KR100204088B1 - 광 콜리메이터 - Google Patents

Abstract

본 발명은 광 콜리메이터에 관한 것으로서, 더 상세하게는 광 콜리메이터를 구성하는 광섬유의 단면을 비구면으로 함으로써 역반사(Backreflection)를 감소시키고 광 콜리메이터의 제조에 수반되는 여러공정을 단순화시킨 광 콜리메이터에 관한 것이다. 이를 위한 본 발명은, 광섬유와 콜리메이터 렌즈를 구비하여 된 광 콜리메이터에 있어서, 상기 광섬유와 콜리메이터 렌즈는 소정거리 이격되어 있으며, 상기 광섬유의 단면은 비구면으로 되어 있는 것을 특징으로 한다. 이로써, 본 발명 광 콜리메이터는 역반사를 효과적으로 감소시킬 수있으며, 그 제조공정을 단순화시킴과 동시에 제조단가를 낮출 수 있는 이점을 제공한다.

Description

광 콜리메이터

제1도는 종래의 광 콜리메이터를 개략적으로 도시한 구성도.

제2도는 종래의 다른 광 콜리메이터를 개략적으로 도시한 구성도.

제3도는 본 발명에 따른 광 콜리메이터를 도시한 구성도.

제4도는 본 발명에 따른 광 콜리메이터의 실시예를 도시한 구성도.

제5도는 본 발명에 따른 광 콜리메이터의 광섬유의 단면을 비구면으로 제조하는 장치의 일례를 도시한 구성도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

30 : 광섬유 32 : 콜리메이터 렌즈

34,36 : 콜리메이터 렌즈의 AR 코팅부

37 : 비구면부

39 : 비구면의 AR 코팅부 42 : 홀더부

본 발명은 광 콜리메이터에 관한 것으로서, 더 상세하게는 광 콜리메이터를 구성하는 광섬유의 단면을 비구면으로 함으로써 역반사(Backreflection)를 감소시키고 광 콜리메이터의 제조에 수반되는 여러공정을 단순화시킨 광 콜리메이터에 관한 것이다.

일반적으로 광신호를 이용하는 광시스템에서는 광섬유에서 출력된 광신호를 평행광으로 하는 광 콜리메이터가 사용되고 있다. 이와 같이 광섬유에서 출력된 광신호를 평행광으로 하는 광 콜리메이터의 통상적인 구조를 제1도에 나타내 보였다.

제1도를 참조하면, 광 콜리메이터는 광신호의 통로가 되는 광섬유(10)와 이 광섬유(10)에서 출력된 광신호를 입력받아 평행광으로 출력하는 콜리메이터 렌즈(12)를 구비하여 되어 있다. 여기서, 광섬유(10)와 콜리메이터 렌즈(12)는 소정간격 이격되어 있고, 경우에 따라서는 소정의 광 매개 물질이 개재된다.

그런데, 제1도에 도시된 바와 같은 종래의 광 콜리메이터에 있어서, 광섬유(10)에서 출력된 광신호는 광섬유(10)와 공기층(13)의 경계면에서 프레널 반사(또는, 역반사)가 발생되기 때문에 광신호의 반사손실이 발생하는 문제점이 있었다. 마찬가지로, 공기층(13)과 콜리메이터 렌즈(12)의 경계면에서도 역반사가 발생되는 문제점이 있어 소정의 광 시스템에서 사용되는데 문제점이 있었다.

상기와 같은 역반사의 문제점을 해결하기 위해서, 종래의 광콜리메이터는 광섬유(10)의 단면에 AR(Anti-refleciton) 코팅(19)을 하여 역반사를 감소시키거나, 더 바람직하게는 광섬유(10)의 단면과 콜리메이터 렌즈(12)의 양단면에 AR 코팅(19)(14,16)하여 역반사를 감소시키고 있다.

또한, 상기와 같은 역반사의 문제점를 해결하기 위해서, 종래의 다른 광 콜리메이터는 제2도에 도시되어 있는 바와 같이 광섬유(20)의 단면을 경사면으로 하고, 콜리메이터 렌즈(12)의 단면을 AR 코팅(14)(16)을 하여 역반사에 의한 광신호의 반사손실을 줄이고 있다. 제1도의 콜리메이터 렌즈(12)는 제2도에도 그대로 적용될 수 있으므로 같은 부재번호를 사용하였다.

그런데, 상기와 같이 광섬유(10)의 단면에 AR 코팅을 하여 역반사를 감소시키는 경우, AR 코팅에 의해 역반사를 감소시키는 정도에는 한계가 있었다. 또한, 상기의 AR 코팅자체가 매우 정교해야 하기 때문에 그 제조공정이 복잡해지는 문제점이 있었다.

그리고, 광섬유의 단면을 경사면으로 하는 경우에는, 사면 연마공정이 요구되어 공정이 복잡해지며, 이에 따라 광 콜리메이터의 가격이 상승되는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해서 창출된 것으로서, 광 콜리메이터에서 발생되는 역반사를 효과적으로 감소시킬 수 있으며 광 콜리메이터의 제조시 수반되는 공정을 단순화시킴으로써 광 콜리메이터의 가격을 저감시킬 수 있는 광 콜리메이터를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 광 콜리메이터는, 광섬유와 콜리메이터 렌즈를 구비하여 된 광 콜리메이터에 있어서, 상기 광섬유와 콜리메이터 렌즈는 소정거리 이격되어 있으며, 상기 광섬유의 단면은 비구면으로 되어 있는 점에 그 특징이 있다.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 광섬유의 비구면의 표면에 바람직하게 AR 코팅이 되어 있다.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 콜리메이터 렌즈의 적어도 어느 한 단면에 AR 코팅이 바람직하게 되어 있다.

이하, 첨부된 도면(제3도)을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.

본 발명은 광 콜리메이터에 구비되는 광섬유의 단면을 비구면으로 하여 광 콜리메이터의 제조공정을 단순화하고 그의 가격을 저가격화한 광 콜리메이터에 관한 것으로서, 그 단면이 비구면(37)으로 된 광섬유(30)와, 광섬유(30)와 소정거리 이격되어 배치되는 콜리메이터 렌즈(32)를 포함한다. 여기서, 상기 광섬유(30)와 콜리메이터 렌즈(32)사이에는 공기층(33)이 개재되거나, 또는 인덱스 매칭용 수지물질(미도시)이 개재될 수 있다. 또한, 상기 광섬유(30)의 비구면(37)의 표면 및 콜리메이터 렌즈(32)의 적어도 어느 한 단면에는 AR코팅(39)(34,36) 될 수 있다.

상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 광 콜리메이터의 작용 및 동작을 제3도 및 제4도를 참조하면서 살펴보면 다음과 같다.

제3도에 도시되어 있는 바와 같이, 광섬유(30)의 단면부위를 비구면(37)으로 하면, 광섬유(30)를 진행하는 광신호는 비구면(37)에서 소정각도 기울어져 진행하게 되며, 이와 같이 광섬유(30)의 비구면(37) 부위에서 기울어져 진행되는 광의 일부는 비구면(37)의 경계면에서 반사되고 그 나머지는 투과되어 콜리메이터 렌즈(32)로 입사하게 된다. 여기서, 비구면(37) 부위에서 반사된 반사광은 광섬유(30)로 되돌아가지않기 때문에 역반사를 배제할 수 있게 되어 광신호의 감소를 억제할 수 있게 된다. 제3도에서 도면의 간단한 구성을 위해 광섬유(30)를 구성하는 코어와 클래드의 도시는 생략하였다.

또한, 제3도의 구성에 있어서, 광섬유(30)의 비구면(37)의 표면에 AR 코팅(39)을 하고, 콜리메이터 렌즈(32)의 적어도 어느 한 단면에도 AR 코팅(34,36)을 하면 이들 경계면에서 발생되는 역반사를 더욱 감소시킬수 있다.

상기와 같이 광섬유의 단면을 비구면으로 만드는 방법은 제5도에 도시된 바와 같은 장치에 의해 간단하게 달성될 수 있다. 즉, 상하로 적절하게 배치된 두 개의 아아크봉(51,53) 사이에 광섬유(30)를 위치시킨후, 전류원(55)에서 상기 아아크봉(51,53)에 소정의 전류를 인가하면 광섬유(30)의 소정부위는 아아크열에 의해 용융되고 그 용융된 광섬유 물질은 중력에 의해 아래로 처진다. 상기 광섬유 물질이 소정크기로 용융되어 아래로 처지게 되면, 아아크열의 발생을 중단하고, 상기 용융된 광섬유 물질을 소정 시간동안 냉각시킴으로써 원하는 비구면(37)이 형성된 광섬유(30)을 얻을 수 있게 되는 것이다. 여기서, 광섬유의 용융은 아아크열에 의해 하는 것으로 설명되었지만 레이저 가공 또는 광섬유를 용융시킬 수 있는 어떤 것이라도 상관은 없다.

상술한 바와 같은 장치에 의해 제조될 수 있으며, 상술한 바와 같은 특성을 갖는 비구면을 갖는 광섬유를 포함하는 본 발명의 실질적인 광 콜리메이터의 바람직한 구현예를 제4도를 참조하면서 살펴보면 다음과 같다.

제4도를 참조하면, 광섬유(30)의 외주부에 이 광섬유(30)를 고정하는 홀더(42)가 마련되어 있으며, 콜리메이터 렌즈(32)와 상기 홀더(42)의 외주부를 정렬하여 고정시키는 소정의 튜브(44)가 마련되어 있다.

따라서, 상기와 같은 홀더(42) 및 튜브(44)를 구비한 광 콜리메이터는 실질적인 것이며, 이는 바로 실용예에 적용될 수 있는 형태가 되는 것이다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 광 콜리메이터는 광 콜리메이터를 구성하는 광섬유의 단면부위를 비구면으로 함으로써, 역반사를 효과적으로 감소시킬 수 있으며, 그 제조공정을 단순화시킴과 동시에 제조단가를 낮출 수 있는 이점을 제공한다.

Claims (3)

1. 광섬유와 콜리메이터 렌즈를 구비하여 된 광 콜리메이터에 있어서, 상기 광섬유와 콜리메이터 렌즈는 소정거리 이격되어 있으며, 상기 광섬유의 단면은 비구면으로 되어 있는 것을 특징으로 하는 광 콜리메이터.
2. 제1항에 있어서, 상기 광섬유의 비구면의 표면에 AR 코팅이 되어 있는 것을 특징으로 하는 광 콜리메이터.
3. 제1항에 있어서, 상기 콜리메이터 렌즈의 적어도 어느 한 단면에 AR 코팅이 되어 있는 것을 특징으로 하는 광 콜리메이터.