KR100851047B1 - 공기홀을 갖는 광섬유 및 그 광섬유의 제조방법 - Google Patents

공기홀을 갖는 광섬유 및 그 광섬유의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 공기홀을 이용하여 구부림 특성을 자유로이 조절할 수 있는 공기홀을 갖는 광섬유 및 광섬유의 제조방법에 관한 것이다. 본 발명은 광섬유 내에 사염화게르마늄(GeO2)이 도핑된 코어를 중심으로 하여 다수개의 공기홀을 가지고, 상기 코어의 중심과 공기홀 사이각은 50∼72도로 하며, 1층 공기홀의 수는 5개 내지 개, 2층 공기홀의 수는 5개 내지 7개를 확보하여 총 10개 내지 14개의 공기홀을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 효율적인 공기홀의 배치에 따라 원하는 구부림에 의한 손실특성을 얻을 수 있다. 또, 통신용으로도 사용가능한 광 손실을 가지고 있으므로 다양한 분야에 응용할 수 있다.
구부림 특성, 공기홀, 광섬유, 광코드, VAD

Description

공기홀을 갖는 광섬유 및 그 광섬유의 제조방법{Optical Fiber with Air holes and Manufacturing Method for Optical Fiber thereof}
도 1은 본 발명의 광섬유 단면 1차층 공기홀 단면도.
도 2는 본 발명의 광섬유 단면 1, 2차층 공기홀 단면도.
도 3은 본 발명의 광섬유 제조방법 제1실시예 플로차트.
도 4는 본 발명의 광섬유 제조방법 제2실시예 플로차트.
도 5는 본 발명의 광섬유 제조방법 제3실시예 플로차트.
도 6은 본 발명의 광섬유를 이용한 케이블 여장장치.
도 7은 본 발명의 광섬유를 이용한 1심 코드 단면도.
도 8은 본 발명의 광섬유를 이용한 2심 짚(zip) 코드 단면도.
도 9는 본 발명의 광섬유를 이용한 2심 라운드형 코드 단면도.
도 10은 본 발명의 광섬유를 이용한 컬(curl) 코드 사시도.
<도면의 주요부분에 대한 간단한 설명>
11, 21, 31 : 코어 12, 22, 32 : 클래드
13, 23, 33 : 공기홀(air hole) 51, 61, 71 : 공기홀을 가진 광섬유
52, 62, 72, 82 : 타이트 버퍼(tight buffer)
53, 63, 73, 83 : 아라미드 얀(yarn)
54, 64, 74, 84 : PVC 또는 우레탄 피복
81 : 컬 적용 직경 82 : 컬 적용부분 길이
본 발명은 공기홀을 갖는 광섬유 및 광섬유의 제조방법에 관한 것이다.
더욱 상세하게는, 본 발명은 공기홀(air-hole : 광섬유내에서 공기가 유통되는 홀로 이하 "공기홀"이라 함)의 크기와 배치에 따라 구부림시, 손실특성의 차이가 발생되므로 최적의 특성을 가지는 공기홀의 구조 및 특성을 적용하여 코어용 수우트 퇴적체 중심에 게르마늄(GeCl4)을 도핑한 것과 순수 실리카로만 된 것 주위에 공기홀을 5∼12개 배열시켜 구부림 특성의 조절하는 실리카(Silica)를 원재료로 하는 광섬유의 제조 방법에 관한 것이다.
광섬유 내에 공기홀을 형성하는 방법에는 적층(stacking)방식과 천공방식이 있다. 적층방식은 다수의 미세한 외경을 가진 튜브들을 큰 튜브에 쌓아 넣은 후 열에 의해 수축시키면서 녹여 붙게 만드는 기술로서, 비선형성이 강하고 분산특성의 조절이 가능하지만, 손실특성이 높고 균일한 공기홀의 유지가 어려우며, 기계적 강도 및 재현성 측면에서 안정성이 저하되는 것을 특징으로 하고 있다. 천공방식은 특정 공구를 이용하여 모재 내부를 뚫어서 공기홀을 형성시킨 다음, 광섬유로 인출하는 방식이다. 기존에는 공기홀의 크기, 천공 깊이, 내부 거칠기, 규칙적인 배열 및 공기홀의 중심 등 여러 면에서 기술의 제약으로 인한 한계로 인하여 공기홀의 설계에 있어 큰 장애가 되어왔다.
천공하는 깊이가 깊어질수록 치구의 직진도 및 치구의 강도 및 구조, 진원도 등의 관리 및 유지가 어려워 쉽게 접근하기 힘든 방식이었다.
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 따른 구체적인 광학적인 특성 및 이를 응용한 적용분야를 선명하게 언급하고 있지는 않다.
또, 본 출원인이 출원하여 특허 받은 특허등록공보 10-0660148호(공고일 : 2006.12.20)"공기홀을 갖는 광섬유 모재의 제조방법"에 의하면, 분산특성을 자유로이 조절할 수 있는 광섬유 모재의 제조방법을 개시하고 있다.
그러나, 구부림 특성을 자유로이 조절할 수 있는 공기홀을 갖는 광섬유 및 그 광섬유의 제조방법에 관한 기술은 언급하고 있지 않다.
본 발명은 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출한 발명으로, 본 발명의 목적은 VAD 공법(Vapor- Axial Deposition Method)으로 제조된 모재 내부에 잔존하는 OH이온을 제거한 코어모재 또는 최종 프리폼을 활용하여 공기홀을 형성시키는 기술을 이용하여, 공기홀 크기의 균일성, 공기홀 형성 깊이뿐만 아니라 효율적인 공기홀의 설계를 통하여 구부림 특성 강화를 위한 최소의 공기홀로 최적의 특성을 갖는 구부림에 강한 광섬유 및 광섬유의 제조방법을 제공하는 데에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 드로잉 과정 중에서도 공기홀의 관리방법에 따라 광섬유 인출공정에 영향을 주는 요소들을 제어하는 광섬유의 제조방법을 제공하는 데에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 공기홀을 가지는 광섬유를 이용하여 코드 작업시, 특성에 관한 수치를 언급함으로써 상용화에 적용할 수 있고, 기존 제품과의 차별화된 광섬유를 제공하는 데에 있다.
본 발명의 목적을 달성하기 본 발명의 구성은 공기홀을 가지는 광섬유에 있어서, 상기 광섬유 내에 사염화게르마늄(GeO2)이 도핑된 코어를 중심으로 하여 다수개의 공기홀을 가지고, 상기 코어의 중심과 공기홀 사이각은 50∼72도로 하며, 1층 공기홀의 수는 5개 내지 개, 2층 공기홀의 수는 5개 내지 7개를 확보하여 총 10개 내지 14개의 공기홀을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 광섬유의 특성은 1,550nm 파장 대에서의 손실 값이 0.18∼0.23 dB/km, MFD(1.55㎛ 파장대역)가 9.0∼10.5㎛, 1,550nm 파장 대에서 분산 값이 17∼20 ps/nm/km이면서, 10mm 직경의 구부림 시험에서 구부림 손실이 1,550nm 파장 대에서 0.01∼0.07 dB인 것을 특징으로 한다.
또, 다른 실시예에서 상기 광섬유는 공기홀이 모두 12개이고, 코어의 중심과 1층 공기홀간 거리가 5∼12㎛ 이내이며, 코어를 중심으로 인접한 1층의 공기홀의 개수는 6개이면서 각 홀의 직경이 6∼10㎛이고, 2층 공기홀의 개수는 6개이면서 각 홀의 직경이 10∼20㎛를 가지는 것을 특징으로 한다.
이하 본 발명의 제1실시예 내지 제3실시예를 도면을 근거로 설명한다.
도 1은 본 발명의 광섬유 단면 1차층 공기홀 단면도이다. 도 2는 본 발명의 광섬유 단면 1, 2차층 공기홀 단면도이다. 도 3은 본 발명의 광섬유 제조방법 제1실시예 플로챠트다. 도 4는 본 발명의 광섬유 제조방법 제2실시예 플로차트다.
도 5는 본 발명의 광섬유 제조방법 제3실시예 플로차트다. 도 6은 본 발명의 광섬유를 이용한 케이블 여장장치이다. 도 7은 본 발명의 광섬유를 이용한 1심 코드 단면도이다. 도 8은 본 발명의 광섬유를 이용한 2심 짚(zip) 코드 단면도이다. 도 9는 본 발명의 광섬유를 이용한 2심 라운드형 코드 단면도이다. 도 10은 본 발명의 광섬유를 이용한 컬(curl) 코드 사시도이다.
도 1은 본 발명의 광섬유 단면 1차층 공기홀 단면도로, 광섬유 내에 사염화 게르마늄(GeO2)이 도핑된 코어(11)를 중심으로 하여 그 외부 둘레에 클래드(12)와 공기홀(13)로 구성된다. 상기 광섬유는 공기홀(13)의 사이 각이 50∼72도이며 5∼12개의 공기홀을 가진다. .
이러한 공기홀을 갖는 광섬유의 특성은 1,550 ㎚파장 대에서의 손실 값이 0.18∼0.23 dB/km, MFD(1.55㎛ 파장대역)가 9.0∼10.5㎛, 1,550nm 파장 대에서 분산 값이 17∼20 ps/nm/km이면서, 10mm 직경의 구부림 시험에서 구부림 손실이 1,550nm 파장 대에서 0.01∼0.07 dB인 것을 특징으로 한다.
여기서 MFD(Mode Field Diameter)는 빛이 전송되는 통로의 크기로 광섬유내의 광 강도분포를 이루는 부분의 직경을 말한다. 예를 들어 MFD(1.55㎛ 파장대역)은 1550nm 파장대역에서 측정된 통로의 크기를 의미한다.
모재 내부에 잔존하는 OH이온이 제거된 VAD공법으로 제조된 굴절률 차이가 0.36∼0.37%의 모재를 이용하여 공기홀의 구성방식에 따라 몇 가지로 나눠질 수 있다.
본 발명의 도 1에서 모재상태에서 홀 직경을 5∼15mm로 하여 모재의 길이방향으로 천공하였다. 5mm 직경의 경우, 코어의 중심으로부터 최대한 코어로 인접할 수 있으므로 내부 클래딩(Inner cladding) 영역이 감소되어 전송 시, 악영향을 미칠 우려가 적어지며 광섬유내의 MFD와 광섬유내에서 멀티모드(MM)형에서 단일모드(SM)형이 되는 경계파장을 의미하는 차단파장(cut-off wavelength)에 영향을 주게 된다.
공기홀의 직경이 작아지면 코어 쪽으로 집중될 수는 있으나 MFD가 작아지고 차단파장이 장파장으로 이동하게 된다. 즉, 공기홀과 코어의 중심간 거리가 가까우면 MFD는 작아지고 차단파장은 커지며, 공기홀과 코어의 중심간 거리가 멀어지면 MFD는 기존 광섬유와 유사한 분포를 보이며 차단파장은 단파장으로 나타나게 된다. 10mm 직경의 원형 봉에 감았을 때 1회 당 최저 0.01 dB/turn의 손실특성을 보였으며, MFD(1.55㎛ 파장대역)는 9.3∼10.45㎛, 차단파장은 1,298± 20nm로 나타났다. 접속 손실 특성에서도 기존의 단일모드광섬유와 자동접속도 가능하며 접속손실이 평균적으로 0.03∼0.06 dB로 측정되어 접속손실에 의한 장애는 없음을 알 수 있다.
도 2는 본 발명의 광섬유 단면 1, 2차층 공기홀 단면도이다.
도 2의 광섬유는 공기홀이 12개인 광섬유이다. 그 구조는 코어(21)의 중심과 1층 공기홀간 거리가 5∼12㎛ 이내이며, 코어(21)를 중심으로 인접한 1층의 공기홀의 개수는 6개이고, 각 홀의 직경이 6∼10㎛이고, 2층 공기홀의 개수는 6개이며, 각 홀의 직경이 10∼20㎛인 것을 특징으로 한다.
공기홀이 2층인 구조로서, 1층(코어와 인접한 층)의 공기홀은 직경이 3∼12㎛이며, 2층의 공기홀은 직경은 5∼25㎛로서 층 공기홀의 크기와 대비하여 1∼2배 사이의 직경을 가지며 2층의 공기홀들은 1층의 공기홀들의 위치와 엇갈린 각도(30∼72도)를 유지하여야 고차모드의 관리가 용이해진다.
1층의 공기홀은 MFD와 차단파장을 관장하는 변수이며 2층의 공기홀들의 직경과 간격은 구부림 특성에 직접적인 영향을 주는 요소가 된다. 또한 광섬유의 인장 강도 면에서도 일반 광섬유의 인장강도와 거의 동등한 수준인 5.5kgf로 측정되었다. 10mm 직경의 원형 봉에 감았을 때 1회 당 최저 0.01 dB/turn의 손실특성을 보였으며, MFD(1.55㎛ 파장대역)는 9.8∼10.6㎛, 차단파장은 1,220n± 15m이다.
본 발명의 공기홀을 갖는 광섬유의 특성은 1,383± 3nm 파장 대에서 손실 값이 0.38 dB/km 이하이며, 기존단일모드 광섬유와의 접속시 발생되는 접속손실이 0.03∼0.08 dB 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 광섬유의 코어 주위에 형성된 수 개의 공기홀은 클래딩 굴절률과의 차이를 심화하여 구부림 발생시 빛이 클래딩으로 새어나가는 것을 코어의 중심으로 집중화시키는 역할을 하게 되어 증가되는 손실이 줄어들거나 없게 되는 것이다. 또한 광섬유 인출공정에서도 고온의 전기로내부에서 공기홀 프리폼 내부에 있는 공기가 팽창하여 균일한 외경 유지가 안 되므로, 상부에 증기(hume)가 유출될 수 있는 배출구를 형성해 준다. 그러나 필요에 따라서는 헬륨(He)이나 질소를 이용하여 미세한 압력으로 가압하여 공기홀을 팽창시키는데 이용하기도 한다.
도 2에서 코어의 중심과 1층의 홀의 중심간 거리를 a ₁, 코어의 중심과 2층의 홀의 중심간 거리를 a 2 , 1층 공기홀의 직경은 d 1, 2층 공기홀의 직경은 d 2라 할 때, d1/a₁= d2/a2 = 0.3∼0.4 이고 d1≤d2 인 것을 특징으로 한다.
또, d2= 1∼1.2 × d1 이면서 a2 = 1.7∼2 × a1 인 것을 특징으로 한다.
이처럼 1차 공기층과 2차 공기층의 간격을 정한 이유는 고차모드(higher-order mode)를 억제하는 물리적인 메카니즘(Physical mechanism)으로서 코어층과 1,2차 층 사이의 간격(=ring) 간에 인덱스 매치 커플링(Index-matched coupling)이 일어나는데, 이러한 링 모드(ring-mode)가 고차모드 인덱스에 대하여 조율이 되면 파워(power)는 누설 링 모드(leaky ring mode)와 혼합되기 때문이다. 또 대부분이 코어와 클래딩 모드이지만 혼합된 코어-클래딩모드가 조율된 클래딩 인덱스로 올라가게 된다. 그렇지 않고 a₂/a₁이 1이면 즉 a₁과 a₂가 같으면 코어모드(core mode)는 클래딩 인덱스 위에 위치하게 되며, 누설 링 모드는 아래에 위치하게 된다. 그래서 대부분 코어와 클래딩 모드밖에 없게 되어 구부림 특성 개선에 영향을 주지 못한다.
도 3 내지 도 5는 제1실시예, 제2실시예, 제3실시예로 의하여 본 발명의 광섬유 제조공정을 보여주는 플로차트다. 즉, 본 제1실시예,제2실시예, 제3실시예에 따라서 제조될 수 있는 최대 공기홀의 개수도 다르기 때문에, 제1실시예에 의해 제조될 수도 있고, 제2실시예 및 제3실시예에 의해 생산되는 공기홀의 레이아웃(layout)이 달라진다. 그러나, 실시예들의 기본적인 기술사상은 동일하다.
본 발명의 제 1실시예, 제2실시예 및 제3실시예는 다음과 같이 구성된다.
1) 제1실시예
도 3은 본 발명의 광섬유 제조방법 제1실시예의 플로챠트다.
제1실시예에 의한 광섬유 제조방법은 코어슈트(soot)를 증착공정과, 코어슈트 탈 수 및 소결공정과, 코어로드 1차 연신공정과, 이를 연신한 후 자켓팅(Jacketing)하는 자케팅공정과, 상기 자켓팅 슈트 소결공정과, 2차 클래딩 층을 형성하여 소결된 광섬유 모재를 약 φ 40mm 외경으로 2차 연신하는 2차 연신공정과, 여기서 얻은 광섬유 모재에 공기홀을 약 5∼15mm로 형성시키는 공기홀 형성공정과, 3차 연신공정 및 광섬유 인출공정을 포함하여 구성된다. 제1실시예에 의해 제조된 광섬유는 5개 내지 18개의 공기홀을 형성할 수 있다.
2) 제 2실시예
도 4는 본 발명의 광섬유 제조방법 제2실시예 플로챠트이다.
제2실시예에 의한 광섬유 제조방법은 코어슈트(soot)를 증착공정과, 코어슈트 탈수 및 소결공정과, 공기홀 형성공정과, 코어로드 1차 연신공정과, 이를 연신한 후 자켓팅하는 자케팅공정과, 상기 자켓팅의 슈트 소결공정과, 광섬유 인출공정을 포함하여 구성된다.
즉, 제2실시예는 코어슈트를 제조, 소결하여 공기홀을 형성하는 과정을 가치면서, 코어에 최대한 근접하도록 공기홀을 형성하기 위하여 코어 프리폼(모재)상태에서 공기홀을 형성시켜 공기홀의 직경은 다소 작더라고 공기홀의 코어 중심으로의 중심화로 내부 클래딩(Inner Cladding)의 크기 축소로 에러성분의 전송유입 확률을 저감시킬 수 있는 장점이 있다. 그 다음, 연신공정을 거쳐 자켓팅하여 소결된 광섬유 모재를 드로잉하는 과정으로서 공기홀을 모재의 중심에 최대한 집중시킬 수 있는 구조로서 5개 내지 18개의 공기홀을 형성할 수 있다.
제2실시예는 최종 프리폼의 외경이 실시예 1 보다 2∼4배 가량 큰 모재로부터 광섬유가 인출된다는 점에서 우수한 생산성과 작업성을 갖고 있다.
3) 실시예 3
도 5는 본 발명의 광섬유 제조방법 제3실시예 플로챠트이다. 본 발명의 실시예3에 의하여 제조되는 방법은 제2실시예와 같은 방법을 바탕으로 하되 몇 개의 공정이 추가된다. 즉, 코어슈트(soot)를 증착공정과, 코어슈트 탈수 및 소결공정과, 공기홀 형성공정과, 코어로드 1차 연신공정과, 이를 연신한 후 자켓팅하는 자케팅공정과, 상기 자켓팅의 슈트 소결공정과, 2차 연신공정과, 공기홀 형성공정과, 3차 연신공정과, 광섬유 인출공정을 포함하여 구성된다.
제3실시예에서 연신한 후 자켓팅(Jacketing)하여 2차 클래딩 층을 형성하여 소결된 광섬유 모재를 2차 연신하는 2차 연신공정에서 얻은 광섬유 모재에 2차적으로 최대 72개의 공기홀 형성시키는 2차 공기홀 형성공정과, 3차 연신 공정을 거친 후 광섬유로 인출하는 공정으로 구성되며, 제조 가능한 공기홀은 5개 내지 90개이다. 따라서 제1실시예 내지 제3실시예에서 알 수 있듯이. 제조방법에 따라서, 공기홀의 수를 융통성 있고, 유연하게 설계할 수 있다.
도 6은 본 발명의 광섬유를 이용한 케이블 여장장치이다.
도 6에 의하면, 고정부 광커넥터가 부착된 부분(41,48), 는 길이 1m 이내의 길이로 된 고정부분(42)이며, 케이블의 적층 부위(43), 케이블을 감고 있는 외부원판(44), 외부원판과 분리시키는 내부원판(45)으로서 케이블(47)이 당겨지고 풀려질 때 고정케이블(42)이 영향을 받지 않도록 한다. 도면부호 46은 고정케이블이 원판의 측면에서 돌출되어 외부원판에 고정되어 연결되는 부분이다.
케이블의 적층 부위(43)에 공기홀을 가지는 광섬유를 케이블 화하여 특정한 곡률직경을 유지하면서 고객의 요구에 따라 케이블 길이를 다르게 사용할 수 있도록 양단에는 광 커넥터를 부착, 외관 및 여장관리 측면을 향상시킨 구조이다.
케이블의 한쪽은 약 1m 이내의 길이로 하며 양단에 광 커넥터가 부착되어 있으며, 여장장치 내부에 이중의 롤러가 구성되어 손으로 당겨 풀다가 놓으면 자동으로 고정이 되어 더 이상 풀려 나오지 않는 구조를 원칙으로 하고 비상시 수동으로 고정할 수 있는 장치를 별도로 부착하고 있으며, 감을 때는 앞으로 조금 당기면 감겨 들어가는 구조로 되어 있다.
도 7은 본 발명의 광섬유를 이용한 1심 코드 단면도이다.
도 7은 광섬유를 이용한 1심 코드로 공기홀을 가지는 광섬유(51)를 타이트 버퍼(52)내에 삽입하고 인장력 보강을 위하여 아라미드 얀(53)을 버퍼 외측에 두른 다음, PVC 혹은 우레탄 피복(54)을 입힌 심플렉스(simplex) 구조로 구성된다. 코드의 외경은 최소 φ 1.6∼φ 3.0mm의 범위이다.
도 8은 본 발명의 광섬유를 이용한 2심 짚(zip) 코드 단면도이다.
도 8은 공기홀을 가지는 광섬유을 이용한 2가닥의 짚 코드(Zip code)로, 공기홀을 가지는 광섬유(61)를 타이트 버퍼(62)내에 삽입하고 인장력 보강을 위하여 아라미드 얀(63)을 버퍼 외측에 두른 다음, 최대 φ2.4mm 외경을 가지는 PVC 또는 우레탄 피복(64)을 입힌 2가닥을 중간에 접착역할을 하도록 가볍게 접합해 놓은 구 조로 구성된다. 2심코드의 크기는 가로 4.9mm, 세로 2.4mm 이하이다.
도 9는 본 발명의 광섬유를 이용한 2심 라운드형 코드 단면도이다.
도 9는 광섬유를 이용한 2심 라운드형 코드로, 공기홀을 가지는 광섬유(71)를 각각 타이트 버퍼(72)에 삽입한 2가닥에 아라미드 얀(73을 외장한 다음, PVC 또는 우레탄 피복(74)을 입힌 구조로 구성된다. 코드의 크기는 최대외경 φ4.8mm 이내로 하여, 피복한 구조로 적용 가능하다.
도 10은 본 발명의 광섬유를 이용한 컬(curl) 코드 사시도이다.
도 10은 공기홀을 가지는 광섬유의 구부림에 강한 특성을 이용하여 특정한 컬 외경으로 고온에서 성형하여 코드의 팽창 후에도 원래의 길이로 회복되는 복원력을 향상시킨 구조로서, 이동성용이 및 여장관리 측면을 향상시킨 광 아울렛(outlet)이나 광 단말기기 연결용 코드이다. 공기홀을 갖는 광섬유의 허용 구부림 직경이 10mm이므로 인장을 고려하여 컬 직경(81)을 φ 14,φ 20mm 로 하였으며 광섬유에 900㎛ 외경의 타이트 버퍼를 적용하고 인장강도 보강을 위한 아라미드 얀(Aramid yarn)를 두른 다음, PVC, 우레탄, 할로겐 프리(halogen-free)의 피복을 하여 최종외경 φ 1.6∼φ 3.5mm로 한다. 또한 컬이 적용되는 부분(82)은 확장길이에 연관이 있으므로 350∼500mm까지 적용하여 확장율을 200∼400%까지 증가시켰다.[
이상 앞에서 설명하였듯이 본 발명의 실시예는 튜브 적층(stacking)구조가 아닌, 순수 실리카(pure silica) VAD공법의 모재를 활용하여 단순하면서도 우수한 구부림 특성을 가지도록 공기홀 형성치구의 적용, 천공시 모재의 직진도와 치구의 직진도 관리, 공기홀 형성 깊이 등을 고려하였다. 또한 공기홀 설계에 있어서는 먼저, 5개의 공기홀, 6개의 공기홀을 형성하지만 공기홀의 지름에 따른 특성의 차이, 12개의 공기홀을 구성하여 코어의 중심으로부터 1번째 공기홀간의 간격과 1번째 공기홀 층과 2번째 공기홀 층간의 거리를 최적화함으로써 구부림 특성을 향상 또는 유지시킬 수 있다
이상 앞에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 의하면, 우수한 구부림 특성을 자유로이 조절할 수 있는 효과가 있다.
특히, 구부림이 심한 개소, 깔끔하지 않은 여장처리를 최소의 허용곡률을 가지는 간결구조의 채택, 각종 모듈에서 연결선이 가지는 최소허용곡률로 인한 최소장비의 크기를 간소화 그리고 각종 코드선 및 컬 코드의 적용 등이 가능하다.
또, 광섬유가 최종가입자인 가정에 까지 배선되어 초고속 대용량의 데이터 및 서비스를 가능하게 하는 FTTH(Fiber To The Home)사업의 적용으로 댁내에 광케이블 인입시, 외관 및 공간을 더 효율적으로 사용 할 수 있는 장점이 있다. 광 전송설비의 주변 유니트 접속, 광 스위치 패널의 접속, 광 센싱(sensing) 헤드 접속, 이동체간의 신축적인 배선에 용이하며, 전송장비를 소형화하고 콤팩트(compact)화 할 수 있다.

Claims (11)

  1. 공기홀을 가지는 광섬유에 있어서,
    상기 광섬유 내에 사염화게르마늄(GeO2)이 도핑된 코어를 중심으로 하여 다수개의 공기홀을 가지고, 상기 코어의 중심과 공기홀 사이각은 50∼72도로 하며, 1층 공기홀의 수는 5개 내지 개, 2층 공기홀의 수는 5개 내지 7개를 확보하여 총 10개 내지 14개의 공기홀을 포함하며,
    상기 광섬유의 특성은 1,550nm 파장 대에서의 손실 값이 0.18∼0.23 dB/km, MFD(1.55㎛ 파장대역)가 9.0∼10.5㎛, 1,550nm 파장 대에서 분산 값이 17∼20 ps/nm/km이면서, 10mm 직경의 구부림 시험에서 구부림 손실이 1,550nm 파장 대에서 0.01∼0.07 dB인 것을 특징으로 하는 공기홀을 갖는 광섬유.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 광섬유는 공기홀이 모두 12개이고, 코어의 중심과 1층 공기홀간 거리가 5∼12㎛ 이내이며, 코어를 중심으로 인접한 1층의 공기홀의 개수는 6개이면서 각 홀의 직경이 6∼10㎛이고, 2층 공기홀의 개수는 6개이면서 각 홀의 직경이 10∼20㎛를 가지는 것을 특징으로 하는 공기홀을 갖는 광섬유.
  3. 제 2항에 있어서, 코어의 중심과 1층의 홀의 중심간 거리를 a1, 코어의 중심과 2층의 홀의 중심간 거리를 a2, 1층 공기홀의 직경을 d1, 2층 공기홀의 직경을 d2라 할 때, d1/a1 = d2/a2 =0.3∼0.4 이고, d1≤d2 인 것을 특징으로 하는 공기홀을 갖는 광섬유.
  4. 제 3항에 있어서, 상기 d2 = 1∼1.2 × d1 이면서 a2 = 1.7∼2 × a1 인 것을 특징으로 하는 공기홀을 갖는 광섬유.
  5. 제 1항에 있어서, 광섬유의 특성은 1,383± 3nm 파장 대에서 손실 값이 0.38 dB/km 이하이며, 기존단일모드 광섬유와의 접속시 발생되는 접속손실이 0.03∼0.08 dB 것을 특징으로 하는 공기홀을 갖는 광섬유.
  6. 공기홀을 갖는 광섬유 제조방법에 있어서,
    코어슈트(soot)를 증착공정과, 코어슈트 탈 수 및 소결공정과, 코어로드 1차 연신공정과, 이를 연신한 후 자켓팅(Jacketing)하는 자케팅공정과, 상기 자켓팅슈트 소결공정과, 2차 클래딩 층을 형성하여 소결된 광섬유 모재를 약 φ 40mm 외경 으로 2차 연신하는 2차 연신공정과, 여기서 얻은 광섬유 모재에 공기홀을 약 5∼15mm로 형성시키는 공기홀 형성공정과, 3차 연신공정 및 광섬유 인출공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 공기홀을 갖는 광섬유 제조방법.
  7. 공기홀을 갖는 광섬유 제조방법에 있어서,
    코어슈트(soot)를 증착공정과, 코어슈트 탈수 및 소결공정과, 공기홀 형성공정과, 코어로드 1차 연신공정과, 이를 연신한 후 자켓팅하는 자케팅공정과, 상기 자켓팅의 슈트 소결공정과, 광섬유 인출공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 공기홀을 갖는 광섬유 제조방법.
  8. 공기홀을 갖는 광섬유 제조방법에 있어서,
    코어슈트(soot)를 증착공정과, 코어슈트 탈수 및 소결공정과, 공기홀 형성공정과, 코어로드 1차 연신공정과, 이를 연신한 후 자켓팅하는 자케팅공정과, 상기 자켓팅의 슈트 소결공정과, 2차 연신공정과, 공기홀 형성공정과, 3차 연신공정과, 광섬유 인출공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 공기홀을 갖는 광섬유 제조방법.
  9. 제 1항 또는 제2항의 공기홀을 가진 광섬유를 이용하여 타이트 버퍼(tight buffer)에 삽입하여 아라미드 얀으로 인장력을 보강하여 PVC 코팅 또는 우레탄 코팅한 코드 1심의 최종외경을 φ 1.6∼φ 3.0mm로 하고, 2심의 짚(Zip) 케이블의 최종외경을 φ 4.9mm(가로)×φ 2.4mm(세로) 이하로, 2심의 라운드형 최종외경을 φ 4.8mm 이하로 하며, 1,550nm 파장 대에서 손실 값이 0.18∼0.28 dB/km, 손실 균일성이 0.02∼0.03 dB 이며, 1,383± 3nm 파장 대에서 손실 값이 0.36 dB/km 이하, 손실 균일성이 0.03∼0.1 dB 인 것을 특징으로 하는 공기홀을 갖는 광섬유.
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