KR100324961B1 - Connecting optical fiber and its application to a fiber-optic optical waveguide - Google Patents

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Abstract

기가비트 이더넷(Gigabit Ethernet) 통신에 있어서, 단일모드 광섬유와 다중모드 광섬유 연결 부분 사이에 중공부를 가지는 접합용 광섬유를 사용함으로써 다중모드에서 신호 변형의 원인이 되는 모드 분산을 최소화하는 기술을 개시하고 있다. 개선된 화학기상증착법으로 잘 제조된 다중모드 언덕형 굴절률 광섬유라 할지라도 중심부분의 굴절률이 함몰되는 현상이 발생한다. 이 때문에, 신호가 단일모드 광섬유를 통하여 다중모드 광섬유로 전송될 때, 도파 모드들 간에는 시간지연이 일어나서 광신호가 변형되는 문제가 생긴다. 본 발명의 접합용 광섬유 및 이를 이용한 광섬유 광도파로에 의하면, 다중모드의 굴절률 중간부분을 피할 수 있기 때문에 모드들 간의 도착시간 지연으로 인한 손실을 최소화하고 신호의 대역폭을 증가시킬 수 있다.In Gigabit Ethernet communication, a technique for minimizing mode dispersion causing signal distortion in multimode by using a splicing optical fiber having a hollow portion between a single mode fiber and a multimode fiber connection part is disclosed. Even in the well-produced multimode hill-type refractive index optical fiber, the refractive index of the center portion is depressed. For this reason, when a signal is transmitted to a multimode optical fiber through a single mode optical fiber, a time delay occurs between the waveguide modes, causing a problem that the optical signal is deformed. According to the splicing optical fiber of the present invention and the optical fiber waveguide using the same, since the middle part of the refractive index of the multi-mode can be avoided, it is possible to minimize the loss due to the delay of arrival time between the modes and increase the bandwidth of the signal.

Description

접합용 광섬유 및 이를 이용한 광섬유 광도파로 {Connecting optical fiber and its application to a fiber-optic optical waveguide}Splicing optical fiber and its optical waveguide {Connecting optical fiber and its application to a fiber-optic optical waveguide}

본 발명은 광통신용 소자에 관한 것으로서, 특히 다중 모드 광섬유로 도파하는 광의 모드를 제어하여 기가비트 이더넷(Gigabit Ethernet) 통신의 대역폭을 증가시키기 위한 광섬유 광도파로 및 이에 사용되는 접합용 광섬유에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical communication device, and more particularly, to an optical fiber optical waveguide for increasing the bandwidth of Gigabit Ethernet communication by controlling a mode of light guided by a multi-mode optical fiber and a splicing optical fiber used therein.

최근에 파장 분할 다중(Wavelength Division Multiplexing; WDM)방식을 이용한 테라비트(Terabit)급의 광전송이 가능해지면서 LAN(Local Area Network)에서도 데이터양의 증가와 더불어 기가비트급의 새로운 이더넷 표준이 고려되고 있다. 그러나 현재 대부분의 LAN은 다중모드 광섬유로 구성되어 있어 기가비트의 전송을 위해서는 단일모드로 교체하거나 다중모드 내의 고차 모드(higher mode)를 제어하는 장치가 필요하게 된다. 장기적으로는 기설된 다중모드 광섬유를 단일모드 광섬유로 교체해야 하지만 경제적인 면을 고려할 때 현재로서는 바람직한 방법이 아니다.Recently, terabit-class optical transmission using wavelength division multiplexing (WDM) has been enabled, and a new gigabit-level Ethernet standard has been considered along with an increase in data amount in a local area network (LAN). However, most LANs are currently composed of multimode fiber, and thus, a gigabit transmission requires a device to replace a single mode or control a higher mode within the multimode. In the long run, the existing multimode optical fiber should be replaced with a single mode optical fiber, but it is not preferable at this time in consideration of economics.

이상적인 다중모드 언덕형 굴절률 광섬유의 경우(Graded-index multi-mode fiber), 코어의 굴절률이 그 중심에서 가장 커지며, 주변으로 진행해 감에 따라 완만하게 저하된다. 도 1은 이러한 이상적인 다중모드 언덕형 굴절률 광섬유의 빛의 도파 경로를 나타낸 단면도이다. 도 1을 참조하면, 광섬유 코어부분(10)의 굴절률은이고, 클래딩(20)의 굴절률은 n(r)=n2이다. 이때 α는 굴절률 분포계수,는 코어의 반지름, r은 코어의 중심으로부터의 거리,를 의미한다. 그리고 파장에 따른 최적치 α 값이 다르며, α가 2일 때 굴절률 모양은 포물선 형태를 나타내며, 모드 분산이 최소가 된다. 빛의 속도는 굴절률에 반비례하기 때문에 코어의 중심부를 지나는 빛(a)의 진행거리는 짧고 속도는 느리다. 이와 반대로 코어의 주변(c)을 지나는 빛은 진행거리는 길고 속도는 빨라지게 된다. 따라서 광섬유에 동시에 입사된 광은 입사각에 관계없이 출사 끝에는 거의 동시에 도달하게 된다.In the ideal graded-index multi-mode fiber, the core's index of refraction is greatest at its center and slowly degrades as it travels around. 1 is a cross-sectional view showing the waveguide path of light of such an ideal multimode hill-type refractive index optical fiber. Referring to FIG. 1, the refractive index of the optical fiber core portion 10 is And the refractive index of the cladding 20 is n (r) = n 2 . Where α is the refractive index distribution coefficient, Is the radius of the core, r is the distance from the center of the core, Means. The optimum value α is different depending on the wavelength, and when α is 2, the refractive index shape shows a parabolic shape, and the mode dispersion is minimal. Since the speed of light is inversely proportional to the refractive index, the distance of travel of light (a) through the center of the core is short and slow. On the contrary, the light passing through the periphery (c) of the core has a long traveling distance and a high speed. Therefore, light incident at the same time on the optical fiber arrives at the end of the emission almost simultaneously regardless of the incident angle.

그러나 개선된 화학기상증착법(Modified Chemical Vapor Deposition; MCVD)으로 광섬유를 제작할 경우, 다중 모드의 굴절률 중심부는 도 2에 도시된 바와 같이 함몰된 형상(dip)을 가지게 된다. 그런데 이러한 굴절률 분포에 의해서 광펄스가 단일모드 광섬유에서 다중모드 광섬유를 통하여 진행할 때 도파 모드에 따른 전송경로가 다르게 되며 도착시간차가 발생하게 된다. 이러한 현상은 각각의 광펄스가 폭이 증대되는 등의 변형이 이루어지게 되어 펄스가 서로 겹치게 된다. 결국 수신단에서 검파된 신호의 에러를 증가시킴으로써 광섬유 도파로의 정보 전송용량을 제한하게 되는 요인이 된다.However, when the optical fiber is fabricated by an improved chemical vapor deposition (MCVD), the refractive index center of the multi mode has a recessed dip as shown in FIG. 2. However, due to the refractive index distribution, when the optical pulse progresses from the single mode optical fiber to the multimode optical fiber, the transmission path is different according to the waveguide mode, and a time difference of arrival occurs. In this phenomenon, each optical pulse is deformed such that its width is increased such that the pulses overlap each other. As a result, by increasing the error of the signal detected at the receiving end, it becomes a factor that limits the information transmission capacity of the optical fiber waveguide.

따라서, 이를 해결하는 방법으로 여러 가지 방식들이 제안되어 왔다. L. 라다츠(Raddatz) 등은 다중모드 광섬유 내에서 굴절률 함몰에 따른 문제를 피하기 위한 방법인 오프셋(offset) 입사방식을 제안하였으며, 지그문트 하스(Zygmunt Haas) 등은 고차 모드를 제어하는 모드 여과(mode filtering)방식을 제안한 바 있다.Therefore, various methods have been proposed as a way to solve this problem. L. Raddatz et al. Proposed an offset incidence method to avoid the problem of refractive index depression in multimode fiber, and Zygmunt Haas et al. mode filtering method has been proposed.

오프셋 입사방식은, 송신단 측의 단일모드 광섬유와 기존 LAN망을 연결할 때, 도 3a에 도시된 바와 같이 단일모드 광섬유(30)의 코어 중심부(34)를 다중모드 광섬유(40)의 코어 중심부(44)와 어긋나게 연결하는 방식이다. 도 3a에서 설명되지 않은 참조부호 32 및 42는 각각 단일모드 광섬유(30)의 클래딩과 다중모드 광섬유(40)의 클래딩을 표시한다. 이와 같은 오프셋 입사방식을 사용하면, 다중모드 광섬유의 중간 부분의 굴절률을 벗어나게 하여 모드 분산(modal delay)을 최소화할 수 있다. 그러나 이러한 방식은 연결이 쉽지 않고, 오프셋 정도에 따라 접합부 손실 및 대역폭에 영향을 준다. 또한, 그 연결부위가 외부로부터의 기계적인 충격에 의해 쉽게 망가질 위험성이 높다는 문제점도 갖는다.The offset incidence method, when connecting the single-mode optical fiber of the transmitting end side and the existing LAN network, as shown in Figure 3a to replace the core central portion 34 of the single-mode optical fiber 30 core core 44 of the multi-mode optical fiber 40 ) Is a way to connect with. Reference numerals 32 and 42 not described in FIG. 3A denote the cladding of the single mode optical fiber 30 and the cladding of the multimode optical fiber 40, respectively. Using such an offset incidence method, it is possible to minimize the modal delay by deviating from the refractive index of the middle portion of the multimode optical fiber. However, this method is not easy to connect, and the degree of offset affects joint loss and bandwidth. In addition, there is a problem that the connection portion is easily damaged by mechanical shock from the outside.

모드 여과(Mode filtering)방식은, 도 3b에 도시한 바와 같이 광섬유들을 단일모드 광섬유-다중모드 광섬유-단일모드 광섬유 순서로 연결하는 구조에 의해 구현된다. 빛이 단일모드 광섬유(30)에서 다중모드 광섬유(40)로 입사할 때 제한된 저차 모드들(lower order modes)을 다중모드 광섬유(40)에 입사시키고 수신단에서 제한된 모드들을 회복시키는 방법이다. 모드 여과방법을 이용하면 대역폭×거리가증가하는 장점이 있으나, 다중모드 광섬유의 굴절률 함몰에 의한 모드 분산(modal dispersion)을 여전히 해결하지 못한다.The mode filtering method is implemented by a structure in which optical fibers are connected in a single mode fiber-multimode fiber-single-mode fiber order as shown in FIG. 3B. When light enters the multimode optical fiber 40 from the single mode optical fiber 30, a method of injecting limited lower order modes into the multimode optical fiber 40 and recovering the restricted modes at the receiving end. The mode filtering method has an advantage of increasing the bandwidth × distance, but still does not solve the modal dispersion due to the refractive index depression of the multimode optical fiber.

따라서, 본 발명의 기술적 과제는 단일 모드 광섬유와 다중 모드 광섬유를 연결함에 있어서 발생하는 접합손실을 최대한 줄이면서 최대의 입사 파워가 상기 다중 모드 광섬유로 전달되어 대역폭을 증가시킬 수 있도록 하는 광섬유 광도파로 및 이에 사용되는 접합용 광섬유를 제공하는 것이다.Accordingly, an object of the present invention is to provide an optical optical waveguide for maximally reducing the splicing loss generated when connecting a single mode optical fiber and a multimode optical fiber to transmit the maximum incident power to the multimode optical fiber to increase the bandwidth. It is to provide a splicing optical fiber used for this.

도 1은 이상적인 다중모드 언덕형 굴절률 광섬유의 빛의 도파 경로를 나타낸 단면도;1 is a cross-sectional view of a waveguide path of light of an ideal multimode hill-type refractive index fiber;

도 2는 개선된 화학기상증착법(MCVD)으로 제조된 다중모드 언덕형 굴절률 광섬유의 굴절률 구조를 나타낸 단면도;FIG. 2 is a cross-sectional view showing the refractive index structure of a multimode hill-type refractive index optical fiber manufactured by improved chemical vapor deposition (MCVD); FIG.

도 3a는 다중모드 광섬유 내에서의 굴절률 함몰에 따른 문제를 피하여 다중모드 광섬유 연결의 대역폭을 증가시키는 종래기술의 광입사방식을 설명하기 위한 도면;FIG. 3A illustrates a prior art light incidence scheme that increases the bandwidth of a multimode fiber connection by avoiding the problem of refractive index depression within the multimode fiber; FIG.

도 3b는 모드의 선택적인 여과(filtering)를 통하여, 모드분산을 감소시키고 대역폭을 증가시키는 종래기술의 다른 광입사방식을 설명하기 위한 도면;FIG. 3B is a view for explaining another prior art light incidence scheme of reducing mode dispersion and increasing bandwidth through selective filtering of modes; FIG.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 광섬유 광도파로 및 이에 사용되는 접합용 광섬유를 함께 나타낸 단면도;4 is a cross-sectional view showing an optical fiber waveguide and a bonding optical fiber used therein according to an embodiment of the present invention;

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 접합용 광섬유의 개방 단부에서의 굴절률 분포도를 나타낸 그래프;5 is a graph showing the refractive index distribution at the open end of the optical fiber for bonding according to an embodiment of the present invention;

도 6a는 본 발명의 실시예에 따른 접합용 광섬유의 정규화된 단일모드(HE11) 강도분포를 나타낸 도면;6A illustrates a normalized single mode (HE 11 ) intensity distribution of a splicing optical fiber in accordance with an embodiment of the present invention;

도 6b는 다중모드 광섬유의 굴절률 함몰부를 피하기 위한 접합용 광섬유의 구멍 반경과 강도분포를 나타낸 그래프;Fig. 6B is a graph showing the hole radius and the intensity distribution of the splicing optical fiber to avoid the refractive index depression of the multimode optical fiber;

도 7은 본 발명의 실시예에 따른 광도파로의 적용례를 나타낸 개략도이다.7 is a schematic view showing an application example of an optical waveguide according to an embodiment of the present invention.

상기한 기술적 과제를 해결하기 위해 본 발명의 접합용 광섬유는, 단일 모드 광섬유와 다중 모드 광섬유 사이에 삽입되어 이들을 연결함으로써 광 도파로를 형성하는 용도로 사용되는데, 상기 접합용 광섬유의 코어는, 그 일단이 폐쇄되는 동시에 그 타단이 개방된 중공부를 가지는 것을 특징으로 한다.In order to solve the above technical problem, the splicing optical fiber of the present invention is used to form an optical waveguide by being inserted between a single mode optical fiber and a multimode optical fiber and connecting them, and the core of the splicing optical fiber has one end thereof. It is characterized in that it has a hollow portion that is closed and the other end is open at the same time.

한편, 상기한 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 광섬유 광도파로는, 자신의 일단에서 타단으로 갈수록 점차 줄어드는 직경의 코어를 가지는 단일 모드 광섬유와; 상기 단일 모드 광섬유의 타단에 연결되는 접합용 광섬유로서, 상기 접합용 광섬유의 코어가, 상기 단일 모드 광섬유와 연결되는 단부쪽은 폐쇄되는 동시에 그 반대쪽은 개방되는 중공부를 가지는 접합용 광섬유와; 상기 접합용 광섬유의 반대쪽과 연결되는 다중 모드 광섬유를 구비하는 것을 특징으로 한다.On the other hand, the optical fiber optical waveguide of the present invention for solving the above technical problem, single-mode optical fiber having a core of the diameter gradually decreases from one end to the other end; A splicing optical fiber connected to the other end of the single mode optical fiber, the splicing optical fiber having a hollow portion in which a core of the splicing optical fiber is closed at an end portion thereof connected to the single mode optical fiber and at an opposite side thereof; And a multi-mode optical fiber connected to the opposite side of the splicing optical fiber.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 설명한다.Hereinafter, with reference to the drawings will be described a preferred embodiment of the present invention.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 광섬유 광도파로를 나타낸 단면도이다. 도시의 편의를 위해, 본 발명의 실시예에 따른 접합용 광섬유도 도 4를 통해 함께 설명하기로 한다. 도 4를 참조하면, 서로 연결될 단일모드 광섬유(400), 접합용 광섬유(410) 및 다중 모드 광섬유(420)가 일렬로 배열되어 있다. 접합용 광섬유(410)는 단일모드 조건을 만족하도록 단일모드 광섬유(400) 쪽으로 갈수록 코어(414)와 클래딩(412)의 직경들이 모두 점차 작아진다. 단일모드 광섬유(400)의 코어(404)와 클래딩(402)도 연결될 접합용 광섬유(410)의 단부에 맞게 그 크기가 조절된 후 접합용 광섬유(410)에 연결된다. 한편, 접합용 광섬유(410)의 코어(414)는 그 축방향으로 대칭인 원추형 중공부를 가지는데, 이 중공부는 단일 모드 광섬유(400) 쪽으로 갈수록 그 내경이 줄어들어 단일 모드 광섬유(400)에 연결되는 접합용 광섬유(410)의 코어(414) 단부는 폐쇄되어 있으나, 그 반대편의 코어 단부는 개방되어 있다. 결과적으로, 접합용 광섬유(410)의 개방된 코어 단부를 접합용 광섬유(410)의 축방향에서 본다면 링모양이 관찰된다. 접합용 광섬유(410)를 다중 모드 광섬유(420)와 연결하였을 때 최대의 파워가 전달될 수 있도록 접합용 광섬유(410)의 클래딩(412) 및 코어(414) 크기가 조절된다. 이 때, 접합용 광섬유(410)의 링모양의 코어 두께는, 클래딩으로의 손실이 적을 뿐 아니라 링모양의 코어에서 단일모드 출력을 내어 다중모드로 입사시 최대의 파워가 입사할 수 있도록, 조절되어야 한다.4 is a cross-sectional view showing an optical fiber optical waveguide according to an embodiment of the present invention. For convenience of illustration, the optical fiber for bonding according to the embodiment of the present invention will also be described with reference to FIG. 4. Referring to FIG. 4, the single mode optical fiber 400, the splicing optical fiber 410, and the multi mode optical fiber 420 to be connected to each other are arranged in a line. The splicing optical fiber 410 gradually decreases in diameter of both the core 414 and the cladding 412 toward the single mode optical fiber 400 to satisfy the single mode condition. The core 404 and the cladding 402 of the single mode optical fiber 400 are also sized to fit the ends of the splicing optical fiber 410 to be connected and then connected to the splicing optical fiber 410. On the other hand, the core 414 of the splicing optical fiber 410 has a conical hollow portion axially symmetrical, the hollow portion thereof is reduced toward the single mode optical fiber 400 is connected to the single mode optical fiber 400 The end of the core 414 of the splicing optical fiber 410 is closed, but the core end opposite thereto is open. As a result, a ring shape is observed if the open core end of the bonding optical fiber 410 is viewed from the axial direction of the bonding optical fiber 410. When the bonding optical fiber 410 is connected to the multi-mode optical fiber 420, the cladding 412 and the core 414 of the bonding optical fiber 410 is adjusted so that maximum power can be transmitted. At this time, the ring-shaped core thickness of the splicing optical fiber 410 is adjusted so that not only the loss to the cladding but also the single-mode output from the ring-shaped core allows maximum power to be incident when entering the multi-mode. Should be.

접합용 광섬유의 중공부가 도 4에 나타낸 바와 같이 원추형상을 갖도록 하였을 때, 접합용 광섬유의 개방 단부에서의 굴절률 분포도를 도 5에 나타내었다. 도 5에서, 구멍 반경을 a, 클래딩 반경을 b, 개방 단부에서의 코어 두께를 c로 각각 나타내었으며, n1(=1)은 중공부의 굴절률, n2(=1.462)는 코어의 굴절률, n3(=1.457)은 클래딩의 굴절률을 각각 나타낸다. 접합용 광섬유의 구멍 반경 a를 증가시키면 상대적으로 코어 두께 c가 줄어들게 되는데, 이 때문에 링모양의 코어에서의 강도 분포가 클래딩 영역으로 많이 퍼지게 되어 다중모드 광섬유로 입사시 일부 파워는 외부로 빠져나간다. 접합용 광섬유의 구멍 반경 a가 0이 될 때까지, 즉 코어와 클래딩으로 구성된 일반 광섬유일 때까지, 코어의 반경을 변화시키면서 최적의 반경 값을 찾는다. 단일모드 출력을 내기 위해서는 정규화 주파수 (Normalized frequency: V-number)가 단일모드 조건(V<2.405)을 만족해야 한다. 그런데 이러한 조건으로 접합용 광섬유를 만들면 다중모드 광섬유의 굴절률 함몰현상을 피할 수가 없다. 따라서 정규화 주파수는 단일모드 조건보다 약간 크게 하고, 즉 V가 3.3∼3.5 내의 값을 갖게 하고, 끝부분을 가늘게 하여 단일모드 광섬유와 연결한다. 이때 코어와 클래딩의 상대적인 굴절률의 차이, Δ는 일반 단일모드 조건으로 한다.When the hollow part of the bonding optical fiber is made to have a conical shape as shown in FIG. 4, the refractive index distribution figure in the open end of the bonding optical fiber is shown in FIG. In Fig. 5, the hole radius is a, the cladding radius is b and the core thickness at the open end is c, respectively, where n1 (= 1) is the refractive index of the hollow portion, n2 (= 1.462) is the refractive index of the core, n3 (= 1.457) represents the refractive index of the cladding, respectively. Increasing the hole radius a of the splicing optical fiber decreases the core thickness c relatively, which causes the intensity distribution in the ring-shaped core to spread to the cladding region so that some power is dissipated outward when entering the multimode optical fiber. The optimum radius value is found while varying the radius of the core until the hole radius a of the splicing optical fiber becomes zero, i.e., a normal optical fiber composed of the core and the cladding. In order to produce a single mode output, the normalized frequency (V-number) must satisfy the single mode condition (V <2.405). However, when the optical fiber for bonding is made under these conditions, the refractive index depression of the multimode optical fiber cannot be avoided. Therefore, the normalization frequency is slightly larger than the single mode condition, that is, V is within 3.3 to 3.5, and the tip is tapered to connect with the single mode fiber. In this case, the difference between the relative refractive indices of the core and the cladding, Δ is a general single mode condition.

도 6a는 본 발명의 실시예에 따른 접합용 광섬유의 정규화된 단일모드(HE11) 강도분포를 나타낸 도면이다. 일반적으로 단일모드의 강도분포는 원형이나 중공부를 가지는 접합용 광섬유를 지나면서 링모양의 강도분포를 나타냄을 볼 수 있다. 따라서, 중공부를 가지는 접합용 광섬유를 이용하여 모드 제어도 할 수 있음을 알수 있다.FIG. 6A illustrates a normalized single mode (HE 11 ) intensity distribution of a splicing optical fiber according to an embodiment of the present invention. FIG. In general, the intensity distribution in a single mode can be seen to exhibit a ring-shaped intensity distribution passing through a splicing optical fiber having a circular or hollow portion. Therefore, it can be seen that mode control can also be performed by using an optical fiber for bonding having a hollow portion.

도 6b는 다중모드 광섬유의 굴절률 함몰부를 피하기 위한 접합용 광섬유의 구멍 반경과 강도분포를 나타낸 그래프이다. 도 6b의 아래부분에는 다중모드 광섬유의 굴절률을, 위부분에는 접합용 광섬유의 구멍 반경과 강도분포를 각각 나타내었으며, 중공부를 가지는 접합용 광섬유의 구멍 반경 a가, 3.4인 경우를 실선으로, 3.7인 경우를 긴 점선으로, 4인 경우를 짧은 점선으로, 4.3인 경우를 일점쇄선으로, 4.5인 경우를 이점쇄선으로 각각 나타내었다. 도 6b를 참조하면, 중공부를 가지는 접합용 광섬유의 구멍 반경이 대략 3.4㎛∼4.5㎛에서 단일모드 출력이 나타나며, 구멍 반경의 크기가 3.4∼3.7㎛가 되었을 때 최대 강도가 입사됨을 알 수 있다.6B is a graph showing the hole radius and the intensity distribution of the splicing optical fiber to avoid the refractive index depression of the multimode optical fiber. The lower part of FIG. 6B shows the refractive index of the multimode optical fiber, and the upper part shows the hole radius and the intensity distribution of the splicing optical fiber. The hole radius a of the splicing optical fiber having the hollow part is 3.4, and the solid line is 3.7. The case of is shown by the long dotted line, the case of 4 by the short dotted line, the case of 4.3 by the dashed-dotted line, and the case of 4.5 by the double-dotted line. Referring to FIG. 6B, it can be seen that a single mode output occurs when the hole radius of the bonding optical fiber having the hollow portion is approximately 3.4 μm to 4.5 μm, and the maximum intensity is incident when the size of the hole radius is 3.4 to 3.7 μm.

도 7은 본 발명의 실시예에 따른 광도파로의 적용례를 나타낸 개략도이다. 도 7을 참조하면, 기가비트 이더넷 통신 네트워크에서, 단일모드 광섬유(702), 접합용 광섬유(702) 및 다중 모드 광섬유(704)로 이루어진 본 발명의 광도파로(700)가 전송부인 레이저(710)에서 나온 빛을 수신부인 광검출기(photodetector; 720)로 전송하는 방식으로 적용됨을 알 수 있다.7 is a schematic view showing an application example of an optical waveguide according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 7, in a Gigabit Ethernet communication network, the optical waveguide 700 of the present invention, which includes a single mode optical fiber 702, a splicing optical fiber 702, and a multi mode optical fiber 704, is used in a laser 710 having a transmission unit. It can be seen that the applied light is transmitted to a photodetector 720 which is a receiver.

본 발명에 따르면, 광섬유의 단일 모드 광섬유와 다중 모드 광섬유 사이에 중공부를 가지는 접합용 광섬유를 연결함으로써 개선된 화학기상 증착법으로 광섬유를 제조할 때 나타나는 다중모드의 굴절률 함몰현상을 피하고 모드 분산을 줄일수 있다. 따라서, 기가비트 이더넷 통신에서 전송용량을 증가시킬 수 있다.According to the present invention, by connecting the splicing optical fiber having a hollow portion between the single-mode optical fiber and the multi-mode optical fiber of the optical fiber to avoid the multi-mode refractive index depression phenomenon when manufacturing the optical fiber by improved chemical vapor deposition method can reduce the mode dispersion have. Thus, transmission capacity can be increased in Gigabit Ethernet communication.

Claims (13)

단일 모드 광섬유와 다중 모드 광섬유 사이에 삽입되어 이들을 연결함으로써 광 도파로를 형성하는 접합용 광섬유에 있어서,A splicing optical fiber inserted between a single mode optical fiber and a multimode optical fiber to form an optical waveguide by connecting them, 상기 접합용 광섬유의 코어가, 그 자신의 일단은 폐쇄하는 동시에 그 타단은 개방하는 중공부를 가지는 것을 특징으로 하는 접합용 광섬유.A splicing optical fiber, wherein the core of the splicing optical fiber has a hollow portion at which one end thereof is closed and the other end thereof is opened. 제1항에 있어서, 상기 타단 쪽으로 갈수록 상기 코어의 외경이 점차 더 커지는 것을 특징으로 하는 접합용 광섬유.The splicing optical fiber of claim 1, wherein an outer diameter of the core is gradually increased toward the other end. 제2항에 있어서, 상기 중공부가 상기 접합용 광섬유의 축을 따라서 대칭으로 형성된 것을 특징으로 하는 접합용 광섬유.The splicing optical fiber according to claim 2, wherein the hollow part is formed symmetrically along an axis of the splicing optical fiber. 제3항에 있어서, 상기 중공부가 원추형상으로 이루어진 것을 특징으로 하는 접합용 광섬유.4. The splicing optical fiber according to claim 3, wherein the hollow portion has a conical shape. 제2항에 있어서, 상기 타단 쪽으로 갈수록 상기 접합용 광섬유의 클래딩 직경이 점차 더 커지는 것을 특징으로 하는 접합용 광섬유.The splicing optical fiber of claim 2, wherein a cladding diameter of the splicing optical fiber is gradually increased toward the other end. 제1항에 있어서, 상기 접합용 광섬유의 정규화 주파수가 3.3∼3.5 내의 값을가지는 것을 특징으로 하는 접합용 광섬유.The splicing optical fiber according to claim 1, wherein a normalization frequency of the splicing optical fiber has a value within 3.3 to 3.5. 자신의 일단에서 타단으로 갈수록 점차 줄어드는 직경의 코어를 가지는 단일 모드 광섬유와;A single mode optical fiber having a core having a diameter gradually decreasing from one end to the other end thereof; 상기 단일 모드 광섬유의 타단에 연결되는 접합용 광섬유로서, 상기 접합용 광섬유의 코어가, 상기 단일 모드 광섬유와 연결되는 단부쪽은 폐쇄되는 동시에 그 반대쪽은 개방되는 중공부를 가지는 접합용 광섬유와;A splicing optical fiber connected to the other end of the single mode optical fiber, the splicing optical fiber having a hollow portion in which a core of the splicing optical fiber is closed at an end portion thereof connected to the single mode optical fiber and at an opposite side thereof; 상기 접합용 광섬유의 반대쪽과 연결되는 다중 모드 광섬유;A multimode optical fiber connected to the opposite side of the splicing optical fiber; 를 구비하는 광섬유 광도파로.Optical fiber waveguide having a. 제7항에 있어서, 상기 단일 모드 광섬유의 클래딩 직경이 그 일단에서 타단으로 갈수록 점차 감소하는 것을 특징으로 하는 광섬유 광도파로.8. The optical fiber waveguide of claim 7, wherein the cladding diameter of the single mode optical fiber gradually decreases from one end to the other end. 제7항에 있어서, 상기 접합용 광섬유의 코어 외경이 상기 접합용 광섬유의 반대쪽으로 갈수록 점차 더 커지는 것을 특징으로 하는 광섬유 광도파로.The optical fiber waveguide according to claim 7, wherein the core outer diameter of the splicing optical fiber is gradually larger toward the opposite side of the splicing optical fiber. 제9항에 있어서, 상기 중공부가 상기 접합용 광섬유의 축을 따라서 대칭으로 형성된 것을 특징으로 하는 광섬유 광도파로.10. The optical fiber optical waveguide according to claim 9, wherein the hollow part is formed symmetrically along an axis of the splicing optical fiber. 제10항에 있어서, 상기 중공부가 원추형상으로 이루어진 것을 특징으로 하는광섬유 광도파로.The optical fiber optical waveguide according to claim 10, wherein the hollow portion has a conical shape. 제9항에 있어서, 상기 접합용 광섬유의 클래딩 외경이 상기 접합용 광섬유의 반대쪽으로 갈수록 점차 더 커지는 것을 특징으로 하는 광섬유 광도파로.10. The optical fiber waveguide of claim 9, wherein the cladding outer diameter of the splicing optical fiber is gradually larger toward the opposite side of the splicing optical fiber. 제7항에 있어서, 상기 접합용 광섬유의 정규화 주파수가 3.3∼3.5 내의 값을 가지는 것을 특징으로 하는 접합용 광섬유.8. The splicing optical fiber according to claim 7, wherein a normalization frequency of the splicing optical fiber has a value within 3.3 to 3.5.
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