KR100318902B1 - Long period fiber grating - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 장주기 광섬유 격자는 서로 상이한 굴절률 변조값을 가지고, 상기 굴절률 변조값의 분포가 임의의 기준 섹션을 중심으로 비대칭이며, 각각 격자 주기의 2배 이상의 길이를 가진 다수개의 섹션들로 구성된다.The long period optical fiber grating according to the present invention has a different refractive index modulation value, the distribution of the refractive index modulation value is asymmetric about an arbitrary reference section, and is composed of a plurality of sections each having a length of at least two times the grating period. .

Description

장주기 광섬유 격자{LONG PERIOD FIBER GRATING}Long Cycle Fiber Optic Grating {LONG PERIOD FIBER GRATING}

본 발명은 광섬유 격자(optical fiber grating)에 관한 것으로서, 특히 장주기 광섬유 격자(long period grating)에 관한 것이다.FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to optical fiber gratings, and more particularly to long period gratings.

광섬유 격자를 형성하는 방법으로 대표적인 것이 광민감성 광섬유에 자외선을 조사하여 상기 광섬유의 굴절률을 변화시키는 것이다.A typical method of forming an optical fiber grating is to change the refractive index of the optical fiber by irradiating ultraviolet rays to the photosensitive optical fiber.

상기 광민감성 광섬유는 자외선이 입사되었을 때, 광섬유의 굴절률이 영구적으로, 또는 몇십 년 동안 변화된 상태를 유지한다. 초기에는 이러한 현상이 게르마늄(germanium)이 도핑(doping)된 광섬유들에 국한된 것으로 생각했지만, 현재는 게르마늄을 포함하지 않는 다양한 재질의 광섬유들에서도 이러한 현상이 발견되고 있다.The photosensitive optical fiber maintains the refractive index of the optical fiber permanently or for several decades when ultraviolet light is incident. Initially, this phenomenon was thought to be limited to germanium-doped optical fibers, but it is now found in optical fibers of various materials that do not contain germanium.

도 1은 종래의 균일한 굴절률 변조값을 가지는 장주기 광섬유 격자를 나타내는 도면이다. 도시된 장주기 광섬유 격자(112)는 전체 격자 길이(L11)에 대하여 균일한 굴절률 변조값을 갖는다. 상기 장주기 광섬유 격자(112)는 진폭 마스크(미도시)에 의해 광섬유(111)에 형성되는 그림자 무늬를 갖는다. 상기 광섬유(111)에 형성된 장주기 광섬유 격자(112)는 코아 모드(mode)로 진행하는 광신호를 클래드 모드로 전환하여 상기 광신호를 감쇠시키려는 목적으로 사용된다.1 is a view showing a long period optical fiber grating having a conventional uniform refractive index modulation value. The long period optical fiber grating 112 shown has a uniform refractive index modulation over the entire grating length L 11 . The long period optical fiber grating 112 has a shadow pattern formed on the optical fiber 111 by an amplitude mask (not shown). The long period optical fiber grating 112 formed in the optical fiber 111 is used for the purpose of attenuating the optical signal by converting the optical signal traveling in the core mode to the clad mode.

도 2는 도 1에 도시된 장주기 광섬유 격자(112)의 제작 방법을 설명하기 위한 도면이다. 상기 장주기 광섬유 격자(112)의 제작 방법은 반도체 제작 공정에서 흔히 볼 수 있는 포토리소그래피(photolithography) 공정과 유사하다. 즉, 다수의 슬릿들(slit, 114)로 구성된 진폭 마스크(amplitude mask, 113)에 자외선을 조사하여, 상기 진폭 마스크(113)의 형상을 광섬유(111)에 패터닝(patterning)하는 것이다. 이때, 상기 진폭 마스크(113)의 슬릿(114)을 통과한 자외선이 상기 광섬유(111)에 조사되어 상기 광섬유(111)의 굴절률을 변화시킨다. 이러한 과정으로, 상기 광섬유(111)에는 일정 주기(Λ11)와 길이(L11)를 가지는 장주기 광섬유 격자(112)가 형성된다. 또한, 도 2에서 상기 진폭 마스크(113)의 상부에 다수의 렌즈들로 구성된 렌즈계(미도시)를 두어, 상기 장주기 광섬유 격자(112)의 길이(L11) 및 주기(Λ11)를 변화시킬 수가 있다. 즉, 상기 진폭 마스크(15)의 형상을 확대 또는 축소하여 상기 광섬유(111)에 패터닝할 수가 있는 것이다.FIG. 2 is a diagram for describing a method of manufacturing the long period optical fiber grating 112 shown in FIG. 1. The manufacturing method of the long period optical fiber grating 112 is similar to the photolithography process commonly seen in the semiconductor manufacturing process. That is, ultraviolet rays are irradiated to an amplitude mask 113 composed of a plurality of slits 114 to pattern the shape of the amplitude mask 113 on the optical fiber 111. In this case, ultraviolet rays passing through the slit 114 of the amplitude mask 113 are irradiated onto the optical fiber 111 to change the refractive index of the optical fiber 111. In this process, a long period optical fiber grating 112 having a predetermined period Λ 11 and a length L 11 is formed in the optical fiber 111. In addition, in FIG. 2, a lens system (not shown) including a plurality of lenses is disposed on the amplitude mask 113 to change the length L 11 and the period Λ 11 of the long period optical fiber grating 112. There is a number. That is, the shape of the amplitude mask 15 can be enlarged or reduced to pattern the optical fiber 111.

도 3은 도 2에 도시된 진폭 마스크(113)를 나타내는 사시도이다. 상술한 바와 같이, 상기 진폭 마스크(113)는 도 2에 도시된 장주기 광섬유 격자(112)와 유사한 형태를 가진다. 상기 진폭 마스크(113)는 일정한 주기(Λ12)를 가지며, 일렬로 배열된 다수의 슬릿들(114)로 구성된다.3 is a perspective view of the amplitude mask 113 shown in FIG. 2. As described above, the amplitude mask 113 has a form similar to the long period optical fiber grating 112 shown in FIG. The amplitude mask 113 has a constant period Λ 12 and is composed of a plurality of slits 114 arranged in a line.

통상적으로, 상술한 장주기 광섬유 격자는 광신호 감쇠 특성을 이용하여 어븀 첨가 광섬유 증폭기(erbium doped optical fiber amplifier)의 이득을 평탄화하려는 목적으로 사용된다.In general, the above-mentioned long period optical fiber grating is used for the purpose of flattening the gain of an erbium doped optical fiber amplifier by using the optical signal attenuation characteristic.

도 4는 종래의 감쇠기를 구비한 어븀 첨가 광섬유 증폭기를 나타내는 도면이다. 도시된 어븀 첨가 광섬유 증폭기(142)는 어븀 첨가 광섬유(146) 내로 진행하는 광신호를 상기 어븀 이온의 밀도 반전(population inversion)을 이용하여 증폭시킨다. 도 4에서는 광신호의 전송 매체인 광섬유(141)와, 역행하는 광을 차단하기 위한 아이솔레이터(isolator, 143 및 149)와, 상기 광신호를 증폭시키는 어븀 첨가 광섬유(146)와, 상기 어븀 첨가 광섬유(146) 내의 어븀 이온을 여기시키기 위한 펌핑광을 출력하는 펌핑 광원(144 및 148)과, 상기 펌핌광을 상기 광섬유(141)로 결합하는 광결합기(145 및 147)로 구성된 어븀 첨가 광섬유 증폭기(142)가 도시되어 있다. 상기 어븀 첨가 광섬유 증폭기(142)의 후단에는 상기 어븀 첨가 광섬유 증폭기(142)의 파장에 따른 이득 곡선(gain curve)을 평탄화하기 위한 감쇠기(attenuator)를 두는 것이 통상적이다. 도시한 바와 같이, 9 채널(channel)의 광신호가 상기 어븀 첨가 광섬유 증폭기(142)로 입력되어 증폭된 후, 상기 어븀 첨가 광섬유 증폭기(142)에서 출력된 광신호의 채널별 파워가 일정치 않게 되는 것을 도시하고 있다. 이는, 상기 어븀 첨가 광섬유 증폭기(142)의 파장별 이득값이 하나의 값을 가지지 못한다는데 기인한다. 현재, 광통신은 파장 분할 다중 시스템(wavelength division multiplexing system)을 채택하여 다수의 채널들을 하나의 광섬유를 통하여 송신 또는 수신하고 있으며, 상기 채널들의 파장 간격은 사용 가능한 파장 대역의 제한으로 인하여 점점 좁아지고 있는 추세이다. 따라서, 상술한 바와 같이 각 채널별 파워가 일정치 않다면, 잡음 또는 채널들 간의 간섭 등으로 인하여 상기 채널로 전송되는 정보의 손실 위험이 커지게 된다. 통상적으로, 상기 증폭된 광신호의 채널별 파워를 평탄화하기 위해서, 별도의 감쇠기(150)를 사용한다. 상기 감쇠기(150)를 구성하는 장주기 광섬유 격자(151, 152 또는 153)는 중심 파장에서 피크치(peak value)를 나타내는 가우시안 함수(Gaussian-like function) 형태의 손실 곡선을 가진다. 전송되는 광신호의 사용 파장 대역이 좁은 경우에는 하나의 장주기 광섬유 격자(151, 152 또는 153)만으로도 이득 평탄화(gain flattening)를 할 수 있으나, 사용 파장 대역이 넓은 경우에는 다수의 장주기 광섬유 격자들(151, 152 및 153)을 조합하여 사용한다.4 is a view showing an erbium-doped optical fiber amplifier having a conventional attenuator. The illustrated erbium-doped fiber amplifier 142 amplifies the optical signal traveling into the erbium-doped fiber 146 using the density inversion of the erbium ions. In Fig. 4, the optical fiber 141, which is an optical signal transmission medium, isolators 143 and 149 for blocking backing light, an erbium-doped fiber 146 for amplifying the optical signal, and the erbium-doped fiber Erbium-doped optical fiber amplifiers comprising pumping light sources 144 and 148 for outputting pumping light for exciting erbium ions in 146, and optical couplers 145 and 147 for coupling the pumping light to the optical fiber 141. 142 is shown. A rear end of the erbium-doped fiber amplifier 142 is usually provided with an attenuator for flattening the gain curve according to the wavelength of the erbium-doped fiber amplifier 142. As shown, after the nine-channel optical signal is input to the erbium-doped fiber amplifier 142 and amplified, the power of each channel of the optical signal output from the erbium-doped fiber amplifier 142 is not constant. It is showing. This is because the gain value for each wavelength of the erbium-doped fiber amplifier 142 does not have a single value. Currently, optical communication adopts a wavelength division multiplexing system to transmit or receive a plurality of channels through a single fiber, and the wavelength spacing of the channels is getting narrower due to the limitation of the available wavelength band. It is a trend. Therefore, as described above, if the power of each channel is not constant, the risk of loss of information transmitted to the channel increases due to noise or interference between the channels. Typically, a separate attenuator 150 is used to planarize the power of each channel of the amplified optical signal. The long period optical fiber gratings 151, 152, or 153 constituting the attenuator 150 have a loss curve in the form of a Gaussian-like function representing a peak value at a center wavelength. In the case where the wavelength band of the optical signal to be transmitted is narrow, gain flattening may be performed using only one long-period fiber grating 151, 152, or 153. 151, 152 and 153 are used in combination.

도 5는 종래의 감쇠기를 구비한 어븀 첨가 광섬유 증폭기의 이득 곡선이 평탄화되는 과정을 설명하기 위한 도면이다. 상술한 바와 같이, 상기 어븀 첨가 광섬유 증폭기는 사용 파장 대역에서 어느 정도 평탄화된 이득 곡선을 가져야한다. 도시한 바와 같이, 사용 파장 대역이 40 ㎚에 이를 정도로 넓은 경우에 특정한 형태, 즉 가우시안 함수 형태를 가지는 하나의 손실 곡선(LPG1, LPG2 또는 LPG3)만으로 상기 어븀 첨가 광섬유 증폭기의 이득 곡선(EDFA)을 평탄화한다는 것은 거의 불가능하다. 이러한 이득 평탄화의 기본 개념은, 이득이 높은 파장에서는 손실을 많이 주고 이득이 낮은 파장에서는 손실을 적게 준다는 것이다. 따라서, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 세 개의 장주기 광섬유 격자들의 손실 곡선들(LPG1, LPG2 및 LPG3)을 중첩하여 형성되는 전체 손실 곡선(감쇠기)은 상기 어븀 첨가 광섬유 증폭기의 이득 곡선(EDFA)과 그 형태가 유사하다. 따라서, 상기 어븀 첨가 광섬유 증폭기와 세 개의 장주기 광섬유 격자들의 조합으로 형성되는 전체적인 이득 곡선(EDFA + 감쇠기)은 어느 정도 평탄해진다.FIG. 5 is a view for explaining a process of flattening a gain curve of an erbium-doped optical fiber amplifier having a conventional attenuator. As described above, the erbium-doped fiber amplifier should have a gain curve somewhat flattened in the wavelength band used. As shown, the gain curve (EDFA) of the erbium-doped fiber amplifier is obtained by using only one loss curve (LPG1, LPG2 or LPG3) having a specific shape, that is, a Gaussian function when the wavelength band used is wide enough to reach 40 nm. It is almost impossible to flatten. The basic concept of gain flattening is that the loss is higher at higher gain wavelengths and less at lower gain wavelengths. Accordingly, as shown in FIG. 5, the total loss curve (attenuator) formed by overlapping the loss curves LPG1, LPG2 and LPG3 of the three long period optical fiber gratings is the gain curve EDFA of the erbium-doped fiber amplifier. And its form is similar. Thus, the overall gain curve (EDFA + attenuator) formed by the combination of the erbium-doped fiber amplifier and the three long-period fiber gratings is somewhat flattened.

그러나, 종래에는 어븀 첨가 광섬유 증폭기의 이득 평탄화 대역이 넓었을 경우, 감쇠기로서 다수의 장주기 광섬유 격자들의 조합을 사용해야 하므로 상기 감쇠기의 집적성이 떨어진다는 문제점이 있었다. 또한, 상기 각각의 장주기 광섬유 격자의 손실 곡선의 형태가 다양하지 못하므로, 가우시안 함수와 같은 특정 형태만을 가지는 손실 곡선들의 조합으로 원하는 형태의 손실 곡선을 구현하는데에 따른 어려움이 있었다.However, in the related art, when the gain flattening band of the erbium-doped optical fiber amplifier is wide, a combination of a plurality of long-period optical fiber gratings has to be used as an attenuator. In addition, since the shape of the loss curve of each long-period fiber grating is not varied, there is a difficulty in implementing a loss curve of a desired shape by combining loss curves having only a specific shape such as a Gaussian function.

본 발명은 상기한 종래의 문제점들을 해결하기 위하여 안출한 것으로서, 본 발명의 목적은 다양한 파장별 손실 곡선을 구현할 수 있는 장주기 광섬유 격자를 제공함에 있다. 또한, 본 발명의 다른 목적은 넓은 파장 대역에 걸쳐서 적용이 가능한 장주기 광섬유 격자를 제공함에 있다.The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, an object of the present invention to provide a long-period optical fiber grating that can implement a variety of wavelength-specific loss curve. Another object of the present invention is to provide a long period optical fiber grating that can be applied over a wide wavelength band.

상기한 목적들을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 장주기 광섬유 격자는,In order to achieve the above objects, the long period optical fiber grating according to the present invention,

서로 상이한 굴절률 변조값을 가지고, 상기 굴절률 변조값의 분포가 임의의 기준 섹션을 중심으로 비대칭이며, 각각 격자 주기의 2배 이상의 길이를 가진 다수개의 섹션들로 구성된다.The refractive index modulation values are different from each other, and the distribution of the refractive index modulation values is asymmetric about any reference section, and is composed of a plurality of sections each having a length greater than two times the lattice period.

도 1은 종래의 균일한 굴절률 변조값을 가지는 장주기 광섬유 격자를 나타내는 도면,1 is a view showing a long period optical fiber grating having a conventional uniform refractive index modulation value,

도 2는 도 1에 도시된 장주기 광섬유 격자의 제작 방법을 설명하기 위한 도면,2 is a view for explaining a manufacturing method of the long period optical fiber grating shown in FIG.

도 3은 도 2에 도시된 진폭 마스크를 나타내는 사시도,3 is a perspective view showing an amplitude mask shown in FIG.

도 4는 종래의 감쇠기를 구비한 어븀 첨가 광섬유 증폭기를 나타내는 도면,4 is a view showing an erbium-doped fiber amplifier with a conventional attenuator;

도 5는 종래의 감쇠기를 구비한 어븀 첨가 광섬유 증폭기의 이득 곡선이 평탄화되는 과정을 설명하기 위한 도면,FIG. 5 is a view for explaining a process of flattening a gain curve of an erbium-doped optical fiber amplifier having a conventional attenuator. FIG.

도 6은 장주기 광섬유 격자의 길이의 변화에 따른 손실 곡선의 성장 거동을 나타내는 도면,6 is a graph showing the growth behavior of a loss curve with a change in length of a long period optical fiber grating;

도 7은 장주기 광섬유 격자의 굴절률 변조값의 변화에 따른 손실 곡선의 성장 거동을 나타내는 도면,7 is a graph illustrating the growth behavior of a loss curve with a change in refractive index modulation of a long period optical fiber grating;

도 8은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 장주기 광섬유 격자를 나타내는 도면,8 is a view showing a long period optical fiber grating according to an embodiment of the present invention;

도 9는 도 8에 도시한 장주기 광섬유 격자에 대한 파장별 투과도를 나타낸도면,FIG. 9 is a view showing transmittance for each wavelength of the long period optical fiber grating shown in FIG. 8;

도 10은 도 8에 도시된 장주기 광섬유 격자의 제작 장치를 나타내는 도면.FIG. 10 is a view showing an apparatus for manufacturing the long period optical fiber grating shown in FIG. 8. FIG.

이하에서는 첨부도면들을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능, 혹은 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 모호하지 않게 하기 위하여 생략한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described an embodiment of the present invention; In describing the present invention, detailed descriptions of related well-known functions or configurations are omitted in order not to obscure the subject matter of the present invention.

도 6은 장주기 광섬유 격자의 길이의 변화에 따른 손실 곡선의 성장 거동을 나타내는 도면이다. 서로 다른 길이의 세 개의 장주기 광섬유 격자들에 대한 손실 곡선들(L12, L13및 L14)이 도시되어 있다. 상기 세 개의 장주기 광섬유 격자들의 주기 및 굴절률 변조값은 모두 동일하며, 상기 장주기 광섬유 격자들의 길이들, L12, L13 및 L14는 (L12 < L13 < L14)의 관계가 성립한다. 도시한 바와 같이, 장주기 광섬유 격자는 그 길이가 길어질수록 중심 파장에서의 피크 손실값은 증가하고 대역폭은 감소한다. 그러나, 그 형태는 가우시안 함수의 형태를 유지한다.6 is a diagram showing the growth behavior of a loss curve with a change in the length of a long period optical fiber grating. Loss curves L12, L13 and L14 are shown for three long period fiber gratings of different lengths. The period and refractive index modulation values of the three long period optical fiber gratings are all the same, and the lengths, L12, L13 and L14 of the long period optical fiber gratings have a relationship of (L12 <L13 <L14). As shown in the figure, as the length of a long period optical fiber grating increases, the peak loss at the center wavelength increases and the bandwidth decreases. However, the form retains the form of a Gaussian function.

도 7은 장주기 광섬유 격자의 굴절률 변조값의 변화에 따른 손실 곡선의 성장 거동을 나타내는 도면이다. 상기 굴절률 변조값의 변화를 주는 방법은, 도 2에 도시된 바와 같은 제작 장치를 사용하여 장주기 광섬유 격자를 제작할 때 자외선의 조사 시간을 조정함으로써 가능하다. 즉, 자외선을 계속 조사하면서 각 시간에 따른 상기 장주기 광섬유 격자의 손실 곡선을 확인하는 것이다. 자외선의 조사 시간이 길어질수록 상기 장주기 광섬유 격자의 굴절률 변조값은 일정 한도 내에서 점점 커진다.FIG. 7 is a graph illustrating growth behavior of a loss curve according to a change in refractive index modulation of a long period optical fiber grating. The method of changing the refractive index modulation value is possible by adjusting the irradiation time of ultraviolet rays when fabricating a long period optical fiber grating using a fabrication apparatus as shown in FIG. In other words, it is to check the loss curve of the long-period fiber grating over time while continuing to irradiate ultraviolet light. The longer the irradiation time of ultraviolet rays, the larger the refractive index modulation value of the long-period fiber grating becomes within a certain limit.

도시한 바와 같이, 자외선의 조사 시간(2분, 5분, 7분, 12분 또는 14분)이길어질수록 중심 파장에서의 피크 손실값은 증가하고, 상기 중심 파장이 점차 장파장 쪽으로 이동하는 것을 알 수 있다.As shown, as the irradiation time of ultraviolet rays (2 minutes, 5 minutes, 7 minutes, 12 minutes or 14 minutes) increases, the peak loss at the center wavelength increases and the center wavelength gradually shifts toward the longer wavelength. Can be.

도 8은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 장주기 광섬유 격자를 나타내는 도면이다. 본 발명에 따른 장주기 광섬유 격자(212)는 길이 방향을 따라서, 30 개의 섹션들(S1,S2,…,SM,…,S29및 S30)로 분할되어 있다. 상기 장주기 광섬유 격자(212)의 주기(Λ21)는 전체 격자 길이에 대하여 일정하다. 또한, 상기 장주기 광섬유 격자(212)를 구성하는 섹션들(S1,S2,…,SM,…,S29및 S30)의 주기도 모두 동일하다. 반면에, 상기 30 개의 섹션들(S1,S2,…,SM,…,S29및 S30)의 굴절률 변조값들은 동일하지가 않다. 하기 표 1은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따라서, 30 개의 섹션들(S1,S2,…,SM,…,S29및 S30)로 구성된 격자 길이 44.445 mm, 주기 185.1861 ㎛의 장주기 광섬유 격자에 대하여, 각 섹션별 굴절률 변조값을 나타낸 것이다. 각 섹션(S1,S2,…,SM,…,S29또는 S30)의 길이는 1.481 mm이다.8 is a diagram illustrating a long period optical fiber grating according to an exemplary embodiment of the present invention. The long period optical fiber grating 212 according to the present invention is divided into 30 sections S 1 , S 2 ,..., S M ,..., S 29, and S 30 along the longitudinal direction. The period Λ 21 of the long period optical fiber grating 212 is constant over the entire grating length. In addition, the periods of the sections S 1 , S 2 ,..., S M ,..., S 29 and S 30 constituting the long period optical fiber grating 212 are also the same. On the other hand, the refractive index modulation values of the 30 sections S 1 , S 2 ,..., M M ..., S 29 and S 30 are not identical. Table 1 according to one preferred embodiment of the invention, the 30 sections (S 1, S 2, ... , S M, ..., S 29 and S 30) of the grating length 44.445 mm, period 185.1861 ㎛ consisting of the long For the optical fiber gratings, the refractive index modulation values for each section are shown. The length of each section S 1 , S 2 ,... S M ,..., S 29 or S 30 is 1.481 mm.

이 때, 각 섹션 번호는 상기 장주기 광섬유 격자(212)의 길이 방향을 따라서 차례대로 붙인 것이다. 상기 장주기 광섬유 격자(212)를 구성하는 각 섹션(S1,S2,…,SM,…,S29또는 S30)의 길이는 종래의 장주기 광섬유 격자의 격자 길이에 비하여 매우 작음을 알 수 있다. 표 1에서 알 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 장주기 광섬유 격자(212)는 종래와는 다르게 서로 상이한 굴절률 변조값을 가지고, 상기 굴절률 변조값의 분포가 임의의 기준 섹션을 중심으로 비대칭을 이루는 다수의 섹션들(S1,S2,…,SM,…,S29및 S30)로 구성된다.At this time, each section number is attached in order along the longitudinal direction of the said long period optical fiber grating 212. It can be seen that the lengths of the sections S 1 , S 2 ,... S M ,..., S 29 or S 30 constituting the long period optical fiber grating 212 are very small compared to the grating length of the conventional long period optical fiber grating. have. As can be seen from Table 1, the long-period optical fiber grating 212 according to the present invention has a different refractive index modulation value than the conventional one, and the distribution of the refractive index modulation values is asymmetric about an arbitrary reference section. Consists of sections S 1 , S 2 ,..., S M ,..., S 29 and S 30 .

섹션 번호Section number 굴절률 변조값Index Modulation Value 섹션 번호Section number 굴절률 변조값Index Modulation Value 1One 1.4558291.455829 1616 1.4556401.455640 22 1.4557851.455785 1717 1.4557811.455781 33 1.4549741.454974 1818 1.4557711.455771 44 1.4556291.455629 1919 1.4558821.455882 55 1.4556841.455684 2020 1.4559951.455995 66 1.4563761.456376 2121 1.4558001.455800 77 1.4554471.455447 2222 1.4557321.455732 88 1.4554871.455487 2323 1.4562941.456294 99 1.4557121.455712 2424 1.4550711.455071 1010 1.4560241.456024 2525 1.4564591.456459 1111 1.4546051.454605 2626 1.4553181.455318 1212 1.4566221.456622 2727 1.4555691.455569 1313 1.4563371.456337 2828 1.4569791.456979 1414 1.4550161.455016 2929 1.4560041.456004 1515 1.4558351.455835 3030 1.4557911.455791

도 9는 도 8에 도시한 장주기 광섬유 격자(212)에 대한 파장별 투과도를 나타낸 도면이다. 종래의 장주기 광섬유 격자는 가우시안 함수 형태의 투과도 그래프, 즉 하나의 극소값을 갖는 그래프였던 반면에, 도시된 그래프는 1535 nm 및 1557 nm 근처에서 두개의 극소값들을 가진다. 본 발명에 따른 하나의 장주기 광섬유 격자로 종래의 두 개의 격자들의 조합이 만들어냈던 파장별 투과도 곡선을 만들어낼 수가 있는 것이다. 즉, 종래의 다수 개의 장주기 광섬유 격자들의 조합으로 만들 수 있는 파장별 투과도 곡선을 본 발명에 따른 하나의 장주기 광섬유 격자로 구현할 수가 있다.FIG. 9 is a diagram illustrating wavelength-specific transmittance of the long period optical fiber grating 212 of FIG. 8. Conventional long-period fiber gratings were transmittance graphs in the form of Gaussian functions, ie, graphs with one local minimum, while the graph shown has two local minimums near 1535 nm and 1557 nm. One long-period fiber grating according to the present invention can produce a wavelength-specific transmittance curve produced by a combination of two conventional gratings. That is, a per-wavelength permeability curve that can be made by a combination of a plurality of conventional long-period fiber gratings can be implemented with one long-period fiber grating according to the present invention.

도 10은 도 8에 도시된 장주기 광섬유 격자(212)의 제작 장치를 나타내는 도면이다. 도시된 제작 장치는 도 2에 도시된 제작 장치에 슬릿(215)을 더 구비한 구조를 가진다. 즉, 진폭 마스크(215)와 광섬유(211) 사이에 위치하는 슬릿(215)이도시되어 있다. 상기 슬릿(215)은 상기 진폭 마스크(213)를 통과하여 해당 섹션(SM)이외의 부분으로 입사하는 자외선을 차단하는 역할을 한다. 또한, 상기 슬릿(215)은 각 섹션별로 설정된 굴절률 변조값을 구현하기 위해 대응되는 시간동안 각 섹션(SM)에 해당하는 위치에 정지 상태를 유지하며, 상기 정해진 시간이 흐르면 다음 섹션(SM+1)의 위치로 이동한다.FIG. 10 is a diagram illustrating an apparatus for manufacturing the long period optical fiber grating 212 shown in FIG. 8. The illustrated manufacturing apparatus has a structure further including a slit 215 in the manufacturing apparatus illustrated in FIG. 2. That is, a slit 215 is shown located between the amplitude mask 215 and the optical fiber 211. The slit 215 serves to block the ultraviolet light that passes through the amplitude mask 213 and enters a portion other than the corresponding section S M. In addition, the slit 215 maintains a stop state at a position corresponding to each section S M for a corresponding time to implement a refractive index modulation value set for each section, and when the predetermined time passes, the next section S M +1 ) to the position.

지금까지, 본 발명에 따른 장주기 광섬유 격자를 형성하기 위하여 광민감성 광섬유에 자외선을 조사하는 방법을 사용하였다. 그러나, 본 발명에 따른 장주기 광섬유 격자는 다양한 방법으로 구현될 수가 있다. 예를 들어, 광섬유의 잔여 스트레스를 이용할 수가 있다. 광섬유는 광탄성 효과로 인하여 인출 장력에 기인하는 잔여 스트레스에 의하여 상기 광섬유 코아의 굴절률이 감소하게 된다. 레이저 광을 상기 광섬유에 조사하여 상기 광섬유 코아의 잔여 스트레스를 주기적으로 일부분씩 이완시키면, 상기 조사된 광섬유 코아의 굴절률이 변화되어 광섬유 격자가 형성된다. 상기 잔여 스트레스는 열적 스트레스와 기계적 스트레스로 분류되는데, 전자는 코아와 클래드 사이의 열팽창 계수의 차이에 기인하며, 후자는 코아와 클래드의 점성도 차이에 기인한다. 이러한 잔여 스트레스는 상술한 바와 같이 레이저 광을 상기 잔여 스트레스가 존재하는 광섬유 부분에 조사하여 이완되거나, 전기 아크를 적용하여 상기 전기 아크의 열에너지가 상기 광섬유 부분에 전달되어 이완될 수 있다.Until now, a method of irradiating ultraviolet light to the photosensitive optical fiber has been used to form the long period optical fiber grating according to the present invention. However, the long period optical fiber grating according to the present invention can be implemented in various ways. For example, the residual stress of the optical fiber can be used. Due to the photoelastic effect, the optical fiber reduces the refractive index of the optical fiber core due to the residual stress due to the drawing tension. When the laser light is irradiated to the optical fiber to periodically relax the residual stress of the optical fiber core, the refractive index of the irradiated optical fiber core is changed to form an optical fiber grating. The residual stress is classified into thermal stress and mechanical stress, the former being due to the difference in coefficient of thermal expansion between core and clad, the latter being due to the difference in viscosity of core and clad. The residual stress may be relaxed by irradiating laser light to the optical fiber portion in which the residual stress exists as described above, or by applying an electric arc, thermal energy of the electric arc may be transmitted to the optical fiber portion to relax.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 장주기 광섬유 격자는 다수의 섹션들로 구성되고, 상기 섹션별 굴절률 변조값 분포를 비대칭 구조로 만듦으로써 다양한 파장별 손실 곡선을 구현할 수 있다는 이점이 있다.As described above, the long-period optical fiber grating according to the present invention is composed of a plurality of sections, and has an advantage in that various wavelength-specific loss curves can be realized by making the asymmetric structure of the refractive index modulation value distribution for each section.

Claims (8)

장주기 광섬유 격자에 있어서,Long cycle fiber optic grating, 서로 상이한 굴절률 변조값을 가지고, 상기 굴절률 변조값의 분포가 임의의 기준 섹션을 중심으로 비대칭이며, 각각 격자 주기의 2배 이상의 길이를 가진 다수개의 섹션들로 구성됨을 특징으로 하는 장주기 광섬유 격자.A long-period fiber grating having different refractive index modulation values, wherein the distribution of the refractive index modulation values is asymmetric about an arbitrary reference section, and is composed of a plurality of sections each having a length of at least two times the grating period. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 섹션들의 격자 주기들은 모두 동일한 값을 가짐을 특징으로 하는 장주기 광섬유 격자.And the grating periods of the sections all have the same value. 제1항 또는 제2항에 있어서,The method according to claim 1 or 2, 상기 섹션들의 길이들은 모두 동일한 값을 가짐을 특징으로 하는 장주기 광섬유 격자.And the lengths of the sections all have the same value. 제1항 또는 제2항에 있어서,The method according to claim 1 or 2, 상기 장주기 광섬유 격자는 광섬유의 잔여 스트레스를 주기적으로 이완시켜서 형성됨을 특징으로 하는 장주기 광섬유 격자.The long period optical fiber grating is formed by periodically relaxing the residual stress of the optical fiber. 제4항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 광섬유의 잔여 스트레스는 레이저 광이 조사되어 주기적으로 이완됨을 특징으로 하는 장주기 광섬유 격자.The remaining stress of the optical fiber is a long period optical fiber grating, characterized in that the laser light is periodically radiated. 제4항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 광섬유의 잔여 스트레스는 전기 아크를 적용하여 주기적으로 이완됨을 특징으로 하는 장주기 광섬유 격자.And the residual stress of the optical fiber is periodically relaxed by applying an electric arc. 제1항 또는 제2항에 있어서,The method according to claim 1 or 2, 상기 장주기 광섬유 격자는 진폭 마스크에 의해 선택적으로 투과된 자외선이 광민감성 광섬유에 조사되어 형성됨을 특징으로 하는 장주기 광섬유 격자.The long period optical fiber grating is formed by irradiating ultraviolet light selectively transmitted by an amplitude mask to a photosensitive optical fiber. 제7항에 있어서,The method of claim 7, wherein 상기 장주기 광섬유 격자를 구성하는 각 섹션의 굴절률 변조값의 조절은 상기 각 섹션에 대한 자외선의 조사 시간에 의해 이루어짐을 특징으로 하는 장주기 광섬유 격자.The adjustment of the refractive index modulation value of each section constituting the long period optical fiber grating is characterized in that made by the irradiation time of the ultraviolet rays to each section.
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