KR100299134B1 - 절족화된 광섬유 브래그 격자의 제작장치 및 그 제작방법 - Google Patents

절족화된 광섬유 브래그 격자의 제작장치 및 그 제작방법 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따른 절족화된 광섬유 브래그 격자(apodized Bragg fiber grating)의 제작장치는 자외선 광원과 광섬유 사이에 상기 광섬유의 길이 방향으로 대향되게 이동이 가능하도록 설치되어 자외선의 조사 범위를 한정하는 한 쌍의 스크린 마스크; 및 상기 스크린 마스크들에 의해 한정되어 조사되는 자외선을 회절시키는 위상 마스크를 포함한다. 상기 스크린 마스크의 단부각은 상기 광섬유의 브래그 격자각과 동일함을 특징으로 한다. 또한, 본 발명에 따른 절족화된 광섬유 브래그 격자의 제작 방법은, 절족화 조건을 설정하는 단계; 상기 절족화 조건에 따라 스크린 마스크를 초기 위치에 배치하는 단계; 상기 절족화 조건에 따라 상기 스크린 마스크의 단부각을 조절하는 단계; 및 상기 절족화 조건에 따라 상기 스크린 마스크를 이동시키는 단계를 포함한다.

Description

절족화된 광섬유 브래그 격자의 제작장치 및 그 제작방법{APODIZED BRAGG FIBER GRATING FORMING DEVICE AND METHOD THEREOF}
본 발명은 절족화된 광섬유 브래그 격자(apodized Bragg fiber grating)에 관한 것으로서, 특히 스크린 마스크(screen mask)를 이용한 절족화된 광섬유 브래그 격자의 제작장치 및 그 제작방법에 관한 것이다.
광섬유 브래그 격자에 사용되는 광섬유는 자외선이 입사되었을 때, 광섬유의 굴절율이 영구적으로, 또는 몇 십년 동안 변화된 상태를 유지한다. 초기에는 이러한 현상이 게르마늄(germanium)이 도핑(doping)된 광섬유들에 국한된 것으로 생각했지만, 현재는 게르마늄을 포함하지 않은 다양한 재질의 광섬유들에서도 이러한 현상이 발견되고 있다. 감광성(photosensitive) 광섬유에 브래그(Bragg) 격자를 형성하는 가장 효과적인 방법들 중의 하나가 위상 마스크(phase mask) 방법이다. 위상 마스크는 입사하는 자외선을 회절시켜 광섬유 코아(core)에 간섭무늬를 형성한다. 통상적으로, 브래그 격자 제작시에 사용되는 위상마스크에 자외선이 입사하면 0차 회절광은 보통 전체 투과광 세기의 5% 이하로 제어되고, ±1차 회절광들은 보통 전체 투과광 세기의 35% 이상으로 제어된다. 이외의 고차 회절광들은 무시할 수 있을 정도의 세기를 가진다. 즉, ±1차 회절광들을 이용하여 광섬유 코아에 간섭무늬를 형성하게 되고, 광섬유 코아에 형성된 간섭무늬가 브래그 격자가 된다.
도 1은 균일 광섬유 브래그 격자를 제작하는 장치의 구성도이다. 수직으로 입사하는 자외선이 위상 마스크(11)에서 회절되고, 회절광들 중에서 -1차 회절광과 +1차 회절광이 광섬유 코아(12)에 간섭무늬(13)를 형성한다. 상기 간섭무늬(13)의 주기는 상기 위상 마스크(11) 주기의 1/2이다. 상기 간섭무늬(13)가 바로 브래그 격자가 된다. 상기 브래그 격자(13)가 형성된 상기 광섬유 코아(12) 내로 일정한 모드(mode)의 신호광이 진행한다고 하면, 상기 코아(12) 내의 신호광 중 브래그 중심파장을 중심으로 한 좁은 대역의 광이 상기 브래그 격자(13)에 의해 반사된다.
여기에서, 브래그 격자의 주기를 P, 브래그 중심파장에 대한 광섬유 코아의 유효굴절율을 neff, 그리고 브래그 중심파장을 λB라고 한다면, 하기 수학식 1이 성립한다.
λB= 2 neffP
또한, 상기 광섬유의 길이방향에 따른 거리를 L이라고 한다면, 상기 브래그 격자의 굴절율 프로파일(profile)은 하기 수학식 2와 같이 표현될 수 있다.
n(L) = navg+ Δn cos(2πL / P)
상기 수학식 2에서, Δn은 광섬유 코아에 유도된 굴절율 진폭을 말한다. 즉, 브래그 격자의 한 주기 동안에 각 점에서의 굴절율은 일정한 파형을 그리게 된다.
광섬유 코아에 형성된 전체 브래그 격자의 길이에 대하여 일정한 굴절율 진폭 및 격자 주기를 유지하는 브래그 격자를 균일 광섬유 브래그 격자라고 한다.
도 2는 균일 광섬유 브래그 격자에 대한 파장별 반사율 그래프이다. 상기 그래프는 브래그 중심파장을 중심으로 일정한 대역폭을 갖는 메인 로브(main lobe)와 격자 내의 다중 반사들에 의한 사이드 로브(side lobe)들로 이루어져 있다. 일정한 길이의 균일 브래그 격자에 대한 반사율 그래프는 브래그 중심파장을 중심으로 일련의 사이드 로브들을 갖게 된다. 한편, 균일 광섬유 브래그 격자를 제작하는 장치의 다른 예로서, 케네스 오. 힐(Kenneth O. Hill) 등에 의해 발명되어 특허허여된 미국특허번호 제5,367,588호(METHOD OF FABRICATING BRAGG GRATINGS USING A SILICA GLASS PHASE GRATING MASK AND MASK USED BY SAME)는 위상 마스크를 사용하여 광섬유 코아에 브래그 격자를 형성하는 제작장치를 개시하고 있다. 이러한 광섬유 브래그 격자의 응용분야는 그 기능에 따라 크게 일곱 가지로 나누어 볼 수 있다.
첫 번째는, 어븀(erbium) 첨가 광섬유 증폭기의 펌핑(pumping) 효율을 향상시키는 반사 필터(filter)로서의 광섬유 브래그 격자이다.
두 번째는, 파장 역다중화기의 역할을 하는 대역 필터로서의 광섬유 브래그 격자이다.
세 번째는, 파장 튜너(tuner) 및 분리기의 역할을 하는 튜너블(tunable) 필터로서의 광섬유 브래그 격자이다.
네 번째는, 어븀 첨가 광섬유 증폭기의 이득을 평탄화하는 손실 필터로서의 광섬유 브래그 격자이다.
다섯 번째는, 광섬유 레이져(laser) 및 외부 공동 다이오드(diode) 레이져에 사용되는 레이져 미러(mirror)로서의 광섬유 브래그 격자이다.
여섯 번째는, 변형, 텐션(tension), 온도, 압력 등을 감지하는 시스템(system)에 사용되는 감지 장치로서의 광섬유 브래그 격자이다.
일곱 번째는, 광섬유 통신에서의 파장 분산을 보상하는 분산 보상자로서의 광섬유 브래그 격자이다. 이러한 정밀한 광학 시스템들에 사용되는 광섬유 브래그 격자에 있어서, 상기 광섬유 브래그 격자에 대한 파장별 반사율 그래프 상의 사이드 로브들을 최소화하는 것은 필수적이다. 절족화는 이러한 브래그 격자의 파장별 반사율 그래프 상의 사이드 로브들을 제거하는 것을 의미한다. 절족화를 실현하는 방법으로서, 광섬유 브래그 격자의 굴절율 진폭, Δn을 상기 격자의 전체 길이에 대해서 일정하지 않도록 변화시키는 것이 있다.
도 3은 절족화된 광섬유 브래그 격자의 길이방향에 따른 굴절율 진폭을 나타낸 그래프이다. 상기 절족화된 광섬유 브래그 격자의 경우에는 상기 브래그 격자의 전체 길이에 대하여 각 점에서의 브래그 격자 주기는 일정하지만, 상기 브래그 격자의 굴절율 진폭이 계단적으로 점점 증가하다가 감소한다. 상기한 방법에 의하여 형성된 절족화된 광섬유 브래그 격자는 균일 광섬유 브래그 격자의 파장별 반사율 그래프에서 나타났던 사이드 로브들을 최소화한다. 도 4는 절족화된 광섬유 브래그격자에 대한 파장별 반사율 그래프이다. 도 4는 메인 로브만 있고 사이드 로브들은 제거된 이상적인 절족화된 광섬유 브래그 격자의 파장별 반사율 그래프를 보여주고 있다. 이러한 절족화된 광섬유 브래그 격자의 종래의 여러 가지의 제작방법들 중에서, 일반화된 네 가지의 방법을 나열하면 다음과 같다.
첫 번째는, 주기가 다른 두 개의 위상 마스크들에서 회절된 ±1차 회절광들을 광섬유에 중첩기록하여 절족화된 광섬유 브래그 격자를 제작하는 방법이다. 그러나, 상기 제작 방법은 상기 두 위상 마스크들의 위치를 상기 격자의 주기 정도로 정밀하게 제어할 수 있는 장치를 필요로 한다는 문제점이 있다.
두 번째는, 하나의 위상 마스크에서 회절된 ±1차 회절광들을 광섬유에 기록할 때, 압전소자를 이용하여 상기 광섬유나 위상 마스크를 상기 광섬유의 길이방향으로 흔들어주어 절족화된 광섬유 브래그 격자를 제작하는 방법이다. 도 5는 종래의 압전소자를 이용하여 절족화된 광섬유 브래그 격자를 제작하는 장치의 구성도이다. 자외선 광원(51)이 일정한 속도로 이동하면서 위상 마스크(52)에 자외선을 입사시키고, 입사된 자외선은 상기 위상 마스크(52)에 의해 회절된다. 상기 회절된 ±1차 회절광들의 간섭무늬가 광섬유(54)에 기록되는 동안에 상기 자외선 광원(51)의 위치에 따라 적절한 진폭으로 압전 소자들(53)이 진동하게 된다. 상기 압전 소자들(53)에 가해지는 전압은 전압원(55)에 의해 제공된다. 그러나, 상기 제작 방법은 상기 압전소자(53)의 진동폭을 상기 격자의 주기 정도로 정밀하게 제어해야 한다는 문제점이 있다.
세 번째는, 하나의 위상마스크에서 회절된 ±1차 회절광들을 광섬유에 기록할 때, 자외선 광원을 상기 광섬유의 길이방향으로 스캔하면서 자외선의 세기와 스캔 속도를 조절하여 절족화된 광섬유 브래그 격자를 제작하는 방법이다. 그러나, 상기 제작 방법은 상기 자외선 광원의 세기와 스캔 속도를 조절하는 것이 용이하지 않다는 문제점이 있다.
네 번째는, 빔스플리터(beam splitter)로 광원에서 나오는 자외선을 분리하여 한 쪽만 회절슬릿을 통과시킨 후, 광섬유에 상기 회절슬릿을 통과하여 회절된 가우시안 분포의 간섭광과 나머지 한 쪽의 간섭광을 간섭시켜 절족화된 광섬유 브래그 격자를 제작하는 방법이다. 그러나, 상기 제작 방법은 미세한 진동에도 영향을 받기 쉽다는 문제점이 있다.
결론적으로, 종래의 절족화된 광섬유 브래그 격자의 제작장치들은 정밀한 제어 장치들을 구비해야만 하고, 주변 환경의 영향을 받기 쉽다는 문제점이 있었다.
또한, 광섬유 브래그 격자의 위치별 굴절율 진폭을 다르게 설정하는 경우에 그 제작장치의 구성요소를 교체해야 하거나, 상기 위치별 굴절율 진폭의 선택폭이 매우 작다는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로서, 본 발명의 목적은 정밀한 제어장치를 필요로 하지 않으면서도 안정적인 절족화된 광섬유 브래그 격자의 제작장치를 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 제작 장치의 구성 요소를 교체하지 않고서도 다양한위치별 굴절율 진폭들을 구현할 수 있는 절족화된 광섬유 브래그 격자의 제작장치를 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 제작 장치에 의해 실현되는 절족화된 광섬유 브래그 격자의 제작방법을 제공하는 것이다.
상기한 목적들을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 절족화된 광섬유 브래그 격자의 제작장치는,
자외선 광원과 광섬유 사이에 상기 광섬유의 길이 방향으로 대향되게 이동이 가능하도록 설치되어 자외선의 조사 범위를 한정하는 한 쌍의 스크린 마스크; 및
상기 스크린 마스크들에 의해 한정되어 조사되는 자외선을 회절시키는 위상 마스크를 포함한다.
더욱이, 본 발명에 따른 절족화된 광섬유 브래그 격자의 제작방법은,
절족화 조건을 설정하는 단계;
상기 절족화 조건에 따라 스크린 마스크를 초기 위치에 배치하는 단계;
상기 절족화 조건에 따라 상기 스크린 마스크의 단부각을 조절하는 단계; 및
상기 절족화 조건에 따라 상기 스크린 마스크를 이동시키는 단계를 포함한다.
도 1은 균일 광섬유 브래그 격자를 제작하는 장치의 구성도.
도 2는 균일 광섬유 브래그 격자에 대한 파장별 반사율 그래프.
도 3은 절족화된 광섬유 브래그 격자의 길이방향에 따른 굴절율 진폭을 나타낸 그래프.
도 4는 절족화된 광섬유 브래그 격자에 대한 파장별 반사율 그래프.
도 5는 종래의 압전소자를 이용하여 절족화된 광섬유 브래그 격자를 제작하는 장치의 구성도.
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 절족화된 광섬유 브래그 격자를 제작하는 장치의 구성도.
도 7a 내지 도 7b는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 다양한 스크린 마스크의 단부각을 설명하기 위한 도면.
도 8a 내지 도 8c는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 절족화된 광섬유 브래그 격자를 제작하는 장치의 동작을 설명하기 위한 도면.
도 9a 내지 도 9c는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 절족화된 광섬유 브래그 격자를 제작하는 장치에 의하여 형성된 절족화된 광섬유 브래그 격자의 위치별 굴절율 진폭을 나타낸 그래프.
도 10은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 절족화된 광섬유 브래그 격자의 파장별 반사광 손실 그래프.
이하에서는 첨부도면들을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능이나 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 모호하지 않게 하기 위하여 생략한다.
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 절족화된 광섬유 브래그 격자를 제작하는 장치의 구성도이다. 브래그 격자를 형성시킬 광섬유(63) 위에 위상 마스크(62)가 일정한 간격을 두고 놓여있고, 상기 위상 마스크(62) 위에 두 개의 스크린 마스크들(61)이 브래그 격자가 형성되는 광섬유(63) 부분의 양끝에서 중심부로 정해진 속도, V로 이동하고 있다. 또한, 상기 스크린 마스크들(61)은 단계적으로 이동할 수도 있다. 상기 스크린 마스크들(61)은 상기 위상 마스크(62)에 조사되는 자외선의 범위를 한정하는 역할을 한다. 상기 스크린 마스크(61)는 절족화 조건에 따른 단부각과 이동 패턴을 가지게 된다. 상기 스크린 마스크(61)의 단부각은 상기 브래그 격자를 사이에 두고 서로 마주보는 상기 두 개의 스크린 마스크들(61)의 각각의 단부가 상기 광섬유(63)의 길이방향과 이루는 각을 말한다. 상기 절족화 조건은 상기 스크린 마스크의 초기 위치, 절족화된 광섬유 브래그 격자가 상기 광섬유(63) 길이방향과 이루는 각, 즉 브래그 격자각 및 상기 절족화된 광섬유 브래그 격자에 대한 위치별 굴절율 진폭의 그래프가 어떠한 형태로 될 것인가를 포함한다. 상기 스크린 마스크(61)의 단부각은 상기 브래그 격자각과 동일하다. 또한, 상기 스크린 마스크(61)의 이동 패턴은 광섬유(63)에 형성되는 브래그 격자의 전체 길이에 대한 스크린 마스크들(61)의 이동 단계, 이동 속도 및 상기 이동 단계에서의 정지시간을 의미한다. 제어부는 상기 스크린 마스크(61)의 이동 패턴에 관한 절족화 정보를 입력받는다. 상기 제어부는 모터(68)로 구동 신호를 출력한다. 상기 모터(68)는 상기 구동 신호에 따라 회전하며 상기 회전력을 연결된 중간 기아(67)로 전달한다. 상기 중간 기아(67)는 상기 모터(68)의 회전 속도로 회전하며, 치합되어 있는 구동축 기아(642)를 회전시킨다. 상기 구동축 기아(642)는 상기 스크린 마스크(61)의 정밀한 제어를 위해 상기 중간 기아(67)보다 직경이 크다.
구동축(641)은 상기 구동축 기아(642)와 연결되어 있으며, 상기 구동축(641)의 표면에는 나사홈이 있다. 상기 나사홈은 상기 구동축(641) 길이의 중심 위치를 기준으로하여 두 부분으로 나누어져 있으며, 상기 두 부분은 서로 대칭을 이루고 있다. 구동축(641)의 길이 방향으로 구동축 기아(642)에서 다른 한 끝을 보았을 때, 한 부분은 오른나사의 형태를 나타내고 다른 한 부분은 왼나사의 형태를 나타낸다. 마스크 홀더(65)는 상기 구동축(641)과 체결되는 실린더(651)와 상기 실린더(651)와 스크린 마스크(61)를 연결하는 고정자(652)로 되어있다. 상기 마스크 홀더(65)의 실린더(651) 내면에는 나사홈이 있으며, 상기 실린더(651)는 암나사의 역할을 한다. 즉, 상기 구동축(641)이 제자리에서 회전하면, 상기 구동축(641)과 체결되어 있는 상기 마스크 홀더(65)가 상기 구동축(641)의 길이방향으로 이동하게 되는 것이다. 상기 마스크 홀더(65)와 연결된 가이드(66)는 상기 마스크 홀더(65)가 상기 구동축(641)의 길이방향으로 이동할 수 있도록, 상기 마스크 홀더(65)를 고정하는 역할을 한다. 상기 마스크 홀더(65)는 상기 고정자(652) 위치의 반대편에 일자형의 돌출부를 가지고 있다. 상기 가이드(66)는 이와는 반대로 상기 돌출부 형태의 일자형 홈을 가지고 있다. 즉, 상기 마스크 홀더(65)가 회전하지 못하도록 고정하여, 상기 구동축(641)의 회전에 따른 상기 마스크 홀더(65)의 회전력을 상기 구동축(641)의 길이방향으로의 전, 후진력으로 변환하는 역할을 하는 것이다. 또한, 상기 마스크 홀더의 고정자(652)는 상기 스크린 마스크(61)를 고정하는 역할 뿐만 아니라, 상기 고정자의 조절 나사(653)의 위치를 중심으로 상기 스크린 마스크(61)를 회전시켜 상기 스크린 마스크의 단부각을 조절하는 역할도 하고 있다.
한편, 본 발명의 바람직한 실시예에서는 스크린 마스크들이 브래그 격자가 형성되는 광섬유의 양끝에서 중심부로 이동하고 있으나, 반대로 상기 광섬유의 중심부에서 양끝으로 이동하는 것도 가능하다. 또한, 본 발명의 바람직한 실시예에서는 스크린 마스크들이 위상 마스크의 위에 위치하고 있지만, 반대로 위상 마스크가 스크린 마스크의 위에 위치하는 것도 가능하다. 다만, 후자의 경우에 있어서는 자외선 광원의 가간섭 길이가 문제가 된다. 같은 광원에서 같은 시간에 방출된 두 광들이라고 하더라도, 두 광들 사이의 거리차가 가간섭 길이를 초과할 경우에 두 광들은 서로 간섭을 일으키지 않는다는 것은 공지된 사실이다. 도 1을 참조하여 설명하면, 광섬유 코아(12)의 일정한 점, C에 격자무늬를 형성한다고 했을 때, 위상 마스크(11)와 광섬유 코아(12) 사이의 거리, B가 증가할 수록, 점 C에 간섭 무늬를 형성하는 두 ±1차 회절광들 사이의 위상 마스크(11) 상의 거리, A는 증가한다. 따라서, 상기 두 ±1차 회절광들 사이의 위상 마스크(11) 상의 거리, A가 사용된 자외선 광원의 가간섭 길이를 초과했을 경우에는, 점 C에서 두 ±1차 회절광들은 간섭을 일으키지 않는다. 또한, ±1차 회절광들 사이의 각도, θ가 클수록, 광섬유 브래그 격자의 형성에 사용되지 않는 광들로 인한 광섬유 코아(12)의 굴절율 변화 영역도 커지게 된다.
그러나, 본 발명에 따른 절족화된 광섬유 브래그 격자의 제작장치에 있어서는, 스크린 마스크의 두께는 사용된 자외선에 대해서 불투명하다는 것을 전제로 하여 임의적으로 정할 수가 있다. 따라서, 위상 마스크를 스크린 마스크 위에 위치시켰을 경우에, 광섬유 브래그 격자의 형성에 사용되지 않는 광들은 상기 스크린 마스크에 의해 차단된다.
도 7a 내지 도 7b는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 다양한 스크린 마스크의 단부각을 설명하기 위한 도면이다. 도 7a는 브래그 격자(71)와 광섬유(72) 길이방향이 이루는 브래그 격자각, θG가 90°이다. 마찬가지로, 본 발명에 따른 각각의 스크린 마스크(73)의 단부각, θM도 90°로 되어있다. 도 7b와 같이 광섬유(72) 길이방향에 대하여 90°가 아닌 각도로 형성되는 브래그 격자(71)를 블레이즈드(blazed) 브래그 격자 또는 틸티드(tilted) 브래그 격자라고 한다. 도 7b에서는 브래그 격자각, θG가 90°가 아닌 각도로 되어있다. 이러한 경우에, 본 발명에 따른 각각의 스크린 마스크(73)의 단부각, θM은 θG와 동일한 각도로 정한다.
도 8a 내지 도 8c는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 절족화된 광섬유 브래그 격자를 제작하는 장치의 동작을 설명하기 위한 도면이다. 스크린 마스크들(82)이 정해진 속도, V로 이동하기 시작하는 시각을 t=TF, 스크린 마스크들(82)이 정지하는 시각을 t=TE, 그리고 TF와 TE의 중간에 해당하는 시각을t=TM이라고 정의한다. t=TF에서는 스크린 마스크들(82)이 광섬유(81)에 형성되는 브래그 격자에 영향을 주지 않는다. 즉, t=TF는 절족화가 시작되는 시각이므로, 상기 시각에서는 광섬유(81)에 균일한 브래그 격자가 형성된다. t=TM에서는 스크린 마스크들(82)이 A와 C 점에 브래그 격자 무늬를 형성하였던 광들을 차단하고 있다. 반면에, B 점에서는 브래그 격자 무늬가 계속 형성되고 있다. t=TE에서는 A, B 및 C 점에 브래그 격자 무늬를 형성하였던 광들을 모두 차단하고 있다.
도 9a 내지 도 9c는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 절족화된 광섬유 브래그 격자를 제작하는 장치에 의하여 형성된 절족화된 광섬유 브래그 격자의 위치별 굴절율 진폭을 나타낸 그래프이다. 도 9a는 단계적으로 이동하는 스크린 마스크들에 의해 형성된 절족화된 광섬유 브래그 격자의 위치별 굴절율 진폭을 나타낸 그래프이다. 도 9a에서, 스크린 마스크들의 이동 단계는 임의적으로 정할 수 있으며, 각 단계에서의 스크린 마스크들의 상기 이동 단계에서의 정지시간에 의하여 도 8a에 도시된 A 점의 Δn값과 B 점의 Δn값을 잇는 직선의 기울기가 결정되어진다. 도 9b는 등속도로 이동하는 스크린 마스크들에 의해 형성된 절족화된 광섬유 브래그 격자의 위치별 굴절율 진폭을 나타낸 그래프이다. 도 9b에서, 스크린 마스크들의 이동 속도는 임의적으로 정할 수 있으며, 이러한 이동속도에 의하여 도 8a에 도시된 A 점의 Δn값과 B 점의 Δn값을 잇는 직선의 기울기가 결정되어진다. 도 9c는 단계적으로 이동하는 스크린 마스크들의 각 단계에서의 정지시간을 불균일하게 설정하여 형성된 절족화된 광섬유 브래그 격자의 위치별 굴절율 진폭을 나타낸 그래프이다. 도 9c에서, 전체적인 그래프의 모양이 가우시안(Gaussian) 형태를 나타내도록 스크린 마스크들의 이동 단계 및 상기 이동 단계에서의 정지 시간을 정한다.
도 10은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 절족화된 광섬유 브래그 격자의 파장별 반사광 손실 그래프이다. 도 10에서는, 단계적으로 이동하는 스크린 마스크들의 각 단계에서의 정지시간을 불균일하게 설정하여, 전체적인 위치별 굴절율 진폭의 그래프가 가우시안 형태를 나타내도록 하였다. 도 10에 도시된 균일 광섬유 브래그 격자의 그래프는 절족화된 광섬유 브래그 격자의 그래프와의 비교를 용이하게 하기 위하여, 상기 균일 광섬유 브래그 격자의 전체 길이를 상기 절족화된 광섬유 브래그 격자의 것보다 짧게 조정하였다. 또한, 상기 균일 광섬유 브래그 격자의 굴절율 진폭은 상기 절족화된 광섬유 브래그 격자의 최대 굴절율 진동폭과 동일하다. 도 10에 도시된 바와 같이, 균일 광섬유 브래그 격자에 대한 그래프의 메인 로브 부분과 절족화된 광섬유 브래그 격자에 대한 그래프의 메인 로브 부분은 비슷한 형태를 보인다. 반면에, 상기 절족화된 광섬유 브래그 격자의 그래프에서는 사이드 로브들이 최소화되었음을 알 수 있다.
한편, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해서 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도내에서 여러가지 변형이 가능함은 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명하다 할 것이다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 절족화된 광섬유 브래그 격자의 제작장치는 두 개의 스크린 마스크들을 이용함으로써, 정밀한 제어장치를 필요로 하지않으면서도 안정적인 제어를 할 수 있다는 이점이 있다. 또한, 절족화된 광섬유 브래그 격자의 다양한 위치별 굴절율 진폭들을 선택할 수 있다는 이점이 있다.

Claims (7)

  1. 절족화된 광섬유 브래그 격자의 제작 장치에 있어서,
    자외선 광원과 광섬유 사이에 상기 광섬유의 길이 방향으로 대향되게 이동이 가능하도록 설치되어 자외선의 조사 범위를 한정하는 한 쌍의 스크린 마스크; 및
    상기 스크린 마스크들에 의해 한정되어 조사되는 자외선을 회절시키는 위상 마스크를 포함하는 것을 특징으로 하는 절족화된 광섬유 브래그 격자의 제작장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 스크린 마스크의 단부각은 상기 광섬유의 브래그 격자각과 동일함을 특징으로 하는 절족화된 광섬유 브래그 격자의 제작 장치.
  3. 절족화된 광섬유 브래그 격자의 제작 장치에 있어서,
    자외선 광원과 광섬유 사이에 설치되어 입사하는 자외선을 회절시키는 위상 마스크; 및
    상기 위상 마스크로부터 회절된 자외선의 조사 범위를 한정하며, 광섬유 길이 방향으로 대향되게 이동이 가능하도록 설치된 한 쌍의 스크린 마스크를 포함하는 것을 특징으로 하는 절족화된 광섬유 브래그 격자의 제작장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 스크린 마스크의 단부각은 상기 광섬유의 브래그 격자각과 동일함을 특징으로 하는 절족화된 광섬유 브래그 격자의 제작 장치.
  5. 절족화된 광섬유 브래그 격자의 제작 방법에 있어서,
    절족화 조건을 설정하는 단계;
    상기 절족화 조건에 따라 스크린 마스크를 초기 위치에 배치하는 단계;
    상기 절족화 조건에 따라 상기 스크린 마스크의 단부각을 조절하는 단계; 및
    상기 절족화 조건에 따라 상기 스크린 마스크를 이동시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 절족화된 광섬유 브래그 격자의 제작방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 절족화 조건은 스크린 마스크의 단부각, 초기 위치, 이동 단계, 이동 속도 및 상기 이동 단계에서의 정지 시간을 포함함을 특징으로 하는 절족화된 광섬유 브래그 격자의 제작방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 스크린 마스크의 단부각은 광섬유의 브래그 격자각과 동일함을 특징으로 하는 절족화된 광섬유 브래그 격자의 제작 방법.
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