KR100660148B1 - 공기홀을 갖는 광섬유용 모재의 제조 방법 - Google Patents

공기홀을 갖는 광섬유용 모재의 제조 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 분산특성을 자유로이 조절할 수 있는 공기홀을 갖는 광섬유용 모재의 제조방법에 관한 것이다. 본 발명은 유리원료를 화염 가수분해 반응시켜 코어에는 SiO2+GeO2+금속염화물(또는 불소 화합물), 클래드에는 SiO2+금속염화물(또는 불소 화합물)을 증착시켜 다공질 유리 미립자를 준비된 씨드로드에 퇴적시키는 공정; 상기 씨드로드에서 OH기를 제거하는 탈수공정; 코아용 수우트 퇴적체를 적절한 온도에서 소결하여 투명 유리화하는 공정; 유리화된 수우트 퇴적체에 특정크기와 갯수로 천공하는 공정; 코아용 유리봉을 만드는 공정; 코아용 유리봉의 외주부에 다시 화염가수분해 반응을 시켜 씰리카 수우트를 퇴적시키는 공정 및 상기의 클래드용 수우트 퇴적체를 소결하는 공정; 미세한 공기홀을 가진 광섬유로 인출하는 드로잉공정으로 구성된다.
본 발명에 의하면, 공기홀의 크기와 배치에 따라 원하는 분산특성을 얻고 코아용 유리봉에 천공한 후 연신하여 최종 프리폼을 만들기 때문에 제조가 간단하고 이용분야가 광범위하며, 광섬유 드로잉 공정에서 광섬유를 길게 생산할 수 있다.
분산특성, 공기홀, 광섬유, 모재, 유리봉

Description

공기홀을 갖는 광섬유용 모재의 제조 방법 {Manufacturing Method for Optical Fiber Having Air-Holes}
도 1은 본 발명의 광섬유 단면 1차층 공기홀 단면도.
도 2는 본 발명의 광섬유 단면 1,2차층 공기홀 단면도.
도 3은 본 발명의 광섬유 단면 1,2,3차층 공기홀 단면도.
도 4는 본 발명의 광섬유 단면 1차층 공기홀을 감소시킨 단면도.
도 5는 본 발명의 제조공정을 보여주는 플로챠트.
도 6은 코아용 수우트 퇴적체의 1차층 공기홀 천공 사시도.
도 7은 코아용 수우트 퇴적체의 1,2차층 공기홀 천공 사시도.
도 8은 코아용 수우트 퇴적체의 1,2,3차층 공기홀 천공 사시도.
<도면의 주요부분에 대한 간단한 설명>
1, 11, 21, 31 : 코아 2, 12, 22, 32 : 클래드
3, 13, 23, 33 : 공기홀(air hole)
5 : 코아용 수우투 퇴적체 7 : 모재
본 발명은 분산조절이 가능한 공기홀을 갖는 광섬유용 모재의 제조 방법에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 본 발명은 코아용 수우트 퇴적체 중심에 게르마늄(GeCl4)을 도핑한 것과 순수 실리카로만 된 것 주위에 공기홀(air-hole : 공기가 유통되는 홀로 이하 "공기홀"이라 함)을 5개 혹은 6개를 순차 배열하여 약 200mm 길이로 천공하여 분산조절을 자유롭게 함으로써, 순수 실리카(pure silica)를 적용하여 광섬유를 길게 생산할 수 있는 공기홀을 갖는 광섬유용 모재의 제조 방법에 관한 것이다.
종래의 광자결정 광섬유(photonic crystal fiber) 제조방법에서는 작은 튜브들을 적층하여 한 튜브로 콜랩스(collapse)하여 연신한 다음, 이러한 튜브 몇 개를 다시 적층한 후 가열하면서 콜랩스하여 최종 프리폼을 완성하였다.
즉, 종래에는 실리카 로드를 중심에 두고 그 주위를 수 개의 실리카 튜브를 배열하여 튜브 번들(bundle)을 형성하고, 이 번들과 오버 자켓(over-jacket) 튜브를 콜랩스하여 광섬유를 생산하는 방식이었다. 그러나 튜브 내에서 번들이 가지런한 배열을 가지기가 힘들기 때문에 구조가 각각 다양해질 수 있어서 재연성이 저하되는 단점이 있다. 이것은 미세구조가 증가할수록 심화될 수 있으므로 미세구조에 공기홀이 있을 경우 다음과 같은 문제점이 발생된다.
첫째, 광섬유의 기계적 강도는 공기홀로 인하여 장력과 측압에 대하여 강도가 감소된다. 둘째, 공기홀 내부 및 용융부위에 특히 수분 침투 확률이 높다. 셋 째, 코어와 1차 클래딩간 굴절율에 차이가 없어질 수 있으므로 1차 클래딩으로 광파워(optical power)가 새어나가게 된다.
VAD 공법(Vapor- Axial Deposition Method)에 의해 유리재료의 모재를 제조하는 방법은 유리원료를 화염 가수분해 반응시켜 코아(SiO2+GeO2) 및 클래드(SiO 2) 조성을 가진 다공질 유리 미립자를 준비된 유리로드(glass rod)에 퇴적시켜 코아용 수우트(soot) 퇴적체를 형성하는 공정과(이하 유리로드를 "씨드로드(seed rod)"라 하고, 그 위에 퇴적된 상태를 "코아용 수우트 퇴적체"라 한다);
상기의 코아용 수우트 퇴적체를 염소(Cl2)가스가 함유된 분위기의 로속에서 OH기를 제거하는 탈수공정과; 상기의 OH기가 제거된 코아용 수우트 퇴적체를 적절한 온도에서 소결하여 투명 유리화하는 공정과;
상기 유리화된 코아용 수트 퇴적체를 설계된 외경으로 연신하여 코아용 유리봉을 만드는 공정과; 상기의 코아용 유리봉의 외주부에 다시 화염가수분해 반응을 시켜 씰리카 수우트(이하 "클래드용 수우트"라 한다)를 퇴적시키는 공정과; 상기의 클래드용 수우트 퇴적체를 소결하는 공정에 의해 공기홀 광섬유용 모재를 생산하였다. 상기의 유리화된 코아용 수우트 퇴적체의 중심을 동심으로 하여 5개 혹은 6개의 공기홀을 5∼20mm(예를들어; 5,7,10,12,15mm)의 크기로 이 배열을 1 층 내지 3층으로 하여 수우트 퇴적체에 길이방향으로 약 200mm 천공하는 공정과;
본 발명과 관련되는 선행기술로 한국공개특허공보 제 2002-47279호(공개일 : 2002. 06. 21,코닝인코포페이티드)"링 광자결정 섬유"에 의하면, 홀에 대한 개념만 서술하고 있고 상세하게 홀의 크기나 홀의 배열에 관한 사항이나 홀의 배열에 따른 특성, 제조방식 등은 기술되어 있지 않다. 이외에 공기홀에 대한 종래 기술은 플라스틱 재질에 홀을 가공한 기술이 공개되어 있으나. 공기홀의 배열이나 구조에 대한 것은 공개되어 있지 않다.
본 발명은 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출한 발명으로, 본 발명의 목적은 튜브 적층구조가 지닌 구조적 불규칙성과 생산성을 고려하고, 순수 실리카(pure silica) 모재를 활용하며, 천공기술을 통한 모재구성의 일체화를 실현하여 생산성 향상 측면에서 구조적 결함을 보완하여 분산특성을 제어할 수 있는 공기홀을 갖는 광섬유 모재의 제조방법을 제공하는 데에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 코아용 수트 퇴적체 상단부에 천공치구를 이용하여 수직으로 약 200mm 천공함으로써 튜브간 콜랩스시 발생하는 수분에 의한 OH기의 증가를 억제시킬 수 있는 공기홀을 갖는 광섬유 모재의 제조방법을 제공하는 데에 있다.
본 발명의 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 공기홀을 갖는 광섬유 모재의 제조방은 유리원료를 화염 가수분해 반응시켜 코어에는 이산화규소(SiO2)+이산화게 르마늄(GeO2)+금속염화물(또는 불소 화합물), 클래드에는 SiO2+금속염화물(또는 불소 화합물)을 증착시켜 다공질 유리 미립자를 준비된 씨드로드에 퇴적시키는 공정과; 상기 씨드로드 위에 퇴적된 코아용 수우트 퇴적체를 Cl2(또는 SiCl4) 가스와 금속염화물(또는 불소 화합물)이 함유된 분위기의 로속에서 OH기를 제거하는 탈수공정과; 상기의 OH기가 제거된 코아용 수우트 퇴적체를 적절한 온도에서 소결하여 투명 유리화하는 공정과; 상기의 유리화된 코아용 수우트 퇴적체를 설계된 외경으로 연신하여 코아용 유리봉을 만드는 공정과; 필요에 따라서 코아용 유리봉을 증류수와 불산 혼합물(0.5∼10%)로 표면을 에칭(etching)하는 공정을 거치고, 상기의 코아용 유리봉의 외주부에 다시 화염가수분해 반응을 시켜 클래드용 수우트를 퇴적시키는 공정과; 광섬유로 인출하는 드로잉 공정으로 구성되는 통상의 VAD 공법에 의해 광섬유 모재를 제조하는 방법에 있어서,
상기 코아용 수우트 퇴적체를 적절한 온도에서 소결하여 투명 유리화하는 공정과 상기의 유리화된 코아용 수우트 퇴적체를 설계된 외경으로 연신하여 코아용 유리봉을 만드는 공정의 중간에 상기 유리화된 수우트 퇴적체에 특정크기와 갯수로 코어 주위에 일정한 배열로 천공하는 공정과; 상기 클래드용 수우트를 퇴적시키는 공정과; 미세한 공기홀을 가진 광섬유로 인출하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 유리화된 수우트 퇴적체의 코아부에는 사염화 게르마늄(GeCl4)이 도핑된 것과 순수 실리카로만 된 것 중 어느 하나인 것을 특징으로 한다.
상기 광섬유 모재내에 존재하는 OH기를 제거하는 탈수공정은 광섬유 코어내에 수분을 제거하는 것을 특징으로 한다.
상기 유리화된 수우트 퇴적체에 특정크기와 갯수로 코어 주위에 일정한 배열로 천공하는 공정에서 유리화된 수우트 퇴적체의 코아부를 중심으로 공기홀의 직경이 2∼20mm이고 1차 층에는 5개, 또는 1차 층에서 10개의 공기홀을 가진 2차 층, 또는 1차 층과 2차 층 구조에서 15개의 공기홀을 가진 3차 층을 가지면서, 모재의 중심을 기준으로 하여 공기홀의 배치를 24도∼72도의 범위로 하면서 공기홀 인접면간 간격을 0.01∼10.0mm로 천공하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 유리화된 수우트 퇴적체에 특정크기와 갯수로 코어 주위에 일정한 배열로 천공하는 공정에서 유리화된 수우트 퇴적체의 코아부를 중심으로 공기홀의 직경이 2∼20mm이고 1차 층에는 6개, 또는 1차 층에서 12개의 공기홀을 가진 2차 층, 또는 1차 층과 2차 층 구조에서 18개의 공기홀을 가진 3차 층을 가지면서, 모재의 중심을 기준으로 하여 공기홀의 배치를 20 도∼60도의 범위로 하면서 공기홀 인접면간 간격을 0.01∼10.0mm로 천공을 하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 유리섬유에서 코아 주위에 수 개의 공기홀은 클래딩 굴절률을 약화시킨다. 약화된 클래딩 굴절률은 기존 광섬유보다 코어내로 신호 광을 제한하고 구조분산(waveguide dispersion)을 크게 한다. 접속특성을 향상하도록 코아경을 특정 외경으로 유지하기 위해서는 다중모드 전송이 불가피하다. 이러한 문제를 해결하기 위하여, 다중층 구조가 채택된다. 1.55㎛에서 6.2㎛의 MFD는 기존의 대개 구수(HNA : High Numerical Aperture) 광섬유와 같은 수준이며 곡률손실(bending loss)은 기본모드에서 5mm 외경에 구부렸을 때 0.13dB/m까지 최소화되었다.
본 발명에 의하여 제조된 광섬유는 고밀도파장분할다중방식(DWDM;Dense wavelength division multiplexing) 또는 저밀도파장분할다중방식(CWDM;Coarse wavelength division multiplexing)의 통신에 이용할 수 있다. 이를 본 발명의 이용발명으로 청구한다.
이하 본 발명의 실시예를 도면을 토대로 설명한다.
도 1은 본 발명의 광섬유 단면 1차층 공기홀 단면도이고, 도 2는 본 발명의 광섬유 단면 1,2차층 공기홀 단면도이며, 도 3은 본 발명의 광섬유 단면 1,2,3차층 공기홀 단면도이며, 도 4는 본 발명의 광섬유 단면 1차층 공기홀을 감소시킨 단면도이다.
도 5는 본 발명의 제조공정을 보여주는 플로챠트이다. 도 6은 코아용 수우트 퇴적체의 1차층 공기홀 천공 사시도이고, 도 7은 코아용 수우트 퇴적체의 1,2차층 공기홀 천공 사시도이며, 도 8은 코아용 수우트 퇴적체의 1,2,3차층 공기홀 천공 사시도이다.
도 1은 유리화된 코아용 수트 퇴적체에 일정한 깊이로 일정한 외경으로 단층의 공기홀(3)을 형성한 것을 보여주는 사시도이다.
본 발명은 다이아몬드 드릴(drill)을 이용하여 공기홀(3)의 외경이 5∼20mm 크기로 약 200mm 깊이 까지 천공할 수 있다. 종래에는 여러 개의 튜브를 다발로 하여 큰 튜브내에 집합시킨 후 가열하여 콜랩스하는 과정을 거쳐서 제조하였기 때문에 구조가 일관성이 없는 특성에 차이가 나타났고, 생산성 저하되는 요인이 되 었다.
도 2는 공기홀(13) 구조가 복층으로 공기홀(13) 수가 총 18개이다. 공기홀(13)의 갯수가 늘어나면 분산 보상이 다양하게 이뤄지고 1차층과 2차층 간의 거리에 따라, 1차층에서 2차층으로 진행하는 고차모드(high-order mode)는 비선형성이 달라진다. 파워분포가 코아(11)로부터 떨어져 있는 고차모드가 외곽층에 영향을 더 받을 수 있다. 기본모드에서 곡률손실(bending loss)이 적다면, 고차모드에서 곡률손실은 커질 수 있다.
도 3은 본 발명의 광섬유 단면 1,2,3차층 공기홀 단면도이다.
도 3은 공기홀이 코어부에서 부터 일정 간격으로 홀을 배열하고 홀 싸이즈를 동일하게 배열하여 코어에 일정하게 스트래스를 가하여 분산특성이나, 분산기울기 특성을 향상시킨 것이다.
도 4는 본 발명의 광섬유 단면 1차층 공기홀을 감소시킨 단면도이다. 도 4에 의하면, 1차 층의 공기홀의 크기를 2.5∼10mm로 천공한 상태를 보여주고 있다.
도 4는 공기홀이 코어부에는 적은크기의 홀을 배열하고 그 외부에는 내부보다 큰 크기 을 배열하여 코어에 일정하게 스트레스를 가하여 분산특성이나, 분산기울기 특성을 향상 시킨것이다. 공기홀의 층이 많을 수록 광이 통과하는 코어 부위에 일정하게 스트레스를 다량 인가되어 분산 특성이 1100nm 파장에서 1625nm 파장대에 걸쳐 분산값이 0(zero) 에서 10ps/nm/km 사이의 값을 가지고 분산 기울기가 0.03ps/nm2.km 이하의 특성을 용이하게 제어할 수 있다.
도 5는 본 발명의 제조공정을 보여주는 블록도이다.
본 발명은 유리원료를 화염 가수분해 반응시켜 코어에는 SiO2+GeO2+금속염화물(또는 불소 화합물), 클래드에는 SiO2+금속염화물(또는 불소 화합물)을 증착시켜 다공질 유리 미립자를 준비된 씨드로드에 퇴적시키는 공정(S 1); 상기 씨드로드 위에 퇴적된 코아용 수우트 퇴적체를 Cl2(또는 SiCl4) 가스와 금속염화물(또는 불소 화합물)이 함유된 분위기의 로속에서 OH기를 제거하는 탈수공정(S 2); 상기의 OH기가 제거된 코아용 수우트 퇴적체를 적절한 온도에서 소결하여 투명 유리화하는 공정(S 3); 유리화된 코아용 수트 퇴적체에 특정크기의 공기홀을 천공하는 공정(S 4); 상기의 유리화된 코아용 수트 퇴적체를 설계된 외경으로 연신하여 코아용 유리봉을 만드는 공정(S 5); 필요에 따라서 선택적으로 코아용 유리봉을 증류수와 불산 혼합물로 표면을 에칭(etching)하는 공정(S 10)을 더 포함할 수 있다.
이어서 상기의 코아용 유리봉의 외주부에 다시 화염가수분해 반응을 시켜 클래드용 수우트를 퇴적시키는 공정(S 6); 상기의 클래드용 수우트 퇴적체를 소결하는 공정(S 7)으로 진행된다. 또한, 상기의 유리화된 코아용 수트 퇴적체를 설계된 외경으로 연신하여 코아용 유리봉을 만드는 공정에서 유리화된 모재를 가늘게 광섬유로 뽑아내는 공정(S 8)으로 구성된다.
즉, 종래의 VAD 공법에 의해 광섬유 모재를 제조하는 방법에 코아용 수우트 퇴적체를 적절한 온도에서 소결하여 투명 유리화하는 공정과 상기의 유리화된 코아 용 수우트 퇴적체를 설계된 외경으로 연신하여 코아용 유리봉을 만드는 공정의 중간에 상기 유리화된 수우트 퇴적체에 특정크기와 갯수로 코어 주위에 일정한 배열로 천공하는 공정(S 5)과; 상기 클래드용 수우트를 퇴적시키는 공정(S 6)과; 미세한 공기홀을 가진 광섬유로 인출하는 공정(S 8)을 포함하는 것을 특징으로 한다.
도 6은 코아용 수우트 퇴적체의 1차층 공기홀 천공 사시도이고, 도 7은 코아용 수우트 퇴적체의 1,2차층 공기홀 천공 사시도이다.
도 6은 60∼100mm의 코아용 수트 퇴적체(5)에 대하여 천공한 후의 사시도이다. 1차 층으로만 이뤄진 이 구조는 분산의 특성을 컴퓨터에 의한 시뮬레이션을 통하여 값을 얻은 다음, 그 결과에 따라 코아를 중심으로 60도∼72도로 공기홀(3)을 1층으로 5∼6개를 천공한 구조이다. 모재(7)의 깊이는 약 200mm이며, 외경은 60∼100mm이다. 공기홀(3)의 크기는 5∼20mm로 천공한다. 천공시에는 다이아몬드 드릴을 이용한다.
도 7은 60∼100mm의 코아용 수트 퇴적체(5)에 대하여 천공한 후의 사시도이다. 1,2차 층으로 이뤄진 이 구조는 분산의 특성을 컴퓨터에 의한 시뮬레이션을 통하여 값을 얻은 다음, 고차모드(high-order mode)그 결과에 따라 코아를 중심으로 60도∼72도로 공기 공기홀(3)을 1층으로 5∼6개를 천공한 구조이며, 2층은 10∼12개, 3층은 15∼18층으로 이루어져 있다. 모재의 깊이는 약 200mm이며, 외경은 60∼100mm이다. 공기홀(hole)의 크기는 5∼20mm로 천공한다.
도 8은 코아용 수우트 퇴적체의 1,2,3차층 공기홀 천공 사시도이다.
공기층이 3개의 층으로 되어 있고 ,공기홀이 설계된 위치에 길이방향으로 100mm 이상 일정하게 천공된 것을 보여주는 것이다.
본 광섬유는 우수한 전송손실을 유지하는 공기 공기홀(air-hole)에 의하여 광을 조절할 수 있고 기존 광섬유와 유사한 생산성을 가지고 있어 응용분야가 다양하다.
이상 앞에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 의하면, 다양한 분산특성을 자유로이 조절할 수 있는 공기홀을 구비한 광섬유을 대량생산할 수 있다.
코아용 수트 퇴적체에서 5∼20mm로 천공한 공기홀은 자켓(jacket) 작업을 위해 연신작업을 하게 되면서 천공한 공기홀의 크기가 약 2.5 ~ 10 ㎜축소할 수 있으므로 비용이 저렴하고 작업공정이 간단해진다.
또한, 본 발명은 1383±3nm 파장대의 물의 피크를 제거하여 손실값이 기존의 광섬유보다 양호하고 어떠한 파장에서도 사용이 가능하게 되어 많은 응용분야에서 보다 간단하고 저단가의 광섬유를 넓은 범위에서 이용할 수 있도록 한 내수소성을 가지면서 물의 피크가 낮은 광섬유용 모재의 제조 방법을 구현할 수 있다.

Claims (17)

  1. 유리원료를 화염 가수분해 반응시켜 코어에는 이산화규소(SiO2)+이산화게르마늄(GeO2)+금속염화물(또는 불소 화합물), 클래드에는 SiO2+금속염화물(또는 불소 화합물)을 증착시켜 다공질 유리 미립자를 준비된 씨드로드에 퇴적시키는 공정과; 상기 씨드로드 위에 퇴적된 코아용 수우트 퇴적체를 Cl2(또는 SiCl4) 가스와 금속염화물(또는 불소 화합물)이 함유된 분위기의 로속에서 OH기를 제거하는 탈수공정과; 상기의 OH기가 제거된 코아용 수우트 퇴적체를 적절한 온도에서 소결하여 투명 유리화하는 공정과; 상기의 유리화된 코아용 수우트 퇴적체를 설계된 외경으로 연신하여 코아용 유리봉을 만드는 공정과; 필요에 따라서 코아용 유리봉을 증류수와 불산 혼합물(0.5∼10%)로 표면을 에칭(etching)하는 공정을 거치고, 상기의 코아용 유리봉의 외주부에 다시 화염가수분해 반응을 시켜 클래드용 수우트를 퇴적시키는 공정과; 광섬유로 인출하는 드로잉 공정으로 구성되는 VAD 공법에 의해 광섬유 모재를 제조하는 방법에 있어서,
    상기 코아용 수우트 퇴적체를 적절한 온도에서 소결하여 투명 유리화하는 공정과 상기의 유리화된 코아용 수우트 퇴적체를 설계된 외경으로 연신하여 코아용 유리봉을 만드는 공정의 중간에 상기 유리화된 수우트 퇴적체에 특정크기와 갯수로 코어 주위에 일정한 배열로 천공하는 공정과; 상기 클래드용 수우트를 퇴적시키는 공정과; 미세한 공기홀을 가진 광섬유로 인출하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 공기홀을 갖는 광섬유용 모재의 제조 방법.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 유리화된 수우트 퇴적체의 코아부에는 사염화 게르마늄(GeCl4)이 도핑된 것과 순수 실리카로만 된 것 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 공기홀을 갖는 광섬유용 모재의 제조 방법.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 광섬유 모재내에 존재하는 OH기를 제거하는 탈수공정은 광섬유 코어내에 수분을 제거하는 것을 특징으로 하는 공기홀을 갖는 광섬유용 모재의 제조 방법.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 유리화된 수우트 퇴적체에 특정크기와 갯수로 코어 주위에 일정한 배열로 천공하는 공정에서 유리화된 수우트 퇴적체의 코아부를 중심으로 공기홀의 직경이 2∼20mm이고 1차 층에는 5개, 또는 1차 층에서 10개의 공기홀을 가진 2차 층, 또는 1차 층과 2차 층 구조에서 15개의 공기홀을 가진 3차 층을 가지면서, 모재의 중심을 기준으로 하여 공기홀의 배치를 24도∼72도의 범위로 하면서 공기홀 인접면간 간격을 0.01∼10.0mm로 천공하는 것을 특징으로 하는 공기홀을 갖는 광섬유용 모재의 제조 방법.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 유리화된 수우트 퇴적체에 특정크기와 갯수로 코어 주위에 일정한 배열로 천공하는 공정에서 유리화된 수우트 퇴적체의 코아부를 중심으로 공기홀의 직경이 2∼20mm이고 1차 층에는 6개, 또는 1차 층에서 12개의 공기홀을 가진 2차 층, 또는 1차 층과 2차 층 구조에서 18개의 공기홀을 가진 3차 층을 가지면서, 모재의 중심을 기준으로 하여 공기홀의 배치를 20 도∼60도의 범위로 하면서 공기홀 인접면간 간격을 0.01∼10.0mm로 천공을 하는 것을 특징으로 하는 공기홀을 갖는 광섬유용 모재의 제조 방법.
  6. 삭제
  7. 상기 제 4항 또는 제 5항에 있어서, 상기 1차층의 공기홀 직경이 2∼5mm이고, 2차 층의 공기홀 직경이 5∼10mm이거나 또는 1차 층과 2차 층이 2∼10mm로 동일한 직경을 가지는 것을 특징으로 하는 공기홀을 갖는 광섬유용 모재의 제조 방법.
  8. 상기 제 4항 또는 제 5항에 있어서, 상기 1차층과 2차층의 공기홀 직경이 2∼5mm이고, 3차층의 공기홀 직경이 5∼10mm이거나 또는 1차 층, 2차 층, 3차 층이 2∼10mm로 동일한 직경을 가지는 것을 특징으로 하는 공기홀을 갖는 광섬유용 모재의 제조 방법.
  9. 제 1항에 있어서, 상기 유리화된 수우트 퇴적체에 특정크기와 갯수로 코어 주위에 일정한 배열로 천공하는 공정에서 경우에 따라서 1층의 공기홀의 크기를 2∼20mm로 천공하는 것을 특징으로 하는 공기홀을 갖는 광섬유용 모재의 제조 방법.
  10. 제 1항에 있어서, 상기 유리화된 수우트 퇴적체에 특정크기와 개수로 코어 주위에 일정한 배열로 천공하는 공정후 코아용 수트 퇴적체 내부에 공기홀의 내부 표면에 이물질 및 먼지 제거를 위하여 불산에 의한 에칭(etching)공정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 공기홀을 갖는 광섬유용 모재의 제조 방법.
  11. 삭제
  12. 상기 제 1항에 의하여 제조된 광섬유의 특성은 1100nm파장에서 1625nm 파장 사이에서 분산특성이 0 에서 10ps/nm/km 사이의 특성을 가지고 특히 분산 기울기가 0∼0.05ps/nm2.km 또는 0.05∼0.10ps/nm2.km을 가지면서 1310nm에서의 손실이 0.4dB/km 이하이고 1383nm에서의 손실이 3.0dB/km 이하, 1550nm에서의 손실이 0.3dB/km인 것을 특징으로 하는 공기홀을 갖는 광섬유.
  13. 상기 제 12항에 의하여 제조된 광섬유의 특성을 만족하면서 천공작업 하여 다시 모재를 가늘게 연신하여 2차 자켓팅을 하는 공정으로 생산하거나, 또는 2차 자켓팅된 프리폼에 직접 천공 작업하여 에칭한 후, 바로 드로잉공정으로 진행하여 제조된 것을 특징으로 하는 공기홀을 갖는 광섬유.
  14. 상기 제 13항에 의하여 제조된 광섬유의 특성 중에 1100nm파장에서 1625nm 파장 사이에서 분산특성이 0에서 10ps/nm/km 사이의 특성을 가지고 특히 분산 기울기가 0∼0.05ps/nm2.km 또는 0.05∼0.10ps/nm2.km을 가지면서 1310nm에서의 손실이 0.4dB/km 이하이고 1383nm에서의 손실이 0.4dB/km 이하이면서 1310nm 파장에서의 손실값보다 낮은 손실값을 가지는 것을 특징으로 하고, 1550nm에서의 손실이 0.25dB/km인 것을 특징으로 하는 공기홀을 갖는 광섬유.
  15. 제 4항 또는 제 5항으로 제조된 광섬유의 공기 홀에 금속 혹은 비금속 물질, Al(알루미늄), Er(어븀), F(불소),Ge(게르마늄), P(인)성분 등의 물질이 실리카에 포함된 유리 로드를 삽입하는 것을 특징으로 하는 공기홀을 갖는 광섬유용 모재를 제조하는 방법.
  16. 상기 제 15항으로 제조된 광섬유의 특성이 1100nm파장에서 1625nm 파장 사이에서 분산특성이 0(제로)에서 10ps/nm/km 사이의 특성을 가지고 특히 분산 기울기가 0∼0.05ps/nm2.km 또는 0.05∼0.10ps/nm2.km을 가지면서 1310nm에서의 손실이 0.4dB/km 이하이고 1383nm에서의 손실이 0.4dB/km 이하이면서 1310nm 파장에서의 손실값보다 낮은 손실값을 가지는 것을 특징으로 하고, 1550nm에서의 손실이 0.25dB/km인 것을 특징으로 하는 공기홀을 갖는 광섬유.
  17. 제13항에 의해 제조된 광섬유는 고밀도파장분할다중방식(DWDM) 또는 저밀도파장분할다중방식(CWDM)의 통신에 이용하는 것을 특징으로 하는 광섬유.
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002187733A (ja) 2000-12-14 2002-07-05 Furukawa Electric Co Ltd:The 光ファイバ母材の製造方法および光ファイバの製造方法
KR20030094037A (ko) * 2002-05-31 2003-12-11 신에쓰 가가꾸 고교 가부시끼가이샤 저손실 광섬유 모재 및 그 제조 방법
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Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002187733A (ja) 2000-12-14 2002-07-05 Furukawa Electric Co Ltd:The 光ファイバ母材の製造方法および光ファイバの製造方法
KR20030094037A (ko) * 2002-05-31 2003-12-11 신에쓰 가가꾸 고교 가부시끼가이샤 저손실 광섬유 모재 및 그 제조 방법
JP2004012761A (ja) 2002-06-06 2004-01-15 Fujikura Ltd 光ファイバ

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100851047B1 (ko) 2007-01-29 2008-08-12 주식회사 옵토매직 공기홀을 갖는 광섬유 및 그 광섬유의 제조방법

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