KR100930441B1 - Method of manufacturing multimode fiber base material - Google Patents
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Abstract
본 발명은 다중 모드 광섬유 모재의 제조 방법에 관한 것으로, 본 발명에 따른 석영 튜브 내벽에 수트 입자를 증착시키는 것에 의해 제조되는 다중 모드 광섬유를 제조하기 위한 모재는, 그 내부에 일정 두께의 제 1 클래드층, 제 2 클래드층 및 코어층을 순차적으로 증착하되, 상기 제 2 클래드층의 굴절률은 상기 제 1 클래드층의 굴절률보다 낮게 형성하고, 코어 반경(r)에 대한 제 2 클래드층의 두께(ΔR)의 비(ΔR/r)가 0.03 이상인 것을 특징으로 한다.The present invention relates to a method for manufacturing a multi-mode optical fiber base material, the base material for manufacturing a multi-mode optical fiber produced by depositing soot particles on the inner wall of the quartz tube according to the present invention, the first cladding of a predetermined thickness therein The layer, the second cladding layer and the core layer are sequentially deposited, the refractive index of the second cladding layer is lower than the refractive index of the first cladding layer, and the thickness of the second cladding layer ΔR relative to the core radius r ) Ratio (ΔR / r) is 0.03 or more.
본 발명에 따르면, 광섬유의 인선 공정시 코어층과 클래드층의 경계면에서 발생하는 굴절률 증가분을 모재 제조시 보상함으로써, 최종적으로 제조된 다중 모드 광섬유의 대역폭 및 전송 거리를 향상시킨다.According to the present invention, by increasing the refractive index generated at the interface between the core layer and the cladding layer during the cutting process of the optical fiber in the base material manufacturing, thereby improving the bandwidth and transmission distance of the finally produced multi-mode optical fiber.
코어층, 클래드층, 제 2 클래드층, 굴절률, 인선 공정 Core layer, cladding layer, second cladding layer, refractive index, cutting process
Description
본 발명은 다중 모드 광섬유 모재의 제조 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 인선 공정에서 발생하는 응력에 따른 굴절률 증가를 상쇄하는 다중 모드 광섬유 모재의 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for manufacturing a multi-mode optical fiber base material, and more particularly to a method for manufacturing a multi-mode optical fiber base material to cancel the increase in refractive index due to the stress generated in the edge line process.
광섬유 모재(preform)를 제조하기 위한 공법으로는 MCVD(Modified Chemical vapor Deposition), OVPO(Outside vapor Phase Oxidation), VAD(vapor Phase Axial Deposition) 공법 등 여러 가지가 있는데, 이 중에서 모재 튜브 내의 불순물 유입이 적은 MCVD 공법이 널리 이용되고 있다.There are several methods for manufacturing optical fiber preforms, such as Modified Chemical Vapor Deposition (MCVD), Outside Vapor Phase Oxidation (OVPO), and Vapor Phase Axial Deposition (VAD). Small MCVD methods are widely used.
MCVD 공법은 증착(Deposition), 붕괴(Collapse), 인선(Draw) 공정을 걸쳐 최종 광섬유를 생산한다. 증착 공정은 회전하는 모재 튜브 내부로 SiCl4, GeCl4, POCl3 등의 원료 가스를 산소와 함께 주입함과 아울러, 모재 튜브의 길이 방향을 따라 모재 튜브 외벽을 산소/수소 토치 등의 이동 열원을 이용하여 왕복 가열함으로써 산화 반응을 통해 미세한 실리카 입자들이 모재 튜브 내부에 증착 및 소결되게 하고, 상기의 과정을 반복 수행하여 일정 굴절률을 갖는 클래드층 및 코어층을 순차적으로 생성한다.The MCVD process produces the final optical fiber through the deposition, collapse and draw processes. The deposition process injects a raw material gas such as SiCl 4 , GeCl 4 , POCl 3 together with oxygen into the rotating base tube, and moves a heat source such as an oxygen / hydrogen torch along the longitudinal direction of the base tube. By reciprocating heating, the fine silica particles are deposited and sintered inside the base tube through an oxidation reaction, and the above process is repeated to sequentially produce a cladding layer and a core layer having a predetermined refractive index.
상기 증착 공정이 완료되면 붕괴 공정을 통해, 모재 튜브 외벽은 증착 온도 이상으로 수차례 왕복 가열된다. 이에 따라, 모재 튜브는 내·외벽의 압력 차이 및 표면 장력이 유발되어 내·외경이 줄어들게 되고, 붕괴 공정이 완료된 시점에는 인선 가능한 석영봉 형태의 광섬유 모재가 된다. 그리고 인선 과정을 통해 상기 석영봉 형태의 광섬유 모재는 최종 광섬유로 인발된다.When the deposition process is completed, through the collapse process, the base tube outer wall is reciprocally heated several times above the deposition temperature. Accordingly, the base tube is caused by the pressure difference between the inner and outer walls and the surface tension is reduced, the inner and outer diameter is reduced, and becomes the optical fiber base material of the quartz rod form that can be drawn when the collapse process is completed. And through the edge process, the optical fiber base material of the quartz rod form is drawn to the final optical fiber.
한편, 증착 공정에서 모재 튜브 내부에 주입되는 원료 가스를 제어하여, 코어 중심부의 굴절률이 높고 코어 바깥 방향으로 갈수록 굴절률이 낮은 언덕형 굴절률 분포를 갖는 다중 모드 광섬유가 제조될 수 있다. On the other hand, by controlling the raw material gas injected into the base tube in the deposition process, a multi-mode optical fiber having a hill-shaped refractive index distribution having a high refractive index of the core center and a low refractive index toward the outside of the core can be manufactured.
도 1은 다중 모드 광섬유의 굴절률 프로파일을 나타내는 도면으로서, 다중 모드 광섬유의 굴절률 분포는 수학식 1을 통해 예측할 수 있다.1 is a diagram illustrating a refractive index profile of a multimode optical fiber, and the refractive index distribution of the multimode optical fiber may be estimated through Equation 1.
a : 코어의 반경 a: radius of the core
r : 코어 중심의 임의의 거리r: arbitrary distance from the center of the core
n(r) : 코어 중심에서 r점의 굴절률n (r): Refractive index of point r at the core center
Δ : 코어와 클래드의 상대 굴절률 차이Δ: relative refractive index difference between the core and the clad
α : 굴절률 변화의 기울기α: slope of refractive index change
상기 수학식 1에서 α가 1인 경우 다중 모드 광섬유의 굴절률 분포는 삼각형 형태로 나타나게 되고, α가 무한대인 경우 단일 모드 광섬유와 같은 계단형 굴절률 분포를 나타낸다. 도 1에 도시된 바와 같이, α값에 따라 다중 모드 광섬유의 굴절률 분포가 달라지고, 굴절률 분포는 다중 모드 광섬유의 대역폭을 결정한다. 상기 α값은 증착 공정에서 주입되는 원료 가스의 양을 제어함으로써 조절 가능하다. In the above Equation 1, when α is 1, the refractive index distribution of the multimode optical fiber is represented by a triangular form, and when α is infinity, it represents a stepped refractive index distribution like the single mode optical fiber. As shown in FIG. 1, the refractive index distribution of the multimode optical fiber varies according to the α value, and the refractive index distribution determines the bandwidth of the multimode optical fiber. The α value can be adjusted by controlling the amount of source gas injected in the deposition process.
한편, 코어와 클래드의 상대 굴절률 차이는 수학식 2와 같이 나타낼 수 있다. On the other hand, the relative refractive index difference between the core and the clad can be expressed as
여기서, ncore는 코어층의 굴절률을 나나태고, nclad는 클래드층의 굴절률을 나타낸다.Here, n core represents the refractive index of the core layer, and n clad represents the refractive index of the clad layer.
1Gbit 이상의 다중 모드 광섬유의 대역폭 및 전송거리는 광섬유 모드간 시간 지연차(DMD: Differential Mode Delay)에 의해서 결정되고, 상기 모드간 시간 지연차는 다중 모드 광섬유의 굴절률 차(Δ)에 따라 결정된다. 따라서, 굴절률 차(Δ)의 제어를 통해 다중 모드 광섬유의 대역폭 및 전송 거리를 향상시킬 수 있다.The bandwidth and transmission distance of a multimode optical fiber of 1 Gbit or more are determined by a differential mode delay (DMD) between the optical fiber modes, and the time delay difference between the modes is determined by the refractive index difference Δ of the multimode optical fiber. Therefore, the bandwidth and the transmission distance of the multi-mode optical fiber can be improved by controlling the refractive index difference Δ.
도 2는 MCVD 증착 공정에서 형성된 다중 모드 광섬유 모재의 굴절률 분포를 나타내는 도면이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 최적화된 α값을 지닌 다중 모드 광 섬유 모재는 언덕형 굴절률 분포를 가지게 된다. 그런데 증착 공정에서 형성된 다중 모드 광섬유 모재의 α값이 도 2와 같더라도, 모재의 인선 공정에서 발생하는 응력(stress)으로 인해 코어층과 인접하는 클래드층 일부 영역(즉, 코어층과의 경계면)의 굴절률이 변형될 수 있다.2 is a view showing a refractive index distribution of a multi-mode optical fiber base material formed in the MCVD deposition process. As shown in FIG. 2, the multimode optical fiber matrix with the optimized α value has a hill-shaped refractive index distribution. However, even if the α value of the multi-mode optical fiber base material formed in the deposition process is the same as that of FIG. 2, a portion of the clad layer adjacent to the core layer (that is, the interface with the core layer) due to the stress generated in the cutting process of the base material. The refractive index of can be modified.
도 3은 광섬유 인선 공정에서 발생하는 코어층과 클래드층 경계면의 굴절률 증가 현상을 나타내는 도면이다. FIG. 3 is a view illustrating an increase in refractive index of the interface between the core layer and the clad layer generated in the optical fiber edge process. FIG.
도 4는 코어층과 클래드층의 경계면에서 나타내는 신호 퍼짐 현상을 나타내는 도면이다.4 is a diagram illustrating a signal spread phenomenon that is shown at the interface between the core layer and the cladding layer.
도 3 및 도 4를 참조하면, 인선 공정에서 발생하는 응력으로 클래드층과 코어층의 경계면에 굴절률이 증가하는 현상(301)이 나타나게 되고, 이로 인해 상기 경계면에 광(光)신호가 퍼지는 현상(401)이 나타난다. 그 결과, 광섬유 모드간 시간 지연차가 발생되어 다중 모드 광섬유의 대역폭을 저하시키게 된다. 즉, 상기 도 3과 같은 굴절률 분포를 갖는 광섬유를 이용하여 광(光)신호를 전송하게 되면, 도 4와 같이 그 경계면에서 광(光)신호 퍼짐 현상(401)이 나타난다. 이로 인해, 모드 간 시간 지연차가 발생하여 다중 모드 광섬유의 대역 거리 및 대역폭이 감소되는 문제점이 발생한다.Referring to FIGS. 3 and 4, a
본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 인선 공정시 발생하는 응력(stress)에 따른 코어층과 클래드층 경계면의 굴절률 증가분을 상쇄시키는 다중 모드 광섬유 모재의 제조 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been proposed to solve the above problems, and an object thereof is to provide a method for manufacturing a multi-mode optical fiber base material which cancels the increase in the refractive index of the interface between the core layer and the clad layer due to the stress (stress) generated during the edge line process. .
본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있으며, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.Other objects and advantages of the present invention can be understood by the following description, and will be more clearly understood by the embodiments of the present invention. Also, it will be readily appreciated that the objects and advantages of the present invention may be realized by the means and combinations thereof indicated in the claims.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제 1 측면에 따른, 석영 튜브 내벽에 수트 입자를 증착시키는 것에 의해 제조되는 다중 모드 광섬유를 제조하기 위한 모재는, 그 내부에 일정 두께의 제 1 클래드층, 제 2 클래드층 및 코어층을 순차적으로 증착하되, 상기 제 2 클래드층의 굴절률은 상기 제 1 클래드층의 굴절률보다 낮게 형성하고, 코어 반경(r)에 대한 제 2 클래드층의 두께(ΔR)의 비(ΔR/r)가 0.03 이상인 것을 특징으로 한다.According to a first aspect of the present invention for achieving the above object, a base material for producing a multi-mode optical fiber produced by depositing soot particles on the inner wall of the quartz tube, the first cladding layer of a predetermined thickness therein, The second cladding layer and the core layer are sequentially deposited, the refractive index of the second cladding layer is lower than the refractive index of the first cladding layer, and the ratio of the thickness of the second cladding layer ΔR to the core radius r (ΔR / r) is characterized by being 0.03 or more.
특히, 상기 제 1 클래드층의 굴절률과 상기 제 2 클래드층의 굴절률 차가 0.0005인 것이 바람직하다.In particular, it is preferable that the difference in refractive index between the refractive index of the first cladding layer and the second cladding layer is 0.0005.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제 2 측면에 따른, 석영 튜브 내벽에 수트 입자를 증착시키는 것에 의해 제조되는 다중 모드 광섬유를 제조하기 위한 모 재는, 그 내부에 일정 두께의 제 1 클래드층, 제 2 클래드층 및 코어층을 순차적으로 증착하되, 상기 제 2 클래드층의 굴절률은 상기 제 1 클래드층의 굴절률 보다 낮게 형성하고, 상기 제 1 클래드층의 굴절률과 상기 제 2 클래드층의 굴절률 차가 0.0003 이상인 것을 특징으로 한다.According to a second aspect of the present invention for achieving the above object, a base material for producing a multi-mode optical fiber produced by depositing soot particles on the inner wall of a quartz tube, the first cladding layer of a predetermined thickness therein, The second cladding layer and the core layer are sequentially deposited, wherein the refractive index of the second cladding layer is lower than that of the first cladding layer, and the difference between the refractive indices of the first cladding layer and the second cladding layer is 0.0003 or more. It is characterized by.
특히, 코어 반경(r)에 대한 제 2 클래드층의 두께(ΔR)의 비(ΔR/r)가 0.100인 것이 바람직하다.In particular, it is preferable that the ratio ΔR / r of the thickness ΔR of the second clad layer to the core radius r is 0.100.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제 3 측면에 따른, 석영 튜브 내벽에 수트 입자를 증착시키는 것에 의해 다중 모드 광섬유용 모재를 제조하는 방법은, 상기 석영 튜브 내부에 1 클래드층, 제 2 클래드층 및 코어층을 순차적으로 증착하되, 상기 제 2 클래드층의 굴절률은 상기 제 1 클래드층의 굴절률보다 낮게 형성하고, 코어 반경(r)에 대한 제 2 클래드층의 두께(ΔR)의 비(ΔR/r)가 0.03 이상인 것을 특징으로 한다.According to a third aspect of the present invention for achieving the above object, a method of manufacturing a base material for a multi-mode optical fiber by depositing soot particles on the inner wall of the quartz tube, the first cladding layer, the second cladding layer inside the quartz tube And depositing a core layer sequentially, wherein the refractive index of the second cladding layer is lower than the refractive index of the first cladding layer, and the ratio (ΔR /) of the thickness (ΔR) of the second cladding layer to the core radius r r) is 0.03 or more.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제 4 측면에 따른, 석영 튜브 내벽에 수트 입자를 증착시키는 것에 의해 다중 모드 광섬유용 모재를 제조하는 방법은, 상기 석영 튜브 내부에 1 클래드층, 제 2 클래드층 및 코어층을 순차적으로 증착하되, 상기 제 2 클래드층의 굴절률은 상기 제 1 클래드층의 굴절률보다 낮게 형성하고, 상기 제 1 클래드층의 굴절률과 상기 제 2 클래드층의 굴절률 차가 0.0003 이상인 것을 특징으로 한다.According to a fourth aspect of the present invention for achieving the above object, a method of manufacturing a base material for a multi-mode optical fiber by depositing soot particles on the inner wall of the quartz tube, the first cladding layer, the second cladding layer inside the quartz tube And depositing a core layer sequentially, wherein the refractive index of the second cladding layer is lower than the refractive index of the first cladding layer, and the difference between the refractive indices of the first cladding layer and the second cladding layer is 0.0003 or more. do.
본 발명에 따르면, 광섬유의 인선 공정시 코어층과 클래드층의 경계면에서 발생하는 굴절률 증가분을 모재 제조시 보상함으로써, 최종적으로 제조된 다중 모드 광섬유의 대역폭 및 전송 거리를 향상시킨다.According to the present invention, by increasing the refractive index generated at the interface between the core layer and the cladding layer during the cutting process of the optical fiber in the base material manufacturing, thereby improving the bandwidth and transmission distance of the finally produced multi-mode optical fiber.
특히, 본 발명에 따라 제작된 다중 모드 광섬유는 10Gbit 이상의 속도와 300m 이상의 전송 거리를 보유하는 장점이 있다.In particular, the multi-mode optical fiber manufactured according to the present invention has the advantage of having a speed of 10Gbit or more and a transmission distance of 300m or more.
상술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 질 것이며, 그에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일 실시예를 상세히 설명하기로 한다.The above objects, features and advantages will become more apparent from the following detailed description taken in conjunction with the accompanying drawings, whereby those skilled in the art may easily implement the technical idea of the present invention. There will be. In addition, in describing the present invention, when it is determined that the detailed description of the known technology related to the present invention may unnecessarily obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof will be omitted. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 MCVD 공법에서의 증착 공정을 나타내는 도면이다.5 is a view showing a deposition process in the MCVD method according to an embodiment of the present invention.
도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 MCVD 공법에서의 증착 공정은 회전하는 모재 튜브(1) 내부로 SiCl4, GeCl4, POCl3 등의 원료 가스를 산소와 함께 주입함과 아울러, 모재 튜브(1)의 길이방향을 따라 모재 튜브(1) 외벽을 이동 열원(2)을 이용하여 가열함으로써 미세한 실리카 입자들을 모재 튜브(1) 내부에 증착 및 소결되도록 한다. 상기의 과정을 반복 수행함으로써 일정 굴절률을 갖는 소정 두께의 제 1 클래드층, 제 2 클래드층 및 코어층을 순차적으로 생성한다.Referring to FIG. 5, the deposition process in the MCVD method according to the embodiment of the present invention injects a raw material gas such as SiCl 4 , GeCl 4 , POCl 3 together with oxygen into the rotating base tube 1, By heating the outer wall of the base tube 1 along the longitudinal direction of the base tube 1 using the moving
상기 제 2 클래드층은 코어층과 제 1 클래드층 사이에 위치하며, 제 1 클래드층의 굴절률보다 낮게 형성되어 인선(draw) 공정에서 응력(stress)에 따른 코어층과 클래드층(즉, 제 2 클래드층) 경계면의 굴절률 증가분을 상쇄시킨다. 그리고 증착 공정이 종료되면, 모재 튜브(1)는 붕괴(collapse) 공정과 인선(draw) 공정을 거쳐 최종적인 다중 모드 광섬유로 완성된다. The second cladding layer is positioned between the core layer and the first cladding layer and is formed to be lower than the refractive index of the first cladding layer so that the core layer and the cladding layer due to stress in the draw process (ie, the second cladding layer) are formed. Clad layer) offsets the refractive index increase at the interface. When the deposition process is completed, the base tube 1 is completed through the collapse process and the draw process to complete the final multi-mode optical fiber.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른, 증착 공정에서 제 2 클래드층이 생성된 다중 모드 광섬유 모재의 굴절률 분포를 나타내는 도면이다. FIG. 6 is a diagram illustrating a refractive index distribution of a multi-mode optical fiber base material in which a second clad layer is formed in a deposition process according to an embodiment of the present invention.
도 6을 참조하면, 도 5의 공정을 통해 일정 두께(ΔR)로 형성된 제 2 클래드층의 굴절률은 제 1 클래드층의 굴절률보다 Δn_clad 낮게 형성된다. 즉, 인선 공정시의 응력으로 인해 코어층과 경계되는 클래드층(즉, 제 2 클래드)의 경계면에 발생하는 굴절률 증가분을 상쇄하기 위해, 증착 공정시 제 1 클래드층보다 낮은 굴절률(즉, Δn_clad)을 갖는 제 2 클래드층을 형성한다. Referring to FIG. 6, the refractive index of the second cladding layer having a predetermined thickness ΔR is formed to be Δn_clad lower than that of the first cladding layer through the process of FIG. 5. That is, in order to offset the refractive index increase occurring at the interface of the clad layer (i.e., the second clad) bordered by the core layer due to the stress in the edge line process, the refractive index lower than the first clad layer (i.e., Δn_clad) during the deposition process A second clad layer having a film is formed.
도 7은 상기 도 6의 굴절률 분포를 갖는 광섬유 모재를 인선하여 제조되는 다중 모드 광섬유의 굴절률 분포를 나타내는 도면이다.FIG. 7 is a diagram illustrating a refractive index distribution of a multi-mode optical fiber manufactured by cutting the optical fiber base material having the refractive index distribution of FIG. 6.
도 7에 도시된 바와 같이, 증착 공정에서 생성된 제 2 클래드층으로 인해, 인선 공정에서 코어층과 클래드층 경계면의 굴절률 증가분이 상쇄된다. 즉, 인선 공정에서 발생하는 굴절률 증가분을 상쇄할 수 있도록 코어층과 제 1 클래드층 사이에 제 2 클래드층을 형성함으로써 인선 공정을 통해 제조되는 광섬유는 도 7과 같이 정상적은 다중 모드 광섬유의 굴절률 분포를 나타낸다. 따라서, 인선 공정을 통해 제조되는 다중 모드 광섬유의 코어층과 클래드층(즉, 제 2 클래드층)의 경계면에서 발생하는 광(光)신호 퍼짐 현상(401)이 방지된다.As shown in FIG. 7, due to the second cladding layer generated in the deposition process, the increase in refractive index between the core layer and the cladding layer interface is offset in the cutting process. That is, the optical fiber manufactured by the cutting process by forming the second cladding layer between the core layer and the first cladding layer to offset the refractive index increase generated in the cutting process process, the refractive index distribution of the normal multi-mode optical fiber as shown in FIG. Indicates. Therefore, the optical
도 8은 상기 도 6의 굴절률 분포를 갖는 광섬유 모재를 이용하여 제조된 다중 모드 광섬유의 시간 지연차를 나타내는 도면이다. 도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 다중 모드 광섬유의 경우, 코어층과 클래드층의 경계면에서 발생하는 광(光)신호 퍼짐 현상이 나타나지 않고, 이에 따라 모드간 시간 지연 현상이 제거된다. FIG. 8 is a diagram illustrating a time delay difference of a multi-mode optical fiber manufactured using the optical fiber base material having the refractive index distribution of FIG. 6. As shown in FIG. 8, in the multi-mode optical fiber according to the present invention, the optical signal spreading phenomenon occurring at the interface between the core layer and the cladding layer does not appear, and thus the time delay between modes is eliminated.
한편, 증착 공정에서 코어의 반경과 제 2 클래드층의 두께 비율 또는 제 2 클래드층의 굴절률에 따라, 다중 모드 광섬유의 대역폭은 달라질 수 있다.Meanwhile, in the deposition process, the bandwidth of the multi-mode optical fiber may vary depending on the radius of the core and the thickness ratio of the second cladding layer or the refractive index of the second cladding layer.
표 1은 제 1 클래드층과 제 2 클래드층의 굴절률 차(Δn_clad)를 0.0005로 고정하고, 코어 반경(r)에 대한 제 2 클래드층의 두께(ΔR)의 비(ΔR/r)를 조절함으로써 획득된 다중 모드 광섬유의 대역폭(EMB)을 나타낸다. 상기 표 1에서 코어 반경(r)에 대한 제 2 클래드층의 두께(ΔR)의 비(ΔR/r)를 0.030 이상으로 설정한 경우, 10Gbit 이상의 고속 전송용으로 사용할 수 있는 다중 모드 광섬유의 대역폭(즉, 2000Mhz.km 이상)을 획득할 수 있다.Table 1 fixes the refractive index difference Δn_clad between the first cladding layer and the second cladding layer at 0.0005, and adjusts the ratio ΔR / r of the thickness ΔR of the second cladding layer to the core radius r. Indicates the bandwidth (EMB) of the acquired multimode fiber. In Table 1, when the ratio (ΔR / r) of the thickness (ΔR) of the second clad layer to the core radius (r) is set to 0.030 or more, the bandwidth of the multimode optical fiber that can be used for high-speed transmission of 10 Gbit or more ( That is, 2000Mhz.km or more) can be obtained.
표 2는 코어 반경(r)에 대한 제 2 클래드층의 두께(ΔR)의 비(ΔR/r)를 0.100으로 고정하고, 제 1 클래드층과 제 2 클래드층의 굴절률 차(Δn_clad)를 조절하여 획득된 다중 모드 광섬유의 대역폭(EMB)을 나타낸다. 상기 표 2에서 제 1 클래드층과 제 2 클래드층의 굴절률 차(Δn_clad)를 0.0003 이상으로 설정한 경우, 10Gbit 이상의 고속 전송용으로 사용할 수 있는 다중 모드 광섬유 대역폭(즉, 2000Mhz.km 이상)을 획득할 수 있다.Table 2 fixes the ratio (ΔR / r) of the thickness (ΔR) of the second clad layer to the core radius (r) at 0.100, and adjusts the refractive index difference (Δn_clad) between the first clad layer and the second clad layer. Indicates the bandwidth (EMB) of the acquired multimode fiber. In Table 2, when the refractive index difference Δn_clad between the first cladding layer and the second cladding layer is set to 0.0003 or more, a multi-mode optical fiber bandwidth (ie, 2000Mhz.km or more) that can be used for high-speed transmission of 10Gbit or more is obtained. can do.
도 9는 종래의 다중 모드 광섬유와 본 발명에 따른 다중 모드 광섬유의 대역폭 차이를 나타내는 도면으로서, 종래에 비해 본 발명에 따른 다중 모드 광섬유의 대역폭이 더 높게 나타남을 알 수 있다. 특히, 제 2 클래드층이 형성된 본 발명에 따른 다중 모드 광섬유는 고속 전송에 적합한 2000.MHz.km 이상의 대역폭을 보유하게 된다.9 is a view showing the bandwidth difference between the conventional multi-mode optical fiber and the multi-mode optical fiber according to the present invention, it can be seen that the bandwidth of the multi-mode optical fiber according to the present invention is higher than the conventional. In particular, the multi-mode optical fiber according to the present invention having the second cladding layer has a bandwidth of 2000. MHz. Km or more suitable for high speed transmission.
이상에서 설명한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다.The present invention described above is capable of various substitutions, modifications, and changes without departing from the technical spirit of the present invention for those skilled in the art to which the present invention pertains. It is not limited by the drawings.
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 전술하는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니된다.The following drawings, which are attached to this specification, illustrate exemplary embodiments of the present invention, and together with the detailed description of the present invention, serve to further understand the technical spirit of the present invention. It should not be construed as limited to.
도 1은 다중 모드 광섬유의 굴절률 프로파일을 나타내는 도면이다.1 is a diagram illustrating a refractive index profile of a multimode optical fiber.
도 2는 MCVD 증착 공정에서 형성된 다중 모드 광섬유 모재의 굴절률 분포를 나타내는 도면이다.2 is a view showing a refractive index distribution of a multi-mode optical fiber base material formed in the MCVD deposition process.
도 3은 광섬유 인선 공정에서 발생하는 코어층과 클래드층 경계면의 굴절률 증가 현상을 나타내는 도면이다. FIG. 3 is a view illustrating an increase in refractive index of the interface between the core layer and the clad layer generated in the optical fiber edge process. FIG.
도 4는 코어층과 클래드층의 경계면에서 나타내는 신호 퍼짐 현상을 나타내는 도면이다.4 is a diagram illustrating a signal spread phenomenon that is shown at the interface between the core layer and the cladding layer.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 MCVD 공법에서의 증착 공정을 나타내는 도면이다.5 is a view showing a deposition process in the MCVD method according to an embodiment of the present invention.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른, 증착 공정에서 제 2 클래드층이 생성된 다중 모드 광섬유 모재의 굴절률 분포를 나타내는 도면이다. FIG. 6 is a diagram illustrating a refractive index distribution of a multi-mode optical fiber base material in which a second clad layer is formed in a deposition process according to an embodiment of the present invention.
도 7은 상기 도 6의 굴절률 분포를 갖는 광섬유 모재를 인선하여 제조되는 다중 모드 광섬유의 굴절률 분포를 나타내는 도면이다.FIG. 7 is a diagram illustrating a refractive index distribution of a multi-mode optical fiber manufactured by cutting the optical fiber base material having the refractive index distribution of FIG. 6.
도 8은 상기 도 6의 굴절률 분포를 갖는 광섬유 모재를 이용하여 제조된 다중 모드 광섬유의 시간 지연차를 나타내는 도면이다.FIG. 8 is a diagram illustrating a time delay difference of a multi-mode optical fiber manufactured using the optical fiber base material having the refractive index distribution of FIG. 6.
도 9는 종래의 다중 모드 광섬유와 본 발명에 따른 다중 모드 광섬유의 대역폭 차이를 나타내는 도면이다.9 is a diagram showing a bandwidth difference between a conventional multimode optical fiber and a multimode optical fiber according to the present invention.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
1 : 모재 튜브 2 : 이동 열원1: Base Tube 2: Moving Heat Source
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