KR100424649B1 - 광섬유들 간의 간격 조정이 가능한 광섬유 정렬방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 광섬유 블럭에 리본 광섬유로부터 연장되는 광섬유들을 정렬하는 방법에 관한 것으로서,

상기 리본 광섬유의 피복을 소정 길이만큼 제거하는 광섬유 분리단계와, 상기 피복 제거된 다수의 광섬유를 소정 위치에서 상호 접착, 고정함에 따라 그 배열 형태를 유지시키는 배열 고정단계와, 상기 배열 고정된 부분으로부터 멀어질수록 상기 다수의 광섬유를 상호간에도 멀어지도록 펼치는 제1 정렬단계와, 상기 펼쳐진 다수의 광섬유를 상기 광섬유 블럭의 V-홈들에 각각 정렬하는 제2 정렬단계를 포함함을 특징으로 한다. 상기와 같은 과정에서 광섬유들을 각각 한 가닥으로 가른 다음 배열함으로써 광소자의 도파로 간격변화에 신속하게 대응할 수 있고, 다른 광소자와 광섬유 접속이 용이한 장점이 있다.

Description

광섬유들 간의 간격 조정이 가능한 광섬유 정렬방법{WIDTH BETWEEN FIBERS CHANGEABLE FIBER ARRAY METHOD}

본 발명은 파장분할 다중화/역다중화 통신시스템에 사용되는 평면 광도파로 소자(PLC : Planer Lightwave Circuit)와 리본 광섬유를 접속하기 위한 방법에 관한 것으로서, 특히 광섬유 정렬장치에 리본 광섬유를 구성하는 광섬유들을 배열하는 방법에 관한 것이다.

통상적으로 대용량의 정보를 전송하는 파장분할 다중화(WDM : Wavelength Division Multiplexing) 통신 시스템에서는 서로 다른 N개의 파장을 갖는 광신호를 한 가닥의 광섬유에 다중화시켜 동시에 전송한다. 수신된 광신호를 전기신호로 바꾸기 위해서는 수신단에서 이를 각각의 파장을 갖는 광신호로 분리해야 한다. 단일 모드 광섬유를 기반으로 하는 파장분할 다중화 통신 시스템의 수신단에는 여러 개의 파장을 갖는 광신호를 분리하기 위해 주로 공지의 광도파로열 격자(AWG)를 이용한다. 특히, 최근에 광신호의 분기, 변조, 스위칭, 신호 다중화 등의 광신호 처리를 목적으로 평면 기판에 광도파로를 제작하는 평면 광도파로 소자의 집적화에 대해서 많은 연구가 이루어지고 있다. 이러한 평면 광도파로 소자를 제작하기 위해서필요한 기술로는 도파로의 설계, 제작, 및 패키징 등을 예로 들 수 있다. 여기에, 평면 광도파로 소자와 광섬유간에 광신호를 손실없이 연결해 주는 광섬유 정렬장치를 소자를 적용하게 된다.

도 1과 도2를 참조하여 통상적인 평면 광도파로 소자(100)와 리본 광섬유(115) 간의 정렬장치에 대해서 설명하기로 한다. 도 1에 도시된 바와 같이, 광섬유 정렬장치(110, 110a)는 평면 광도파로 소자(100)의 입력단과 출력단에 각각 구비된다.

상기 평면 광도파로 소자(100)는 실리콘이나 퀄츠(quartz)기판에 여러 층의 실리카 또는 폴리머 박막을 증착하여 형성한 코어(core)와 이를 클래드(clad)로 감싸 도파로를 형성하고, 상기 코어와 클래드의 굴절률 차이를 이용하여 광신호가 도파로 내부로 진행하며, 도파로의 형상에 따라 광신호의 세기를 분할 및 합하는 역할을 할 수 있도록 설계되어진 광소자이다.

도 2는 상기 평면 광도파로 소자(100)에 리본 광섬유(115)를 접속하기 위한 광섬유 정렬장치(110)를 나타내는 도면이다. 도 3은 상기 리본 광섬유(115)로부터 연장되는 광섬유들(116)을 정렬하기 위한 광섬유 블럭(111)을 나타내는 도면이다. 도 2와 도 3을 참조하여 설명하면, 개시된 광섬유 정렬장치(110)는 리본 광섬유(115)와, 상기 리본 광섬유(115)로부터 연장되는 광섬유들(116)을 안착시켜 차례대로 정렬하기 위하여 광섬유 정렬부분(112)과 응력감소 깊이부분(113)을 구비하는 광섬유 블럭(111)과, 상기 광섬유들(116)이 정렬된 광섬유 정렬부분(112)에 접착, 고정되는 유리상판(미도시)을 구비한다.

상기 광섬유 정렬 부분(112)에는 V-홈(114)이 다수개 형성된다. 상기 V-홈들(114)은 리본 광섬유(115)로부터 연장되는, 특히 각각의 베어 광섬유(116)가 놓이는 길이 방향으로 연장되는 구성이다. 이어서 상기 V-홈들(114)에 각각의 베어 광섬유(116)들이 정렬된 후, 유리 상판을 상기 베어 광섬유(116)가 정렬된 광섬유 정렬부분(112)에 열 경화성 에폭시 수지와 같은 접착제를 이용하여 결합 고정시킨다. 상기한 응력감소 깊이 부분(113)은 리본 광섬유(115)로부터 연장되는 코팅 광섬유와 베어 광섬유의 두께 차이때문에 기판 상면에 대하여 수직방향으로 발생하는 베어 광섬유의 벤딩을 최소화하기 위해서 제공된다.

그러나, 상기와 같이 구성되는 광섬유 정렬장치는 V-홈 간의 간격이 보통 250㎛이고, 다심의 리본 광섬유를 정렬하게 되는 광섬유 정렬장치의 경우, 8심 혹은 12심 단위로 500㎛의 V-홈 간 간격을 주게 된다. 이와 같은 광섬유 정렬장치의 V-홈 간 간격이 250㎛ 또는 500㎛로 제한되어, 이에 대향되게 형성되는 평면 광도파로 소자의 도파로 간 간격 변화에 적절한 대응을 하지 못하고 있으며, 접속단에서 옵셋(offset)이 커 접속 손실이 증가한다. 또한 평면 광도파로 소자와 접합시 에폭시를 주로 사용하는데 이는 평면 광도파로 소자와 광섬유 정렬장치 접속단에서의 접속 손실이 상당하고, 광섬유 정렬장치의 V-홈 간 간격과 평면 광도파로 소자의 도파로 간 간격을 일치시켜야 하기 때문에 작업이 어려운 단점이 있다.

상기와 같은 문제점을 극복하기 위하여, 본 발명의 목적은 평면 광도파로 소자의 도파로 간격 변화에 신속하게 대응할 수 있는 광섬유 정렬방법을 제공함에 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 광섬유 정렬방법은,

상기 리본 광섬유의 피복을 소정 길이만큼 제거하고, 상기 피복 제거된 다수의 광섬유를 소정 위치에서 상호 접착, 고정함에 따라 그 배열 형태를 유지시키며, 상기 배열 고정된 부분으로부터 멀어질수록 상기 다수의 광섬유를 상호간에도 멀어지도록 펼친 다음, 상기 펼쳐진 다수의 광섬유를 상기 광섬유 블럭의 V-홈들에 각각 정렬함을 특징으로 한다.

도 1은 종래의 평면 광도파로 소자와 광섬유 정렬장치가 결합된 모습을 나타내는 도면,

도 2는 도 1에 도시된 광섬유 정렬장치에 광섬유가 정렬된 모습을 나타내는 사시도,

도 3은 도 2에 도시된 광섬유 정렬장치의 광섬유 블럭을 나타내는 사시도,

도 4는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 광섬유 정렬장치에 광섬유가 정렬된 모습을 나타내는 사시도,

도 5는 도 4에 도시된 광섬유 정렬장치에 광섬유가 정렬된 모습을 나타내는 평면도,

도 6은 도 4에 도시된 광섬유 정렬장치에 광섬유가 정렬된 모습을 나타내는 측면도,

도 7은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 광섬유 정렬방법을 나타내는 블럭도.

<도면의 주요 부분에 대한 설명>

410 : 광섬유 블럭 431 : 리본 광섬유

438 : 접착부분

이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

도 4는 본 발명에 따른 광섬유 정렬장치(400)를 나타내는 도면이고, 도 5는 도 4에 도시된 광섬유 정렬장치(400)를 나타내는 평면도이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 광섬유 정렬장치(400)는 실리콘 기판 상에 다수의 V-홈들이 형성되는 광섬유 정렬부분(411)과 상기 광섬유 정렬부분(411)으로부터 연장되는 응력감소 깊이부분(412)을 구비하는 광섬유 블럭(410)과, 각각 상기 V-홈들에 정렬되는 광섬유들(433)이 연장되는 리본 광섬유(431)와, 상기 광섬유들(433)이 정렬된광섬유 정렬부분(411)에 접착, 고정되는 유리 상판(480)을 구비하며, 특히 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 V-홈들에 정렬되는 광섬유들(433)은, 상기 리본 광섬유(431)의 피복을 소정의 길이만큼 제거하면 각각 한 가닥의 광섬유들로 갈라지고, 각각의 광섬유들(433)로 갈라진 부분과 리본 광섬유(431)가 연결된 부위는 접착제 또는 테이프 등으로 상호 접착하여 상기 리본 광섬유(431)의 배열형상을 유지시키고, 각각의 광섬유들(433)은 상기 상호 접착된 부위(438)로부터 연장되면서 상기 각각의 광섬유들(433) 상호간 멀어지는 부채꼴 형상으로 펼쳐진다.

상기 광섬유 블럭(410)은 상기 광섬유들(433)이 각각 정렬되는 V-홈들로 구성된 광섬유 정렬부분(411)과, 상기 광섬유의 코팅부분과 베어 광섬유의 두께 차이로 인한 베어 광섬유의 벤딩을 감소시키기 위해 상기 V-홈과 소정의 단차를 가지는 응력감소 깊이부분(412)을 구비한다. 특히, 상기 V-홈들 간의 간격(A)은 종래에 250㎛로 고정된 것이 아닌 더 넓게 형성함에 유의한다. 상기 V-홈 간 간격(A)을 다양하게 설계함으로써 평면 광도파로 소자 도파로의 간격변화에 적절히 대응할 수 있다.

또한 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 V-홈들에 각각 정렬되는 광섬유(433)들은 상기 리본 광섬유(431)로부터 연장된다. 상기 광섬유들(433)은 리본 광섬유(431)의 피복을 소정 길이만큼 제거하면 각각 한 가닥의 광섬유로 갈라진다. 각각의 광섬유(433)로 갈라지는 부분(438)에는 접착제 또는 테이프 등으로 고정하여 상기 리본 광섬유(431)에서의 배열형상과 동일하게 그 배열형상을 유지시킴과 동시에 각각의 광섬유(433)로 갈라 놓아 발생할 수 있는 불안정요인을 제거한다.상기 각각의 광섬유들(433)은 상기 V-홈 간격(A)에 맞게 상기 접착제 또는 테이프 등으로 상호 접착된 부분(438)으로부터 멀어질수록 상기 각각의 광섬유들(433) 상호간에도 멀어져 부채꼴 형상으로 펼쳐진다. 부채꼴 형상으로 펼쳐진 각각의 광섬유들(433)은 상기 광섬유 블럭(410)의 응력감소 깊이부분(412)으로부터 연장되어 상기 V-홈에 각각 정렬된다.

상기 유리 상판(480)은 각각의 광섬유(433)가 정렬된 상기 광섬유 정렬부분(411)에 접착, 고정한다.

도 6은 상기 광섬유 정렬장치(400)의 측면을 나타내는 도면으로서, 상기 광섬유 정렬장치(400)의 끝단면은 대향하는 부품의 형상에 맞게 광신호의 진행방향에 수직이 아닌 여러 각도(B)로 가공함으로써 상기 광섬유 정렬장치(400)의 끝단면이 광신호 진행 방향에 수직일 때보다 광신호의 반사 손실이 감소하는 효과를 얻을 수 있다.

또한, 상기와 같이 구성된 광섬유 정렬장치(400)에서, 평면 광도파로 소자와의 접속단에는 무반사(AR; antireflection) 코팅을 함으로써 평면 광도파로 소자에서 광섬유로 또는 그 역방향으로 진행하는 광신호의 접속 손실을 줄일 수 있다.

도 7은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 광섬유 배열방법을 나타내는 블럭도이다. 도 4와 도 7을 참조하여 광섬유 배열방법(700)을 설명하면,

우선 상기 리본 광섬유(431)의 피복을 소정 길이만큼 제거하여, 각각 한가닥의 광섬유들(433)로 분리하는 광섬유 분리단계(710)를 거친다.

광섬유를 상호 접착(720)하는 단계는, 각각의 광섬유들(433)로 분리한 다음상기 각각의 광섬유들(433)의 배열형상이 상기 리본 광섬유(431)에서의 형상과 동일하게 유지할 수 있도록 소정의 위치에서 접착제, 또는 테이프 등으로 상호 접착, 고정하는 배열 고정단계이다.

이후, 부채꼴 형상으로 배열(730)하는 단계는, 상기 상호 접착, 고정된 부분(438)으로부터 상기 광섬유 블럭(410)의 응력감소 깊이부분(412)까지 상기 각각의 광섬유들(433)을 부채꼴 형상으로 펼치면서 연장하는 단계이며, 필요에 따라 상기 광섬유들(433)이 연장되는 모양은 직선이거나 또는 완만한 호 모양이 되게 할 수 있다.

상기 응력감소 깊이부분(412)까지 연장된 광섬유들(433)을 상기 광섬유 블럭(410)의 V-홈에 정렬하고, 열 경화성 수지 등을 사용하여 유리 상판(480)을 접착, 고정한다.

상기 광섬유들(433)은 각각 한 가닥의 광섬유들로 갈라지므로, 각각 독립적으로 정렬이 가능하며, 광소자와 접속하였을 때 옵셋(offset)이 감소하였다.

이상 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해서 설명하였으나, 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 한도내에서 여러가지 변형이 가능함은 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 자명할 것이다.

상술한 바와 같이, 본 발명은 리본 광섬유의 코팅을 소정의 길이만큼 벗기고 각각 한 가닥의 광섬유로 갈라지게 하여 각각의 광섬유들이 정렬되는 간격에 유동성을 부여하고 광섬유 블럭의 V-홈 간격을 다양하게 설계함으로써 상품성을 높일 수 있고, 광소자의 도파로 간격변화에 신속하게 대응할 수 있는 이점이 있다. 또한 상기 각각의 광섬유들이 정렬되는 간격이 유동적이므로, 다른 광소자와의 접합이 용이한 장점이 있으며, 광소자와 접속하였을 때 옵셋이 감소하는 효과를 얻을 수 있었다.

Claims (2)

1. 다수의 광섬유가 하나의 피복으로 둘러싸인 리본 광섬유와, 상기 각 광섬유들을 정렬하기 위한 다수의 V-홈들이 형성된 광섬유 블럭을 이용한 광섬유 정렬방법에 있어서,

   상기 리본 광섬유의 피복을 소정 길이만큼 제거하는 광섬유 분리단계와;

   상기 피복 제거된 다수의 광섬유를 소정 위치에서 상호 접착, 고정함에 따라 그 배열 형태를 유지시키는 배열 고정단계와;

   상기 배열 고정된 부분으로부터 멀어질수록 상기 다수의 광섬유를 상호간에도 멀어지도록 펼치는 제1 정렬단계와;

   상기 펼쳐진 다수의 광섬유를 상기 광섬유 블럭의 V-홈들에 각각 정렬하는 제2 정렬단계를 포함함을 특징으로 하는 광섬유 정렬방법.
2. 제1 항에 있어서, 제1 정렬단계는

   상기 각각의 광섬유들은 상기 배열 고정부분으로부터 소정의 길이까지 호 모양으로 연장됨을 특징으로 하는 광섬유 정렬방법.