KR100351218B1 - 복사선유도굴절율변화를이용한광소자,복사선유도굴절율변화를이용한광소자제조방법및광소자안정화방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 복사선 유도 굴절율 변화를 이용한 안정된 광소자 제조방법에 관한 것이다. 복사선 유도 굴절율 변화의 열적 감쇠간의 관계와 가속 숙성 (accelerated aging)에 의한 안정화를 이룰 수 있는 메커니즘에 대한 발견에 따라 이루어진 것이다. 특히, 유도 굴절율 변화는 1/(1+At^α)에 비례하여 감쇠하며, 이 감쇠는 열처리에 의해 가속될 수 있다. 여기서 A 와 α 는 온도의 함수이다. 그 결과, 임의의 시간과 온도에서의 감쇠량이 판정될 수 있으며, 소정의 한계 내에서 안정된 광소자를 제조하는데 있어 적절한 열처리를 계획할 수가 있다.

Description

복사선 유도 굴절율 변화를 이용한 광소자, 복사선 유도 굴절율 변화를 이용한 광소자 제조방법 및 광소자 안정화 방법{Method for making stable optical devices employing radiation-induced index changes}

(기술 분야)

본 발명은 광소자(optical device)들에 관한 것으로, 특히 유리 매질의 굴절율의 복사선 유도 변화(radiation induced change)를 이용한 광소자들에 관한 것이다.

(발명의 배경)

게르마늄 도핑된 실리케이트, 감마선 조사(irradiated) 실리케이트, 유로퓸 (europium) 도핑된 유리와 같은, 특정 유리들에 고강도 복사선을 조사하면, 그 조사된 부분의 굴절율이 변한다는 사실이 알려져 있다. 이러한 현상은 다양한 광소자들에 적용되고 있다. 예를 들면, 자외선의 간섭 비임들을 광 파이버들에서 브래그 위상 격자(Bragg Phase grating)들을 유도시키는데 이용되어 왔으며, 이러한 uv 유도 격자들은 파이버 레이저들, 광 필터(optical filter)들, 분극 변환기 (polarization converter)들, 모드 변환기(mode converter)들 및 파이버 센서들에 이용되어 왔었다. 또한, 이러한 현상은 앞으로 광 메모리 제조에도 적용될 수 있을것이다.

그러나 이러한 복사선 유도 굴절율 변화를 이용하는 소자를 널리 이용하는데 있어서의 문제점은 이 소자를 장기간 사용할 때의 신뢰성에 대해 알려진 바가 별로 없다는 것이다. 복사선 유도 굴절율 변화는 시간에 따라 감소한다고 알려져 있다. 그러나 임의의 시간 또는 임의의 온도에서의 감쇠량을 정확히 예측하지는 못하고 있다. 해저 케이블용의 파이버 레이저들과 같은 특정 응용분야에서는 장기간 동안 높은 내구성이 요구된다. 또 어떤 분야에서는 환경적 스트레스 속에서도 아주 높은 온도에서 작동가능한 소자가 요구된다. 따라서, 확실한 신뢰감을 주는 소자들을 개발할 필요가 있게 된다.

(발명의 요약)

본 발명은 복사선 유도 굴절율 변화들을 나타내는 열감쇠(thermal decay)간의 관계와 가속 숙성(accelerated aging)으로 안정화를 이루게 하는 메커니즘에 대한 발견에 기초하고 있다. 실험에 의하면, 복사선 유도 굴절율 변화는 1/(1+At^α)에 비례하여 감쇠하며, 여기서 A와 α 는온도의 함수들이다. 이 감쇠는 열처리에 의해 가속될 수 있다. 이 결과, 임의의 시간과 온도에서의 감쇠량을 결정할 수 있으며, 중요한 것은 소정 한계 내에서 안정된 소자를 제조하는데 적절한 열처리를 계획할 수 있다는 것이다.

(상세한 설명)

본 발명에 대한 상세한 설명은 4부분들로 나뉘어진다. 제 I 부에서는 uv 유도 굴절율 변화, 특히 안정된 광소자 레이저를 이용한 전형적인 소자를 제조하는데 본 발명에 따른 방법을 적용한 것을 정성적(qualitatively)으로 설명한다. 제 II 부에서는 본 발명의 정량적인 면을 설명한다. 제 III 부에서는 본 발명의 기초가 되는 것으로 믿어지는 방사 유도 굴절율 변화의 이론적인 물리적 모델을 설명한다. 제 IV 부에서는 이러한 물리적 모델로부터 제 II 부의 실험 결과와 일치하는 소자 안정화에 대한 정량적 모델을 도출해낸다.

제 I 부.본 발명의 방법(정성적 설명)

도면을 참조하면, 제 1 도는 uv 유도 굴절율 변화를 갖는 안정된 광소자 제조와 관련된 단계들의 블럭도이다. 제 1 도의 블럭 A에 도시된 바와 같이, 첫 번째 단계에서는 게르마늄 도핑 실리케이트와 같은 uv 반응 유리체를 준비한다. 바람직하게는, 유리체는 의도한 동작을 위해 필요한 다른 도펀트들을 포함할 수 있다. 예컨대, 광 파이버 레이저 제조용의 유리체로는, 14 몰(mole)% 게르마늄과 600ppm 에르븀(erbium)과 함께 도핑되고, 또 농도-담금질(concentration-quenching) 효과를 최소화하기 위해 알루미늄이 함께 도핑된 실리 케이트 코어(silicate core)를 가진 종래의 클래드(clad) 광 파이버가 될 수 있다. 오버클래딩(overcladding) 공정을 거친 후에, 그 파이버는 당업계에 잘 알려진 기술에 따라서 880nm 의 차단(cut off) 파장에 대응하는 2.6㎛ 코어 지름으로 드로잉 가공된다.

제 1 도의 블럭 B 에 도시된 후속 단계에서는 유리체의 일부를 자외선에 노출시켜 그 노출된 부분의 굴절율을 변화시킨다. 노출 정도는 노출 시간에 따라, 또는 위상 마스크나 간섭 비임들을 이용하여 공간적으로 조절될 수 있다. 예컨대, 유리체를 자외선의 간섭 비임에 노출시킴으로써 하나 이상의 브래그 위상 격자를 유리체 내에 생기게 할 수 있다. 고강도 간섭 uv 레이저 비임은 국부 비임 강도의 변화에 직접 관련된 국부 굴절율 변화를 일으킨다. 따라서 이 간섭 비임들은 간섭 피크들간의 간격에 해당하는 간격을 가진 굴절율 변화 패턴을 생성한다. 이들 주기적인 변화들은 입사광에 대한 브래그 격자로서 기능할 수 있다.

파이버의 측면에서 2개의 비임들의 자외선(242nm)을 간섭시킴으로써 전술한 유리 파이버의 코어에 테스트 격자들이 형성되었다. 자외선은 30Hz의 반복 속도로 15ns 펄스들을 발생시키는 XeF 엑시머(excimer) 레이저에 의해 펌프된(pumped) 색소 레이저(dye laser)의 주파수를 배가시킴으로써 발생되었다. 간섭 비임들은 거의 가우시안 시간 평균 프로파일을 가진 6mm 내지 50 ㎛의 스폿 크기로 파이버에 촛점이 맞추어졌다. 평균 전력은 15 내지 20mW 였고, 파이버는 격자가 90% 의 피크 반사율에 도달할 때까지 노출되었다(통상적인 노출 시간은 30 초 내지 60 초임). 피크 uv 유도 굴절율 변화는 2 ×10^-4로 평가되었다.

제 1 도의 블럭 C에 도시된 후속 단계에서는 노출된 유리체를 어닐링 온도 T_an에서 어닐링 시간 t_an동안 가열하여 광소자가 유도된 굴절율 변화에서 단지 δn_op의 손실만으로 동작 온도 T_op에서 시간 t_op동안 동작되도록 한다. 유도 굴절율의 감쇠량 △n이 1/(1+At^α)에 비례하고 광소자가 가속 숙성을 잘 따르기 때문에 광 소자를 항상 규정 조건을 만족시킬 수 있는 상태로 숙성시키는 것이 가능하다. 이러한 사실은 1/(1+At^α)에 비례하는 곡선을 도시한 제 3 도를 참조하면 알 수 있다. 실험 데이타는 초기 유도된 격자 강도의 98% 내지 35% 의 유도 굴절율 범위에 대해서 취한 것이다. 제 3 도에서 알 수 있는 것과 같이, 단위 시간당 감쇠량은 시간 증가에 따라 감소한다. 그리고 온도 T_an> T_op을 이용하여 숙성이 가속될 수 있으므로, 시간 t_an≪ t_op, 즉, t_an이 t_op의 10% 또 그보다 상당히 작을 때 필요한 숙성을 행할 수 있다. 적절한 어닐링 시간들과 온도들을 계산하는 알고리즘에 대해서는 아래의 제 II 부에서 설명하고, 그 관찰된 동작을 설명하는 물리적 모델에 대해서는 제 III 부에서 설명한다. 본질적으로, 광소자는 t₁과 t₁+ t_op사이의 감쇠가 요구되는 오차보다 작게 되도록 제 3 도 곡선상의 t₁점에서 열처리된다.

제 II 부.본 발명의 방법(정량적인 면)

본 발명자들은 동작 온도 T_op에서 생기는 유리체의 uv 유도 굴절율 변화 △n_i가 1/(1+At^α)에 따라서 감쇠할 것임을 알았다. 여기서 A 는 T_op의 함수인 감쇠 계수이고, α는 또한 T_op의 함수인 감쇠 상수이다. 본 발명자들은 이 감쇠 모델을 이용하여 당업자가 동작 온도 T_op에서 소정 기간 t_op동안 광소자를 소정의 굴절율 변화 δn_op이내로 유지시킬 예비적 열처리 과정을 정할 수 있음을 깨달았다.

이와 같은 열처리를 정할 수 있는 것은 T_op에서 정규화된 uv 유도 굴절율 변화의 감쇠를 시간의 함수로서 나타낸 그래프인 제 3 도로부터 이해될 수 있다. t₁이 장치가 작동하기 시작하는 시간이면, 이 때 t₁+ t_op는 소자가 예정된 동작 수명을 다하는 때이다. △n_op를 t₁에서의 유도된 굴절율 변화라고 하면, 장치의 동작 수명동안 굴절율이 δn_op이하로 감소하기 위해서는 t₁+ t_op에서 △n 이 n_op- δn_op이상이어야 한다.

t₁이 소자 처리에 있어서 비현실적으로 긴 기간이지만, 본원 발명자들은 가속 숙성이 가능함을 알았다. 즉, t_an≪ t₁의 짧은 기간 동안 T_an> T_op의 높은 온도에서 소자를 처리함으로써 소자 안정성을 보장하는 동일한 효과를 달성할 수 있음을 알았다.

uv 유도 굴절율 변화를 이용한 광소자의 설계자들이 부딪치게되는 문제는 "온도 T_op에서 적어도 t_op동안 광소자를 사용할 수 있기 위해서는 광소자를 어떻게 처리할 것인가? 로서 묘사될 수 있다. 광소자는 uv 유도 굴절율 변화가 t_op동안 δ n_op이상으로 감쇠되지 않을 것을 요한다. 특히, 원하는 결과를 얻기 위한 어닐링 시간들 t_an과 어닐링 온도들 T_an의 범위는 어느 정도인가?"하는 점이다.

특정 유리에 대한 이들 값들을 구하기 위해서는, 적어도 2 가지 온도들, 예컨대 T₁과 T₂에 대한 실험적인 감쇠 곡선들을 도시하고, 관찰된 곡선들을 △n/(1+At^α) 형태로 맞추기 위해 종래의 곡선 맞춤 기법(curve fitting techniques)으로 α₁, α₂및 A₁및 A₂를 계산해야 한다. 변수들 A 와 α 을 신속히 측정하기 위해서는 감쇠 예상 동작 온도 T_op보다 더 큰 T₁과 T₂를 선택하는 것이 좋다. T_op에서 대응 변수들은 아래의 관계식들로부터 쉽게 계산될 수 있다.

해석적으로, t₁은 다음 등식을 풀음으로써 구해진다.

t₁이 계산되면, 제 3 도의 t₁에서 소자의 감쇠와 동일함 감쇠가 생기도록 가속 숙성 조건을 정할 수가 있다. 특히, 다음 식을 푸는 T_an, t_an의 임의의 조합을 이용할 수 있다.

특히, 어닐링 시간 ≥t_an인 동안에 어닐링 온도 ≥T_an를 이용할 수 있다.

t_an동안 T_an에서 광소자를 열처리를 하고 나면, 광소자가 마치 기간 t₁동안 T_op에서 작동했었던 것처럼 제 3 도 곡선과 동일한 상태가 된다. 기간 t_op동안 온도 T_op에서의 광소자의 동작은 곡선 상에 도시된 약간의 잔류 감쇠만이 생기게 할 것이다.

본 발명의 교시를 uv 유도 격자들을 갖춘 에르븀 광 파이버 레이저의 특정예에 적용하면, 이와 같은 레이저들은 여러해 동안 점검없이 사용할 수 있어야 한다고 하는 경제적인 면을 고려해야 할 해저 케이블에서 단일 모드 레이저들로서 이용될 수 있다. 이러한 레이저는 uv 유도 굴절율이 7% 정도만 감소하므로 단일 모드에서 케이블 시스템에 심각한 결과를 주는 다중 모드로 전환될 수 있다.

제 4 도는 300K 에서 100 년 감쇠와 동일한 양만큼 전형적인 레이저의 유리를 숙성시키기 위해 여러 온도들에서 요구되는 시간을 도시한 것이다. 이와 같은 숙성 후에는 300K 에서 다음의 100 년 동안의 굴절율 감소는 1% 미만일 것이다.

이러한 예측들을 검사하기 위해서, 파이버 레이저를 120 ℃ 에서 48 시간동안 어닐링 처리한 다음, 1800 시간이상 동안 100 ℃ 에서 (50 년 동안 65 ℃ 와 같음) 단일 모드로 작동시켜 보았다. 그 결과 이 기간동안 레이저는 2 가지 모드 동작이나 모드 호핑(hopping)의 징후를 보이지 않았다.

제 3 부. uv 유도 굴절율 변화의 물리적 모델

본 발명에 필요한 것은 아니지만, 본 발명자들은 uv 반응 유리에서 전자들은 uv 광에 의해서 감광 결함(photosensitive defects)으로부터 여기된다고 믿고 있다. 그 다음, 이렇게 여기된 전자들은 하나의 트랩(trap) 레벨이 아닌 연속 분포된 에너지 상태들로 트랩된다. 이 연속 상태로부터 열적 여기(thermal excitation)를 통한 이탈율(detrapping rate)은 여기 온도와 트랩 상태의 깊이에 달려 있다. 트랩들로부터의 열적 해방 (thermal release) 시에, 전자들은 uv 여기 이전에 점유했던 원래 깊이의 레벨을 다시 점유한다.

트랩 후의 시간 t 에서, 분포 상태들은 경계 에너지 Ed 에 의해서 2 그룹으로 분할된다. 첫 번째 그룹은 E < Ed 인 경우로서 E = 0 이상의 도전 상태들로서 열적 평형상태에 있다. 제 2 그룹은 E > Ed 인 경우로서 시간 t 에 의해 열적으로 여기되기에는 너무 깊다.

유도 굴절율 변화의 값과 각각에 관련된 유일한 경계 에너지 Ed 가 있다. 소량의 유도 굴절율 변화를 제거하는 것은 Ed 보다 작은 에너지를 가진 트랩들을 열적으로 소모시키고 Ed 보다 큰 에너지를 가진 트랩들을 변동없이 남겨두는 것과에 해당한다.

온도를 조절함으로써, 굴절율 변화 감쇠율을 조절할 수 있다. 또한, 임의의 소정 온도에서의 감쇠 진행은 시간이 지남에 따라 훨씬 느려지게 된다. 따라서 가속 숙성은 온도를 증가시킴으로써 빠른 감쇠를 유도하고, 추가의 감쇠가 충분히 느려지는 지점까지 감쇠 과정이 진행하게 되면 온도를 감소시키는 단계를 포함하고 있다. 따라서, 어닐링 처리하고, 광소자의 동작 수명을 상당한 양만큼 감쇠시킬 수 있는 불안정한 트랩 상태들을 제거하고, 정해진 소자 수명동안 굴절율 변화를 느리게 감소시킬 수 있는 안정된 트랩 상태들을 갖도록 하여, 광소자를 안정화시킬 수가 있다.

제 4 부.소자 안정화를 위한 정량적 모델의 의미

이 모델은 독립적인 활성 에너지들의 분포에 의해서 감쇠가 조절될 때마다 적용될 수 있는 소자 안정화를 위한 일반적인 과정을 제공한다. 활성 에너지 E 에 의한 활성 과정(activated process)은 어떤 값exp(-E/kT)에서 일어난다. 여기서 T 는 온도, k 는 볼츠만 상수이다. 주파수는 보통 매우 빠르며, 원자적 과정(atomic process)에서 10¹⁰∼10¹⁶sec^-1범위에 있다. 따라서 (그 값이 1/t과 같은) 경계 에너지 E_d는 간단히 E_d= kTLn(t)이다. 이 과정의 기본은 점유된 트랩들의남아 있는 트랩 수가 초기에 E < E_d에서 생긴 트랩 수와 동일하며, 따라서 E_d에만 의존하고, 그 E_d를 발생시키는 T 와 t 의 특정 결합에는 무관하다는 것이다.

그 과정은 다음과 같다.

(1) 2 가지 온도들, 즉 T₁과 T₂에서 소자의 대표 시료에 대해서 실험적인 감쇠가 정해진다. 측정된 감쇠들은 충분한 기간동안 지속되어야 하며 △n(t)의 값을 공통으로 갖는 온도에 충분히 가까워야 한다.

(2) 2 개의 감쇠들간에 공통적인 △n_ref값을 선택한다. 감쇠는 E_d에만 관련되므로, T₁에서 감쇠가 △n_ref에 도달하는 시간 t₁과 T₂에서 감쇠에 대한 대응 시간 t₂는 kT₁Ln(t₁) = kT₂Ln(t₂)로 관련된다. 따라서값은 다음 식에 의해 결정된다.

(3) 이러한값에서, 모든 감쇠 데이타는 동일한 함수 종속성 △n = f(E_d)에 따라야 한다. 여기서 E_d= kTLn (t)이다. 이 주장의 정확성은 △n 의 다른 값들이나 다른 온도들에서 데이타를 비교함으로써 입증될 수 있다.

(4) 그 수명동안 어닐링 처리되지 않은 소자의 감쇠는 에너지 E_op= kT_opLn (t_op)에서 △n = f(E_op)로부터 결정될 수 있다. 대개 실험에 의한 수명보다 훨씬더 긴 수명을 원하므로, 이러한 예측에 대한 데이타는 보통 더 짧은 시간과 대응하는 더 높은 온도들에서의 데이터로부터 나올 것이다.

(5) 온도 T_an에서 시간 t_an동안의 가속 숙성은 온도 T_op에서 동등한 어닐링 시간 t_eq에 의해서 표현될 수 있다. t_eq는 kT_anLn(t_an)=kT_opLn(t_oq), 또는 t_eq=t_an(t_an)^{(Tan - Top)/Top}을 만족한다. t_an≫ ^-1이므로 T_an이 T_op이상으로 약간만 증가해도 t_eq는 매우 길어진다. 그 다음, 다음식과 같이 되도록 어닐링 조건이 선택되어야 한다.

요약

따라서 유리체 내의 자외선 유도 굴절율 변화들을 이용한 광소자는, (1) 예상된 동작 시간동안 예상된 동작 온도에서의 추가의 숙성이 특정 레벨 이상으로 유도 굴절율 변화의 감쇠가 생기지 않게 하는 상태에 광소자를 두는데 필요한 숙성량을 결정하는 단계 및, (2) 그 결정된 상태에 두기 위해 충분한 시간동안 동작 온도 보다 높은 온도에서 동작시키기 전에 광소자를 예비 어닐링 처리하는 단계에 의해서 특정 레벨 이상으로의 감쇠에 대해서 안정화될 수 있다.

특히, 유도 굴절율 변화들의 감쇠가 동작 기간에 걸쳐 δn_op이하이면서 동작 기간 t_op동안 최대 동작 온도 T_op에서 동작하도록 광소자가 설계되면, 그 광소자는, (1) 유리체를 준비하는 단계와, (2) 굴절율 변화를 유도하기 위해 유리체를 자외선에 노출시키는 단계와, (3) T_op에서 유리체 내의 유도 굴절율 변화의 특성 감쇠 곡선을 결정하는 단계와, (4) t_op의 경과에 따라서 δn 이하의 감쇠를 생기게 하는 감쇠 곡선 상의 점 P 를 결정하는 단계 및, (5) 감쇠 곡선 상의 점 P와 같은 t_an< t_op인 어닐링 시간동안 T_an> T_op인 어닐링 온도에서 유리체를 가열하는 단계에 의해서 제조될 수 있다.

본 발명자들은 이러한 광소자들에 대한 특성 감쇠 곡선이 임의의 δn_op> 0 에 대해서 점 P 가 구해질 수 있는 곡선임을 알았으며, 또한 광소자들에서의 감쇠 메커니즘은 고온을 이용하여 숙성이 가속될 수 있음을 알았다.

특히, T_op에 대한 특성 감쇠 곡선은 2 가지 온도들 T₁> T_op및 T₂> T_op에서의 특성 감쇠 곡선들로부터 신속히 결정될 수 있다. 또한 T_op에 대해서, △n_i는 1/(1+A_opt^αop)에 비례하며, 여기서,

더 일반적으로는, 지금까지 설명된 물리적 모델에 따라서, 독립된 활성 에너지의 분포에 의해 감쇠가 조절되는 매질 내에서의 유도 굴절율 변화 △n 을 이용한광소자는 f[kT_opLn(t_eq)]-f[kT_opLn((t_eq+t_op))]≤δn_op이 되도록 시간 t_an동안 온도 T_an에서 광소자를 어닐링함으로써 특정 레벨 δn_op을 넘는 감쇠에 대해서 t_op동안 T_op에서의 동작이 안정화될 수 있다.

본 발명에 따른 방법은 광 파이버 레이저들과 같은 UV 유도 브래그 격자들을 포함하는 소자들에 특히 유용하다.

제 1 도는 안정한 uv 유도(uv-induced) 굴절율 변화를 갖는 광소자 제조단계들의 블럭도.

제 2 도는 uv 유도 굴절율 변화를 이용하고 광 파이버 레이저를 포함하는 전형적인 광소자의 개략도.

제 3 도는 uv 유도 굴절율 변화의 감쇠를 시간함수로 나타낸 그래프.

제 4 도는 전형적인 유리를 숙성시키는데 필요한 다양한 온도들에서의 시간을 도시한 그래프.

Claims (15)

1. 유도 굴절율 변화들의 감쇠가 동작 기간에 걸쳐 δn_op이하이면서 동작 기간 t_op동안 최대 동작 온도 T_op에서 동작하도록 설계된, 복사선 유도 굴절율 변화들을 이용한 광소자를 제조하기 위한 방법에 있어서,

   유리체(a body of glass)를 준비하는 단계와,

   상기 굴절율 변화들을 유도하기 위해 상기 유리를 복사선에 노출시키는 단계와,

   T_op에서 상기 유리의 상기 유도 굴절율 변화의 특성 감쇠 곡선을 결정하는 단계와,

   t_op의 경과에 따라서 δn_op이하의 감쇠를 생기게 하는 상기 감쇠 곡선 상의 점 P를 결정하는 단계와,

   상기 감쇠 곡선 상의 점 P 에서 얻어진 감쇠와 동일한 감쇠가 얻어지도록 어닐링 시간 t_an< t_op인 동안에 어닐링 온도 T_an> T_op에서 상기 유리를 가열하는 단계를 포함하는, 복사선 유도 굴절율 변화들을 이용한 광소자 제조방법.
2. 제 1 항에 있어서,

   T_op에서의 상기 특성 감쇠 곡선이 적어도 2가지 온도 T₁> T_op및 T₂> T_op에대한 상기 유리의 특성 감쇠 곡선들로부터 결정되는, 복사선 유도 굴절율 변화들을 이용한 광소자 제조방법.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 복사선에 노출시키는 단계는 자외선 광에 노출시키는 단계를 포함하는, 복사선 유도 굴절율 변화들을 이용한 광소자 제조방법.
4. 제 2 항에 있어서,

   각각의 온도 T_i에서의 상기 감쇠 곡선은 1/(1+A_it^αi)에 비례하는, 복사선 유도 굴절율 변화들을 이용한 광소자 제조방법.
5. 유리체에서의 복사선 유도 굴절율 변화들을 이용한 광소자를 특정 레벨 이상의 감쇠에 반대하여 안정화시키기 위한 방법에 있어서,

   예상된 동작 시간동안 예상된 동작 온도에서의 추가의 숙성(aging)이 상기 특정 레벨 이상으로 상기 유도 굴절율 변화들의 감쇠를 생기지 않게 하는 상태에 상기 광소자를 두는데 필요한 숙성량을 결정하는 단계 및;

   상기 동작 온도보다 높은 온도에서 동작시키기 전에 상기 광소자를 상기 상태에 두기 위해 충분한 시간동안 상기 광소자를 예비 어닐링 처리하는 단계를 포함하는, 복사선 유도 굴절율 변화들을 이용한 광소자 안정화 방법.
6. 제 1 항 또는 2 항 또는 3 항 또는 4 항 또는 5 항에 있어서,

   상기 유리체는 게르마노실리케이트(germanosilicate) 유리체를 포함하는, 복사선 유도 굴절율 변화들을 이용한 광소자 안정화 방법.
7. 제 1 항 또는 2 항 또는 3 항 또는 4 항 또는 5 항에 있어서,

   상기 유도 굴절율 변화들은 브래그 격자(Bragg grating)를 포함하는, 복사선 유도 굴절율 변화들을 이용한 광소자 안정화 방법.
8. 제 1 항 또는 2 항 또는 3 항 또는 4 항 또는 5 항에 있어서,

   상기 광소자는 광 파이버(optical fiber) 레이저를 포함하는, 복사선 유도 굴절율 변화들을 이용한 광소자 안정화 방법.
9. 제 1 항 또는 2 항 또는 3 항 또는 4 항 또는 5 항에 있어서,

   상기 광소자는 광 필터(optical filter)를 포함하는, 복사선 유도 굴절율 변화들을 이용한 광소자 안정화 방법.
10. 매질에서의 복사선 유도 굴절율 변화 △n 을 이용하여 광소자를 특정 레벨 δn_op이상의 감쇠에 대해서 안정화시키기 위한 방법으로, 상기 감쇠는 독립적인 활성 에너지 분포에 의해 지배되고, 상기 광소자는 기간 t_op동안 최대 동작 온도 T_op에서 동작하도록 설계된, 상기 광소자를 특정 레벨 δn_op이상의 감쇠에 반대하여 안정화시키기 위한 방법에 있어서,

    i) T₁, T₂는 2 개의 다른 온도이고, t₁, t₂는 공통값 △n_ref까지 감쇠시키기 위해 T₁, T₂에서의 감쇠 곡선들에 대해 각각 필요한 시간들이며,

    iv) f(E)는 △n 또는 E = kTLn(t)의 종속 함수인 경우에,

    f[kT_opLn(t_eq)]-f[kT_opLn((t_eq+t_op))]≤δn_op가 되도록 시간 t_op동안 온도 T_op에서 상기 광소자를 어닐링 처리하는 단계를 포함하는, 복사선 유도 굴절율 변화들을 이용한 광소자 안정화 방법.
11. 제 10 항에 있어서,

    상기 광소자는 유리체를 포함하는, 복사선 유도 굴절율 변화들을 이용한 광소자 안정화 방법.
12. 제 1 항의 방법에 의해 제조된 복사선 유도 굴절율 변화들을 이용한 광소자.
13. 제 2 항의 방법에 의해 제조된 복사선 유도 굴절율 변화들을 이용한 광소자.
14. 제 3 항의 방법에 의해 제조된 복사선 유도 굴절율 변화들을 이용한 광소자.
15. 제 4 항의 방법에 의해 제조된 복사선 유도 굴절율 변화들을 이용한 광소자.