 비하여 작은 구부림 손실을 갖고, 제1 광섬유보다 짧은 차단 파장을 갖는 것을 알 수 있다.
본 발명에 따른 트렌치 층(130)의 외주 굴절률 차 Δn4는 -0.21Δ% 이하에 포함되는 것이 바람직하나, 더욱더 바람직하게는 -0.27Δ% 이하에 포함된다. 이때, 내주 굴절률 차 Δn3과 외주 굴절률 차 Δn4의 비 Δn3/Δn4는 0.6보다 크고 1보다 작을 수 있으며, 0.8보다 크고 0.98 미만에 포함되는 것이 더욱 바람직하다.
또한, 상기 트렌치 층(130)의 두께 c는 9.6㎛ 이하에 포함될 수 있으나, 7.2㎛ 이하에 포함되는 것이 더욱 바람직하다.
하기 <표 2> 내지 <표 3>은 본 발명에 따른 광섬유를 위한 코어 모재를 제조하기 위한 공정의 실시 예들이다. 본 발명의 트렌치 층은 다양한 증착 방법들에 의해 구현될 수 있으며, 예를 들어, 서브스트레이트 튜브(Substrate tube)를 그 중심 축을 기준으로 회전시키면서 상기 튜브의 내부에 기본 물질인 SiO2 및 굴절률 제어를 위한 도펀트를 증착하는 MCVD(modified chemical vapor deposition) 방법, 외부 기상 증착(outside vapor deposition) 방법 등을 통해 구현 가능하다. 예시된 코어 모재의 제조 공정들은 φ31(내경)×φ36(외경)×l1200(길이)[㎜]의 크기를 갖는 서브스트레이트 튜브를 기준으로 한다.
하기 <표 2>는 CF4 또는 SiF4를 굴절률 제어 물질로 이용하여 코어 모재를 제조하기 위한 공정의 일 실시 예이다.
Figure 112011080917731-pat00002
하기 <표 3>은 BCl3를 굴절률 제어 물질로 이용하여 코어 모재를 제조하기 위한 공정의 일 실시 예이다.
Figure 112011080917731-pat00003
도 8은 MCVD 방법에 따른 코어 모재의 제조 공정에서 CF4 또는 SiF4와 같은 F를 포함하는 도펀트의 유량에 따른 트렌치 층의 내주 굴절률 차 Δn3의 변화를 나타내는 도면이다. 예시된 바와 같이, 본 발명의 따른 트렌치 층은 MCVD 방법에서 F-도펀트의 유량을 증가시킴으로써 감소하는 굴절률 분포를 가질 수 있다.
본 발명의 트렌치 층을 구현하는 다른 예인 외부기상증착 방법에서 수트의 밀도를 제어하는 방법을 설명하자면 아래와 같다. 먼저, MCVD 및 VAD(vapor phase axial deposition) 방법을 통해 코어 및 내부층까지 제작된 유리 모재에 외부기상증착 방법을 통해 수트를 증착한다. 외부 기상증착방법을 통해 화염 가수분해 반응에 의해 수트를 상기 유리 모재에 수십 회에 걸쳐 부착시킬 경우 트렌치 층의 내주에서부터 외주까지 수트의 밀도를 순차적으로 감소시킨다.
도 9는 외부기상증착 방법에 따른 코어 모재의 제조 공정에서 수트 밀도에 따른 트렌치 층의 내주 굴절률 차 Δn3의 변화를 나타내는 도면이다. 예시된 바와 같이, F-도펀트의 도핑 농도는 수트 밀도에 비례적 관계가 있기 때문에, 수트의 밀도 조절을 통해 트렌치 층의 굴절률 분포를 용이하게 제어할 수 있다. 상기 수트는 다공질 층으로서 소결 및 유리화 과정을 거쳐서 유리화된다. 이때, 유리화는 1.0slpm의 Cl2, 20slpm의 He, 약 1~5slpm의 F-도펀트(CF4, SiF4 등)의 분위기에서 상기 수트를 300분 정도 1500℃로 가열함으로써 구현된다. 소결은 1550~1650℃의 온도와, 1×10-2 torr의 진공 하에서 진행될 수 있으며, 소결은 15~20slpm의 He 분위기하에서 수행되는 것이 바람직하다.
상기 두 가지 실시 예를 통해 제작된 코어 모재는 원료 물질과 연소 가스가 공급되는 증착용 토치를 이용해서, 상기 코어 모재의 외부 둘레에 수트(soot)를 증착하는 오버클래드 공정을 거친다. 상기 코어 모재에 일정한 외경과 무게로 상기 오버클래드 수트가 증착되면, 증착을 종료하고 상기 코어 모재를 서냉(slow cooling)한 후 소결 및 유리화 공정을 진행한다. 상술한 코어 모재의 외부에 증착, 소결, 유리화되는 오버클래드 층은 오버 자켓팅(Over jacketting)으로 대체될 수 있다.
상술한 유리화 과정을 거쳐 완성된 광섬유 모재는 인출 타워(Draw tower)에서 광섬유로 인출된다.
본 발명에 따른 광섬유는 1260 nm 이하의 차단 파장, 1550nm 파장, 반경 10mm 이하의 구부림에서 1.0dB 이하의 구부림 손실, 1625nm에서의 구부림 손실(α2)과 1550nm에서의 구부림 손실(α1)의 비율(α2/ α1)이 2.7 미만인 것을 특징으로 한다. 또한, 상기 광섬유는 1300㎚~1324㎚ 범위의 영분산 파장을 포함하며, 상기 영분산 파장의 기울기는 0.092 ps/(nm2ㆍkm) 이하인 것을 특징으로 한다.
예를 들어, 본 발명에 따른 광섬유는 8.7㎛의 MFD(@1310㎚), 1312㎚의 영 분산 파장, 1240nm의 케이블 차단파장을 가질 수 있다.
상기 광섬유를 반경 5㎜의 원통에 1회 감은 경우에 1550㎚에서의 광 손실은 0.04㏈이고, 반경 2.5mm의 원통에 1회 감은 경우에 1550㎚에서의 광 손실은 0.43dB이고, 1625㎚과의 파장별 손실 비율은 2.2이다.
상기 광섬유는 미국 버라이존사의 규격인 MDU(multiple dwelling units) 응용 테스트를 만족하며, 2kg과 13.5kg의 하중을 인가한 90도 수직 구부림, 10mm 직경 구부림 2회, 케이블 타카(T-25) 30회 및 고온/저온/노화 손실 변화의 총합이 0.4dB 이하를 나타낸다. 또한, 기존의 선로인 일반 단일 모드 광섬유와의 호환성 평가를 위한 융착 접속 손실은 약 0.08dB @1310, 1550 nm로 측정된다. 즉, 본 발명에 따른 광섬유는 FTTx의 인도어 시스템의 설치 비용 및 시간을 줄여줌과 동시에 극한의 환경(커넥터 삽입손실, 케이블 내부 구부림, 온도특성 등)에서도 최상의 전송특성을 유지할 수 있다.
100: 광섬유, 115: 클래드, 120: 내부층, 130: 트렌치 층, 140: 외부층

Claims (7)

  1. 광섬유에 있어서,
    상기 광섬유 내 최대 굴절률 차 Δn1을 갖는 코어와;
    상기 코어의 외측에 배치되며, 상기 코어의 굴절률 차보다 낮은 굴절률 차 Δn2를 갖는 내부층과;
    상기 내부층의 외측에 배치되며, 상기 내부층의 굴절률 차보다 낮은 내주 굴절률 차 Δn3와 상기 광섬유 내 최소인 외주 굴절률 차 Δn4를 갖는 트렌치 층과;
    상기 트렌치 층의 외측에 배치되며, 상기 트렌치 층보다 높고 상기 코어보다 낮은 굴절률을 갖는 외부 층을 포함하고,
    굴절률 차는 상기 외부 층의 굴절률과의 차이로 정의되고,
    상기 내주 굴절률 차 Δn3와 상기 외주 굴절률 차 Δn4의 비 Δn3/Δn4는 0.6보다 크고 1보다 작은 것을 특징으로 하는 구부림 손실 강화 광섬유.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 코어의 굴절률 차는 0.48% 이하이고, 상기 트렌치 층의 외주 굴절률 차는 -0.21% 미만인 것을 특징으로 하는 구부림 손실 강화 광섬유.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 광섬유는 1260 nm 이하의 차단 파장과, 1550nm 파장, 반경 10mm 이하의 구부림에서 1.0dB 이하의 구부림 손실을 갖고, 1625nm에서의 상기 광섬유의 구부림 손실(α2)과 1550nm에서의 상기 광섬유의 구부림 손실(α1)의 비율(α2/ α1)이 2.7 미만인 것을 특징으로 하는 구부림 손실 강화 광섬유.
  6. 삭제
  7. 삭제
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