KR101544455B1 - 광섬유 펌프-시그널 결합기 및 이의 제조방법 - Google Patents

광섬유 펌프-시그널 결합기 및 이의 제조방법 Download PDF

Info

Publication number
KR101544455B1
KR101544455B1 KR1020130045635A KR20130045635A KR101544455B1 KR 101544455 B1 KR101544455 B1 KR 101544455B1 KR 1020130045635 A KR1020130045635 A KR 1020130045635A KR 20130045635 A KR20130045635 A KR 20130045635A KR 101544455 B1 KR101544455 B1 KR 101544455B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
optical fiber
rod
refractive index
clad
cylindrical tube
Prior art date
Application number
KR1020130045635A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20140127078A (ko
Inventor
오경환
정윤섭
박지영
고해석
Original Assignee
국방과학연구소
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 국방과학연구소 filed Critical 국방과학연구소
Priority to KR1020130045635A priority Critical patent/KR101544455B1/ko
Publication of KR20140127078A publication Critical patent/KR20140127078A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101544455B1 publication Critical patent/KR101544455B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24—Coupling light guides
    • G02B6/36—Mechanical coupling means
    • G02B6/40—Mechanical coupling means having fibre bundle mating means
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/02—Optical fibres with cladding with or without a coating
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/02—Optical fibres with cladding with or without a coating
    • G02B6/02295—Microstructured optical fibre
    • G02B6/02314—Plurality of longitudinal structures extending along optical fibre axis, e.g. holes
    • G02B6/02319—Plurality of longitudinal structures extending along optical fibre axis, e.g. holes characterised by core or core-cladding interface features
    • G02B6/02333—Core having higher refractive index than cladding, e.g. solid core, effective index guiding
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/09—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping
    • H01S3/091—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping
    • H01S3/094—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping by coherent light
    • H01S3/094003—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping by coherent light the pumped medium being a fibre
    • H01S3/094007—Cladding pumping, i.e. pump light propagating in a clad surrounding the active core

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Lasers (AREA)

Abstract

본 발명은 원통형 관의 내부공간에 막대 광섬유 및 클래드 광섬유를 포함하고 열적변형을 시켜 일단에서 타단으로 갈수록 테이퍼지도록 형성되고, 상기 타단에서의 상기 막대 광섬유 및 복수의 클래드 광섬유들의 사이의 공간이 제한되는 구조의 광섬유 펌프-시그널 결합기를 제공한다.
막대 광섬유와 클래드 광섬유의 열적변형을 이용하여 시그널과 펌프를 동시에 도파하는 소자를 보다 간단한 방법으로 제작할 수 있다. 따라서, 소자의 제작비용이 감소되고 제작효율이 향상될 수 있다.

Description

광섬유 펌프-시그널 결합기 및 이의 제조방법{OPTICAL FIBER PUMP-SIGNAL COMBINER AND METHOD OF MANUFACTURING FOR PUMP-SIGNAL COMBINER}
본 발명은 튜브와 테이퍼링 공정 기술을 이용한 광섬유 펌프-시그널 결합기의 제작에 관한 발명이다.
레이저의 구성 혹은 광 증폭기의 구성을 위해서는 이득 물질의 밀도반전을 위한 펌프 광이 필요하다. 일반적인 레이저 다이오드 펌핑 고체 레이저는 펌프 광의 입사를 위하여 자유공간상에서 렌즈를 이용한 방법을 이용한다.
광섬유 레이저나 증폭기의 경우 이득 물질이 광섬유의 코어 안에 첨가된 형태이며, 이 코어는 약 10 ㎛ 내외의 직경을 갖는다. 따라서 렌즈의 초점 조절을 통한 펌프 광 결합 방법을 적용할 경우 광섬유 코어에 입사되는 빛의 효율은 극히 낮은 상황이다.
이를 극복하기 위하여 광섬유 레이저나 증폭기의 경우에는 광섬유의 구조에 적합한 펌프-시그널 결합기를 제작하여 사용한다. 이 경우 펌핑광은 클래드로 입사되며, 광섬유를 따라 진행하면서 광섬유 코어로 흡수되어 높은 효율의 펌핑이 이루어진다. 광섬유 증폭기에 적합한 펌프-시그널 결합기는 일반적으로 테이퍼링 기술을 이용한 광섬유 커플러 제조 기술에 기반을 둔다.
저출력(약 1 W 이하) 레이저나 증폭기 응용에서 사용되는 결합기의 제작은 1개의 펌프 광과 1개의 시그널을 합하는 형태가 대부분으로 일반적인 파장분할 다중방식 (wavelength division multiplexing(WDM)) 소자로 충분하다. 하지만 고출력 레이저나 증폭기용의 경우 펌프 광은 1개가 아니라 다수가 필요하게 된다.
이러한 소자를 제작할 경우에는 원통형 튜브 안에 광섬유 다발을 형성하여 한꺼번에 테이퍼링 하는 기술을 사용하라나, 펌프 결합기와 달리 소자의 가운데를 통하여 전달되는 시그널의 광 손실을 최소화해야 한다는 점 때문에 펌프-시그널 결합기의 제작에 어려움이 있다.
시그널을 통과시키는 광섬유를 일반적인 광섬유로 사용할 경우 테이퍼링 공정 중 광섬유 도파로의 형태가 변하게 되어 광섬유의 코어가 없어지게 되고, 이 코어로 도파되던 시그널은 다중 모드로 도파되거나 혹은 도파되지 못하게 된다.
손실이 없는 단일 모드 시그널의 도파를 위해서 소자의 끝부분을 구면 거울로 제작하여 역방향으로 펌프광을 삽입하는 방법 또는 입력 광섬유와 출력 광섬유를 다른 종류를 사용하는 방법이 있으며 이는 빛의 모드직경(mode field diameter(MFD))을 맞추어 손실을 줄이기 위한 것이다. 이와 같은 제조방법들은 모드직경을 맞추기 위한 정교한 공정변수들을 알아야 하는 단점이 있다.
이에 본 발명의 기술적 과제는 보다 간편한 방법으로 제조된 광섬유펌프-시그널 결합기를 제공하는 것에 있다,
이와 같은 본 발명의 과제를 달성하기 위한 일 실시예에 따른 광섬유 펌프-시그널 결합기는 일 방향으로 연장되고, 내부공간이 형성되는 원통형 관, 상기 내부공간에 삽입되며 기설된 굴절률을 갖는 막대 광섬유 및 상기 내부공간에서 상기 막대 광섬유를 둘러싸도록 배치되며, 코어 및 상기 코어를 감싸는 클래딩으로 형성되는 복수의 클래드 광섬유를 포함하고, 일단에서 타단으로 갈수록 테이퍼지도록 형성되고, 상기 타단에서의 상기 막대 광섬유 및 복수의 클래드 광섬유들의 사이의 공간이 제한된다.
본 발명과 관련된 일 예로서, 펌프광은 상기 클래드 광섬유을 통하여 도파시키고 시그널은 막대 광섬유를 통하여 도파시키기 위하여 상기 클래드 광섬유의 굴절률은 상기 막대 광섬유의 굴절률보다 작고 상기 원통형 관의 굴절률보다 크도록 형성된다.
본 발명과 관련된 일 예로서, 광섬유 펌프-시그널 결합기는 상기 원통형 관 및 상기 클래드 광섬유 사이에 형성되고, 상기 원통형 관의 굴절률보다 높고 상기 클래드 광섬유의 굴절률보다 낮은 굴절률을 갖는 굴절률 정합제를 더 포함한다.
본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 원통형 관은 불소가 첨가된 실리카(Silica)로 형성되고, 상기 막대 광섬유는 게르마늄(Germanium) 소재를 포함한다.
이와 같은 본 발명의 과제를 달성하기 위한 다른 실시예에 따른 광섬유 펌프-시그널 결합기의 제조방법은 내부공간이 형성되는 원통형 관에 기 설정된 굴절률을 갖는 막대 광섬유를 삽입하는 단계, 코어 및 상기 코어를 감싸는 클래딩으로 형성되는 복수의 클래드 광섬유를 상기 내부공간에 상기 막대 광섬유를 둘러싸도록 배치하는 단계, 상기 클래드 광섬유 및 상기 막대 광섬유가 삽입된 상기 원통형 관에 열을 가하는 단계 및 상기 막대 광섬유의 직경이 감소되도록 상기 원통형 관에 장력을 제공하는 단계를 포함한다.
본 발명과 관련된 일 예로서, 광섬유 펌프-시그널 결합기의 제조방법 은 상기 원통형 관에 상기 막대 광섬유를 삽입하기 전에, 상기 내부공간에 가루형태의 실리카 파우더를 첨가하는 단계를 더 포함한다.
본 발명과 관련된 일 예로서, 광섬유 펌프-시그널 결합기의 제조방법은 상기 원통형 관의 굴절률보다 높고 상기 클래드 광섬유의 굴절률보다 낮은 굴절률을 갖는 액체형태의 정합체를 상기 내부공간에 첨가하는 단계를 더 포함한다.
상기와 같은 구성의 본 발명에 의하면, 막대 광섬유와 클래드 광섬유의 열적변형을 이용하여 시그널과 펌프를 동시에 도파하는 소자를 보다 간단한 방법으로 제작할 수 있다. 따라서, 소자의 제작비용이 감소되고 제작효율이 향상될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 광섬유 펌프-시그널 결합기의 개념도.
도 2a는 도 1의 광섬유 펌프-시그널 결합기를 A에서 바라본 측면도.
도 2b는 도 1의 광섬유 펌프-시그널 결합기를 B에서 바라본 측면도.
도 3은 제2 영역의 굴절률을 나타내는 개념도.
도 4a 내지 도 4d는 광섬유 펌프-시그널 결합기(100)의 제조 방법을 설명하기 위한 개념도.
이하, 본 발명과 관련된 광섬유 펌프-시그널 결합기 및 이의 제조방법에 대하여 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다. 본 명세서에서는 서로 다른 실시예라도 동일·유사한 구성에 대해서는 동일·유사한 참조번호를 부여하고, 그 설명은 처음 설명으로 갈음한다. 본 명세서에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 광섬유 펌프-시그널 결합기의 개념도이다. 도 2a는 도 1의 광섬유 펌프-시그널 결합기를 A에서 바라본 측면도이고, 도 2b는 도 1의 광섬유 펌프-시그널 결합기를 B에서 바라본 측면도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 광섬유 펌프-시그널 결합기(100)는 원통형 관(110), 클래드 광섬유(120) 및 막대 광섬유(130)를 포함한다.
상기 원통형 관(110)은 일 방향으로 연장되고 내부공간을 형성한다. 상기 원통형 관(110)은 상대적으로 낮은 굴절률을 갖는 불소가 첨가된 실리카 재질로 형성될 수 있다.
상기 클래드 광섬유(120) 및 상기 막대 광섬유(130)은 상기 내부공간에 삽입되며 그 길이는 상기 원통형 관(110)에 의하여 제한되지 않는다. 상기 클래드 광섬유(120) 및 상기 막대 광섬유(130)는 상기 일 방향으로 연장된다. 상기 막대 광섬유(130)에는 굴절률을 향상시키기 위하여 게르마늄(Germanium)소재가 첨가될 수 있다
한편, 상기 광섬유 펌프-시그널 결합기(100)는 상기 펌프-시그널 결합기(100)의 일단으로부터 연장되는 제1 영역(101), 펌프-시그널 결합기(100)의 타단으로부터 연장되는 제2 영역(103) 및 상기 제1 및 제2 영역(101, 103) 사이에 형성되는 경사영역(102)으로 형성된다.
상기 막대 광섬유(130)는 기 설정된 굴절률을 갖도록 형성된다. 상기 막대 광섬유(130)는 상기 내부공간에 형성되고, 복수의 클래드 광섬유(120)는 상기 막대 광섬유(130)를 둘러싸도록 배치된다. 예를 들어, 상기 광섬유 펌프-시그널 결합기(100)는 상기 막대 광섬유(130)를 둘러싸는 6개의 클래드 광섬유(120)를 포함할 수 있다. 다만, 상기 클래드 광섬유(120)의 개수는 이에 한정되는 것은 아니며, 상기 막대 광섬유(130) 및 상기 원통형 관(110)의 종류에 따라 적절한 수의 클래드 광섬유(120)가 배치될 수 있다.
도 1 및 도 2a를 참조하면, 여기에서 상기 클래드 광섬유(120)는 코어(121) 및 상기 코어(121)를 감싸도록 형성되는 클래딩(122)으로 이루어진다. 상기 클래딩(122)의 굴절률은 상기 코어(121)의 굴절률 보다 낮도록 형성된다.
한편, 상기 경사영역(102)은 상기 제1 및 제2 영역(101, 103)을 잇도록 형성되고, 상기 제1 영역(101)의 외주면과 기 설정된 각도의 경사를 이루도록 형성된다. 상기 제1 영역(1]01)의 외주는 상기 제2 영역(103)의 외주보다 크도록 형성된다.
상기 제1 영역(101)에서, 상기 원통형 관(110)의 내부면, 상기 막대 광섬유(130)의 외주면 및 상기 클래드 광섬유(120)의 외주면 사이에 틈이 형성될 수 있다. 또한, 상기 일단에서 상기 막대 광섬유(130)의 직경(d1)은 약 100 ㎛ 이상으로 형성되는 것이 바람직하다.
도 1 및 도 2b를 참조하면, 상기 제2 영역(103)의 상기 원통형 관(110)의 외주는 상기 제1 영역(101)의 상기 원통형 관(110)의 외주보다 작도록 형성된다.
또한, 상기 제2 영역(103)에서 상기 막대 광섬유(130)의 직경(d2)은 약 10㎛로 형성되는 것이 바람직하다. 제1 영역(101)에서 코어(121) 및 클래딩(122)로 이루어지는 상기 클래드 광섬유(120)는 상기 제2 영역(103)에서 2차 클래딩(120')으로 형성된다.
이에 따라, 상기 제1 영역(101)에서 상기 직경이 약 100㎛ 이상으로 형성된 상기 막대 광섬유(130)로 입사된 시그널은 상기 제2 영역(102)에서 상기 직경이 약 10㎛으로 형성되는 막대 광섬유(130)로 전달된다. 상기 제1 및 제2 영역(101, 102)에서의 상기 막대 광섬유(130)의 직경차이에 의하여 상기 시그널의 펌핑 효율이 향상될 수 있다.
즉, 상기 펌프-시그널 결합기(100)의 상기 제2 영역(103)에서 상기 원통형 관(110)은 1차 클래딩으로 정의되고 상기 클래드 광섬유(120)는 2차 클래딩(120')으로 형성된다. 상기 제2 영역(103)은 이중 클래드 광섬유로 형성된다. 상기 2차 클래딩(120'), 상기 막대 광섬유(130)가 배치되는 상기 원통형 관(110)의 내부에는 공간의 형성이 제한된다. 즉, 상기 2차 클래딩(120')은 상기 막대 광섬유(130)와 밀착되도록 형성된다.
도 3은 제2 영역의 굴절률을 나타내는 개념도이다. 상기 펌프-시그널 결합기(100)의 제2 영역(103)은 원통형 관(110)으로 이루어지는 1 차 클래딩, 클래드 광섬유(120)로 이루어지는 2차 클래딩 및 막대 광섬유(130)로 이루어진다.
도 3을 참조하면, 상기 막대 광섬유(130)의 굴절률이 가장 높고, 상기 1차 클래딩(110)의 굴절률이 가장 낮게 형성된다. 상기 2차 클래딩(120')의 굴절률은 상기 막대 광섬유(130)의 굴절률 및 상기 원통형 관(110)의 굴절률의 중간에 해당된다. 즉, 본 발명에 따라 제작된상기 펌프-시그널 결합기(100)의 상기 제2 영역(103)은 이중 클래드 광섬유 굴절률 분포를 갖는다.
이에 따라, 상기 펌프-시그널 결합기(100)의 고출력의 펌프광은 상기 2차 클래딩으로 통하여 도파되고, 시그널은 상기 막대 광섬유(130)를 통하여 도파된다. 예를 들어, 단일모드 광섬유(미도시)로부터 본 발명의 펌프-시그널 결합기(100)로 입사한 시그널은 단일모드에서 다중모드로 전환된다.
직경이 변화하는 상기 클래드 광섬유(120)에 의하여 상기 펌프 광이 상기 2차 클래딩에서 세어나가 손실될 수 있다. 다만, 굴절률이 작은 1차 클래딩으로 인하여 펌프 광의 손실을 방지할 수 있다.
상기 제1 및 제2 영역(101, 103)을 연결하는 상기 경사부(102)는 기 설정된 기울기를 가지고 형성된다. 상기 제1 영역(101)의 막대 광섬유(130)로 입사된 시그널은 상기 경사부(102)를 이동하면서 일부가 손실될 수 있다. 상기와 같은 손실을 줄이기 위하여 상기 경사부(102)의 경사 각도는 완만하게 형성되는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 상기 광섬유 펌프-시그널 결합기(100)는 상기 제1 영역(101)의 원통형 관(110) 및 상기 클래드 광섬유(120) 사이의 공간에 형성되는 굴절률 정합체(index matching oil, 미도시)를 포함할 수 있다. 상기 굴절률 정합체는 원통형 관(110)의 굴절률보다 높고 상기 클래드 광섬유(120)의 굴절률 보다 낮은 굴절률을 갖는다.
상기 클래드 광섬유(120) 사이에 형성되는 정합체에 의하여 경사부(102)에 통하여 펌프 광을 도파하는 막대 광섬유(130)의 직경이 감소함에 따라 펌프 광이 클래드 광섬유(120) 사이로 펌프광이 빠져나가는 손실을 방지할 수 있다.
도 4a 내지 도 4d는 광섬유 펌프-시그널 결합기(100)의 제조 방법을 설명하기 위한 개념도이다.
도 1 및 도 4a를 참조하면, 상기 원통형 관(120)에 상기 막대 광섬유(130) 및 상기 클래드 광섬유(120)를 삽입한다. 상기 클래드 광섬유(120)는 상기 막대 광섬유(130)의 외주를 둘러싸도록 복수개가 상기 원통형 관(110)에 삽입 될 수 있다. 예를 들어, 상기 막대 광섬유(130)를 둘러싸는 6개의 광섬유(120)가 상기 원통형 관(110)에 삽입 될 수 있다. 이 단계에서 상기 막대 광섬유(130)의 직경은 100 ㎛이상으로 형성된다. 막대광섬유(130) 및 광섬유(120)의 길이는 원통형 관(110)에 의하여 제한되지 않으며, 도면에는 원동형 관(110) 길이내로 제한하여 도시하였다.
또한, 상기 원통형 관(110)의 내부에 가루형태의 실라카 파우더를 첨가할 수 있다. 상기 실리카 파우더는 상기 원통형 관(120)에 열을 가하기 전에 추가하는 것이 바람직하다. 상기 실리카 파우더는 굴절률 정합제(index matching oil)로서 클래드 광섬유(120)의 굴절률보다 낮고 원통형 관(110)의 굴절률보다 높은 굴절률을 갖는다.
도 4b를 참조하면, 상기 원통형 관(110)에 상기 복수의 클래드 광섬유(120) 및 막대 광섬유(130)가 수납된다. 클래드 광섬유(120) 및 막대 광섬유(130)가 수납된 상기 원통형 관(110)에 열을 가한다. 예를 들어, 약 1400 내지 1500도의 열을 가한다. 상기 열에 의하여 상기 원통형 관(110), 클래드 광섬유(120) 및 막대 광섬유(130)은 변형이 가능한 상태로 녹게 된다.
상기 원통형 관(110), 클래드 광섬유(120) 및 막대 광섬유(130)(이하,튜브 라고 칭한다) 이 녹은 상태에서 일단을 기준으로 장력을 제공하면 전체적으로 길이가 늘어난다. 또한, 튜브의 타단의 직경이 감소한다. 도면에 도시되지 아니하였으나, 상기 튜브의 길이를 늘리기 위하여 광섬유 융착접속기를 사용할 수 있다. 상기 융착접속기 등을 이용한 공정을 테이퍼링(tapering)공정이라 한다.
상기 튜브의 타단이 늘어나면서 직경이 줄어드는 것과 함께 상기 원통형 관(110)의 내부에 배치되는 상기 복수의 클래드 광섬유(120) 및 막대 광섬유(130) 사이의 거리가 점점 좁아지게 된다.
도 4c는 일차 테이퍼링 된 튜브를 도시한 개념도이다. 상기 장력에 의하여 상기 튜브의 길이가 증가하고 상기 제1 및 제2 영역(101, 103) 및 경사부(102)가 형성된다.
도 4c는 계속적으로 장력을 제공하여 이차 테이퍼링된 상태인 펌프-시그널 결합기(100)를 도시한 도면이다. 상기 튜브에 계속적으로 장력을 제공하면, 원통형 관(110), 클래드 광섬유(120) 및 막대 광섬유(130)의 길이는 계속적으로 길어지게 된다. 특히 상기 제2 영역(103) 및 경사부(102)의 길이가 길어진다.
상기 제2 영역(103)의 상기 막대 광섬유(120)의 직경이 기 설정된 직경에 도달할 때까지 장력이 제공된다. 예를 들어, 상기 기 설정된 직경은 약 10 ㎛에 해당될 수 있다.
다만, 상기 경사부(102)의 경사 각도를 완만하게 형성하기 위하여 최소한의 장력을 제공하여 상기 변형되는 속도를 최소화하는 것이 바람직하다.
열에 의한 변형 및 상기 제2 영역(103)의 전체적인 직경이 축소됨에 따라 상기 클래드 광섬유(120)의 코어(121)과 상기 클래딩(122)은 일체로 형성될 수 있다. 도 4c 및 도 4d를 참조하면, 상기 테이퍼링 공정에 의하여 상기 코어(121)와 상기 클래딩(122)이 일체로 형성되는 상기 2차 클래딩(120')은 상기 복수의 클래드 광섬유(120)와 연속적으로 형성된다. 또한, 제2 영역은 상기 원통형 관(110)의 내부에서 상기 복수의 클래드 광섬유(120)들 및 상기 막대 광섬유(130) 사이의 공간이 없어지게 된다. 즉, 각각의 구성이 모두 밀착된 상태로 형성된다.
또한, 제2 영역(103)이 형성된 공정 후에 상기 공간이 형성되면, 상기 액체 형태의 정합제를 더 첨가할 수 있다.
본 발명에 따르면, 막대 광섬유와 클래드 광섬유의 열적변형을 이용하여 시그널과 펌프를 동시에 도파하는 소자를 보다 간단한 방법으로 제작할 수 있다. 따라서, 소자의 제작비용이 감소되고 제작효율이 향상될 수 있다.
상기와 같이 설명된 위상일치 빔 결합 시스템은 상기 설명된 실시예들의 구성과 방법이 한정되게 적용될 수 있는 것이 아니라, 상기 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.

Claims (7)

  1. 내부공간을 구비하고, 일 방향으로 연장되며 일단부에서 타단부로 갈수록 테이퍼지도록 형성되는 원통형 관;
    상기 내부공간에 삽입되며 기설정된 하나의 굴절률을 갖는 막대 광섬유;
    상기 내부공간에서 상기 막대 광섬유를 둘러싸도록 배치되며, 코어와 상기 코어를 감싸는 클래딩으로 형성되는 복수의 클래드 광섬유; 및
    상기 복수의 클래드 광섬유 사이에 형성되고, 상기 원통형 관의 굴절률보다 높고 상기 복수의 클래드 광섬유의 굴절률보다 낮은 굴절률을 갖는 굴절률 정합제로 구성되며,
    상기 타단부에서 상기 복수의 클래드 광섬유가 일체로 이루어지는 2차 클래딩이 형성되고,
    펌프광을 상기 2차 클래딩을 통하여 도파시키고 시그널을 상기 막대 광섬유를 통하여 도파시키기 위하여, 상기 클래드 광섬유의 굴절률은 상기 막대 광섬유의 굴절률 보다 작고 상기 원통형 관의 굴절률보다 크도록 형성되며 상기 굴절률 정합제의 굴절률은 상기 클래드 광섬유의 굴절률보다 낮게 형성되며,
    상기 일단부에서 상기 막대 광섬유의 단면은 제1직경으로 형성되고 상기 복수의 클래드 광섬유는 상기 막대 광섬유의 외주면을 따라 배치되고,
    상기 타단부에서 상기 막대 광섬유의 단면은 상기 제1직경보다 작은 제2직경으로 형성되고, 상기 2차 클래딩은 상기 막대 광섬유의 외주면과 밀착되며,
    상기 복수의 클래드 광섬유와 상기 2차 클래딩은 연속적인 형태로 이루어지는 것을 특징으로 하는 광섬유 펌프-시그널 결합기.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서.
    상기 원통형 관은 불소가 첨가된 실리카(Silica)로 형성되고,
    상기 막대 광섬유는 게르마늄(Germanium) 소재를 포함하는 것을 특징으로 하는 광섬유 펌프-시그널 결합기.
  5. 내부공간이 형성된 원통형 관에 기 설정된 하나의 굴절률을 갖는 막대 광섬유를 삽입하는 단계;
    코어 및 상기 코어를 감싸는 클래딩으로 형성되며, 상기 막대 광섬유의 굴절률 보다 작은 굴절률을 갖는 복수의 클래드 광섬유를, 상기 내부공간에 상기 막대 광섬유를 둘러싸도록 배치하는 단계;
    펌프광이 상기 클래드 광섬유 사이로 빠져나가는 것을 방지하기 위하여 상기 원통형 관에, 상기 클래드 광섬유의 굴절률보다 낮은 굴절률을 갖는 가루형태의 실리카 파우더를 첨가하는 단계;
    상기 클래드 광섬유 및 상기 막대 광섬유가 삽입된 상기 원통형 관에 열을 가하는 단계; 및
    상기 막대 광섬유의 직경이 감소되어 상기 막대 광섬유의 상기 막대 광섬유가 일단에서 타단으로 갈수록 테이퍼지게 변형되도록 상기 원통형 관에 장력을 제공하는 단계를 포함하고,
    상기 열 및 상기 장력에 의하여 상기 막대 광섬유의 상기 일단의 직경은 상기 타단의 직경보다 크게 형성되며, 상기 막대 광섬유의 상기 타단을 감싸는 클래드 광섬유를 이루는 상기 코어와 상기 클래딩은 일체로 형성되어 상기 막대 광섬유의 상기 타단에 밀착되는 것을 특징으로 하는 광섬유 펌프-시그널 결합기의 제조방법.
  6. 삭제
  7. 내부공간이 형성된 원통형 관에 기 설정된 하나의 굴절률을 갖는 막대 광섬유를 삽입하는 단계;
    코어 및 상기 코어를 감싸는 클래딩으로 형성되며, 상기 막대 광섬유의 굴절률 보다 작은 굴절률을 갖는 복수의 클래드 광섬유를 상기 내부공간에 상기 막대 광섬유를 둘러싸도록 배치하는 단계;
    펌프광이 상기 클래드 광섬유 사이로 빠져나가는 것을 방지하기 위하여 상기 원통형 관에 상기 클래드 광섬유의 굴절률보다 낮은 굴절률을 갖는 액체형태의 정합체를 첨가하는 단계;
    상기 클래드 광섬유 및 상기 막대 광섬유가 삽입된 상기 원통형 관에 열을 가하는 단계; 및
    상기 막대 광섬유의 직경이 감소되어 상기 막대 광섬유의 상기 막대 광섬유가 일단에서 타단으로 갈수록 테이퍼지게 변형되도록 상기 원통형 관에 장력을 제공하는 단계를 포함하고,
    상기 열 및 상기 장력에 의하여 상기 막대 광섬유의 상기 일단의 직경은 상기 타단의 직경보다 크게 형성되며, 상기 막대 광섬유의 상기 타단을 감싸는 클래드 광섬유를 이루는 상기 코어와 상기 클래딩은 일체로 형성되어 상기 막대 광섬유의 상기 타단에 밀착되는 것을 특징으로 하는 광섬유 펌프-시그널 결합기의 제조방법.
KR1020130045635A 2013-04-24 2013-04-24 광섬유 펌프-시그널 결합기 및 이의 제조방법 KR101544455B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130045635A KR101544455B1 (ko) 2013-04-24 2013-04-24 광섬유 펌프-시그널 결합기 및 이의 제조방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130045635A KR101544455B1 (ko) 2013-04-24 2013-04-24 광섬유 펌프-시그널 결합기 및 이의 제조방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20140127078A KR20140127078A (ko) 2014-11-03
KR101544455B1 true KR101544455B1 (ko) 2015-08-13

Family

ID=52451541

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020130045635A KR101544455B1 (ko) 2013-04-24 2013-04-24 광섬유 펌프-시그널 결합기 및 이의 제조방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101544455B1 (ko)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101984640B1 (ko) * 2018-01-05 2019-05-31 휴센트주식회사 광섬유 빔 결합기 제조장치 및 그 제조방법

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008009390A (ja) 2006-06-02 2008-01-17 Fujikura Ltd 信号光及び励起光導光用ファイバ、ファイババンドル及びそれらの製造方法、ファイバアンプ及びファイバレーザ
JP2008532073A (ja) 2005-02-23 2008-08-14 リエッキ オイ 光ファイバー製造
JP2011243672A (ja) * 2010-05-17 2011-12-01 Panasonic Corp 光ファイバ結合器、ファイバレーザ、および、光ファイバ結合器の製造方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008532073A (ja) 2005-02-23 2008-08-14 リエッキ オイ 光ファイバー製造
JP2008009390A (ja) 2006-06-02 2008-01-17 Fujikura Ltd 信号光及び励起光導光用ファイバ、ファイババンドル及びそれらの製造方法、ファイバアンプ及びファイバレーザ
JP2011243672A (ja) * 2010-05-17 2011-12-01 Panasonic Corp 光ファイバ結合器、ファイバレーザ、および、光ファイバ結合器の製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
KR20140127078A (ko) 2014-11-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10761271B2 (en) Polarization maintaining optical fiber array
EP2033277B1 (en) Device for coupling radiation into or out of an optical fibre
JP5216151B1 (ja) 光ファイバコンバイナ、及び、それを用いたレーザ装置
US8472765B2 (en) Fiber based laser combiners
CA2209127C (en) A coupling arrangement between a multi-mode light source and an optical fiber through an intermediate optical fiber length
US7532792B2 (en) Optical coupler, a method of its fabrication and use
US7437046B2 (en) Optical fiber configuration for dissipating stray light
US20090202204A1 (en) Optical coupler, a method of its fabrication and use
US9494738B1 (en) Single mode fiber combiners
KR20100048689A (ko) 광 커플러 및 이를 포함하는 광섬유 레이저 시스템
WO2011052373A1 (ja) 光コンバイナ、及び、それを用いるファイバレーザ装置
US11808973B2 (en) Optical fiber splice encapsulated by a cladding light stripper
US9211681B2 (en) Fiber Based Laser Combiners
US7978943B2 (en) Monolithic pump coupler for high-aspect ratio solid-state gain media
JP2012043820A (ja) 光ファイバ集光器、光増幅器及びファイバレーザ装置
EP2778727B1 (en) Ring combiner
WO2007015577A1 (en) Combined light source
JP2008226886A (ja) 光ポンピングデバイス、光増幅器、ファイバレーザ及び光ポンピングデバイス用マルチコアファイバとその製造方法
JP5000178B2 (ja) 光ポンピングデバイス、光増幅器、ファイバレーザ
KR101544455B1 (ko) 광섬유 펌프-시그널 결합기 및 이의 제조방법
JP2006337398A (ja) マルチモード合波器
WO2010149163A1 (en) Optical coupler device
US11267210B2 (en) Production of a fiber coupler
WO2022202768A1 (ja) レーザ装置および加工装置
KR101232659B1 (ko) 광 결합 장치, 광 결합 장치의 제조 방법, 및 광 증폭기

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E902 Notification of reason for refusal
E90F Notification of reason for final refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180801

Year of fee payment: 4