KR101181895B1 - 다파장의 광원을 이용하는 광섬유 융착 접속 장치 및 융착 접속 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 광섬유를 융착 접속(fusion splicing)하기 위한 것으로서, 특히 광섬유의 종류를 자동적으로 판단하여 광섬유의 종류에 따라 적합한 융착 접속 방법으로 광섬유를 융착 접속하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시예에 의하면, 본원발명은 파장이 다른 복수의 광원을 이용하여 광섬유의 길이방향 단면을 각각의 파장에 따라 촬영하는 단계, 상기 촬영된 이미지로부터 각각의 파장에 대한 광섬유 단면의 휘도 분포 곡선을 추출하는 단계, 상기 서로 다른 파장의 휘도 분포 곡선을 비교하여 상기 광섬유의 종류를 판별하기 위한 파라미터 값을 추출하는 단계, 상기 추출된 파라미터 값을 이용하여 상기 광섬유의 종류를 판별하는 단계, 상기 판별된 광섬유의 종류에 따라 광섬유의 융착 방법 결정하는 단계 및 상기 결정된 융착 방법에 따라 광섬유를 융착 접속하는 단계를 포함할 수 있다.

Description

다파장의 광원을 이용하는 광섬유 융착 접속 장치 및 융착 접속 방법 {Fusion Splicer and Fusion Splicing Method for Optical Fibers}
본 발명은 광섬유를 융착 접속(fusion splicing)하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다. 특히, 각각의 광섬유의 종류에 따라 가장 적합한 융착 접속 방법으로 광섬유를 융착 접속하기 위하여, 다파장의 광원을 이용하여 광섬유의 종류를 자동적으로 판별하는 광섬유 융착 접속 장치 및 융착 접속 방법에 관한 것이다.
현재 전체 망에는 다양한 용도의 다양한 광섬유 케이블이 설치되어 사용되고 있다. 광통신 기술은 국과 국을 연결하는 기간망뿐만 아니라 가입자 댁내에까지 광섬유로 연결하는 FTTH(Fiber To The Home)에도 적용되어 그 수요는 점차 확대되고 있다.
이러한 광통신의 급속한 발전으로 전체 망에는 다양한 특성을 가지고 있는 광섬유가 설치, 적용 되고 있으며, 이러한 광섬유는 구조적, 물리적 특성을 달리하며 각 분야의 용도에 맞게 적용되고 있다.
이러한 광섬유를 서로 연결하기 위하여 융착 접속할 때에, 각 광섬유에 따라 가장 적합한 융착 접속 방법(방전 전류, 방전 시간 등)으로 융착을 하는 것이 필요하다. 그러나, 광섬유의 종류를 판단하는 데 있어서 착오가 발생할 수 있으며, 이 경우에 광섬유에 부적합한 융착 접속 상태로 인하여 광섬유의 결합손실, 접속손실 등이 발생하여 전로 특성에 심각한 영향을 끼치며, 광섬유 융착 접속의 신뢰성이 저하하게 된다.
또한, 상기 광섬유가 광섬유의 종류에 적합한 융착 접속방법에 따라 융착되지 않는다면, 결합손실, 접속손실을 줄이기 위하여 광섬유의 융착을 처음부터 다시 시작해야만 하고 이에 따라 작업 효율이 악화된다.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 광섬유의 종류를 완전하게 구별하여 각각의 광섬유에 적합한 융착 접속 방법으로 광섬유를 융착 접속하기 위한 장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 의한 광섬유 융착 접속 방법은, 파장이 다른 복수의 광원을 이용하여 광섬유의 길이방향 단면을 각각의 파장에 따라 촬영하는 단계; 상기 촬영된 이미지로부터 각각의 파장에 대한 광섬유 단면의 휘도 분포 곡선을 추출하는 단계; 상기 서로 다른 파장의 휘도 분포 곡선을 비교하여 상기 광섬유의 종류를 판단하기 위한 파라미터 값을 추출하는 단계; 상기 추출된 파라미터 값을 이용하여 상기 광섬유의 종류를 판별하는 단계; 상기 판별된 광섬유의 종류에 따라 광섬유의 융착 방법 결정하는 단계; 및 상기 결정된 융착 방법에 따라 광섬유를 융착 접속하는 단계를 포함한다.
여기에서, 상기 추출된 파라미터 값은 적어도 상기 휘도 분포 곡선에서의 코어 직경 및 상기 휘도 분포 곡선에서의 코어 높이를 포함하는 것일 수 있다.
여기에서, 상기 광섬유의 종류를 판별하는 단계는, 상기 추출된 코어 높이에 대하여 파장의 변화에 따른 코어 높이의 변화량을 구하는 과정; 상기 코어 높이의 변화량과 상기 추출된 각각의 파장에 따른 휘도 분포 곡선에서의 코어의 직경을 데이터 베이스에 저장된 광섬유의 종류에 따른 코어 높이의 변화량, 코어의 직경과 비교하는 과정; 상기 비교결과에 따라서 상기 광섬유를 데이터베이스에 저장된 광섬유의 종류 중 어느 하나인 것으로 판별하는 과정을 포함하는 것일 수 있다.
한편, 상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 의한 광섬유 융착 접속 장치는, 파장이 다른 복수의 광원을 포함하는 광원부; 상기 복수의 광원이 제공하는 각각의 파장에 따라 광섬유의 길이방향 단면을 촬영하는 촬영부; 상기 촬영된 이미지로부터 각각의 파장에 대한 광섬유 단면의 휘도 분포 곡선을 추출하고, 서로 다른 파장에 대한 상기 휘도 분포 곡선을 비교하여 상기 광섬유의 종류를 판별하는 광섬유 판별부; 및 상기 판별된 광섬유의 종류에 따라 융착의 방법을 달리하여 광섬유를 융착 접속하는 융착 접속부를 포함한다.
여기에서, 상기 광섬유 융착 접속 장치는 각각의 광섬유의 종류에 따른 파라미터가 저장되어 있는 데이터 베이스를 더 포함하는 것일 수 있다.
여기에서, 상기 광섬유 판별부는, 상기 촬영된 이미지로부터 각각의 파장에 대한 광섬유 단면의 휘도 분포 곡선을 추출하는 이미지 프로파일 검출기; 상기 서로 다른 파장의 휘도 분포 곡선을 비교하여 상기 휘도 분포 곡선에서의 코어의 직경과 상기 휘도 분포 곡선에서의 코어의 높이를 구하는 파라미터 추출기; 및 상기 추출된 코어 높이에 대하여 파장의 변화에 따른 코어 높이의 변화량을 구하고, 상기 코어 높이의 변화량과 상기 추출된 각각의 파장에 따른 광섬유의 코어의 직경을 데이터 베이스에 저장된 광섬유의 종류에 따른 코어 높이의 변화량, 코어의 직경과 비교하여 광섬유의 종류를 판별하는 종류판별기를 포함하는 것일 수 있다.
본 발명에 의하면, 파장이 다른 광원을 이용하여 광섬유의 파장에 따른 굴절률 변화를 파악할 수 있고, 이에 따라 광섬유의 종류를 정확하게 구별할 수 있다.
또한, 광섬유 종류의 정확한 판별을 통한 각 광섬유의 고유 특성에 맞는 광섬유 융착 접속이 가능하므로, 광섬유 융착 접속의 신뢰성이 향상된다.
도1은 본 발명의 일 실시예에 따른 광섬유 융착 접속 방법를 설명하기 위한 블록도이다.
도2는 본 발명의 일 실시예에 따른 광섬유 융착 접속 방법 중 광섬유의 종류를 판별하는 단계를 설명하기 위한 블록도이다.
도3은 본 발명의 일 실시예에 따른 광섬유 융착 접속 장치를 설명하기 위한 블록도이다.
도4는 본 발명의 일 실시예에 따른 광섬유 융착 접속 장치 중 광섬유 판별부를 설명하기 위한 블록도이다.
도5는 본 발명의 일 실시예에 따라 파장이 다른 복수의 광원을 이용하여 광섬유를 길이방향으로 촬영하는 방법을 나타낸 개략도이다.
도6은 파장이 다른 복수의 광원을 이용하여 광섬유의 길이방향 단면을 각각의 파장에 따라 촬영한 이미지이다.
도 7은 각각의 파장에 따른 광섬유의 휘도 분포 곡선을 도시한 그래프이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 다만, 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 도면 전체에 걸쳐 동일한 부호를 사용한다.
덧붙여, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 '연결'되어 있다고 할 때, 이는 '직접적으로 연결'되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 '간접적으로 연결'되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 구성요소를 '포함'한다는 것은, 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다.
도1은 본 발명의 일 실시예에 따른 광섬유 융착 접속 방법을 설명하기 위한 블록도이다.
도1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 광섬유 융착 접속 방법은 복수의 광원으로 광섬유를 촬영하는 단계(S110); 휘도 분포 곡선을 추출하는 단계(S120); 파라미터 값을 추출하는 단계(S130); 광섬유의 종류를 판별하는 단계(S140); 광섬유의 융착 방법을 결정하는 단계(S150); 광섬유를 융착하는 단계(S160)를 포함한다.
이하, 도1을 참조하여, 본원발명의 일 실시예에 따른 광섬유 융착 접속 방법을 설명한다.
상기 복수의 광원으로 광섬유를 촬영하는 단계(S110)에서, 파장이 다른 복수의 광원을 광섬유에 조사하고, 카메라 등의 영상촬영장치를 이용하여 각각의 파장에 따라 광섬유의 길이방향 단면을 촬영한다.
상기 복수의 광원으로 발광 다이오드(LED: Light emitting Diode) 또는 레이저 등을 이용할 수 있으며, 상기 촬영되는 광섬유는 서로 다른 종류 또는 서로 같은 종류의 광섬유일 수 있다. 또한, 융착할 광섬유 중 일부 광섬유의 종류를 알고 있다면, 그 종류를 모르는 광섬유에 대하여만 촬영을 할 수도 있다.
상기 휘도 분포 곡선을 추출하는 단계(S120)에서, 상기 촬영된 이미지로부터 각각의 파장에 대한 광섬유 단면의 휘도 분포 곡선을 추출한다. 상기 추출되는 휘도 분포 곡선은 상기 광섬유의 길이 방향에 대하여 수직방향으로 수행되는 샘플링을 통하여 얻을 수 있다. 상기 샘플링은 상기 촬영된 이미지의 밝기 정도에 관한 것으로서, 상기 촬영된 광섬유 이미지 상의 복수의 지점에서 샘플링하고 그 결과를 평균하여 휘도 분포 곡선을 추출할 수 있다.
상기 파라미터 값을 추출하는 단계(S130)에서, 서로 다른 파장의 휘도 분포 곡선을 비교하여 광섬유의 종류를 판별하기 위한 파라미터 값을 추출한다. 상기 추출되는 파라미터 값은 적어도 상기 휘도 분포 곡선에서의 코어의 직경 및 코어의 높이를 포함할 수 있다.
상기 휘도 분포 곡선상의 코어의 직경과 코어의 높이는 도7에 도시된 휘도 분포 곡선에 표시된 바와 같다.
도7(a)를 참조하면, 상기 코어의 직경(71)은 상기 휘도 분포 곡선의 중심에 위치한 마루(crest)(73)의 양 옆에 위치한 골(trough)(74) 사이의 거리를 의미한다. 보다 정확하게 상기 코어의 직경을 구하기 위하여, 상기 휘도 분포 곡선을 미분화하여 측정할 수 있다. 또한, 상기 코어의 높이(72)는 상기 휘도 분포 곡선의 중심에 위치한 마루(73)와 양 옆에 위치한 골(74) 사이의 휘도의 차를 의미한다.
상기 광섬유의 종류를 판별하는 단계(S140)에서, 상기 추출된 파라미터 값을 이용하여 광섬유의 종류를 판별한다.
광섬유의 종류를 정확하게 판별하기 위하여는 광섬유의 코어 직경과 광섬유의 굴절률에 관한 정보가 필요하다. 광섬유의 코어 직경이 서로 다르면 코어 내부를 진행하는 빛의 전파모드가 달라지고 그에 따라 빛의 전송속도도 달라지게 된다. 광섬유의 굴절률이 서로 다르면 전반사가 일어나는 임계각 등이 달라지게 된다. 따라서, 광섬유의 코어 직경이 서로 다르다면, 서로 동일한 종류의 광섬유로 볼 수 없으며, 광섬유의 코어 직경이 서로 같다고 하여도, 광섬유의 굴절률이 서로 다르면 동일한 종류의 광섬유라고 할 수 없다. 반면에, 광섬유의 코어의 직경과 광섬유의 굴절률이 동일하다면 동일한 종류의 광섬류로 판단할 수 있다.
본원발명은 각각의 파장에 따른 휘도 분포 곡선에서 코어의 직경을 측정하여 광섬유의 코어 직경에 관한 정보를 추출하고, 각각의 파장에 따른 휘도 분포 곡선에서 코어 높이의 변화량을 통하여 각각의 광섬유가 가지는 굴절률에 관한 정보를 추출한다. 따라서, 본원발명은 상기 측정된 코어의 직경에 관한 정보와 굴절률에 관한 정보를 이용하여 광섬유의 종류를 정확하게 판별할 수 있다.
상기 측정된 코어의 직경과 굴절률에 관한 정보를 이용하여 광섬유의 종류를 판별하는 방법으로, 상기 측정된 코어의 직경 및 굴절률을 데이터베이스에 저장된 각각의 광섬유의 종류에 따른 코어의 직경 및 굴절률과 비교하여 판별하는 방법이 있다.
다른 실시예에 의하면, 종류를 모르는 광섬유와 그 종류를 알고 있는 광섬유에 대하여, 코어의 직경 및 굴절률을 비교하여 상기 종류를 모르는 광섬유가 상기 종류를 알고 있는 광섬유와 동일한 종류의 광섬유인지 여부를 판단함으로써 광섬유의 종류를 판별할 수도 있다. 이 경우, 데이터 베이스와 코어의 직경 및 굴절률을 비교할 필요가 없다.
본원발명의 또다른 실시예에 의하면, 종류를 모르는 광섬유 간에 코어의 직경 및 굴절률을 비교하여 상기 종류를 모르는 광섬유가 서로 동일한 종류의 광섬유인지 여부를 판단하고, 만약 서로 다른 종류의 광섬유라면 서로 다른 광섬유간의 코어 직경의 차이, 코어 높이의 변화량의 차이가 어느 정도인지를 계산할 수 있다. 광섬유의 종류는 판별하지는 못하더라도 동일한 종류의 광섬유인지 여부는 정확하게 판별할 수 있으므로, 저손실의 융착접속이 가능하다. 또한, 서로 다른 광섬유인 것으로 판단된다고 하여도, 상기 코어 직경의 차이, 코어 높이 차이의 데이터를 이용하여 최적의 융착 접속 방법을 선정할 수 있다.
상기 추출된 코어의 직경의 차이와 파장의 변화에 따른 코어 높이의 변화량의 차이는 다음의 수학식으로 표현할 수 있다.
수학식1
Figure 112011030984729-pat00001

수학식2
Figure 112011030984729-pat00002

여기서, d1은 제1광섬유의 코어의 직경, d2는 제2 광섬유의 코어의 직경이고 ΔD는 코어의 직경 차이이다.
여기서, h1은 제1광섬유의 제1파장에서의 코어 높이이고, H1은 제1광섬유의 제2파장에서의 코어 높이이며, h2는 제2광섬유의 제1파장에서의 코어 높이이고, H2는 제2광섬유의 제2파장에서의 코어 높이를 의미한다. ΔH는 코어 높이 변화량의 차이이다.
상기 광섬유의 융착방법을 결정하는 단계(S150)에서, 상기 판별된 광섬유의 종류에 따라 광섬유의 융착 방법을 결정한다. 특히, 서로 다른 종류의 광섬유를 융착 접속하는 경우에 있어서, 광섬유의 접속손실 또는 결합손실을 최소한으로 줄이기 위하여는 각각의 광섬유의 종류에 따른 물리적, 구조적 특성에 맞는 적정한 열과 온도를 통해 접속할 필요가 있다. 따라서, 판별된 광섬유의 종류에 따라서 가장 적합한 융착 방법을 결정하여 광섬유의 접속 손실, 결합 손실을 최소화한다. 여기서 사용되는 각각의 광섬유 종류에 따른 광섬유의 융착 방법은 공지의 기술이므로 설명을 생략한다.
본 발명의 다른 실시예에 의하면, 상기 광섬유의 융착방법을 결정하는 단계(S150)는, 상기 광섬유의 종류를 판별하는 단계(S140)에서 계산한 서로 다른 광섬유간의 코어 직경의 차이(ΔD)와, 코어 높이 변화량의 차이(ΔH)를 이용하여 광섬유의 접속 손실, 결합손실을 최소화할 수 있는 광섬유 융착 접속 방법을 결정할 수 있다.
상기 광섬유를 융착 접속하는 단계(S160)에서, 상기 결정된 융착 방법에 따라 광섬유을 융착 접속한다. 상기 광섬유 융착 접속은 접속하고자하는 광섬유를 맞붙여 놓고, 아크 방전에 의하여 발생한 플라즈마의 열분포를 이용하여 광섬유를 가열하면, 상기 가열된 광섬유가 융해되어 서로 붙게 하는 방식이다. 상기 광섬유의 융착방법을 결정하는 단계(S150)에서 결정된 융착 방법에 따라 상기 플라즈마의 가열온도, 가열시간 등을 조절하여 가장 적합한 융착 방법으로 광섬유를 융착 접속한다.
도2는 본 발명의 일 실시예에 따른 광섬유 융착 접속 방법 중 광섬유의 종류를 판별하는 단계를 설명하기 위한 블록도이다.
도2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 광섬유 융착 접속 방법 중 광섬유의 종류를 판별하는 단계는, 코어 높이의 변화량을 구하는 과정(S141); 코어 높이의 변화량과 코어의 직경을 데이터 베이스와 비교하는 과정(S142); 광섬유의 종류를 판별하는 과정(S142)를 포함한다.
이하, 도2을 참조하여, 본원발명의 일 실시예에 따른 광섬유 융착 접속 방법 중 광섬유의 종류를 판별하는 단계를 설명한다.
상기 코어 높이의 변화량을 구하는 과정(S141)에서, 광섬유 단면의 휘도 분포 곡선으로부터 추출한 코어 높이에 대하여, 파장의 변화에 따른 코어 높이의 변화량을 구한다.
각각의 파장에 따라 휘도 분포 곡선의 형태는 변화하게 되고, 특히, 코어의 높이에 있어서 차이가 발생한다. 상기 코어 높이의 차이는 각각의 광섬유 종류에 따른 고유한 물리적 특성인 굴절률 및 코어의 직경의 차이에 따라 발생한다. 따라서, 코어의 직경이 동일하다면 상기 코어 높이의 변화량을 계산함으로써 각각의 광섬유의 굴절률에 관한 정보를 얻을 수 있다.
예를 들면, 코어의 직경이 동일한, 종류를 알 수 없는 두 개의 광섬유에 대하여 측정한 코어 높이 변화량이 동일하다면, 상기 측정된 광섬유들은 각각의 파장에 따른 굴절률이 서로 동일한 것으로 판단할 수 있으며, 코어 높이 변화량이 상이하다면 상기 광섬유들의 파장에 따른 굴절률은 서로 다른 것으로 판단할 수 있다.
상기 파장의 변화에 따른 코어 높이의 변화량과 코어의 직경을 데이터 베이스와 비교하는 과정(S142)에서, 상기 코어 높이의 변화량과 코어의 직경을 데이터 베이스에 저장된 광섬유의 종류에 따른 코어 높이의 변화량, 코어의 직경과 비교한다.
상기 코어 높이의 변화량을 통하여 광섬유의 굴절률에 관한 정보를 얻을 수 있고, 휘도 분포 곡선으로부터 코어의 직경을 알 수 있으므로, 상기 코어 높이의 변화량과 코어의 직경을 비교하면 광섬유의 종류를 판별할 수 있다. 상기 비교는 데이터 베이스에 저장된 데이터와 측정된 데이터간의 차이가 기 설정된 오차 범위내에 있는 지 여부를 판단하는 방법으로 비교할 수 있다.
상기 비교결과에 따라 광섬유의 종류를 판별하는 과정(S143)에서, 상기 비교결과에 따라 상기 광섬유을 데이터 베이스에 저장된 광섬유의 종류 중 어느 하나인 것으로 판별한다.
상기 비교결과에서 코어 높이의 변화량 및 코어의 직경이 데이터 베이스에 저장된 특정한 광섬유의 코어 높이 변화량 및 코어의 직경과 기 설정된 오차 범위내에 있다면, 상기 데이터 베이스에 저장된 특정한 종류의 광섬유가 상기 측정한 광섬유인 것으로 판별한다.
비교결과가 상기 기 설정된 오차 범위내에 있지 않다면, 오류메시지를 사용자에게 보내어 다시 측정하도록 하거나, 상기 측정된 광섬유를 새로운 종류의 광섬유로 데이터 베이스에 입력하도록 할 수 있다.
상기 본 발명의 일 실시예에 따른 광섬유의 종류를 판별하는 단계를 구체적인 실시예와 함께 설명한다.
도5는 본 발명의 일 실시예에 따른 파장이 다른 복수의 광원을 이용하여 광섬유를 길이방향으로 촬영하는 방법을 나타낸 개략도이고, 도6은 파장이 다른 복수의 광원을 이용하여 광섬유의 길이방향 단면을 각각의 파장에 따라 촬영한 이미지이다. 이하 도5 및 도6을 참조하여 설명한다.
제1광원(51)의 470nm의 파장을 갖는 빛을 광섬유(53)에 조사하면 광섬유(53)의 굴절률에 따라 제1초점면(55)으로 빛이 모였다가 영상촬영장치(54)에 의하여 광섬유의 이미지가 촬영된다. 제2광원(52)의 650nm의 파장을 갖는 빛을 광섬유(53)에 조사하면 광섬유(53)의 굴절률에 따라 제2초점면(56)으로 빛이 모였다가 영상촬영장치(54)에 의하여 광섬유의 이미지가 촬영된다.
광섬유는 각각의 파장에 따라 상이한 굴절률을 가지므로, 동일한 광섬유(53)에 대하여 서로 다른 파장의 빛(51,52)을 조사하게 되면, 각각의 파장(51,52)에 따라 서로 다른 초점면(55,56)을 가지게 된다. 광섬유의 코어로부터 초점면의 거리가 멀어질수록, 광섬유에 의하여 굴절된 빛이 중심을 향하여 집중되고, 그에 따라 촬영된 광섬유 이미지에서 코어의 밝기는 더 밝아지게 된다. 휘도 분포 곡선은 광섬유 이미지의 밝기 정도를 샘플링하여 추출되는 것이므로, 광섬유 이미지의 코어의 밝기가 밝아질수록 휘도 분포 곡선의 코어 높이는 높아지게 된다.
또한, 상기 영상촬영장치(54)에 의하여 촬영된 광섬유 이미지의 코어 직경은, 각각의 파장에 대한 광섬유의 굴절률에 따라 모이는 빛의 양에 의하여 결정되는 것이므로 실제 광섬유의 코어 직경과 일치하지는 않는다. 따라서, 측정된 코어의 직경은 각각의 파장에 따라서 달라지게 된다. 다만, 동일한 파장에 있어서는 일정한 코어의 직경을 가지므로, 코어의 직경을 비교할 때에는 동일한 파장으로 측정한 코어의 직경을 비교하여야 한다.
도 7은 각각의 파장에 따른 광섬유의 휘도 분포 곡선을 도시한 그래프이다. 상기 휘도 분포 곡선으로부터 코어의 높이와 코어의 직경을 추출해 낼 수 있다.
도7에 도시된 바와 같이, 각각의 휘도 분포 곡선은 파장에 따라 상이하며, 특히 코어 높이가 각각의 파장에 따라서 변화하는 것을 확인할 수 있다. 상기 코어의 높이가 변화한 것은, 촬영된 광섬유 이미지에서 코어의 휘도가 달라졌기 때문이고, 이는 도5에 도시된 바와 같이, 각각의 파장에 따라 광섬유의 굴절률이 다르게 되고 그에 따라 초점면이 달라져 코어로 모이는 빛의 양이 달라졌기 때문이다.
파장에 따른 광섬유의 굴절률 변화는 광섬유가 가지는 고유한 물리적 특성에 의한 것으로서, 각각의 광섬유의 종류에 따라서 파장에 따른 광섬유의 굴절률 변화는 상이하다.
따라서, 광섬유의 굴절률 변화를 측정하여 광섬유의 종류를 파악하는 것이 가능하므로, 상기 광섬유의 굴절률 변화에 대한 정보를 포함하고 있는 상기 코어 높이의 변화량의 측정을 통하여 광섬유의 종류를 파악하는 것도 가능하다.
본원발명의 일실시예로서, 휘도분포곡선에서 측정한 코어의 직경을 1차적으로 비교하여 광섬유의 종류를 임시로 분류한 이후에, 2차적으로 코어의 높이 변화량을 비교하여 광섬유를 최종적으로 판별할 수 있다.
도3은 본 발명의 일 실시예에 따른 광섬유 융착 접속 장치를 설명하기 위한 블록도이다.
도3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 광섬유 융착 접속 장치(300)는 광원부(310); 촬영부(320); 광섬유판별부(330); 융착접속부(340); 데이터베이스부(350)를 포함할 수 있다.
이하, 도3을 참조하여, 본원발명의 일 실시예에 따른 광섬유 융착 접속 장치(300)를 설명한다.
상기 광원부(310)는 파장이 다른 복수의 광을 광섬유에 조사한다. 상기 광원부(310)는 발광 다이오드(LED: Light Emitting Diode), 레이저 등을 이용하여 구현될 수 있다.
상기 촬영부(320)는 각각의 파장에 따라 광섬유의 이미지를 촬영한다. 상기 촬영부(320)는 컬러 필터를 포함하여 각각의 파장에 따른 광섬유의 이미지를 촬영할 수 있다. 상기 촬영되는 광섬유의 이미지는 서로 다른 종류 또는 같은 종류의 광섬유 단부의 이미지일 수 있다.
광섬유 판별부(330)는 상기 촬영된 이미지로부터 각각의 파장에 대한 광섬유 단면의 휘도 분포 곡선을 추출하고, 상기 각각의 휘도 분포 곡선을 비교하여 촬영된 광섬유의 종류를 판별한다.
구체적으로, 촬영된 광섬유의 이미지는 파장에 따라 서로 다른 형태의 휘도 분포 곡선을 가지게 되며, 이를 비교하면 파장에 따른 굴절률의 변화와 코어의 직경 등 광섬유의 종류에 대한 파라미터값을 추출할 수 있다. 따라서 이러한 파라미터값을 비교함으로써, 광섬유의 종류를 판단할 수 있다.
본원발명의 일 실시예에 의하면, 종류를 모르는 광섬유와 그 종류를 알고 있는 광섬유에 대하여, 코어의 직경 및 굴절률 등의 파라미터값을 비교하여 상기 종류를 모르는 광섬유가 상기 종류를 알고 있는 광섬유와 동일한 종류의 광섬유인지 여부를 판단함으로써 광섬유의 종류를 판별할 수 있다.
본원발명의 다른 실시예에 의하면, 종류를 모르는 광섬유 간에 코어의 직경 및 굴절률 등의 파라미터값을 비교하여 상기 종류를 모르는 광섬유가 서로 동일한 종류의 광섬유인지 여부를 판단하고, 만약 서로 다른 종류의 광섬유라면 서로 다른 광섬유간의 코어 직경의 차이, 코어 높이의 차이가 어느 정도인지를 계산할 수 있다. 광섬유의 종류는 판별하지는 못하더라도 동일한 종류의 광섬유인지 여부는 정확하게 판별할 수 있으므로, 저손실의 융착접속이 가능하다. 또한, 서로 다른 광섬유인 것으로 판단된다고 하여도, 상기 코어 직경의 차이, 코어 높이 차이의 데이터를 이용하여 최적의 융착 접속 방법을 선정할 수 있다.
본원발명의 또다른 실시예에 의한 광섬유 융착 접속 장치(300)는 데이터 베이스부(350)을 더 포함하여, 상기 데이터 베이스부(350)에 저장된 각각의 광섬유의 종류에 따른 파라미터값을 상기 추출된 파라미터값과 비교하여 광섬유의 종류를 판단할 수 있다.
융착 접속부(340)는 광섬유 판별부(330)가 판별한 광섬유의 종류에 따라 가장 효과적인 융착방법을 선택하여 플라즈마의 가열온도, 가열시간 등을 조절하여 가장 적합한 융착 방법으로 광섬유를 융착 접속한다.
또한, 본 발명의 일실시예에 의한 융착 접속부(340)는 광섬유 판별부(330)에서 계산한 서로 다른 광섬유간의 코어 직경의 차이(ΔD)와, 코어 높이 변화량의 차이(ΔH)를 이용하여 광섬유의 접속 손실, 결합손실을 최소화할 수 있는 광섬유 융착 접속 방법을 선택하여 광섬유의 융착 접속을 수행할 수 있다.
도4는 본 발명의 일 실시예에 따른 광섬유 융착 접속 장치 중 광섬유 판별부를 설명하기 위한 블록도이다.
도4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 광섬유 융착 접속 장치(300) 중 광섬유 판별부(330)는 이미지 프로파일 검출기(331); 파라미터 검출기(332); 종류판별기(333)를 포함할 수 있다.
이하, 도4을 참조하여, 본원발명의 일 실시예에 따른 광섬유 융착 접속 장치(300) 중 광섬유 판별부(330)를 설명한다.
상기 이미지 프로파일 검출기(331)는 촬영된 광섬유 이미지로부터 각각의 파장에 따른 광섬유 단면의 휘도 분포 곡선을 추출한다. 구체적으로, 상기 이미지 프로파일 검출기(331)는 상기 촬영된 이미지를 광섬유의 길이방향에 대하여 수직방향으로 샘플링하고, 상기 샘플링 결과로부터 휘도 분포 곡선을 추출한다. 상기 샘플링을 광섬유 이미지 상의 복수의 지점에서 수행하고, 상기 샘플링 결과를 평균하여 휘도 분포 곡선을 얻을 수도 있다.
상기 파라미터 추출기(332)는 서로 다른 파장의 휘도 분포 곡선을 비교하여 상기 휘도 분포 곡선에서의 코어의 직경과 코어의 높이를 구한다.
종류판별기(333)는 상기 추출된 코어 높이에 대하여 파장의 변화에 따른 코어 높이의 변화량을 구하고, 상기 코어 높이의 변화량과 상기 추출된 각각의 파장에 따른 코어의 직경을 데이터 베이스에 저장된 광섬유의 종류에 따른 코어 높이의 변화량, 코어의 직경과 비교하여 광섬유의 종류를 판별한다.
휘도 분포 곡선의 코어 직경으로부터 실제 광섬유의 코어 직경에 관한 정보를 추출할 수 있고, 휘도 분포 곡선의 코어 높이의 변화량으로부터 광섬유의 굴절율에 관한 정보를 얻을 수 있으므로, 상기 휘도 분포 곡선의 코어의 직경 및 코어 높이의 변화량을 이용하여 측정된 광섬유의 종류를 정확하게 특정할 수 있다.
구체적으로, 상기 종류판별기(333)는 데이터 베이스에 저장된 특정한 광섬유의 코어 높이의 변화량, 코어의 직경이, 측정된 광섬유의 코어 높이의 변화량, 코어의 직경과 일정한 오차 범위내에 있다면, 상기 측정된 광섬유를 상기 데이터 베이스에 저장된 특정한 광섬유인 것으로 판단한다.
비교결과가 일정한 오차 범위내에 있지 않다면, 오류메시지를 사용자에게 보내어 다시 측정하도록 하거나, 새로운 종류의 광섬유로 상기 측정된 광섬유를 데이터 베이스에 입력하도록 하는 구성을 더 포함할 수 있다.
본 발명은 상술한 실시형태 및 첨부된 도면에 의해 한정되지 아니한다. 첨부된 청구범위에 의해 권리범위를 한정하고자 하며, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 형태의 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것은 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게 자명할 것이다.
300: 광섬유 융착 접속 장치
310: 광원부 320: 촬영부
330: 광섬유 판별부 331: 이미지 프로파일 검출기
332: 파라미터 추출기 333: 종류판별기
340: 융착접속부 350: 데이터 베이스부
51: 제1광원 52: 제2광원
53: 광섬유 54: 영상촬영장치
55: 제1초점면 56: 제2초점면
71: 코어의 직경 72: 코어의 높이
73: 마루(crest) 74: 골(trough)

Claims (10)

  1. 파장이 다른 복수의 광원을 이용하여 광섬유의 길이방향 단면을 각각의 파장에 따라 촬영하는 단계;
    상기 촬영된 이미지로부터 각각의 파장에 대한 광섬유 단면의 휘도 분포 곡선을 추출하는 단계;
    상기 서로 다른 파장의 휘도 분포 곡선을 비교하여 상기 광섬유의 종류를 판별하기 위한 파라미터 값을 추출하는 단계;
    상기 추출된 파라미터 값을 이용하여 상기 광섬유의 종류를 판별하는 단계;
    상기 판별된 광섬유의 종류에 따라 광섬유의 융착 방법 결정하는 단계; 및
    상기 결정된 융착 방법에 따라 광섬유를 융착 접속하는 단계를 포함하는 것으로서,
    상기 추출된 파라미터 값은 적어도 상기 휘도 분포 곡선에서의 코어 직경 및 상기 휘도 분포 곡선에서의 코어 높이를 포함하며,
    상기 광섬유의 종류를 판별하는 단계는,
    상기 추출된 코어 높이에 대하여 파장의 변화에 따른 코어 높이의 변화량을 구하는 과정;
    상기 휘도 분포 곡선에서의 코어 직경으로부터 광섬유의 코어 직경에 대한 정보를 추출해내고, 상기 휘도 분포 곡선에서의 코어 높이의 파장에 따른 변화량으로부터 광섬유의 굴절률에 대한 정보를 추출해내는 과정; 및
    상기 광섬유의 코어 직경에 대한 정보 및 상기 광섬유의 굴절률에 대한 정보를 이용하여 광섬유의 종류를 판별하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 광섬유 융착 접속 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 파장이 다른 복수의 광원은, 발광 다이오드 또는 레이저에 의하여 구현된 것을 특징으로 하는 광섬유 융착 접속 방법.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 광섬유의 종류를 판별하는 단계는,
    상기 추출된 코어 높이에 대하여 파장의 변화에 따른 코어 높이의 변화량을 구하는 과정;
    상기 코어 높이의 변화량과 상기 각각의 파장에 따른 휘도 분포 곡선에서의 코어의 직경을 데이터 베이스에 저장된 광섬유의 종류에 따른 코어 높이의 변화량, 코어의 직경과 비교하는 과정;
    상기 비교결과에 따라서 상기 광섬유를 데이터베이스에 저장된 광섬유의 종류 중 어느 하나인 것으로 판별하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 광섬유 융착 접속 방법.
  6. 파장이 다른 복수의 광원을 포함하는 광원부;
    상기 복수의 광원이 제공하는 각각의 파장에 따라 광섬유의 길이방향 단면을 촬영하는 촬영부;
    상기 촬영된 이미지로부터 각각의 파장에 대한 광섬유 단면의 휘도 분포 곡선을 추출하고, 서로 다른 파장에 대한 상기 휘도 분포 곡선을 비교하여 상기 광섬유의 종류를 판별하는 광섬유 판별부; 및
    상기 판별된 광섬유의 종류에 따라 융착의 방법을 달리하여 광섬유를 융착 접속하는 융착 접속부를 포함하는 것으로서,
    상기 광섬유 판별부는,
    상기 촬영된 이미지로부터 각각의 파장에 대한 광섬유 단면의 휘도 분포 곡선을 추출하는 이미지 프로파일 검출기;
    상기 서로 다른 파장의 휘도 분포 곡선을 비교하여 상기 휘도 분포 곡선에서의 코어의 직경과 상기 휘도 분포 곡선에서의 코어의 높이를 구하는 파라미터 추출기; 및
    상기 추출된 코어 높이에 대하여 파장의 변화에 따른 코어 높이의 변화량을 구하고, 상기 휘도 분포 곡선에서의 코어 직경으로부터 광섬유의 코어 직경에 대한 정보, 상기 파장의 변화에 따른 코어 높이의 변화량으로부터 광섬유의 굴절률에 대한 정보를 추출한 이후, 상기 광섬유의 코어 직경에 대한 정보 및 상기 광섬유의 굴절률에 대한 정보를 이용하여 광섬유의 종류를 판별하는 종류판별기를 포함하는 것을 특징으로 하는 광섬유 융착 접속 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 광원부는, 발광 다이오드 또는 레이저에 의하여 구현된 것을 특징으로 하는 광섬유 융착 접속 장치.
  8. 삭제
  9. 제6항에 있어서,
    각각의 광섬유의 종류에 따른 파라미터가 저장되어 있는 데이터 베이스를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광섬유 융착 접속 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 광섬유 판별부는,
    상기 촬영된 이미지로부터 각각의 파장에 대한 광섬유 단면의 휘도 분포 곡선을 추출하는 이미지 프로파일 검출기;
    상기 서로 다른 파장의 휘도 분포 곡선을 비교하여 상기 휘도 분포 곡선에서의 코어의 직경과 상기 휘도 분포 곡선에서의 코어의 높이를 구하는 파라미터 추출기; 및
    상기 추출된 코어 높이에 대하여 파장의 변화에 따른 코어 높이의 변화량을 구하고, 상기 코어 높이의 변화량과 상기 추출된 각각의 파장에 따른 코어의 직경을 데이터 베이스에 저장된 광섬유의 종류에 따른 코어 높이의 변화량, 코어의 직경과 비교하여 광섬유의 종류를 판별하는 종류판별기를 포함하는 것을 특징으로 하는 광섬유 융착 접속 장치.
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