KR19980060664A - 광섬유 커플러 제조장치 - Google Patents

광섬유 커플러 제조장치 Download PDF

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Abstract

광섬유 커플러 제조장치에 관하여 개시한다. 본 발명은 광원을 구비하는 광원입사부와, 상기 광원입사부와 광섬유로 연결된 광섬유 다발부와, 상기 광섬유 다발부의 제1 광섬유와 제1 광섬유와 다른 제2 광섬유를 정렬 및 연결되어 상기 제1 광섬유 및 제2 광섬유를 인장하고 인장속력을 각각 제어할 수 있는 제1 인장부 및 제2 인장부와, 상기 제1 광섬유 및 제2 광섬유를 가열하는 가열부와, 상기 제1 광섬유 및 제2 광섬유와 연결되고 상기 제1 광섬유 및 제2 광섬유로 부터 나오는 광출력을 검출하는 수광부와, 상기 제1 인장부 및 제2 인장부를 제어하는 제어부와, 상기 인장된 제1 광섬유 및 제2 광섬유의 보강 패키징을 위한 패키지부을 포함한다. 본 발명은 제1 인장부, 제2 인장부, 광학파장필터 및 패키지부를 구비하여 특성이 우수한 광섬유 커플러를 제작할 수 있다.

Description

광섬유 커플러 제조장치
본 발명은 광섬유 커플러 제조장치에 관한 것으로, 특히, 이중인장장치, 광학파장필터 및 일괄정렬용 패키지부를 구비하여 특성이 우수한 광섬유 커플러를 제작할 수 있는 광섬유 커플러 제조장치에 관한 것이다.
일반적으로, 광섬유 커플러는 광케이블 텔레비젼(또는, 광 CATV), 광 랜(LAN), 광 통신등 광을 이용하는 정보통신망에서 또는 광 응용기기에서 광신호를 분배하거나 결합하는 기능을 한다. 이와 같이 광신호를 분배하거나 결합하는 광섬유 커플러는 광섬유형, 도파로형 및 미세광학소자형이 있는데, 광섬유형이 그 제조공정이 간단하며 가격이 저렴하고 설비투자비가 적어 대부분의 광통신 시스템에 사용되고 있다. 여기서, 종래의 광섬유 커플러 제조장치를 설명한다.
도 1은 종래의 광섬유 커플러 제조장치를 설명하기 위하여 도시한 개략도이고, 도 2 및 도 3은 각각 상기 도 1의 인장부 및 패키지부의 상세도이다.
구체적으로, 종래의 광섬유 커플러 제조장치는 반도체 레이저와 같은 광원(1)를 구비하는 광원입사부(3), 상기 광원입사부(3)와 연결되어 제1 광섬유(5a) 및 제2 광섬유(5b)를 인장하는 한 쌍의 인장부(7), 상기 제1 광섬유(5a) 및 제2 광섬유(5b)를 가열하는 가열부(9)와, 상기 제1 광섬유(5a) 및 제2 광섬유(5b)로부터의 광출력을 검출하는 수광부(11), 상기 수광부(11)의 광신호를 읽고 인장부(7)를 제어하는 제어부(13) 및 상기 인장된 제1 광섬유(5a) 및 제2 광섬유(5b)의 보광 패키징을 위한 패키지부(15)로 구성되어 있다. 도 1에서, 참조번호 6은 광섬유 다발부을 나타낸다.
상기 인장부(7)는 모터로 구성되고 상기 제1 광섬유(5a) 및 제2 광섬유(5b)를 고정하는 광섬유 고정지그(17)를 구비하고 있으며, 좌우 대층구조로 두 개씩을 가지고 있다. 상기 수광부(11)는 광원입사부(3)의 광원에 적합한 수광소자(19a, 19b)로 이루어진다. 상기 가열부(9)는 제1 광섬유(5a) 및 제2 광섬유(5b)를 충분히 가열할 수 있는 토치(torch)로 구성되며, 이때 사용되는 가스는 수소가스 혹은 프로판가스와 산소가스를 적당히 혼합한 혼합가스이다. 특히, 가열부(9)는 안전상 가스통(21)을 멀리 두고 가스줄(23)을 이용한다.
상기 패키지부(15)는 도 3에 도시한 바와 같이 홈을 갖는 보강패키지(25), 상기 보강패키지(25)가 놓이는 패키지 지그(27) 과 이를 인장부(7)로 이동시키는 모터(29)로 구성된다. 상기 홈은 보강패키지(25)가 정렬되기 용이하도록 U자 혹은 반원으로 구성되어 있는데, 이는 보강패키지(25)가 U자형 혹은 반원통형의 석영계를 이용하여야 하기 때문이다. 상기 제어부(13)는 광출력을 검출하여 읽고 기억하며 인장부(7)를 제어하고 각종 데이터를 기록 및 정리한다. 필요에 따라서는 상기 광원 입사부(3) 및 가열부(9)를 제어할 수 있도록 되어 있다.
한편, 종래의 광섬유 커플러 제조장치를 이용한 광섬유 커플러 제작을 도 1 내지 도 3을 이용하여 설명한다.
구체적으로, 종래의 광섬유 커플러 제작은 안정화된 광원입사부(3)에 광섬유 다발(6)을 연결하고 광섬유다발(6)의 제1 광섬유(5a)를 광섬유 고정지기(17)에 정렬한 후 끝을 수광부(11)의 제1 수광소자(19a)에 연결시킨다. 그리고 제2 광섬유(5b)는 수광부(11)의 제2 수광소자(19b)에 연결시킨다.
광원입사부(3)로부터 광섬유(5a, 5b)를 통과하여 나온 광출력이 수광부(11)에서 검출되는데, 검출된 광출력은 제어부(13)에 의해서 기록 및 저장되며 이를 초기값으로 한다. 광섬유(5a, 5b) 정렬이 끝난 후 가열부(9)에 의해서 광섬유(5a, 5b)의 중심이 가열되고 이와 거의 동시에 제어부(13)에 의해서 인장부(7)의 모터가 좌우로 움직이면서 정렬된 광섬유(5a, 5b)를 인장하게 된다. 이때, 광섬유(5a, 5b)를 통하여 나오는 광출력은 수광부(11)를 통하여 계속 검출하게 되며 제어부(13)에 미리 입력된 광출력과 일치되면 인장부(7)의 인장모터를 정지시켜 광섬유 커플러를 만들게 된다.
그리고, 상기 광섬유(5a, 5b)는 인장전에 구경이 약0.125mm이던 것이 일반적으로 0.01mm 정도가 되어 손으로 취급하기 곤란한 크기가 된다. 따라서, 인장된 광섬유(5a, 5b) 부위를 인장된 상태에서 보강 패키징을 해야한다. 상기 보강패키징은 패키지부(15)의 패키지 지그(27)에 보강 패키지(25)를 올려놓고 모터(29)를 이용하여 인장부(7)까지 정렬시킨 후 에폭시에 의해 인장된 광섬유(5a, 5b)와 접촉시켜 광섬유 커플러 제조를 끝낸다. 이렇게 보강 패키지된 광섬유들은 별도의 조립공정을 통하여 최종 패키징함으로써 광섬유 커플러는 제작된다.
상술한 종래의 광섬유 커플러 제조장치는 다음과 같은 문제점이 있다.
첫째로, 상기 보강패키지는 광섬유가 인장된 후 삽입하기 때문에 보강패키지 형태가 U자 또는 반원통형 등으로 제한된다. 이러한 보강 패키지 형상은 고도의 가공기술을 필요로 하기 때문에 원부자재가의 상승하고 패키지 형상을 제약한다.
둘째로, 종래의 광섬유 커플러 제조장치에 의해서 파장무의존형 광섬유 커플러를 제작할 경우에는 서로 구조가 다른 광섬유를 이용하거나 하나의 광섬유를 미리 인장한 후, 다른 광섬유와 같이 인장하여야 한다. 전자는 특수 주문된 광섬유를 이용해야 하기 때문에 구입이 힘들고 기존의 광섬유에 비해서 고가인 단점이 있다. 후자의 경우에는 두 번의 인장공정을 거쳐야 하기 때문에 공정 소요시간이 길어지며 초기 인장길이는 제2 광섬유와 정렬되는 공정에서 초기 인장 길이에 영향을 주게 되어 특성저하의 주요인이 되고 있다.
세째로, 파장분할 광소자를 제작하기 위해서는 파장이 매우 안정한 단일모드를 가지는 고가의 반도체 레이져를 광원으로 이용하여야 하며 광원이 주변의 온도와 출력에 민감하기 때문에 일반적인 광원을 사용할 경우 파장분할 소자의 특성을 저하시키게 된다.
따라서, 본 발명의 기술적 과제는 상술한 문제점을 해결할 수 있는 광섬유 커플러 제조장치를 제공하는 데 있다.
도 1은 종래의 광섬유 커플러 제조장치를 설명하기 위하여 도시한 개략도이다.
도 2 및 도 3은 각각 상기 도 1의 인장부 및 패키지부의 상세도이다.
도 4는 본 발명에 의한 광섬유 커플러 제조장치를 도시한 개략도이다.
도 5 및 도 6은 각각 상기 도 4의 인장부 및 패키지부의 상세도이다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명은 광원을 구비하는 광원입사부와, 상기 광원입사부와 광섬유로 연결된 광섬유 다발부와, 상기 광섬유 다발부의 제1 광섬유와 제1 광섬유와 다른 제2 광섬유를 정렬 및 연결되어 상기 제1 광섬유 및 제2 광섬유를 인장하고 인장속력을 각각 제어할 수 있는 제1 인장부 및 제2 인장부와, 상기 제1 광섬유 및 제2 광섬유를 가열하는 가열부와, 상기 제1 광섬유 및 제2 광섬유와 연결되고 상기 제1 광섬유 및 제2 광섬유로 부터 나오는 광출력을 검출하는 수광부와, 상기 제1 인장부 및 제2 인장부를 제어하는 제어부와, 상기 인장된 제1 광섬유 및 제2 광섬유의 보강 패키징을 위한 패키지부로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 광섬유 커플러 제조장치를 제공한다.
상기 제1 인장부 및 제2 인장부는 각각 구동시킬 수 있는 모터와, 상기 제1 광섬유 및 제2 광섬유를 고정하는 제1 고정지그 및 제2 고정지그와, 상기 제1 고정지그 및 제2 고정지그 중간에 인장된 광섬유를 보강할 수 있는 원통형의 패키지로 구성된다.
상기 광섬유다발부는 상기 제1 광섬유를 고정 및 정렬할 수 있는 광섬유다발 고정지그를 더 구비한다. 상기 광원입사부와 제1 및 제2 인장부 사이 또는 인장부와 수광부 사이에 상기 광원의 파장을 선택할 수 있는 광학파장필터를 더 구비한다.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.
도 4는 본 발명에 의한 광섬유 커플러 제조장치를 도시한 개략도이고, 도 5 및 도 6은 각각 상기 도 4의 인장부 및 패키지부의 상세도이다.
구체적으로, 본 발명의 광섬유 커플러 제조장치는 반도체 레이저와 같은 광원(31)을 구비하는 광원입사부(33), 상기 광원(31)의 파장을 선택할 수 있는 광학파장필터(34)와, 상기 광원입사부(33)와 광섬유로 연결되고 광섬유다발 고정지그(36)로 고정된 광섬유 다발부(35)와, 상기 광섬유 다발부(35)의 제1 광섬유(37a)와 제1 광섬유(37a)와 다른 제2 광섬유(37b)와 연결되어 상기 제1 광섬유(37a) 및 제2 광섬유(37b)를 인장하고 인장속력을 각각 제어할 수 있는 제1 인장부(39) 및 제2 인장부(41)와, 상기 제1 광섬유(37a) 및 제2 광섬유(37b)를 가열하는 가열부(43)와, 상기 제1 광섬유(37a) 및 제2 광섬유(37b)로부터의 광출력을 검출하는 수광부(45), 상기 수광부(45)의 광신호 또는 미리 입력된 인장길이로 상기 제1 인장부(39) 및 제2 인장부(41)를 제어하는 제어부(47) 및 상기 인장된 제1 광섬유(37a) 및 제2 광섬유(37b)의 보강 패키징을 위한 패키지부(49)로 구성되어 있다. 본 실시예에서는 상기 광학파장필터(34)를 광원입사부(33)과 광섬유다발부(35) 사이에 위치하였으나, 상기 광원입사부(33)와 제2 인장부(41) 사이 또는 제2 인장부(41)와 수광부(45) 사이에 위치할 수 도 있다.
특히, 본 발명의 광섬유 커플러 제조장치는 상기 광원(31)의 파장을 선택할 수 있는 광학파장필터(34)와, 패키지부(49)는 최종패키지 및 보강패키지를 고정 및 정렬할 수 있는 2개의 홈(51, 53)이 형성되어 있다.
상기 제1 인장부(39) 및 제2 인장부(41)는 도 5에 도시한 바와 같이 구동시킬 수 있는 모터(도시 안됨)와, 상기 제1 광섬유(37a) 및 제2 광섬유(37b)를 고정하는 제1 고정지그(55) 및 제2 고정지그(57)와, 원통형의 패키지(59)를 구비하고 있다. 상기 수광부(45)는 광원입사부(33)의 광원(31)에 적합한 수광소자(61a, 61b)로 이루어진다. 상기 가열부(43)는 제1 광섬유(37a) 및 제2 광섬유(37b)를 충분히 가열할 수 있는 토치(torch)로 구성되며, 이때 사용되는 가스는 수소가스 혹은 프로판가스와 산소가스를 적당히 혼합한 혼합가스이다. 특히, 가열부(43)는 안전상 가스통(63)을 멀리 두고 가스줄(65)을 이용한다.
상기 패키지부(49)는 도 6에 도시한 바와 같이 패키지를 고정 및 정렬할 수 있는 2개의 홈이 반원형으로 형성된 보강패키지(67)와, 상기 보강패키지(67)가 놓이는 패키지 지그(69)와, 이를 인장부(39, 41)로 이동시키는 모터(71)로 구성된다. 상기 홈은 보강패키지(67)가 정렬되기 용이하도록 U자 혹은 반원으로 구성되어 있는데, 이는 보강패키지(67)가 U자형 혹은 반원통형의 석영계를 이용하여야 하기 때문이다.
상기 제어부(47)는 광출력을 검출하여 읽고 기억하며 제1 인장부(39) 및 제2 인장부(41)를 제어하고 각종 데이터를 기록 및 정리한다. 필요에 따라서는 상기 광원 입사부(33) 및 가열부(43)를 제어할 수 있도록 되어 있다.
한편, 종래의 광섬유 커플러 제조장치를 이용한 광섬유 커플러 제작을 도 4 내지 도 6을 이용하여 설명한다.
구체적으로, 종래의 광섬유 커플러 제작은 안정화된 광원입사부(33)에 광섬유다발부(35)의 제1 광섬유(37a)를 제1 고정지그(55) 및 제2 고정지그(57)에 고정 및 정렬한다. 상기 제1 광섬유(37a) 정렬시에 미리 준비된 최종 패키지(59)를 정렬시키면서 제1 광섬유(37a)를 고정하고 제1 광섬유(37a) 끝을 수광부(45)의 제1 수광소자(61a)에 연결시킨다. 또한, 제1 광섬유(37a)와 다른 제2 광섬유(37b)를 같은 방법으로 수광부(45)의 제2 수광소자(61b)에 고정시킨다.
상기 제1 광섬유(37a) 및 제2 광섬유(37b)를 통하여 수광부(45)에서 검출된 광출력은 제어부에 의해서 기록 및 저장되며 이를 초기값으로 한다. 제1 광섬유(37a) 및 제2 광섬유(37b) 정렬이 끝난 후, 가열부(43)에 의해서 상기 제1 광섬유(37a) 및 제2 광섬유(37b)를 가열시키며 이와 거의 동시에 제어부(47)에 의해서 제1 인장부(39) 및 제2 인장부(41)의 모터를 좌우로 이동시키면서 제1 광섬유(37a) 및 제2 광섬유(37b)를 인장하게 된다. 이때, 제2 인장부(41)의 모터는 일반 광섬유 커플러 제조시에는 속력이 0 또는 상기 제1 인장부(39)의 모터와 동일 속력이 되도록 한다. 그 외에 특수형 광섬유 커플러, 예컨대 파장무의존형 광섬유 커플러 제조시에는 제2 인장부의 모터(41)는 제1 인장부(39)의 모터와 다른 속력으로 인장한다. 따라서, 제1 광섬유(37a)는 제1 인장부(39)에 의해서 인장되며 제2 광섬유(37b)는 제2 인장부(41)에 의하여 인장된다. 제1 및 제2 광섬유(37a, 37b)를 나오는 광출력은 수광부를 통하여 계속 검출하게 되며 제어부(47)에 미리 입력된 광출력 또는 인장길이에 의해서 제1 인장부(39) 및 제2 인장부(41)의 인장모터들을 정지시켜 광섬유 커플러 또는 파장무의존형 광섬유 커플러 등의 특수형 광섬유 커플러를 만들게 된다.
그리고, 인장전에 구경이 약0.125mm이던 제1 광섬유(37a) 및 제2 광섬유(37b)는 일반적으로 0.01mm 정도가 되어 손으로 취급하기가 곤란한 상태가 된다. 이를 위하여 인장된 제1 광섬유(37a) 및 제2 광섬유(37b)를 보강 패키징을하여야 한다. 상기 보강패키징은 패키지부(49)의 패키지 지그(69)에 보강 패키지(67)를 올려놓고 모터를 이용하여 인장부에 정렬시킨 후 에폭시에 의해 인장된 광섬유와 접촉시킨다. 상기 보강패키지가 끝나면 최종패키지(59)를 이동시켜 최종패키징을 함으로써 광섬유 커플러는 제작된다. 한편, 파장분할 광소자를 제작하기 위해서는 별도의 안정한 광원 대신 일반광의 광원부 파장필터를 적절하게 조정하거나 바꾸어 같은 방법으로 제조한다.
상술한 바와 같이 본 발명의 광섬유 커플러 제조장치는 원통형의 최종 패키지를 할수 있어 제조시간을 단축할 수 있고 원가감소를 이룰 수 있다. 또한, 제2 인장부를 구비하고 있어 파장무의존형 광섬유커플러를 한번의 공정으로 제작할 수 있으며 특성이 매우 향상된 특수형 광섬유 커플러를 제작할 수 있다. 또한, 인장부에 최종패키지를 정렬할 수 있어 일괄제조가 가능하며 별도의 정렬이 필요 없고 원통형 보강패키지, U자형 패키지 등 패키지 형상에 관계 없이 사용할 수 있는 장점이 있다.

Claims (4)

  1. 광원을 구비하는 광원입사부;
    상기 광원입사부와 광섬유로 연결된 광섬유 다발부;
    상기 광섬유 다발부의 제1 광섬유와 제1 광섬유와 다른 제2 광섬유를 정렬 및 연결되어 상기 제1 광섬유 및 제2 광섬유를 인장하고 인장속력을 각각 제어할 수 있는 제1 인장부 및 제2 인장부;
    상기 제1 광섬유 및 제2 광섬유를 가열하는 가열부;
    상기 제1 광섬유 및 제2 광섬유와 연결되고 상기 제1 광섬유 및 제2 광섬유로 부터 나오는 광출력을 검출하는 수광부;
    상기 제1 인장부 및 제2 인장부를 제어하는 제어부; 및
    상기 인장된 제1 광섬유 및 제2 광섬유의 보강 패키징을 위한 패키지부로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 광섬유 커플러 제조장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1 인장부 및 제2 인장부는 각각 구동시킬 수 있는 모터와, 상기 제1 광섬유 및 제2 광섬유를 고정하는 제1 고정지그 및 제2 고정지그와, 상기 제1 고정지그 및 제2 고정지그 중간에 인장된 광섬유를 보강할 수 있는 원통형의 패키지로 이루어지는 것을 특징으로 하는 광섬유 커플러 제조장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 광섬유다발부는 상기 제1 광섬유를 고정 및 정렬할 수 있는 광섬유다발 고정지그를 더 구비하는 것을 특징으로 광섬유 커플러 제조장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 광원입사부와 제1 및 제2 인장부 사이 또는 인장부와 수광부 사이에 상기 광원의 파장을 선택할 수 있는 광학파장필터를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 광섬유 커플러 제조장치.
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KR100442168B1 (ko) * 2002-01-14 2004-07-30 (주)에스엘테크놀로지 광섬유 커플러 제조장치

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