KR101296134B1 - Clad removal apparatus for hard polymer clad fiber, clad removing method for hard polymer clad fiber, hard polymer clad fiber for multiplexed sensing and multiplexed sensing system using hard polymer clad fiber - Google Patents

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Abstract

하드 폴리머 클래드 광섬유의 클래드 제거 장치, 하드 폴리머 클래드 광섬유의 클래드 제거 방법, 다중 센싱용 하드 폴리머 클래드 광섬유 및 하드 폴리머 클래드 광섬유를 이용한 다중 센싱 시스템이 개시된다. 본 발명의 일 측면에 따르면, 하드 폴리머 클래드 광섬유에 레이저를 조사하여 하드 폴리머 클래드 광섬유의 클래드를 제거하는 레이저장치부; 및 레이저를 펄스 모드 또는 연속파 모드로 전환하는 제어부;를 포함하는 하드 폴리머 클래드 광섬유의 클래드 제거 장치가 제공될 수 있다.A clad removal apparatus for a hard polymer clad optical fiber, a clad removal method for a hard polymer clad optical fiber, a multi sensing system using a hard polymer clad optical fiber and a hard polymer clad optical fiber for multiple sensing are disclosed. According to an aspect of the invention, the laser device unit for removing the clad of the hard polymer clad optical fiber by irradiating a laser on the hard polymer clad optical fiber; And a control unit for converting the laser into the pulse mode or the continuous wave mode. The clad removing apparatus of the hard polymer clad optical fiber may be provided.

Description

하드 폴리머 클래드 광섬유의 클래드 제거 장치, 하드 폴리머 클래드 광섬유의 클래드 제거 방법, 다중 센싱용 하드 폴리머 클래드 광섬유 및 하드 폴리머 클래드 광섬유를 이용한 다중 센싱 시스템 {CLAD REMOVAL APPARATUS FOR HARD POLYMER CLAD FIBER, CLAD REMOVING METHOD FOR HARD POLYMER CLAD FIBER, HARD POLYMER CLAD FIBER FOR MULTIPLEXED SENSING AND MULTIPLEXED SENSING SYSTEM USING HARD POLYMER CLAD FIBER}CLAD REMOVAL APPARATUS FOR HARD POLYMER CLAD FIBER, CLAD REMOVING METHOD FOR HARD POLYMER CLAD FIBER, HARD POLYMER CLAD FIBER FOR MULTIPLEXED SENSING AND MULTIPLEXED SENSING SYSTEM USING HARD POLYMER CLAD FIBER}

본 발명은 하드 폴리머 클래드 광섬유의 클래드 제거 장치, 하드 폴리머 클래드 광섬유의 클래드 제거 방법, 다중 센싱용 하드 폴리머 클래드 광섬유 및 하드 폴리머 클래드 광섬유를 이용한 다중 센싱 시스템에 관한 것이다.
The present invention relates to a clad removing apparatus of a hard polymer clad optical fiber, a clad removing method of a hard polymer clad optical fiber, a multi sensing system using a hard polymer clad optical fiber and a hard polymer clad optical fiber for multiple sensing.

도 1은 하드 폴리머 클래드 광섬유의 구조를 도시한 도면이다. 도 1을 참고하면, 하드 폴리머 클래드 광섬유(hard polymer clad fiber, 10)는 실리카(silica) 등을 재질로 이루어지는 코어(11)와, 코어(11)를 감싸는 클래드(clad, 12)를 포함하여 구성된다. 이때, 하드 폴리머 클래드 광섬유(10)의 클래드(12)를 제거하는 방법으로는, 화학적인 방법 또는 기계적인 방법을 고려해볼 수 있다.1 is a view showing the structure of a hard polymer clad optical fiber. Referring to FIG. 1, a hard polymer clad fiber 10 includes a core 11 made of silica or the like and a clad 12 surrounding the core 11. do. In this case, as a method of removing the cladding 12 of the hard polymer clad optical fiber 10, a chemical method or a mechanical method may be considered.

기계적인 방법은 칼날로 구성된 광섬유 스트립퍼(stripper)를 사용하는 방법이다. 상기 광섬유 스트립퍼는 하드 폴리머 클래드 광섬유 이외의 일반적인 광섬유에서 폴리머 자켓(polymer jacket)과 코팅(coating)을 제거하는데 사용되어져 왔다. 하드 폴리머 클래드 광섬유의 클래드 역시 폴리머 재질이기 때문에 상기와 같은 광섬유 스트립퍼를 사용하는 기계적인 방법을 고려해볼 수 있다.The mechanical method is to use an optical fiber stripper composed of blades. The optical fiber stripper has been used to remove polymer jackets and coatings in common optical fibers other than hard polymer clad optical fibers. Since the clad of the hard polymer clad optical fiber is also a polymer material, a mechanical method using the optical fiber stripper may be considered.

도 2는 종래의 광섬유 스트립퍼를 사용한 기계적인 방법으로 하드 폴리머 클래드 광섬유의 클래드를 제거한 모습을 보여주는 사진 도면이다. 도 2에서 보이는 바와 같이, 광섬유 스트립퍼를 사용하여 하드 폴리머 클래드 광섬유의 임의의 지점에서 기계적으로 클래드 제거가 가능할 수 있다. 다만, 상기와 같은 기계적인 방법은 작업자가 광섬유 스트립퍼를 다루는 능력에 크게 의존하게 되는 문제점이 있다. 특히, 상기와 같은 기계적인 방법은, 하드 폴리머 클래드 광섬유의 임의의 중간 지점에서 실수 없이 반복적으로 클래드를 제거하는 것은 매우 어렵다. 또한, 상기 기계적인 방법으로 클래드를 제거한 하드 폴리머 클래드 광섬유는 융착기(Fusion splicer)를 이용해 접속이 가능하나, 융착 지점에서의 반사와 손실이 발생하기 때문에 클래드가 벗겨진 부분을 센서로 활용하고자 하는 경우에는 적절치 않게 된다.FIG. 2 is a photograph showing a cladding of a hard polymer clad optical fiber by a mechanical method using a conventional optical fiber stripper. As shown in FIG. 2, clad removal may be mechanically possible at any point of the hard polymer clad optical fiber using an optical fiber stripper. However, the mechanical method as described above has a problem in that the operator greatly depends on the ability to handle the optical fiber stripper. In particular, such a mechanical method is very difficult to remove the clad repeatedly without mistake at any intermediate point of the hard polymer clad optical fiber. In addition, the hard polymer clad optical fiber with the clad removed by the above mechanical method can be connected using a fusion splicer, but since the reflection and loss at the fusion point occur, the clad stripped part is used as a sensor. It is not appropriate.

한편, 화학적인 방법으로 하드 폴리머 클래드 광섬유의 임의의 중간 지점에서 클래드를 제거하는 방법을 고려해볼 수 있다. 대표적인 것이 농축 황산(99% Sulfuric acid)을 이용하는 방법으로, 섭씨 200도(황산의 끓는점 섭씨 337도)에서 클래드를 제거할 수 있다. On the other hand, a chemical method can be considered to remove the clad at any intermediate point of the hard polymer clad optical fiber. A typical method is the use of concentrated sulfuric acid (99% Sulfuric acid), it is possible to remove the clad at 200 degrees Celsius (337 degrees Celsius boiling point of sulfuric acid).

도 3은 종래의 농축 황산을 사용한 화학적인 방법으로 하드 폴리머 클래드의 클래드를 제거한 모습을 보여주는 사진 도면이다. 도 3을 참고하면, 농축 황산을 사용한 화학적인 방법으로 하드 폴리머 클래드의 클래드를 코어의 기계적 손상없이 제거할 수 있다. 그러나 상기와 같은 화학적인 방법은 기계적으로는 우수한 제거방법이라 할 수 있으나, 코어의 광학적 특성에 손상을 준다는 문제점이 있다.3 is a photographic view showing the removal of the cladding of the hard polymer clad by a chemical method using a conventional concentrated sulfuric acid. Referring to FIG. 3, the clad of the hard polymer clad may be removed without mechanical damage to the core by a chemical method using concentrated sulfuric acid. However, such a chemical method may be called an excellent removal method mechanically, but there is a problem that damages the optical properties of the core.

도 4는 종래의 농축 황산을 사용한 화학적인 방법으로 클래드를 제거시, 황산 노출 시간에 대한 광 손실을 광 시간 영역 반사측정법(optical time domain reflectometry)으로 계측한 도면이다. 도 4를 참고하면, 농축 황산이 코어의 광학적 특성에 손상을 주기 때문에 큰 광 손실을 만들어 내게 된다. 따라서 상기와 같은 화학적인 방법을 사용시, 심각한 광 손실로 인해, 클래드가 제거된 부분, 즉, 코어가 노출된 부분을 센서노드(sensor node)로 사용할 수 없게 된다.FIG. 4 is a view showing optical loss of sulfuric acid exposure time by optical time domain reflectometry when the clad is removed by a conventional method using concentrated sulfuric acid. Referring to FIG. 4, concentrated sulfuric acid causes a large light loss because it damages the optical properties of the core. Therefore, when using the above-described chemical method, due to the severe light loss, the clad removed portion, that is, the core exposed portion can not be used as a sensor node (sensor node).

한편, 단일모드 광섬유 브래그 격자의 경우, 개당 약 90달러로 센싱 노드가 고가여서 다량의 센서를 대상체에 설치해야 하는 경우 경제성이 낮은 문제점을 가지고 있다.On the other hand, in the case of a single-mode fiber Bragg grating, the sensing node is expensive at about $ 90 each and has a problem of low economic efficiency when a large amount of sensors need to be installed on the object.

정리하면, 특수 광섬유로서의 하드 폴리머 클래드 광섬유의 경우, 클래드를 제거하는 기술이 현재까지 고안된 바 없으며, 기존 광섬유의 코팅제거 기법에 기반을 둔 기계적인 방법 및 화학적인 방법 역시 하드 폴리머 클래드 광섬유의 경우에는 클래드 제거에 적절치 않음을 실험을 통해 확인하였다.In summary, in the case of hard polymer clad optical fiber as a special optical fiber, the technique of removing the clad has not been devised until now, and the mechanical and chemical methods based on the de-coating technique of the existing optical fiber are also used in the case of hard polymer clad optical fiber. Experiments confirmed that it was not suitable for clad removal.

하드 폴리머 클래드 광섬유의 경우, 클래드 제거를 통해 코어를 노출시켜 다양한 센싱 응용이 가능할 것으로 판단되나, 클래드를 기계적 손상 및 광학적 손상 없이 하드 폴리머 클래드 광섬유의 길이 방향 임의의 지점에서 제거 길이를 제어하여 제거할 수 있는 기술이 없었던 것이 현실이다. 또한, 단일모드 광섬유 브래그 격자의 경우, 여전히 센서 당 가격이 높아 실적용을 어렵게 하고 있는 것이 현실이다.
In the case of hard polymer clad optical fibers, clad removal exposes the core to enable various sensing applications, but the clad can be removed by controlling the removal length at any point in the longitudinal direction of the hard polymer clad optical fiber without mechanical or optical damage. The reality is that there was no technology to do this. In addition, in the case of single-mode fiber Bragg grating, the price per sensor is still high, making the performance difficult.

본 발명의 실시예들은, 상기와 같은 종래의 문제점을 해소하고자 안출된 것으로서, 하드 폴리머 클래드 광섬유의 클래드를 기계적 손상 및 광학적 손상 없이 제거할 수 있는 하드 폴리머 클래드 광섬유의 클래드 제거 장치를 제공하고자 한다.Embodiments of the present invention have been made to solve the conventional problems as described above, and to provide a clad removing device of a hard polymer clad optical fiber that can remove the clad of the hard polymer clad optical fiber without mechanical damage and optical damage.

또한, 본 발명의 실시예들은, 하드 폴리머 클래드 광섬유의 클래드를 기계적 손상 및 광학적 손상 없이 제거할 수 있는 하드 폴리머 클래드 광섬유의 클래드 제거 방법을 제공하고자 한다.In addition, embodiments of the present invention to provide a clad removal method of a hard polymer clad optical fiber that can remove the clad of the hard polymer clad optical fiber without mechanical damage and optical damage.

또한, 본 발명의 실시예들은, 저비용으로 제작 가능한 다중 센싱용 하드 폴리머 클래드를 제공하고자 한다.In addition, embodiments of the present invention, to provide a low-cost manufacturing multi-sensing hard polymer cladding.

또한, 본 발명의 실시예들은, 하드 폴리머 클래드 광섬유를 사용하여 다중 센싱이 가능한 하드 폴리머 클래드 광섬유를 이용한 다중 센싱 시스템을 제공하고자 한다.
In addition, embodiments of the present invention, to provide a multi-sensing system using a hard polymer clad optical fiber capable of multiple sensing using a hard polymer clad optical fiber.

본 발명의 목적은 이상에서 언급된 목적에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
The object of the present invention is not limited to the above-mentioned object, and other objects which are not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

본 발명의 제 1 측면에 따르면, 하드 폴리머 클래드 광섬유에 레이저를 조사하여 상기 하드 폴리머 클래드 광섬유의 클래드를 제거하는 레이저장치부; 및 상기 레이저를 펄스 모드 또는 연속파 모드로 전환하는 제어부;를 포함하는 하드 폴리머 클래드 광섬유의 클래드 제거 장치가 제공될 수 있다.According to a first aspect of the invention, the laser device unit for removing the clad of the hard polymer clad optical fiber by irradiating a laser on the hard polymer clad optical fiber; And a control unit for converting the laser into a pulse mode or a continuous wave mode. A clad removing apparatus of a hard polymer clad optical fiber may be provided.

본 발명의 제 2 측면에 따르면, 하드 폴리머 클래드 광섬유에 펄스 모드의 레이저를 소정시간 조사하여, 광화학 반응을 통해 상기 하드 폴리머 클래드 광섬유 클래드를 1차 제거하는 단계; 및 상기 펄스 모드의 레이저를 조사 후, 상기 하드 폴리머 클래드 광섬유에 연속파 모드의 레이저를 소정시간 조사하여, 광열 반응을 통해 상기 클래드를 2차 제거하는 단계;를 포함하는 하드 폴리머 클래드 광섬유의 클래드 제거 방법이 제공될 수 있다.According to a second aspect of the present invention, there is provided a method of irradiating a hard polymer clad optical fiber with a pulsed mode laser for a predetermined time, and first removing the hard polymer clad optical fiber clad through a photochemical reaction; And irradiating the laser of the continuous wave mode to the hard polymer clad optical fiber for a predetermined time after irradiating the laser of the pulse mode, and removing the clad secondary through a photothermal reaction. This may be provided.

본 발명의 제 3 측면에 따르면, 펄스 모드의 레이저 및 연속파 모드의 레이저가 순차적으로 조사되어, 클래드가 제거되고 코어가 노출된 센서노드가 일정구간 형성되되, 상기 센서노드가 길이방향을 따라 소정간격 이격되어 복수개 형성된 다중 센싱용 하드 폴리머 클래드 광섬유가 제공될 수 있다.According to the third aspect of the present invention, the laser of the pulse mode and the laser of the continuous wave mode is sequentially irradiated, so that the sensor node with the clad removed and the core is formed in a predetermined period, the sensor node is a predetermined interval along the longitudinal direction A plurality of spaced apart hard polymer clad optical fibers may be provided.

본 발명의 제 4 측면에 따르면, 광 시간 영역 반사측정기; 상기 광시간 영역 반사측정기와 연결되는 광 스위치; 및 상기 광 스위치와 연결되며, 클래드가 제거되고 코어가 일정구간 노출되어 형성된 복수개의 센서노드를 구비하는 하드 폴리머 클래드 광섬유;를 포함하는 하드 폴리머 클래드 광섬유를 이용한 다중 센싱 시스템이 제공될 수 있다.
According to a fourth aspect of the invention, there is provided an optical time domain reflectometer; An optical switch connected to the optical time domain reflectometer; And a hard polymer clad optical fiber connected to the optical switch, the hard polymer clad optical fiber having a plurality of sensor nodes formed by removing a clad and exposing a core for a predetermined period of time.

본 발명의 실시예들은, 제작과정이 복잡하고 장시간 소요되며 상대적으로 고가인 단일모드 광섬유 브래그 격자 센서 대신, 특수 광섬유인 하드 폴리머 클래드 광섬유의 클래드를 펄스 모드 및 연속파 모드의 하이브리드 레이저를 이용해서 제거함으로써, 경제적이면서도 빠르게 센서노드를 제작할 수 있다. 또한, 하드 폴리머 클래드 광섬유는 실리카(Silica) 코어를 기반으로 하고 있기 때문에, 플라스틱 광섬유에서처럼 장거리 통신에서 높은 손실을 보이지 않으며, 수 km에서 원격으로 다중 센싱이 가능하다.
Embodiments of the present invention, by using a hybrid laser of pulse mode and continuous wave mode by removing the cladding of a special optical fiber hard polymer clad optical fiber instead of a single mode optical fiber Bragg grating sensor, which is complicated, takes a long time and relatively expensive In addition, the sensor node can be manufactured quickly and economically. In addition, since the hard polymer clad optical fiber is based on a silica core, it does not show a high loss in long distance communication as in a plastic optical fiber, and can remotely multi-sense at several km.

도 1은 하드 폴리머 클래드 광섬유의 구조를 도시한 도면이다.
도 2는 종래의 광섬유 스트립퍼를 사용한 기계적인 방법으로 하드 폴리머 클래드 광섬유의 클래드를 제거한 모습을 보여주는 사진 도면이다.
도 3은 종래의 농축 황산을 사용한 화학적인 방법으로 하드 폴리머 클래드의 클래드를 제거한 모습을 보여주는 사진 도면이다.
도 4는 종래의 농축 황산을 사용한 화학적인 방법으로 클래드를 제거시, 황산 노출 시간에 대한 광 손실을 광 시간 영역 반사측정법(optical time domain reflectometry)으로 계측한 도면이다.
도 5는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 하드 폴리머 클래드 광섬유의 클래드 제거 장치를 도시한 도면이다.
도 6 은 20 Hz의 펄스반복속도로 20초간 150 mJ/cm2의 에너지밀도를 가지고 펄스 모드의 레이저를 하드 폴리머 클래드 광섬유에 조사한 결과를 보여주는 사진 도면이다.
도 7은 도 6의 과정 후, 211 W/cm2의 출력밀도로 3초간 연속파 모드의 레이저를 하드 폴리머 클래드 광섬유에 조사한 결과를 보여주는 사진 도면이다.
도 8은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 다중 센싱용 하드 폴리머 클래드 광섬유로, 40 mm 간격으로 센서노드가 형성된 모습을 보여주는 사진 도면이다.
도 9는 본 발명의 제 4 실시예에 따른 하드 폴리머 클래드 광섬유를 이용한 다중 센싱 시스템을 보여주는 도면이다.
도 10은 도 7의 0.75 mm의 코어 길이가 노출된 하드 폴리머 클래드 광섬유 한 라인을 도 9와 같은 광 시간 영역 반사측정기을 기반으로 한 다중 센싱 시스템에 연결하였을 때의 신호를 보여주는 도면이다.
도 11은 도 9의 다중 센싱 시스템을 다점 동시 온도 측정 시스템으로 활용하는 경우, 온도에 대한 2 개의 센싱노드에서의 신호 변화를 보여주는 도면이다.
도 12는 도 11의 신호에서 각 센서노드에서의 온도 변화에 대한 반사산란광의 크기 변화와 반사산란광의 이동을 추출하여 보여주는 도면이다.
도 13은 도 9의 다중 센싱 시스템에서 센서노드가 액상의 화학물질에 노출되었을 때, 신호 응답을 보여주는 도면이다.1 is a view showing the structure of a hard polymer clad optical fiber.
FIG. 2 is a photograph showing a cladding of a hard polymer clad optical fiber by a mechanical method using a conventional optical fiber stripper.
3 is a photographic view showing the removal of the cladding of the hard polymer clad by a chemical method using a conventional concentrated sulfuric acid.
FIG. 4 is a view showing optical loss of sulfuric acid exposure time by optical time domain reflectometry when the clad is removed by a conventional method using concentrated sulfuric acid.
5 is a diagram illustrating a clad removing apparatus of a hard polymer clad optical fiber according to a first exemplary embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a photographic diagram showing the results of irradiating a hard polymer clad optical fiber with a pulse mode laser with an energy density of 150 mJ / cm 2 for 20 seconds at a pulse repetition rate of 20 Hz.
FIG. 7 is a photographic view showing a result of irradiating a hard polymer clad optical fiber with a laser of continuous wave mode for 3 seconds at an output density of 211 W / cm 2 after the process of FIG. 6.
FIG. 8 is a photographic view illustrating a sensor node formed at intervals of 40 mm with a hard polymer clad optical fiber for multiple sensing according to a third exemplary embodiment of the present invention.
9 is a view showing a multiple sensing system using a hard polymer clad optical fiber according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a diagram illustrating a signal when a line of a hard polymer clad optical fiber exposed to a core length of 0.75 mm of FIG. 7 is connected to a multiple sensing system based on an optical time domain reflectometer as shown in FIG. 9.
FIG. 11 is a view illustrating signal changes in two sensing nodes with respect to temperature when the multi-sensing system of FIG. 9 is used as a multi-point simultaneous temperature measurement system.
FIG. 12 is a diagram illustrating extracting the change in the size of the reflected scattered light and the movement of the reflected scattered light with respect to the temperature change at each sensor node in the signal of FIG. 11.
FIG. 13 is a view illustrating a signal response when a sensor node is exposed to a liquid chemical in the multiple sensing system of FIG. 9.

본 발명의 구체적인 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 할 것이다. 또한, 본 발명에 관련된 공지 기능 및 그 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는, 그 구체적인 설명을 생략하였음에 유의해야 할 것이다.
Specific features and advantages of the present invention will become more apparent from the following detailed description based on the accompanying drawings. Prior to this, terms and words used in the present specification and claims are to be interpreted in accordance with the technical idea of the present invention based on the principle that the inventor can properly define the concept of the term in order to explain his invention in the best way. It should be interpreted in terms of meaning and concept. In addition, when it is determined that the detailed description of the known function and its configuration related to the present invention may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, it should be noted that the detailed description is omitted.

이하, 도면을 참고하여, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 하드 폴리머 클래드 광섬유의 클래드 제거 장치를 설명한다.Hereinafter, a clad removing apparatus of a hard polymer clad optical fiber according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

도 5는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 하드 폴리머 클래드 광섬유의 클래드 제거 장치를 도시한 도면이다.5 is a diagram illustrating a clad removing apparatus of a hard polymer clad optical fiber according to a first exemplary embodiment of the present invention.

도 5를 참고하면, 본 실시예에 따른 하드 폴리머 클래드 광섬유의 클래드 제거 장치(100)는, 하드 폴리머 클래드 광섬유(hard polymer clad fiber, 200)에 레이저를 조사하여 클래드(clad, 210)를 제거하는 레이저장치부(110), 상기 레이저를 펄스 모드 또는 연속파 모드로 전환하는 제어부(120) 및 하드 폴리머 클래드 광섬유(200)를 고정 지지하는 고정지그부(130)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 5, the clad removing apparatus 100 of the hard polymer clad optical fiber according to the present embodiment may remove a clad 210 by irradiating a laser to the hard polymer clad optical fiber 200. The laser device 110 may include a control unit 120 for converting the laser into a pulse mode or a continuous wave mode, and a fixing jig unit 130 for fixing and supporting the hard polymer clad optical fiber 200.

레이저장치부(110)는 하드 폴리머 클래드 광섬유(200)에 레이저를 조사하는 것으로, 다양한 방식으로 레이저를 생성 및 조사하는 레이저 발생수단을 포함한다. 또한, 레이저장치부(110)에서 조사되는 레이저를 제어부(120)에 의해 펄스 모드 및 연속파 모드로 전환될 수 있다. 즉, 레이저장치부(110)는 펄스 모드의 레이저와 연속파 모드의 레이저 사이의 모드 전환이 가능한 하이브리드 레이저를 생성할 수 있다. 또한, 상기와 같은 하이브리드 레이저는 Q-스위치 기술을 기반으로 연속파 모드의 레이저를 펄스파 모드의 레이저로 전환할 수 있다.The laser device 110 irradiates a laser to the hard polymer clad optical fiber 200, and includes laser generating means for generating and irradiating a laser in various ways. In addition, the laser irradiated from the laser device 110 may be switched to the pulse mode and the continuous wave mode by the controller 120. That is, the laser device 110 may generate a hybrid laser capable of switching modes between the pulse mode laser and the continuous wave mode laser. In addition, such a hybrid laser can convert the continuous wave mode laser into the pulse wave mode laser based on the Q-switch technology.

제어부(120)는 레이저장치부(110)에서 조사하는 레이저를 펄스(pulse) 모드 또는 연속파(continuos wave) 모드로 전환할 수 있다. 또한, 제어부(120)는 레이저장치부(110)에서 조사하는 레이저의 펄스반복속도, 에너지밀도(fluency), 출력밀도(power density) 및 조사시간 중 적어도 하나를 제어할 수 있다.The controller 120 may switch the laser beam emitted from the laser device 110 into a pulse mode or a continuous wave mode. In addition, the controller 120 may control at least one of a pulse repetition speed, an energy density, a power density, and an irradiation time of the laser emitted from the laser device 110.

이때, 펄스 모드에서는 10 Hz 내지 10 KHz의 펄스반복속도로 레이저가 조사될 수 있다. 또한, 펄스 모드에서는 레이저가 0.1 J/cm2 내지 2 J/cm2의 에너지밀도로 조사될 수 있으며, 연속파 모드에서는 레이저가 100 W/cm2 내지 300 W/cm2의 출력밀도로 조사될 수 있다.In this case, the laser may be irradiated at a pulse repetition rate of 10 Hz to 10 KHz in the pulse mode. In addition, in pulse mode, the laser is 0.1 J / cm 2 Can be irradiated with an energy density of 2 to 2 J / cm 2 , and in continuous wave mode the laser is 100 W / cm 2 To a power density of 300 W / cm 2 .

한편, 제어부(120)는 하드 폴리머 클래드 광섬유(200)에 레이저를 조사하여 클래드(210)를 제거시, 상기 레이저를 펄스 모드에서 연속파 모드 순으로 전환하도록 형성될 수 있다. 즉, 하드 폴리머 클래드 광섬유(200)에 펄스 모드의 레이저 및 연속파 모드의 레이저가 순차적으로 조사될 수 있다.On the other hand, the control unit 120 may be formed to switch the laser from the pulse mode to the continuous wave mode when the cladding 210 is removed by irradiating a laser on the hard polymer clad optical fiber 200. That is, the laser of the pulse mode and the laser of the continuous wave mode may be sequentially irradiated to the hard polymer clad optical fiber 200.

고정지그부(130)는 레이저장치부(110)와 소정간격 이격되어 하드 폴리머 클래드 광섬유(200)를 고정 지지할 수 있다. 고정지그부(130)는 레이저장치부(110)에서 조사되는 레이저가 하드 폴리머 클래드 광섬유(200)에 조사될 수 있도록, 레이저의 조사 높이와 동일한 높이로 하드 폴리머 클래드 광섬유(200)를 고정 지지할 수 있다. 또한, 고정지그부(130)는 하드 폴리머 클래드 광섬유(200)가 레이저와 수직하게 놓일 수 있도록 고정 지지할 수 있다.The fixing jig unit 130 may be fixedly supported to the hard polymer clad optical fiber 200 by being spaced apart from the laser device unit 110 by a predetermined interval. The fixing jig unit 130 may fix and support the hard polymer clad optical fiber 200 at the same height as that of the laser so that the laser irradiated from the laser device unit 110 may be irradiated onto the hard polymer clad optical fiber 200. Can be. In addition, the fixing jig unit 130 may fix and support the hard polymer clad optical fiber 200 to be perpendicular to the laser.

한편, 본 실시예의 경우, 한 쌍의 클램핑부재(132)에 의해, 하드 폴리머 클래드 광섬유(200)가 고정 지지되는 경우를 예시하였으나, 이에 한정되지는 않으며, 고정지그부(130)는 상기와 같은 클램핑부재(132) 이외에도 다양한 형태로 형성되어 하드 폴리머 클래드 광섬유(200)를 고정 지지할 수 있다.Meanwhile, in the present exemplary embodiment, the hard polymer clad optical fiber 200 is fixedly supported by the pair of clamping members 132, but the present invention is not limited thereto, and the fixing jig unit 130 may be configured as described above. In addition to the clamping member 132 is formed in a variety of forms can be fixed to support the hard polymer clad optical fiber 200.

또한, 고정지그부(130)는 클래드 제거 위치 설정기(131)를 구비할 수 있다. 클래드 제거 위치 설정기(131)는 하드 폴리머 클래드 광섬유(200)를 일측으로 당겨 레이저가 조사되는 지점을 조절할 수 있다. 즉, 클래드 제거 위치 설정기(131)는 하드 폴리머 클래드 광섬유(200)를 소정정도 잡아당겨 레이저에 의해 클래드(210)가 제거되는 지점을 조절할 수 있다. 이때, 클래드 제거 위치 설정기(131)는 자동 또는 수동으로 구동될 수 있으며, 필요에 따라, 모터 등이 사용될 수 있다.In addition, the fixing jig unit 130 may include a clad removal positioner 131. The clad removal positioner 131 may adjust the point where the laser is irradiated by pulling the hard polymer clad optical fiber 200 to one side. That is, the clad removal positioner 131 may adjust the point where the clad 210 is removed by the laser by pulling the hard polymer clad optical fiber 200 to a predetermined degree. At this time, the clad removing positioner 131 may be driven automatically or manually, and a motor or the like may be used as necessary.

또한, 클래드 제거 위치 설정기(131)는 하드 폴리머 클래드 광섬유(200)를 길이방향으로 순차적 이동 및 정지시키도록 형성될 수 있다. 즉, 클래드 제거 위치 설정기(131)는 하드 폴리머 클래드 광섬유(200)를 소정시간 간격을 두고 잡아당겨, 하드 폴리머 클래드 광섬유(200)가 길이방향으로 이동 및 정지를 반복하도록 형성될 수 있다. 상기와 같은 경우, 하드 폴리머 클래드 광섬유(200)는 길이방향을 따라 소정간격 이격되어 클래드(210)가 제거될 수 있다. 즉, 하드 폴리머 클래드 광섬유(200)에는 클래드(210)가 제거되고 코어(220)가 노출된 센서노드(230, 도 8 참고)가 소정간격 이격되어 복수개 형성될 수 있다.In addition, the clad removal locator 131 may be formed to sequentially move and stop the hard polymer clad optical fiber 200 in the longitudinal direction. That is, the clad removing positioner 131 may be configured to pull the hard polymer clad optical fiber 200 at predetermined time intervals so that the hard polymer clad optical fiber 200 repeats movement and stop in the longitudinal direction. In such a case, the hard polymer clad optical fiber 200 may be spaced apart by a predetermined interval along the longitudinal direction and the clad 210 may be removed. That is, a plurality of sensor nodes 230 (see FIG. 8) in which the clad 210 is removed and the core 220 is exposed may be formed in the hard polymer clad optical fiber 200 at predetermined intervals.

본 실시예에 따른 하드 폴리머 클래드 광섬유의 클래드 제거 장치(100)는 하드 폴리머 클래드 광섬유(200)에 펄스 모드의 레이저와 연속파 모드의 레이저를 순차적으로 조사하여 하드 폴리머 클래드 광섬유(200)의 클래드(210)를 코어의 기계적 손상 및 광학적 손상 없이 제거할 수 있다. 즉, 본 실시예에 따른 하드 폴리머 클래드 광섬유의 클래드 제거 장치(100)는 하드 폴리머 클래드 광섬유(200)에 펄스 모드의 레이저를 조사하여 1차적으로 클래드(210)를 제거하고, 이어서, 연속파 모드의 레이저를 조사하여 2차적으로 클래드(210)를 제거하게 된다.The clad removing apparatus 100 of the hard polymer clad optical fiber according to the present exemplary embodiment sequentially irradiates the hard polymer clad optical fiber 200 with a laser in pulse mode and a laser in continuous wave mode, thereby providing a clad 210 of the hard polymer clad optical fiber 200. ) Can be removed without mechanical and optical damage to the core. That is, the clad removing apparatus 100 of the hard polymer clad optical fiber according to the present exemplary embodiment firstly removes the clad 210 by irradiating the hard polymer clad optical fiber 200 in a pulsed mode laser, and then, in the continuous wave mode. The clad 210 is secondarily removed by irradiating a laser.

레이저 조사에 대한 클래드(210)의 변화는 조사 모드가 펄스 모드인가 연속파 모드인가에 따라 달라진다. 펄스 모드는 클래드(210)에 광화학(photochemical) 반응을 지배적으로 일으키며, 하나의 펄스는 높고 급격한 에너지를 가지지만 짧은 주기의 펄스반복속도로 전의되는 불연속적인 방출로 인해 클래드에 급격한 가열과 냉각 과정을 야기한다. 이는 연속파 모드에서의 광열(photothermal) 반응과 대별되며, 더 높은 펄스 에너지, 더 긴 지속시간, 더 높은 펄스반복속도를 가질 때, 레이저의 시간 영역에서의 프로파일은 연속파 모드에 가까워지고 광열 반응이 지배적이게 된다. 즉, 펄스 모드의 레이저가 조사되는 경우 클래드(210)는 광화학 반응에 의해 제거될 수 있으며, 연속파 모드의 레이저가 조사되는 경우 클래드(210)는 광열 반응에 의해 제거될 수 있다. 다만, 펄스 모드든 연속파 모드든 높은 출력의 레이저가 확보된다면 광삭마(photoablation) 과정을 만들어 낼 수 있다.The change in the clad 210 with respect to laser irradiation depends on whether the irradiation mode is a pulse mode or a continuous wave mode. The pulse mode dominates the photochemical reaction in the clad 210, where one pulse has a high and rapid energy but a rapid heating and cooling process in the clad due to the discontinuous emission transmitted at a short pulse repetition rate. Cause. This is roughly equivalent to the photothermal response in continuous wave mode, and with higher pulse energy, longer duration, and higher pulse repetition rate, the profile in the time domain of the laser is closer to the continuous wave mode and the photothermal response is dominant. This will be. That is, the clad 210 may be removed by a photochemical reaction when the laser of the pulse mode is irradiated, and the clad 210 may be removed by the photothermal reaction when the laser of the continuous wave mode is irradiated. However, if a high power laser is obtained in pulse mode or continuous wave mode, a photoablation process can be created.

도 6 은 20 Hz의 펄스반복속도로 20초간 150 mJ/cm2의 에너지밀도를 가지고 펄스 모드의 레이저를 하드 폴리머 클래드 광섬유에 조사한 결과를 보여주는 사진 도면이다. 도 7은 도 6의 과정 후, 211 W/cm2의 출력밀도로 3초간 연속파 모드의 레이저를 하드 폴리머 클래드 광섬유에 조사한 결과를 보여주는 사진 도면이다.FIG. 6 is a photographic diagram showing the results of irradiating a hard polymer clad optical fiber with a pulse mode laser with an energy density of 150 mJ / cm 2 for 20 seconds at a pulse repetition rate of 20 Hz. FIG. 7 is a photographic view showing a result of irradiating a hard polymer clad optical fiber with a laser of continuous wave mode for 3 seconds at an output density of 211 W / cm 2 after the process of FIG. 6.

도 6을 참고하면, 레이저의 직경 크기만큼 광화학 반응에 의해 클래드(210)가 탄화된 것을 확인할 수 있다. 또한, 도 7을 참고하면, 상기 도 6의 탄화된 영역이 광열 과정을 통해 클래드(210)가 소각되어 클래드(210)가 0.75mm 만큼 제거된 것을 확인할 수 있다.Referring to FIG. 6, it can be seen that the clad 210 is carbonized by the photochemical reaction as much as the diameter of the laser. In addition, referring to FIG. 7, the carbonized region of FIG. 6 may be incinerated by the clad 210 through a photothermal process to remove the clad 210 by 0.75 mm.

펄스 모드의 레이저는 코어(220)에 기계적 결함을 만들수 있기 때문에, 노출되어져 가는 코어(220)에 직접 조사하는 것은 센서노드(230)로서의 추가기능을 수행하는데 바람직하지 않다. 다만, 연속파 모드의 레이저를 이용하여 마무리하면 탄화된 클래드 영역을 코어(220)의 기계적 손상을 야기하지 않으면서 깨끗하게 제거할 수 있다. 또한, 상기와 같이 펄스 모드의 레이저 및 연속파 모드의 레이저를 병행하여 사용하는 경우, 연속파 모드의 레이저만으로 클래드(210)를 제거할 때 보다 훨씬 낮은 파워가 소요되기 때문에 레이저의 비용 역시 절감될 수 있다.Since pulsed lasers can create mechanical defects in the core 220, direct irradiation of the core 220 to be exposed is not desirable to perform the additional function as the sensor node 230. However, by using the laser in the continuous wave mode, the carbonized clad region may be cleanly removed without causing mechanical damage to the core 220. In addition, when using the laser of the pulse mode and the continuous wave mode in parallel as described above, the cost of the laser can also be reduced because much lower power is required than when removing the clad 210 with only the laser of the continuous wave mode. .

한편, 본 실시예의 경우, 레이저 조사 방식을 사용하는 바, 비접촉 방식으로 하드 폴리머 클래드 광섬유(200)의 임의의 지점에 조사될 수 있어, 클래드(210)의 제거 위치나 클래드(210)의 제거 길이를 용이하게 조절 가능하며, 빠르면서도 정확하게 자동화 방식으로 클래드(210)의 제거가 가능하다. 나아가, 제안된 클래드(210)의 제거 과정에서는 하드 폴리머 클래드 광섬유(200)를 회전시킬 필요 없이 클래드(210)의 제거가 가능하다.On the other hand, in the case of the present embodiment, using a laser irradiation method, it can be irradiated to any point of the hard polymer clad optical fiber 200 in a non-contact manner, the removal position of the clad 210 or the removal length of the clad 210 Easily adjustable, it is possible to remove the clad 210 in a fast and precisely automated manner. Furthermore, in the proposed cladding 210 removal process, the clad 210 may be removed without rotating the hard polymer clad optical fiber 200.

본 실시예에서는 레이저의 광화학 과정과 광열 과정을 함께 사용하는 펄스 모드에 이은 연속파 모드 조사의 하이브리드 기법을 고안하였다. 이때, 펄스 모드시 소요되는 레이저의 에너지밀도(fluence)는 수백 mJ/cm2 이하이며, 연속파 모드시 소요되는 레이저의 출력밀도(power density)는 수백 W/cm2 이하일 수 있다. 또한, 레이저의 조사시간은 펄스 모드의 경우 펄스반복속도(pulse repetition rate)에 따라 수초에서 수십초가 소요되며, 연속파 모드의 경우 수초가 소요된다. 에너지밀도와 출력밀도가 더 높을 경우 더 빠른 시간에 클래드(210)의 제거가 가능하나 레이저의 가격이 상승한다는 단점이 있다.In this embodiment, a hybrid technique of continuous wave mode irradiation followed by pulse mode using a photochemical process and a photothermal process of a laser is devised. At this time, the energy density (fluence) of the laser required in the pulse mode is several hundred mJ / cm 2 The power density of the laser required in the continuous wave mode may be several hundred W / cm 2 or less. In addition, the irradiation time of the laser takes a few seconds to several tens of seconds depending on the pulse repetition rate in the pulse mode, it takes several seconds in the continuous wave mode. When the energy density and the output density are higher, the cladding 210 can be removed at a faster time, but the price of the laser is increased.

본 실시예에 따른 펄스 모드 및 연속파 모드로 전환이 가능한 하이브리드 레이저를 이용하는 기술은 상대적으로 낮은 레이저 에너지 혹은 출력을 유지하면서 하드 폴리머 클래드 광섬유(200)의 클래드(210)를 제거할 수 있다. 또한, 본 실시예에 따른 하드 폴리머 클래드 광섬유의 클래드 제거 장치(100)는 한 가닥의 하드 폴리머 클래드 광섬유(200)에 많은 센서노드(230)를 쉽게 제작할 수 있는 기술적 이점이 있다. 즉, 클래드 제거 위치 설정기(131)가 하드 폴리머 클래드 광섬유(200)를 이동 및 정지시키면서 레이저을 조사할 경우 빠르게 많은 센서노드(230)를 만들어 낼 수 있다.
The technique using the hybrid laser which can be switched to the pulse mode and the continuous wave mode according to the present embodiment can remove the clad 210 of the hard polymer clad optical fiber 200 while maintaining relatively low laser energy or power. In addition, the clad removing apparatus 100 of the hard polymer clad optical fiber according to the present embodiment has a technical advantage of easily manufacturing a large number of sensor nodes 230 in one strand of the hard polymer clad optical fiber 200. That is, when the clad removal positioner 131 irradiates a laser while moving and stopping the hard polymer clad optical fiber 200, it is possible to quickly generate many sensor nodes 230.

이하, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 하드 폴리머 클래드 광섬유의 클래드 제거 방법을 설명한다. 이하에서는 설명의 편의를 위하여, 전술한 실시예와 대응되는 구성에 대하여는 대응되는 도면부호를 부여하고, 중복되는 설명은 생략하기로 한다.Hereinafter, a clad removing method of a hard polymer clad optical fiber according to a second exemplary embodiment of the present invention will be described. Hereinafter, for the sake of convenience of description, the same reference numerals are assigned to the components corresponding to those of the above-described embodiments, and redundant description will be omitted.

본 실시예에 따르면, 펄스 모드의 레이저 및 연속파 모드의 레이저를 이용한 하드 폴리머 클래드 광섬유의 클래드 제거 방법이 개시된다. 본 실시예에 따른 하드 폴리머 클래드 광섬유의 클래드 제거 방법은, 하드 폴리머 클래드 광섬유(200)에 펄스 모드의 레이저를 소정시간 조사하여, 광화학 반응을 통해 하드 폴리머 클래드 광섬유(200)의 클래드(210)를 1차 제거하는 단계; 및 펄스 모드의 레이저를 조사 후, 하드 폴리머 클래드 광섬유(200)에 연속파 모드의 레이저를 소정시간 조사하여, 광열 반응을 통해 클래드(210)를 2차 제거하는 단계를 포함한다. 이때, 상기 펄스 모드의 레이저 및 상기 연속파 모드의 레이저는 전술한 제 1 실시예에서 설명한 펄스 모드의 레이저 및 연속파 모드의 레이저와 동일 유사하다.According to this embodiment, a clad removal method of a hard polymer clad optical fiber using a laser in pulse mode and a laser in continuous wave mode is disclosed. In the clad removing method of the hard polymer clad optical fiber according to the present embodiment, the laser beam of the pulse mode is irradiated to the hard polymer clad optical fiber 200 for a predetermined time, and the clad 210 of the hard polymer clad optical fiber 200 is subjected to a photochemical reaction. First removing; And irradiating the laser of the pulsed mode in a continuous wave mode to the hard polymer clad optical fiber 200 for a predetermined time, and subsequently removing the clad 210 through a photothermal reaction. At this time, the laser of the pulse mode and the laser of the continuous wave mode are similar to the laser of the pulse mode and the laser of the continuous wave mode described in the first embodiment described above.

한편, 본 실시예에 따른 하드 폴리머 클래드 광섬유의 클래드 제거 방법은, 상기 클래드(210)의 2차 제거 단계에 후행하여, 상기 하드 폴리머 클래드 광섬유(200)를 소정정도 길이방향 이동시켜, 상기 레이저가 조사되는 지점을 변경하는 위치 이동 단계;를 더 포함할 수 있다. 이때, 상기와 같은 하드 폴리머 클래드 광섬유(200)의 위치 이동은 전술한 제 1 실시예의 클래드 제거 위치 설정기(131)에 의해 수행될 수 있다.On the other hand, the clad removal method of the hard polymer clad optical fiber according to the present embodiment, following the secondary removal step of the clad 210, by moving the hard polymer clad optical fiber 200 in a predetermined length direction, the laser is It may further include a position movement step of changing the point to be irradiated. In this case, the position shift of the hard polymer clad optical fiber 200 may be performed by the clad removing positioner 131 of the first embodiment.

또한, 본 실시예에 따른 하드 폴리머 클래드 광섬유의 클래드 제거 방법은, 상기 위치 이동 단계에 후행하여, 상기 클래드(210)의 1차 제거 단계 및 상기 클래드(210)의 2차 제거 단계를 반복 수행할 수 있다. 이와 같은 경우, 하드 폴리머 클래드 광섬유(200)는 길이 방향으로 소정간격 이격되어 클래드(210)가 제거되게 될 수 있다.
In addition, in the clad removing method of the hard polymer clad optical fiber according to the present embodiment, the first removing step of the clad 210 and the second removing step of the clad 210 are repeated after the position shifting step. Can be. In this case, the hard polymer clad optical fiber 200 may be spaced apart by a predetermined interval in the longitudinal direction so that the clad 210 may be removed.

이하, 도면을 참고하여, 본 발명의 제 3 실시예에 따른 다중 센싱용 하드 폴리머 클래드 광섬유에 대하여 설명한다. 이하에서는 설명의 편의를 위하여, 전술한 실시예와 대응되는 구성에 대하여는 대응되는 도면부호를 부여하고, 중복되는 설명은 생략하기로 한다.Hereinafter, a hard polymer clad optical fiber for multiple sensing according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. Hereinafter, for the sake of convenience of description, the same reference numerals are assigned to the components corresponding to those of the above-described embodiments, and redundant description will be omitted.

도 8은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 다중 센싱용 하드 폴리머 클래드 광섬유로, 40 mm 간격으로 센서노드가 형성된 모습을 보여주는 사진 도면이다.FIG. 8 is a photographic view illustrating a sensor node formed at intervals of 40 mm with a hard polymer clad optical fiber for multiple sensing according to a third exemplary embodiment of the present invention.

도 8을 참고하면, 본 실시예에 따른 다중 센싱용 하드 폴리머 클래드 광섬유(200)는, 클래드(210)가 제거되고 코어(220)가 노출된 구간이 형성되되, 상기와 같이 코어(220)가 노출된 구간이 소정간격 이격되어 복수개 형성될 수 있다. 이때, 상기와 같이 코어(220)가 노출된 구간을 센서노드(sensor node, 230)라고 지칭한다. 즉, 본 실시예에 따른 다중 센싱용 하드 폴리머 클래드 광섬유(200)는 길이방향을 따라 소정간격 이격되도록 배치된 복수개의 센서노드(230)를 구비할 수 있다.Referring to FIG. 8, in the hard polymer clad optical fiber 200 for multi-sensing according to the present embodiment, a section in which the clad 210 is removed and the core 220 is formed is formed, and the core 220 is formed as described above. A plurality of exposed sections may be formed at predetermined intervals. In this case, the section in which the core 220 is exposed as described above is referred to as a sensor node 230. That is, the multi-sensing hard polymer clad optical fiber 200 according to the present exemplary embodiment may include a plurality of sensor nodes 230 disposed to be spaced apart by a predetermined interval along the longitudinal direction.

이때, 클래드(210)는 펄스 모드의 레이저 및 연속파 모드의 레이저가 순차적으로 조사되어 제거될 수 있다. 펄스 모드의 레이저 및 연속파 모드의 레이저를 순차적으로 조사하여 클래드(210)를 제거하는 구성에 대하여는 전술한 제 1, 2 실시예에서 설명한 바와 동일 유사하므로, 상세한 설명을 생략한다.At this time, the clad 210 may be removed by sequentially irradiating the laser of the pulse mode and the laser of the continuous wave mode. The structure in which the clad 210 is removed by sequentially irradiating the laser in the pulse mode and the laser in the continuous wave mode is similar to that described in the above-described first and second embodiments, and thus a detailed description thereof will be omitted.

센서노드(230)는 코어(220)의 굴절률보다 굴절률이 큰 물질에 노출되었을 때, 코어(220) 내에서 가이드되어 오던 광이 누출되는 특성을 가질 수 있다. 상기와 같은 경우, 광 시간 영역 반사측정기(310, 도 9 참고)에 의해 측정되는 감쇠 그래프에서 반사 산란광의 피크에 이은 계단형 손실 신호가 계측될 수 있다. 또한, 센서노드(230)는 온도 변화에 대해 반사 산란광의 피크가 수평 이동하며 그 크기가 바뀌는 특성을 가질 수 있으며, 센서노드(230)를 게이지 길이로 하여 구조 변형률의 변화에 대해 반사 산란광의 피크가 수평 이동하며 그 크기가 바뀌는 특성을 가질 수 있다. 이상에 대하여는, 후술할 본 발명의 제 4 실시예에 대한 설명에서 보다 상세히 설명하기로 한다.When the sensor node 230 is exposed to a material having a refractive index greater than that of the core 220, the sensor node 230 may have a characteristic of leaking light guided in the core 220. In this case, a stepped loss signal following the peak of the reflected scattered light may be measured in the attenuation graph measured by the optical time domain reflectometer 310 (see FIG. 9). In addition, the sensor node 230 may have a characteristic that the peak of the reflected scattered light horizontally shifts with respect to temperature change and its size is changed, and the peak of the reflected scattered light with respect to the change of the structural strain using the sensor node 230 as a gauge length. May move horizontally and change its size. This will be described in more detail in the description of the fourth embodiment of the present invention to be described later.

상기와 같은 특성으로 인해, 본 실시예에 따른 다중 센싱용 하드 폴리머 클래드 광섬유(200)는 다점 동시 측정이 가능한 다중 센싱 수단으로 활용될 수 있다. 특히, 종래의 표준 광섬유에 사용되던 광섬유 브래그 격자 센서의 경우, 복잡한 화학처리에 이어 엑시머 레이저(excimer laser), 포토마스크 및 부속장치를 이용해 제작되기 때문에, 센서 단가가 고가이면서 다점 동시 측정이 가능한 센서 수가 제안되거나 채널 혹은 동시 측정 센서 수의 증가는 필연적으로 센싱시스템의 가격을 상승시키게 된다. 반면, 본 실시예에 따른 다중 센싱용 하드 폴리머 클래드 광섬유(200)는 재료비 및 제작 공정비가 낮기 때문에 종래의 표준 광섬유보다 경제성이 우수하다.Due to the above characteristics, the multi-sensing hard polymer clad optical fiber 200 according to the present embodiment may be utilized as a multi-sensing means capable of measuring multiple points simultaneously. In particular, the optical fiber Bragg grating sensor used in the conventional standard optical fiber is manufactured using excimer laser, photomask, and accessories following complex chemical treatment, so that the sensor unit price is expensive and multi-point simultaneous measurement is possible. A proposed number or an increase in the number of channels or simultaneous measurement sensors inevitably raises the price of the sensing system. On the other hand, the multi-sensing hard polymer clad optical fiber 200 according to the present embodiment is more economical than the conventional standard optical fiber because the material cost and manufacturing process cost is low.

즉, 본 실시예에 따른 다중 센싱용 하드 폴리머 클래드 광섬유(200)는 광섬유 브래그 격자 센서의 제작 공정보다 보다 경제적인 펄스 모드 및 연속파 모드의 하이브리드 레이저와 간소한 부속장치를 통해 제작될 수 있는 바, 종래에 비해 센서 단가는 1/5 이하, 센서 제작설비 비용은 절반 이하가 될 수 있다. 또한, 다중 센싱용 하드 폴리머 클래드 광섬유(200)를 이용하여 센싱 시스템을 구축시에는 광 시간 영역 반사측정기(310)를 이용하기 때문에, 광섬유 브래그 격자 센싱 시스템에 비해 설비 비용이 1/5 이하로 절감될 수 있다.That is, the multi-sensing hard polymer clad optical fiber 200 according to the present embodiment may be manufactured through hybrid lasers and simple accessories of pulse mode and continuous wave mode, which are more economical than the manufacturing process of the optical fiber Bragg grating sensor. Compared with the prior art, the unit cost of the sensor may be 1/5 or less, and the cost of the sensor manufacturing equipment may be less than half. In addition, since the optical time domain reflectometer 310 is used to construct a sensing system using the hard polymer clad optical fiber 200 for multi-sensing, the equipment cost is reduced to 1/5 or less compared to the optical fiber Bragg grating sensing system. Can be.

상기와 같은 이유로, 본 실시예에 따른 다중 센싱용 하드 폴리머 클래드 광섬유(200)는 큰 개구수(Numerical aperture), 높은 경도 및 마모 저항성을 요구하는 바이오나 내시경 관련 분야 등에서 다양하게 응용될 수 있다.For the above reasons, the multi-sensing hard polymer clad optical fiber 200 according to the present embodiment may be applied in various fields such as bio or endoscopes requiring a large numerical aperture, high hardness, and wear resistance.

한편, 센서노드(230) 각각의 독립된 측정이 필요한 경우, 광 시간 영역 반사측정기(310)의 거리해상도에 따라 더 좁은 간격으로 센서노드(230)가 제작될 수 있다. 또한, 렌즈 사용, 거리 조절 등의 방법으로 레이저가 하드 폴리머 클래드 광섬유(200)에 조사되는 직경을 조절하여 센서노드(230)의 길이, 즉, 클래드(210)가 제거되는 길이를 제어할 수 있다.Meanwhile, when independent measurement of each of the sensor nodes 230 is required, the sensor nodes 230 may be manufactured at narrower intervals according to the distance resolution of the optical time domain reflectometer 310. In addition, the length of the sensor node 230, that is, the length of the cladding 210 may be controlled by adjusting the diameter of the laser irradiated onto the hard polymer clad optical fiber 200 by using a lens, adjusting a distance, or the like. .

이하, 도면을 참고하여, 본 발명의 제 4 실시예에 따른 하드 폴리머 클래드 광섬유를 이용한 다중 센싱 시스템에 대하여 설명한다. 이하에서는 설명의 편의를 위하여, 전술한 실시예와 대응되는 구성에 대하여는 대응되는 도면부호를 부여하고, 중복되는 설명은 생략하기로 한다.Hereinafter, a multi-sensing system using a hard polymer clad optical fiber according to a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. Hereinafter, for the sake of convenience of description, the same reference numerals are assigned to the components corresponding to those of the above-described embodiments, and redundant description will be omitted.

도 9는 본 발명의 제 4 실시예에 따른 하드 폴리머 클래드 광섬유를 이용한 다중 센싱 시스템을 보여주는 도면이다.9 is a view showing a multiple sensing system using a hard polymer clad optical fiber according to a fourth embodiment of the present invention.

도 9를 참고하면, 본 실시예에 따른 다중 센싱 시스템(300)은, 광 시간 영역 반사측정기(optical time domain reflecter, 310), 광 시간 영역 반사측정기(310)와 연결되는 광 스위치(320), 광 스위치(320)에 병렬적으로 연결되는 복수개의 하드 폴리머 클래드 광섬유(200) 및 광 시간 영역 반사측정기(310)와 연결되어 광 신호를 수집 및 처리하는 광 신호 획득 처리부(330)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 9, the multi-sensing system 300 according to the present embodiment may include an optical time domain reflector 310, an optical switch 320 connected to the optical time domain reflectometer 310, And a plurality of hard polymer clad optical fibers 200 and an optical time domain reflectometer 310 connected to the optical switch 320 in parallel to collect and process an optical signal. have.

이때, 하드 폴리머 클래드 광섬유(200)는 클래드(210)가 제거되고 코어(220)가 일정구간 노출되어 형성된 복수개의 센서노드(230)를 구비하며, 상기와 같은 복수개의 센서노드(230)가 길이방향을 따라 소정간격 이격되도록 배치된 것으로, 전술한 제 3 실시예와 동일 유사하다.In this case, the hard polymer clad optical fiber 200 includes a plurality of sensor nodes 230 formed by removing the clad 210 and exposing the core 220 for a predetermined period, and the plurality of sensor nodes 230 as described above have a length. It is arranged to be spaced apart by a predetermined interval along the direction, and is similar to the third embodiment described above.

전술한 제 3 실시예에서 언급한 바와 같이, 센서노드(230)는 코어(220)의 굴절률보다 굴절률이 큰 물질에 노출되었을 때, 코어(220) 내에서 가이드되어 오던 광이 누출되는 특성을 가질 수 있다. 상기와 같은 경우, 광 시간 영역 반사측정기(310)에 의해 측정되는 감쇠 그래프에서 반사 산란광의 피크에 이은 계단형 손실 신호가 계측될 수 있다. 또한, 센서노드(230)는 온도 변화에 대해 반사 산란광의 피크가 수평 이동하며 그 크기가 바뀌는 특성을 가질 수 있으며, 센서노드(230)를 게이지 길이로 하여 구조 변형률의 변화에 대해 반사 산란광의 피크가 수평 이동하며 그 크기가 바뀌는 특성을 가질 수 있다. 상기와 같은 센서노드(230)의 특성을 이용하여, 광 시간 영역 반사측정기(310)에 기반한 다중 센싱 시스템(300)을 구축할 수 있다.As mentioned in the above-described third embodiment, the sensor node 230 has a property of leaking light guided in the core 220 when exposed to a material having a refractive index greater than that of the core 220. Can be. In such a case, a stepped loss signal following the peak of the reflected scattered light may be measured in the attenuation graph measured by the optical time domain reflectometer 310. In addition, the sensor node 230 may have a characteristic that the peak of the reflected scattered light horizontally shifts with respect to temperature change and its size is changed, and the peak of the reflected scattered light with respect to the change of the structural strain using the sensor node 230 as a gauge length. May move horizontally and change its size. By using the characteristics of the sensor node 230 as described above, the multi-sensing system 300 based on the optical time domain reflectometer 310 may be constructed.

도 10은 도 7의 0.75 mm의 코어 길이가 노출된 하드 폴리머 클래드 광섬유 한 라인을 도 9와 같은 광 시간 영역 반사측정기를 기반으로 한 다중 센싱 시스템에 연결하였을 때의 신호를 보여주는 도면이다.FIG. 10 is a diagram illustrating a signal when one line of a hard polymer clad optical fiber having a core length of 0.75 mm of FIG. 7 is connected to a multiple sensing system based on an optical time domain reflectometer as shown in FIG. 9.

도 10에서 P 점은 클래드(210)가 제거된 지점을 나타내며, S 점은 하드 폴리머 클래드 광섬유(200)의 끝 지점을 나타낸다. 도 10을 참고하면, 코어(220)가 노출된 지점, 즉, 183 m 부근의 지점(P)에서 반사 산란광이 만들어 내는 피크신호가 관찰되며, 일정높이만큼 광손실(L)이 관찰된다.In FIG. 10, point P represents a point where the clad 210 is removed, and point S represents an end point of the hard polymer clad optical fiber 200. Referring to FIG. 10, the peak signal generated by the reflected scattered light is observed at the point where the core 220 is exposed, that is, the point P near 183 m, and the light loss L is observed by a certain height.

한편, 센서노드(230)는 상기와 같은 특성을 통해 온도를 감지하도록 형성될 수 있다. 이러한 경우, 본 실시예에 따른 다중 센싱 시스템(300)은 다점의 온도를 동시에 측정 가능한 다점 동시, 즉, 다중 온도 측정 시스템으로 활용될 수 있다.On the other hand, the sensor node 230 may be formed to sense the temperature through the above characteristics. In this case, the multi-sensing system 300 according to the present exemplary embodiment may be utilized as a multi-point simultaneous, that is, a multi-temperature measuring system capable of simultaneously measuring the temperature of the multi-point.

도 11은 도 9의 다중 센싱 시스템을 다점 동시 온도 측정 시스템으로 활용하는 경우, 온도변화에 대한 2 개의 센서노드에서의 신호변화를 보여주는 도면이다. 도 12는 도 11의 신호에서 각 센서노드에서의 온도변화에 대한 반사산란광의 크기 변화와 반사산란광의 이동을 추출하여 보여주는 도면이다.FIG. 11 is a diagram illustrating signal changes at two sensor nodes with respect to temperature change when the multi-sensing system of FIG. 9 is used as a multi-point simultaneous temperature measurement system. FIG. 12 is a diagram illustrating extracting the change in the size of the reflected scattered light and the movement of the reflected scattered light with respect to the temperature change at each sensor node in the signal of FIG. 11.

도 12의 (a) 및 (c)는 각각의 센서노드(230)에서 온도 변화에 따른 반사산란광의 손실을 나타내며, 도 12의 (b) 및 (d)는 각각의 센서노드(230)에서 온도변화에 따른 반사산란광의 이동을 나타낸다. 도 11 및 도 12를 참고하면, 각각의 센서노드(230)에서 온도변화에 대해 반사 산란광의 피크가 선형적으로 이동하는 것을 볼 수 있고, 반사 산란광의 피크의 크기가 선형적으로 감소하는 것을 볼 수 있다.12 (a) and 12 (c) show the loss of the reflected scattered light according to the temperature change in each sensor node 230, and FIGS. 12 (b) and 12 (d) show the temperature at each sensor node 230. It shows the movement of the reflected scattered light according to the change. 11 and 12, it can be seen that the peaks of the reflected scattered light linearly move with respect to the temperature change in each sensor node 230, and the magnitude of the peaks of the reflected scattered light linearly decreases. Can be.

한편, 변형률에 대해서도 반사 산란광의 피크 이동 및 피크 크기 변화가 발생하기 때문에, 본 실시예에 따른 다중 센싱 시스템(300)은 다점 동시 변형률 측정 시스템으로도 활용될 수 있다.On the other hand, since the peak shift and the peak size change of the reflected scattered light also occurs with respect to the strain, the multi-sensing system 300 according to the present embodiment may be used as a multi-point simultaneous strain measurement system.

또한, 센서노드(230)는 굴절률이 큰 물질에 노출되었을 때 광이 누출되는 특성을 통해, 유해 화학물질을 감지하도록 형성될 수 있다. 이러한 경우, 본 실시예에 따른 다중 센싱 시스템(300)은 다점에서 유해 화학물질을 동시에 검출 가능한 다점 동시, 즉, 다중 유해물질 검출 시스템으로 활용될 수 있다.In addition, the sensor node 230 may be formed to detect harmful chemicals through a property in which light leaks when exposed to a material having a large refractive index. In this case, the multi-sensing system 300 according to the present exemplary embodiment may be utilized as a multi-point simultaneous, that is, multiple harmful substance detection system capable of simultaneously detecting harmful chemicals at multiple points.

도 13은 도 9의 다중 센싱 시스템에서 센서노드가 액상의 화학물질에 노출되었을 때, 신호 응답을 보여주는 도면이다.FIG. 13 is a view illustrating a signal response when a sensor node is exposed to a liquid chemical in the multiple sensing system of FIG. 9.

도 13을 참고하면, 코어(220)의 굴절률(1.4525) 보다 굴절률이 높은 화학물질(Dimethyl sulphoxide, Toluene, Benzene 등)에 센서노드(230)가 노출되었을 때, 반사산란광의 크기가 증가하고 센서노드(230)를 통과한 광의 손실이 발생하는 것을 확인할 수 있다. 반면, 코어(220)의 굴절률 보다 굴절률이 낮은 화학물질(Dichloro methane, Ethylacetate, Kerosene 등)에 대해서는 반응이 없는 것을 볼 수 있다. 따라서 본 실시예에 따른 다중 센싱 시스템(300)은 유해 화학물질의 누출이 우려되는 곳에 설치되어 유해 화학물질의 감시 시스템으로 활용될 수 있다.Referring to FIG. 13, when the sensor node 230 is exposed to chemicals (Dimethyl sulphoxide, Toluene, Benzene, etc.) having a higher refractive index than the refractive index (1.4525) of the core 220, the size of the reflected scattered light increases and the sensor node increases. It can be seen that loss of light passing through 230 occurs. On the other hand, the chemicals (Dichloro methane, Ethylacetate, Kerosene, etc.) having a lower refractive index than the refractive index of the core 220 can be seen that there is no reaction. Therefore, the multi-sensing system 300 according to the present embodiment may be installed where the leakage of hazardous chemicals is concerned, and may be used as a monitoring system for hazardous chemicals.

이상으로 본 발명의 기술적 사상을 예시하기 위한 바람직한 실시 예와 관련하여 설명하고 도시하였지만, 본 발명은 이와 같이 도시되고 설명된 그대로의 구성 및 작용에만 국한되는 것이 아니며, 기술적 사상의 범주를 일탈함이 없이 본 발명에 대해 다수의 변경 및 수정이 가능함을 당업자들은 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 그러한 모든 적절한 변경 및 수정과 균등물들도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주되어야 할 것이다.
While the present invention has been particularly shown and described with reference to preferred embodiments thereof, it will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. It will be appreciated by those skilled in the art that numerous changes and modifications may be made without departing from the invention. Accordingly, all such appropriate modifications and changes, and equivalents thereof, should be regarded as within the scope of the present invention.

100: 하드 폴리머 클래드 광섬유의 클래드 제거 장치
110: 레이저장치부
120: 제어부
130: 고정지그부
131: 클래드 제거 위치 설정기
132: 클램핑부재
200: 다중 센싱용 하드 폴리머 클래드 광섬유
210: 클래드
220: 코어
230: 센서노드
300: 하드 폴리머 클래드 광섬유를 이용한 다중 센싱 시스템
310: 광 시간 영역 반사측정기
320: 광 스위치
330: 광 신호 획득처리부100: clad removal device of hard polymer clad optical fiber
110: laser unit
120:
130: fixing jig
131: Clad removal positioner
132: clamping member
200: hard polymer clad optical fiber for multiple sensing
210: clad
220: core
230: sensor node
300: Multiple Sensing System Using Hard Polymer Clad Fiber
310: optical time domain reflectometer
320: optical switch
330: optical signal acquisition processing unit

Claims (16)

하드 폴리머 클래드 광섬유(hard polymer clad fiber, 200)에 레이저를 조사하여 상기 하드 폴리머 클래드 광섬유(200)의 클래드(clad, 210)를 제거하는 레이저장치부(110); 및
상기 레이저를 펄스 모드 또는 연속파 모드로 전환하는 제어부(120);를 포함하는 하드 폴리머 클래드 광섬유의 클래드 제거 장치.
A laser device unit 110 for removing a clad (210) of the hard polymer clad optical fiber 200 by irradiating a laser to a hard polymer clad optical fiber 200; And
And a control unit (120) for converting the laser into the pulse mode or the continuous wave mode.
청구항 1에 있어서,
상기 펄스 모드에서는, 상기 레이저가 10 Hz 내지 10 KHz의 펄스반복속도로 조사되거나, 상기 레이저가 0.1 J/cm2 내지 2 J/cm2의 에너지밀도로 조사되는 하드 폴리머 클래드 광섬유의 클래드 제거 장치.
The method according to claim 1,
In the pulse mode, the laser is irradiated at a pulse repetition rate of 10 Hz to 10 KHz, or the laser is 0.1 J / cm 2 Apparatus for removing cladding of hard polymer clad optical fiber irradiated with an energy density of 2 to 2 J / cm 2 .
청구항 1에 있어서,
상기 연속파 모드에서는, 상기 레이저가 100 W/cm2 내지 300 W/cm2의 출력밀도로 조사되는 하드 폴리머 클래드 광섬유의 클래드 제거 장치.
The method according to claim 1,
In the continuous wave mode, the laser is irradiated at a power density of 100 W / cm 2 to 300 W / cm 2 clad removal device of a hard polymer clad optical fiber.
청구항 1에 있어서,
상기 레이저장치부(110)는, 상기 레이저가 상기 펄스 모드일 때에는, 상기 클래드(210)를 광화학(photochemical) 반응을 통해 제거하고, 상기 레이저가 상기 연속파 모드일 때에는, 상기 클래드(210)를 광열(photothermal) 반응을 통해 제거하는 하드 폴리머 클래드 광섬유의 클래드 제거 장치.
The method according to claim 1,
The laser device 110 removes the clad 210 through a photochemical reaction when the laser is in the pulse mode, and optically heats the clad 210 when the laser is in the continuous wave mode. (Claim removal device of hard polymer clad optical fiber that is removed by photothermal reaction).
청구항 1에 있어서,
상기 제어부(120)는, 상기 클래드(210)의 제거시, 상기 레이저를 상기 펄스 모드에서 상기 연속파 모드 순으로 전환하는 하드 폴리머 클래드 광섬유의 클래드 제거 장치.
The method according to claim 1,
The control unit 120, when removing the clad 210, the clad removal device of the hard polymer clad optical fiber to switch the laser from the pulse mode to the continuous wave mode.
청구항 1에 있어서,
상기 하드 폴리머 클래드 광섬유(200)를 고정 지지하며, 상기 하드 폴리머 클래드 광섬유(200)의 일측을 잡아당겨 상기 하드 폴리머 클래드 광섬유(200)에 상기 레이저가 조사되는 지점을 조절하는 클래드 제거 위치 설정기(131)를 구비하는 고정지그부(130);를 더 포함하는 하드 폴리머 클래드 광섬유의 클래드 제거 장치.
The method according to claim 1,
A clad removal positioner that fixes and supports the hard polymer clad optical fiber 200, and adjusts a point at which the laser is irradiated to the hard polymer clad optical fiber 200 by pulling one side of the hard polymer clad optical fiber 200 ( Fixing jig unit 130 having a 131; Clad removal device of the hard polymer clad optical fiber further comprising.
청구항 6에 있어서,
상기 클래드 제거 위치 설정기(131)는, 상기 하드 폴리머 클래드 광섬유(200)를 길이방향으로 순차적 이동 및 정지시켜, 상기 하드 폴리머 클래드 광섬유(200)의 길이방향을 따라 소정간격 이격된 복수개의 센서노드(230)를 형성하는 하드 폴리머 클래드 광섬유의 클래드 제거 장치.
The method of claim 6,
The clad removal locator 131 sequentially moves and stops the hard polymer clad optical fiber 200 in the longitudinal direction, and thus provides a plurality of sensor nodes spaced apart at predetermined intervals along the longitudinal direction of the hard polymer clad optical fiber 200. Clad removal apparatus of the hard polymer clad optical fiber to form (230).
하드 폴리머 클래드 광섬유(hard polymer clad fiber, 200)에 펄스 모드의 레이저를 소정시간 조사하여, 광화학(photochemical) 반응을 통해 상기 하드 폴리머 클래드 광섬유(200)의 클래드(clad, 210)를 1차 제거하는 단계; 및
상기 펄스 모드의 레이저를 조사 후, 상기 하드 폴리머 클래드 광섬유(200)에 연속파 모드의 레이저를 소정시간 조사하여, 광열(photothermal) 반응을 통해 상기 클래드(210)를 2차 제거하는 단계;를 포함하는 하드 폴리머 클래드 광섬유의 클래드 제거 방법.
Irradiating a pulsed mode laser to a hard polymer clad fiber 200 for a predetermined time, thereby first removing the clad 210 of the hard polymer clad fiber 200 through a photochemical reaction. step; And
Irradiating the laser in the pulsed mode, and irradiating the laser in the continuous wave mode to the hard polymer clad optical fiber 200 for a predetermined time, and removing the clad 210 secondly through a photothermal reaction. Method for removing cladding of hard polymer clad optical fiber.
청구항 8에 있어서,
상기 펄스 모드의 레이저는, 10 Hz 내지 10 KHz의 펄스반복속도로 조사되거나, 0.1 J/cm2 내지 2 J/cm2의 에너지밀도로 조사되는 하드 폴리머 클래드 광섬유의 클래드 제거 방법.
The method according to claim 8,
The pulse mode laser is irradiated at a pulse repetition rate of 10 Hz to 10 KHz, or 0.1 J / cm 2 A clad removal method of a hard polymer clad optical fiber irradiated at an energy density of 2 to 2 J / cm 2 .
청구항 8에 있어서,
상기 연속파 모드의 레이저는, 100 W/cm2 내지 300 W/cm2의 출력밀도로 조사되는 하드 폴리머 클래드 광섬유의 클래드 제거 방법.
The method according to claim 8,
The continuous wave mode laser is a clad removal method of a hard polymer clad optical fiber is irradiated at an output density of 100 W / cm 2 to 300 W / cm 2 .
청구항 8에 있어서,
상기 클래드(210)의 2차 제거 단계에 후행하여, 상기 하드 폴리머 클래드 광섬유(200)를 소정정도 길이방향 이동시켜, 상기 레이저가 조사되는 지점을 변경하는 위치 이동 단계;를 더 포함하며,
상기 위치 이동 단계에 후행하여, 상기 클래드(210)의 1차 제거 단계 및 상기 클래드(210)의 2차 제거 단계를 반복 수행하는 하드 폴리머 클래드 광섬유의 클래드 제거 방법.
The method according to claim 8,
Subsequent to the second removal step of the clad 210, by moving the hard polymer clad optical fiber 200 in a longitudinal direction to a predetermined position, the position shift step of changing the point where the laser is irradiated;
Subsequent to the position shifting step, the first step of removing the clad (210) and the second step of removing the clad (210) the clad removal method of the hard polymer clad optical fiber.
펄스 모드의 레이저 및 연속파 모드의 레이저가 순차적으로 조사되어, 클래드(clad, 210)가 제거되고 코어(220)가 노출된 센서노드(230)가 일정구간 형성되되, 상기 센서노드(230)가 길이방향을 따라 소정간격 이격되어 복수개 형성된 다중 센싱용 하드 폴리머 클래드 광섬유.
The laser of the pulse mode and the laser of the continuous wave mode are sequentially irradiated, so that the sensor node 230 having the clad 210 is removed and the core 220 is exposed is formed for a predetermined period, and the sensor node 230 has a length. A plurality of hard polymer clad optical fibers for sensing a plurality of spaced apart along a direction.
청구항 12에 있어서,
상기 센서노드(230)는, 상기 코어(220)보다 굴절률이 큰 물질에 노출되었을 때, 상기 코어(220) 내를 진행하는 광이 누출되는 다중 센싱용 하드 폴리머 클래드 광섬유.
The method of claim 12,
The sensor node 230, when exposed to a material having a larger refractive index than the core 220, the light traveling through the core 220 leaks hard polymer clad optical fiber for multiple sensing.
광 시간 영역 반사측정기(310);
상기 광시간 영역 반사측정기(310)와 연결되는 광 스위치(320); 및
상기 광 스위치(320)와 연결되는 것으로, 청구항 12 또는 13 중 어느 한 항의 하드 폴리머 클래드 광섬유(200);를 포함하는 하드 폴리머 클래드 광섬유를 이용한 다중 센싱 시스템.
An optical time domain reflectometer 310;
An optical switch 320 connected to the optical time domain reflectometer 310; And
Connected to the optical switch 320, the hard polymer clad optical fiber of any one of claim 12 or 13; Multiple sensing system using a hard polymer clad optical fiber comprising a.
청구항 14에 있어서,
상기 하드 폴리머 클래드 광섬유(200)는 복수개로 형성되며, 상기 복수개의 하드 폴리머 클래드 광섬유(200)는 상기 광 스위치(320)에 병렬적으로 연결되는 하드 폴리머 클래드 광섬유를 이용한 다중 센싱 시스템.
The method according to claim 14,
The hard polymer clad optical fiber (200) is formed in a plurality, the plurality of hard polymer clad optical fiber (200) is a multiple sensing system using a hard polymer clad optical fiber connected in parallel to the optical switch (320).
청구항 14에 있어서,
상기 복수개의 센서노드(230)는, 온도 또는 유해 화학물질 중 적어도 하나를 감지하도록 형성된 하드 폴리머 클래드 광섬유를 이용한 다중 센싱 시스템.The method according to claim 14,
The plurality of sensor nodes 230, the multi-sensing system using a hard polymer clad optical fiber formed to detect at least one of the temperature or harmful chemicals.
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