KR100188710B1 - Optical attenuator - Google Patents
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Abstract
본 발명은 광감쇠기에 관한 것으로서, 더 상세하게는 광감쇠기를 구성하는 광섬유의 단면을 비구면 렌즈로 하여 역반사(back-reflection)를 감소시킨 광감쇠기에 관한 것이다. 이를 위한 본 발명은, 소정의 광신호를 감쇠시키는 광감쇠기에 있어서, 소정 거리 이격되어 대향적으로 배치된 제1,2광섬유의 각 단면이 비구면 렌즈로 되어 있는 것을 특징으로 한다. 이로써, 본 발명은 광감쇠기의 광감쇠 정밀성을 향상시키고 역반사의 영향을 배제시킬 수 있는 이점을 제공한다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical attenuator, and more particularly, to an optical attenuator which reduces back-reflection by using an aspherical lens as a cross section of an optical fiber constituting the optical attenuator. The present invention for this purpose is characterized in that in the optical attenuator for attenuating a predetermined optical signal, each end face of the first and second optical fibers spaced apart from each other by a predetermined distance is an aspherical lens. As such, the present invention provides the advantage of improving the optical attenuation precision of the optical attenuator and eliminating the effects of retroreflection.
Description
제1도 (a), (b)는 종래 광감쇠기를 개략적으로 도시한 구성도.1 (a), (b) is a schematic view showing a conventional optical attenuator.
제2도 (a), (b)는 종래 광감쇠기의 다른 실시예를 도시한 구성도.2 (a) and 2 (b) are diagrams showing another embodiment of the conventional optical attenuator.
제3도 (a), (b)는 본 발명에 따른 광감쇠기에 사용되는 광섬유의 비구면 렌즈의 작용을 설명하기 위한 구성도.3 (a) and 3 (b) are diagrams for explaining the action of the aspherical lens of the optical fiber used in the optical attenuator according to the present invention.
제4도는 본 발명에 따른 광감쇠기의 광섬유의 비구면 렌즈를 제조하는 장치의 일예를 도시한 구성도.4 is a block diagram showing an example of an apparatus for manufacturing an aspherical lens of the optical fiber of the optical attenuator according to the present invention.
제5도 내지 제8도는 본 발명에 따른 광감쇠기의 실시예를 도시한 구성도.5 to 8 are diagrams showing an embodiment of the optical attenuator according to the present invention.
제9도는 (a), (b)는 본 발명에 따른 광감쇠기에서 광섬유의 다른 배열형태를 도시한 구성도.Figure 9 is a (a), (b) is a configuration diagram showing another arrangement of the optical fiber in the optical attenuator according to the present invention.
제10도 (a), (b),(c)는 본 발명에 따른 비구면 렌즈가 다양한 형태의 광섬유에 형성된 것을 도시한 형태도.10 (a), 10 (b) and 10 (c) show the aspherical lens according to the present invention formed on various types of optical fibers.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings
30 : 광섬유 35 : 비구면 렌즈부30: optical fiber 35: aspherical lens portion
55 : 슬리브(sleeve) 51,52 : 제1,2지지홀더55 sleeve 51, 52 first and second support holder
본 발명은 광삼쇠기에 관한 것으로서, 더 상세하게는 광감쇠기를 구성하는 광섬유의 단면을 비구면 렌즈로하여 역반사(back-reflection)를 감소시킨 광감쇠기에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical attenuator, and more particularly, to an optical attenuator which reduces back-reflection by using an aspherical lens as a cross section of an optical fiber constituting an optical attenuator.
일반적으로, 광전송 시스템에서 광신호는 고출력으로 전송되는데, 고출력으로 전송된 광신호는 수신측에서 적절하게 이용되기 위해 광감쇠기에 의해 감쇠된다. 이와 같이, 고출력의 광신호를 감쇠시키는 광감쇠기는 광통신 시스템의 조정과 교정, 각종 측정 또는 광섬유 전송로의 구간손실 조정에 이용될 수 있으며, 광과 관련된 장치들에서도 다양하게 이용될 수 있다.In general, in an optical transmission system, an optical signal is transmitted at high power, which is attenuated by an optical attenuator to be properly used at the receiving end. As such, an optical attenuator for attenuating a high power optical signal may be used for adjusting and calibrating an optical communication system, for various measurements, or for adjusting an interval loss of an optical fiber transmission path, and may be used in various devices related to light.
상기의 다양한 이용분야를 충족시키기 위해 여러 종류의 광감쇠기가 개발되어 있는데, 그 중의 한 형태를 제1도에 나타내 보였다.Various types of optical attenuators have been developed to meet the above various applications, one of which is shown in FIG.
제1도 (a)를 참조하면, 종래의 광감쇠기는 두 개의 광섬유를 소정의 거리(d1)를 두고 이격시켜 배치하고 그 사이에 공기층(4)을 형성시킴으로써 광신호를 감쇠시킬 수 있게 되어 있다. 즉, 이 광감쇠기는 제1광섬유(1) 와 제1지지홀더(2)로 구성된 광섬유 입력부를 제2광섬유(5)와 제2지지홀더(6)로 구성된 광섬유 출력부와 소정의 거리(d1)만큼 이격시켜 배치하고 공기층(4; 또는 에어갭)을 그 사이에 개재시킨 형태로 광섬유 입력부와 광섬유 출력부가 공기층(4)을 포함한 채 소정형태의 슬리브(9)내에 정렬되어 있는 구조로 되어 있다.Referring to FIG. 1 (a), a conventional optical attenuator can attenuate an optical signal by arranging two optical fibers spaced apart by a predetermined distance d1 and forming an air layer 4 therebetween. . In other words, the optical attenuator has a predetermined distance d1 from the optical fiber input portion composed of the first optical fiber 1 and the first support holder 2 and the optical fiber output portion composed of the second optical fiber 5 and the second support holder 6. The optical fiber input part and the optical fiber output part are arranged in the sleeve 9 of a predetermined form with the air layer 4 in such a manner as to be spaced apart from each other, and the air layer 4 (or the air gap) is interposed therebetween. .
이와 같은 구성에 따른 광감쇠기에서는 제1광섬유(1)로부터 방출된 광신호가 공기층(4)을 통해 퍼지게 되므로 이 광신호는 일부만이 제2광섬유(5)로 입사되어 광감쇠가 일어나게 된다. 이때, 제1광섬유(1)와 공기층(4) 경계면에서 프레넬 반사(또는, 역반사)가 발생되며 이것에 의한 반사 손실이 약 14.4dB 정도로 실제 광 시스템에서 사용하기에는 문제가 있다. 프레넬 반사 또는 역반사(backreflection)는 굴절율차가 있는 두 물질을 광신호가 통과할 때 그 경계면에서 광신호의 일부가 반사되는 것을 말하는 것이다. 예를 들어, 제1도 (b)와 같이 유리에서 공기중으로 광신호(Po)가 수직 입사될 때, 경계면에서 반사되는 광신호의 양(역반사 양)을 Pr, 투과되는 광신호의 양을 Pt라 하고, 이때 유리의 굴절율(n1)은 1.47, 공기의 굴절율(n0)은 1이라 할 때, 수직 입사에 대한 반사율 R은 아래의 공식과 같이 된다.In the optical attenuator according to such a configuration, since the optical signal emitted from the first optical fiber 1 is spread through the air layer 4, only a part of the optical signal is incident on the second optical fiber 5 to cause optical attenuation. At this time, Fresnel reflection (or retroreflection) is generated at the interface between the first optical fiber 1 and the air layer 4, and the reflection loss is about 14.4 dB, which is problematic for use in an actual optical system. Fresnel reflection or backreflection refers to the reflection of a portion of the optical signal at its interface as the optical signal passes through two materials with refractive index differences. For example, the optical signal that is the first view (b) when the incident optical signal (P o) into the air in the glass vertically as shown, the amount of optical signal reflected at the interface (retroreflective amount) P r, the transmission referred to the amount P t, and wherein the refractive index (n1) of the glass is 1.47, the refractive index of air (n 0) is referred to 1, the reflectance R with respect to the vertical incidence is as shown in the formula below.
이때, 반사되는 광신호의 반사 손실량 Pr은 아래의 공식과 같이 된다.At this time, the reflection loss amount P r of the reflected optical signal is expressed by the following formula.
결국, 두 광섬유 사이에 공기층을 갖는 광감쇠기는 프레넬 반사에 의한 반사 손실이 14.4dB 이상이 되어 실제 광시스템에서는 광원에 심한 오류를 발생시킬 수 있는 문제점이 있었다.As a result, the optical attenuator having an air layer between the two optical fibers has a problem in that the reflection loss due to Fresnel reflection is 14.4 dB or more, which causes a serious error in the light source in the actual optical system.
상기와 같은 광섬유 수직단면에서의 프레넬 반사에 의한 역반사를 감소시킨 광감쇠기의 일예를 제2도에 나타내 보였다. 제2도에 도시된 광감쇠기는 일본국 공개특허공보 소화59-94702호에 개시된 것으로서, 두 개의 광섬유 및 상기 광섬유 지지홀더의 일측부를 경사단면으로 하여 광감쇠를 행하고 있는데, 이 광감쇠기는 제1광섬유(12)와 제1지지홀더(13)로 구성된 광섬유 입력부와 제2광섬유(16)와 제2지지홀더(15)로 구성된 광섬유 출력부 사이에 소정의 두께(d2)를 갖는 광감쇠 필터(14)가 삽입된 채 소정의 슬리브(19)내에 정렬되어 있는 구조로 되어 있다.An example of an optical attenuator which reduces the retroreflection due to Fresnel reflection in the optical fiber vertical section is shown in FIG. The optical attenuator shown in FIG. 2 is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 59-94702, which performs optical attenuation with two optical fibers and one side of the optical fiber support holder as an inclined cross section. An optical attenuation filter having a predetermined thickness d2 between the optical fiber input portion composed of the optical fiber 12 and the first support holder 13 and the optical fiber output portion composed of the second optical fiber 16 and the second support holder 15 ( The structure 14 is arranged in the predetermined sleeve 19 with the 14 inserted.
이 광감쇠기에서는 제1광섬유(12)로부터 방출된 광신호가 광감쇠필터(14)를 통과해 감쇠되어 제2광섬유(16)로 입사된다. 이 광감쇠기에서는 광신호의 역반사를 줄이기 위해 제1광섬유(!2)와 제1지지홀더(13), 제2광섬유(16)와 제2지지홀더(15)를 각각 경사 연마하였다. 즉, 제2도 (b)를 참조하면, 제1광섬유를 진행하던 진행광(A)이 제1광섬유의 경사단면에서 방출될 때, 상기 광신호의 일부는 방출되어 투과광(B)이 되고, 그 나머지 광은 경사단면에서 반사광(C)으로 되지만 이 반사광(C)은 도시되어 있는 바와 같이 반사 법칙에 의해 반사되기 때문에 진행광(A)과 간섭을 일으키지 않는다. 따라서, 광섬유의 일단부를 경사단면으로 함으로써, 제1도의 수직단면을 갖는 광섬유에서의 프레넬 반사(또는 역반사)에 의한 역반사량을 저감시킬 수 있다.In this optical attenuator, the optical signal emitted from the first optical fiber 12 is attenuated through the optical attenuation filter 14 and is incident on the second optical fiber 16. In this optical attenuator, the first optical fiber (! 2), the first support holder (13), the second optical fiber (16) and the second support holder (15) were obliquely polished to reduce the retroreflection of the optical signal. That is, referring to FIG. 2 (b), when the traveling light A traveling through the first optical fiber is emitted from the inclined cross section of the first optical fiber, part of the optical signal is emitted to be transmitted light B. The remaining light becomes reflected light C in the inclined cross section, but since the reflected light C is reflected by the reflection law as shown, it does not cause interference with the traveling light A. As shown in FIG. Therefore, by making one end of the optical fiber an inclined cross section, the amount of retroreflection due to Fresnel reflection (or retroreflection) in the optical fiber having the vertical cross section of FIG. 1 can be reduced.
그런데, 상술한 바와같은 경사단면을 갖는 광감쇠기에 있어서, 상기 경사단면의 연마는 많은 공정을 수반하기 때문에 광감쇠기의 가격을 상승시키는 문제점을 초래한다.By the way, in the optical attenuator having the inclined cross section as described above, polishing of the inclined cross section involves many processes, which causes a problem of raising the price of the optical attenuator.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 광섬유의 단면을 비구면으로 하여 광감쇠기의 정밀성을 향상시키고 역반사의 영향을 배제시킨 광감쇠기를 제공함에 그 목적이 있다.The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide an optical attenuator which improves the precision of the optical attenuator and excludes the influence of retroreflection by making the cross section of the optical fiber aspherical.
소정의 광신호를 감쇠시키는 광감쇠기에 있어서, 대향적으로 배치된 제1,2광섬유의 각 단면이 비구면 렌즈로 되어 있는 점에 그 특징이 있다.An optical attenuator that attenuates a predetermined optical signal is characterized in that each end face of the first and second optical fibers arranged opposite each other is an aspherical lens.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 광섬유의 비구면의 표면에 AR(anti-reflection) 코팅이 바람직하게 되어 있다.In an embodiment of the present invention, an anti-reflection (AR) coating is preferred for the aspherical surface of the optical fiber.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 제1,2광섬유의 각 축이 일치되어 있거나, 이들 축이 어긋나 있을수 있다.In an embodiment of the present invention, the respective axes of the first and second optical fibers may be coincident or the axes may be shifted.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 에어갭이 형성되도록 상기 제1,2광섬유를 소정거리 이격시켜 정렬시키는 정렬수단이 바람직하게 마련된다.In an embodiment of the present invention, alignment means for aligning the first and second optical fibers by a predetermined distance so as to form the air gap is preferably provided.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 정렬수단은 상기 제1,2광섬유를 각각 홀딩하여 고정시키는 제1,2지지홀더와, 상기 제1,2지지홀더의 외곽을 감싸서 상기 광섬유 및 지지홀더를 정렬시키는 정렬 슬리브로 바람직하게 구성된다.In the embodiment of the present invention, the alignment means is aligned with the first and second support holders for holding and fixing the first and second optical fibers, respectively, and surrounding the outer periphery of the first and second support holders to align the optical fiber and the support holder. It is preferably composed of an alignment sleeve.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 정렬 슬리브내에서 상기 제2지지홀더를 광축방향으로 전·후진시켜 상기 제1,2광섬유의 비구면 렌즈사이의 거리를 조정하는 렌즈거리 조정수단이 바람직하게 구비될 수 있다.In an embodiment of the present invention, lens distance adjusting means for adjusting the distance between aspherical lenses of the first and second optical fibers by moving the second support holder in the optical axis direction in the alignment sleeve is preferably provided. Can be.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 정렬 슬리브내에서 상기 제2지지홀더를 회전시키는 회전수단이 바람직하게 구비될 수 있다.In an embodiment of the present invention, a rotation means for rotating the second support holder in the alignment sleeve may be preferably provided.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 정렬수단은 상기 제1,2광섬유를 각각 홀딩하여 고정시키는 제1,2지지홀더와, 상기 제1광섬유의 비구면렌즈가 그 내부에 있도록 상기 제1지지홀더의 일부를 감싸는 제1슬리브부와, 상기 제2광섬유의 비구면 렌즈가 그 바깥에 있도록 상기 제2지지홀더의 일부를 감싸는 제2슬리브를 바람직하게 구비하며, 상기 제1슬리브 내부에 상기 제2지지홀더가 삽입되어 결합되도록 구성될 수 있다.In an embodiment of the present invention, the alignment means may include first and second support holders for holding and fixing the first and second optical fibers, respectively, and an aspheric lens of the first optical fiber may be disposed therein. And a second sleeve surrounding a portion of the second support holder such that the first sleeve portion surrounding the portion and the aspherical lens of the second optical fiber are outside thereof, and the second support holder inside the first sleeve. Can be configured to be inserted and coupled.
이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 광감쇠기의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail a preferred embodiment of the optical attenuator according to the present invention.
본 발명에 따른 광감쇠기는, 광입력부를 구성하는 광섬유의 단면부위와 광출력부를 구성하는 광섬유의 단면부위를 비구면 렌즈로 하여 역반사를 감소시킨 것이다. 즉, 제3도 (a), (b)에 도시되어 있는 바와 같이, 광섬유(30)의 단면부위를 비구면 렌즈(35)로 하면, 광섬유 코어를 진행하는 광(또는, 광신호)은 비구면 렌즈(35)에서 광섬유축(x)에 θ의 각도로 틸트(tilt) 되어 진행하게 되며, 이와 같이 비구면 렌즈(35)에서 틸트되어 진행되는 광(μ)의 일부는 비구면 렌즈(35)의 경계면에서 반사되고, 그 나머지는 투과광(v)이 된다. 여기서, 상기 비구면 렌즈(35)의 경계면에서 반사된 반사광(w)은 상기 진행광(u)의 경로로 되돌아 가지 않기 때문에 역반사를 배제할 수 있게 된다. 또한, 광섬유(30) 코어를 진행한 광이 비구면 렌즈(35)에서 틸트되어 통과할 때 개구수(NA; Numerical Aperture)가 작아지는 효과를 가진다. 제3도에서 도면의 간단한 구성을 위해 광섬유를 구성하는 코어와 클래드의 도시는 생략하였다.The optical attenuator according to the present invention reduces the retroreflection by using the end face of the optical fiber constituting the light input part and the end face of the optical fiber constituting the light output part as an aspherical lens. That is, as shown in FIGS. 3A and 3B, when the end surface portion of the optical fiber 30 is an aspherical lens 35, the light (or an optical signal) traveling through the optical fiber core is an aspherical lens. Tilt the optical fiber axis (x) at an angle of θ at (35), and a portion of the light (μ) that is tilted and advanced at the aspherical lens 35 is formed at the boundary surface of the aspherical lens 35. It is reflected and the rest becomes transmitted light v. Here, since the reflected light w reflected at the boundary surface of the aspherical lens 35 does not return to the path of the traveling light u, retroreflection can be excluded. In addition, when light passing through the core of the optical fiber 30 is tilted by the aspherical lens 35, the numerical aperture NA is reduced. In FIG. 3, the core and the cladding of the optical fiber are omitted for the simple configuration of the drawing.
따라서, 제3도 (a)의 비구면 렌즈를 갖는 광섬유를 제3도 (b)와 같이 소정 거리 이격시킨 다음에 정렬하면 역반사를 감소시킬 수 있고, 삽입에 따른 광의 손실도 줄일 수 있는 광감쇠기가 되는 것이다. 즉, 제3도 (b)와 같이 배열된 광섬유(30b)를 소정의 축을 기준으로 하여 회전시키거나, 이들 광섬유(30a,30b)를 길이방향으로 상기 이격거리를 변화시키면 소정의 광감쇠를 갖는 광감쇠기를 얻을 수 있게 되는 것이다.Therefore, if the optical fiber having the aspherical lens of FIG. 3 (a) is spaced a predetermined distance as shown in FIG. 3 (b) and then aligned, an optical attenuator can reduce the reflection and the loss of light due to insertion. To be. That is, when the optical fibers 30b arranged as shown in FIG. 3 (b) are rotated about a predetermined axis or the optical fibers 30a and 30b are changed in the longitudinal direction, the optical fibers 30b have a predetermined light attenuation. The light attenuator can be obtained.
상기와 같이 광섬유의 단면부위에 비구면 렌즈를 제작하는 방법은 제4도에 도시된 바와 같은 장치에 의해 간단하게 달성될 수 있다. 즉, 상하로 적절하게 배치된 두 개의 아아크봉(41)(42)사이에 광섬유(30)를 위치시킨 후, 전류원(45)에서 상기 아아크봉(41)(42)에 소정의 전류를 인가하면 광섬유(30)의 소정 부위는 아아크열에 의해 용융되고, 그 용융된 광섬유 물질은 중력에 의해 아래로 쳐진다. 상기 광섬유 물질이 소정크기로 용융되어 아래로 쳐지게 되면, 아아크열의 발생을 중단하고, 상기 용융된 광섬유 물질을 소정 시간동안 냉각시킴으로써 원하는 비구면렌즈(35)가 형성된 광섬유를 얻을 수 있게 되는 것이다. 여기서, 상기 광섬유의 용융은 아아크열에 의해 하는 것으로 설명되었지만 레이저 가공 또는 광섬유를 용융시킬 수 있는 어떤 것이라도 상관은 없다. 그리고, 상기와 같이 광섬유의 비구면 렌즈를 제작함에 있어서, 비구면 렌즈(35)의 크기 및 비구면의 각도(θ)는 아아크봉(41,42)에 흐르는 전류량, 시간 및 광섬유(30)의 위치에 따라 달라지는데, 상기 비구면각도(θ)값을 증가시키면 그 증가량에 따라 역반사(w)의 양은 크게 감소된다.As described above, the method of manufacturing the aspherical lens on the cross section of the optical fiber can be simply achieved by the apparatus as shown in FIG. That is, when the optical fiber 30 is positioned between the two arc rods 41 and 42 appropriately arranged up and down, a predetermined current is applied to the arc rods 41 and 42 from the current source 45. The predetermined portion of the optical fiber 30 is melted by arc heat, and the molten optical fiber material is struck down by gravity. When the optical fiber material is melted to a predetermined size and struck down, the generation of arc heat is stopped, and the molten optical fiber material is cooled for a predetermined time to obtain an optical fiber having a desired aspherical lens 35. Here, the melting of the optical fiber is described as arc heat, but it does not matter anything that can melt the laser processing or the optical fiber. In manufacturing the aspherical lens of the optical fiber as described above, the size of the aspherical lens 35 and the angle (θ) of the aspherical surface depend on the amount of current flowing through the arc rods 41 and 42, the time and the position of the optical fiber 30. As the aspherical angle θ increases, the amount of retroreflection w decreases greatly with the increase.
상술한 바와 같은 장치에 의해 제조될 수 있으며, 상술한 바와 같은 특성을 갖는 비구면 렌즈를 갖는 광섬유를 포함하는 본 발명의 실질적인 광감쇠기의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.Preferred embodiments of a substantial optical attenuator of the present invention including an optical fiber which can be manufactured by the apparatus as described above and having an aspherical lens having the characteristics as described above are described in detail as follows.
제5도는 입력되는 광신호를 일정한 비율로 감쇠시키는 고정 광감쇠기를 도시한 것으로서, 광입력부로 작용하는 제1광섬유(30a)와 광출력부로 작용하는 제2광섬유(30b), 상기 제1,2광섬유(30a,b)를 각각 고정 홀딩하는 제1,2홀더(51,52), 및 상기 제1,2홀더(51,52)의 소정 부분을 감싸 이들을 고정 정렬시키는 정렬슬리브(55)를 구비한다. 여기서, 제1광섬유(30a)로부터 방출된 광신호가 제2광섬유(30b)로 유입될 때, 광신호의 손실을 최소화하도록 하기 위해 상기 제1,2광섬유(30a,b)의 코어(미도시)가 비구면 축에 일치되도록 하는 것이 바람직하다. 또한, 제1,2광섬유(30a,b)의 비구면 렌즈(35a,b)의 표면 모두에 또는 그들중의 적어도 어느 한 표면에 AR 코팅(37a)(37b)을 하면 이들 렌즈(35a,b)에서 발생되는 역반사를 더욱 감소시킬 수 있다.5 is a view showing a fixed optical attenuator for attenuating an input optical signal at a constant rate. The first optical fiber 30a acting as an optical input unit and the second optical fiber 30b acting as an optical output unit are shown. First and second holders 51 and 52 for holding and holding the optical fibers 30a and b, respectively, and alignment sleeves 55 for wrapping and fixing the predetermined portions of the first and second holders 51 and 52, respectively. do. Here, when the optical signal emitted from the first optical fiber 30a flows into the second optical fiber 30b, cores (not shown) of the first and second optical fibers 30a and b in order to minimize the loss of the optical signal. It is desirable to ensure that is coincident with the aspheric axis. Further, when the AR coatings 37a and 37b are applied to all or at least one of the surfaces of the aspherical lenses 35a and b of the first and second optical fibers 30a and b, these lenses 35a and b are used. It is possible to further reduce the retroreflection occurring in the.
상기와 같이 구성된 고정 광감쇠기에 있어서, 제1광섬유(30a)의 비구면 렌즈(35a)를 통과하여 제2광섬유(30b)의 비구면 렌즈(35b)에 유입될 때의 광감쇠율은 제1,2광섬유(30a,b) 사이의 거리(d) 및 두 광섬유의 비구면축의 미스매치(mismatch) 정도에 따른다. 또한, 비구면 렌즈(35a,b) 표면의 AR 코팅(37a,b)의 유무에 의해서도 광감쇠율이 달라질 수 있다.In the fixed optical attenuator configured as described above, the light attenuation rate when passing through the aspherical lens 35a of the first optical fiber 30a and entering the aspherical lens 35b of the second optical fiber 30b is the first and second optical fibers. The distance d between (30a, b) and the degree of mismatch of the aspheric axis of the two optical fibers. In addition, the light attenuation rate may vary depending on the presence or absence of the AR coatings 37a and b on the surfaces of the aspherical lenses 35a and b.
제6도는 입력되는 광신호를 여러단계로 감쇠시킬 수 있는 가변 광감쇠기를 도시한 것으로서, 제5도와 같이 그 일단부에 비구면 렌즈(35a,b)가 형성된 제1,2광섬유(30a,b)와 제1,2홀더(51,52)를 포함하며, 상기 제1홀더(51)를 고정하고 상기 제2홀더(52)가 그 내벽과 접촉하여 슬라이딩될 수 있도록 하여 제1,2광섬유(30a,b)를 정렬하는 정렬 슬리브(56)를 포함한다. 여기서, 상기 비구면 렌즈(35a,b) 표면에는 바람직하게 AR 코팅(37a,b)이 될 수 있다. 그리고, 본 발명에 따른 가변 광감쇠기는, 상기 정렬 슬리브(56) 외부에 고정 설치되며 그 외측부에 톱니나사를 갖는 수나사부(61)와, 상기 수나사부(61)의 톱니나사와 치합되는 톱니나사가 그 내측에 형성된 암나사부(63), 및 상기 제2광섬유(30b)와 상기 암나사부(63) 사이에 개재되어 상기 제2홀더(52)와 제2광섬유(30b)를 일체로 고정시키는 플랜지(65)를 포함한다. 여기서, 상기 암나사부(63)와 플랜지(65)가 접촉하지 않도록 구성하는 것이 바람직하다. 더욱이, 상기 수나사부(61) 및 플랜지(65)상에서 암나사부(63)가 회전할 때, 플랜지(65)가 전·후진하도록 작용하는 고정링(67)를 포함하며, 암나사부(63)의 회전에 따라 플랜지(65)가 회전하는 것을 방지하는 회전 방지키(64)를 포함한다. 상기 회전방지키(64)는 암나사부(63)의 회전에 따라 도시되어 있는 바와 같이 수나사부(61)에 형성된 관통공내에서 전·후진하도록 되어 있다.FIG. 6 illustrates a variable optical attenuator capable of attenuating an input optical signal in various stages. As shown in FIG. 5, first and second optical fibers 30a and b having aspherical lenses 35a and b formed at one end thereof. And first and second holders 51 and 52, and fixing the first holder 51 and allowing the second holder 52 to slide in contact with the inner wall of the first and second optical fibers 30a. , an alignment sleeve 56 for aligning b). Here, the aspherical lens (35a, b) surface may be preferably an AR coating (37a, b). In addition, the variable optical attenuator according to the present invention is fixed to the outside of the alignment sleeve 56, the external thread portion 61 having a tooth thread on the outer side, and the tooth screw meshed with the tooth screw of the external thread portion 61. Is interposed between the female thread portion 63 formed therein, and the second optical fiber 30b and the female thread portion 63 to integrally fix the second holder 52 and the second optical fiber 30b. (65). Here, it is preferable to configure so that the said female screw part 63 and the flange 65 may not contact. Furthermore, the female screw portion 61 and the female screw portion 63 rotates on the flange 65, the flange 65 includes a retaining ring 67 that acts to move forward and backward, the female screw portion 63 of And a rotation preventing key 64 which prevents the flange 65 from rotating according to the rotation. The rotation preventing key 64 is configured to move forward and backward in the through hole formed in the male screw portion 61 as shown by the rotation of the female screw portion 63.
상기와 같이 구성된 본 발명의 가변 광감쇠기에 있어서, 암나사부(63)가 수나사부(61)상에서 회전할 때, 고정링(67)과 회전방지키(64)의 작용에 의해 제1광섬유(30b), 제2홀더(52), 및 플랜지(65)는 회전함이 없이 전·후진 움직임만 하게 된다. 이때, 제2홀더(52)는 정렬 슬리브(56)내에서 슬라이딩되면서 전·후진한다. 따라서, 암나사부(63)를 회전시키면, 결국 제1,2광섬유(30a,b)사이의 거리(d)가 변하게 되고, 이에 따라 광감쇠율도 변하게 된다.In the variable optical attenuator of the present invention configured as described above, when the female screw portion 63 rotates on the male screw portion 61, the first optical fiber 30b is formed by the action of the fixing ring 67 and the rotation preventing key 64. ), The second holder 52, and the flange 65 is only forward and backward movement without rotation. At this time, the second holder 52 moves forward and backward while sliding in the alignment sleeve 56. Therefore, when the female screw portion 63 is rotated, the distance d between the first and second optical fibers 30a and b eventually changes, thereby changing the light attenuation rate.
제7도는 제6도의 경우와 마찬가지로 입력되는 광신호를 소정비율로 감쇠시킬 수 있는 가변 광감쇠기를 도시한 것으로서, 제5도와 같이 그 일단부에 비구면 렌즈(35a,b)가 형성된 제1,2광섬유(30a,b)와 제1,2홀더(51,53)를 포함하며, 상기 제1홀더(51)를 고정하고 상기 제2홀더(53)가 그 내벽과 접촉하여 회전될 수 있도록 함과 동시에 제1,2광섬유(30a,b)를 정렬하는 정렬 슬리브(56)를 포함한다. 여기서, 상기 제2홀더(53)에 회전용 손잡이(54)를 형성시켜, 제2홀더(53)를 정렬 슬리브(56)내에서 용이하게 회전될 수 있도록 하였다. 또한, 바람직하게는 비구면 렌즈(35a,b) 표면에 AR 코팅(37a,b)을 할 수 있다.FIG. 7 illustrates a variable optical attenuator capable of attenuating an input optical signal at a predetermined ratio as in the case of FIG. 6, wherein first and second aspherical lenses 35a and b are formed at one end thereof as shown in FIG. And optical fibers 30a and b, and first and second holders 51 and 53, fixing the first holder 51 and allowing the second holder 53 to rotate in contact with the inner wall thereof. And an alignment sleeve 56 for aligning the first and second optical fibers 30a and b at the same time. Here, the rotary knob 54 is formed in the second holder 53, so that the second holder 53 can be easily rotated in the alignment sleeve 56. In addition, the AR coatings 37a and b may be preferably applied to the surfaces of the aspherical lenses 35a and b.
상기와 같이 구성된 본 발명의 가변 광감쇠기에 있어서, 제2홀더(53)의 손잡이(54)를 회전시키면 제2홀더(53)에 의해 고정되어 있는 제2광섬유(35b)도 회전하게 된다. 따라서, 제2광섬유(35b)가 회전하게 되면, 제1광섬유(30a)의 비구면 렌즈(35a)와 제2광섬유(30b)의 비구면 렌즈(35b)의 정렬 위치가 바뀌게 되고, 이에 따라 광감쇠율도 변하게 된다.In the variable optical attenuator of the present invention configured as described above, when the knob 54 of the second holder 53 is rotated, the second optical fiber 35b fixed by the second holder 53 is also rotated. Therefore, when the second optical fiber 35b is rotated, the alignment position of the aspherical lens 35a of the first optical fiber 30a and the aspherical lens 35b of the second optical fiber 30b is changed, and thus the light attenuation rate is also changed. Will change.
제8도는 고정 광감쇠기로서 또는 경우에 따라 가변 광감쇠기로도 작용할 수 있는 커넥터 일체식 광감쇠기를 도시한 것으로서, 제5도와 같이 그 일단부에 비구면 렌즈(35a,b)가 형성된 제1,2광섬유(30a,b)와 제1,2홀더(51,52)를 포함한다. 그리고, 상기 광감쇠기는 상기 제1광섬유(30a)의 비구면렌즈(35a)가 그 내부에 위치하도록 상기 제1홀더(51)의 일부를 감싸는 제1슬리브(57)와, 상기 제2광섬유(30b)의 비구면 렌즈(35b)가 그 바깥에 위치하도록 상기 제2홀더(52)의 일부를 감싸는 제2슬리브(59)를 포함한다.FIG. 8 shows a connector integrated optical attenuator which can also act as a fixed optical attenuator or in some cases as a variable optical attenuator. First, second aspherical lenses 35a and b are formed at one end thereof as shown in FIG. And optical fibers 30a and b and first and second holders 51 and 52. The optical attenuator includes a first sleeve 57 surrounding a part of the first holder 51 so that the aspherical lens 35a of the first optical fiber 30a is located therein, and the second optical fiber 30b. It includes a second sleeve (59) surrounding a portion of the second holder 52 so that the aspherical lens (35b) of the).
상기와 같이 구성된 본 발명의 커넥터 일체식 광감쇠기에 있어서, 제2슬리브(59)에서 돌출되어 있는 제2홀더(52)을 제1슬리브(57)의 함몰부에 도시된 화살표 방향으로 집어 넣으면서, 제1,2광섬유(30a,b)의 비구면 렌즈(35a,b)를 정렬하고 이들 사이의 거리(d)를 조정하면 소정의 광감쇠율을 갖는 광감쇠기가 된다. 또는 제2홀더를 회전시켜 원하는 감쇠값을 얻을 수 있다. 여기서, 제1,2홀더(51,52)의 일단부에 위치한 제1,2광섬유(30a,b)의 각 부분(A,B)에서도 광감쇠가 발생할 수 있지만, 이 부분(A,B)에서의 광감쇠량은 극히 미약함으로 실질적인 광감쇠기의 사용시 문제를 초래하지 않는다.In the connector integrated optical attenuator of the present invention configured as described above, the second holder 52 protruding from the second sleeve 59 is inserted in the direction of the arrow shown in the depression of the first sleeve 57, When the aspherical lenses 35a and b of the first and second optical fibers 30a and b are aligned and the distance d between them is adjusted, an optical attenuator having a predetermined light attenuation ratio is obtained. Alternatively, the second holder may be rotated to obtain a desired attenuation value. Here, although the light attenuation may also occur in the respective portions A and B of the first and second optical fibers 30a and b positioned at one ends of the first and second holders 51 and 52, the portions A and B The amount of light attenuation in Es is extremely weak and does not cause a problem in the use of the actual light attenuator.
제5도 내지 제8도에 도시된 광감쇠기에 있어서, 제1,2광섬유(30a,b)의 배열이 제3도(b)에 도시되어 있는 바와 같이 이들 광섬유(30a,b)의 축이 일치하지 않는 상태로 되어 있지만, 본 발명의 광감쇠기는 광섬유의 축이 일치하지 않는 광섬유 배열에 한정하지 않는다. 즉, 본 발명의 광감쇠기는 제9도 (a), (b)에 도시되어 있는 바와 같이 광섬유(30a,b)의 각 축이 일치하는 형태로 배열될 수 있다.In the optical attenuators shown in Figs. 5 to 8, the arrangement of the first and second optical fibers 30a, b is the axis of these optical fibers 30a, b as shown in Fig. 3b. Although not in agreement, the optical attenuator of the present invention is not limited to an optical fiber arrangement in which the axes of the optical fibers do not coincide. That is, the optical attenuators of the present invention may be arranged in a manner in which the respective axes of the optical fibers 30a and b coincide, as shown in FIGS. 9A and 9B.
제9도 (a), (b)에 도시되어 있는 바와 같이 각 광섬유(30a,b)의 축이 일치하는 배열은 제5도 내지 제9도의 광감쇠기에 바람직하게 적용될 수 있는데, 제9도 (a)의 배열 형태는 광감쇠가 최소로 이루어지는 형태이며, 제9도 (b)는 제9도 (a)의 형태에서 제2광섬유(30b)가 제1광섬유(30a)에 대해 180°회전하여 최대의 광감쇠기가 이루어지는 배열형태이다. 제9도 (a), (b)에 도시된 광섬유(30a,b)의 비구면렌즈(35a,b)의 표면에도 역반사를 최대한으로 감소시키기 위해 AR코팅(미도시)을 할 수 있음은 물론이다.As shown in Figs. 9 (a) and 9 (b), the arrangement of the axes of the respective optical fibers 30a and b is preferably applied to the optical attenuators of Figs. In the arrangement of a), the light attenuation is minimal, and in FIG. 9 (b), the second optical fiber 30b is rotated 180 ° with respect to the first optical fiber 30a in the form of FIG. It is an array form with the largest optical attenuator. AR coating (not shown) may also be applied to the surfaces of the aspherical lenses 35a and b of the optical fibers 30a and b shown in FIGS. to be.
또한, 제5도 내지 제8도에 도시된 광감쇠기에 있어서, 제1,2광섬유의 비구면 렌즈가 대향하고 있는 공간, 즉 에어갭이 형성되어 있는 공간에 인덱스 매칭(index matching)용 오일 또는 수지를 채워넣으면, 역반사가 더욱 감소되며, 굴절율 정합이 보다 바람직하게 이루어진다.Further, in the optical attenuators shown in FIGS. 5 to 8, an oil or resin for index matching in a space where the aspherical lenses of the first and second optical fibers oppose, that is, a space where an air gap is formed. Filling in further reduces retroreflection and makes refractive index matching more desirable.
지금까지 제3도 내지 제9도를 참조하면서 설명한 비구면렌즈(35)(35a,b)는 싱글 모드 또는 멀티 모드의 광섬유었지만, 본 발명에 따른 비구면 렌즈는 상기 싱글 모드 또는 멀티 모드의 광섬유에 한정하지 않고 제10도 (a),(b),(c)에 도시되어 있는 바와 같은 싱글 모드의 광섬유(112)와 멀티 모드의 광섬유(!14)가 결합한 형태의 광섬유(110)와, 싱글 모드의 광섬유(112)와 무도핑형의 광섬유(116)가 결합한 광섬유(120) 및 싱글 모드의 광섬유(112)와 멀티 모드의 광섬유(114)와 무도핑형의 광섬유(116)가 직렬로 결합한 광섬유(130)에도 비구면렌즈(122)(124)(126)를 형성하여 이들 광신호에서 발생하는 역반사를 감소시킬 수 있다. 여기서, 싱글 모드의 광섬유(112)와 멀티 모드의 광섬유(114)의 차이점은 이들 광섬유 코어(SC)(MC)의 두께에 그 차이점이 있으며, 그 코어의 두께가 큰 멀티 모드의 광섬유(114)는 초기 감쇠값을 줄일 수 있는, 즉 개구수를 줄일 수 있는 효과를 가지며, 무도핑형의 광섬유(116)는 그 내부에 코어가 없는 것을 말한다. 제3도 내지 제9도에 도시된 광섬유들은 그 코어의 두께에만 차이점이 있기 때문에 싱글 모드의 광섬유 또는 멀티 모드의 광섬유일 수 있으며, 제10도에 도시되어 있는 광섬유들에 있어서 이들 광섬유들을 구성하는 광섬유간의 접속은 당업자에게 공지되어 있는 바와 같이 열융착에 의한다.The aspherical lenses 35 (35a, b) described with reference to FIGS. 3 to 9 have been single-mode or multi-mode optical fibers, but the aspherical lens according to the present invention is limited to the single-mode or multi-mode optical fibers. And a single mode optical fiber 110 in which a single mode optical fiber 112 and a multi mode optical fiber (! 14) are combined as shown in FIGS. 10A, 10B, and 10C. The optical fiber 120 of the optical fiber 112 and the undoped optical fiber 116 and the optical fiber 112 of the single mode optical fiber 112 and the multi-mode optical fiber 114 and the undoped optical fiber 116 in series Aspheric lenses 122, 124, and 126 may also be formed at 130 to reduce retroreflections generated in these optical signals. Here, the difference between the single-mode optical fiber 112 and the multi-mode optical fiber 114 has a difference in the thickness of these optical fiber core (SC) (MC), the multi-mode optical fiber 114 having a large thickness of the core Has an effect of reducing the initial attenuation value, that is, reducing the numerical aperture, and means that the undoped optical fiber 116 has no core therein. The optical fibers shown in FIGS. 3 to 9 may be single mode optical fibers or multi mode optical fibers because of differences only in the thickness of the cores, and the optical fibers forming the optical fibers shown in FIG. The connection between the optical fibers is by thermal fusion as is known to those skilled in the art.
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 광감쇠기는, 광감쇠기를 구성하는 광섬유의 단면부위를 비구면 렌즈로 함으로써 광감쇠기의 광감쇠 정밀성을 향상시키고 역반사의 영향을 배제시킬 수 있는 이점을 제공한다.As described above, the optical attenuator according to the present invention provides an advantage of improving the optical attenuation precision of the optical attenuator and eliminating the influence of retroreflection by making the cross section of the optical fiber constituting the optical attenuator an aspherical lens.
Claims (19)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US08/756,411 US5917985A (en) | 1995-12-30 | 1996-11-27 | Optical attenuator |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR19950069790 | 1995-12-30 | ||
| KR101995069790 | 1995-12-30 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR100188710B1 true KR100188710B1 (en) | 1999-06-01 |
Family
ID=19448594
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1019960019628A KR100188710B1 (en) | 1995-12-30 | 1996-06-03 | Optical attenuator |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR100188710B1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100883128B1 (en) | 2007-05-14 | 2009-02-10 | 한국전자통신연구원 | Optical Hybrid Module |
-
1996
- 1996-06-03 KR KR1019960019628A patent/KR100188710B1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100883128B1 (en) | 2007-05-14 | 2009-02-10 | 한국전자통신연구원 | Optical Hybrid Module |
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