KR100369542B1

KR100369542B1 - 광섬유형 소자의 기판 및 이를 이용한 광섬유형 소자

Info

Publication number: KR100369542B1
Application number: KR10-2001-0001237A
Authority: KR
Inventors: 이용태; 이성원; 김덕현; 김동근; 신양수; 박철희; 신동선; 설운학
Original assignee: 우리로광통신주식회사
Priority date: 2001-01-10
Filing date: 2001-01-10
Publication date: 2003-01-30
Also published as: KR20020060276A

Abstract

기판의 구조를 개선하여 연신ㆍ융착된 광섬유를 접착제로 기판에 고정할 때 접착제가 기판의 내측으로 유입되지 않도록 한 광섬유형 소자의 기판 및 이를 이용한 광섬유형 소자가 개시된다. 상기 광섬유형 소자의 기판 및 이를 이용한 광섬유형 소자는, 수용홈의 양단부측이 외측으로 하향 경사지게 마련되므로 접착제가 경사면의 내측으로 유입되지 못한다. 이로인해, 접착제에 의하여 덮히지 않아야 할 피복이 제거된 광섬유의 부위가 접착제로 덮히는 현상이 방지되어 원하는 특성을 가진 광섬유형 소자를 정확하게 단시간에 생산할 수 있다. 즉, 제조시간이 단축되고 공정의 안정성이 확보된다. 그리고, 접착제의 형상이 외측에서 부드러운 원형형태를 유지하게 되므로, 자외선을 접착제로 이용하여 수분의 침투를 막는 후속의 공정을 손쉽게 수행 할 수 있다.

Description

광섬유형 소자의 기판 및 이를 이용한 광섬유형 소자 {BOARD FOR OPTICAL FIBER TYPE DEVICE AND OPTICLA FIBER TYPE DEVICE USING THE SAME}

본 발명은 기판의 구조를 개선하여 연신ㆍ융착된 광섬유를 접착제로 기판에 고정할 때, 접착제가 기판의 내측으로 유입되지 않도록 한 광섬유형 소자의 기판및 이를 이용한 광섬유형 소자에 관한 것이다.

광섬유형 소자는 기판과 연신ㆍ융착되어 기판에 고정되는 광섬유로 구성되는데, 광섬유의 적절한 광학적 결합을 이용하여 여러가지 형태의 장치로 제조할 수 있다. 이러한 광섬유형 소자로는 광을 절반으로 분배해 주는 광섬유분배기, 선로의 감시 및 제어용으로 사용되는 Taped 광분배기 및 파장다중화 소자(WDM : Wavelength Division Multiplexers) 등이 있다. 이러한 광섬유형 소자는 광통신에 많이 사용된다.

종래의 광섬유형 소자의 기판 및 연신ㆍ융착된 광섬유를 기판에 고정하는 방법을 도 1 및 도 2를 참조하여 설명한다. 도 1은 종래 기판의 사시도이고, 도 2는 종래 기판에 연신ㆍ융착된 광섬유가 고정된 것을 보인 단면도이다.

도시된 바와 같이, 튜브형태의 석영으로 제조되며 V형상의 수용홈(11a)이 길이방향으로 형성된 기판(11)이 마련된다. 수용홈(11a)에는 광섬유(13)가 수용되고, 수용홈(11a)의 양단부측에 위치된 광섬유(13)의 부위는 열경화성 에폭시와 같은 접착제(15)에 의하여 기판(11)에 고정된다.

연신ㆍ융착된 광섬유(13)가 기판(11)에 고정되는 공정을 설명한다.

동일한 열팽창계수를 가지는 기판(11)과 광섬유(13)를 마련한다. 그후, 융착하고자 하는 두 개의 광섬유(13)의 비닐재의 피복(13b)을 각각 벗기고, 피복(13b)이 제거된 광섬유의 부위(13a)를 상호 꼬아서 정열한다. 그리고, 상호 꼬인 광섬유의 부위(13a)를 고순도의 수소불꽃으로 녹이면서 광섬유(13)를 양쪽에서 끌어당겨 연신한다. 그러면, 두가닥의 광섬유의 중앙부위는 상호 연신ㆍ융착(13c)되면서 적절한 광결합 특성에 의하여 원하는 광섬유형 소자가 제조된다.

그후, 연신ㆍ융착된 광섬유(13)를 기판(11)의 수용홈(11a) 위에 띄워두고, 기판(11)의 양단부측에 액체상태인 열경화 에폭시와 같은 접착제(15)를 떨어뜨린 다음 히터(17)로 가열한다. 그러면, 접착제(15)가 경화되고, 이로인해 안정되게 패키징된 광섬유형 소자가 얻어진다. 이때, 피복이 제거된 부위(13a) 및 상호 연신ㆍ융착된 부위(13c)는 직접 광이 도파되는 코어의 역할을 하게 되고, 공기층이 클래드의 역할을 하게 된다. 그후, 열수축 튜브(미도시)로 기판(11)을 감싸서 자외선 에폭시를 이용하여 수분의 침투를 막고, 마지막으로 외부 충격에 대한 안정성 확보를 위하여 스테인레스튜브(미도시) 내에 상기 열수축 튜브를 넣어서 실리콘 수지를 충진한다.

일반적인 광섬유형 소자의 광섬유는 피복이 제거된 부위(13a) 및 연신ㆍ융착된 부위(13c)가 공기층으로 싸여 있어야 한다.

그런데, 상기와 같이 제조된 종래의 광섬유형 소자는 피복이 제거된 부위(13a) 및 연신ㆍ융착된 부위(13c)로 열경화 접착제가 흘러들어가서 소자의 특성변화를 일으키기 때문에 제품의 불량율이 높은 단점이 있다. 상세히 설명하면, 액체상태인 열경화성 접착제(15)를 기판(11)의 양단부측에 떨어뜨린 후, 히터(17)로 가열하여 경화시킬 때, 접착제(15)가 미처 경화되지 못한 상태에서 기판(11)의 내측으로 유동하게 된다. 그러면, 공기층으로 싸여 있어야만 할 피복이 제거된 부위(13a) 및 연신ㆍ융착된 부위(13c)가 접착제(15)에 의하여, 도 2의 13d와 같이 감싸이게 되므로 광섬유형 소자의 특성이 변하게 되는 단점이 있다.

그리고, 이와 같은 공정의 어려움으로 인하여 제조시간이 많이 소요되는 단점이 있다.

상기와 같은 단점을 해소하기 위하여 히터(17)로 접착제(15)를 빨리 가열하여 경화시키는 방법이 제안되었으나, 이 방법의 경우에는 접착제의 경화과정에서 기포가 많이 발생하게 된다. 그런데, 기포는 열적 특성변화에 취약하여 결국은 광섬유형 소자의 특성변화가 초래되는 문제점이 있다.

본 발명은 상기의 단점을 해소하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 기판의 구조를 개선하여 접착제가 기판의 내측으로 유입되는 것을 방지할 수 있는 광섬유형 소자의 기판 및 이를 이용한 광섬유형 소자를 제공함에 있다.

도 1은 종래 기판의 사시도.

도 2는 종래 기판에 연신ㆍ융착된 광섬유가 고정된 것을 보인 단면도.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판의 사시도.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판에 광섬유가 연신ㆍ융착되어 지지된 것을 보인 사시도.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판에 연신ㆍ융착된 광섬유를 고정하는 공정을 보인 도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

50 : 기판 60 : 광섬유

70 : 접착제 80 : 히터

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 광섬유형 소자의 기판은, 광섬유를 수용하는 수용홈이 길이방향으로 형성된 기판에 있어서,

상기 기판의 양단부측의 수용홈의 저면은 내측이 외측 보다 높은 경사면으로 형성되고, 중앙부측의 수용홈의 저면은 편평하게 형성된다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 광섬유형 소자는, 수용홈이 길이방향으로 형성된 기판과, 중앙부측은 피복이 제거된 후 상호 꼬여서 연신ㆍ융착되어 상기 수용홈의 중앙부측에 위치되고 양단부측은 피복에 감싸여 상기 수용홈의 양단부측에 위치되는 다수의 광섬유와, 상기 기판의 양단부측에 경화되어 상기 광섬유의 피복부위를 상기 기판에 고정시키는 접착제를 구비하는 광섬유형 소자에 있어서,

상기 기판의 양단부측의 수용홈의 저면은 내측이 외측 보다 높은 경사면으로 형성되고, 상기 기판의 중앙부측의 수용홈의 저면은 편평하게 형성되며, 상기 광섬유의 피복과 피복이 제거된 부위의 경계면은 상기 수용홈의 경사면과 평면의 경계면을 기준으로 상기 경사면측에 위치되고, 상기 접착제는 상기 경사면에만 융착된다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 광섬유형 소자의 기판 및 이를 이용한 광섬유형 소자를 상세히 설명한다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판의 사시도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판에 연신ㆍ융착된 광섬유가 지지된 것을 보인 사시도이다.

도시된 바와 같이, 튜브형상이며 석영으로 제조된 기판(50)이 마련된다. 기판(50)에는 대략 V형상을 이루는 수용홈(51)이 길이방향으로 형성되는데, 수용홈(51)의 저면(57)은 소정의 폭을 가진다. 수용홈(51)에는 광섬유(60)가 안치되는데, 이때, 기판(50)과 광섬유(60)는 동일한 열팽창계수를 가지는 것으로 마련된다.

본 실시예에 따른 기판(50)의 수용홈(51)의 양단부측 저면은 내측이 외측 보다 높은 경사면(53)으로 마련되고, 중앙부측 저면은 편평한 평면(55)으로 마련된다. 수용홈(51)의 양단부측 저면을 경사면(53)으로 형성한 것은 광섬유(60)를 기판(50)에 고정시키는 에폭시와 같은 열경화성 접착제(70)가 수용홈(51)의 내측으로 유입되는 것을 방지하기 위함이다.

상세히 설명하면, 수용홈(51)의 평면(55) 부위에 비닐재의 피복(63)이 제거된 부위(61)가 위치될 수 있도록 피복(63)을 제거한 광섬유(60)를 두 개 이상 마련한다. 그리고, 피복이 제거된 부위(61)를 상호 꼬아서 연신ㆍ융착(65)한 후, 접착제(70)를 이용하여 광섬유(60)의 피복(63) 부위를 수용홈(51)에 고정한다. 이때, 접착제(70)가 경사면(53)을 넘어서 평면(55)측으로 유동되는 것을 방지하기 위하여 경사면(53)을 형성한 것이다. 그리고, 경사면(53)의 각도(Φ)는 5°∼30°로 형성하는 것이 바람직하고, 피복이 제거된 부위(61)와 피복(63)의 경계면은 수용홈(51)의 경사면(53)과 평면(55)의 경계면을 기준으로 경사면(53)측에 위치된다. 또한, 접착제(70)는 경사면(53)에만 떨어뜨려서 경화시킨다.

상기와 같은 광섬유형 소자를 제조하는 방법을 도 5를 참조하여 설명한다. 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판에 연신ㆍ융착된 광섬유를 고정하는 공정을 보인 도이다.

기판(50)과 동일한 열팽창계수를 가지는 두 개의 광섬유(60)의 피복(63)을 약 10∼30mm 정도 각각 제거하고, 피복이 제거된 부위(61)를 상호 꼬아서 정열한다. 그리고, 피복이 제거된 부위(61)를 고순도의 수소불꽃으로 녹이면서 광섬유(60)를 양쪽에서 끌어당겨서 연신ㆍ융착(63)하여 원하는 특성을 얻는다. 이때, 연신길이는 5∼20mm 정도로 하는 것이 바람직하다. 또한, 광섬유(60)의 피복(63)이 제거된 부위(61)와 피복(63)의 경계면이 경사면(53)에 위치될 수 있도록 상기의 피복 제거공정과 연신공정을 적절하게 수행한다.

이후, 단계(S10)에서는 피복(63)과 피복이 제거된 부위(61) 및 상호 꼬여서연신ㆍ융착된 부위(65)를 가지는 광섬유(60)를 기판(50)의 수용홈(51) 위에 띄워놓고, 열경화성 접착제(70)를 경사면(53)에 떨어뜨린다(S20). 그러면, 가열되기 전의 접착제(70)는 액체상태이므로 유동하게 되는데, 접착제(70)가 경사면(53)에 떨어져 있으므로 접착제(70)는 기판(50)의 외측으로만 유동하게 된다(S30). 접착제(70)를 경사면(53)에 떨어뜨림과 동시에 히터(80)로 접착제(70)를 천천히 가열하는데, 그러면 접착제(70)가 경화되면서 광섬유(60)를 기판(50)에 고정시키고(S40), 광섬유(60)의 피복이 제거된 부위(61) 및 연신ㆍ융착된 부위(65)는 공기층이 클래드의 역할을 하게 된다.

다음에는, 열수축 튜브(미도시)로 기판(50)을 감싸서 자외선 에폭시를 이용하여 수분의 침투를 막고, 마지막으로 상기 열수축 튜브를 스테인레스튜브(미도시)에 넣어서 실리콘을 주입하여 외부 충격에 대한 안정성을 확보한다.

이상에서 설명하듯이, 본 발명에 따른 광섬유형 소자의 기판 및 이를 이용한 광섬유형 소자는, 수용홈의 양단부측이 외측으로 하향 경사지게 마련되므로 접착제가 경사면의 내측으로 유입되지 못한다. 이로인해, 접착제에 의하여 덮히지 않아야 할 피복이 제거된 광섬유의 부위가 접착제로 덮히는 현상이 방지되어 원하는 특성을 가진 광섬유형 소자를 정확하게 단시간에 생산할 수 있다. 즉, 제조시간이 단축되고 공정의 안정성이 확보된다.

그리고, 접착제의 형상이 외측에서 부드러운 원형형태를 유지하게 되므로, 자외선을 접착제로 이용하여 수분의 침투를 막는 후속의 공정을 손쉽게 수행 할 수있다.

이상에서는, 본 발명의 일 실시 예에 따라 본 발명을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 본 발명을 변경 및 변형한 것도 본 발명에 속함은 당연하다.

Claims

광섬유를 수용하는 수용홈이 길이방향으로 형성된 기판에 있어서,

상기 기판의 양단부측의 수용홈의 저면은 내측이 외측 보다 높은 경사면으로 형성되고, 중앙부측의 수용홈의 저면은 편평하게 형성된 것을 특징으로 하는 광섬유형 소자의 기판.
제 1 항에 있어서,

상기 경사면의 각도는 5°∼30°인 것을 특징으로 하는 광섬유형 소자의 기판.
수용홈이 길이방향으로 형성된 기판과, 중앙부측은 피복이 제거된 후 상호 꼬여서 연신ㆍ융착되어 상기 수용홈의 중앙부측에 위치되고 양단부측은 피복에 감싸여 상기 수용홈의 양단부측에 위치되는 다수의 광섬유와, 상기 기판의 양단부측에 경화되어 상기 광섬유의 피복부위를 상기 기판에 고정시키는 접착제를 구비하는 광섬유형 소자에 있어서,

상기 기판의 양단부측의 수용홈의 저면은 내측이 외측 보다 높은 경사면으로 형성되고, 상기 기판의 중앙부측의 수용홈의 저면은 편평하게 형성되며, 상기 광섬유의 피복과 피복이 제거된 부위의 경계면은 상기 수용홈의 경사면과 평면의 경계면을 기준으로 상기 경사면측에 위치되고, 상기 접착제는 상기 경사면에만 융착된것을 특징으로 하는 광섬유형 소자.
제 3 항에 있어서,

상기 경사면의 각도는 5°∼30°인 것을 특징으로 하는 광섬유형 소자.