KR100363363B1 - Apparatus for fabricating a symmetric optical fiber grating by using a reflector - Google Patents
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Abstract
본 발명은 광섬유의 복굴절 현상을 감소시켜 편광에 의한 광섬유 격자의 피크(peak) 변화를 현저히 줄일 수 있고 그로 인한 광 손실차를 감소시킬 수 있는 반사경을 이용한 대칭형 광섬유 격자 제조 장치에 관한 것으로, 이를 위하여 본 발명은, 소정 빛을 발생하는 광원과; 광원과 평행하게 배치되며, 광원으로부터 발생되는 빛을 확대시키고 확대된 빛을 평행하게 전송하는 렌즈부와; 렌즈부로부터 전송된 빛을 집중시키고, 주기적인 이동에 의해 빛을 광섬유 둘레에 고르게 조사하는 반사경과; 반사경을 주기적으로 이동시키는 모터 구동부를 포함하는 반사경을 이용한 대칭형 광섬유 격자 제조 장치를 구현함으로서, 빛의 편광에 민감한 소자나 시스템의 전반적인 성능을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.The present invention relates to a device for manufacturing a symmetrical optical fiber grating using a reflector that can significantly reduce the peak change of the optical fiber grating due to polarization by reducing the birefringence phenomenon of the optical fiber and thereby reduce the light loss difference. The present invention is a light source for generating a predetermined light; A lens unit disposed in parallel with the light source and configured to enlarge light generated from the light source and transmit the enlarged light in parallel; A reflector for concentrating the light transmitted from the lens unit and irradiating light evenly around the optical fiber by periodic movement; By implementing a symmetric optical fiber grating manufacturing apparatus using a reflector including a motor driving unit for periodically moving the reflector, there is an effect that can improve the overall performance of the device or system sensitive to polarization of light.
Description
본 발명은 광섬유 격자 제조 장치에 관한 것으로, 보다 더 상세하게는 광섬유의 복굴절성에 따른 편광의존 손실을 최소화시킬 수 있는 반사경을 이용한 대칭형 광섬유 격자 제조 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus for manufacturing an optical fiber grating, and more particularly, to an apparatus for manufacturing a symmetric optical fiber grating using a reflector capable of minimizing polarization dependency loss due to birefringence of an optical fiber.
잘 알려진 바와 같이, 광섬유 격자는 광섬유에서 전달되는 빛에서 특정파장을 선택적으로 반사하거나 통과시키는 올 파이버(all-fiber)형 필터로서, 광특성이 우수하고 제작이 용이하여 광통신 분야에서 파장 분할 다중화(Wavelength Division Multiplexing) 전송방식의 급격한 발달과 함께 다양한 기능 소자로서 사용된다. 그리고, 최근 들어서는 10.6㎛ 파장의 CO2레이저 펄스를 집중(focusing)하여 광섬유에 직접 노출시켜 장주기 광섬유 격자를 만드는 새로운 광섬유 격자 제조 방법이 고안되어 그에 대한 활발한 연구가 진행되고 있는 추세이다.As is well known, an optical fiber grating is an all-fiber filter that selectively reflects or passes a specific wavelength in light transmitted from an optical fiber. Wavelength Division Multiplexing) Along with the rapid development of the transmission scheme, it is used as various functional elements. In recent years, a new fiber grating manufacturing method has been devised, which focuses on CO 2 laser pulses having a wavelength of 10.6 μm and directly exposes the fiber to make a long-period fiber grating.
한편, 종래의 일반적인 광섬유 격자 제조 방법을 살펴보면, 먼저 규칙적인 굴절률 변화를 만드는 위상 마스크(Phase Mask) 혹은 진폭 마스크(Amplitude Mask)를 사용하는 방법이 있다. 즉, 엑시머 레이저(Excimer Laser)와 같은 자외선 레이저의 광선을 마스크에 투과시켜 그로부터 발생하는 밝음/어두움 강도 패턴을 광섬유에 전달함으로써 광섬유 굴절률의 규칙적인 변조를 유발시켜 광섬유 격자를 제조한다.Meanwhile, referring to a conventional method for manufacturing an optical fiber grating, first, there is a method of using a phase mask or an amplitude mask that makes a regular refractive index change. That is, the optical fiber grating is manufactured by transmitting a light beam of an ultraviolet laser such as an excimer laser and transmitting a light / dark intensity pattern generated therefrom to the optical fiber to induce regular modulation of the refractive index of the optical fiber.
그러나, 이러한 종래의 일반적인 광섬유 격자 제조 방법에서는 빛이 광섬유의 한쪽 면으로만 조사되므로 위상 마스크에서 멀어질수록 굴절률 변화의 크기가 감소된다.However, in such a conventional optical fiber grating manufacturing method, since the light is irradiated only on one side of the optical fiber, the size of the refractive index change decreases away from the phase mask.
도 1은 이러한 종래의 광섬유 격자 제조 방법, 즉 레이저빔이 광섬유의 한쪽 방향으로만 조사되어 제작된 광섬유 격자에 대한 투과 곡선을 도시한 도면으로서,광섬유에 90°의 편광을 입사한 경우와 0°의 편광을 입사한 경우를 비교하였을 때 동도면에 도시된 바와 같은 형태의 광섬유 격자의 손실 피크(peak)변화가 발생하게 된다.1 is a view illustrating a transmission curve for a conventional optical fiber grating manufacturing method, ie, an optical fiber grating manufactured by irradiating a laser beam only in one direction of an optical fiber, in which 90 ° polarized light is incident on an optical fiber and 0 ° Comparing the case where the polarized light is incident to the polarization of the loss peak (peak) change of the optical fiber grating of the type as shown in the same figure occurs.
따라서, 종래의 일반적인 광섬유 제조 공정에서는 광섬유의 한쪽 방향에만 레이저를 조사하여 격자를 생성함으로써 복굴절 현상이 발생하게 되고, 그로 인해 편광에 의한 손실차가 발생되는 문제점이 있다.Therefore, in the conventional general optical fiber manufacturing process, a birefringence phenomenon occurs by generating a lattice by irradiating a laser to only one direction of the optical fiber, and thus there is a problem that a loss difference due to polarization occurs.
따라서, 본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 광섬유의 복굴절 현상을 감소시켜 편광에 의한 광섬유 격자의 피크(peak) 변화를 현저히 줄일 수 있고 그로 인한 광 손실차를 감소시킬 수 있는 반사경을 이용한 대칭형 광섬유 격자 제조 장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.Accordingly, the present invention is to solve the above problems of the prior art, by reducing the birefringence phenomenon of the optical fiber can significantly reduce the peak (peak) change of the optical fiber grating due to polarization and thereby reduce the light loss difference An object of the present invention is to provide a symmetric optical fiber grating manufacturing apparatus using a reflector.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 광섬유 격자 제조 장치에 있어서, 소정 빛을 발생하는 광원과; 광원과 평행하게 배치되며, 광원으로부터 발생되는 빛을 확대시키고 확대된 빛을 평행하게 전송하는 렌즈부와; 렌즈부로부터 전송된 빛을 집중시키고, 주기적인 이동에 의해 빛을 광섬유 둘레에 고르게 조사하는 반사경과; 반사경을 주기적으로 이동시키는 모터 구동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 반사경을 이용한 대칭형 광섬유 격자 제조 장치를 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention is an optical fiber grating manufacturing apparatus, comprising: a light source for generating a predetermined light; A lens unit disposed in parallel with the light source and configured to enlarge light generated from the light source and transmit the enlarged light in parallel; A reflector for concentrating the light transmitted from the lens unit and irradiating light evenly around the optical fiber by periodic movement; It provides a symmetric optical fiber grating manufacturing apparatus using a reflector, characterized in that it comprises a motor driving unit for periodically moving the reflector.
도 1은 종래의 일반적인 광섬유 격자 제조 방법에 의해 제조된 광섬유의 투과 곡선을 도시한 도면,1 is a view showing a transmission curve of an optical fiber manufactured by a conventional general optical fiber grating manufacturing method,
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 반사경을 이용한 대칭형 광섬유 격자 제조 장치의 구성을 도시한 블록도,Figure 2 is a block diagram showing the configuration of a symmetrical optical fiber grating manufacturing apparatus using a reflector according to a preferred embodiment of the present invention,
도 3은 본 발명에 따라 제조된 대칭형 광섬유 격자의 투과 곡선을 도시한 도면.Figure 3 shows the transmission curve of a symmetrical optical fiber grating manufactured according to the present invention.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>
5 : 레이저빔 10, 20 : 제 1 및 제 2 렌즈5: laser beam 10, 20: first and second lenses
30, 40 : 제 1 및 제 2 반사경 50 : 모터30, 40: first and second reflector 50: motor
60 : 광섬유60: optical fiber
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 반사경을 이용한 대칭형 광섬유 격자 제조 장치에 대해 상세히 설명한다.Hereinafter, an apparatus for manufacturing a symmetrical optical fiber grating using a reflector according to a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
먼저, 본 발명의 핵심 요지는 복굴절 현상을 현저히 감소시켜 편광에 따른 광섬유 격자의 손실 피크(peak) 변화를 감소시키고, 그로 인해 광섬유의 편광에 따른 손실차를 감소시킬 수 있도록 하는 것으로, 이를 위하여 본 발명에서는 종래의 광섬유 격자 제조 과정에서 광섬유의 한쪽 면에만 레이저 빔을 조사함으로 인해 발생되는 굴절률 변화를 방지하기 위해 반사경을 이용하여 레이저 광원으로부터 발생된 빛을 광섬유의 둘레에 고르게 조사하는 방법을 사용한다.First, a key aspect of the present invention is to significantly reduce the birefringence phenomenon to reduce the loss peak (peak) change of the optical fiber grating due to the polarization, and thereby to reduce the loss difference due to the polarization of the optical fiber, In the present invention, in order to prevent a change in refractive index caused by irradiating a laser beam to only one side of an optical fiber in a conventional optical fiber grating manufacturing process, a method of irradiating light generated from a laser light source evenly around the optical fiber using a reflector .
이와 관련하여, 도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 반사경을 이용한 대칭형 광섬유 격자 제조 장치의 구성을 도시한 도면으로서, 레이저 빔(5), 제 1 및 제 2 렌즈(10, 20), 제 1 및 제 2 반사경(30, 40), 모터(50), 광섬유(60)를 포함한다.In this regard, Figure 2 is a view showing the configuration of a symmetrical optical fiber grating manufacturing apparatus using a reflector according to a preferred embodiment of the present invention, the laser beam (5), the first and second lenses (10, 20), The first and second reflectors 30 and 40, the motor 50, and the optical fiber 60 are included.
도 2를 참조하여 상세히 설명하면, 레이저 빔(5)은 본 발명에 따른 광섬유 격자를 제작하기 위해 도시 생략된 광원으로부터 발생되는 빛을 의미하며, 제 1 및 제 2 렌즈(10, 20)는 이 레이저 빔(5)을 확대 및 평행하게 전송하는 기능을 수행한다. 즉, 제 1 렌즈(10)는 레이저 빔(5)을 확대시켜 제 2 렌즈(20)로 전송하고 제 2 렌즈(20)는 이 확대된 레이저 빔(5)을 평행하게 조절하여 제 1 반사경(30)으로 전송한다.2, the laser beam 5 means light generated from a light source not shown for fabricating an optical fiber grating according to the present invention, and the first and second lenses 10 and 20 refer to this. It performs the function of transmitting the laser beam 5 in an enlarged and parallel manner. That is, the first lens 10 enlarges and transmits the laser beam 5 to the second lens 20, and the second lens 20 adjusts the enlarged laser beam 5 in parallel to the first reflector ( 30).
제 1 반사경(30)은 상술한 제 2 렌즈(20)로부터 평행하게 전송된 빛을 광섬유의 위치에 대응되게 소정 각도, 예를 들어, 45°로 굴절시켜 제 2 반사경(40)으로 전송토록 한다.The first reflector 30 refracts the light transmitted in parallel from the second lens 20 to the second reflector 40 by refracting at a predetermined angle, for example, 45 °, corresponding to the position of the optical fiber. .
제 2 반사경(40)은 모터(50)에 의해 주기적으로 이동하면서 제 1 반사경(30)으로부터 입사된 빛을 집중시켜 광섬유(60) 둘레에 빛이 고르게 조사되도록 한다. 즉, 모터(50)는 제 2 반사경(40)과 연결되어 제 2 반사경(40)을 주기적으로 이동시킴으로써 제 1 반사경(30)으로 전달된 빛이 제 2 반사경(40)을 통해 광섬유(60)의 둘레에 고르게 조사될 수 있도록 한다.The second reflector 40 concentrates the light incident from the first reflector 30 while periodically moving by the motor 50 so that the light is evenly radiated around the optical fiber 60. That is, the motor 50 is connected to the second reflector 40 to periodically move the second reflector 40 so that the light transmitted to the first reflector 30 is transmitted through the second reflector 40 to the optical fiber 60. Make it evenly distributed around
한편, 도 3은 상술한 바와 같은 본 발명의 대칭형 광섬유 격자 제조 장치를 통해 제작된 광섬유 격자의 투과 곡선을 도시한 도면으로서, 상술한 바와 같은 제조 방법, 즉 광섬유의 전체 영역에 레이저 빔을 조사하여 제작된 광섬유는 동도면에 도시된 바와 같이 광섬유에 90°의 편광을 입사한 경우와 0°의 편광을 입사한 경우를 비교하였을 때 광섬유 격자의 손실 피크(peak)가 거의 발생하지 않는다는 것을 확인할 수 있다.On the other hand, Figure 3 is a view showing the transmission curve of the optical fiber grating produced by the symmetrical optical fiber grating manufacturing apparatus of the present invention as described above, by irradiating a laser beam to the entire manufacturing area of the manufacturing method, that is, as described above As shown in the drawing, it is confirmed that the loss peak of the optical fiber grating hardly occurs when comparing the case where 90 ° polarization is incident to the optical fiber and 0 ° polarization as shown in the drawing. have.
결과적으로 본 발명에 따르면, 광섬유 격자를 제작하는 과정에서 레이저 빔이 광섬유의 한쪽 면에만 조사되던 종래와는 달리 광섬유의 둘레에 고르게 조사될 수 있도록 하여 광섬유 격자의 복굴절 현상을 현저히 감소시킬 수 있게 되고, 그로 인해 광섬유의 편광에 따른 손실차를 감소시킬 수 있게 된다.As a result, according to the present invention, unlike the conventional laser beam is irradiated only on one side of the optical fiber in the process of manufacturing the optical fiber grating it can be evenly irradiated around the optical fiber to significantly reduce the birefringence phenomenon of the optical fiber grating Therefore, the loss difference due to the polarization of the optical fiber can be reduced.
이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따르면, 광섬유 격자의 복굴절 현상을 현저히 감소시켜 편광에 따른 광섬유 격자의 손실 피크(peak) 변화를 감소시키고, 그로 인해 광섬유의 편광에 따른 손실차를 감소시킬 수 있게 됨으로서, 빛의 편광에 민감한 소자나 시스템의 전반적인 성능을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.As described above, according to the present invention, by reducing the birefringence phenomenon of the optical fiber grating significantly to reduce the change in the loss peak of the optical fiber grating due to the polarization, thereby reducing the loss difference due to the polarization of the optical fiber, The effect is to improve the overall performance of devices or systems that are sensitive to polarization of light.
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