KR101016179B1 - 브라그 격자 내장 광섬유 커넥터 - Google Patents

브라그 격자 내장 광섬유 커넥터 Download PDF

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김병휘
박만용
이길동
정건
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(주)엠이엘
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Abstract

본 발명은 광섬유 브라그 격자가 내장된 광섬유 커넥터에 관한 것이다.
본 발명은 한쪽 단부로부터 온도 보상용 접속구가 삽입되어 고정되는 수용부가 형성되고, 상기 수용부로부터 안쪽으로 연장되는 공간부가 형성되며, 상기 공간부의 안쪽에서 점차 좁아지는 경사면으로부터 축방향의 중심에서 다른 한쪽편 단부의 측면을 관통하는 광섬유 삽입공이 형성되는 페룰과; 상기 페룰의 수용부와 접촉하는 접속부가 형성되고, 상기 접속부로부터 페룰의 공간부 내경보다 작은 외경을 가지고 광섬유가 삽입되는 페룰의 입구로부터 일정한 간격을 두고 브라그 격자가 놓여지는 공간이 형성되도록 돌출되어 광섬유를 지지하는 광섬유 지지부가 형성되며, 광섬유가 삽입되는 삽입공이 축방향의 중심에서 양쪽 단부를 관통하여 형성되는 온도 보상용 접속구과; 상기 온도 보상용 접속구의 광섬유 삽입공과 상기 페룰의 광섬유 삽입공에 광섬유가 삽입되면서 브라그 격자가 페룰의 공간부에 놓여지는 광섬유 케이블과; 한쪽 단부는 상기 페룰에 고정되고, 다른 한쪽의 단부는 상기 광섬유 케이블의 광섬유 피복에 고정되는 소켓으로 구성되어 온도 변화와 외부 하중에 의한 응력에 대하여 브라그 격자의 주기가 변화하는 것을 최대한 방지할 수 있게 된다.

Description

브라그 격자 내장 광섬유 커넥터{Thermal compensation composition of optical fiber connector containing a fiber Bragg grating}
본 발명은 브리그 격자 내장 광섬유 커넥터에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 원하는 사용 파장 대역만을 선택적으로 반사 혹은 투과할 수 있는 광통신용 필터로서 사용되고, 또한 교량, 터널과 같은 대형 구조물의 균열, 변위, 변형 및 안정성 감시 시스템에서 압력, 응력, 인장 변이를 미세하게 측정하는 광센서로 활용되는 브라그 격자를 구비하는 광섬유에서 외부로부터 광섬유 격자에 가해지는 응력과 주변의 온도 상승과 같은 외부의 환경 변화에 의하여 발생하는 브라그 격자의 반사 파장 특성의 천이를 보상하여 안정적인 광특성을 나타낼 수 있는 브라그 격자가 내장되는 광섬유 커넥터에 관한 것이다.
광섬유 브라그 격자(fiber Bragg grating)는 광섬유 코어(core) 내에 게르마늄(Ge) 등이 불순물로 첨가된 실리카 계열의 광섬유에 자외선을 조사할 때에 발생하는 광유기 굴절률 변조 효과를 이용하여 광섬유 코어의 굴절률이 길이 방향으로 일정한 주기를 갖도록 변화를 유도하는 것으로서, 브라그 반사 조건을 충족하는 브라그 파장 대역의 빛은 반사하고, 충족하지 않는 파장의 빛은 투과함으로써 특정한 파장대의 빛을 선택적으로 투과하는 특성을 갖는 것이다.
광섬유 브라그 격자를 제조하는 방법의 일례는 두 개의 빔이 간섭현상을 발생하여 주기적인 패턴을 만들어서 광섬유 코어 내에서 광학적인 격자 구조를 형성시키거나, 이와 다른 방법으로 광섬유의 일정 영역을 소정의 열원을 이용하여 용융시키고 광섬유 코어를 통하여 도파되는 모드가 겪는 유효 굴절률을 변화시키기 위하여 광섬유의 열원으로 인가되는 영역을 인장시켜서 그 인장된 영역에 일정한 주기를 갖는 브라그 격자를 형성하게 된다.
이러한 광섬유 브라그 격자 필터는 상용되는 광섬유에 쉽게 제작할 수 있고, 기존의 광섬유와 크기 및 전송 특성이 동일하여 광접속이 매우 용이하기 때문에 광통신용 필터뿐만 아니라 광센서용으로 매우 폭넓게 사용되고 있는 것이다.
일반적으로 파장분할다중화 방식의 광통신 분야에서 ADF(add/drop filter)필터, add/drop 필터, WDM(Wavelength Division Multiplexing)채널 필터 등으로 사용되기 위해서는 반사 혹은 투과 대역폭이 WDM 채널 간격의 약 50% 정도가 되어야 하며, 타 채널간의 간섭을 억제하기 위한 누화율이 최소 25dB 이상 확보되어야 하는데, 상기 규격을 갖는 브라그 격자 필터의 길이는 통상 1cm 이상이 요구된다.
한편, 980nm 대역의 펌프(pump) 레이저의 파장 안정화를 위한 브라그 반사 필터는 반사 대역폭 내에서의 최대 반사율이 5% 이내가 되어야 하는데, 이 경우 브라그 격자 필터의 길이는 통상 5mm 이내이다.
또한, 압력, 응력, 인장 변이 측정용 브라그 격자 필터는 외부의 환경 변화에 대한 중심 파장 천이를 측정하기 위하여 통상 50% 근처의 반사율이 요구된다. 광섬유 브라그 격자 필터는 이렇게 적용되는 분야와 포설되는 위치에 따라서 다양한 특성과 크기를 가지는 것이 요구된다.
광섬유 브라그 격자의 브라그 반사 특성은 광섬유 브라그 격자의 주변 환경, 구체적으로는 온도, 습도, 진동 등과 같은 외부 환경의 변화에 따라서 광특성이 민감하게 변화하게 되는데, 특히 광섬유 및 커넥터의 재질적 특성에 따르는 변형에 직접적인 원인이 되는 온도 변화와 같은 외부 환경의 변화로 인하여 브라그 격자에 작용하는 응력(stress)변화가 크게 영향을 미친다.
이러한 이유는 광섬유는 외부의 온도가 변할 때에 광섬유 물질의 열광학(thermo-optic) 효과에 의하여 광섬유 코어에서 굴절률의 변화가 유도될 뿐만 아니라 광섬유 물질 자체의 열팽창 성질에 의하여 브라그 격자의 주기가 동시에 변화하여 브라그 반사 파장 값이 천이되기 때문이다. 또한, 브라그 격자에 외부 응력이 인가되거나 외부 온도 변화에 의한 브라그 격자 주변의 응력 분포가 변하는 경우에는 광탄성(photoelastic) 효과에 의하여 광섬유 코어의 굴절률이 변화될 뿐만 아니라 응력에 의하여 브라그 격자의 주기가 동시에 변화하여 브라그 반사 파장값이 천이된다.
광섬유 브라그 격자의 외부 온도 변화와 이로 인하여 브라그 격자에 인가되는 응력에 따라 브라그 반사 파장이 천이되는 특성의 일례를 도 1과 도 2를 참조하여 설명한다.
도 1은 일반적인 형태의 브라그 격자가 형성된 광섬유 케이블(1) 구조를 나타내고 있다. 이 도면에서 보는 바와 같이 광섬유 케이블(1)은 브라그 격자(10)가 형성된 광섬유(11), 상기 브라그 격자(10) 및 광섬유(11)를 보호하기 위하여 폴리머 재질로 형성되는 광섬유 코팅(12)과 고분자 폴리머 재질의 광섬유 피복(13)으로 구성된다.
도 2는 도 1에 예시한 광섬유 브라그 격자가 형성된 광섬유 케이블(1)이, 페룰(20)과 소켓(21)로 구성되는 구조물(2)에 삽입되어 고정된 종래의 광섬유 커넥터 내부 구조의 일시 예이다.
페룰(20)은 한쪽 단부의 측면으로부터 광섬유(11)를 용이하게 삽입하기 위하여 입구로부터 안쪽으로 들어갈수록 점차 좁아지는 경사면(200)이 형성되고, 상기 경사면(200)에는 페룰(20)의 축방향 중심에서 다른 한쪽편 단부의 측면을 관통하는 광섬유 삽입공(201)이 형성된다.
소켓(21)은 양쪽 단부를 관통하여 광섬유 케이블(1)과 페룰(20)이 삽입되는 삽입공(210)이 형성되고, 광섬유 코팅(12) 및 광섬유 피복(13)이 삽입되는 한쪽 단부의 외주면에는 확장단부(211)가 형성되어 있다.
상기의 구조에서는, 브라그 격자(10)가 형성된 광섬유(11)가 페룰(20)의 경사면(200)이 형성된 공간을 통하여 광섬유 삽입공(201)에 삽입되어 브라그 격자(10)가 광섬유 삽입공(201) 내부에 놓여지게 된다. 그리고 소켓(21)에 형성된 삽입공(210)에 광섬유 피복(13)과 페룰(20)이 삽입되어 소켓(21)의 한쪽 단부에는 광섬유 피복(13)이 위치하고, 확장단부(211)가 형성된 다른 한쪽의 단부에는 페룰(20)이 위치한 상태에서 광섬유 피복(13)은 소켓(21)의 한쪽 단부에 열경화성 수지(212)에 의하여 고정되고, 브라그 격자(10)는 페룰(20)의 광섬유 삽입공(201)에 위치한 상태에서 열경화성 수지(202)에 의하여 고정된다.
상기 도 2의 구조에서, 외부의 온도를 0℃에서 60℃까지 변화시키는 경우에 브라그 반사 파장의 천이율(Δλ/ΔT)을 측정한 결과를 도 3에 도시하였다.
통상적으로 외부에서 응력이 인가되지 않는 상태에서의 열광학 효과에 의한 광섬유 브라그 격자의 천이율은 약 10pm/deg 이다. 그러나, 측정된 천이율은 온도마다 차이가 있지만 약 20~30pm/deg 로서 열광학 효과에 의한 천이율 값보다 2~3배 정도 크다.
도 3의 (나)에서 도시된 것처럼 외부 환경 온도 25℃와 50℃에서 측정된 브라그 격자의 반사 스펙트럼을 살펴보면, 주변의 온도가 약 25℃ 정도 변화하면 브라그 중심 파장이 약 600pm 정도의 파장으로 천이된다. 이는 열광학 효과 이외에 외부 환경의 온도 변화가 발생하였을 때에 브라그 격자를 감싸고 있는 주변 물질의 열팽창 계수 차이에 의하여 광섬유 브라그 격자에 응력이 인가되어 이에 따른 격자 주기의 변화가 수반되어 광특성에 변화가 생기게 되는 것에 기인한다.
광섬유 브라그 격자의 외부 환경 온도 변화와 응력 의존성에 따르는 광특성의 변화를 줄이기 위하여 다양한 방법들이 제시되었다.
William W. Morey 등이 출원한 (“Incorporated Bragg filter temperature compensated optical waveguide device”, 미국 특허, 등록번호 5042898) 구조를 참조하면, 열팽창 계수가 서로 다른 이종의 물질을 사용하여 실리카 광섬유의 열광학 효과에 의한 굴절률 변화를 열팽창계수 차이에 의한 광섬유 격자 주기 변이율로써 상쇄하여 브라그 반사 파장이 외부 환경 온도 변화에 무의존적으로 만드는 원리 및 구조를 제안하고, 그 실시 예로서 온도 보상용 접속구를 제안하였다.
G. W. Yoffe 등은 상기 Morey 등이 제시한 원리를 이용하여 온도 보상용 접속구를 Applied Optics, vol. 34, Issue 30, pp. 6859-6861, 1995년 논문에서 알루미늄 재질과 실리카 재질을 사용한 구조물을 제작하여 브라그 파장 천이 정도를 -30℃에서 70℃까지의 환경 온도 변화에서 0.07nm까지 줄일 수 있는 결과를 발표하였다.
또한, R. L. Lachance 등이 출원한 (Adjustable athermal package for optical fiber devices, 미국 특허, 등록번호 6907164) 구조 역시 상기 Morey 등이 제안한 원리를 이용하여 광섬유 브라그 격자의 온도 보상 구조물을 제안하였고, -40℃에서 80℃까지 온도 가변 시 브라그 파장 천이 정도가 0.1nm인 시험 결과를 제시하였다.
상기 세가지 경우 모두 열팽창 계수가 서로 다른 이종 물질을 구조적으로 결합함으로써 광섬유 브라그 격자의 열광학 효과를 상쇄시키는 구조로서, 원리는 동일하고 다만 구현 방법에 있어서 제안한 구조가 서로 상이하다.
상기한 문헌에서 제시된 광섬유 브라그 파장 보상 원리를 설명하기 위한 온도 보상 구조물의 구조를 도 4에 나타내었다. 이 도면을 참조하면, 열팽창 계수가 작은 재질로 된 구조물(30)과 열팽창 계수가 큰 재질로 된 온도 보상용 접속구(31)가 열경화 수지(32) 혹은 기타 기계적인 방법에 의하여 서로 고정되어 있고, 내부 구멍을 통하여 광섬유(11) 브라그 격자(10)가 삽입된 후 열경화성 수지(33,34)에 의하여 구조물(30)과 온도 보상용 접속구(31)에 고정되며, 상기 온도 보상용 접속구(31)은 외부 온도 변화에 의해서 구조물(30)과의 간섭 없이 자유롭게 팽창 혹은 수축할 수 있도록 돌출되는 광섬유 지지부(310)가 형성되어 있다.
여기서 구조물(30)은 도 2에서 지르코니아 재질로 되는 페룰(20), 또는 페룰(20)과 금속재로 되는 소켓(21)의 복합체에 해당되는 것으로 열팽창 계수는 α1이고, 온도 보상용 접속구(31)의 열팽창 계수는 α2이며, 외부 환경의 온도 변화에 따른 브라그 격자(10) 영역의 유효 열팽창 계수는 α인데, 브라그 격자의 온도 보상이 가능하기 위해서는 α2가 α1보다 커야 한다.
각각의 구조물(30)과 온도 보상용 접속구(31)에서 열경화성수지(32)에 의하여 서로 고정되는 위치로부터 광섬유(11)가 구조물(30)에 열경화성수지(33)로 고정되는 위치까지의 길이는 L1이고, 온도 보상을 해야 할 브라그 격자(101) 길이가 Lα 일 때에 브라그 격자(10)의 온도 보상을 위한 α값과 L1 및 L2 관계식은 아래의 수식과 같다.
α=(α1×L1―α2×L2)/(L1―L2) ~ -9×10-6 [1/deg]
상기한 수식을 이용하여 브라그 격자의 온도 보상을 위한 다양한 구조 도출이 가능하다. 일례로서 앞서 언급한 Yoffe 등이 제안한 구조 및 Lachance 등이 제안한 구조물에서는 상기 수학식 1의 원리를 적용하였고, 실시 예로서 실리카, 알루미늄 등의 금속 재질 및 기타 고정용 수지 재질을 사용하여 원통형으로 형성되는 하우징 및 내부 온도 보상용 접속구를 만들고, 빛의 입출력을 위하여 양방향으로 광섬유 피그테일(pigtail)을 포함하고 있다.
도 4에서 온도 보상용 접속구(31)의 재질 및 돌출부분(310)의 길이는 상기 수학식 1에 의하여 결정될 수 있다. 따라서 사용 가능한 재질에 대한 열팽창 계수 값을 정리한 아래의 표 1을 이용하여 구조물(30)의 길이 L1에 대한 온도 보상용 접속구(31)의 돌출부분(310)의 길이 L2 값을 상기한 수학식 1에 의하여 계산할 수 있다.
구조물(30)로 사용 가능한 여러 물질들의 열팽창 계수를 아래의 표 1에 나타내었다.
재질 CTE[10-6/deg]
알루미늄(Al) 23
황동 19
SUS304 17
아세탈 (POM) 100 ~ 150
폴리카보네이트 (PC) 60 ~ 70
폴리이미드 55
지르코니아 10
일례로서 도 4의 구조물(30)의 재질을 지르코니아라고 하고, 온도 보상용 접속구(31)의 재질이 각각 알루미늄과 황동일 경우에 대하여 도 4에서 정의된 구조 변수 L2, L1, 및 Lα 값을 계산한 결과를 아래의 표 2에 정리하였다.
지르코니아/황동 지르코니아/알루미늄
L2(mm) L1(mm) Lα(mm) L2(mm) L1(mm) Lα(mm)
0.5 0.84 0.34 0.5 0.74 0.24
1 1.68 0.68 1 1.47 0.47
1.5 2.52 10.2 1.5 2.21 0.71
2 3.36 0.36 2 2.94 0.94
2.5 4.20 1.70 2.5 3.68 1.18
3 5.04 2.04 3 4.41 1.41
3.5 5.88 2.38 3.5 5.15 1.68
4 6.72 2.72 4 5.88 1.88
4.5 7.56 3.06 4.5 6.62 2.12
5 8.40 3.40 5 7.36 2.36
5.5 9.24 3.74 5.5 8.09 2.59
6 10.08 4.08 6 8.83 2.83
6.5 10.92 4.42 6.5 9.56 3.06
7 11.76 4.76 7 10.36 3.30
7.5 12.60 5.10 7.5 11.03 3.53
8 13.45 5.45 8 11.77 3.77
8.5 14.29 5.79 8.5 12.51 4.01
9 15.13 6.13 9 13.24 4.24
9.5 15.97 6.47 9.5 13.98 4.48
10 16.81 6.81 10 14.71 4.71
표 2에서 L2 값의 범위는 LC 형태의 광섬유 커넥터 혹은 MU 형태의 광섬유 커넥터 페룰의 길이를 고려하여 0~5mm로 선정하였다. SC 혹은 FC와 같은 형태의 광섬유 커넥터 페룰의 경우에는 상기 L2 값의 범위가 0~10mm까지 가능하다.
여기서 Lα 값은 실제 광섬유 브라그 격자의 길이를 의미하고, L1-L2의 값을 갖는다.
표준 광섬유 커넥터에서 페룰은 통상적으로 지르코니아 재질로 제작되어지는데, 상기 지르코니아 페룰 내부에 삽입되는 광섬유는 브라그 격자 주기가 외부 환경의 온도 변화에 따라 변화하는 것을 보상하기 위해서는 온도 변화에 따라서 브라그 격자에 인장력이나 압축력을 인가할 수 있는 추가적인 구조가 필요하다.
따라서 본 발명은 LC, SC, MU, FC 등과 같은 표준 광섬유 커넥터 구조물 내부에 광섬유 브라그 격자가 내장되면서, 외부 환경 온도 변화에 대해서 브라그 격자의 중심 파장 천이가 보상되는 브라그 격자 내장형 광섬유 커넥터를 제안한다.
본 발명이 의도하는 목적을 달성하기 위한 기술적인 특징은 한쪽 단부의 측면으로부터 광섬유를 용이하게 삽입하기 위하여 입구로부터 안쪽으로 들어갈수록 점차 좁아지도록 형성되는 경사면으로부터 축방향의 중심에서 다른 한쪽편 단부의 측면을 관통하는 광섬유 삽입공이 형성되는 페룰과, 상기 페룰과 브라그 격자가 형성된 광섬유 케이블이 삽입되는 삽입공이 축방향의 중심에서 양쪽 단부를 관통하여 형성되는 소켓과, 광섬유 케이블의 브라그 격자 반사 중심의 파장 천이를 보상하기 위한 온도 보상용 접속구가 삽입되는 광섬유 커넥터에 있어서, 한쪽 단부로부터 온도 보상용 접속구가 삽입되어 고정되는 수용부가 형성되고, 상기 수용부로부터 안쪽으로 연장되는 공간부가 형성되며, 상기 공간부의 안쪽에서 점차 좁아지는 경사면으로부터 축방향의 중심에서 다른 한쪽편 단부의 측면을 관통하는 광섬유 삽입공이 형성되는 페룰과; 상기 페룰의 수용부와 접촉하는 접속부가 형성되고, 상기 접속부로부터 페룰의 공간부 내경보다 작은 외경을 가지고 광섬유가 삽입되는 페룰의 입구로부터 일정한 간격을 두고 브라그 격자가 놓여지는 공간이 형성되도록 돌출되어 광섬유를 지지하는 광섬유 지지부가 형성되며, 광섬유가 삽입되는 삽입공이 축방향의 중심에서 양쪽 단부를 관통하여 형성되는 온도 보상용 접속구과; 상기 온도 보상용 접속구의 광섬유 삽입공과 상기 페룰의 광섬유 삽입공에 광섬유가 삽입되면서 브라그 격자가 페룰의 공간부에 놓여지는 광섬유 케이블과; 한쪽 단부는 상기 페룰에 고정되고, 다른 한쪽의 단부는 상기 광섬유 케이블의 광섬유 피복에 고정되는 소켓을 포함하는 것이다.
본 발명의 다른 특징은 브라그 격자가 형성된 광섬유 케이블의 브라그 격자의 반사 중심 파장의 천이를 보상하기 위한 온도 보상용 접속구를 구비하는 광섬유 커넥터에 있어서, 한쪽 단부로부터 온도 보상용 접속구가 삽입되어 고정되는 수용부가 형성되고, 상기 수용부로부터 안쪽으로 연장되는 공간부가 형성되며, 상기 공간부의 안쪽에서 점차 좁아지는 경사면으로부터 축방향의 중심에서 다른 한쪽편 단부의 측면을 관통하는 광섬유 삽입공이 형성되는 페룰; 상기 페룰의 수용부와 접촉하는 접속부가 형성되고, 상기 접속부로부터 페룰의 공간부 내경보다 작은 외경을 가지고 광섬유가 삽입되는 페룰의 입구로부터 일정한 간격을 두고 브라그 격자가 놓여지는 공간이 형성되도록 돌출되는 광섬유 지지부가 형성되며, 광섬유가 삽입되는 삽입공이 축방향의 중심에서 양쪽 단부를 관통하여 형성되는 온도 보상용 접속구; 상기 온도 보상용 접속구의 광섬유 삽입공과 상기 페룰의 광섬유 삽입공에 광섬유가 삽입되면서 브라그 격자가 페룰의 공간부에 놓여지는 광섬유 케이블; 한쪽 단부는 상기 페룰에 고정되고, 다른 한쪽의 단부는 상기 광섬유 케이블의 광섬유 피복에 고정되는 소켓을 더 포함하는 것이다.
본 발명의 또 다른 특징은 브라그 격자가 형성된 광섬유 케이블의 브라그 격자의 반사 중심 파장의 천이를 보상하기 위한 온도 보상용 접속구를 구비하는 광섬유 커넥터에 있어서, 한쪽 단부로부터 광섬유가 삽입되는 공간부가 형성되며, 상기 공간부의 안쪽에서 점차 좁아지는 경사면으로부터 축방향의 중심에서 다른 한쪽편 단부의 측면을 관통하는 광섬유 삽입공이 형성되는 페룰; 상기 페룰에 한쪽 단부가 고정되는 소켓; 상기 소켓에 형성된 삽입공의 내경보다 작은 외경을 가지고 광섬유가 삽입되는 페룰의 광섬유 삽입공 입구로부터 일정한 간격을 두고 브라그 격자가 놓여지는 공간이 형성되도록 돌출되는 광섬유 지지부가 형성되면서 광섬유가 삽입되는 삽입공이 축방향의 중심에서 양쪽 단부를 관통하여 형성되어 소켓에 고정되는 온도 보상용 접속구; 상기 온도 보상용 접속구의 광섬유 삽입공과 상기 페룰의 광섬유 삽입공에 광섬유가 삽입되면서 브라그 격자가 페룰의 공간부에 놓여지는 광섬유 케이블을 포함하는 것이다.
페룰과 소켓의 외형은 LC, MU, SC, FC 형태의 표준 광 커넥터에 사용되는 것과 동일하거나 호환 가능하게 형성되며, 통상 광섬유에서의 브라그 격자의 길이는 10mm이하이고, 온도 보상용 접속구의 광섬유 지지부가 돌출되는 부분의 길이는 1.5~8.5mm로 형성된다.
이러한 페룰은 지르코니아 재질이면서 수용부와 공간부가 동일한 직경의 내주면으로 형성되거나, 수용부가 공간부보다 큰 직경의 내주면으로 형성되어 온도 보상용 접속구의 접속부를 수용할 수도 있으며, 수용부가 입구에서 안쪽으로 갈수록 점차 좁아지는 경사면으로 되는 공간을 형성하면서 온도 보상용 접속구의 접속부는 상기 안쪽으로 갈수록 점차 좁아지는 공간을 형성하는 수용부의 경사면과 접촉하는 경사면이 형성될 수도 있다.
또한, 온도 보상용 접속구의 광섬유 지지부의 외경이 접속부로부터 점차 좁아지도록 경사지는 단면으로 형성될 수 있고, 온도 보상용 접속구의 광섬유 지지부가 접속부로부터 적어도 2개 이상의 단차를 두고 형성되는 것일 수도 있다.
이와 같은 본 발명은 브라그 격자 주기의 온도 보상을 위한, 표 1에 열거한 재질로 된 온도 보상용 접속구가 상기 페룰을 감싸고 있는 금속재 소켓의 내부 혹은 그 주위에 위치하여 상기 페룰 및 소켓에 고정되는데, 광섬유 케이블의 브라그 격자가 없는 광섬유 부분은 온도 보상용 접속구의 광섬유 삽입공과 페룰의 광섬유 삽입공에 삽입되어 열경화성 수지로 고정되면서 브라그 격자가 새겨진 광섬유 부분은 온도 보상용 접속구와 페룰에 간섭됨이 없이 페룰의 내부 공간부에 놓여지게 되어 열경화 수지에 접촉됨이 없게 된다. 따라서 온도 변화와 외부 하중에 의한 응력에 대하여 브라그 격자의 주기가 변화하는 것을 최대한 방지할 수 있게 된다.
본 발명의 광섬유 브라그 격자 온도 보상용 광섬유 커넥터는 상기 브라그 격자 내장된 페룰, 상기 온도 보상용 접속구, 상기 페룰을 감싸고 있는 소켓 및 기 상용화된 광섬유 커넥터 악세사리를 이용하여 브라그 격자가 내장된 표준 LC, MU, SC, FC와 같은 다양한 형태의 표준 광섬유 커넥터 형태로 제작이 가능하므로 별도의 하우징 및 광섬유 피그테일(pigtail) 없이 광섬유 어뎁터(adaptor)를 이용하여 여타의 광부품과 쉽게 광접속이 가능한 장점이 있다.
도 1은 광섬유 브라그 격자가 형성된 광섬유 케이블의 일부를 절개한 사시도
도 2는 광섬유 브라그 격자가 내장된 종래의 광섬유 커넥터의 일부를 절개한 사시도
도 3의 (가)는 종래 광섬유 커넥터에서 온도 변화에 따른 브라그 반사 파장의 천이율을 측정한 그래프
(나)는 종래 광섬유 커넥터에서 온도 변화에 따라 측정된 브라그 반사 스펙트럼
도 4는 광섬유 브라그 파장의 보상 원리를 설명하기 위한 구조의 단면도
도 5는 본 발명의 분해 사시도
도 6은 본 발명이 결합된 상태에서 일부를 절개한 사시도
도 7의 (가)는 본 발명의 단면도
(나)는 본 발명의 설계 변수 예시도
도 8은 (가)는 본 발명의 다른 실시예의 단면도
(나)는 본 발명의 다른 실시에의 설계 변수 예시도
도 9 내지 도 12는 본 발명의 또 다른 다양한 실시예를 나타낸 단면도
본 발명의 특징과 장점은 첨부된 도면에 의하여 설명되는 실시예에 의하여 더욱 명확하게 이해될 것이다.
다음에서 본 발명의 실시예를 설명한다.
도 5는 본 발명 실시예의 광섬유 브라그 격자가 내장된 광섬유 커넥터 내부 구조물을 분해한 사시도이고, 도 6은 도 5의 구성품 들이 결합된 상태를 나타내고 있다.
광섬유 케이블(1)은 공지된 구조와 같이 브라그 격자(10)가 형성된 광섬유(11), 상기 브라그 격자(10) 및 광섬유(11)를 보호하기 위하여 폴리머 재질로 형성되는 광섬유 코팅(12)과 고분자 폴리머 재질의 광섬유 피복(13)으로 구성되어 있다.
본 발명의 광섬유 커넥터(5)는 페룰(50), 온도 보상용 접속구(51), 소켓(52)으로 구성된다.
페룰(50)은 지르코니아 재질로 되면서, 한쪽 단부로부터 원통형의 공간으로 되어 광섬유(11)와 함께 온도 보상용 접속구(51)가 삽입되어 고정되는 수용부(500)가 형성되어있다.
상기 수용부(500)의 안쪽으로는 수용부(500)보다 작은 내경을 가지고 단차를 형성하면서 안쪽으로 연장되어 온도 보상용 접속구(51)를 간섭이 없이 삽입시키기 위한 원통형의 공간부(501)가 형성되어 있다.
상기 공간부(501)의 안쪽으로는 광섬유(11)를 용이하게 삽입하기 위하여 안쪽으로 들어갈수록 점차 좁아지는 단면으로 형성되어 있어서 삽입되는 광섬유의 끝단부를 안내하는 원추형의 경사면(502)이 형성되면서 페룰(50)의 축방향 중심에서 다른 한쪽편 단부의 측면 중앙으로 관통되어 상기 수용부(500)를 통하여 유입된 광섬유(11)가 삽입되어 고정되는 광섬유 삽입공(503)이 형성되어 있다.
광섬유 삽입공(503)이 천공되는 페룰(50)의 끝 단면(504)은 PC(physical contact)형태로 도시하였지만, UPC(ultra physical contact) 및 APC(angled physical contact)와 같이 다양한 방법으로 연마할 수 있다.
온도 보상용 접속구(51)는 알루미늄 혹은 황동을 포함하여 표 1에 열거한 재질로 제작되면서, 광섬유(11)가 삽입될 수 있도록 축방향의 중심을 관통하는 광섬유 삽입공(510)이 천공되면서 한쪽 단부의 측면에는 광섬유(11)가 용이하게 안내되어 삽입될 수 있도록 안쪽으로 갈수록 점차 좁아지는 단면을 형성하는 원추형의 경사면(511)이 형성되어있다.
또한, 한쪽 단부로부터 일정한 외경을 가지고 상기 페룰(50)의 수용부(500)와 접촉하는 원통형의 접속부(512)가 형성되고, 상기 접속부(512)로부터 단차가 형성되어 페룰(50)의 공간부(501) 내경보다 작은 외경을 가지고 브라그 격자(10)가 놓여지는 공간을 형성하도록 페룰(50)의 광섬유 삽입공(503)과 일정한 거리를 유지하며 돌출되는 광섬유 지지부(513)가 형성되어 있다.
소켓(52)은 스테인레스 스틸로 제작되는 것이 바람직하며, 양쪽 단부를 관통하여 광섬유 케이블(1)과 페룰(50)이 삽입되는 삽입공(520)이 형성되고, 페룰(50)이 삽입되는 한쪽 단부의 외주면에는 확장단부(521)가 형성되어 있다.
이와 같이 구성되는 본 발명은 먼저 광섬유 케이블(1)의 광섬유(11)가 온도 보상용 접속구(51)에서 경사면(511)이 형성된 한쪽편으로부터 경사면(511)에 유도되어 광섬유 코팅(12)이 경사면(511)에 접촉할 때까지 광섬유 삽입공(510)에 삽입된다.
이때 브라그 격자(10)는 광섬유 코팅(12)이 경사면(511)에 접촉할 때에 온도 보상용 접속구(512)의 광섬유 삽입공(510)을 빠져나오게 된다.
이렇게 광섬유 삽입공(510)에 삽입된 광섬유(11)는 광섬유 삽입공(510)에 주입되는 열경화성수지(60)에 의하여 온도 보상용 접속구(51)에 고정되고, 경사면(511)에 접촉하는 광섬유 코팅(12)은 또한 열경화성수지(61)에 의하여 온도 보상용 접속구(51)에 고정된다.
한편 온도 보상용 접속구(51)의 광섬유 삽입공(510)에 삽입된 다음 빠져나온 광섬유(11)는 페룰(50)의 공간부(501)로부터 경사면(502)에 안내되어 광섬유 삽입공(503)에 삽입되어 인출된다.
이와 동시에 온도 보상용 접속구(51)는 페룰(50)의 공간부(501)에 삽입되면서 공간부(501)와 단차를 형성하고 있는 수용부(500)에 접속부(512)가 삽입되고, 광섬유 지지부(513)는 폐룰(50) 내부의 공간부(501)에 놓여지게 된다.
그리고 소켓(52)에 형성된 삽입공(520)에는 광섬유 피복(13)과 페룰(50)이 삽입되는데, 소켓(52)의 한쪽 단부에는 광섬유 피복(13)이 삽입되어 열경화수지(64)로 고정되고, 확장단부(521)가 형성된 다른 한쪽의 단부에는 페룰(50)이 압입된다.
이와 같은 본 발명은 광섬유 케이블(1)에서 브라그 격자(10)가 없는 광섬유 부분은 온도 보상용 접속구(51)의 광섬유 삽입공(510)과 페룰(50)의 광섬유 삽입공(503)에 삽입되어 열경화성 수지로 고정되고, 브라그 격자(10)가 새겨진 광섬유 부분은 페룰(50)과 온도 보상용 접속구(51)에 간섭됨이 없이 페룰(50)의 공간부(501)에 놓여지게 되어 온도변화와 외력에 대하여 브라그 격자(10)의 주기가 안정한 상태를 유지할 수 있게 된다.
상기 도 7의 구조에 대한 실시예로서, 길이가 6.5mm이고 직경이 1.25mm인 상용 LC 혹은 MU 형태의 광섬유 커넥터 페룰에 직경이 125㎛인 광섬유 브라그 격자를 삽입하는 경우 상기 도 7의 (나)에 도시한 구조 설계 변수(L1~L12)들의 허용 가능한 값의 범위와, 실제 설계 예시로서 페룰(50)의 재질을 지르코니아로 하고, 온도 보상용 접속구(51)의 재질로서 황동과 알루미늄을 사용한 경우에 있어서 구조 변수들의 대표값을 표 3에 정리하였다.
단위 mm
변수 범위 대표값
(지르코니아/황동)		 대표값
(지르코니아/알루미늄)
L1 2.5~5.0 4.5 4.5
L2 1.5~5.0 3.0 2.7
L3 0.5~2.0 1.0 1.0
L4 0.5~3.0 1.0 1.0
L5 2.0~6.0 3.0 3.0
L6 1.25 1.25 1.25
L7 0.6~1.1 0.8 0.8
L8 0.5~1.0 0.7 0.7
L9 0.6~1.1 0.6 0.6
L10 0.3~1.0 0.4 0.4
L11 0.2~0.6 0.25 0.25
L12 0.125~0.25 0.125 0.125
온도 보상용 금속 재질을 알루미늄에서 황동으로 변경하는 경우, 표 1에 열거한 열팽창 계수 값 차이에 의하여 온도 보상을 위한 길이에서 L2 값의 차이가 발생한다.
한편 도 7의 구조에 대한 다른 실시예로서, 길이가 10.5mm이고 직경이 2.5mm인 상용 SC 혹은 FC 형태 광섬유 커넥터 페룰에 광섬유 브라그 격자를 삽입하는 경우에 도 7의 (나)에 도시된 구조 설계 변수(L1~L12)들의 허용 가능한 값의 범위와, 지르코니아 재질의 페룰(50)에 대하여 황동과 알루미늄을 재질로 하는 온도 보상용 접속구(51)를 사용한 경우에 있어서 구조 변수들의 대표값을 표 4에 정리하였다.
단위 mm
변수 범위 대표값
(지르코니아/황동)		 대표값
(지르코니아/알루미늄)
L1 2.5~8.5 7.5 7.5
L2 1.5~8.5 4.5 5.0
L3 0.5~8.5 1.5 1.5
L4 0.5~8.5 1.5 1.5
L5 2.0~8.0 3.0 3.0
L6 2.5 2.50 2.20
L7 0.6~2.3 2.0 2.0
L8 0.5~2.2 1.8 1.8
L9 0.6~2.1 1.6 1.6
L10 0.3~2.0 1.4 1.4
L11 0.2~0.6 0.25 0.25
L12 0.125~0.25 0.125 0.125
본 발명에서 제안하는 온도 보상용 접속구(51)의 구조와 표 3 및 표 4에서 열거한 설계 변수 값(L1~L12)의 범위는 다양하게 변경될 수 있다.
또한, 표 3 및 표 4에서 열거한 설계 변수들의 대표값은 본 발명에서 제안하는 구조물의 취지를 설명하기 위한 것으로서 설계 변수들의 값을 제한하는 것은 아니며, 제시된 설계 변수(L1~L12)들의 값의 범위를 만족하는 조건하에서 다양한 대표값 들이 도출될 수 있다.
본 발명에서 제안하는 광섬유 브라그 격자 온도 보상 단면 구조의 다른 실시예를 도 8에 도시하였다.
페룰(50a)은 한쪽 단부로부터 원통형의 공간으로 되어 광섬유(11a)가 유입되는 공간부(501a)가 형성되면서, 상기 공간부(501a)의 안쪽으로는 광섬유(11a)를 용이하게 삽입하기 위하여 안쪽으로 들어갈수록 점차 좁아지는 단면으로 형성되어 삽입되는 광섬유(11a)의 끝단부를 안내하는 원추형의 경사면(502a)이 형성되고, 페룰(50a)의 축방향 중심에서 다른 한쪽편 단부의 측면 중앙으로 관통되어 상기 공간부(501a)를 통하여 유입된 광섬유(11a)가 삽입되어 고정되는 광섬유 삽입공(503a)이 형성되어 있다.
온도 보상용 접속구(51a)는 광섬유(11a)가 삽입될 수 있도록 축방향의 중심을 관통하는 광섬유 삽입공(510a)이 천공되면서 한쪽 단부의 측면에는 광섬유 케이블(1a)과 광섬유(11a)가 용이하게 안내되어 삽입될 수 있도록 원통형으로 형성되는 광케이블 삽입홈(514)으로부터 안쪽으로 갈수록 점차 좁아지는 단면을 형성하는 원추형의 경사면(511a)이 형성되어있다.
또한, 광케이블 삽입홈(514)이 형성되는 외주면으로부터 단차가 형성되어 소켓(52a)의 내경보다 작은 외경을 가지고 광섬유(11a)가 삽입되는 페룰(50a)의 입구로부터 일정한 간격을 두고 브라그 격자(10a)가 놓여지는 공간을 형성하는 광섬유 지지부(513)가 형성되어 있다.
소켓(52a)은 양쪽 단부를 관통하여 페룰(50a)과 온도 보상용 접속구(51a)가 삽입되는 삽입공(520a)이 형성되고, 페룰(50a)이 삽입되는 한쪽 단부에는 상기 삽입공(520a) 보다 넓은 내주면으로 되는 수용부(522)가 형성되고, 그 외주면에는 확장단부(521a)가 형성되어 있다.
이와 같이 구성되는 실시예는 페룰(50a)의 한쪽 단부가 소켓(52a)의 수용부(522)에 압입된 다음, 광섬유 케이블(1a)의 광섬유(11a)를 온도 보상용 접속구(51a)에서 광케이블 삽입홈(514)이 형성된 한쪽편으로부터 경사면(511a)에 유도되어 광섬유 코팅(12a)이 경사면(511a)에 접촉할 때까지 광섬유 삽입공(510a)에 삽입하면 브라그 격자(10)가 온도 보상용 접속구(51a)의 광섬유 삽입공(510a)을 빠져나오게 되고 광섬유 케이블(1a)의 선단부는 온도 보상용 접속구(51a)에 형성되어 있는 광케이블 삽입홈(514)에 삽입된다.
이렇게 광섬유 삽입공(510a)에 삽입된 광섬유(11a)는 광섬유 삽입공(510a)에 주입되는 열경화성수지(60a)에 의하여 온도 보상용 접속구(51a)에 고정되고, 광케이블 삽입홈(514)에 삽입된 광섬유 케이블(1a)은 열경화성수지(63)에 의하여 온도 보상용 접속구(51a)에 고정된다.
한편 온도 보상용 접속구(51a)의 광섬유 삽입공(510a)에 삽입된 다음 빠져나온 광섬유(11a)는 페룰(50a)의 공간부(501a)로부터 경사면(502a)이 형성된 공간을 통하여 광섬유 삽입공(503a)에 삽입되어 인출된다.
이와 동시에 온도 보상용 접속구(51a)는 광섬유 지지부(513a)가 소켓(52a)의 삽입공(520a)에 삽입되면서 일측면의 단부가 소켓(52a)의 측면과 접촉되어 열경화성수지(64)로 고정된다.
따라서 광섬유 케이블(1a)에서 브라그 격자(10a)가 없는 광섬유 부분은 온도 보상용 접속구(51a)의 광섬유 삽입공(510a)과 페룰(50a)의 광섬유 삽입공(503a)에 삽입되어 열경화성 수지로 고정되고, 브라그 격자(10a)가 새겨진 광섬유 부분은 페룰(50a)과 온도 보상용 접속구(51a)에 간섭됨이 없이 페룰(50a)의 공간부(501a)에 놓여지게 되어 브라그 격자(10a)의 주기가 온도변화와 외력에 대하여 안정한 상태를 유지할 수 있게 된다.
상기 도 8에서 도시한 브라그 격자의 온도 보상 구조는 온도 보상용 접속구(51a)가 소켓(52a)의 외부로 돌출되었기 때문에 앞서 설명한 실시예의 구조와 외형적으로 동일하지 않다.
상기한 설명에서 도 7에 도시한 구조에서는 지르코니아 재질로 되는 페룰(50)의 열팽창 계수만을 고려하였으나, 도 8의 구조에서는 지르코니아 재질의 페룰(50a)과 금속재 소켓(52a)을 포함한 전체 열팽창 계수를 고려하여 브라그 격자 온도 보상을 해야 한다.
상기한 표 1에 의하면 SUS430 재질의 열팽창 계수는 지르코니아의 열팽창 계수와 동일하므로, 금속재 소켓(52)의 재질을 SUS430으로 선정한 경우, 지르코니아 재질의 페룰(50)과 SUS430 재질로 되는 소켓(52)의 길이의 합을 단순하게 고려하여 온도가 보상되도록 하면 된다. 그러나, 다른 재질의 금속을 사용하는 경우에는 온도 보상할 길이를 각 재질별 열팽창 계수를 고려하여 설계하여야 한다.
도 8의 구조에 따르는 실시예로서, 길이가 6.5mm이고 직경이 1.25mm인 상용 LC 혹은 MU 형태 광섬유 커넥터 페룰에 직경이 125m인 광섬유 브라그 격자를 삽입하는 경우, 도 8의 (나)에 도시된 구조 설계 변수들의 허용 가능한 값의 범위와, 또한, 실제 설계예로서 지르코니아 재질의 페룰(50a)과 온도 보상용 접속구(51a)의 재질을 황동과 알루미늄을 사용한 경우에 있어서 구조 변수들의 대표값(T1~T12)을 표 5에 정리하였다.
단위 mm
변수 범위 대표값
(지르코니아/황동)		 대표값
(지르코니아/알루미늄)
T1 4.0~11.0 7.6 808
T2 1.0~5.3 5.2 5.2
T3 0.5~6.5 4.2 3.0
T4 1.0~5.0 3.0 3.0
T5 1.25 1.25 1.25
T6 0.125~1.1 0.5 0.5
T7 0.125~0.25 0.125 0.125
T8 0.3~1.0 0.9 0.9
T9 0.2~0.6 0.3 0.3
T10 0.9~3.0 2.0 2.0
T11 0.9~3.0 1.0 1.0
상기 도 8의 구조에 대한 다른 실시예로서, 길이가 10.5mm이고 직경이 2.5mm인 상용 SC 형태의 광섬유 커넥터 페룰(50a)에 광섬유 브라그 격자를 삽입하는 경우에 상기 도 8의 (나)에 도시된 구조 설계 변수(T1~T12)들의 허용 가능한 값의 범위와, 또한, 실제 설계예로서 지르코니아 재질의 페룰(50a)과 온도 보상용 접속구(51a)의 재질로 황동과 알루미늄을 사용한 경우의 구조 변수들의 대표 값(T1~T12)을 표 6에 나타내었다.
단위 mm
변수 범위 대표값
(지르코니아/황동)		 대표값
(지르코니아/알루미늄)
T1 6.0~15.0 7.5 8.5
T2 1.0~6.0 5.1 5.1
T3 0.5~1.0 8.5 7.5
T4 1.0~5.0 3.0 3.0
T5 2.5 2.50 2.50
T6 0.125~2.3 0.5 0.5
T7 0.125~0.25 0.125 0.125
T8 0.3~0.9 0.9 0.9
T9 0.2~0.6 0.3 0.3
T10 0.9~3.0 2.0 2.0
T11 0.9~3.0 1.0 1.0
또한 본 발명의 목적을 달성하기 위해서는 상용 광섬유 커넥터 액세서리(플라스틱 튜빙, 플라스틱 플러그 프래임, 스프링, 스톱퍼)를 사용하여 커넥터 조립 시 내부 구조물 간 상호 구조적 간섭이 없는 범위 내에서 표 5 및 표 6의 설계 변수 T4와 T10 값의 범위가 결정되어야 한다.
본 발명에서 제안하는 상기 도 8의 온도 보상용 구조와 표 5 및 표 6에서 열거한 설계 변수 값(T1~T12)의 범위에 대하여 다양한 형상과 구조로 변경하는 것이 가능하다.
앞서 설명한 실시예는 본 발명이 의도하는 목적을 달성하기 위한 최선의 실시 형태를 도면으로 도시하여 설명한 것으로 기재된 도면과 설명에 대하여 본 발명이 한정되는 것이 아니다. 따라서 본 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기한 실시예로부터 본 발명이 의도하는 기술적 사상의 범위 내에서 다양한 구조로 변경하여 실시하는 것이 가능할 것이며, 이러한 실시가 본 발명의 기술적 사상에 포함되는 것임은 자명하다.
도 9 내지 도 12는 본 발명이 다양한 구조로 변경 실시되는 예를 나타내고 있다.
도 9는 도 5 내지 도 7에 나타낸 구조에서 광섬유 지지부(513)로부터 단차를 두고 돌출되는 광섬유 지지부(513')가 형성되는 예를 나타내고 있다.
도 10은 도 5 내지 도 7에 나타낸 구조에서 페룰(50)의 수용부(500)에 경사면(506)이 형성되고, 온도 보상용 접속구(51)의 접속부(512)는 원추형으로 되는 경사면(515)이 형성되어 상기 페룰(50)의 경사면(506)과 온도 보상용 접속구(51)의 경사면(515)이 접촉되어 고정되는 예를 나타내고 있다.
도 11은 도 8에 나타낸 구조에서 광섬유 지지부(513a)로부터 단차를 두고 돌출되는 광섬유 지지부(513a')가 형성되는 예를 나타내고 있다.
도 12는 도 8에 나타낸 구조에서 소켓(52a)의 삽입공(520a) 입구에 경사면(524)이 형성되고, 온도 보상용 접속구(51a)의 접속부(512)는 원추형으로 되는 경사면(515)이 형성되어 상기 페룰(50a)의 경사면(524)과 온도 보상용 접속구(51a)의 경사면(515)이 접촉되어 고정되는 예를 나타내고 있다.
이러한 도 9 내지 도 12에서 나타낸 실시예에서도 상시한 표 3 내지 표 6에서 제시한 설계 변수들의 값의 범위를 만족하는 조건하에서 다양한 대표값들이 도출될 수 있다.
1, 1a : 광섬유 케이블
5 : 광섬유 커넥터
10, 10a : 브라그 격자
11, 11a : 광섬유
12, 12a : 광섬유 코팅
13 : 광섬유 피복
50, 50a : 페룰
51, 51a : 온도 보상용 접속구
52, 52a : 소켓
60,60a : 열경화성수지
500 : 수용부
501, 501a : 공간부
502, 502a : 경사면
503, 503a : 광섬유 삽입공
504 : 끝 단면
506 : 경사면
510, 510a : 광섬유 삽입공
511, 511a : 경사면
512 : 접속부
513, 513a, 513', 513a' : 광섬유 지지부
514 : 광케이블 삽입홈
515 : 경사면
520 : 삽입공
521,521a : 확장단부
524 : 경사면

Claims (9)

  1. 광섬유 브라그 격자의 반사 중심 파장의 천이가 보상되는 광섬유 브라그 격자 내장 광섬유 커넥터에 있어서,
    한쪽 단부로부터 온도 보상용 접속구가 삽입되어 고정되는 수용부가 형성되고, 상기 수용부로부터 안쪽으로 연장되는 공간부가 형성되며, 상기 공간부의 안쪽에서 점차 좁아지는 경사면으로부터 축방향의 중심에서 다른 한쪽 편 단부의 측면을 관통하는 광섬유 삽입공이 형성되는 페룰;
    상기 페룰의 수용부와 접촉하는 접속부가 형성되고, 상기 접속부로부터 페룰의 공간부 내경보다 작은 외경을 가지고 광섬유가 삽입되는 페룰의 입구로부터 일정한 간격을 두고 브라그 격자가 놓여지는 공간을 형성하도록 돌출되는 광섬유 지지부가 형성되며, 광섬유가 삽입되는 삽입공이 축방향의 중심에서 양쪽 단부를 관통하여 형성되는 온도 보상용 접속구;
    상기 온도 보상용 접속구의 광섬유 삽입공과 상기 페룰의 광섬유 삽입공에 광섬유가 삽입되면서 브라그 격자가 페룰의 공간부에 놓여 지는 광섬유 케이블을 포함하는 것을 특징으로 하는 브라그 격자 내장 광섬유 커넥터.
  2. 제 1 항에 있어서, 한쪽 단부는 페룰에 고정되고, 다른 한쪽의 단부는 광섬유 케이블의 광섬유 피복에 고정되는 소켓을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 브라그 격자 내장 광섬유 커넥터.
  3. 광섬유 브라그 격자의 반사 중심 파장의 천이가 보상되는 광섬유 브라그 격자 내장 광섬유 커넥터에 있어서,
    한쪽 단부로부터 광섬유가 삽입되는 공간부가 형성되며, 상기 공간부의 안쪽에서 점차 좁아지는 경사면으로부터 축방향의 중심에서 다른 한쪽편 단부의 측면을 관통하는 광섬유 삽입공이 형성되는 페룰;
    상기 페룰에 한쪽 단부가 고정되는 소켓;
    상기 소켓에 형성된 삽입공의 내경보다 작은 외경을 가지고 광섬유가 삽입되는 페룰의 광섬유 삽입공 입구로부터 일정한 간격을 두고 브라그 격자가 놓여지는 공간이 형성되도록 돌출되는 광섬유 지지부가 형성되면서 광섬유가 삽입되는 삽입공이 축방향의 중심에서 양쪽 단부를 관통하여 형성되어 소켓에 고정되는 온도 보상용 접속구;
    상기 온도 보상용 접속구의 광섬유 삽입공과 상기 페룰의 광섬유 삽입공에 광섬유가 삽입되면서 브라그 격자가 페룰의 공간부에 놓여지는 광섬유 케이블을 포함하는 것을 특징으로 하는 브라그 격자 내장 광섬유 커넥터.
  4. 제 1 항, 제 2 항, 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 광섬유 케이블에서 브라그 격자가 없는 광섬유 부분은 온도 보상용 접속구의 광섬유 삽입공과 페룰의 광섬유 삽입공에 삽입되어 열경화성 수지로 고정되고, 브라그 격자가 새겨진 광섬유 부분은 온도 보상용 접속구와 페룰에 간섭됨이 없이 페룰의 공간부에 놓여지는 것을 특징으로 하는 브라그 격자 내장 광섬유 커넥터.
  5. 제 1 항, 제 2 항, 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 페룰의 수용부와 공간부가 동일한 직경의 내주면으로 형성되는 것을 특징으로 하는 브라그 격자 내장 광섬유 커넥터.
  6. 제 1 항, 제 2 항, 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 페룰의 수용부가 공간부보다 큰 직경의 내주면으로 형성되어 온도 보상용 접속구의 접속부를 수용하는 것을 특징으로 하는 브라그 격자 내장 광섬유 커넥터.
  7. 제 1 항, 제 2 항, 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 페룰의 수용부가 입구에서 안쪽으로 갈수록 점차 좁아지는 경사면으로 되는 공간을 형성하고, 온도 보상용 접속구의 접속부는 상기 안쪽으로 갈수록 점차 좁아지는 공간을 형성하는 수용부의 경사면과 접촉하는 경사면이 형성되는 것을 특징으로 하는 브라그 격자 내장 광섬유 커넥터.
  8. 제 1 항, 제 2 항, 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 온도 보상용 접속구의 광섬유 지지부의 외경이 접속부로부터 점차 좁아지도록 경사지는 단면으로 형성되는 것을 특징으로 하는 브라그 격자 내장 광섬유 커넥터.
  9. 제 1 항, 제 2 항, 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 온도 보상용 접속구의 광섬유 지지부가 접속부로부터 적어도 2개 이상의 단차를 두고 형성되는 것을 특징으로 하는 브라그 격자 내장 광섬유 커넥터.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101440376B1 (ko) * 2013-02-10 2014-11-04 (주)엠이엘 텔레콤 반사체 내장 광섬유 고정구조물을 구비하는 광섬유 커넥터와 이를 이용한 광접속 방법
CN106094116A (zh) * 2015-04-30 2016-11-09 晋禾企业股份有限公司 温度补偿的光纤布拉格光栅滤波装置
WO2017011258A1 (en) * 2015-07-10 2017-01-19 3M Innovative Properties Company Optical fiber with bragg grating and thin film coating and connector
KR101900743B1 (ko) * 2011-08-12 2018-09-20 (주)엠이엘텔레콤 광섬유 브라그 격자 내장 파장 가변 모듈

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9820017B2 (en) 2014-08-06 2017-11-14 Teledyne Instruments, Inc. Subsea connector with data collection and communication system and method
CN104406629B (zh) * 2014-11-14 2016-08-24 大连理工大学 一种测量光纤连接器端面接触力和损耗的方法
CN104655320A (zh) * 2014-11-25 2015-05-27 中国人民解放军第二炮兵工程大学 一种可调谐的光纤布拉格光栅低温传感器
CN105891971A (zh) * 2016-06-18 2016-08-24 苏州高精特专信息科技有限公司 一种简易结构光纤连接器
FR3069661A1 (fr) 2017-07-27 2019-02-01 Thales Dispositif de compensation en temperature et transpondeur electro-optique mettant en oeuvre un tel dispositif
WO2019068243A1 (en) * 2017-10-05 2019-04-11 Commscope Technologies Llc OPTICAL FIBER TEST DEVICE AND METHOD
CN113295383B (zh) * 2021-04-29 2022-12-20 深圳市格莱特通信技术有限公司 一种自举光纤连接器

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH095561A (ja) * 1995-06-19 1997-01-10 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 光ファイバケーブル及びその製造方法
US20070127538A1 (en) 2005-12-07 2007-06-07 Electronics And Telecommunications Research Institute Athermal external cavity laser

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4932263A (en) 1989-06-26 1990-06-12 General Motors Corporation Temperature compensated fiber optic pressure sensor
US6310997B1 (en) * 1995-04-17 2001-10-30 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Ferrule assembly and optical module having the same
CN1140820C (zh) * 1995-11-20 2004-03-03 住友电气工业株式会社 光学连接器
DE19651261B4 (de) * 1996-12-10 2007-02-01 CCS Technology, Inc., Wilmington Optischer Stecker
NO308050B1 (no) * 1997-12-05 2000-07-10 Optoplan As Anordning for registrering av strekk
US6621957B1 (en) * 2000-03-16 2003-09-16 Cidra Corporation Temperature compensated optical device
US6907164B2 (en) * 2001-02-22 2005-06-14 Teraxion, Inc. Adjustable athermal package for optical fiber devices
GB2440953B (en) 2006-08-18 2009-09-30 Insensys Ltd Wind turbines
CN101158734A (zh) * 2007-02-16 2008-04-09 美国微光学公司 用于光学传感器的光纤锚固方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH095561A (ja) * 1995-06-19 1997-01-10 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 光ファイバケーブル及びその製造方法
US20070127538A1 (en) 2005-12-07 2007-06-07 Electronics And Telecommunications Research Institute Athermal external cavity laser

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101900743B1 (ko) * 2011-08-12 2018-09-20 (주)엠이엘텔레콤 광섬유 브라그 격자 내장 파장 가변 모듈
KR101440376B1 (ko) * 2013-02-10 2014-11-04 (주)엠이엘 텔레콤 반사체 내장 광섬유 고정구조물을 구비하는 광섬유 커넥터와 이를 이용한 광접속 방법
CN106094116A (zh) * 2015-04-30 2016-11-09 晋禾企业股份有限公司 温度补偿的光纤布拉格光栅滤波装置
CN106094116B (zh) * 2015-04-30 2019-11-08 晋禾企业股份有限公司 温度补偿的光纤布拉格光栅滤波装置
WO2017011258A1 (en) * 2015-07-10 2017-01-19 3M Innovative Properties Company Optical fiber with bragg grating and thin film coating and connector

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