KR100279518B1 - 일정한 온도 특성을 가지는 브라그 회절격자장치 - Google Patents
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Abstract
온도변화시에 반사되는 빛의 중심파장을 일정하게 유지할 수 있는 브라그 회절격자 장치를 제공한다.
브라그 회절격자 장치는 제1 회절격자 및 제2 회절격자를 포함하며, 제1 광도파로를 통해 입사되는 빛 중에서 소정의 폭을 가진 반사 파장대역 내의 파장을 가지는 빛을 상기 제1 광도파로를 통해 반사시키고 나머지 빛을 투과시켜 제2 광도파로를 통해 전달시킨다. 제1 회절격자는 상기 입사되는 빛 중 적어도 일부를 받아들이고 상기 소정의 폭을 가진 제1 파장대역 내의 파장을 가지는 빛을 반사시키는데, 온도가 증가함에 따라 상기 제1 파장대역의 중심파장은 증가한다. 제2 회절격자는 상기 입사되는 빛 중 적어도 일부를 받아들이고 상기 소정의 폭을 가진 제2 파장대역 내의 파장을 가지는 빛을 반사시키는데, 온도가 증가함에 따라 상기 제2 파장대역의 중심파장이 감소한다. 제1 회절격자 및 제2 회절격자는 위치적으로 일부 또는 전부 중첩될 수도 있고, 직렬로 배치될 수도 있다.
이러한 브라그 회절격자 장치는 온도변화시에도 특성이 일정하게 유지되어 장치의 신뢰성이 높아지고, 구조가 간단하며 설치가 용이한 장점이 있다.
Description
본 발명은 본 발명은 브라그 회절격자에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 특성이 다른 두 가지 회절격자가 복합화된 복합 회절격자에 관한 것이다.
일반적으로 브라그 회절격자는 도파로 상의 일정 부분에서 굴절율이 주기적으로 변하는 형태를 가지는 광소자로서, 입사되는 빛 중 특정 파장을 중심으로 한 일정 대역의 빛을 반사시키고 나머지 빛은 통과시키는 특성을 가지고 있다. 이러한 특성을 가진 브라그 회절격자는 광필터, 광섬유 레이저, 파장 분할 다중화 소자(Wavelength Division Multiplexer), 광 센서 및 분산보상 소자 등 여러 분야에 응용될 수 있으며, 실제로 상기와 같은 응용분야 중 일부에서는 이미 상용화되고 있다.
그런데, 브라그 회절격자는 그 구조적 특성 및 구성물질의 특성으로 인하여 온도에 따라 반사시키는 빛의 대역이 변하는 문제점이 있다. 이를 보다 구체적으로 설명하면, 다음과 같다.
브라그 회절격자에 빛이 입사될 때, 반사되는 빛의 중심파장 즉 브라그 파장은 다음 수학식 1의 브라그 조건(Bragg Condition)에 의해 표현된다.
여기서, λB는 반사되는 빛의 중심파장을 나타내고, ηeff는 브라그 회절격자의 유효굴절율을 나타내며, Λ는 브라그 회절격자의 격자주기를 나타내고, m은 정수이다. 수학식 1로부터 알 수 있는 바와 같이, 반사되는 빛의 중심파장은 브라그 회절격자의 유효굴절율과 격자주기에 비례한다. 즉, 회절격자의 유효굴절율과 격자주기가 작을수록 반사되는 빛의 중심파장은 짧아지고, 회절격자의 유효굴절율과 격자주기가 클수록 반사되는 빛의 중심파장은 길어진다.
한편, 주변 온도 변화로 인해 브라그 회절격자의 온도가 변하게 되면, 열팽창(Thermal Expansion) 효과에 의해 브라그 회절격자의 격자주기(Λ)가 변화하게 되고 또한 열광학(Thermo-optic) 효과에 의해 브라그 회절격자의 유효굴절율(ηeff)도 변화하게 된다. 이에 따라, 브라그 파장도 달라지게 된다. 온도 변화에 따른 브라그 파장의 변화는 일반적으로 수학식 2에 의해 표현된다.
여기서, ΔλB는 반사되는 빛의 중심파장의 변화량을 나타내고, ΔT는 온도변화량을 나타내며, α는 열팽창 계수(Thermal Expansion Coefficient) 즉 온도에 따른 길이의 변화율 1/L(dL/dT)를 나타내고, ξ는 열광학 계수(Thermo-optic Coefficient) 즉 온도에 따른 굴절율 변화율 1/η(dη/dT)를 나타낸다.
수학식 2에서 알 수 있는 바와 같이, 열팽창 계수(α) 및 열광학 계수(ξ)가 양의 값을 가질 때 반사되는 빛의 중심파장은 온도변화에 비례하여 변화한다. 일반적으로 많이 사용되고 있는 실리카 광섬유의 경우, 열팽창 계수(α)는 0.55×10-6/℃이고, 열광학 계수(ξ)는 6.7×10-6/℃이다. 따라서 실리카 광섬유 상에 구현된 회절격자의 경우, 회절격자의 온도가 올라감에 따라 반사되는 빛의 중심파장은 장파장 쪽으로 천이하게 되고, 회절격자의 온도가 낮아짐에 따라 반사되는 빛의 중심파장은 단파장 쪽으로 천이하게 된다.
이러한 온도 특성은 브라그 회절격자의 신뢰성을 크게 떨어뜨리게 되고, 이에 따라 정밀함을 필요로 하는 응용분야에서는 브라그 회절격자의 사용이 제한될 수 있게 된다.
이러한 문제점을 해결하기 위한 종래의 방법 중 하나는 열팽창 계수가 다른 두 물질을 사용하여 브라그 회절격자의 외부를 튜브 형태를 감아서 패키징하는 것으로서, 요페 등에 의해 1995년 10월 20일 응용광학(Applied Optics) 제34권 제30호에 기고된 "광섬유 격자의 수동 온도보상 패키지(Passive temperature-compensating package for optical fiver gratings)에 기재되어 있다. 도 1은 상기 논문에 기재된 패키지를 보여준다. 도 1을 참조하면, 광섬유 격자(1)의 양단은 에폭시(2)에 의해 알루미늄 캡(3)과 알루미늄 튜브(4)에 부착되어 있다. 상기 알루미늄 캡(3)은 실리카 튜브(5)의 일단에 결합되어 있으며, 알루미늄 튜브(4)는 너트(6)를 통해 실리카 튜브(5)의 타단에 결합되어 있다. 주변온도가 올라가면 실리카 튜브(5)는 광섬유 길이 방향으로 약간 팽창한다. 이때 알루미늄 캡(3)과 알루미늄 튜브(4)는 내측으로 팽창하게 되는데, 알루미늄의 열팽창 계수가 실리카의 열팽창 계수보다 크기 때문에 알루미늄 캡(3) 및 알루미늄 튜브(4)의 길이가 실리카 튜브(5)보다 짧음에도 불구하고 알루미늄 캡(3) 및 알루미늄 튜브(4)의 팽창이 실리카 튜브(5)의 팽창을 상쇄시킬 수 있다. 이에 따라, 광섬유 격자(1)의 길이가 거의 일정하게 유지될 수 있다. 특히 알루미늄 튜브(4)의 외측면에는 나사구조가 형성되어 있기 때문에 온도 특성을 미세하게 조정한 후 광섬유 격자의 일단부를 에폭시를 사용하여 고정할 수 있게 된다.
그런데, 도 1에 도시된 종래의 온도보상 구조는 구조가 복잡하고 필요한 부재들이 많아 설치를 위한 원가가 많이 드는 문제점이 있다.
본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 온도변화시에 반사되는 빛의 중심파장을 일정하게 유지할 수 있고, 구조가 간단하며 설치가 용이한 브라그 회절격자 장치를 제공하는 것을 그 기술적 과제로 한다.
도 1은 종래의 온도보상을 위한 광섬유 격자 장치를 보여주는 도면이다.
도 2는 본 발명에 의한 브라그 회절격자 장치의 개념적 블록도이다.
도 3은 본 발명에 의한 브라그 회절격자 장치의 일 실시예를 보여주는 도면이다.
도 4는 본 발명에 의한 브라그 회절격자 장치의 다른 실시예를 보여주는 도면이다.
도 5는 본 발명에 의한 브라그 회절격자 장치의 또다른 실시예를 보여주는 도면이다.
도 6은 본 발명에 의한 브라그 회절격자 장치의 또다른 실시예를 보여주는 도면이다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 브라그 회절격자 장치는 온도변화에 따른 중심파장 천이 방향이 다른 복수의 회절격자를 조합함으로써 구성된다.
본 발명의 일 예에 의하면, 브라그 회절격자 장치는 제1 회절격자 및 제2 회절격자를 포함하며, 제1 광도파로를 통해 입사되는 빛 중에서 소정의 폭을 가진 반사 파장대역 내의 파장을 가지는 빛을 상기 제1 광도파로를 통해 반사시키고 나머지 빛을 투과시켜 제2 광도파로를 통해 전달시킨다. 제1 회절격자는 상기 입사되는 빛 중 적어도 일부를 받아들이고 상기 소정의 폭을 가진 제1 파장대역 내의 파장을 가지는 빛을 반사시키는데, 온도가 증가함에 따라 상기 제1 회절격자의 상기 제1 파장대역의 중심파장은 증가 또는 감소한다. 제2 회절격자는 상기 입사되는 빛 중 적어도 일부를 받아들이고 상기 소정의 폭을 가진 제2 파장대역 내의 파장을 가지는 빛을 반사시키는데, 온도가 증가함에 따라 상기 제2 회절격자의 상기 제2 파장대역의 중심파장이 제1 회절격자의 중심파장과 반대방향으로 증감한다. 제1 회절격자 및 제2 회절격자는 위치적으로 일부 또는 전부 중첩될 수도 있고, 직렬로 배치될 수도 있다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명한다. 이하의 설명에 있어서, 동일하거나 대응하는 부분에 대해서는 동일한 참조번호를 사용한다.
도 2(a)는 본 발명에 의한 브라그 회절격자 장치의 일 예를 개념적으로 보여준다.
제1 광도파로(10)를 통해 입사되는 빛(42) 중 일정한 폭을 가진 반사 파장대역 내의 파장을 가지는 빛은 브라그 회절격자 장치(20)에 의해 반사된다. 한편, 브라그 회절격자 장치(20)를 투과한 나머지 빛(46)은 제2 광도파로(30)를 통해 전달된다.
상기 브라그 회절격자 장치(20)는 제1 격자(22) 및 제2 격자(24)를 포함한다. 제1 격자(22)는 입사되는 빛(42)을 받아들이고 일정한 반사 파장대역 내의 파장을 가지는 빛을 반사시킨다. 여기서, 제1 격자(22)의 반사 파장대역은 브라그 회절격자 장치(20)의 전체적인 반사 파장대역과 같은 것이 바람직하다. 또한, 제1 격자(22)의 열팽창 계수 및 열광학 계수의 합(α＋ξ)은 양(또는, 음)의 값을 가지며, 따라서 온도가 증가함에 따라 제1 격자(22)의 반사 파장대역의 중심파장은 장파장(또는, 단파장) 쪽으로 천이한다.
한편, 제2 격자(24)는 제1 격자(22)를 일부 또는 전부 통과한 빛을 받아들이고 일정한 반사 파장대역 내의 파장을 가지는 빛을 반사시킨다. 여기서, 제2 격자(24)의 반사 파장대역은 브라그 회절격자 장치(20)의 전체적인 반사 파장대역과 같은 것이 바람직하다. 또한, 상온에서 제2 격자(24)의 반사 파장대역의 중심파장은 제1 격자(22)의 반사 파장대역의 중심파장과 같거나 비슷하다. 그리고, 제2 격자(24)의 열팽창 계수 및 열광학 계수의 합(α'＋ξ')은 음(또는, 양)의 값을 가지며, 따라서 온도가 증가함에 따라 제2 격자(24)의 반사 파장대역의 중심파장은 단파장(또는, 장파장) 쪽으로 천이한다.
이와 같은 브라그 회절격자 장치에 있어서, 온도 변화에 따른 브라그 파장의 변화는 수학식 3에 의해 표현된다.
여기서, α 및 ξ는 제1 격자(22)의 열팽창 계수 및 열광학 계수를 각각 나타내고, α' 및 ξ'은 제2 격자(24)의 열팽창 계수 및 열광학 계수를 각각 나타낸다.
위에서 기술한 바와 같이 본 발명에서는 제2 격자(24)의 열팽창 계수 및 열광학 계수의 합(α'＋ξ')이 제1 격자(22)의 열팽창 계수 및 열광학 계수의 합(α＋ξ)과 크기가 같고 다른 부호를 가지게 함으로써, α＋ξ＋α'＋ξ'의 값이 0 또는 이에 가까운 값이 되도록 한다. α＋ξ＋α'＋ξ'의 값이 0이 된다면, 온도 변화가 있더라도 반사 파장대역의 중심파장이 변화하지 않고 일정한 값으로 고정될 수 있게 된다.
이와 같은 브라그 회절격자 장치(20)는 온도 변화에 따라서 다음과 같이 동작한다. 상온에서는 제1 격자(22)의 반사 파장대역의 중심파장이 제2 격자(24)의 반사 파장대역의 중심파장과 같다. 또한, 제1 격자(22)의 반사 파장대역이 제2 격자(24)의 반사 파장대역과 동일하기 때문에, 제1 격자(22)와 제2 격자(24)는 동일하게 동작한다. 한편, 온도가 높아지게 되면, 제1 격자(22)의 반사 중심파장은 장파장 쪽으로 천이하게 되고 제2 격자(24)의 반사 중심파장은 단파장 쪽으로 천이하게 된다. 따라서, 결과적으로 브라그 회절격자 장치(20)의 반사 중심파장은 일정하게 유지된다. 또한, 온도가 낮아지는 경우에는, 제1 격자(22)의 반사 중심파장은 단파장 쪽으로 천이하게 되고 제2 격자(24)의 반사 중심파장은 장파장 쪽으로 천이하게 되어, 이 경우에 있어서도 브라그 회절격자 장치(20)의 반사 중심파장이 일정하게 유지된다.
도 2(a)에서는 제1 격자(22)의 후단에 제2 격자(24)가 배치되어 있지만, 이들의 위치관계는 서로 바뀔 수 있다.
한편, 도 2(b) 및 2(c)는 본 발명에 의한 브라그 회절격자 장치의 다른 예들(20a, 20b)을 개념적으로 보여준다. 도 2(a)의 장치에서는 제1 회절격자(22)와 제2 회절격자(24)가 부분적으로 중첩되었지만, 도 2(b)의 장치에서와 같이 제1 회절격자(22a)와 제2 회절격자(24a)가 공간적으로 완전히 일치하거나 어느 하나가 다른 하나를 공간적으로 포함하고 있을 수도 있다. 도 2(b)에 있어서, 참조부호 42a, 44a 및 46a는 입사되는 빛, 회절격자 장치에 의해 반사되는 빛 그리고 회절격자를 투과하는 빛을 각각 나타낸다. 한편, 도 2(c)의 장치에 있어서는, 제1 회절격자(22b)와 제2 회절격자(24b)가 직렬로 연결되어 있다. 도 2(c)의 장치에 있어서는 제1 회절격자(22b) 후단에 제2 회절격자(24b)가 배치되어 있지만, 이들의 위치관계는 서로 바뀔 수도 있다. 도 2(c)에 있어서, 참조부호 42b, 44b 및 46b는 입사되는 빛, 회절격자 장치에 의해 반사되는 빛 그리고 회절격자를 투과하는 빛을 각각 나타낸다.
도 3(a)는 본 발명에 의한 브라그 회절격자 장치의 일 실시예를 보여준다. 도 3(b) 및 도 3(c)는 도 3(a)의 이해를 돕기 위해 도 3(a)의 브라그 회절격자 장치에서의 제1 격자(22) 및 제2 격자(24)를 구분하여 도시한 도면이다.
도 3(a) 및 도 3(b)에 있어서, 제1 격자(22)는 제1 및 제2 광도파로들 사이의 도파로 부분(50)에 주기적으로 형성된 n 개의 유효굴절율 변화 패턴에 의해 구현된다. 상기 n 개의 유효굴절율 변화 패턴 각각은 유효굴절율이 η1인 부분과 유효굴절율이 η2인 부분을 포함하며, Λ1내지 Λn의 격자주기를 각각 가진다. 또한, 도 3(a) 및 도 3(c)에 있어서, 제2 격자(24)는 도파로(50) 상에 주기적으로 형성된 n 개의 유효굴절율 변화 패턴에 의해 구현된다. 상기 n 개의 유효굴절율 변화 패턴 각각은 유효굴절율이 η1인 부분과 유효굴절율이 η3인 부분을 포함하며, Λ1내지 Λn의 격자주기를 각각 가진다.
도 3(a) 및 도 3(b)에서의 굴절율 η2와 도 3(a) 및 도 3(c)에서의 굴절율 η3은 위치에 따라 다를 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 제1 및 제2 격자(22, 24)의 유효굴절율 변화 패턴은 도파로(50)에 마스크를 씌운 상태에서 또는 간섭계를 사용하여 서로 다른 파장의 빛에 일정시간 노출시킴으로써 부여될 수 있다. 물론 이에 대한 대안으로서, 다양한 종류의 다른 방법들이 사용될 수도 있다. 예컨대, 동일한 파장의 빛을 서로 다른 시간 동안 노출시키거나 또는 종류가 다른 불순물을 선택적으로 도핑함으로써 제1 및 제2 격자(22, 24)의 유효굴절율 변화 패턴을 부여할 수도 있다. 또는, 제1 및 제2 격자(22, 24) 제작시에 사용하는 파장을 다르게 하여 노출함으로써, 열적 특성이 반대인 제1 및 제2 격자(22, 24)를 제작할 수 있다.
또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 제1 및 제2 격자(22, 24)의 각 패턴의 격자주기(Λ1내지 Λn)는 동일한 값을 가진다. 그렇지만, 다른 실시예에 있어서는, 격자주기 값들이 선형적으로 변화되도록 하여 분산 보상 기능을 강화시킬 수도 있다. 또한 다른 실시예에 있어서는 격자주기 값들이 비선형적으로 변화하도록 함으로써 또는 굴절율 η1, η2및 η3의 값을 위치에 따라 다르게 해줌으로써, 아포다이제이션(Apodization) 처리가 되게 하여 초고속 광통신용으로 적합해지도록 할 수도 있다.
도 4(a)는 본 발명에 의한 브라그 회절격자 장치의 다른 실시예를 보여준다. 도 4(b) 및 도 4(c)는 도 4(a)의 이해를 돕기 위해 도 4(a)의 브라그 회절격자 장치에서의 제1 격자(22) 및 제2 격자(24)를 구분하여 도시한 도면이다.
바람직한 실시예에 있어서, 도 4(a)의 장치가 구현되는 광도파로는 광 파이버이다. 따라서, 도 4(a) 내지 도 4(c)에 있어서, 참조부호 60 및 62는 광파이버의 코어 및 클래딩을 각각 나타낸다. 상기 도 4(a) 및 도 4(b)에 있어서, 제1 격자(22)는 광파이버의 클래딩(62)에 주기적으로 형성된 n 개의 유효굴절율 변화 패턴에 의해 구현된다. 상기 n 개의 유효굴절율 변화 패턴 각각은 유효굴절율이 η4인 부분과 유효굴절율이 η2인 부분을 포함하며, Λ1내지 Λn의 격자주기를 각각 가진다. 또한, 도 4(a) 및 도 4(c)에 있어서, 제2 격자(24)는 광파이버의 클래딩(62)에 주기적으로 형성된 n 개의 유효굴절율 변화 패턴에 의해 구현된다. 상기 n 개의 유효굴절율 변화 패턴 각각은 유효굴절율이 η4인 부분과 유효굴절율이 η3인 부분을 포함하며, Λ1내지 Λn의 격자주기를 각각 가진다.
도 4의 실시예에 있어서, 제1 격자(22)의 유효굴절율 변화 패턴은 도파로(60)에 마스크를 씌운 상태에서 열팽창 계수 및 열광학 계수의 합(α＋ξ)이 양(또는, 음)의 값을 가지는 불순물을 선택적으로 도핑함으로써 부여된다. 또한, 제2 격자(24)의 유효굴절율 변화 패턴은 열팽창 계수 및 열광학 계수의 합(α'＋ξ')이 음(또는, 양)의 값을 가지는 불순물을 선택적으로 도핑함으로써 부여된다.
한편, 도 4의 실시예는 평면 도파로상에 구현될 수도 있다. 이러한 경우, 제1 및 제2 격자(22, 24)는 기판(60) 상에 도파층(62)을 덧씌우고 상기 도파층(62)에 반복적인 유효굴절율 변화 패턴을 형성함으로써 구현된다.
아울러, 도 4의 실시예에 있어서도, 제1 및 제2 격자(22, 24)의 각 패턴의 격자주기(Λ1내지 Λn)는 동일한 값을 가질 수도 있고, 선형적 또는 비선형적으로 변화할 수도 있다. 또한, 도 4(a) 및 도 4(b)에서의 굴절율 η2와 도 4(a) 및 도 4(c)에서의 굴절율 η3은 위치에 따라 다를 수 있다.
도 5는 본 발명에 의한 브라그 회절격자 장치의 또다른 실시예를 보여준다.
도 5의 브라그 회절격자 장치(20)는 평면 도파로 상에서 주로 구현되지만, 광섬유에서 구현될 수도 있다. 이때, 제1 격자(22)는 도파로의 도파층(70)에 주기적으로 형성된 n 개의 유효굴절율 변화 패턴에 의해 구현된다. 상기 n 개의 유효굴절율 변화 패턴 각각은 유효굴절율이 η1인 부분과 유효굴절율이 η2인 부분을 포함하며, Λ1내지 Λn의 격자주기를 각각 가진다. 제2 격자(24)는 도파층(70) 상에 주기적으로 n 개의 돌기를 부착, 코팅, 증착 또는 접착함으로써 구현된다. 한편, 본 실시예가 변형된 다른 실시예에 있어서는, 제2 격자(24)가 도파로의 도파층(70)에 형성된 n 개의 유효굴절율 변화 패턴에 의해 구현되고, 제1 격자(22)가 도파층(70) 상에 부착된 n 개의 돌기에 의해 구현될 수도 있다.
한편 도 5의 실시예에 있어서도, 제1 및 제2 격자(22, 24)의 각 패턴의 격자주기(Λ1내지 Λn, 또는 Λ1' 내지 Λn')는 동일한 값을 가질 수도 있고, 선형적 또는 비선형적으로 변화할 수도 있다. 또한, 도 5에서의 굴절율 η1과 η2의 값도 위치에 따라 다를 수 있다.
도 6은 본 발명에 의한 브라그 회절격자 장치의 또다른 실시예를 보여준다.
도 6의 브라그 회절격자 장치(20)는 제1 도파층(80)과 상기 도파층(80)상에 형성된 제2 도파층(84)을 포함하는 평면 도파로 상에서 주로 구현되지만, 광섬유에서도 구현될 수 있다. 이때, 제1 격자(22)는 제1 도파층(80)에 주기적으로 형성된 n 개의 유효굴절율 변화 패턴에 의해 구현된다. 상기 n 개의 유효굴절율 변화 패턴 각각은 유효굴절율이 η1인 부분과 유효굴절율이 η2인 부분을 포함하며, Λ1내지 Λn의 격자주기를 각각 가진다. 제2 격자(24)는 제2 도파층(84)을 선택적으로 식각하여 n 개의 돌기를 형성함으로써 구현된다. 이때 상기 n 개의 돌기는 Λ1'내지 Λn'의 격자주기를 각각 가진다. 한편, 본 실시예가 변형된 다른 실시예에 있어서는, 제2 격자(24)가 제1 도파층(80)에 형성되고, 제1 격자(22)가 제2 도파층(84)에 형성될 수도 있다.
한편 도 6의 실시예에 있어서도, 제1 및 제2 격자(22, 24)의 각 패턴의 격자주기(Λ1내지 Λn, 또는 Λ1' 내지 Λn')는 동일한 값을 가질 수도 있고, 선형적 또는 비선형적으로 변화할 수도 있다. 또한, 도 6에서의 굴절율 η1과 η2의 값도 위치에 따라 다를 수 있다.
도 2 내지 도 6에서의 제1 광도파로 및 제2 광 도파로는 광섬유 또는 평면 도파로이며, 제1 격자(22) 및 제2 격자(24)는 광섬유 또는 평면 도파로 상에 제작된 균일(uniform) 격자, 선형 처프된(linearly chirped) 격자, 또는 아포다이즈된(apodized) 격자이다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 의하면 온도변화시에도 브라그 회절격자 장치의 투과대역의 중심파장이 일정하게 유지된다. 이처럼 온도 특성이 우수함으로 말미암아, 장치의 신뢰성이 높아져서 정밀한 응용분야에도 적용될 수 있다. 또한, 구조가 간단하여 제조 원가가 높지 않고, 손쉽게 설치할 수 있다는 효과가 있다.
Claims (10)
- 제1 광도파로를 통해 입사되는 빛 중에서 소정의 폭을 가진 반사 파장대역 내의 파장을 가지는 빛을 상기 제1 광도파로를 통해 반사시키고 나머지 빛을 투과시켜 제2 광도파로를 통해 전달시키는 브라그 회절격자 장치에 있어서,상기 입사되는 빛을 받아들이고 상기 소정의 폭을 가진 제1 파장대역 내의 파장을 가지는 빛을 반사시키는 제1 격자; 및상기 제1 격자를 일부 또는 전부 통과한 빛을 받아들이고 상기 소정의 폭을 가진 제2 파장대역 내의 파장을 가지는 빛을 반사시키는 제2 격자를 포함하며,온도가 증가함에 따른 상기 제2 파장대역의 중심파장의 변화량이 상기 제1 파장대역의 중심파장의 변화량과 다른 부호를 가지는 브라그 회절격자 장치.
- 제1항에 있어서, 상기 제1 격자와 상기 제2 격자는 적어도 일부분이 중첩되어 있는 브라그 회절격자 장치.
- 제1항에 있어서, 상기 제1 격자와 상기 제2 격자가 직렬연결되어 있는 브라그 회절격자 장치.
- 제1항에 있어서, 상기 제1 격자는 상기 제1 및 제2 광도파로들 사이의 도파로 부분에 반복적으로 형성된 복수의 제1 유효굴절율 변화 패턴을 포함하고,상기 제2 격자는 상기 도파로 부분에 반복적으로 형성된 복수의 제2 유효굴절율 변화 패턴을 포함하며,상기 제1 격자의 열팽창 계수 및 열광학 계수의 합과 상기 제2 격자의 열팽창 계수 및 열광학 계수의 합은 서로 다른 부호를 가지는 브라그 회절격자 장치.
- 제4항에 있어서, 상기 복수의 제1 유효굴절율 변화 패턴 및 상기 복수의 제2 유효굴절율 변화 패턴은 광도파로 상에 서로 다른 불순물을 도핑함으로써 형성되는 브라그 회절격자 장치.
- 제4항에 있어서, 상기 도파로 부분은 광섬유로 되어 있으며,상기 제1 격자의 제1 유효굴절율 변화 패턴은 상기 광섬유의 코어에 제1 불순물을 도핑함으로써 형성되고,상기 제2 격자의 제2 유효굴절율 변화 패턴은 상기 광섬유의 클래딩에 제2 불순물을 도핑함으로써 형성되는 브라그 회절격자 장치.
- 제4항에 있어서, 상기 도파로 부분은 재질이 서로 다른 코어와 클래딩을 포함하는 광섬유로 되어 있으며, 상기 제1 격자의 제1 유효굴절율 변화 패턴 및 상기 제2 격자의 제2 유효굴절율 변화 패턴은 각각 상기 코어 및 클래딩에 동일한 파장의 빛을 노출시킴으로써 형성되는 브라그 회절격자 장치.
- 제1항에 있어서, 상기 제1 격자는 상기 제1 및 제2 광도파로들 사이의 도파로 부분에 반복적으로 형성된 복수의 제1 유효굴절율 변화 패턴을 포함하고,상기 제2 격자는 상기 도파로 부분에 반복적으로 형성된 복수의 제2 유효굴절율 변화 패턴을 포함하며,상기 복수의 제1 유효굴절율 변화 패턴 및 상기 복수의 제2 유효굴절율 변화 패턴은 상기 도파로 부분을 서로 다른 파장의 빛에 노출시킴으로써 형성되는 브라그 회절격자 장치.
- 제1항에 있어서, 상기 제1 격자는 상기 제1 및 제2 광도파로들 사이의 도파로 부분에 반복적으로 형성된 복수의 유효굴절율 변화 패턴을 포함하고,상기 제2 격자는 상기 도파로 부분 상에 반복적으로 부착된 상기 복수의 돌기들을 포함하는 브라그 회절격자 장치.
- 제1항에 있어서, 상기 제1 및 제2 격자는, 상기 제1 및 제2 광도파로들 사이에 위치하고 제1 도파층 및 상기 제1 도파층 상에 형성된 제2 도파층을 포함하는 도파로 상에 형성되고,상기 제1 격자는 상기 제1 도파층에 반복적으로 형성된 복수의 유효굴절율 변화 패턴을 포함하고,상기 제2 격자는 상기 제2 도파층을 선택적 식각하여 형성되는 상기 복수의 돌기들을 포함하는 브라그 회절격자 장치.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1019980019257A KR100279518B1 (ko) | 1998-05-27 | 1998-05-27 | 일정한 온도 특성을 가지는 브라그 회절격자장치 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1019980019257A KR100279518B1 (ko) | 1998-05-27 | 1998-05-27 | 일정한 온도 특성을 가지는 브라그 회절격자장치 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR19990086320A KR19990086320A (ko) | 1999-12-15 |
| KR100279518B1 true KR100279518B1 (ko) | 2001-02-01 |
Family
ID=65899805
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1019980019257A KR100279518B1 (ko) | 1998-05-27 | 1998-05-27 | 일정한 온도 특성을 가지는 브라그 회절격자장치 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR100279518B1 (ko) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101374913B1 (ko) * | 2013-07-29 | 2014-03-17 | 서울과학기술대학교 산학협력단 | 광섬유 브래그 격자 센서를 이용한 온도 측정 방법 |
-
1998
- 1998-05-27 KR KR1019980019257A patent/KR100279518B1/ko not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101374913B1 (ko) * | 2013-07-29 | 2014-03-17 | 서울과학기술대학교 산학협력단 | 광섬유 브래그 격자 센서를 이용한 온도 측정 방법 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR19990086320A (ko) | 1999-12-15 |
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