KR19990011947A - 편광무의존형 광섬유격자의 제작방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 편광무의존형 광섬유격자의 제작방법에 관한 것으로, 편광무의존형 광섬유격자의 제작방법은 광섬유를 적어도 한 번 이상 비틀어주는 제1단계; 제1단계에서 비틀어진 광섬유에 위상 마스크를 정렬하는 제2단계; 및 제2단계에서 정렬된 마스크 위에 자외선을 조사하여 광섬유의 굴절률 변화가 광섬유의 코아에 대해 대칭적으로 이루어지는 제3단계로 이루어진다.

본 발명에 의하면, 광섬유를 적어도 한 번 이상 비틀어서 빛을 조사하므로써 편광에 무의존하는 광섬유격자를 제작할 수 있으므로, 빛의 편광에 민감한 디바이스나 시스템의 성능을 향상시킬 수 있다.

Description

편광무의존형 광섬유격자의 제작 방법

본 발명은 광섬유격자의 제작방법에 관한 것으로, 특히 편광무의존형 광섬유격자의 제작방법에 관한 것이다.

광섬유격자는 광섬유에서 전달되는 빛에서 특정파장을 선택적으로 반사하거나 통과시키는 올 파이버(all-fiber)형 필터로서, 광특성이 우수하고 제작이 용이하여 광통신 분야에서 파장 분할 다중화(Wavelength Division Multiplexing) 전송방식의 급격한 발달과 함께 다양한 기능소자로서 사용된다.

도 1은 종래의 광섬유격자의 제작방법을 도시한 것으로, 도 1에 따른 광섬유격자는 규칙적인 굴절률 변화를 만드는 위상 마스크(Phase Mask, 100)를 광섬유(102)와 붙이다시피 나란히 정렬하고 엑시머 레이저(Excimer Laser)와 같은 자외선 광선(Ultra-Violet Laser Light)을 광섬유에 조사시켜서 만든다. 위상 마스크(100)을 투과한 빛은 보강/감쇄의 강도패턴을 광섬유의 코아(core)에 전달하여 광섬유의 굴절률의 규칙적 변조를 유발한다. 레이저 다이오드(Laser Diode)와 같은 광원에 의해 빛이 입력되면, 광섬유축을 따라 전파되는 빛중 굴절률 변조 주기와 결정격자에 대해 최대 반사를 이루기 위한 브래그 조건(Bragg Condition)을 만족하는 파장을 갖는 빛이 반사되므로 반사필터의 기능을 갖게된다.

그러나, 상술한 광섬유격자 제작에서 빛이 광섬유코어의 한쪽면으로만 조사되므로 빛의 흡수량은 위상 마스크에서 멀어질수록 굴절률 변화의 크기가 줄어든다. 즉, 광섬유축과 평행한 방향으로도 빛의 흡수량에 변화가 생기기때문에 굴절률 변화의 크기가 달라지게 된다. 도 2a는 도 1의 광섬유 단면을 도시한 것이고, 도 2b는 도 2a의 x축, 도 2c는 도 2a의 y축에 대한 굴절률 변화를 도시한 것이다. 도 2a의 화살표는 빛의 조사방향이고, 도 2b 및 도 2c의 Δn은 굴절률 변화 크기를 나타내며, δn은 조사된 빛에 따라 굴절률의 변화크기가 달라지는 정도를 나타낸다. 광섬유 단면에서 자외선광원에 의한 굴절률변화 크기는 도시된 바와 같이 비등질성(homogenity), 비등방성(isotropy)이다.

일반적으로, 광섬유의 두 수직축(x축, y축)에 대해 굴절률이 다른 형태 내지는 다른 값을 가질 때, 이 영역을 지나는 빛의 횡모드(transverse mode)는 빛의 편광방향에 따라 달라지고, 이는 이 영역을 지날 때 빛의 에너지 손실, 즉 삽입손실(insertion loss)이 빛의 편광상태에 따라 달라짐을 의미한다.

또한, 광섬유격자의 편광의존손실(polarization dependent loss, PDL)은 0.1dB이상이다. 광섬유격자가 레이저의 공동거울(cavity miror)이나 편광에 민감한 특성을 나타내는 시스템이나 장치에 적용되는 경우, 상술한 PDL로 인하여 특성감소(performance degradation)가 일어날 수 있다.

본 발명이 이루고자하는 기술적 과제는 광섬유격자의 편광의존손실을 줄이기위하여 광섬유를 적어도 1회 이상 비틀어서 빛을 조사하는 편광무의존형 광섬유격자의 제작방법을 제공하는데 있다.

도 1은 종래의 편광의존형 광섬유격자의 제작방법을 도시한 것이다.

도 2a는 도 1의 광섬유 단면을 도시한 것이다.

도 2b는 도 2a의 x축에 대한 굴절률 변화를 도시한 것이다.

도 2c는 도 2a의 y축에 대한 굴절률 변화를 도시한 것이다.

도 3은 본 발명에 따른 편광무의존형 광섬유격자의 제작방법을 도시한 것이다.

상기 기술적 과제를 이루기 위한, 본 발명에 따른 편광무의존형 광섬유격자의 제작방법은 광섬유를 적어도 한 번 이상 비틀어주는 제1단계; 상기 제1단계에서 비틀어진 광섬유에 위상 마스크를 정렬하는 제2단계; 및 상기 제2단계에서 정렬된 마스크 위에 자외선을 조사하여 상기 광섬유의 굴절률 변화가 상기 광섬유의 코아에 대해 대칭적으로 이루어지는 제3단계를 포함함이 바람직하다.

이하에서 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세히 설명하기로 한다. 도 3은 본 발명에 따른 편광무의존형 광섬유격자의 제작방법을 도시한 것으로, 도 3에 따른 광섬유격자는 적어도 한 번 이상 비틀어준 광섬유(300)에 규칙적인 굴절률 변화를 만드는 위상 마스크(302)를 상술한 광섬유(300)와 붙이다시피 나란히 정렬하고 엑시머 레이저와 같은 자외선 광선을 광섬유에 조사하여 만들어진다. 위상 마스크(302)을 투과한 빛은 보강/감쇄의 강도패턴을 광섬유의 코아에 전달하여 광섬유의 굴절률의 규칙적 변조를 유발한다. 레이저 다이오드와 같은 광원에 의해 빛이 입력되면, 광섬유축을 따라 전파되는 빛중 굴절률 변조 주기와 결정격자에 대해 최대 반사를 이루기 위한 브래그 조건을 만족하는 파장을 갖는 빛이 반사된다. 여기서, 브래그 조건이란 광도파로의 폭이 d이고, 빛의 입사각이 θ, 빛의 파장이 λ일 때,

를 만족하는 파장을 갖는 빛이 최대로 반사됨을 말한다.

이와같이 제작된 광섬유격자는 도 2에 도시한 광섬유 단면에서 X, Y축이 Z축에 따라 달라지게 되므로 굴절률 변화크기의 비대칭성이 사라지게 된다. 즉, 광섬유격자가 형성되는 총 길이 L에 대해 굴절률 변화크기가 평균적으로 같아지게 된다. 따라서 광섬유 코아를 타고 전달되는 빛의 편광방향에 무관하게 동일한 값의 삽입손실이 발생되어 PDL을 0으로 할 수 있다.

본 발명에 의하면, 광섬유를 적어도 한 번 이상 비틀어서 빛을 조사하므로써 편광에 무의존하는 광섬유격자를 제작할 수 있으므로, 빛의 편광에 민감한 디바이스나 시스템의 성능을 향상시킬 수 있다.

Claims (2)

1. 광섬유를 적어도 한 번 이상 비틀어주는 제1단계;

   상기 제1단계에서 비틀어진 광섬유에 위상 마스크를 정렬하는 제2단계; 및

   상기 제2단계에서 정렬된 마스크 위에 자외선을 조사하여 상기 광섬유의 굴절률 변화가 상기 광섬유의 코아에 대해 대칭적으로 이루어지는 제3단계를 포함함을 특징으로하는 편광무의존형 광섬유격자의 제작방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 자외선은

   엑시머 레이저임을 특징으로하는 편광무의존형 광섬유격자의 제작방법.