KR101602081B1 - 코어간 정렬을 가지는 광섬유 - Google Patents

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Abstract

광섬유(100)는 제1 단부(102)와 제2 단부(104)를 포함한다. 광섬유는 광신호를 제1 단부로부터 제2 단부로 전달하기 위한 코어(106)를 포함한다. 코어는 제1 및 제2 단부들에서 단부면들(103, 105)을 갖고, 코어의 원주 둘레에 클래딩(108)이 위치한다. 자기 소자들(110)은 제1 및 제2 단부들의 단부면들에 제공된다. 자기 소자들은 코어를 다른 광섬유의 코어의 단부에 있는 자기 소자에 자기적으로 결합하도록 구성된다. 자기 소자들은 코어에 의해 형성되는 광 전달 경로의 일부를 형성한다. 자기 소자들은, 광학적으로 투과성을 갖고, 광신호들이 자기 소자들을 통과할 수 있게 한다.

Description

코어간 정렬을 가지는 광섬유{OPTICAL FIBER HAVING CORE-TO-CORE ALIGNMENT}
본 명세서에서 개시하는 내용은 일반적으로 광섬유에 관한 것이다.
광섬유는, 통상적으로 유리 또는 플라스틱으로 형성되고 광신호를 전달하도록 구성된 코어를 포함한다. 클래딩은 코어를 둘러싼다. 광섬유들을 결합하는 경우에, 광신호를 제1 광섬유로부터 제2 광섬유로 전달할 수 있도록 각 광섬유의 코어들을 정렬해야 한다. 광섬유들의 코어들을 적절히 정렬하지 못하면, 광신호가 제1 광섬유로부터 제2 광섬유로 적절히 전달되지 못할 수 있다. 구체적으로, 광신호의 일부들이 제1 광섬유로부터 제2 광섬유로 전달되지 못할 수 있다. 광섬유들 간의 부적절한 전달로 인해 광신호 전달시 데이터가 손실될 수 있다.
종래의 광섬유에서는 광섬유들을 정렬하는 데 페룰(ferrules)을 이용할 수 있다. 다른 광섬유에서는 V-홈 구조를 이용하여 광섬유들을 정렬한다. 대안으로, 일부 광섬유들은 광섬유들의 클래딩 내에 결합 메커니즘을 포함할 수도 있다. 그러나, 종래의 광섬유들에도 단점이 존재한다. 구체적으로, 종래의 광섬유들은 클래딩에 대해서만 정렬된다. 그러나, 두 개의 광섬유의 클래딩을 정렬하더라도 코어들이 최적으로 정렬되지 않을 수 있다. 예를 들어, 코어는 클래딩에 대하여 정확히 중심에 위치하지 않을 수 있고, 이에 따라 클래딩들을 정렬하는 경우에 코어들이 오정렬될 수 있다.
또한, 알려져 있는 일부 광섬유들에서는, 다른 광섬유나 전자 부품과 정합하는 경우에 코어들 사이에 갭(gap) 또는 공간이 존재하는 문제점이 있다. 코어들 사이에 공간이 존재함으로 인해 신호가 열화된다.
이러한 문제점들은, 청구항 제1항에 따른, 다른 광섬유와의 코어간 정렬(core-to-core alignment)을 제공하는 광섬유에 의해 해결한다.
본 발명에 따르면, 제1 단부와 제2 단부를 갖는 광섬유를 제공한다. 광섬유는, 광신호를 제1 단부로부터 제2 단부로 전달하기 위한 코어를 포함한다. 코어는 제1 및 제2 단부들에서 단부면들(end surfaces)을 갖고, 코어의 원주 둘레에 클래딩이 위치한다. 자기 소자들은 제1 및 제2 단부들의 단부면들에 제공된다. 자기 소자들은 코어를 다른 광섬유의 코어의 단부에 있는 자기 소자에 자기적으로 결합하도록 구성된다.
이하, 본 발명을 첨부 도면을 참조하여 예를 들어 설명한다.
도 1은 일 실시예에 따라 형성된 광섬유의 측면도이다.
도 2는 일 실시예에 따라 형성된 광섬유의 단부도이다.
도 3은 일 실시예에 따라 형성된 광섬유의 단부도이다.
도 4는 일 실시예에 따라 형성되고 일 실시예에 따라 결합된 한 쌍의 광섬유의 측면도이다.
도 5는 일 실시예에 따라 형성되고 일 실시예에 따라 결합된 한 쌍의 광섬유의 측면도이다.
도 6은 일 실시예에 따라 형성되고 일 실시예에 따라 결합된 한 쌍의 광섬유의 측면도이다.
도 7은 다른 일 실시예에 따라 형성된 광섬유의 단부도이다.
도 8은 다른 일 실시예에 따라 형성되고 일 실시예에 따라 결합된 한 쌍의 광섬유의 측면도이다.
도 9는 다른 일 실시예에 따라 형성되고 다른 일 실시예에 따라 결합된 한 쌍의 광섬유의 측면도이다.
도 10은 일 실시예에 따라 형성되고 전자 부품에 결합된 광섬유의 개략적인 측면도이다.
도 11은 예시적인 일 실시예에 따라 형성된 광섬유의 단부의 측면도이다.
도 12는 예시적인 다른 일 실시예에 따라 형성된 광섬유의 단부의 측면도이다.
본 명세서에서 설명하는 예시적인 실시예들은, 다른 광섬유 또는 전자 부품에 코어간 정렬을 제공하도록 구성된 결합 메커니즘을 갖는 광섬유를 포함한다. 광섬유는 코어와 클래딩을 포함한다. 코어는 광신호를 코어를 통해 전달하도록 구성된다. 클래딩은, 광신호가 광섬유로부터 벗어나는 것을 방지하도록 코어를 둘러싼다. 예시적인 일 실시예에서, 투광성 자기 소자들은 광섬유의 각 단부에서 코어 위에 위치한다. 자기 소자는 자기 물질로 함침된다. 자기 소자는, 광학적으로 투과성을 갖고, 광신호들이 자기 소자를 통과할 수 있게 한다. 광섬유는, 자기 소자를 다른 광섬유나 전자 부품의 대응하는 자기 소자와 체결함으로써, 전자 부품이나 다른 광섬유에 결합된다. 자기 소자들은 광섬유 코어들의 정렬을 유지하도록 코어들을 결합한다. 광섬유의 코어로부터의 광신호들은 자기 소자들을 통과하여 다른 광섬유나 전자 부품의 코어 내로 향한다. 예시적인 일 실시예에서는, 투광성 코어 연장부들이, 코어간 정렬과 체결을 보장하도록 코어의 단부들에 제공된다. 코어 연장부들은, 조립시 전자 부품과 광섬유 또는 광섬유들의 코어들 사이에 존재하는 임의의 갭을 채운다.
도 1은 예시적인 일 실시예에 따라 형성된 광섬유(100)의 측면도이다. 광섬유(100)는 제1 단부(102)와 제2 단부(104) 사이에서 연장된다. 광섬유(100)의 단부들(102, 104)은, 다른 광섬유들 및/또는 실리콘 광자 칩 등의 전자 부품들(도시하지 않음)에 결합되도록 구성된다. 광섬유(100)는 코어를 통해 광신호들을 전달하도록 구성된 코어(106)를 포함한다. 예를 들어, 코어(106)는 제1 단부(102)와 제2 단부(104) 사이에서 광신호들을 전달한다. 코어(106)는, 단부들(102, 104) 중 하나에서 전자 부품 또는 다른 광섬유로부터의 광신호들을 수신하고, 해당 광신호를 나머지 단부(102, 104)에 전달한다. 나머지 단부(102, 104)에서, 광신호는 다른 전자 부품 또는 다른 광섬유에 전달된다. 코어(106)는, 실리카 유리, 플라스틱 물질, 및/또는 광신호를 전달할 수 있는 다른 임의의 물질로 형성될 수 있다. 코어(106)는 제1 단부(102)에서의 제1 단부면(103) 및 제2 단부(104)에서의 제2 단부면(105)을 포함한다.
광섬유(100)는 코어(106) 둘레에 클래딩(108)을 형성하도록 도핑될 수 있다. 클래딩(108)은, 광을 코어(106)를 향하여 다시 반사하여, 광신호가 광섬유(100)의 길이를 따라 코어(106)로부터 벗어나는 것을 방지하도록 다른 굴절률을 갖는다. 코어(106)와 클래딩(108)은, 코어(106)와 클래딩(108)을 절연하고 및/또는 코어와 클래딩이 손상되지 않도록, 재킷, 아머 시스(armored sheath) 등의 다른 층들에 의해 둘러싸일 수 있다.
광섬유(100)는, 코어간 정렬 및 다른 광섬유(100)나 전기 부품과의 체결을 제공하는 제1 및 제2 단부(102, 104)에서의 연장부들을 포함한다. 예시적인 일 실시예에서, 연장부들은 제1 단부(102)에 위치하는 자기 소자(110) 및 제2 단부(104)에 위치하는 자기 소자(112)를 구성한다. 자기 소자들(110, 112)은 단부들(102, 104)에서 코어(106)를 적어도 부분적으로 커버할 수 있다. 자기 소자들(110, 112)은 코어(106)에 고정된다. 예시적인 일 실시예에서, 자기 소자들(110, 112)은, 광이 자기 소자들(110, 112)을 통해 코어(106)에 그리고 코어(106)로부터 전달될 수 있도록 광 전달 방식에 있어서 코어(106)에 인접한다. 자기 소자들(110, 112)은 단부면들(103, 105)로부터 연장된다. 예시적인 일 실시예에서, 자기 소자들(110, 112)은 광섬유(100)의 각 단부(102, 104)로부터 거리(114)만큼 연장된다. 대체 실시예에서, 자기 소자들(110, 112)은 광섬유(100)의 각 단부(102, 104)와 대략 동일한 높이를 가질 수도 있다. 자기 소자들(110, 112)은 대체 실시예들에서 클래딩(108)을 적어도 부분적으로 커버할 수도 있다. 자기 소자들(110, 112)은 광섬유(100)의 코어(106)의 단부들 너머 위치한다. 자기 소자들(110, 112)은 코어(106) 위의 층 또는 코팅일 수 있다. 자기 소자들(110, 112)은 코어(106)의 일부를 형성할 수 있다. 다른 실시예들에서, 연장부들은 자성을 갖지 않을 수도 있으며, 오히려 광섬유들(100) 간의 임의의 갭이나 보이드를 채우는 추가 물질이다. 예를 들어, 연장부들은 코어(106)로부터 연장되는 투광성 에폭시 연장부일 수 있다. (자성 또는 비자성) 연장부들은 코어(106)와 대략 유사한 굴절률을 가질 수 있다. (자성 또는 비자성) 연장부들은, 코어(106)와 클래딩(108)이 형성된 후에 형성될 수 있고, 다른 프로세스에 의해 형성될 수 있다.
예시적인 일 실시예에서, 자기 소자들(110, 112)은, 자기 입자들이 내부에 함침된 에폭시 물질로 형성될 수 있다. 예시적인 하나의 형성/부착 프로세스 동안, 광섬유(100)의 단부(들)는 에폭시 배스(epoxy bath)에 침지되고, UV 광이 코어(106)를 통해 전달된다. 에폭시는 UV 경화성 에폭시이며, 코어(106)를 통하는 UV 광에 의해 에폭시가 코어(106)의 단부에서 경화된다. 비자성 연장부를 갖는 실시예들에서는, 연장부들이, 코어(106)가 에폭시 배스 내에 침지되면 UV 광을 코어(106)를 통해 전달함으로써 코어(106)의 단부들 상에서 성장되는 UV 경화성 에폭시일 수 있다. 배스에 노출되는 시간 길이 및/또는 UV 광은 연장부의 크기 및/또는 길이를 결정한다. 에폭시는 대체 실시예들에서 다른 수단이나 프로세스에 의해 코어(106) 및/또는 클래딩(108)의 단부에 부착될 수도 있다. 연장부들은 소망하는 길이만큼 형성된 후 트리밍될 수 있다.
예시적인 일 실시예에서, 자석들(110, 112)은, 자기 소자들(110, 112)이 경화되기 전에 자성 물질을 분극하도록 자계에 노출된다. 자기 소자들(110, 112)은 양 극성 또는 음 극성 중 적어도 하나를 제공하도록 분극된다. 일 실시예에서, 자기 소자들(110, 112)은 반대되는 극성을 갖는다. 예를 들어, 자기 소자(110)는 양 극성을 갖고 자기 소자(112)는 음 극성을 갖는다. 대안으로, 자기 소자(110)는 음 극성을 가질 수도 있고 자기 소자(112)는 양 극성을 가질 수도 있다. 다른 일 실시예에서, 자기 소자들(110, 112)은 동일한 극성, 즉, 양 극성이나 음 극성을 가질 수도 있다. 자기 소자들(110, 112)은, 광섬유(100)가 자기 소자가 설치된 전자 부품 또는 다른 광섬유에 결합될 수 있게 한다. 구체적으로, 자기 소자들(110, 112)은 반대 극성을 갖는 전자 부품 또는 다른 광섬유의 대응하는 자기 소자에 결합된다.
자기 소자들(110, 112)을 코어(106)에 또는 코어 상에 배치함으로써, 광섬유들(100)의 코어들을 정렬할 수 있다. 광섬유들의 코어들(106)을 함께 자기적으로 결합함으로써, 광섬유들(100) 간의 광신호 전달을 개선할 수 있다. 또한, 광섬유들(100)의 코어들(106)을 결합함으로써, 광섬유들(100)이 움직임 등에 노출될 때 코어들(106)의 정렬을 유지한다. 광섬유들(100)의 코어들(106)을 결합함으로써, 광섬유들(100)의 나머지 부품들이 정렬되지 않더라도 코어들(106)이 정렬되는 것을 보장한다. 예시적일 일 실시예에서, 자기 소자들(110, 112)은 광신호가 방해받지 않고 자기 소자들을 통과할 수 있게 한다. 이에 따라, 광신호는 제1 광섬유(100)의 코어(106)로부터 자기 소자들(110, 112)을 통해 제2 광섬유(100)의 코어(106) 내로 전달된다. 광섬유(100)의 광 전달 경로는, 제1 단부(102)에서의 제1 자기 소자(110), 코어(106), 및 제2 단부(104)에서의 제2 자기 소자(112)를 통해 형성된다. 예시적인 일 실시예에서, 자기 소자들(110, 112)의 굴절률은 코어(106)의 굴절률과 유사할 수 있다.
도 2는 광섬유(100)의 단부도이다. 도 2는 단부(102)를 도시하지만, (도 1에 도시한) 단부(104)가 단부(102)와 대략 유사할 수도 있다. 도 2는 자기 소자(110) 없는 단부(102)를 도시한다. 코어(106)는 원통 형상이며, 원주(116), 직경(118), 및 중심(119)을 포함한다. 클래딩(108)은 코어(106)의 원주(116) 둘레로 연장된다. 클래딩(108)은 두께(120)를 갖는다. 두께(120)는 광섬유(100)의 소정의 크기를 제공하도록 선택될 수 있다.
도 3은 자기 소자(110)가 배치된 광섬유(100)의 단부(102)를 도시하는 도이다. 자기 소자(110)는 원주(122)와 직경(124)을 갖는다. 예시한 실시예에서, 원주(122)는 코어(106)의 원주(116)와 대략 동일하다(이들 모두는 도 2에 도시되어 있다). 예시한 실시예에서, 직경(124)은 코어(106)의 (도 2에 도시한) 직경(118)과 대략 동일하다. 대안으로, 자기 소자(110)는, 코어(106)의 원주(116)와 직경(118)보다 각각 작거나 큰 원주(122)와 직경(124)으로 구성될 수 있다. 자기 소자(110)는 중심(126)을 포함한다. 자기 소자(110)는, 자기 소자(110)의 중심(126)이 코어(106)의 (도 2에 도시한) 중심(119)과 정렬되도록 코어(106) 위에 위치한다. 이에 따라, 코어(106)의 중심(119)은, 자기 소자(110)가 다른 광섬유의 대응하는 자기 소자에 결합되면 다른 광섬유의 코어의 중심과 정렬되도록 구성된다.
자기 소자(110)는 내부에 함침된 자성 물질(128)을 포함한다. 예를 들어, 자성 물질(128)은 에폭시 또는 수지 매트릭스 내에 함침될 수 있다. 자성 물질(128)은 나노 입자들일 수 있다. 자성 물질(128)은, 광섬유(100)의 코어(106)로부터의 광신호가 코어를 통해 전달될 수 있게 하는 크기와 간격을 갖는다. 자기 소자(110)는 광 전달이 자기 소자를 통해 전달될 수 있도록 광학적으로 투과성을 갖는다. 자기 소자(110)는 전달 경로에 제공되며, 광은 자기 소자(110)를 통해 전달된다. 자기 물질(128)을 분극하여 양 또는 음으로 분극된 자기 소자(110)를 형성할 수 있다. 자기 물질(예를 들어, 자기 입자들)은, 철-네오디뮴-보론 합금, 철-니켈-알루미늄 합금, 철-코발트 합금, 철 산화물, 바륨, 스트론튬, 또는 납 산화물 등 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 예를 들어, 자기 물질(128)은 철-코발트 합금 내의 철-니켈-알루미늄 합금일 수 있다. 다른 일 실시예에서, 자기 물질(128)은, 바륨, 스트론튬, 또는 납 산화물 중 적어도 하나와 철 산화물의 혼합물일 수 있다.
도 4는 예시적인 일 실시예에 따라 형성되고 함께 결합된 한 쌍의 광섬유(100)의 측면도이다. 한 쌍의 광섬유(100)는 제1 광섬유(130)와 제2 광섬유(132)를 포함한다. 제1 광섬유(130)는 코어(134)를 갖는다. 코어(134)는 제1 광섬유(130)의 단부(138)에서 자기 소자(136)로 커버된다. 제2 광섬유(132)는 코어(140)를 갖는다. 코어(140)는 제2 광섬유(132)의 단부(144)에서 자기 소자(142)로 커버된다. 자기 소자들(136, 142)은, 서로 당접하며, 광 전달 방식으로 인접해 있다. 자기 소자(136)는 제1 극성을 갖고, 자기 소자(142)는 제1 극성과는 반대인 제2 극성을 갖는다. 이처럼, 자기 소자(136)와 자기 소자(142)는 서로 인력을 받는다.
자기 소자(136)는 자기 소자(142)에 결합되어 제1 광섬유(130)의 코어(134)를 제2 광섬유(132)의 코어(140)에 결합한다. 코어(134)와 코어(140)는 자기 소자들(136, 142)에 의해 정렬된다. 일 실시예에서, 코어(134)와 코어(140)는, 각 코어(134, 140)의 중심(148)(예를 들어, 도 2에 도시한 중심(119)) 및 각 자기 소자(136, 142)의 중심(146)(예를 들어, 도 3에 도시한 중심(126))에 대하여 정렬된다. 코어들(134, 140)은 광신호가 코어들(134, 140) 사이에서 전달될 수 있도록 정렬된다. 광신호는 코어(134 또는 140)들 중 하나로부터 자기 소자들(136, 142)을 통해 나머지 코어(134 또는 140) 내로 전달된다.
도 5는 밀봉 부재(150)가 결합되어 있는 한 쌍의 광섬유(130, 132)의 측면도이다. 밀봉 부재(150)는 플라스틱, 고무 등으로 형성되는 슬리브일 수 있다. 대안으로, 밀봉 부재(150)는 광섬유들(130, 132) 상으로 열 수축되는 열 수축 튜브일 수 있다. 다른 일 실시예에서, 밀봉 부재(150)는, 광섬유들(130, 132)의 단부들 상으로 클램핑되거나 크림핑될 수 있는 금속 슬리브, 폴리머 몰딩된 슬리브, 또는 막대일 수 있다. 밀봉 부재(150)는 광섬유들(130, 132) 모두 위로 연장된다. 예를 들어, 밀봉 부재(150)는 제1 광섬유(130)의 단부(138)로부터 제2 광섬유(132)의 단부(144)로 연장된다.
밀봉 부재(150)는 광섬유들(130, 132)에 추가 지지를 제공할 수 있다. 예를 들어, (예를 들어, 광섬유들(130, 132)이 이동될 때 또는 광섬유들(130, 132) 중 임의의 것에 힘이 가해지는 경우에) 광섬유들(130, 132)이 분리되는 것을 방지하도록 밀봉 부재(150)를 제공할 수 있다. 또한, 밀봉 부재(150)는, 광섬유들이 이동되거나 힘을 받는 경우에 자기 소자들(136, 142)의 움직임이나 오정렬을 방지할 수 있다. 또한, 밀봉 부재(150)는 광섬유들(130, 132)에 보호층을 제공할 수 있다. 예를 들어, 밀봉 부재는 자기 소자들(136, 142)이 환경에 노출되는 것을 제한 및/또는 방지한다. 이처럼, 자기 소자들(136, 142)은, 광섬유들(130, 132)의 코어들(134, 140)로부터 제거되지 않도록 각각 보호된다. 다른 일 실시예에서, 밀봉 부재(150)는 광섬유들(130, 132)의 자기 소자들(136, 142) 및/또는 코어들(134, 140)을 손상되지 않게 보호할 수 있다. 또한, 밀봉 부재(150)는, 광섬유들(130, 132)의 코어들(134, 140)을 둘러싸는 클래딩(152, 154)의 손상을 각각 방지할 수 있다. 또 다른 일 실시예에서, 밀봉 부재(150)는, 광섬유들(130, 132) 간에 전달되고 있는 광신호가 자기 소자들(136, 142)을 관통하여 광섬유들(130, 132)로부터 벗어나는 것을 방지할 수 있다.
예시한 실시예에서, 밀봉 부재(150)는 광섬유들(130, 132)의 외면들(156, 158)을 따라 각각 연장된다. 이에 따라, 자기 소자들(136, 142)과 밀봉 부재(150) 사이에 갭들(160)이 형성될 수 있다.
도 6은 다른 일 실시예에 따라 형성된 밀봉 부재(162)와 결합된 한 쌍의 광섬유(130, 132)의 측면도이다. 밀봉 부재(162)는 (도 5에 도시한) 갭들(160)을 밀봉하도록 구성된다. 밀봉 부재(162)는 자석 밀봉부(164)를 포함한다. 자석 밀봉부(164)는 광섬유들(130, 132)의 외면들(156, 158)로부터 방사상 내측으로 각각 연장된다. 자석 밀봉부(164)는 자기 소자들(136, 142)의 각각 둘레로 연장된다. 자석 밀봉부(164)는, 자기 소자들(136, 142)의 서로에 대한 움직임 및/또는 각 광섬유들(130, 132)의 코어들(134, 140)에 대한 자기 소자들(136, 142)의 움직임을 방지할 수 있다.
밀봉 부재(162)는 밀봉 부재(150)에 대하여 도 5에서 설명한 물질들 중 임의의 것으로 형성될 수 있다. 또한, 밀봉 부재(162)는 밀봉 부재(150)에 대하여 도 5에서 설명한 기능들 중 임의의 것을 수행할 수 있다.
도 7은 다른 일 실시예에 따라 형성된 광섬유(200)의 단부도이다. 광섬유(200)는, 클래딩(204)이 둘레에 배치된 (도시하지 않은) 코어를 포함한다. 자기 소자(206)는 코어 위에 배치된다. 자기 소자(206)는 전술한 바와 같은 임의의 적절한 자기 소자일 수 있다. 자기 소자(206)는 코어와 정렬된다. 예를 들어, 전술한 바와 같이, 자기 소자(206)의 중심(208)은 코어의 (도시하지 않은) 중심과 정렬될 수 있다. 자기 소자(206)는, 내부에 함침된 자기 입자들(210)을 포함할 수 있다. 자기 입자들(210)은 자기 소자(206)에 음 극성 또는 양 극성 중 하나를 제공하도록 분극된다. 자기 소자(206)는 광섬유(200)의 코어를 다른 광섬유의 코어와 정렬하도록 구성된다.
예시한 실시예에서, 클래딩(204)은 내부에 위치하는 부착 메커니즘(212)을 포함한다. 부착 메커니즘(212)은 광섬유(200)와 다른 광섬유의 추가 정렬을 제공하도록 구성된다. 부착 메커니즘은 광섬유(200)를 정렬하기 위한 자기 소자(206)와 함께 사용된다. 예를 들어, 자기 소자(206)는 광섬유(200)와 다른 광섬유의 코어간 정렬을 제공하는 반면, 부착 메커니즘(212)은 광섬유(200)의 코어 둘레에 추가 지지를 제공한다. 부착 메커니즘(212)은 자기 소자(206)와 다른 광섬유의 자기 소자의 정렬을 유지하는 것을 용이하게 할 수 있다. 또한, 부착 메커니즘(212)은 코어와 다른 광섬유의 코어의 정렬을 유지하는 것을 용이하게 할 수 있다. 또한, 부착 메커니즘(212)은, 광섬유들 중 적어도 하나가 이동되거나 힘을 받는 경우에 광섬유(200)가 다른 광섬유로부터 결합 해제되는 것을 방지할 수 있다. 예를 들어, 광섬유(200)에 가해지는 힘으로 인해, 자기 소자(206)가 다른 광섬유의 자기 소자로부터 체결 해제될 수 있다. 부착 메커니즘(212)은 자기 소자들의 결합 해제를 제한하거나 방지하도록 힘을 제공할 수 있다.
부착 메커니즘(212)은, 다른 광섬유의 자기 소자들에 결합되도록 구성되는 (도 8에 예시한 바와 같은) 자기 소자들로서 형성될 수 있다. 대안으로, 부착 메커니즘(212)은, 다른 광섬유의 대응하는 메커니즘과 체결하도록 구성되는 (도 9에 예시한 바와 같은) 핀과 소켓으로서 형성될 수 있다. 부착 메커니즘은 자기 소자나 핀과 소켓으로 한정되지 않는다는 점에 주목하기 바란다. 오히려, 부착 메커니즘은 당업계에 알려져 있는 임의의 적절한 부착 메커니즘일 수 있다.
도 8은 일 실시예에 따라 결합된 한 쌍의 광섬유(200)의 측면도이다. 한 쌍의 광섬유(200)는 제1 광섬유(220)와 제2 광섬유(222)를 포함한다. 제1 광섬유(220)는 코어(224)를 갖는다. 코어(224)는 제1 광섬유(220)의 단부(228)에서 자기 소자(226)로 커버된다. 제2 광섬유(222)는 코어(230)를 갖는다. 코어(230)는 제2 광섬유(222)의 단부(234)에서 자기 소자(232)로 커버된다. 자기 소자(226)는 제1 극성을 갖고, 자기 소자(232)는 제1 극성의 반대인 제2 극성을 갖는다. 이처럼, 자기 소자(226)와 자기 소자(232)는 서로 인력을 받는다.
자기 소자(226)는, 제1 광섬유(220)의 코어(224)를 제2 광섬유(222)의 코어(230)에 결합하도록 자기 소자(232)에 결합된다. 코어(224)와 코어(230)는 자기 소자들(226, 232)에 의해 정렬된다. 일 실시예에서, 코어(224)와 코어(230)는, 각 자기 소자(226, 232)의 중심(236)(예를 들어, 도 7에 도시한 중심(208)) 및 각 코어(224, 230)의 중심(238)에 대하여 정렬된다. 코어들(224, 230)은 광신호가 코어들(224, 230) 간에 전달될 수 있도록 정렬된다. 광신호는 코어들(224 또는 230) 중 하나의 코어로부터 자기 소자들(226, 232)을 통해 나머지 코어(224 또는 230)로 전달된다.
광섬유(220)는 부착 메커니즘(240)(예를 들어, 도 8에 도시한 부착 메커니즘(212))을 포함하고, 광섬유(222)는 부착 메커니즘(242)(예를 들어, 도 8에 도시한 부착 메커니즘(212))을 포함한다. 예시한 실시예에서, 부착 메커니즘들(240, 242)은 자기 소자들로서 구성된다. 대안으로, 부착 메커니즘들(240, 242)은 서로 결합하기 위한 다른 임의의 적절한 수단을 가질 수도 있다. 부착 메커니즘(240)은 제1 극성을 갖고, 부착 메커니즘(242)은 제1 극성의 반대인 제2 극성을 갖는다. 이에 따라, 부착 메커니즘(240)은 부착 메커니즘(242)으로 인력을 받는다. 부착 메커니즘(240)은 부착 메커니즘(242)에 결합되어 광섬유(220)와 광섬유(222) 간의 추가 결합을 제공한다. 예를 들어, 부착 메커니즘들(240, 242)은 광섬유들(220, 222)이 체결 해제되는 것을 방지할 수 있다.
부착 메커니즘들(240, 242)은 (도 7에 도시한 부착 메커니즘(212)에 대하여 도시한 바와 같이) 각 광섬유들(220, 222)의 원주 둘레로 연장된다. 부착 메커니즘들(240, 242)은 각 광섬유들(220, 222)의 원주 둘레로 연장되어 광섬유들(220, 222)의 원주 둘레로 결합을 제공한다. 또한, 부착 메커니즘들(240, 242)은 각 광섬유들(220, 222)의 원주 둘레로 연장되어 광섬유들(220, 222)의 각 코어들(224, 230) 둘레로 결합을 제공한다. 일 실시예에서, 광섬유들(220, 222)은, 예를 들어, 도 5에 도시한 밀봉 부재(150), 도 6에 도시한 밀봉 부재(162) 등의 밀봉 부재, 또는 다른 임의의 적절한 밀봉 부재로 밀봉될 수 있다.
도 9는 다른 일 실시예에 따라 결합된 광섬유들(220, 222)의 측면도이다. 광섬유(220)는 부착 메커니즘(250)(예를 들어, 도 8에 도시한 부착 메커니즘(212))을 포함하고, 광섬유(222)는 부착 메커니즘(252)(예를 들어, 도 8에 도시한 부착 메커니즘(212))을 포함한다. 부착 메커니즘(250)은 핀으로서 형성되고, 부착 메커니즘(252)은 소켓으로서 형성된다. 부착 메커니즘(250)은 부착 메커니즘(252) 내에 수용되도록 구성된다. 일 실시예에서, 부착 메커니즘(250)은 부착 메커니즘(252)과의 억지 끼워맞춤을 생성하도록 리브(ribs), 바브(barbs) 등을 포함할 수 있다. 다른 일 실시예에서, 부착 메커니즘(250)은 테이퍼링될 수 있고 및/또는 부착 메커니즘(252)의 원주보다 큰 원주를 가질 수 있다. 이러한 실시예에서, 부착 메커니즘(250) 및/또는 부착 메커니즘(252)은 이러한 부착 메커니즘들 간에 억지 끼워맞춤을 생성하도록 변형가능하다.
부착 메커니즘(250)은 광섬유(220)로부터 길이(254)만큼 연장된다. 길이(254)는, 자기 소자들(226, 232)의 결합 길이(256)보다 길다. 부착 메커니즘(150)은, 광섬유들(220, 222)이 결합되면 자기 소자들(226, 232)을 너머 연장된다. 부착 메커니즘(252)은 광섬유(222) 내로 길이(258)만큼 연장된다. 길이(258)는 부착 메커니즘(250)을 수용하도록 구성되는 한편, 자기 소자들(226, 232)의 결합을 허용한다. 부착 메커니즘(250)은 부착 메커니즘(252)에 결합되어 광섬유(220)와 광섬유(222) 간에 추가 결합을 제공한다. 예를 들어, 부착 메커니즘들(250, 252)은 광섬유들(220, 222)이 체결 해제되는 것을 방지할 수 있다.
부착 메커니즘들(250, 252)은 (도 7에 도시한 부착 메커니즘(212)에 대하여 예시한 바와 같이) 각 광섬유들(220, 222)의 원주 둘레로 연장된다. 부착 메커니즘들(250, 252)은 각 광섬유들(220, 222)의 원주 둘레로 연장되어 광섬유들(220, 222)의 원주 둘레에 결합을 제공한다. 또한, 부착 매커니즘들(250, 252)은 각 광섬유들(220, 222)의 원주 둘레로 연장되어 광섬유들(220, 222)의 각 코어들(224, 230) 둘레에 결합을 제공한다. 일 실시예에서, 광섬유들(220, 222)은, 예를 들어, 도 5에 도시한 밀봉 부재(150), 도 6에 도시한 밀봉 부재(162) 등의 밀봉 부재, 또는 다른 임의의 적절한 밀봉 부재로 밀봉될 수 있다.
도 10은 전자 부품(300)에 결합된 광섬유(100)의 개략적인 측면도이다. 전자 부품(300)은 광섬유들을 수용하기 위한 임의의 적절한 전자 부품일 수 있다. 예시적인 일 실시예에서, 전자 부품(300)은 실리콘 광자 칩이지만, 대체 실시예들에서는 다른 유형의 전자 부품을 사용할 수도 있다. 전자 부품(300)은, 광섬유, 케이블, 와이어, 카드 모듈 등을 수용하도록 구성된 인터페이스(302)를 포함한다. 인터페이스(302)는, 회로 기판에 장착될 수 있으며, 예를 들어, 인쇄 회로 기판, 마더보드, 미드플레인 회로 기판, 백플레인 회로 기판 등에 장착될 수 있다. 예시한 실시예에서, 인터페이스(302)는 커넥터(304)를 포함한다. 커넥터(304)는 광섬유(100)에 결합되도록 구성된다. 커넥터(304)는, 전자 부품(300) 내의 전기 부품들(308)과 광섬유(100) 간의 광신호를 수용 및/또는 전달하도록 구성된 광 코어 (306)를 포함한다.
자기 소자(310)는 커넥터(304)에 제공된다. 자기 소자(310)는 광 코어(306)의 단부에 제공된다. 예를 들어, 자기 소자(310)의 중심은 광 코어(306)의 중심과 정렬될 수 있다. 자기 소자(310)는 전술한 자기 소자들과 유사할 수 있다. 예를 들어, 자기 소자(310)는, 자기 물질 또는 입자들이 내부에 함침되어 있는 에폭시 매트릭스를 포함할 수 있다. 자기 소자(310)는, 광신호가 광 코어(306)로 및 광 코어로부터 전달될 수 있도록 광학적으로 투과성을 갖는다. 자기 소자(310)는 광섬유(100)의 대응하는 자기 소자와 자기적으로 접속되도록 분극된다. 자기 물질(예를 들어, 자기 입자들)은, 철-네오디뮴-보론 합금, 철-니켈-알루미늄 합금, 철-코발트 합금, 철 산화물, 바륨, 스트론튬, 또는 납 산화물 등 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
자기 소자(310)는 광섬유(100)의 자기 소자들(110, 112) 중 하나의 극성과는 반대 극성을 갖도록 분극된다. 이에 따라, 광섬유(100)의 자기 소자들(110, 112) 중 하나는 전자 부품(300)의 자기 소자(310)로 인력을 받는다. 광섬유(100)의 자기 소자(110, 112)는 전자 부품(300)의 자기 소자(310)에 결합되어, 광섬유(100)의 코어(106)가 전자 부품(300)의 광 코어(306)와 정렬된다. 자기 소자들(110, 112)과 자기 소자(310)는 광섬유(100)와 전자 부품(300) 간의 광신호의 전달을 용이하게 한다. 인식하듯이, 광섬유(100)와 전자 부품(300)은 광섬유(100)와 전자 부품(300) 간에 추가 지지를 제공하도록 다른 부착 메커니즘을 포함할 수도 있다.
도 11은 예시적인 일 실시예에 따라 형성된 광섬유(400)의 단부(402)의 측면도이다. 광섬유(400)는, 코어의 원주 둘레로 연장되는 클래딩(406)을 갖는 코어(404)를 포함한다. 자기 소자(408)는 코어(404)의 단부(410)에 위치한다. 클래딩(406)은 자기 소자(408)의 원주 둘레로 연장된다. 자기 소자(408)의 단부(412)는 광섬유(400)의 단부(402)와 동일한 높이를 이룬다. 자기 소자(408)의 단부(412)는 클래딩(406)의 단부(414)와 동일한 높이를 이룬다. 일 실시예에서, 자기 소자(408)는 코어(404)의 단부(410)에 부착된 자기층이다. 일 실시예에서, 자기 소자(408)는 코어(404)의 적어도 일부를 코팅한다. 일 실시예에서, 자기 소자(408)는 코어(404)의 노출면에 부착된다.
도 12는 또 다른 예시적인 일 실시예에 따라 형성된 광섬유(450)의 단부(452)의 측면도이다. 광섬유(450)는, 코어의 원주 둘레로 연장되는 클래딩(456)을 갖는 코어(454)를 포함한다. 자기 소자(458)는 코어(454)의 일부 둘레로 적어도 부분적으로 연장된다. 자기 소자(458)는 클래딩(456)과 코어(454) 사이에 위치한다. 자기 소자(458)의 단부(460)는 광섬유(450)의 단부(452)와 동일한 높이를 이룬다. 자기 소자(458)의 단부(460)는 클래딩(456)의 단부(464) 및/또는 코어(454)의 단부(462)와 동일한 높이를 이룰 수도 있다. 일 실시예에서, 자기 소자(458)는 코어(454)에 부착된 자기층이다. 일 실시예에서, 자기 소자(458)는 코어(454)의 적어도 일부를 코팅한다.
다양한 실시예들은, 자기 소자를 갖는 광섬유를 제공하여 전자 부품이나 다른 광섬유와의 코어간 정렬을 제공한다. 자기 소자들은 광섬유의 각 단부에 제공된다. 자기 소자는 나노 입자의 형태인 자기 물질로 함침될 수 있고, 이러한 나노 입자들은, 광신호가 자기 소자를 통해 전달될 수 있게 하는 크기와 간격을 갖는다. 광섬유는, 자기 소자를 다른 광섬유의 자기 소자와 체결함으로써, 그 다른 광섬유에 결합된다. 자기 소자들은 각 광섬유의 코어들을 결합하여 광섬유 코어들의 정렬을 유지한다. 광신호를 위한 광 전달 경로는, 광섬유들의 자기 소자들 및 광섬유들의 코어들을 포함한다. 또한, 광섬유들에는, 광섬유들을 함께 더욱 고정하도록 밀봉 부재 및/또는 부착 메커니즘이 제공될 수 있다.
100: 광섬유 102: 제1 단부
104: 제2 단부 106: 코어
108: 클래딩 110: 자기 소자
112: 자기 소자 114: 거리
116: 원주 118: 직경
119: 중심 120: 두께
122: 원주 124: 직경
126: 중심 128: 자성 물질
130: 제1 광섬유 132: 제2 광섬유
134: 코어 136: 자기 소자
138: 단부 140: 코어
142: 자기 소자 144: 단부
146: 중심 148: 중심
150: 밀봉 부재 152: 클래딩
154: 클래딩 156: 광섬유들의 외면
158: 광섬유들의 외면 160: 갭
162: 밀봉 부재 164: 자석 밀봉부
200: 광섬유 204: 클래딩
206: 자기 소자 208: 자기 소자의 중심
210: 자기 입자 212: 부착 메커니즘
220: 제1 광섬유 222: 제2 광섬유
224: 코어 226: 자기 소자
228: 단부 230: 코어
232: 자기 소자 234: 단부
236: 자기 소자의 중심 238: 코어의 중심
240: 부착 메커니즘 242: 부착 메커니즘
250: 부착 메커니즘 252: 부착 메커니즘
254: 길이 256: 결합 길이
258: 길이 300: 전자 부품
302: 인터페이스 304: 커넥터
306: 광 코어 308: 전기 부품
310: 자기 소자 400: 광섬유
402: 단부 404: 코어
406: 클래딩 408: 자기 소자
410: 단부 412: 단부
414: 단부 450: 광섬유
452: 단부 454: 코어
456: 클래딩 458: 자기 소자
460: 단부 462: 단부
464: 단부

Claims (9)

  1. 광섬유(100)로서,
    상기 광섬유가 사이에서 연장되는 제1 단부(102) 및 제2 단부(104)와,
    상기 제1 및 제2 단부들에서 단부면들(end surfaces; 103, 105)을 갖고, 상기 제1 단부로부터 상기 제2 단부로 광신호를 전달하기 위한 코어(106)와,
    상기 코어의 원주 둘레에 위치한 클래딩(108)과,
    상기 제1 및 제2 단부들의 단부면들에 있으며, 상기 코어를 다른 광섬유의 코어의 단부에 있는 자기 소자에 자기적으로 결합하도록 구성된, 자기 소자들(110)을 포함하며,
    상기 자기 소자(110)는, 광학적으로 투과성을 갖고, 광신호가 상기 자기 소자를 통과할 수 있게 하는, 광섬유(100).
  2. 제1항에 있어서, 상기 자기 소자(110)는 자기 나노 입자들을 갖는 자기층이고, 상기 자기층은 상기 코어의 대응하는 단부면(103, 105)의 적어도 일부를 코팅하는, 광섬유(100).
  3. 제1항에 있어서, 상기 자기 소자(110)는 상기 코어의 단부면(103, 105)에 부착된 자기층인, 광섬유(100).
  4. 제1항에 있어서, 상기 자기 소자(110)는, 철-네오디뮴-보론 합금, 철-니켈-알루미늄 합금, 철-코발트 합금, 철 산화물, 바륨, 스트론튬, 또는 납 산화물 중 적어도 하나로 함침되는, 광섬유(100).
  5. 제1항에 있어서, 상기 자기 소자(110)는 상기 코어(106)로부터 상기 클래딩(108)의 단부를 벗어나 연장되고, 상기 자기 소자는 상기 코어에 의해 형성되는 광 전달 경로의 일부를 형성하는, 광섬유(100).
  6. 제1항에 있어서, 상기 자기 소자(110)는 상기 코어(106)의 노출면 상에 제공되는, 광섬유(100).
  7. 제1항에 있어서, 상기 광섬유와 상기 다른 광섬유는 결합된 후 열 수축 튜브(heat shrink tubing)로 밀봉되는, 광섬유(100).
  8. 제1항에 있어서, 상기 자기 소자(110)는 자기 나노 입자들이 내부에 함침되어 있는 에폭시의 매트릭스로 형성되고, 상기 에폭시는 상기 코어(106)의 대응하는 단부면(103, 105)으로 경화되는, 광섬유(100).
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