KR19990075817A - Optical Fiber for Attenuator Doped with Transition Element - Google Patents
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Abstract
본 발명은 광 감쇠기에 사용되는 광섬유의 제조방법에 관한 것으로, 높은 흡수율을 나타내고, 1310㎚와 1550㎚에서 고른 감쇠량을 갖는 광섬유를 제조하기 위하여 첨가 물질의 종류와 양을 변화시켜 형성되는 감쇠기 개량한 것에 관한 것이다. 종래의 광 감쇠기는 사용하는 광섬유의 코어에 코발트 또는 알루미늄을 도핑하여 제조하였으나, 1310㎚에서의 감쇠량과 1550㎚에서의 감쇠량 차이가 심하여 이를 양파장에서 동시에 사용하기 어려운 점을 고려하여, 1550㎚에서 손실값이 크게 나타나는 코발트와 1310㎚에서 손실값이 크게 나타나는 바나듐의 성질을 이용하여, MCVD설비를 이용하는 광섬유 제조공정을 변형하여 감쇠기에 이용할 수 있는 광섬유를 제조하도록 설비를 구성하고, 광섬유 코어를 부분적으로 소결하여 설비에서 제거한후 바나듐과 코발트가 같이 용해된 용액속에 담그고 용액이 코어속으로 확산되도록 1시간 정도 거치한 후 다시 설비에 부착하여 소결한 다음 인선하여 광섬유를 얻어 내는 것이다.The present invention relates to a method for manufacturing an optical fiber for use in an optical attenuator. The present invention relates to an optical attenuator, which exhibits a high absorption rate and is formed by varying the type and amount of additives to produce an optical fiber having an even attenuation amount at 1310 nm and 1550 nm. It's about things. Conventional optical attenuator is manufactured by doping cobalt or aluminum to the core of the optical fiber to be used, but considering that it is difficult to use at the same time in the onion field because the difference between the attenuation at 1310 nm and the attenuation at 1550 nm is severe, at 1550 nm Using the properties of cobalt with large loss value and vanadium with large loss value at 1310 nm, the equipment is configured to manufacture an optical fiber that can be used for attenuator by modifying the optical fiber manufacturing process using MCVD equipment and partially fabricating the optical fiber core. After sintering to remove from the equipment and immersed in a solution in which vanadium and cobalt are dissolved together, the solution is subjected to about 1 hour to diffuse into the core, and then attached to the equipment and sintered again to obtain an optical fiber.
Description
본 발명은 광 감쇠기에 사용되는 광섬유의 제조방법에 관한 것으로, 높은 흡수율을 나타내고, 1310㎚와 1550㎚에서 고른 감쇠량을 갖는 광섬유를 제조하기 위하여 첨가 물질의 종류와 양을 변화시켜 형성한 감쇠기 개량한 것에 관한 것이다. 종래의 방법으로 제조되는 알루미늄 도핑 광섬유는 손실값과 양파장에서의 손실차가 요구사양에 만족되나 실험에 의하면, 용액 도핑방법으로는 제조하기 어려웠으며, 코발트용액으로 도핑하는 방법을 이용하여 광섬유가 원하는 손실값을 얻을 수 있었지만, 코발트의 특성상 1310㎚에서와 1550㎚에서의 손실차가 커서 하나의 감쇠기로 양 파장에서 사용하는데 제한이 있었다. 예로 20dB용 감쇠기의 경우 200dB/M 이상의 차이를 보였다.The present invention relates to a method for manufacturing an optical fiber for use in an optical attenuator. The present invention relates to an optical attenuator formed by varying the type and amount of additives to produce an optical fiber having a high absorption rate and an even attenuation amount at 1310 nm and 1550 nm. It's about things. Although the aluminum doped optical fiber manufactured by the conventional method satisfies the requirements of the loss value and the loss difference in the onion field, according to the experiment, it was difficult to manufacture by the solution doping method, and the optical fiber desired by the method of doping with the cobalt solution Although a loss value was obtained, the loss difference between 1310 nm and 1550 nm was large due to the characteristics of cobalt. For example, the 20dB attenuator showed more than 200dB / m difference.
코발트의 도핑 광섬유의 손실 값과 바나듐 도핑 광섬유의 손실값의 차이를 줄이기 위해 코발트와 바나듐을 동시에 코어에 도핑하여 광흡수 손실을 양파장에서 조절하여 하나의 감쇠기로 양 파장에서 요구되는 감쇠기를 제공하는데 본 발명의 목적이 있다.In order to reduce the difference between the loss value of cobalt doped fiber and the loss value of vanadium doped fiber, cobalt and vanadium are simultaneously doped into the core to adjust the light absorption loss in the onion field to provide the required attenuator at both wavelengths with one attenuator. There is an object of the present invention.
상기한 바와 같이 알루미늄 도핑 광섬유는 손실값과 손실차가 양 파장에서 요구사항을 만족시킬 수 있으나, 진보된 실험에 의하여, 보다 편리한 제조방법과 생산원가에 절감이 되는 용액 도핑 방법이 개발된 것이다. 현실적으로 이용 가능한 용액 도핑에서는 MCVD 설비를 이용하여 제조되고 있으나 상기 코발트만을 단일 도핑했을 경우 1310㎚에서의 손실과 1550㎚에서의 손실이 10%이상 차이가 나고 1550㎚에서 더 높은 손실 값을 가지며, 바나듐을 단일 도핑했을 경우 1310㎚에서 더 높은 손실 값을 가지게 되므로 코발트 또는 바나듐만을 단일 도핑한 감쇠기 하나만으로는 손실차가 커서 양 파장에서 사용하기에는 제한이 있게 된다. 따라서 코발트와 바나듐 용액을 동시에 코어에 도핑함으로써 코발트의 높은 손실율과 바나듐의 높은 손실율을 절충하여 형성되는 감쇠기 하나로 양 파장에서 요구하는 사양을 맞출수 있으며, 상기와 같이 제조되는 광섬유의 손실의 차는 5±1.5dB, 10±1.5dB, 15±1.5dB, 20±1.5dB의 수치가 바람직 하고, 감쇠기에 필요한 광섬유는 2.1㎝가 바람직한 것이다. MCVD설비에서 작업중에 튜브의 착탈이 가능하여야 하며, 코어내에는 바나듐과 코발트가 동시에 도핑되고 모드필드가 1310㎚보다 1550㎚에서 넓은 영역을 가지므로 양 파장에서의 손실차를 줄이기 위한 도핑 영역은 코어의 안쪽으로 집중되어 있으므로 도핑 영역의 코어 면적을 1/3로 하는 것이 바람직 하며, 상기에서와 같은 관점에서, 1310㎚에서 손실이 더 낮은 특성을 지닌 코발트의 단점을 보완하는 것이 감쇠기의 제조에 효율 적이다.As described above, the aluminum-doped optical fiber can satisfy the requirements at both wavelengths of the loss value and the difference in loss, but by the advanced experiments, a more convenient manufacturing method and a solution doping method which can reduce the production cost have been developed. Although realistically available solution doping has been prepared using MCVD equipment, the single doping of the cobalt alone has a loss of more than 10% between 1310 nm and 1550 nm and a higher loss value at 1550 nm. Since a single doping has a higher loss value at 1310 nm, a single doped attenuator with only cobalt or vanadium has a large loss difference and thus is limited to use at both wavelengths. Therefore, by simultaneously doping cobalt and vanadium solution into the core, one of the attenuators formed by trade-off between the high loss rate of cobalt and the high loss rate of vanadium can meet the specifications required at both wavelengths, and the difference in the loss of optical fibers manufactured as described above is 5 ± 1.5. The values of dB, 10 ± 1.5dB, 15 ± 1.5dB, 20 ± 1.5dB are preferred, and the fiber required for the attenuator is preferably 2.1 cm. The tube should be detachable during operation in the MCVD facility. In the core, vanadium and cobalt are simultaneously doped and the mode field has a wider area at 1550 nm than 1310 nm. Since it is concentrated inward, the core area of the doped region is preferably 1/3, and in view of the above, it is effective to compensate for the disadvantage of cobalt having a lower loss characteristic at 1310 nm. Enemy
도 1의 A는 광섬유 코어내에 코어의 부분 소결층을 형성한 과정.Figure 1 A is a process of forming a partial sintered layer of the core in the optical fiber core.
도 1의 B는 광섬유 코어내에 전이금속 용액을 사용하여 도핑하는 과정.Figure 1 B is a process of doping using a transition metal solution in the optical fiber core.
도 2는 전이 원소가 코어에 도핑된 감쇠기용 광섬유의 굴절율 분포.2 is a refractive index distribution of an optical fiber for an attenuator in which a transition element is doped in a core.
도 3의 A는 1550㎚의 파장에서 더 높은 손실값의 도표.3A is a plot of higher loss values at a wavelength of 1550 nm.
도 3의 B는 1310㎚의 파장에서 더 높은 손실값의 도표.3B is a plot of higher loss values at a wavelength of 1310 nm.
도 3의 C는 A 와 B 의 혼합시 나타는 손실값의 도표.3C is a plot of the loss values that appear when A and B are mixed.
{도면의 주요부분에 대한 부호의 설명}{Description of symbols for main parts of the drawing}
11 : 튜브 12 : 클래드층11 tube 12 cladding layer
13 : 코어층 14 : 바나듐과 코발트가 용해된 용액13 core layer 14 solution in which vanadium and cobalt are dissolved
이하, 첨부된 도면과 실시 예를 참고하여 본 발명에 대하여 상세히 설명하고자 한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings and embodiments will be described in detail with respect to the present invention.
본 발명은 겉으로부터 튜브(11)층과 클래드층(12)과 부분소결된 코어층(13)으로 구성되며, 부분 소결된 코어층에 바나듐-코발트 용액이 도핑되는 것을 특징으로 한다.The invention consists of a tube 11 layer, a cladding layer 12 and a partially sintered core layer 13 from the outside, and a vanadium-cobalt solution is doped into the partially sintered core layer.
도 1의 A는 감쇠기용 광섬유를 형성하는 제조방법의 하나로서 광섬유 코어(13)내에 광흡수율이 높은 전이금속을 용액으로 도핑하는 공정을 도시한 것이며, 도 1의 B 는 튜브(11)를 설비에서 떼어내 전이금속 용액을 튜브내에 주입한 상태도이다.FIG. 1A illustrates a process of doping a transition metal having a high light absorption rate into a solution in a fiber core 13 with a solution as a manufacturing method for forming an optical fiber for attenuator. FIG. This is a state diagram in which the transition metal solution is removed from the tube and injected into the tube.
도 2는 위와 같은 방법으로 제조된 광섬유의 굴절율 분포를 나타낸 것이며, 전체적인 굴절율 분포는 일반 단일 모드 광섬유와 같고, 코어의 중심에 코발트와 바나듐이 함께 도핑된 영역을 볼 수 있도록 도시한 것이다.Figure 2 shows the refractive index distribution of the optical fiber manufactured by the above method, the overall refractive index distribution is the same as a general single-mode optical fiber, it is shown to see the region doped with cobalt and vanadium in the center of the core.
도 3은 코어(13)내의 도판트로서 코발트를 단일 도핑했을 경우와 바나듐을 단일 도핑했을 경우, 그리고 이들을 혼합하여 도핑했을 경우에 대한 스펙트럼 대한 개략적인 곡선을 도시한 것이며, 도 3의 A 경우는 코발트를 도핑했을 때 1550㎚의 파장에서 더 높은 손실값을 도시한 것이며, 도 3의 B 경우는 바나듐을 도핑했을 때 1310㎚에서 더 높은 손실값을 도시한 것이며, 도 3의 C에서와 같이 이들을 혼합했을 경우 양 파장에서 고른 손실 값을 도시한 것이다.FIG. 3 shows a schematic curve of the spectra for a single doped cobalt, a single doped vanadium, and a mixed doped cobalt as a dopant in the core 13. Higher loss values are shown at a wavelength of 1550 nm when doped with cobalt, while B in FIG. 3 shows higher loss values at 1310 nm when doped with vanadium, as shown in C of FIG. 3. When mixed, the loss values are shown at both wavelengths.
MCVD설비를 이용하여 광섬유의 코어(13)를 도 1의 A에 도시된 것과 같은 모양으로 부분적으로 소결하고 다시 설비에서 이탈한 후 바나듐과 코발트가 같이 용해된 용액속에 함침시켜 용액이 코어(13)속으로 확산되도록 충분한 시간 동안 함침한 후 다시 설비에 부착하여 소결한 다음 인선하여 감쇠기용 광섬유를 얻는 것이다. 실시 예로 광섬유의 코어층(13)을 도 1의 A와 같이 부분 소결하지 않으면 상기 코어층(13) 부분에 공간 형성이 어려워 도핑이 활발하게 이루어지지 않으므로 전부 소결하지 않고 부분 소결하는 것이며 도핑이 활발하게 이루어 진 다음에 외부에서 열을 가하여 건조한 후 완전 소결하여 프리폼을 만들고 광섬유로 형성하는 것이다.Partially sintered the core 13 of the optical fiber using the MCVD facility in the shape as shown in A of FIG. 1 and again out of the facility and then impregnated in a solution in which vanadium and cobalt are dissolved together so that the solution is the core 13. It is impregnated for a sufficient time to diffuse into, and then attached to the equipment, sintered, and then edged to obtain an optical fiber for attenuator. For example, if the core layer 13 of the optical fiber is not partially sintered as shown in FIG. 1A, space formation is difficult in the core layer 13, and thus doping is not actively performed. After that, it is dried by applying heat from outside and then completely sintered to form a preform and then formed into an optical fiber.
본 발명으로 만들어진 감쇠기용 광섬유는 코발트와 함께, 코발트와는 반대로 1310㎚에서 손실이 더 높은 바나듐을 첨가함으로 인해 광흡수 손실을 1310㎚ 와 1550㎚의 양 파장에서 조절하여 기존의 감쇠기와는 달리 하나의 감쇠기로 양 파장에서 요구되는 사양에 맞춰 사용할 수 있고 간단한 구조로서 감쇠기 제조비용을 현저하게 낮출 수 있으며 제조된 감쇠기는 기존에 사용되는 필터형 감쇠기 보다 광학적인 내구성 면에서도 우수한 성능이 입증되었다.The optical fiber for attenuator made with the present invention is different from the conventional attenuator by adjusting the light absorption loss at both wavelengths of 1310 nm and 1550 nm by adding vanadium having a higher loss at 1310 nm in contrast to cobalt. The attenuator can be used according to the specifications required at both wavelengths, and the simple structure can significantly reduce the fabrication cost of the attenuator. The manufactured attenuator has also demonstrated superior optical durability compared to the conventional filter type attenuator.
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KR1019980010245A KR19990075817A (en) | 1998-03-25 | 1998-03-25 | Optical Fiber for Attenuator Doped with Transition Element |
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Cited By (2)
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---|---|---|---|---|
KR20030065291A (en) * | 2002-01-30 | 2003-08-06 | (주)옵토네스트 | Optical fiber and planar waveguide for achieving a substantially uniform optical attenuation |
KR100879582B1 (en) * | 2006-12-28 | 2009-01-21 | 한국생산기술연구원 | Optical fiber with metal nano-particles and fabrication methods for the optical fiber |
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1998
- 1998-03-25 KR KR1019980010245A patent/KR19990075817A/en not_active Application Discontinuation
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KR100879582B1 (en) * | 2006-12-28 | 2009-01-21 | 한국생산기술연구원 | Optical fiber with metal nano-particles and fabrication methods for the optical fiber |
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