KR100284796B1 - 광섬유감쇠기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 종축(24)에 대하여 소정 각도를 형성하는 광섬유 부분(12a, 12b)을 구비하는 광섬유 감쇠기(10)에 관한 것이다. 단부 상에는 실질적으로 투명한 반사 방지 재료로 된 제1 층(30)과, 제1 층(30) 상의 광 감쇠 재료로 된 제2 층(32) 및, 제2 층(32) 상의 실질적으로 투명한 반사 방지 재료로 된 제3 층(34)이 구비된다. 이 제3 층(34) 상에 실질적으로 투명하고 비교적 경질인 긁힘 방지 재료로 된 제4 층(36)이 추가될 수 있다.

Description

광섬유 감쇠기 {Fiber Optic Attenuator}

본 발명은 일반적으로 광섬유 기술에 관한 것으로, 특히 광섬유 감쇠기(attenuator)와 그 제조 방법에 관한 것이다.

광섬유 분야에 있어서, 광 안내 섬유는 섬유의 끝과 끝이 연결되어 그들간에 광 또는 광 에너지를 전달하는 광학 전달 시스템에 사용된다. 섬유는 통상 섬유가 중심에 모여 있고, 바람직하게는 삽입 손실이 적은 커넥터 조립체를 통과한다. 때로는, 광섬유는 전달된 광 또는 광 에너지를 수용하고 이용하는 소정 형상의 광 검출기로 연결 또는 접속된다.

광섬유 전달 시스템은 통상 시스템을 통하여 운반된 광 또는 신호가 사용되기 전에 감소 또는 감쇠될 것을 필요로 한다. 달리 말하자면, 광의 양이 민감한 감지기에 너무 강할 수 있다. 또한, 서로 다른 각종 감지기는 다양한 민감도를 갖는다. 그러므로, 소정의 감쇠 수준을 제공하도록 조정될 수 있는 감쇠기를 사용하거나, 이와 달리 특정의 장치 또는 특정의 감지기에 사용되기 전에 선정된 소정의 고정된 감쇠율을 갖는 감쇠기를 사용함으로써 일반적으로 감쇠가 수행된다. 후자와 같은 종류의 감쇠기는 종종 "고정값 광섬유 감쇠기"로 일컬어진다. 최근에 광섬유 전달 시스템에 사용되는 대부분의 고정값 감쇠기는 수동 필터, 공기 갭(air gap), 광학 웨지(wedge) 및/또는 렌즈에 의존하여 광학 전달선 내의 신호의 세기를 감소시킨다. 이와 같은 감쇠기는 복잡하거나, 적어도 비교적 고가이다.

또한, 최근에 광섬유 전달 시스템에 사용되는 대부분의 감쇠기는 광의 상이한 파장에 따라 상이한 감쇠율을 제공하는 재료에 의존하고 있다. 따라서, 감쇠기에 사용될 특정 재료를 선정하기에 앞서 시스템에 사용될 파장을 확인하는 것이 필수적이다. 이는 시간 소모적일 뿐만 아니라 비용 면에서도 효과적이지 못하다. 또한, 대부분의 종래 감쇠기는 별도의 부품을 필요로 하며 혹독한 환경 조건에서는 신뢰할 수 없다.

이에 본 발명은 이상에서 전술된 바와 같은 문제점과 난점을 해결하는 간단하며, 매우 효과적이고, 저렴한 광섬유 감쇠기와 그 제조 방법을 제공하고자 한다.

따라서, 본 발명은 신규하고 개선된 광섬유 감쇠기와 그 제조 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명에 따른 실시예에 있어서, 광섬유 감쇠기를 제조하는 방법은 광섬유의 적어도 일단부에 실질적으로 투명한 반사 방지 재료로 된 제1 코팅을 도포하는 단계를 구비한다. 광 감쇠 재료로 된 제2 코팅은 제1 코팅 상에 도포된다. 실질적으로 투명한 반사 방지 재료로 된 제3 코팅은 상기 제2 코팅 상에 도포된다.

바람직하게는, 실질적으로 투명하고 비교적 경질인 긁힘 방지 재료로 된 제4 코팅은 제3 코팅 상에 도포된다. 또한, 바람직하게는 코팅 작업은 진공 증착 공정에 의해 수행된다.

본 명세서에 기술된 바와 같이, 제1과 제3 코팅은 산화티탄과 같은 재료로 도포된다. 제2 코팅은, 예컨대 알루미늄 또는 은과 같은 금속 재료로 도포된다. 어느 경우에도, 제2 코팅은 광의 상이한 파장들에 대하여 민감하지 않은 재료이어야 한다. 제4 코팅은 석영과 같은 재료로 도포된다.

또한, 본 방법은 코팅을 도포하기 전에 페룰(ferrule) 내에 광섬유를 고정하는 단계를 고려한다. 바람직하게는, 코팅이 도포되기 전에 연마와 같은 방법에 의해 광섬유의 단부가 광섬유의 종축에 대하여 소정 각도로 형성된다.

또한, 코팅이 도포된 광섬유의 단부는, 마찬가지로 진공 증착된 코팅이 도포된 제2 광섬유의 단부에 대해 인접한다. 바람직하게는, 코팅된 광섬유의 단부는 소정 압력 하에서 인접하는 관계로 고정된다. 이는 에폭시를 사용하여 페룰을 슬리브 내에 장착시킴과 같이, 인접한 페룰 내에 2개의 섬유의 단부를 장착하고 페룰을 인접 관계로 고정함으로써 달성될 수 있다.

본 발명의 이외의 목적과, 특징 및 장점들은 첨부된 도면을 참조로 상세하게 기술된 이하의 설명에서 분명하게 나타난다.

신규한 것으로 여겨지는 본 발명의 특징은 이하에 청구 범위에 특별히 기술하였다. 본 발명은 그 목적 및 장점과 함께, 이하 첨부 도면에 관한 설명을 참고하면 잘 이해될 수 있을 것이며, 도면에서 동일한 참조 부호는 동일한 요소를 나타낸다.

도1은 본 발명에 따른 광섬유 감쇠기의 축방향단면도.

도2는 페룰과 섬유의 인접 지역의 확대된 축방향단면도.

도3은 투과 광의 반사 특성을 도시한 개략도.

도4는 하나의 섬유의 코팅된 단부와 주변 페룰의 부분 축단면도.

〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉

10 : 광섬유 감쇠기

12a, 12b : 광섬유 부분

14a, 14b : 페룰

16 : 계면

18 : 분할 슬리브

20 : 에폭시

24 : 종축

30 : 제1 층

32 : 제2 층

34 : 제3 층

36 : 제4 층

도면을 상세히 참조하여, 우선 도1을 참조하면, 본 발명은 한 쌍의 페룰(14a, 14b) 내에 각각 고정된 2개 길이 또는 부분의 섬유(12a, 12b)를 포함하는 광섬유 감쇠기(10)로 실시된다. 섬유는 접착제에 의해 상기 페룰 내에 고정된다. 페룰들의 인접 단부들과 섬유의 인접 단부들은 계면(16)에서 인접한다. 페룰과 섬유는 소정 압력 하에서 인접하며, 페룰의 인접 단부를 부분(18a)에서 분할된(split) 슬리브(18) 내에 장착함으로써 인접 관계로 고정된다. 강력하게 인접한 페룰과 섬유는 에폭시(20)에 의해 슬리브 내에 고정된다.

도1과 관련하여 도2를 참조하면, 인접한 페룰과 섬유 사이의 계면(16)이 선(22)으로 표시된 바와 같이 인접한 섬유 부분(12a, 12b)의 종축(24)에 대하여 소정 각도로 형성되어 있다. 이러한 경사진 계면은 섬유 부분들의 결합 또는 인접 단부에서 "후향-반사"되는 것을 방지한다.

도2와 관련하여 도3을 참조하여 바꿔 말하면, 입사 광이 화살표("A") 방향으로 감쇠기의 섬유 부분(12a)으로 입사된다고 가정할 때, 광은 화살표("B") 방향으로 섬유 부분(12b)을 떠나게 된다. 경사진 계면(16)에 의해, 상기 계면에서 반사된 모든 광은 반사 광의 화살표("C")로 표시된 바와 같이 화살표("A" 및 "B")의 축으로부터 벗어나게 된다.

본 발명은 섬유 부분(12a, 12b)들 중 하나 또는 모두의 인접 단부에 여러 층을 도포함으로써, 광섬유 감쇠기(10)를 제조하는 것을 고려한다. 이러한 층 또는 코팅은 바람직하게는 진공 증착 공정에 의해 도포된다. 진공 증착은 광섬유 감쇠기를 제조하는데 있어서 매우 정밀하게 도포된다는 장점을 포함하는 몇 가지 장점을 갖는다. 또한, 증착된 코팅 또는 층의 두께는 증착을 수행하는 시간을 변화시킴으로써 (예를 들어, 5초, 10초 등) 간단하게 변화될 수 있다. "발명이 속하는 기술 분야"에서 전술된 바와 같이, 광섬유 전달 시스템에 사용되는 광 감지기의 민감도에 따라 광섬유 감쇠기의 감쇠율을 변화시킬 필요가 있다. 이제까지는 상이한 감쇠율을 제공하기 위해 상이한 재료가 사용되었고, 또한 광의 상이한 파장에 대해서도 상이한 재료가 사용되었다. 진공 증착 공정을 사용하여, 감쇠율은 감쇠층 또는 코팅의 두께를 변화시킴으로써 변화시킬 수 있게 되었으며, 이는 진공 증착 공정이 작동되는 시간의 길이를 변화시킴으로써 간단하게 달성된다.

도4는 섬유 부분의 단부에 복수개의 층을 구비하고 페룰의 단부 상에서 다소 중첩되어 있는 페룰(14a) 내의 섬유 부분(12a)을 도시하고 있다. 전술된 바와 같이, 섬유 부분은 접착제 등에 의해 페룰 내에 고정된다. 섬유 및/또는 페룰의 단부는 이하에 기술되어질 여러 코팅에 의해 도포되기 전에 연마될 수 있다.

특히, 실질적으로 투명한 반사 방지 재료로 된 제1 코팅(30)은 도4에 도시된 바와 같이 광섬유 부분(12a)의 단부에 진공 증착 공정과 같은 방법으로 도포된다. 상기 실질적으로 투명한 반사 방지 코팅으로 사용될 수 있는 재료의 예로는 산화티탄을 들 수 있다.

광 감쇠 재료로 된 제2 코팅(32)은 진공 증착과 같은 방법에 의해 상기 제1 코팅(30) 상에 도포된다. 이러한 제2 코팅은 상이한 파장에 대해 중립적이거나 민감하지 않아야 한다. 제2 반투명 코팅(32)으로 사용될 수 있는 재료의 예로는 알루미늄 또는 은을 들 수 있다. 이러한 제2 코팅은 어떤 색소도 포함해서는 안된다. 그러므로 금은 바람직하지 못하다.

실질적으로 투명한 반사 방지 재료로 된 제3 코팅(34)은 진공 증착과 같은 방법으로 제2 코팅(32) 상에 도포된다. 투명한 반사 방지 제3 코팅은 제1 코팅(30)과 유사하며 산화티탄과 같은 재료로 구성될 수 있다.

실질적으로 투명하고 비교적 경질인 긁힘 방지 재료로 된 제4 코팅(36)은 진공 증착과 같은 방법에 의해 상기 제3 코팅(34) 상에 도포된다. 제4 코팅은 다른 3개의 코팅보다 경질인 재료이고 하부의 다른 코팅을 보호하도록 석영과 같은 재료로 이루어질 수 있다.

바람직하게는, 페룰(14a, 14b)을 [각 섬유 부분(12a, 12b)들과 함께] 분할 슬리브(18) 내에 장착시키기 전에 섬유 부분(12b)의 인접 단부에 코팅(30, 32, 34, 36)이 도포된다. 그리고 나서, 페룰과 섬유는 축방향 압력 하에서 인접하고 에폭시(20)에 의해 분할 슬리브(18) 내에 고정된다.

완성된 광섬유 감쇠기(10)는 이후에 적절한 광섬유 전달 시스템과 직렬인 보조 조립체로서 설치될 수 있다. 감쇠기는 적절한 하우징 내에, 직렬의 커넥터 조립체 내에, 또는 감지기 자체에 직접 장착될 수 있다.

본 발명의 정신 또는 중심 특징으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명이 다른 구체적인 형상으로 구현될 수 있는 것으로 이해되어야 한다. 그러므로 본 예시와 실시예들은 모든 견지에서 제한적이 아닌 설명적인 것으로 간주되어야 하며, 본 발명은 본 명세서에 설명된 세부 사항에 한정되지 않는다.

본 발명에 따르면, 광섬유 전달 시스템에 사용되는 광 감지기의 민감도에 따라 상이한 감쇠율을 제공하고 상이한 파장에 대해 상이한 감쇠율을 제공하기 위하여, 상이한 재료를 사용하지 않고 진공 증착 공정을 사용함으로써 감쇠 층 또는 코팅의 두께를 변화시켜 상이한 감쇠율을 제공하는, 종래 기술의 문제점과 난점을 해결하는 간단하며, 매우 효과적이고, 저렴한 광섬유 감쇠기와 그 제조 방법을 제공할 수 있다.

Claims (11)

1. 단부를 가진 광섬유 부분들과,

   광섬유 부분의 상기 단부 상에 위치된 투명한 반사 방지 재료의 제1 층과,

   상기 제1 층 상에 위치된 광 감쇠 재료의 제2 층 및,

   상기 제2 층 상에 위치된 투명한 반사 방지 재료의 제3 층

   을 포함하는 것을 특징으로 하는 광섬유 감쇠기.
2. 제1항에 있어서, 상기 제3 층 상에 위치된 투명하고 경질인 긁힘 방지 재료의 제4 층을 포함하는 것을 특징으로 하는 광섬유 감쇠기.
3. 제2항에 있어서, 상기 제4 층은 석영을 포함하는 것을 특징으로 하는 광섬유 감쇠기.
4. 제1항에 있어서, 상기 제1 층은 산화티탄을 포함하는 것을 특징으로 하는 광섬유 감쇠기.
5. 제1항에 있어서, 상기 제2 층은 금속성 재료를 포함하는 것을 특징으로 하는 광섬유 감쇠기.
6. 제5항에 있어서, 상기 제2 층은 알루미늄 또는 은을 포함하는 것을 특징으로 하는 광섬유 감쇠기.
7. 제1항에 있어서, 상기 제2 층은 광의 상이한 파장에 민감하지 않은 재료를 포함하는 것을 특징으로 하는 광섬유 감쇠기.
8. 제1항에 있어서, 상기 제3 층은 산화티탄을 포함하는 것을 특징으로 하는 광섬유 감쇠기.
9. 제1항에 있어서, 상기 광섬유 부분은 페룰 내에 고정된 것을 특징으로 하는 광섬유 감쇠기.
10. 제1항에 있어서, 상기 광섬유 부분의 단부는 광섬유의 종축에 대하여 소정 각도를 형성하는 것을 특징으로 하는 광섬유 감쇠기.
11. 제1항에 있어서, 상기 층들이 도포된 상기 하나의 광섬유 부분의 단부가 제2 광섬유의 단부와 인접해 있는 것을 특징으로 하는 광섬유 감쇠기.

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