KR101306308B1

KR101306308B1 - 대구경 광섬유를 적용한 가변 광감쇄기

Info

Publication number: KR101306308B1
Application number: KR1020110128580A
Authority: KR
Inventors: 김광택; 김민국
Original assignee: 호남대학교 산학협력단
Priority date: 2011-12-02
Filing date: 2011-12-02
Publication date: 2013-09-09
Also published as: KR20130062141A

Abstract

본 발명은 대구경 광섬유를 적용한 가변 광감쇄기에 관한 것으로서, 제1직경의 제1코어를 갖는 입력단 광섬유와, 제1직경과 동일한 직경의 제2코어를 갖는 출력단 광섬유와, 입력단 광섬유의 제1코어의 종단에서 외경이 점진적으로 확장되게 연장된 제1전이코어를 갖는 제1전이부와, 제1전이부로부터 수평상으로 연장된 제1수평코어를 갖는 제1수평부분과, 제1수평부분과 이격되어 제1수평부분과 동일한 외경으로 연장된 제2수평코어를 갖는 제2수평부분과, 출력단 광섬유의 제2코어로부터 제2수평부분의 제2수평코어를 향하여 외경이 점진적으로 확장되게 연장된 제2전이코어를 갖는 제2전이부와, 제1수평부분과 상기 제2수평부분 사이에 삽입되어 제1수평부분의 제1수평코어를 통해 제2수평부분의 제2수평코어로 전송되는 광전송영역의 단면적을 조정할 수 있도록 된 조리개를 구비한다. 이러한 대구경 광섬유를 적용한 가변 광감쇄기에 의하면, 전송되는 광의 밀도가 낮아지게 한 후 조리개의 개구 사이즈를 조정하여 전송 광량을 조절할 수 있어 구조가 단순하면서도 광량 조정이 용이한 장점을 제공한다.

Description

대구경 광섬유를 적용한 가변 광감쇄기{controllable optical attenuator using large diameter optical fiber}

본 발명은 대구경 광섬유를 적용한 가변 광감쇄기에 관한 것으로서, 상세하게는 테이퍼진 형태의 광섬유 사이에 조리개의 개구 크기를 조절하여 출력광을 감쇠시킬 수 있도록 된 대구경 광섬유를 적용한 가변 광감쇄기에 관한 것이다.

최근 광섬유는 통신신호를 전송하는 용도 이외에도 다양한 용도로 사용되고 있다.

특히, 인체의 피부조직에 광을 조사하여 피부 또는 조직을 치료하기 위한 용도로 레이저 광을 전송하는 대구경 광섬유가 사용되고 있다.

이와 같이 대구경 광섬유를 통해 전송되는 레이저 광은 인체의 피부 상태 또는 광민감성등에 따라 적절한 파워로 조정하는 것이 필요하다.

그런데, 광원 자체의 파워를 조정하는 방식은 광의 강도를 선형적으로 미세하게 변화시키기 어려운 단점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하기 위하여 창안된 것으로서, 대구경 광섬유를 통해 전송되는 광을 감쇄시킬 수 있는 가변 광감쇄기를 제공하는 데 그목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 대구경 광섬유를 적용한 가변 광감쇄기는 제1직경의 제1코어를 갖는 입력단 광섬유와; 상기 제1직경과 동일한 직경의 제2코어를 갖는 출력단 광섬유와; 상기 입력단 광섬유의 상기 제1코어의 종단에서 외경이 점진적으로 확장되게 연장된 제1전이코어를 갖는 제1전이부와; 상기 제1전이부로부터 수평상으로 연장된 제1수평코어를 갖는 제1수평부분과; 상기 제1수평부분과 이격되어 상기 제1수평부분과 동일한 외경으로 연장된 제2수평코어를 갖는 제2수평부분과; 상기 출력단 광섬유의 상기 제2코어로부터 상기 제2수평부분의 제2수평코어를 향하여 외경이 점진적으로 확장되게 연장된 제2전이코어를 갖는 제2전이부와; 상기 제1수평부분과 상기 제2수평부분 사이에 삽입되어 상기 제1수평부분의 상기 제1수평코어를 통해 상기 제2수평부분의 상기 제2수평코어로 전송되는 광전송영역의 단면적을 조정할 수 있도록 된 조리개;를 구비한다.

바람직하게는 상기 제1코어와 상기 제2코어의 외경은 0.8mm 내지 1.1mm이고, 상기 입력단 광섬유의 연장방향과 상기 제1전이부의 상기 제1전이코어의 외주면의 연장방향 사이에 형성되는 내각은 1 내지 5°로 적용된다.

또한, 상기 제1전이부의 연장 길이는 상기 제1코어의 직경을 기준으로 4 내지 7배의 길이로 적용되고, 상기 제1수평부분과 상기 제2수평부분 사이의 이격거리는 1.5 내지 2.5mm로 적용된다.

본 발명에 따른 대구경 광섬유를 적용한 가변 광감쇄기에 의하면, 전송되는 광세기 밀도가 낮아지게 광전송 횡단면적을 확장함으로써 강한 광에너지로부터 발생되는 열에 의해 조리개가 파손되는 것을 방지할 수 있고, 조리개로 미세하게 대구경 광섬유를 통과하는 광량을 조절할 수 있으며, 조리개의 삽입영역에서의 불필요한 광에너지의 누설을 방지할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 대구경 광섬유를 적용한 가변 광감쇄기를 나타내 보인 단면도이고,
도 2는 도 1의 조리개의 개구가 개방된 상태의 측면도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 대구경 광섬유를 적용한 가변 광감쇄기를 더욱 상세하게 설명한다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 가변 광감쇄기(100)는 조리개(150)를 중심으로 양측에서 테이퍼진 형상의 광섬유가 접속된 구조로 되어 있다.

가변 광감쇄기(110)를 구분하면, 입력단 광섬유(I), 제1전이부(T1), 제1수평부분(P1), 조리개(150), 제2수평부분(P2), 제2전이부(T2) 및 출력단 광섬유(O)로 되어 있다.

입력단 광섬유(I)는 제1직경의 제1코어(111)를 갖으며, 클래드(113)에 의해 에워싸여 있다.

출력단 광섬유(O)는 조리개(150)를 기준으로 입력단 광섬유(I) 맞은편에 위치하고, 입력단 광섬유(I)와 동일구조로 되어 있다.

즉, 출력단 광섬유(O)는 입력단 광섬유(I)의 제1코어(111)의 제1직경과 동일한 직경의 제2코어(121)를 갖으며 클래드(123)에 의해 에워싸여 있다.

여기서, 직경이 동일한 제1코어(111)와 제2코어(121)의 외경은 고출력으로 사용할 수 있도록 0.8mm 내지 1.1mm인 것이 적용되고, 더욱 바람직하게는 범용적으로 사용하는 1.0mm인 것을 적용한다.

또한, 조리개(150)를 제외한 입력단 광섬유(I)로부터 출력단 광섬유(O)까지의 광섬유는 플라스틱 광섬유를 적용하는 것이 바람직하다.

제1전이부(T1)는 입력단 광섬유(I)의 제1코어(111)의 종단에서 외경이 점진적으로 확장되게 연장된 제1전이코어(131)와 제1전이코어(131)를 에워싸는 클래드(113)로 되어 있다.

여기서, 제1전이부(T1)는 입력단 광섬유(I)의 제1코어(111)를 통해 전송되는 광의 전송 횡단면적을 증가시켜 횡단면상에서 전송되는 광세기의 밀도를 낮춤으로서 고출력광에 의한 후술되는 조리개(150)의 손상을 억제시키고, 조리개(150) 설치 영역을 위해 요구되는 제1수평부분(P1)과 제2수평부분(P2) 사이의 이격거리(S)의 증가에 따른 광손실도 억제시킬 수 있다.

제2전이부(T2)는 조리개(150)를 중심으로 제1전이부(T1)와 대칭되는 구조로 되어 있다.

즉, 제2전이부(T2)는 출력단 광섬유(O)의 제2코어(121)로부터 조리개(50) 방향 즉, 제2수평부분(P2)을 향해 외경이 점진적으로 확장되게 연장된 제2전이코어(133)와 제2전이코어(133)를 에워싸는 클래드(123)로 되어 있다.

여기서, 입력단 광섬유(I)의 연장방향과 제1전이부(T1)의 제1전이코어(131)의 외주면의 연장방향 사이에 형성되는 내각(a)은 1 내지 5°가 되게 적용한다.

또한, 출력단 광섬유(O)의 연장방향과 제2전이부(T1)의 제2전이코어(133)의 외주면의 연장방향 사이에 형성되는 내각(a)도 제1전이부(T1)와 동일하게 1 내지 5°가 되게 적용한다.

여기서, 내각(a)을 1°미만으로 적용하면 전체길이가 너무 길어지는 단점이 있고, 5°를 초과하게 되면 광전송 손실이 커지는 단점이 있다.

한편, 제1전이부(T1)의 연장 길이(D)는 제1코어(111)의 직경을 기준으로 4 내지 7배의 길이로 적용한다.

마찬가지로 제2전이부(T2)의 연장 길이(D)도 제1전이부(T1)와 동일하게 제1코어(111)의 직경을 기준으로 4 내지 7배의 길이로 적용한다.

여기서, 제1 및 제 2전이부(T1)(T2)의 연장 길이(D)가 제1코어(111)의 직경을 기준으로 4배 미만이면 후술되는 조리개(150)의 크기를 작게 제작해야하기 때문에 제작 난이도를 증가시키고, 7배를 초과하면 규모가 너무 커지게 된다.

제1수평부분(P1)은 상기 제1전이부의 제1전이코어(131)로부터 조리개(150) 방향을 향해 수평상으로 동일 외경으로 연장된 제1수평코어(141)와, 제1수평코어(141)를 에워싸는 클래드(113)로 되어 있다.

제2수평부분(P2)은 조리개(150)를 중심으로 제1수평부분(P1)과 대칭되는 구조로 되어 있다.

제2수평부분(P2)은 제1수평부분(P1)과 이격되어 제1수평부분(P1)과 동일한 외경으로 연장된 제2수평코어(143)와, 제2수평코어(143)를 에워싸는 클래드(123)로 되어 있다.

여기서, 제1수평부분(P1)과 제2수평부분(P2) 사이의 이격거리(S)는 적용하고자 하는 조리개(150)의 크기와 광전송 손실이 크게 발생하지 않는 범위에서 결정하면 되고, 1.5 내지 2.5mm로 적용하거나 바람직하게는 2mm로 적용한다.

여기서, 이격거리(S)가 1.5mm 미만이면 조리개(150)의 장착공간 확보가 용이하기 않고, 2.5mm 이상이 되면 이격거리를 광이 진행하는 과정에서 광손실이 커지게 된다.

조리개(150)는 제1수평부분(P1)과 제2수평부분(P2) 사이에 삽입되어 제1수평부분(P1)의 제1수평코어(141)를 통해 제2수평부분(P2)의 제2수평코어(143)로 전송되는 개구(155)에 대한 광전송 영역의 단면적을 조정할 수 있도록 되어 있다.

조리개(150)는 몸체(151)에 상호 순차적으로 겹치게 설치된 날개편(153)이 회동조작에 따라 상호 연동하면서 개구(155)의 크기를 가변시킬 수 있도록 되어 있다.

조리개(150)의 개구(155) 크기를 가변시키기 위한 날개편(153)의 조작은 수동식 또는 구동원에 의해 조작될 수 있도록 구축될 수 있음은 물론이다.

이러한 조리개(150)의 상세구조는 카메라에 채용되는 구조를 적용할 수 있고 국내 공개실용신안 제1999-0031840호, 국내 등록특허 10-1018380호 등 다양하게 개시되어 있어 상세한 설명은 생략한다.

이상에서 설명된 대구경 광섬유를 적용한 가변 광감쇄기(100)는 조리개(150)의 개구(155) 크기를 조절하여 광전송량을 용이하게 조절할 수 있다.

I: 입력단 광섬유 T1: 제1전이부
T2: 제2전이부 P1: 제1수평부분
P2: 제2수평부분 O : 출력단 광섬유
150: 조리개

Claims

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제1직경의 제1코어를 갖는 입력단 광섬유와;
상기 제1직경과 동일한 직경의 제2코어를 갖는 출력단 광섬유와;
상기 입력단 광섬유의 상기 제1코어의 종단에서 외경이 점진적으로 확장되게 연장된 제1전이코어를 갖는 제1전이부와;
상기 제1전이부로부터 수평상으로 연장된 제1수평코어를 갖는 제1수평부분과;
상기 제1수평부분과 이격되어 상기 제1수평부분과 동일한 외경으로 연장된 제2수평코어를 갖는 제2수평부분과;
상기 출력단 광섬유의 상기 제2코어로부터 상기 제2수평부분의 제2수평코어를 향하여 외경이 점진적으로 확장되게 연장된 제2전이코어를 갖는 제2전이부와;
상기 제1수평부분과 상기 제2수평부분 사이에 삽입되어 상기 제1수평부분의 상기 제1수평코어를 통해 상기 제2수평부분의 상기 제2수평코어로 전송되는 광전송영역의 단면적을 조정할 수 있도록 된 조리개;를 구비하고,
상기 제1코어와 상기 제2코어의 외경은 0.8mm 내지 1.1mm이며,
상기 입력단 광섬유의 연장방향과 상기 제1전이부의 상기 제1전이코어의 외주면의 연장방향 사이에 형성되는 내각은 1 내지 5°인 것을 특징으로 하는 대구경 광섬유를 적용한 가변 광감쇄기.
제3항에 있어서, 상기 제1전이부의 연장 길이는 상기 제1코어의 직경을 기준으로 4 내지 7배의 길이인 것을 특징으로 하는 대구경 광섬유를 적용한 가변 광감쇄기.
제4항에 있어서, 상기 제1수평부분과 상기 제2수평부분 사이의 이격거리는 1.5 내지 2.5mm인 것을 특징으로 하는 대구경 광섬유를 적용한 가변 광감쇄기.