KR102183595B1 - 멀티코어 광섬유의 광 트래픽을 모니터링 하기 위한 다 채널 광 파워 모니터, 이를 포함하는 멀티코어 광섬유 및 다 채널 광 파워 모니터를 제작하기 위한 펨토초 레이저 쓰기 시스템 - Google Patents

멀티코어 광섬유의 광 트래픽을 모니터링 하기 위한 다 채널 광 파워 모니터, 이를 포함하는 멀티코어 광섬유 및 다 채널 광 파워 모니터를 제작하기 위한 펨토초 레이저 쓰기 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 멀티코어 광섬유의 광 트래픽을 모니터링 하기 위한 다 채널 광 파워 모니터는 각각의 광축이 서로 평행하게 배치된 복수의 코어들 각각으로부터 일정한 각도를 이루며 연장 형성되는 복수의 태핑 도파로(tapping waveguide)들, 상기 복수의 코어들 및 태핑 도파로들을 감싸는 클래드 및 상기 태핑 도파로들이 상기 복수의 코어들에 연결되는 부분과 반대되는 일단 및 상기 클래드의 외주면에 연결되는 복수의 광 검출소자들을 포함하고, 상기 태핑 도파로들은 상기 복수의 코어들의 길이 방향을 따라 클래드의 외주면을 향해 연장 형성되고, 펜 마킹 기술(pen marking technology)에 의해 정렬되며, 펨토초 레이저 빔(femtosecond laser beam)에 의해 가공 형성된다.

Description

멀티코어 광섬유의 광 트래픽을 모니터링 하기 위한 다 채널 광 파워 모니터, 이를 포함하는 멀티코어 광섬유 및 다 채널 광 파워 모니터를 제작하기 위한 펨토초 레이저 쓰기 시스템{A Multi-channel optical power monitor for monitoring optical traffic in a multicore fiber, a Multicore fiber having the same and Femtosecond laser writing system for manufacturing the same}
본 발명은 멀티코어 광섬유에서 광 트래픽을 모니터링 하기 위한 다 채널 광 파워 모니터 및 이를 제작하기 위한 펨토초 레이저 쓰기 시스템에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 다중 코어가 삽입된 멀티코어 광섬유에서 각 코어에 대한 광 트래픽을 실시간으로 모니터링 할 수 있는 다수의 탭핑 도파로들을 가지는 다 채널 광 파워 모니터 및 다 채널 광 파워 모니터를 제작하기 위한 펨토초 레이저 쓰기 시스템에 관한 것이다.
종래에 광통신에 사용하고 있는 광섬유는 싱글코어 광섬유로써, 하나의 코어만을 포함하고 있었다.
이러한 싱글코어 광섬유의 외경은 125μm이지만, 코어 직경은 10μm 정도로 광섬유 단면 내에 공간 낭비가 많았다. 단일 코어 광섬유(Single Mode-Single Core Fiber: SM-SCF)의 전송 용량은 광 대역폭 확장 및 스펙트럼 효율 향상을 포함한 다양한 첨단 기술을 통해 지난 수십년 동안 기하 급수적으로 증가하였다. 최근 SM-SCF 전송 시스템은 최대 100Tb/s의 전송 용량과 100Pb/skm 이상의 용량 거리 제품을 구현했다. 그러나 기존 표준 SM-SCF의 용량은 더 이상 증가하는 용량 요구를 만족시키지 못하고 증폭기 대역폭, 비선형 잡음 및 광섬유 퓨즈 현상의 한계로 근본적인 한계에 다다랐다.
이러한 추세에 대응하기 위해 현존하는 싱글코어 광섬유의 한계를 뛰어 넘는 신형 광섬유에 관한 연구와 개발이 진행되었으며, 광섬유에 복수의 코어를 배치하는 멀티코어 광섬유(Multi-Core Fiber: MCF)가 제안되었다. MCF는 현재 광 통신 시스템에서 공간 분할 멀티플랙싱 시스템(Space-division multiplexing system)과 같은 방법을 이용하여 광 섬유의 전송 용량을 추가로 증가할 수 있는 큰 가능성을 가지고 있다.
멀티코어 광섬유는 다양한 크기와 모양, 직경, 재료로 구성된 여러 개의 코어들을 포함하므로, 개별 코어들마다 광 파워를 실시간으로 모니터링 해야 할 필요성이 생겼다.
기존에 제안된 멀티코어 광섬유는 개별 코어들의 광 파워를 측정하기 위해, 멀티코어 광섬유 내부에 반사면을 배치하여 광 도파로 또는 탭핑 도파로의 구조를 변형시키거나, 광섬유를 휘도록 만들어 광 또는 탭핑 도파로를 왜곡시켜 광 파워를 측정하였다. 하지만, 이러한 변형 및 왜곡은 멀티코어 광섬유의 근본적인 기능에 영향을 미친다는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하기 위한 것으로서, 개별 코어들마다 직접적으로 광 파워, 광 트래픽을 측정할 수 있는 다 채널 광 파워 모니터를 제공하는데 목적이 있다.
한편, 본 발명은 복수의 코어들 각각으로부터 이음새 없이 연장 형성된 광 검출 도파로들을 이용하여, 다른 코어들에 대한 간섭, 개별 코어에 형성된 주 도파로에 대한 왜곡 및 광섬유 자체의 변형 없이 각 코어들의 광 파워를 측정할 수 있는 다 채널 광 파워 모니터를 제공하는데 목적이 있다.
또한, 본 발명은 개별 코어들마다 직접적으로 광 파워, 광 트래픽을 측정할 수 있는 멀티코어 광섬유를 제공하는데 목적이 있다.
한편, 본 발명은 복수의 광 검출 도파로들이 형성된 다 채널 광 파워 모니터를 제작하기 위한 펨토초 레이저 쓰기 시스템을 제공하는데 목적이 있다.
본 발명은 상기 목적을 달성하기 위하여, 각각의 광축이 서로 평행하게 배치된 복수의 코어들 각각으로부터 일정한 각도를 이루며 연장 형성되는 복수의 태핑 도파로(tapping waveguide)들, 상기 복수의 코어들 및 태핑 도파로들을 감싸는 클래드 및 상기 태핑 도파로들이 상기 복수의 코어들에 연결되는 부분과 반대되는 일단 및 상기 클래드의 외주면에 연결되는 복수의 광 검출소자들을 포함하고, 상기 태핑 도파로들은, 상기 복수의 코어들의 길이 방향을 따라 클래드의 외주면을 향해 연장 형성되고, 펜 마킹 기술(pen marking technology)에 의해 정렬되며, 펨토초 레이저 빔(femtosecond laser beam)에 의해 가공 형성된, 멀티코어 광섬유의 광 트래픽을 모니터링 하기 위한 다 채널 광 파워 모니터를 제공한다.
상기 복수의 코어들 각각의 광축과 상기 태핑 도파관들 각각의 광축은 서로 예각을 이룰 수 있다.
상기 복수의 코어들 각각은 제1 및 제2 광원과 광 연결되어 있으며, 상기 제1 광원은 광신호를 방출하고, 상기 제2 광원은 펨토초 레이저 빔을 방출하며, 상기 제2 광원에서 방출되는 상기 펨토초 레이저 빔의 출력 또는 펄스 반복률을 조절하여 상기 태핑 도파관들 각각에 대한 탭 비율(tap ratio)을 독립적으로 조절할 수 있다.
상기 복수의 코어들 및 태핑 도파관들의 평균 굴절률이 상기 클래드의 굴절률 보다 높을 수 있다.
한편, 본 발명은 상기 목적을 달성하기 위하여, 광원과 연결된 제1 도파로가 형성되며 각각의 광축이 서로 평행하게 배치된 복수의 코어들, 상기 복수의 코어들을 둘러싸는 클래드, 상기 복수의 코어들 각각으로부터 상기 클래드의 외주면을 향해 연장 형성되는 복수의 제2 도파로들, 상기 제2 도파로들의 일단과 접하는 상기 클래드의 외주면에 연결되는 복수의 광 검출소자들을 포함하고, 상기 제2 도파로들은 상기 복수의 코어들의 길이 방향을 따라, 상기 제1 도파로에서 광이 진행하는 방향으로 형성되며, 펜 마킹 기술(pen marking technology)에 의해 정렬되고, 펨토초 레이저 빔(femtosecond laser beam)에 의해 가공 형성된, 다 채널 광 파워 모니터를 포함하는 멀티코어 광섬유를 제공한다.
상기 제1 도파로들에 형성된 제1 광축과 상기 제2 도파로들에 형성된 제2 광축은 서로 예각을 이룰 수 있다.
상기 광원은 광신호를 방출하는 제1 광원 및 펨토초 레이저 빔을 방출하는 제2 광원을 포함하고, 상기 복수의 코어들 각각은 상기 제1 및 제2 광원으로부터 방출된 광신호 및 펨토초 레이저 빔을 일정한 방향으로 진행시키며, 상기 제2 광원에서 방출되는 상기 펨토초 레이저 빔의 출력 또는 펄스의 반복률을 조절하여 상기 제2 도파로들 각각에 대한 탭 비율(tap ratio)을 독립적으로 조절할 수 있다.
상기 펨토초 레이저 빔은 상기 클래드와 같은 유전체 물질의 영구적인 굴절률 변화를 야기할 만큼의 강도를 가질 수 있다.
상기 제1 및 제2 도파로들의 평균 굴절률이 상기 클래드의 굴절률 보다 높을 수 있다.
상기 복수의 코어들 각각은 서로 다른 크기, 모양, 치수 및 도핑(doping) 재료로 이루어질 수 있다.
또한, 본 발명은 상기 다른 목적을 달성하기 위하여, 본체, 상기 본체 상에 음각 형성되고, 멀티코어 광섬유가 삽입 배치되는 복수의 슬롯들, 상기 복수의 슬롯들에 직선으로 배치되는 멀티코어 광섬유의 양 단을 고정하는 제1 및 제2 홀더를 포함하고, 상기 슬롯은 상기 멀티코어 광섬유가 상기 펨토초 레이저 빔에 노출되는 부분에는 빈 공간이 형성되는, 다 채널 광 파워 모니터를 제작하기 위한 광 섬유 고정 장치를 제공할 수 있다.
상기 본체는 평면 상에서 'ㄷ'자 형태를 가질 수 있다.
또한, 본 발명은 상기 또 다른 목적을 달성하기 위하여, 펨토초 레이저 빔 출력부, 상기 펨토초 레이저 빔 출력부에서 방출된 펨토초 레이저 빔을 제1 및 제2 펨토초 레이저 빔으로 분산하는 스플리터, 상기 스플리터에서 분산된 상기 제1 및 제2 펨토초 레이저 빔 중 상기 제1 펨토초 레이저 빔을 수신하여 상기 펨토초 레이저 빔 출력부에서 방출된 상기 펨토초 레이저 빔의 출력을 측정하는 파워 미터, 멀티코어 광섬유를 고정하는 광 섬유 고정 장치, 상기 스플리터에서 분산된 상기 제1 및 제2 펨토초 레이저 빔 중 상기 제2 펨토초 레이저 빔을 수신하여 상기 멀티코어 광섬유의 클래드에 제2 펨토초 레이저 빔이 이르도록 가이드하는 복수의 광 가이드 부재들, 상기 광 섬유 고정 장치가 배치되며, 상기 광 섬유 고정 장치를 회전, 틸팅 및 슬라이딩 시킬 수 있는 변환 스테이지 및 상기 스테이지와 전기적으로 연결되어 상기 스테이지를 조작할 수 있는 제어부를 포함하고, 상기 변환 스테이지는 평면 상에서 상기 광 섬유 고정 장치를 X축 및 Y축으로 이동시키고 일정한 각도로 회전 및 틸팅시킬 수 있는 평면 스테이지 및 내부에 장착된 대물 렌즈를 통해 상기 멀티코어 광섬유로 상기 제2 펨토초 레이저 빔을 방사할 수 있는 Z축 스테이지를 포함하고, 상기 제어부는 상기 Z축 스테이지에 장착되는 촬영부, 상기 촬영부를 통해 촬영된 상기 멀티코어 광섬유의 실시간 이미지를 디스플레이 해주는 디스플레이부 및 상기 평면 스테이지 및 Z축 스테이지를 조작할 수 있도록 하게 해주는 인터페이스 콘솔부를 더 포함하는, 다 채널 광 파워 모니터를 제작하기 위한 펨토초 레이저 쓰기 시스템을 제공한다.
본 발명에 따른 다 채널 광 파워 모니터는 멀티코어 광섬유 내부에 포함된 복수의 코어들을 가로지르거나 간섭하지 않으므로, 개별 코어에 대하여 독자적으로 광 트래픽을 모니터링 하거나 광 신호의 크기를 정확하게 측정할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 멀티코어 광섬유는 복수의 코어들 각각으로부터 이음새 없이 연장 형성되는 광 검출 도파로가 광 검출 소자와 연결되므로, 실질적으로 광 검출 소자가 직접적으로 개별 코어에 연결되는 것과 같은 효과를 가지며, 개별 코어에 대하여 실시간으로 광 트래픽을 모니터링 하거나 광 신호의 크기를 측정할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 다 채널 광 파워 모니터 및 이를 포함하는 멀티코어 광섬유를 사용할 경우, 개별 코어에 대한 탭 비율(tap ratio) 및 광 출력을 독자적으로 조정할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 광 파워 모니터링을 위한 다 채널 광 파워 모니터가 형성된 멀티코어 광섬유를 나타내는 도면이다.
도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ선을 따라 표현한 멀티코어 광섬유의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 멀티코어 광섬유에 제2 도파로를 형성하는 과정을 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 멀티코어 광섬유의 개별 코어와 제2 도파로에 대한 커플링 효율을 나타내는 그래프이다.
도 5는 멀티코어 광섬유 내부에 다 채널 광 파워 모니터를 제작하기 위한 펨토초 레이저 쓰기 시스템를 나타내는 도면이다.
도 6은 멀티코어 광섬유 내부에 다 채널 광 파워 모니터를 제작하기 위해 사용되는 광 섬유 고정장치를 나타내는 도면이다.
도 7은 도 6의 VII 부분을 확대하여 표현한 멀티코어 광섬유의 일부에 대한 사진이다.
이하에서는 설명의 편의를 위해 첨부된 도면을 참조하여 멀티코어 광섬유의 광 트래픽을 모니터링 하기 위한 다 채널 광 파워 모니터, 이를 포함하는 멀티코어 광섬유 및 멀티코어 광섬유에 다 채널 광 파워 모니터를 제작하기 위한 펨토초 레이저 쓰기 시스템에 대하여 상세히 설명한다.
이하에서 설명되는 모든 실시 예들은 본 발명의 이해를 돕기 위해 예시적으로 나타낸 것이며, 여기에 설명된 실시 예들과 다르게 변형되어 다양한 실시 형태로 실시될 수 있다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 혹은 공지 구성요소에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우, 그 구체적인 설명은 생략하도록 한다.
첨부된 도면은 발명의 이해를 돕기 위해서 실제 축척대로 도시된 것이 아니라 일부 구성요소의 치수가 과장되게 도시될 수 있으며, 각 구성요소들에 참조번호를 기재할 때, 동일한 구성요소들에 대해서는 다른 도면에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호로 표시하였다.
또한, 본 발명의 실시 예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 '연결', '결합' 또는 '접속'된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결, 결합 또는 접속될 수 있지만, 그 구성 요소와 그 다른 구성요소 사이에 또 다른 구성 요소가 '연결', '결합' 또는 '접속'될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 실시 예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 발명에 대한 다양한 변형 실시 예들이 있을 수 있다.
그리고, 본 명세서 및 청구범위에서 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정되어서는 안되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
도 1 내지 도 4를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 다 채널 광 파워 모니터를 포함하는 멀티코어 광섬유(100)에 대하여 자세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 광 파워 모니터링을 위한 다 채널 광 파워 모니터가 형성된 멀티코어 광섬유를 나타내는 도면이며, 도 2는 도 1의 Ⅱ-Ⅱ선을 따라 표현한 멀티코어 광섬유의 단면도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 멀티코어 광섬유에 제2 도파로를 형성하는 과정을 나타내는 도면이다. 또한, 도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 멀티코어 광섬유의 개별 코어와 제2 도파로에 대한 커플링 효율을 나타내는 그래프이다.
우선, 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티코어 광섬유(100)는 동종 멀티코어 광섬유(Homogeneous Multi-Core Fiber)와 이종 비결합 멀티코어 광섬유(Heterogeneous　Multi-Core Fiber)에 모두 적용될 수 있다.
기존 싱글코어 광섬유의 전송용량의 한계를 타파하기 위해 제시된 멀티코어 광섬유는 동종 멀티코어 광섬유(Homogeneous Multi-Core Fiber)와 이종 비결합 멀티코어 광섬유(Heterogeneous　Multi-Core Fiber)등으로 구분할 수 있다. 동종 멀티코어 광섬유는 전파상수가 서로 같은 동일코어가 사용되는 멀티코어 광섬유이고, 이종 비결합 멀티코어 광섬유는 전파상수가 서로 다른 복수의 코어를 사용하는 멀티코어로써 코어 밀도를 높일 수 있다는 장점이 있다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티코어 광섬유(100)는 제1 도파로(1001)가 형성된 복수의 코어들(1001a, 1001b, 1001c, 1001d), 이러한 복수의 코어들(1001a, 1001b, 1001c, 1001d)을 둘러싸는 클래드(1004), 각각의 코어(1001a, 1001b, 1001c, 1001d)로부터 연장 형성되는 복수의 제2 도파로(1002a, 1002b, 1002c, 1002d) 및 복수의 광 검출소자(1003a, 1003b, 1003c, 1003d)를 포함한다.
복수의 제2 도파로들(1002a, 1002b, 1002c, 1002d)은 탭핑 도파로(tapping waveguide)로써, 제2 도파로들(1002a, 1002b, 1002c, 1002d)이 모두 모여 도파 번들(waveguide bundle)을 형성하며, 복수의 광 검출소자(1003a, 1003b, 1003c, 1003d)과 함께 다 채널 광 파워 모니터를 형성한다.
즉, 다 채널 광 파워 모니터는 탭핑 도파로인 제2 도파로들(1002a, 1002b, 1002c, 1002d)을 이용하여 각 코어의 광 파워를 실시간으로 모니터링할 수 있다.
제1 도파로(1001)는 주 도파로로써, 광원(미도시)으로부터 출력된 광을 출력부(미도시) 쪽으로 전달하는 역할을 하며, 제1 광축(1005)이 형성된다. 멀티코어 광섬유(100)에 포함된 각 코어의 제1 도파로(1001) 및 제1 광축(1005)은 모두 서로 평행하도록 배치된다.
클래드(1004)는 복수의 코어들(1001a, 1001b, 1001c, 1001d)을 둘러싸는 피복으로써, 코어들(1001a, 1001b, 1001c, 1001d)을 외부 환경으로부터 보호하고, 코어(1001a, 1001b, 1001c, 1001d)와 클래드(1004)의 굴절률 차이를 이용하여 광 신호를 코어의 내부에서만 머물도록 공간적, 물질적으로 한정하여 코어 영역에서 광 신호 및 레이저 빔이 진행할 수 있도록 한다.
한편, 클래드(1004)의 외주면에는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 복수의 광 검출소자들(1003a, 1003b, 1003c, 1003d)이 부착 또는 연결되며, 광 검출소자들(1003a, 1003b, 1003c, 1003d)은 태핑 도파로 즉, 제2 도파로(1002a, 1002b, 1002c, 1002d) 광 파워를 측정할 수 있는 광 다이오드로 구성된다.
복수의 코어들(1001a, 1001b, 1001c, 1001d) 각각은 광원(미도시)과 연결되어 있다. 이 때, 광원은 제1 및 제2 광원(미도시)을 포함하며, 제1 광원(미도시)은 광 신호를 방출하고, 제2 광원(미도시)은 펨토초 레이저 빔을 방출하도록 구성된다.
또한, 복수의 코어들(1001a, 1001b, 1001c, 1001d) 각각은 서로 다른 크기, 모양, 치수 및 도핑(doping) 재료로 이루어질 수 있다.
제1 도파로(1001)는 예를 들어, 제1 및 제2 광원으로부터 각각 방출되는 초기 광 신호 및 레이저 빔의 99%에 해당하는 광 신호 및 레이저 빔을 전송하고, 이 경우, 제2 도파로(1002a, 1002b, 1002c, 1002d)는, 제1 및 제2 광원으로부터 방출되는 초기 광 신호 및 레이저 빔의 1%에 해당하는 광 신호 및 레이저 빔을 전송할 수 있다.
따라서, 각각의 광 검출소자들(1003a, 1003b, 1003c, 1003d)은 제2 도파로들(1002a, 1002b, 1002c, 1002d)을 통해, 각 코어에 형성된 제1 도파로(1001)를 따라 전송되는 광 신호 및 레이저 빔의 일부에 대한 광 파워 및 광 트래픽을 검출할 수 있다.
즉, 예를 들어, 제2 도파로(1002a, 1002b, 1002c, 1002d)가 광원으로부터 방출되는 초기 광 신호 및 레이저 빔의 1%에 해당하는 광 신호 및 레이저 빔을 전송할 수 있도록 제작 및 설정한 경우, 각각의 광 검출소자들(1003a, 1003b, 1003c, 1003d)에서 검출된 광 파워 및 광 트래픽에 대한 값은 전체인 100%에서 1%에 해당할 것이고, 이를 통해 제1 도파로(1001)를 따라 진행하는 광 신호 및 레이저 빔의 광 파워 및 광 트래픽 값은 전체 100%의 99%이 된다(100%-1%=99%).
이렇게 제2 도파로(1002a, 1002b, 1002c, 1002d)가 광원으로부터 방출되는 초기 광 신호 및 레이저 빔의 일부를 전송할 수 있도록 하기 위해서, 복수의 코어들(1001a, 1001b, 1001c, 1001d) 및 제2 도파로들(1002a, 1002b, 1002c, 1002d)의 평균 굴절률은 클래드(1004)의 굴절률 보다 높도록 형성된다.
또한, 본 발명은 제2 광원에서 방출되는 펨토초 레이저 빔의 출력 또는 펄스 반복률을 조절하여 태핑 도파관들(1002a, 1002b, 1002c, 1002d) 각각에 대한 탭 비율(tap ratio)을 독립적으로 조절할 수 있다.
한편, 제2 도파로들(1002a, 1002b, 1002c, 1002d)은 태핑 도파로 즉, 광 검출 도파로로써, 복수의 코어들(1001a, 1001b, 1001c, 1001d) 각각으로부터 클래드(1004)의 외주면을 향해 연장 형성되며, 코어(1001a, 1001b, 1001c, 1001d) 의 길이 방향을 따라 광이 진행하는 방향을 향해 제1 도파로(1001)로부터 연장 형성된다. 그리고, 제2 도파로들(1002a, 1002b, 1002c, 1002d)의 일단은 복수의 광 검출소자들(1003a, 1003b, 1003c, 1003d)과 연결되고, 제2 도파로들(1002a, 1002b, 1002c, 1002d)의 타단은 제1 도파로(1001)와 이음새 없이 연결된다.
제2 도파로들(1002a, 1002b, 1002c, 1002d)에는 각각 제2 광축(1006)이 형성되며, 제2 광축(1006)은 제1 광축(1005)과 평행하지 않도록 형성된다. 또한, 제2 광축(1006)은 제1 광축(1005)과 예각을 이루도록 형성되는 것이 바람직하다.
도 3을 참조하면, 제2 광축(1006)과 제1 광축(1005)이 이루는 각도는 θ로 표현된다.
도 1에 도시된 바와 같이, 제1 도파로(1005)를 따라 제1 광축(1005) 방향으로 전달되던 광 신호는, 제2 광축(1006)이 형성된 제2 도파로들(1002a, 1002b, 1002c, 1002d)이 위치한 부분에서 부분적으로 커플링(coupling)된다. 그리고, 커플링된 광 신호는 제2 광축(1006)을 따라 제2 도파로들(1002a, 1002b, 1002c, 1002d)의 일단에 각각 연결된 광 검출소자들(1003a, 1003b, 1003c, 1003d)에 직접 입사하게 된다.
따라서, 광 검출소자들(1003a, 1003b, 1003c, 1003d)는 제2 도파로들(1002a, 1002b, 1002c, 1002d)를 통해, 제1 도파로(1001)를 따라 전달되는 광 신호의 크기 및/또는 편광 의존도 등을 측정할 수 있으며, 개별 코어(1001a, 1001b, 1001c, 1001d) 별로 광 신호의 크기를 실시간으로 측정할 수 있다.
제2 도파로(1002)는 클래드(1004)와 같은 유전체 물질을 레이저 빔에 직접 노출시켜, 클래드(1004)의 굴절률(ns)을 선별적 또는 선택적으로 수정 및 조절함으로써 형성된다. 이 때, 사용되는 레이저 빔은 펨토초 레이저 빔(Femtosecond laser beam)(1007, 도 3 참조)을 사용하는 것이 바람직하다. 왜냐하면, 펨토초 레이저 빔(1007)은 유전체 물질인 클래드(1004)의 굴절률(ns)을 영구적으로 변형시킬 수 있을 정도의 레이저 빔 강도를 굉장히 짧은 시간 동안 방출할 수 있는 특성을 가지고 있기 때문이다.
다시 도 3을 참조하면, 제2 광원(미도시)에서 방출된 펨토초 레이저 빔(1007)은 대물 렌즈(1010)를 통해 집약된다.
이 때 사용되는 대물 렌즈(1010)는 오일 침지 타입의 대물 렌즈가 사용되는 것이 바람직하며, 높은 개구 수(high numerical aperture, NA)를 가지는 오일 침지 타입의 대물 렌즈가 사용되는 것이 더 바람직하다.
높은 개구 수(high numerical aperture, NA)를 가지는 오일 침지 타입의 대물 렌즈를 사용하면, 일반적으로 사용되는 대물 렌즈를 사용할 때보다, 제2 도파로(1002)를 형성함에 있어서, 심도 의존적인 구면 수차(depth-dependent spherical aberration) 및 위치적인 왜곡(positional distortion) 현상을 크게 완화 시킬 수 있다.
또한, 높은 개구 수(high numerical aperture, NA)를 가지는 오일 침지 타입의 대물 렌즈를 사용하면, 멀티 코어 광섬유(100)와 대물 렌즈(1010)의 상대적인 위치를 조절하여, 펨토초 레이저 빔(1007)이 보다 광 섬유 내부에 집중되도록 초점을 맞출 수 있다.
한편, 높은 개구 수(high numerical aperture, NA)를 가지는 오일 침지 타입의 대물 렌즈를 사용하면, 멀티 코어 광섬유(100)와 대물 렌즈(1010)의 상대적인 위치를 조절하여, 레이저 쓰기 작업(laser writing)에서 대물 렌즈(1010)의 위치를 매우 미세하게 조절할 수 있으므로, 제2 도파로(1002)가 코어(1001)로부터 형성되는 높이 및 제2 도파로(1002)의 형상을 조절할 수 있다.
도 3을 참조하면, 멀티코어 광섬유(100)는 도 3에 도시된 화살표 방향(a)을 따라서 대물 렌즈(1010)에 대해 상대적으로 이동하면서, 대물 렌즈(1010)로부터 방출되는 펨토초 레이저 빔(1007)에 노출되어, 제1 도파로(1001)로부터 클래드(1004)의 외주면에 이르는 제2 도파로(1002)가 형성된다.
펨토초 레이저 빔(1007)은 제1 도파로(1001)에 접촉하도록 방사되므로, 제2 도파로(1002)는 제1 도파로(1001)로부터 이음새 없이 연장되어 클래드(1004)의 외주면에 이르도록 형성된다.
한편, 본 발명은 제2 도파로(1002)를 통해, 멀티코어 광섬유(100)의 코어(1001)를 통해 전달되는 광 신호에 대한 광 파워와 같은 광 트래픽을 모니터링할 수 있으며, 제2 광원으로부터 각각의 코어(1001a, 1001b, 1001c, 1001d)로 방출되는 펨토초 레이저 빔의 출력 및 펄스의 반복률 중 적어도 하나 이상을 조절하여 각 코어의 탭 비율(tap ratio)을 독립적으로 조절할 수 있다.
탭 비율은 광학적 탭 효율(tapping efficiency)이라고도 하며, 광 검출 도파로인 제2 도파로(1002)에서 검출되는 광 신호의 크기와 코어(1001)로 입력되는 광 신호의 크기를 비교한 비율로 정의된다.
또한, 본 실시 예에 따른 멀티코어 광섬유(100)에 포함된 복수의 코어들(1001a, 1001b, 1001c, 1001d)에 대한 평균 굴절률은 클래드(1004)의 굴절률(ns)보다 높게 구성될 수 있다.
본 실시 예에 따른 멀티코어 광섬유(100)가 이종 비결합 멀티코어 광섬유로 구성될 경우에는, 복수의 코어들 간의 굴절률(ncore)이 서로 다르게 구성된다. 또한, 복수의 코어들 각각이 서로 다른 반경을 가지도록 구성된다.
도 4를 참조하면, 펨토초 레이저 빔(1007) 가공을 통해 탭의 폭(Wtap)이 4μm인 광섬유의 클래드 굴절률 변화량(Δncladding)을 조절할 경우, 커플링 효율(coupling efficiency)이 어떻게 변하는 지 알 수 있다.
탭의 폭(Wtap)이 4μm인 광섬유를 이용한 이 예시적인 실시 예에서 코어의 직경은 8μm이고, 코어의 굴절률(ncore)은 1.449이며, 클래드의 굴절률(ns)은 1.444이다. 또한, 클래드의 굴절률 변화량 또는 변화값(Δncladding)은 0.004며, 제1 및 제2 도파로(1001, 1002)가 이루는 각도 θ는 3도이다.
본 실시 예에 따른 멀티코어 광섬유(100)는 코어의 굴절률 변화 값(Δncore)이 0.006에서 0.015로 증가할 때, 광학적 탭 효율은 0.9% 내지 36.7%의 범위 내에서 가변 됨을 알 수 있다. 따라서, 본 실시 예에 따른 멀티코어 광섬유(100)는 매우 폭 넓은 범위에서 쉽게 광학적 탭 효율을 조절할 수 있다.
또한, 본 실시 예에 따른 멀티코어 광섬유(100)는, 굴절률(refractive index)을 조절하는 것 이외에도 도파로의 폭을 조절하여, 각각의 코어(1001a, 1001b, 1001c, 1001d)에 의해 형성되는 채널에 대한 광학적 탭 효율을 가변시킬 수 있다.
또한, 광 검출소자들(1003a, 1003b, 1003c, 1003d)은 제2 도파로(1002)에 의해 각각의 코어(1001a, 1001b, 1001c, 1001d)에 직접적으로 연결되므로, 각 코어에 형성된 제1 도파로(1001)를 따라 진행하는 광 신호의 크기와 빈도를 코어 별로 실시간 모니터링 할 수 있다.
또한, 개별 코어(1001a, 1001b, 1001c, 1001d)마다 탭 비율을 별도로 조절하여, 코어 별로 광 신호의 크기를 다르게 조정할 수 있다.
이하에서는, 도 5 내지 도 7을 참조하여, 본 발명의 일 실시 예에 따른 다 채널 광 파워 모니터를 제작하기 위한 펨토초 레이저 쓰기 시스템(1200)에 대하여 설명하도록 한다.
다만, 본 실시 예에 따른 펨토초 레이저 쓰기 시스템(1200)을 설명함에 있어서, 본 발명의 일 실시 예에 따른 멀티코어 광섬유(100)와 동일한 구성은 설명을 간략히 하거나 생략할 수도 있다. 또한, 본 발명의 일 실시 예에 따른 멀티코어 광섬유(100)의 구성요소와 동일한 구성요소에는 동일한 참조번호를 사용할 수도 있으며, 반복되는 구성은 도시를 생략할 수도 있다.
도 5는 멀티코어 광섬유 내부에 다 채널 광 파워 모니터를 제작하기 위한 펨토초 레이저 쓰기 시스템을 나타내는 도면이며, 도 6은 멀티코어 광섬유 내부에 다 채널 광 파워 모니터를 제작하기 위해 사용되는 광 섬유 고정장치를 나타내는 도면이며, 도 7은 도 6의 VII 부분을 확대하여 표현한 멀티코어 광섬유의 일부에 대한 사진이다.
도 5를 참조하면, 펨토초 레이저 쓰기 시스템(1200)은 펨토초 레이저 빔 출력부(1201), 스플리터(1202), 파워 미터(1203), 복수의 광 가이드 부재들(1205a, 1205b, 1207a, 1207b, 1207c), 제어부(1206), 광 섬유 고정 장치(1100), 변환 스테이지(translation stage)(1204), 대물 렌즈(1010)를 포함한다.
우선, 본 실시 예에 따른 펨토초 레이저 빔 출력부(1201)는 펨토초 레이저 빔(1007)을 다양한 출력으로 방사할 수 있도록 구성된다.
스플리터(1202)는 펨토초 레이저 빔 출력부(1201)에서 방출된 펨토초 레이저 빔(1007)을 제1 및 제2 펨토초 레이저 빔(1007a, 1007b)으로 분산하도록 구성된다.
파워 미터(1203)는 스플리터(1202)에서 분산된 제1 및 제2 펨토초 레이저 빔(1007a, 1007b) 중 제1 펨토초 레이저 빔(1007a)를 수신하도록 구성되고, 제1 펨토초 레이저(1007a) 빔을 통해 펨토초 레이저 빔 출력부(1201)에서 방출된 펨토초 레이저 빔(1007)의 출력이 어느 정도인지 측정한다.
복수의 광 가이드 부재들(1205a, 1205b, 1207a, 1207b, 1207c)은 스플리터(1202)에서 분산된 제1 및 제2 펨토초 레이저 빔(1007a, 1007b) 중 파워 미터(1203)로 유도되는 제1 펨토초 레이저 빔(1007a)를 제외한 제2 펨토초 레이저 빔(1007b)을 변환 스테이지(translation stage)(1204)로 가이드하고, 대물 렌즈(1010)에 제2 펨토초 레이저 빔(1007b)이 집중되도록 유도한다.
이러한 광 가이드 부재들(1205a, 1205b, 1207a, 1207b, 1207c)은 제2 펨토초 레이저 빔(1007b)의 출력이나 특성에 영향을 미치지 않으면서, 제2 펨토초 레이저 빔(1007b)의 진행 방향을 변경할 수 있는 거울이나, 프리즘, 또는 렌즈가 사용될 수 있다.
한편, 본 실시 예에 따른 변환 스테이지(1204)는 평면 스테이지(1209) 및 Z축 스테이지(1208)를 포함한다.
평면 스테이지(1209)는 X축, Y축 및 회전 스테이지(1209a, 1209b, 1209c)를 더 포함하며, 회전 스테이지(1209c) 상에는 광 섬유 고정 장치(1100)가 놓이게 된다.
X축 및 Y축 스테이지(1209a, 1209b) 각각 직선 슬라이드 이동을 할 수 있도록 구성되며, 에어베어링과 같은 정밀 위치 이동 장비로 구성될 수 있다.
회전 스테이지(1209c)는 360도 회전 및 일정한 각도 범위 내에서 틸팅(tilting)이 가능하도록 구성되며, 대물 렌즈(1010)가 장착되고, 펨토초 레이저 빔(1007)을 대물 렌즈(1010)로 유도할 수 있도록 일부 광 가이드 부재가(1207c) 장착된다.
도 6을 참조하면, 본 실시 예에 따른 광 섬유 고정 장치(1100)는 본체(1101), 슬롯(1102), 제1 및 제2 홀더(1103a, 1103b)를 포함하며, 평면 스테이지(1209)를 구성하는 다양한 스테이지들 중에서 회전 스테이지(1209c) 상에 배치된다.
광 섬유 고정 장치(1100)의 본체(1101)는 멀티코어 광섬유(100)를 고정함과 동시에 멀티코어 광섬유(100)가 펨토초 레이저 빔(1007)에 노출될 수 있도록 구성된다. 따라서, 본체의 일면, 바람직하게는 상면(1101a)에 멀티코어 광섬유(100)가 삽입 배치되는 복수의 슬롯들(1102)이 형성된다.
복수의 슬롯들(1102)은 멀티코어 광섬유(100)의 길이 방향을 따라 본체 상면(1101a)에 기다란 홈 형태로 음각되어 형성되며, 제1 및 제2 슬롯(1102a, 1102b)으로 구분될 수 있다. 제1 홀더 (1103a)와 제2 홀더 (1103b)는 각각 제1 및 제2 슬롯(1102a, 1102b)을 덮도록 배치된다.
제1 및 제2 홀더 (1103a, 1103b)는 제1 및 제2 슬롯(1102a, 1102b)에 직선을 유지하며 삽입된 멀티코어 광섬유(100)를 압박 고정하기 위해, 본체(1101)에 나사 결합되고 회전 가능하도록 구성된다.
좀 더 구체적으로는, 제1 및 제2 홀더 (1103a, 1103b)를 반시계 방향으로 돌려서 잠금 해제 상태가 되도록 한다. 그리고, 펨토초 레이저 빔(1007)을 이용하여 멀티코어 광섬유(100)에 제2 도파로(1002)를 형성하기 위해, 멀티코어 광섬유(100)가 제1 및 제2 슬롯(1102a, 1102b)에 직선 형태로 삽입되고, 제1 및 제2 홀더(1103a, 1103b)를 시계 방향으로 돌려서 잠금 상태가 되도록 한다.
이때, 멀티코어 광섬유(100)의 양 단은 제1 및 제2 홀더 (1103a, 1103b)에 의해 고정된다.
한편, 도 6에 도시된 실시 예는 하나의 예시적인 실시 예로써, 멀티코어 광섬유(100)는 광 섬유 고정 장치(1100)의 본체(1101)에 도 6과 다르게 결합될 수도 있다.
따라서, 본 실시 예에 따른 펨토초 레이저 쓰기 시스템(1200)은, 광 섬유 고정 장치(1100)에 멀티코어 광섬유(100)가 장착되고 고정되면, 평면 스테이지(1209)를 이용하여 광 섬유 고정 장치(1100)를 X축 및 Y축으로 이동시키고 다양한 각도로 틸트(tilt) 또는 회전시킴으로써, 3차원 공간 상에서 멀티코어 광섬유(100)를 다양하게 위치시킬 수 있다.
한편, Z축 스테이지(1208)는 대물 렌즈(1010)를 더 포함하며, 대물 렌즈(1010)는 도 3에 도시된 대물 렌즈(1010)와 동일한 구성을 가지므로, 높은 개구 수(NA)를 가진 오일 침지 타입의 대물 렌즈로 구성될 수 있다.
Z축 스테이지(1208)는 도 5에 도시된 바와 같이, 평면 스테이지(1209)와 수직하는 위치에서 Z축 방향으로 직선 이동하면서, 평면 스테이지(1209)와 지속적으로 가까워지거나 멀어질 수 있으며, 제2 펨토초 레이저 빔(1007b)을 회전 스테이지(1209c) 상에 놓인 광 섬유 고정 장치(1100)로 방출한다.
이 때, Z축 스테이지(1208)는 Z축 상에서 이동하기 위해, 로봇 암으로 구성될 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니며, Z축 상에서 이동할 수만 있다면 어떠한 구성을 가져도 좋다.
본 실시 예에 따른 펨토초 레이저 쓰기 시스템(1200)은, 광 섬유 고정 장치(1100)를 사용하여 멀티코어 광섬유(100)가 일정한 장력을 유지하도록 하고, 고온의 펨토초 레이저 빔(1007)에 의해 노출된 멀티코어 광섬유(100)가 별다른 변형 없이 안정적인 직선 상태를 유지하도록 하므로, 멀티코어 광섬유(100) 내부에 정밀한 제2 도파로(1002)를 형성할 수 있으며, 단면 비대칭성이 우수한 제2 도파로(1002)가 형성된다.
이 외에도, 광 섬유 고정 장치(1100)에 고정되어 있는 멀티코어 광섬유(100)에는 펜 마킹 정렬(pen marking alignment) 기술이 적용된다.
펜 마킹 정렬 기술은 멀티코어 광섬유(100) 클래딩 표면에 펜으로 펨토초 레이저 빔(1007)에 노출될 영역을 표시하는 기술로써, 제2 도파로(1002)를 형성하기 위해, 펨토초 레이저 빔(1007)의 초점을 정렬시키기 위하여 사용된다.
즉, 멀티코어 광섬유(100)는 펜 마킹이 된 영역(pen-marked window)만 펨토초 레이저 빔(1007)에 노출된다.
도 7의 사진을 참조하면, 펜 마킹 기술이 적용된 멀티코어 광섬유(100)를 볼 수 있다. 펜 마킹 기술을 이용하면, 도 7에 개시된 사진과 같이, 멀티코어 광섬유(100)에는 두 곳의 펜 마킹 부분(P1, P2)이 형성되며, 제2 도파로(1002)는 제1 펜 마킹 부분(P1)과 제2 펜 마킹 부분(P2) 구간 사이에서, 제1 도파로(1001)와 클래드(1004)의 외주면 사이에 형성된다.
펜 마킹은 작업자가 직접 광 섬유 고정 장치(1100)에 고정되어 있는 멀티코어 광섬유(100)에 펜으로 마킹을 할 수도 있으며, 별도의 로봇 암(robot arm)에 의해 멀티코어 광섬유(100)에 펜 마킹이 되도록 구성할 수도 있다.
이러한 펜 마킹 정렬 기술을 통해, 펨토초 레이저 빔(1007)에 노출될 멀티코어 광섬유(100)의 특정 영역 또는 구간이 육안으로 확인되므로, 제2 도파로(1002)는 특정 영역 또는 구간 내에서 1μm의 이내의 오차 범위 안에서 정밀하게 형성된다.
또한, 본 실시 예에 따른 제어부(1206)는 도 5에 도시된 바와 같이, 촬영부(1206a), 디스플레이부(1206b), 인터페이스 콘솔부(1206c)를 포함한다.
이 때, 작업자는 제어부(1206)를 이용하여 촬영부(1206a)를 통해 평면 스테이지(1209) 상에 배치된 멀티코어 광섬유(100)를 실시간으로 촬영하고, 디스플레이부(1206b)를 이용하여 디스플레이되는 멀티코어 광섬유(100)의 영상을 보면서, 펨토초 레이저 빔(1007)에 노출되는 멀티코어 광섬유(100)를 실시간으로 모니터링 할 수 있다.
또한, 제어부(1206)는 X축, Y축 및 회전 스테이지(1209a, 1209b, 1209c)를 포함하는 평면 스테이지(1209)와 Z축 스테이지(1208)를 제어부(1206)에 포함된 중앙처리유닛(CPU)이 자동으로 조작할 수 있도록 구성될 수 있다. 그리고, 인터페이스 콘솔부(1206c)를 사용하여 작업자가 직접 평면 스테이지(1209)와 Z축 스테이지(1208)의 이동을 조작할 수 있도록 구성될 수도 있다. 따라서, 제어부(1206)는 컴퓨터로 구성될 수 있다.
촬영부(1206a)는 CCD 또는 CMOS 센서와 같은 이미지 센서와 촬영용 렌즈를 포함하며, Z축 스테이지에 장착되어 평면 스테이지(1209) 상에 배치된 멀티코어 광섬유(100)를 촬영할 수 있도록 구성된다.
촬영부(1206a)를 통해 촬영된 멀티코어 광섬유(100)의 영상을 디스플레이 하는 디스플레이부(1206b)는, 모니터 등의 영상 출력 장치가 될 수 있으며, LCD 또는 LED 모니터로 구성될 수 있다.
인터페이스 콘솔부(1206c)는 평면 스테이지(1209) 및 Z축 스테이지(1208)를 조작하기 위해, 키보드, 마우스, 터치패드 등과 같은 입력 장치를 모두 포함할 수 있다.
본 실시 예에 따른 펨토초 레이저 쓰기 시스템(1200)은 사용자가 제어부(1206)를 이용해 평면 스테이지(1209)를 조작하여 멀티코어 광섬유(100)를 X축 또는 Y축으로 이동시키고, Z축 스테이지(1208)를 조작하여 Z축 스테이지(1208)를 Z축 상에서 이동시켜, 펨토초 레이저 방출 거리, 멀티코어 광섬유(100)가 펨토초 레이저에 노출되는 방향 및 각도들을 조절할 수 있으므로, 매우 정밀한 제2 도파로(1002)가 형성된다.
이상에서, 본 발명의 실시 예를 구성하는 모든 구성 요소들이 하나로 결합하거나 결합하여 동작하는 것으로 설명되었다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시 예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성 요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다. 또한, 이상에서 기재된 '포함하다', '구성하다' 또는 '가지다' 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재할 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미가 있다. 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100: 멀티코어 광섬유
1001: 제1 도파로
1001a, 1001b, 1001c, 1001d: 복수의 코어들
1004: 클래드
1002a, 1002b, 1002c, 1002d: 복수의 제2 도파로
1003a, 1003b, 1003c, 1003d: 복수의 광 검출소자

Claims (13)

  1. 각각의 광축이 서로 평행하게 배치된 복수의 코어들 각각으로부터 일정한 각도를 이루며 연장 형성되는 복수의 태핑 도파로(tapping waveguide)들;
    상기 복수의 코어들 및 태핑 도파로들을 감싸는 클래드; 및
    상기 태핑 도파로들이 상기 복수의 코어들에 연결되는 부분과 반대되는 일단 및 상기 클래드의 외주면에 연결되는 복수의 광 검출소자들을 포함하고,
    상기 태핑 도파로들은,
    상기 복수의 코어들의 길이 방향을 따라 클래드의 외주면을 향해 연장 형성되고, 펜 마킹 기술(pen marking technology)에 의해 정렬되며, 펨토초 레이저 빔(femtosecond laser beam)에 의해 가공 형성된, 멀티코어 광섬유의 광 트래픽을 모니터링 하기 위한 다 채널 광 파워 모니터.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 복수의 코어들 각각의 광축과 상기 태핑 도파로들 각각의 광축은 서로 예각을 이루는, 멀티코어 광섬유의 광 트래픽을 모니터링 하기 위한 다 채널 광 파워 모니터.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 복수의 코어들 각각은 제1 및 제2 광원과 광 연결되어 있으며,
    상기 제1 광원은 광신호를 방출하고,
    상기 제2 광원은 펨토초 레이저 빔을 방출하며,
    상기 제2 광원에서 방출되는 상기 펨토초 레이저 빔의 출력 또는 펄스 반복률을 조절하여 상기 태핑 도파로들 각각에 대한 탭 비율(tap ratio)을 독립적으로 조절할 수 있는, 멀티코어 광섬유의 광 트래픽을 모니터링 하기 위한 다 채널 광 파워 모니터.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 복수의 코어들 및 태핑 도파로들의 평균 굴절률이 상기 클래드의 굴절률 보다 높은, 멀티코어 광섬유의 광 트래픽을 모니터링 하기 위한 다 채널 광 파워 모니터.
  5. 광원과 연결된 제1 도파로가 형성되며 각각의 광축이 서로 평행하게 배치된 복수의 코어들;
    상기 복수의 코어들을 둘러싸는 클래드;
    상기 복수의 코어들 각각으로부터 상기 클래드의 외주면을 향해 연장 형성되는 복수의 제2 도파로들;
    상기 제2 도파로들의 일단과 접하는 상기 클래드의 외주면에 연결되는 복수의 광 검출소자들을 포함하고,
    상기 제2 도파로들은,
    상기 복수의 코어들의 길이 방향을 따라, 상기 제1 도파로에서 광이 진행하는 방향으로 형성되며, 펜 마킹 기술(pen marking technology)에 의해 정렬되고, 펨토초 레이저 빔(femtosecond laser beam)에 의해 가공 형성된, 다 채널 광 파워 모니터를 포함하는 멀티코어 광섬유.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 제1 도파로들에 형성된 제1 광축과 상기 제2 도파로들에 형성된 제2 광축은 서로 예각을 이루는, 다 채널 광 파워 모니터를 포함하는 멀티코어 광섬유.
  7. 청구항 5에 있어서,
    상기 광원은,
    광신호를 방출하는 제1 광원; 및
    펨토초 레이저 빔을 방출하는 제2 광원을 포함하고,
    상기 복수의 코어들 각각은 상기 제1 및 제2 광원으로부터 방출된 광신호 및 펨토초 레이저 빔을 일정한 방향으로 진행시키며,
    상기 제2 광원에서 방출되는 상기 펨토초 레이저 빔의 출력 또는 펄스의 반복률을 조절하여 상기 제2 도파로들 각각에 대한 탭 비율(tap ratio)을 독립적으로 조절할 수 있는, 다 채널 광 파워 모니터를 포함하는 멀티코어 광섬유.
  8. 청구항 5에 있어서,
    상기 펨토초 레이저 빔은 상기 클래드와 같은 유전체 물질의 영구적인 굴절률 변화를 야기할 만큼의 강도를 가지는, 다 채널 광 파워 모니터를 포함하는 멀티코어 광섬유.
  9. 청구항 5에 있어서,
    상기 제1 및 제2 도파로들의 평균 굴절률이 상기 클래드의 굴절률 보다 높은, 다 채널 광 파워 모니터를 포함하는 멀티코어 광섬유.
  10. 청구항 5에 있어서,
    상기 복수의 코어들 각각은,
    서로 다른 크기, 모양, 치수 및 도핑(doping) 재료로 이루어진, 다 채널 광 파워 모니터를 포함하는 멀티코어 광섬유.
  11. 본체;
    상기 본체 상에 음각 형성되고, 멀티코어 광섬유가 삽입 배치되는 복수의 슬롯들;
    상기 복수의 슬롯들에 직선으로 배치되는 멀티코어 광섬유의 양 단을 고정하는 제1 및 제2 홀더를 포함하고,
    상기 슬롯은,
    상기 멀티코어 광섬유가 펨토초 레이저 빔에 노출되는 부분에는 빈 공간이 형성되는, 다 채널 광 파워 모니터를 제작하기 위한 광 섬유 고정 장치.
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 본체는,
    평면 상에서 'ㄷ'자 형태를 가지는, 다 채널 광 파워 모니터를 제작하기 위한 광 섬유 고정 장치.
  13. 펨토초 레이저 빔 출력부;
    상기 펨토초 레이저 빔 출력부에서 방출된 펨토초 레이저 빔을 제1 및 제2 펨토초 레이저 빔으로 분산하는 스플리터;
    상기 스플리터에서 분산된 상기 제1 및 제2 펨토초 레이저 빔 중 상기 제1 펨토초 레이저 빔을 수신하여 상기 펨토초 레이저 빔 출력부에서 방출된 상기 펨토초 레이저 빔의 출력을 측정하는 파워 미터;
    멀티코어 광섬유를 고정하는 광 섬유 고정 장치;
    상기 스플리터에서 분산된 상기 제1 및 제2 펨토초 레이저 빔 중 상기 제2 펨토초 레이저 빔을 수신하여 상기 멀티코어 광섬유의 클래드에 제2 펨토초 레이저 빔이 이르도록 가이드하는 복수의 광 가이드 부재들;
    상기 광 섬유 고정 장치가 배치되며, 상기 광 섬유 고정 장치를 회전, 틸팅 및 슬라이딩 시킬 수 있는 변환 스테이지; 및
    상기 변환 스테이지와 전기적으로 연결되어 상기 변환 스테이지를 조작할 수 있는 제어부;를 포함하고,
    상기 변환 스테이지는,
    평면 상에서 상기 광 섬유 고정 장치를 X축 및 Y축으로 이동시키고 일정한 각도로 회전 및 틸팅시킬 수 있는 평면 스테이지; 및
    내부에 장착된 대물 렌즈를 통해 상기 멀티코어 광섬유로 상기 제2 펨토초 레이저 빔을 방사할 수 있는 Z축 스테이지를 포함하고,
    상기 제어부는,
    상기 Z축 스테이지에 장착되는 촬영부;
    상기 촬영부를 통해 촬영된 상기 멀티코어 광섬유의 실시간 이미지를 디스플레이 해주는 디스플레이부; 및
    상기 평면 스테이지 및 Z축 스테이지를 조작할 수 있도록 하게 해주는 인터페이스 콘솔부를 더 포함하는, 다 채널 광 파워 모니터를 제작하기 위한 펨토초 레이저 쓰기 시스템.
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