KR19990081869A - 감소된 분극 모드분산을 위한 변조 스핀 광섬유 및 이의 제조방법과 장치 - Google Patents

감소된 분극 모드분산을 위한 변조 스핀 광섬유 및 이의 제조방법과 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 이용가능하나 사전에 용이하게 알 수 없는 섬유의 서로다른 부분의 맥놀이 길이를 포함하여, 상용섬유에서의 섬유 맥놀이 길이에 대하여 낮은 수준의 PMD를 이루기에 충분한 조파량을 갖는 복소함수에 따라 인발과정중에 섬유를 회전시킴으로써 단일 모드 섬유에서 분극모드분산(PMD)을 줄이기 위한 방법에 관한 것이다. 상기 복소함수는 넓은 범위의 맥놀이 길이에 대하여 PMD의 실질적 감소를 이루기 위하여 분극모드사이의 에너지 전달에 공진을 이용한다. 적당한 복소함수의 실시예는 주파수 변조 및 진폭 변조 사인파를 포함한다.

Description

감소된 분극 모드분산을 위한 변조 스핀 광섬유 및 이의 제조 방법과 장치
통신 시스템에서 일반적으로 사용되는 소위 "단일모드섬유"는 순수하게 단일모드가 아니라는 것은 잘 알려져 있다. 그보다는 수직분극을 가진 두 개의 모드가 단일모드 섬유에 존재한다. 일례로서, 1992년 뉴욕 엘세비어에서 씨.지.소메다와 지. 스테지만(편집자)에 의해 발간된 덴드리케르 알의 이방성 비선형 도파관 39 내지 76 페이지를 참조하라. 수학적으로, 이러한 두 개의 분극은 직교 기저집합을 형성한다. 따라서, 단일모드섬유를 통해 전파하는 빛의 형태는 상기 두 모드의 선형 중첩으로 나타낼 수 있다.
섬유의 외형 및 내형이 모두 완벽하게 원형으로 대칭이면서 응력을 받는다면, 상기 두 분극모드는 축퇴모드이다. 이들은 동일한 군속도로 전파하고, 섬유에서 동일한 거리를 이동한 후 시간지연차를 갖지 않는다. 그러나, 실제 섬유는 완벽하게 원형상으로 대칭은 아니다. 외형과 형상의 변형 및 응력 비대칭과 같은 불완전성은 상기 두 모드의 축퇴를 손상시킨다. 1983년 라쉬레이프,에스.씨의 광파기술신문 LT-1: 312 내지 331페이지를 참조하라. 결과적으로, 상기 두 분극모드는 상이한 전파상수(β1및 β2)로 전파한다. 전파상수들간의 차이는 복굴절(Δβ)이라 칭하고, 복굴절의 크기는 수학식 1과 같이 상기 두 직교모드의 전파상수의 차로 주어진다
Δβ=β1- β2
복굴절은 섬유 내부에서 전파하는 빛의 분극상태가 섬유 길이를 따라 주기적으로 변하도록 한다. 분극이 본래의 상태로 돌아오기 위해 필요한 거리가 섬유 맥놀이 길이(Lb)이며, 이는 섬유 복굴절에 반비례한다. 특히, 맥놀이 길이(Lb)는 다음의 수학식 2와 같이 주어진다.
Lb= 2π/Δβ
따라서, 더 큰 복굴절을 가진 섬유는 더 짧은 맥놀이 길이를 갖고 더 작은 복굴절을 가진 섬유는 더 긴 맥놀이 길이를 갖는다. 실제 범위에서 관찰되는 일반적인 맥놀이 길이는 2㎜ 내지 3㎜로 짧은 것(큰 복굴절 섬유)에서부터 10m 내지 50m로 긴 것(작은 복굴절 섬유)이 있다.
섬유 내부를 이동하는 빛의 분극상태에 주기적 변화를 일으키는 것 이외에, 복굴절의 존재는 상기 두 개의 분극모드가 상이한 군속도로 이동하고 그 차이는 복굴절이 증가함에 따라 증가한다는 것을 의미한다. 상기 두 분극 모드사이의 차동 시간지연은 분극모드분산 또는 PMD라 불린다. PMD는 아날로그 통신시스템과 높은 비트 전송속도를 가진 시스템에 매우 해로운 신호왜곡을 일으킨다.
PMD를 줄이기 위한 다양한 시도가 이루어졌다. PMD를 줄이는 하나의 종래기술은 섬유 인발과정에서 예비성형품을 회전시키는 것이다. 예를 든다면, 바로우 등의 1981년 발행 응용광학 20, 2962 내지 2968 페이지; 페인 등의 1982년 발행 양자 전자공학 IEEE 신문 QE-18, 477 내지 487 페이지; 1980년 발행 해군기술발표보고서 5, 7 내지 12 페이지에서 라쉬레이프의 "원형으로 복굴절되는 단일모드섬유 제조방법" 및 PCT 특허 공개번호 제 WO 83/00232호를 참조하라. 상기 회전은 섬유가 하기 축선 아래로 진행할 때 섬유의 내부형상 및/또는 응력 비대칭이 섬유의 축선에 대하여 회전하도록 한다. 만일 섬유가 인발된 후에 비틀려진다면 발생했을 회전응력유도와 비대칭회전의 복합과는 반대로, 인발과정 즉, 예비성형품의 기초(root)가 대체로 용융되었을 때 회전을 실시함으로써, 본질적으로 섬유 비대칭상에서 순수한 회전이 이루어진다. PMD를 줄이기 위한 비틀림의 이용에 관한 논의에 대하여, 1995년 스푸 등의 전자공학통신 31, 1172 내지 1173 페이지 및 1979년 울리치 등의 응용광학 18, 2241 내지 2251페이지를 참조하라.
회전에 의해 이루어지는 PMD의 감소는 회전속도에 비례한다. 불행하게도, 일반섬유의 비대칭을 다루기 위해서는 일반적으로 매우 높은 회전속도, 예를 들어 5000 rpm 이상의 회전속도가 필요하다. 상기와 같은 속도로 예비성형품을 회전시키는 것은 상업적 섬유생산에서 실용적인 해결책이 아니다. 이와 유사하게, 예비성형품과는 반대로, 상기와 같이 높은 속도로 섬유를 회전시키는 것 또한 실용적이지 못하다.
아더 씨.하트.주니어 등의 미국 특허번호 제 5,298,047호( 및 미국 특허번호 제 5,418,881호)에는 예비성형품과는 반대로 인발과정에서 섬유를 비교적 낮은 속도로 회전시킴으로써 PMD를 줄이는 것을 기재되어 있다. 그러나, 하트의 특허는 어떠한 조건하에서 최대 PMD 감소의 발생이 이루어질 수 있다는 것을 인지하지 못한다. 상기 하트의 특허는 이러한 최대 PMD 감소의 발생을 인지하거나 또는 이용하지 않기 때문에, 하트의 특허에 기재된 방법에 의해 이루어지는 PMD 감소는 본 발명에 따른 방법에 의해 이루어지는 PMD 감소만큼 크지 않다.
특히, 상기 하트의 특허는 대체로 사인방식으로 변하는 회전속도를 나타낸다. 즉, 하트의 섬유 길이를 따라 거리(z)의 함수인 하트의 회전속도(α)는 다음의 수학식 3과 같이 나타낼 수 있다.
α(z) α0sin(2πfz)
여기서, α0는 회전수/m 단위의 하트의 회전 진폭이고 f는 1/m 단위의 하트의 세로 주파수 즉, f는 섬유 길이를 따라 하트의 회전속도(α)가 변하는 속도를 나타낸다.
여기에서 "복소함수"란 용어는 거리(z)의 함수 즉, α(z) 또는 시간(t)의 함수 즉, α(z)로서 회전속도를 나타내기 위해 사용될 것이며, 섬유에 적용되는 시간-복소함수는, 보통 일정하지만 가변적일 수 있는 섬유인발속도를 통해 해당 거리-복소함수로부터 직접 얻을 수 있다. 더 상세하게 하기된 바와 같이, 예를 들어, 섬유 및/또는 예비성형품에 스핀 함수를 적용하기 위해 사용되는 장치 및 섬유사이의 접촉면에서의 헛돌기(slippage)와 같은 기계적 효과 때문에, 거리 또는 시간의 함수로서 표시되는 섬유생산에 채용된 복소함수와 거리의 함수로서 표시되는 완성 섬유에 나타난 합성복소함수는 일반적으로 동일하지 않다.
하트의 특허는 이의 응용 복소함수를 인발속도 1.5 m/sec에 대해 60 cycles/min (하트의 도 6에서 곡선(60)) 또는 인발속도 3.0 m/sec에 대해 106 cycles/min (하트의 도 6에서 곡선(61))에서 진동 즉, 완전 사인곡선으로 나타내는 반면, 하트의 도 6에 도시된 섬유에서 관측되는 복소 함수는 단지 유사한 사인곡선이라는 점에서 위의 수학식 3은 이러한 차이를 나타낸다. 본 발명에 관하여, 완전 사인곡선으로부터의 하트의 일탈은 여기에 기재된 PMD 감소를 이루기에 충분하지 않다.
특히, 본 발명에 따라, 단지 소정 복굴절 맥놀이 파장에 대하여 PMD를 줄이기 위해서는 사인 복소함수가 최적이며, 최적화가 이루어지는 특정 맥놀이 파장은 상기 사인 복소함수의 값 f와 α0의 함수라는 것이 확인되었다. 다른 맥놀이 파장에 대하여, 사인 복소함수는 최적에 못미치며 매우 불량할 수 있다.
상용섬유는 섬유의 외형 및 응력 비대칭이 서로다른 섬유들 사이 및 섬유 길이를 따라 변하기 때문에, 매우 다양한 맥놀이 길이를 나타낸다. 따라서, 하트 특허의 유사 사인 복소함수는 기껏해야 단지 일부 섬유 및/또는 특정섬유의 일부분에 최적 PMD감소를 제공할 수 있다.
본 발명은 하트 특허에서의 이러한 결점을 극복한다. 이는 대체로 사인곡선이 아닌 개선된 복소함수를 제공함으로서 이루어진다. 이러한 복소함수를 통하여, PMD 감소에 있어서 종래의 방법보다 우수한 결과가 이루어진다. 단지 일실시예로서, 본 발명의 방법을 이용하여 상용섬유의 개체군 예를 들어, 100개의 섬유로 이루어진 개체군에 대하여 0.1 ps/km1/2이하인 PMD 값이 얻어질 수 있으며, 상기 개체군의 개체들은, 회전되지 않았다면, 소정범위의 맥놀이 길이 또는 선택적으로 소정범위의 PMD 값 예를 들어, 1.0 ps/km1/2정도로 섬유에 따라 변하고 적어도 10㎞ 길이를 가진 섬유에 대하여 1.0 ps/km1/2정도로 주어진 섬유 내에서 변하는 PMD 값을 나타냈을 것이다.
본 출원은 미국 특허법 제 35조 119항에 따라 1996년 1월 22일자로 출원된 미국 예비 출원번호 제 60/010,376호를 우선권으로 주장한다.
본 발명은 단일모드 광섬유에서 분극 모드분산(PMD)를 줄이기 위한 방법에 관한 것으로, 특히 광대역의 섬유 복굴절에서 분극 모드분산을 줄이는 방법에 관한 것이다.
본 발명의 전술한 목적 및 기타 다른 목적과 잇점은 첨부된 도면과 함께 하기된 상세한 설명을 이해함으로써 명확해질 것이다.
도 1은 복소함수가 직선일 때 길이의 함수로서 회전속도를 나타낸 그래프이고,
도 2는 복소함수가 일정한 진폭과 주파수를 가진 사인함수일 때 길이의 함수로서 회전속도를 나타낸 그래프이며,
도 3은 전술한 하트 특허에 의한 도 6의 곡선(60)과 관련된 데이터 포인트의 복소 푸리에 해석의 결과를 나타낸 그래프이고,
도 4는 전술한 하트 특허에 의한 도 6의 곡선(61)과 관련된 데이터 포인트의 복소 푸리에 해석의 결과를 나타낸 그래프이며,
도 5는 분극모드 사이에서 최대 에너지 전달을 이루는 가상 섬유형태를 도시한 도면이고,
도 6은 사인 복소함수를 도시한 도면이며,
도 7은 도 6의 사인 복소함수의 근사형태를 도시한 도면이며,
도 8은 도 7의 회전부가 회전속도의 함수로서 이의 인접 비회전부의 고속 및 저속축사이를 연결하는 전체광을 도시한 것으로, 이는 회전속도의 함수로서 커플링 공진을 나타내는 도면이고,
도 9 내지 도 12는 본 발명에 따라 사용하기에 충분한 가변성을 이룬것(도 9및 도 10)과 그렇지 않은(도 11 및 도 12) 대표적인 복소함수를 도시한 도면이며, 각 도면의 패널(a)은 복소함수를 나타내고 패널(b)은 이의 조파량을 정하기 위하여 상기 함수의 복소 푸리에 분해의 결과를 나타내며,
도 13은 본 발명에 따라 준비된 섬유에 대한 길이의 함수로서 주파수 변조된 사인 회전속도를 나타낸 도면이고,
도 14는 맥놀이 길이의 함수로서 PMD 감소를 나타낸 그래프이며,
도 15는 주파수 변조된 복소함수에 대한 최대 PMD 감소의 발생을 나타낸 그래프이고,
도 16은 진폭 변조된 복소함수에 대한 최대 PMD 감소의 발생을 나타낸 그래프이며,
도 17은 본 발명의 복소함수를 생성하기 위하여 사용될 수 있는 장치를 도시한 도면이다.
앞에서 알 수 있는 바와 같이, 본 발명의 목적은 PMD를 줄이기 위한 개선된 방법을 제공하는 것이다. 특히, 본 발명의 목적은 주어진 섬유 및/또는 서로다른 섬유 사이에 하나 이상의 맥놀이 길이를 나타내는 섬유에 대하여 PMD를 줄이기 위한 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 예비성형품의 회전을 요하지 않고 PMD를 줄이기 위한 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 예를 들어, 10 회전/m 미만, 바람직하게는 4회전/m 미만의 최대 회전속도(최대 진폭)로 과도하게 높은 회전속도를 요하지 않고 PMD를 줄이기 위한 방법을 제공하는 것이다.
본 발명은 상기한 목적과 기타 다른 목적을 복소함수를 제공함으로서 달성하며, 상기 복소함수들은 (1) 대체로 일정하지 않고 즉, 이들은 대체로 섬유길이를 따르는 거리의 함수 또는 시간의 함수로서 변하고; (2) 대체로 사인곡선이 아니며; 및 (3) 다수개의 맥놀이 길이에 대하여 실질적으로 PMD를 줄이기에 충분한 가변성 예를 들어, 충분한 조파량(harmonic content)을 갖는다.
일반적인 경우에 있어서, 예를 들어, 상기 복소함수는 서로다른 주파수의 사인 성분의 가중합으로서 구성될 수 있으며, 이들의 중량 및 성분의 수는 본 발명의 PMD 감소를 달성하는 전체 함수를 형성하도록 선택된다. 또한, 상기 복소함수는 무작위로 생길 수 있다. 소정의 바람직한 실시예에서, 상기 복소함수는 주파수변조 또는 진폭변조 사인함수이고, 상기 변조는 복소함수가 대체로 사인곡선이 되지 않도록 하기에 충분하다.
본 발명의 복소함수를 통하여, PMD를 줄이기 위한 다른 방법의 단점과 한계가 극복된다.
본 발명은 인발과정중에 섬유를 가변적으로 회전시킴으로서 PMD를 줄이기 위한 방법을 제공한다. 특히, 본 발명은 종래의 섬유 예비성형품을 종래의 인발온도로 가열하고 상기 예비성형품으로부터 광섬유를 인발하며 상기 섬유에 회전이 가해지는 것을 의미한다. 바람직하게, 상기 방법은 예비성형품과는 반대로 섬유를 회전시키는 것을 포함한다. 선택적으로, 바람직하지는 않지만, 섬유의 회전 또는 섬유 및 예비성형품의 공동회전 대신, 원한다면 예비성형품의 회전이 행해질 수 있다.
종래의 방법도 PMD를 줄이기 위해 섬유에 회전을 가하지만, 종래의 복소함수는 직선함수 즉, 일정한 회전속도이거나 대체로 일정한 주파수와 대체로 일정한 진폭을 갖는 사인 복소함수이다.
도 1은 PMD를 줄이기 위한 종래의 방법에 사용된 직선 복소함수를 나타낸다. 도 1의 복소함수는α=α0로 나타낼 수 있으며, 여기서 α0는 회전수/m 단위의 회전 진폭이다. 도 2는 PMD를 줄이기 위한 종래의 방법에 사용된 사인형태의 복소함수를 나타낸다. 도 2의 복소함수는 일정한 진폭 및 주파수를 가지며 α=α0sin(2πfz)으로 나타낼 수 있으며, 위에서 한정한 바와 같이, α0는 회전수/m 단위의 회전 진폭이고, f는 1/m 단위의 세로주파수이며, z는 섬유에서의 위치이다.
전술한 바와 같이, 본 발명의 복소함수는 대체로 사인곡선이 아니고 다수개의 맥놀이 길이에 대하여 PMD의 실질적 감소를 제공하기에 충분한 가변성을 가진다는 점에서 종래의 복소함수와는 다르다.
특정 복소함수가 "실질적으로 사인곡선형"인지의 여부는 상기 복소함수의 복소 푸리에 분해를 행하고 이에 따라 결정된 함수의 다양한 성분에 대한 계수의 크기를 비교함으로서 결정될 수 있다. 복소 푸리에 분해는 당업계에 공지된 방법을 사용하여 이루어진다. 예를 들어, 상기 분해는 MATHEMATICA 상표로 일리노이즈, 샴페인에 소재를 둔 울프람 리써치 사가 판매하는 것과 같이 상거래되는 소프트웨어를 사용하여 이루어질 수 있다.
본 발명에 따라, 복소함수는 이의 변동성분(기초성분)중 하나의 계수 크기가 임의의 일정성분에 대한 계수뿐만 아니라 다른 모든 변동성분(2차성분)의 계수 크기를 지배할 때 대체로 사인곡선이다.
양적인 관계에서, 상기 기초성분의 계수 크기가 일정성분의 계수 및 각 2차성분의 계수 크기의 적어도 대략 3배일 때 지배가 일어난다.
도 3 및 도 4는 위에서 언급한 MATHEMATICA 프로그램을 사용하여 하트특허의 도 6의 곡선(60,61)의 데이터 포인트에서 복소 푸리에 분해 특히, 유한 복소 푸리에 분해를 실행한 결과를 나타낸다. 상기 프로그램에 있어서, 상수는 주파수 "1"로 기록된다. 하트의 복소함수의 실질적인 사인 특성을 이들 도면으로부터 명백하게 알 수 있으며, 기초성분("2"주파수)의 크기는 데이터 포인트의 각 세트에 대한 모든 다른 성분 크기의 적어도 3배이다.
도 3 및 도 4의 분해는 도면의 데이터 포인트보다는 하트의 도 6에 도시된 맞춰진 곡선을 이용하여 반복된다. 상기 맞춰진 곡선은 수치화된 다음 MATHEMATICA 프로그램을 이용하여 분해된다. 이 경우에 있어서, 상기 분해는 기초 진동성분의 매우 큰 지배를 나타내며, 상기 성분의 계수크기는 모든 다른 계수의 크기보다 적어도 5배 더 크다.
비사인곡선임에 더하여, 본 발명의 복소함수는 다수개의 맥놀이 파장에 대하여 PMD의 실질적 감소를 제공하기 충분한 가변성을 가져야만 한다. 복소함수의 상기 가변성은 스핀함수의 조파량을 복소 푸리에 분해를 통해 다시 결정함으로서 가장 용이하게 검사될 수 있다.
본 발명에 따라, 일정하거나 사인곡선형 회전속도에서, 일반적으로 회전만으로는 상용섬유에서 PMD를 최적으로 줄이지는 않는다는 것을 알 수 있다. 오히려, 상기 회전속도는 최적의 감축을 이루기 위해 섬유길이를 따라 크기와 공간분포 모든면에서 변할 것이다. 이렇게 변할 때, 상기 회전은 다양한 맥놀이 길이에 대하여 분극 모드(모드 커플링) 사이에서의 에너지 전달을 이룬다. 이러한 에너지 전달은 사용 섬유에 대하여 PMD를 줄이는데 매우 효과적이다.
PMD 감소를 일으키는 가변 회전과는 대조적으로, 일정한 속도로 회전시키는 것은 분극모드사이의 에너지 전달없이 PMD 감소를 일으킨다. 사인곡선 회전 또는 더 일반적으로, 낮은 가변성 회전은 분극모드사이에서 에너지 전달을 이룰수 있다. 그러나, 이러한 에너지 전달은 맥놀이 길이에 매우 좌우되고, 일부 맥놀이 길이에 대해서는 크고 사인곡선 회전의 주어진 진폭 및 주파수에 대한 다른 것들에 대해서는 작다. 결국, PMD의 감소는 공진을 나타내고, 상기 감소는 소정 맥놀이 길이에 대해서만 강하다. 전술한 바와 같이, 상용 섬유는 다양한 맥놀이 길이를 나타내며, 상기 맥놀이 길이는 사인곡선 회전의 PMD 공진과 일치하거나 일치하지 않을 수 있다. 상기 공진이 제대로 맞지않는 경우, PMD의 충분한 감소가 이루어질 수 없다.
도 5 내지 도 8은 본 발명의 이러한 특징을 나타낸다. 도 5는 분극모드 사이에서 최대 에너지 전달을 이루는 가상 섬유형태를 나타낸다. 상기 도면은 섬유 특히, 타원형 코어를 가진 섬유를 보호하는 분극의 길이를 따라 단면을 나타내고, 상기 섬유는 동일한 길이의 단면으로 분할되며, 각 단면은 이전 단면으로부터 90°회전된다.
각 단면에 대한 고속 및 저속모드는 타원의 단축 및 장축에 각각 존재한다. 각 단면는 잘려져 90°회전되기 때문에, 고속모드로부터 나온 에너지는 각 단부에서 저속모드 속으로 연결되며, 이와 유사하게 저속모드로부터 나온 에너지는 고속모드 속으로 연결된다. 따라서, 각 단면에 대한 모드분산은 그 다음 단면에서 완벽하게 보상되어 본질적으로는 전체 섬유에 대하여 PMD를 일으키지 않는다. PMD를 줄이는데 있어서 분극모드 사이에서의 에너지 전달 효과를 상기 도면으로부터 명확히 알 수 있다.
다수개의 맥놀이 길이에 대하여 최적의 PMD 감소를 이루지 못하는 실질 사인곡선 복소함수의 무력함이 도 6 및 도 7로 표시될 수 있으며, 상기 도 6은 사인 복소함수를 나타내고, 도 7은 더 단순한 분해를 제공하는 상기 함수의 근사치를 나타낸다. 특히, 도 7에서, 상기 사인 복소함수는 일련의 비회전 및 회전단면으로 어림잡은 것이며, 상기 회전단면은 진폭은 일정하지만 회전방향은 교번하게 된다.
상기 회전단면들이 도 5의 단면과 같은 작용을 하는지 즉, 상기 단면들이 비회전단면의 저속 및 고속 분극모드 사이에 에너지 전달 역할을 하는지를 결정하기 위해 도 7의 형태가 분해될 수 있다. 이러한 전달이 발생한다면, 각 비회전 단면에 대한 모드분산은 그 다음 비회전 단면에서 보상될 것이다. 이러한 것은, PMD에 대한 비회전 단면의 기여도가 회전단면의 기여도보다 더 크기 때문에, 섬유에 전체적으로 적은 PMD를 줄 것이며 따라서, 이러한 기여도는 전체 PMD가 줄어든다면 반듯이 감소된다.
빛이 비회전 단면을 관통한 이후, 선형 분극모드에서 빛의 양을 계산하기 위해 도 7의 시스템이 존 행렬을 통하여 분해될 수 있으며, 상기 비회전 단면 다음에는 일정 회전단면 그 다음엔 비회전단면이 이어진다. 존 행렬의 해법은 다음과 같다;
a=cos(gd)cos(αd)+α/g sin(gd) + jΔβu/g sin(gd)cos(αd)
b=cos(gd)sin(αd)-α/g sin(gd)cos(αd)
이들 수학식에서, α는 rad/m 단위로 회전단면의 일정 회전속도이고 Δβu은 rad/m 단위로 비회전섬유의 복굴절이다.
도 8은 상기 존 행렬을 사용하여 실시된 계산의 결과를 나타낸다. 상기 도면은 회전단면을 관통한 후 선도 비회전 단면의 고속축선으로부터 후발 비회전 단면의 저속축선까지 커플링된 전체 빛을 나타낸다. 비회전 섬유 1m에 대한 맥놀이 길이와 1m 길이를 갖는 회전 및 비회전 단면에 있어서, 계산은 도면에 나타난 회전속도에 대해 실행된다.
도면이 고속 축선으로부터 저속 축선까지의 커플링을 나타내기 때문에, 거의 1인 커플링비는 의미있는 빛이 상기 고속모드로부터 저속모드로 전달되었음을 의미한다. 이는 또한 상기 비회전 단면의 분산에 대하여 실질적인 보정이 제공되고 따라서 전체 PMD가 낮아질 것이라는 것을 의미한다. 반면에, 거의 제로인 커플링비는 고속모드로부터 저속모드로 거의 빛이 전달되지 않았으며, 따라서 보정은 낮으며 PMD는 높을 것이라는 것을 의미한다.
상기 시스템의 공진특성은 도 8에 의해 명확해진다. 소정 회전속도만이 선택된 맥놀이 길이와 단면크기에 대하여 원하는 높은 커플링비를 이룬다. 중요하게도, 상기 분산 최소화 회전속도는 다른 맥놀이 길이 및/또는 다른 단면크기에 대하여 다를 것이다. 이러한 이유 때문에, 복소함수는 최적의 PMD 감소를 위하여 높은 수준의 가변성을 나타내야만 한다. 이러한 가변성없이는 PMD 감축 공진이 가변 맥놀이 길이를 갖는 사용섬유들에 대하여 섬유들 사이 및 섬유의 다른 부분의 내부에서 모두 실제로 발생된다고 보장할 수 없다.
도 9 내지 도 12는 본 발명에 따라 사용하기 충분한 가변성을 이루는 것(도 9 및 도 10)과 이루지 않는(도 11 및 도 12) 대표적 복소함수를 나타낸다. 각 도면의 패널(a)은 복소함수를 나타내며, 패널(b)는 이의 조파량을 결정하기 위하여 상기 함수의 복소 푸리에 분해의 결과를 나타낸다. 특히, 패널(b)는 다양한 성분에 대해 표준화된 진폭을 나타내며, 상기 평준화는 가장 큰 진폭을 가진 성분을 이용하여 실시된다.
도 9 및 도 10의 복소함수는 하기된 수학식 8로 표시되는 주파수 변조 사인함수이다. 상기 도면들을 만들기 위해 사용된 수학식의 변수들은 다음과 같다;
도 9에서, α0=1.0 회전수/m, f0=5.0/m, fm=5.0/m 및 Λ=5.0m이고, 도 10에서 α0=1.0 회전수/m, f0=2.0/m, fm=2.0/m 및 Λ=5.0m이다.
도 11 및 도 12의 복소함수는 각각의 경우에 있어서 1.0 회전수/m 와 1.0m인 최대 회전속도와 반복주기를 갖는 사각 프로파일 및 삼각 프로파일이다.
상기 사각 및 삼각 프로파일의 주파수 스펙트럼을 조사하면 단지 소수의 주파수 성분만이 0.2 보다 큰 평준화된 진폭을 가지며, 더 높은 주파수 성분의 진폭은 무시할 수 있음을 알 수 있다. 따라서, 이러한 프로파일들은 PMD 감소로 보아 사인형상과 유사하다. 반면에, 상기 두 개의 주파수 변조 프로파일에 있어서, 평준화된 진폭이 0.2 이상인 많은 주파수 성분이 존재한다. 이러한 주파수 성분들은 최적 PMD 감소에 필요한 가변성을 상용 섬유에 제공한다.
도 9 내지 도 12의 분해 과정이 특정 복소함수가 다수개의 맥놀이 길이에 대하여 실질적 PMD 감소를 제공하기 충분한 가변성을 갖는지의 여부를 결정하는데 이용될 수 있다. 주파수 변조 프로파일과 같은 함수는 필요한 가변성을 제공하기 충분한 조파량을 갖는 반면, 상기 사각 및 삼각 프로파일은 그렇지 않다. 이를 기초하여, 당업자는 자신이 사용하고자하는 어느 특정 복수함수가 다수개의 맥놀이 길이에 대하여 성공적으로 PMD를 감소시킬 수 있는지의 여부를 용이하게 결정할 수 있다.
전술한 바와 같이, 바람직한 실시예에서, 본 발명의 방법은 주파수 또는 진폭이 변조된 사인 복소함수에 따라 섬유를 인발과정중에 회전시킨다. 본 발명의 주파수 변조 복소함수는 다음과 같이 표시된다;
α(z)=α0sin(2π[f0z+fmsin(2πz/Λ)])
여기에서, α0은 회전수/m 단위로 회전진폭이고, f0는 1/m 단위로 중심 주파수이며, fm은 1/m 단위로 변조 주파수이고, z는 섬유에서의 위치이며, Λ는 변조주기이다.
주파수 변조에 있어서, 상기 복소함수는 다음과 같이 나타낼 수 있다;
α(z)=[α0sin(2πz/Λ)]sin(2πfz)
여기서, Λ＞1/f이며, f는 1/m 단위로 회전 주파수이고, α0sin(2πz/Λ)는 변조 진폭을 나타내며, 상기 α0는 회전수/m 단위로 일정진폭이고, Λ는 m 단위로 변조주기를 나타낸다.
원한다면, 주파수 및 진폭 변조 모두가 실시될 수 있다. 그 과정에서, 본질적으로 회전속도가 일정한 섬유 단면을 생성하기 위하여 두 개의 변조가 상호작용하지 않도록 주의가 취해져야만 한다. 실제로, 주파수 변조 또는 진폭 변조는 다수개의 맥놀이 길이에 대하여 PMD의 실질적 감소를 이루기 위해 복소함수에 충분한 가변성이 유도되도록 한다. 따라서, 이러한 변조를 분리하여 사용하는 것이 바람직하다.
도 13은 본 발명에 따른 바람직한 섬유에서 관찰되는 주파수 변조 사인 복소함수를 나타낸다. 다른 특징중에서, 도 13의 복소함수는 크기에 있어서 서로 다른 다중 최대값(국소 최대값)을 갖는다(예를들어, 5m 부근의 최대값과 3m 부근의 최대값을 비교하라). 일반적으로, 주파수 변조형식, 진폭변조형식 또는 기타 다른 형식 예를들어 사인곡선 형식의 합이건간에, 본 발명의 복소함수는 크기(회전속도)에 있어서 서로 다른 적어도 두 개의 최대값을 갖는 것으로 특징 지워진다.
이와 유사하게, 도 13의 복소함수의 도함수는 크기에 있어서 서로 다른 다중 최대값(국소 최대값)을 갖는다. 또한, 일반적으로, 본 발명의 복소함수는 주파수 변조형식, 진폭변조형식 또는 기타 다른 형식이건간에 이러한 특성에 의해 특징지워진다.
길이에 대하여 회전수/m 단위인 회전속도를 나타내는 도 13은 본 발명에 따른 섬유 제공의 최종결과를 나타낸다. 섬유에서 적용된 복소함수와 최종 복소함수 사이에 일정 인발속도와 일대일 대응을 가정한다면, 본 발명에 따른 방법이 시간에 대하여 회전수/sec 단위인 회전속도로 표시된다면 상보(相補) 곡선으로 귀착될 것임을 용이하게 알 수 있다.
진폭 변조 복소함수에 대하여, 곡선의 진폭이 예를 들어, 0 및 4회전/m 인 최소값과 최대값사이에서 변하는 도 13과 유사한 도면이 얻어질 수 있다. 본 발명의 높은 가변성을 가진 다른 복소함수에 대하여 유사곡선이 얻어질 수 있다. 각각의 경우에서, 시간에 대하여 회전수/sec 단위인 회전속도를 나타내는 상보 곡선이 얻어질 수 있으며 일정 인발속도에 대하여 상보적인 형태를 가질 것이다.
당업자에게는 명백할 바와 같이, 본 발명의 실시에 채용되는 복소함수는 섬유 및/또는 예비성형품에 적당한 힘을 가함으로서 시간의 함수로서 섬유의 회전속도를 변화시키는 것과 관련된다. 그러한 힘을 가하는 장치가 하기되어 있다. 섬유에 적용되는 시간 복소함수는 섬유가 인발되는 동안 섬유의 공간 복소함수로 변하게 된다. 이러한 공간 복소함수는 섬유에서 이격단면을 점검함으로서 완성섬유에서 발견할 수 있다. 1987년 마론 등의 광학통신 12권 60 내지 62페이지를 참조하라. 도 13은 이러한 방식으로 얻어진다.
본 발명을 실시하기 위하여 사용될 수 있는 장치, 예를 들어, 도 17의 장치와 같은 장치는 섬유에서 최종 복소함수와 적용된 복수함수사이에서의 일대일 대응을 모든 조건에서 완성하는 것은 아니다. 그러나, 일반적으로 상기 대응은 본 발명의 잇점을 성취하기에 충분하고 따라서, 본 발명의 방법과 장치의 특징에 관하여, 하기된 청구범위는 섬유 및 예비성형품사이에 상대회전에도 불구하고 인발과정중에 채용된 복소함수로 기록되었으며 따라서, 섬유 내부에 생성된 회전은 적용된 회전함수와 정확하게 일치하지 않을 수 있다. 각 청구항의 제작물은 섬유에서 실제로 관찰되는 복소함수로 기록되었다.
주파수 및 진폭변조의 잇점뿐만아니라 섬유회전에서 PMD 감소의 공진특성은 비회전섬유의 PMD율(τs)에 대해 회전섬유의 PMD율(τ0)을 검사하여 더 표시될 수 있다(이후, "PMD 감소계수" 또는 "RF 변수"로 칭함).
RF=τs/τ0
도 14는 종래기술의 방법과 비교하여 본 발명의 방법에 의해 얻어진 PMD 감소에서의 향상을 나타내기 위하여 맥놀이 길이의 함수로서 RF 변수를 도시한다. 특히, 도 14는 4개의 복소함수에 대한 맥놀이 길이의 함수로서 RF를 도시한다:(1) 종래기술의 일정 복소함수, 여기서α0= 3회전/m (직선으로 표기); (2) 종래기술의 사인 복소함수, 여기서 α0= 3회전/m 이고 f는 2/m(쇄선(dashed line)으로 표기); (3) 본 발명의 주파수 변조 사인 복소함수(점선으로 표기); (4) 본 발명의 진폭 변조 사인 복소함수(일점쇄선으로 표기).
상기 주파수 변조 사인 복소함수의 변수들은 다음과 같다: α0= 3.0 회전/m, f0=4.0/m, fm=5.0/m 및 Λ=5.0m. 상기 진폭 변조 사인 복소함수의 변수들은 다음과 같다: α0= 5.0 회전/m, f=0.1/m 및 Λ=0.5m.
도 14에서 알 수 있는 바와 같이, 상기 주파수 변조 복소함수는 대략 1/4 m의 맥놀이 길이에서 0.1 이하인 PMD 감소 계수를 나타낸다. 상기 진폭 변조 복소함수는 대략 3/4 m의 맥놀이 길이에서 동일한 수준의 PMD 감소를 이룬다. 대조적으로, 상기 일정 복수함수는 맥놀이 길이가 대략 2m일 때 비로소 0.1이하의 PMD 감소 계수를 취하고, 상기 사인 복소함수는 대략 1/4 m 의 맥놀이 길이에서 매우 낮은 PMD 감소 계수를 얻는 반면, 더 긴 맥놀이 길이에 대해서는 이 PMD 감소를 유지하지 않으며 1/4 m 이상의 모든 맥놀이 길이에 대해서는 단지 약 0.3인 PMD 감소 계수를 갖는다.
명백하게, 본 발명의 변조 사인 복소함수는 다양한 맥놀이 길이에 대하여 낮은 수준의 PMD를 이루는데 있어서 종래의 기술보다 우수하다. 위에서 지적한 바와같이, 이러한 향상은 사인곡선형 복소함수에 대한 최대 PMD 감소 발생이 (1) 회전 진폭; (2) 회전 주기(주파수); 및 (3)섬유 맥놀이 길이인 3개의 변수에 좌우된다는 인식에 기초를 두고 있다. 상기 종래 방법의 복소함수는 대체로 고정된 주기와 진폭을 갖기 때문에, 이러한 복소함수는 단지 적은 수의 맥놀이 길이에 대해서만 PMD를 줄일 수 있다. 바람직한 실시예에서, 본 발명은 복소함수의 진폭 또는 주파수를 변화시키며, 따라서, 더 많은 수의 맥놀이 길이에 대하여 PMD 감소를 허용한다.
이러한 효과는 도 15 및 도 16에 의해 더 나타나 있다. 섬유가 고정된 진폭을 가진 사인 복소함수에 따라 인발과정중에 회전할 때, 상기 복소함수의 주파수에 좌우되는 다양한 맥놀이 길이에서 최대 PMD 감소가 발생한다. 도 15는 복소함수 α=3sin(2πz/Λ)를 따른 섬유 회전에 있어서, 이러한 발생을 도트로 도시한 그래프이고, 복소함수의 주기(Λ)(회전 주파수의 역수)는 0과 2m 사이에서 변조된다.
최대 PMD 감소를 이루기 위해서는 도트에 맞는 주파수로 섬유를 회전시켜야 한다. 그러나, 도트의 위치는 섬유의 맥놀이 길이에 좌우되고, 일반적으로, 사용섬유의 맥놀이 길이는 사전에 정확하게 알려지지 않았다. 종래 방법의 사인 복소함수가 대체로 고정된 진폭과 주파수를 갖기 때문에, 도트와의 "일치"는 한정된 수만 가능하다. 도 14에서 쇄선(완전 사인곡선)으로 표시된 바와 같이, 실제 PMD 감소는 적은 수의 맥놀이 길이로 한정된다.
대조적으로, 본 발명의 방법은 예를 들어, 복소함수의 주파수를 변조함으로써 이러한 최대 PMD 감소 발생을 이용한다. 이는 도 15의 도트와의 많은 수의 "일치"를 허용한다. 일치가 발생하는 각 주파수에는 해당 맥놀이 길이에서의 실제 PMD 감소가 존재한다. 이는 도 14의 점선(주파수 변조 곡선)으로 표시된 바와 같이, 큰 수의 맥놀이 길이에서 실제 PMD 감소를 허용한다.
유사한 분해가 진폭 변조 복소함수에 대하여 이루어질 수 있다. 도 16은 수학식 11로 한정된 복소함수에 있어서, 복소함수의 진폭의 함수로서 다양한 맥놀이 길이에서의 최대 PMD감소 발생을 나타낸다.
α=α0sin(2πz/0.5)
여기서, 복소함수의 진폭인 α0는 0과 6 회전/m 사이에서 변조된다. 도 15에서와 같이, 최대 PMD 감소 발생은 도트로 표시된다.
상기 복소함수의 진폭이 최대 PMD 감소 발생이 존재하는 진폭과 일치할 때, 상기 PMD는 해당 맥놀이 길이에서 대체로 감소된다. 종래 방법의 사인 복소함수가 대체로 고정된 진폭과 주파수를 갖기 때문에, 단지 한정된 수의 "일치"만이 가능하다. 도 14에서 쇄선(완전 사인곡선)으로 표시된 바와 같이, 실제 PMD 감소는 작은 수의 맥놀이 길이에 한정된다.
대조적으로, 본 발명의 방법은 복소함수의 진폭을 변조시킴으로서 이러한 최대 PMD 감소 발생을 이용한다. 이는 최대 PMD 감소 발생이 존재하는 진폭과의 많은 수의 일치를 허용한다. 일치가 발생하는 이러한 각각의 진폭에서, 해당 맥놀이 길이에서의 실제 PMD 감소가 존재한다. 이는 도 14에서 일점쇄선(진폭 변조 곡선)으로 표시된 바와 같이, 큰 수의 맥놀이 길이에서의 실제 PMD 감소를 허용한다.
섬유 인발과정중에 섬유를 회전시킬 수 있으면서 회전의 주파수 및/또는 진폭을 변경시킬 수 있는 장치가 본 발명의 방법을 실시하는데 사용될 수 있다. 도 17은 전술한 하트 특허의 도 4를 재생한 것으로, 롤러(1912,192)는 안발 타워의 안내장치의 일부분이다. 상기 하트 특허는 롤러(1912)의 축선을 2θ'로 사인곡선식으로 진동시킴으로써 하트의 도 6의 복소함수를 발생시키는 것을 나타내며, 상기 축의 진동은 섬유의 외면과 롤러의 표면사이의 동적마찰의 결과로서 섬유에 회전을 발생시킨다. 전술한 바와 같이, 하트의 복소함수는 본 발명의 잇점을 얻기에는 불충분한 가변성을 갖는다.
본 발명은 하트 특허에 기재된 형태의 장치를 사용하여 진폭변조를 이루도록 진동 주파수를 일정하게 유지하는 반면 시간의 함수로서 θ′를 변화시키거나 또는, 주파수 변조를 이루도록 시간의 함수로서 진동 주파수를 변화시키면서 θ′를 일정하게 유지함으로서 실시될 수 있다. 본 발명의 교훈을 따르는 다른 복소함수가 유사한 방식으로 실시될 수 있다.
도 17에 도시된 것 이외의 장치 예를 들어, 하트 특허에 기재된 다른 형태의 회전장치 또는 현재 알려지거나 대체로 당업계에서 개발된 유사한 장치등이 본 발명의 실시예서 사용될 수 있다. 그 예로써, 섬유가 형성되는 동안 섬유의 축선을 중심으로 섬유를 회전시키는 장치를 기재하고 있는 아르디티 등의 미국 특허번호 제 4,509,968을 참조하라. 또한, 일반적으로 양도되어 계류중인 미국 특허 출원번호 제 60/012,290 호(출원인 및 출원일; 로버트 엠. 호크, 1996년 2월 26일)의 "광섬유에 제어된 회전을 제공하기 위한 방법과 장치"와, 미국 특허 출원번호 제 60/015,298 호(출원인 및 출원일; 로버트 엠. 호크, 폴 이. 블라시키, 윌리암 알. 크리스토프, 댄 이. 겔라거, 윌리암 제이. 키퍼, 대니 엘. 핸더슨, 밍준 리, 다니엘 에이 노란 및 그렌다 알. 와쉬번, 1996년 4월 12일)의 "광섬유에 제어된 회전을 유도하기 위한 방법과 장치"를 참조하라. 개괄적인 말로, 상기 회전장치는 예를 들어, 롤러와 같이 섬유에 회전력을 가하기 위한 섬유 접촉수단과, 예를 들어, 컴퓨터로 제어되는 구동모터와 같이 시간의 함수로서 상기 섬유 접촉수단을 비사인 공간패턴으로 이동시키기 위한 구동수단 및 상기 섬유 접촉수단의 운동을 한정하기 위한 결합된 기계적 링크장치를 포함한다.
예비성형품 회전이 단독으로 사용되거나 또는 섬유에 회전력을 가하는 것과 병행하여 사용될 때 예를 들어, 예비성형품의 비사인 회전을 위한 장치와 같이 본 발명의 방법을 실시하기 위한 추가적인 장치는 본 명세서에 기재된 것으로부터 당업자에게는 명백하게 알 수 있을 것이다. 일예로써, 위에서 언급한 PCT 특허 공보 제 83/00232를 참조하라.
앞에서는 PMD를 줄이기 위한 개선된 방법과 장치에 대하여 설명하였다. 특정 실시예가 설명되었지만, 설명을 위해 제공된 본 발명이 기재된 실시예 이외의 것으로 실시될 수 있고 비한정적임을 당업자는 알 수 있을 것이며, 본 발명은 하기된 청구범위에 의해서만 한정된다.

Claims (29)

  1. (a) 섬유 예비성형품을 인발온도로 가열하는 단계;
    (b) 시간 변화 복소함수를 제공하는 단계 및,
    (c) 상기 광섬유와 예비성형품사이에 상대회전을 생성하기 위하여 시간 변화 복소함수를 채용하는 동시에 예비성형품으로부터 광섬유를 인발하는 단계로 구성된 광섬유 제조방법에 있어서,
    상기 시간 변화 복소함수는 (ⅰ) 실질적으로 사인곡선이 아니며; (ⅱ) 다수개의 맥놀이 길이에 대하여 분극모드분산의 감소를 제공하기 충분한 가변성을 갖는 것을 특징으로 하는 광섬유 제조방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 시간 변화 복소함수는 크기가 서로 다른 적어도 두 개의 최대값을 갖는 것을 특징으로 하는 광섬유 제조방법.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 시간 변화 복소함수는 크기가 서로다른 적어도 두 개의 최대값을 갖는 시간에 대한 도함수를 갖는 것을 특징으로 하는 광섬유 제조방법.
  4. (a) 섬유 예비성형품을 인발온도로 가열하는 단계;
    (b) 시간 변화 복소함수를 제공하는 단계 및,
    (c) 상기 광섬유와 예비성형품사이에 상대회전을 생성하기 위하여 시간 변화 복소함수를 채용하는 동시에 예비성형품으로부터 광섬유를 인발하는 단계로 구성된 광섬유 제조방법에 있어서,
    상기 시간 변화 복소함수는 주파수 변조 사인함수인 것을 특징으로 하는 광섬유 제조방법.
  5. (a) 섬유 예비성형품을 인발온도로 가열하는 단계;
    (b) 시간 변화 복소함수를 제공하는 단계 및,
    (c) 상기 광섬유와 예비성형품사이에 상대회전을 생성하기 위하여 시간 변화 복소함수를 채용하는 동시에 예비성형품으로부터 광섬유를 인발하는 단계로 구성된 광섬유 제조방법에 있어서,
    상기 시간 변화 복소함수는 진폭 변조 사인함수인 것을 특징으로 하는 광섬유 제조방법.
  6. (a) 섬유 예비성형품을 인발온도로 가열하는 단계;
    (b) 시간 변화 복소함수를 제공하는 단계 및,
    (c) 상기 광섬유와 예비성형품사이에 상대회전을 생성하기 위하여 시간 변화 복소함수를 채용하는 동시에 예비성형품으로부터 광섬유를 인발하는 단계로 구성된 광섬유 제조방법에 있어서,
    상기 시간 변화 복소함수는 적어도 0.2로 평준화된 진폭을 갖는 적어도 3개의 성분으로 구성된 주파수 스펙트럼을 갖는 것을 특징으로 하는 광섬유 제조방법.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 주파수 스펙트럼은 적어도 0.2로 평준화된 진폭을 갖는 적어도 5개의 성분으로 구성된 것을 특징으로 하는 광섬유 제조방법.
  8. 제 6 항에 있어서, 상기 주파수 스펙트럼은 적어도 0.2로 평준화된 진폭을 갖는 적어도 10개의 성분으로 구성된 것을 특징으로 하는 광섬유 제조방법.
  9. 제 1, 제 2, 제 3, 제 4, 제 5 또는 제 6 항에 있어서, 상기 시간 변화 복소함수의 최대 진폭은 10 회전/m 이하인 것을 특징으로 하는 광섬유 제조방법.
  10. 제 1, 제 2, 제 3, 제 4, 제 5 또는 제 6 항에 있어서, 상기 시간 변화 복소함수의 최대 진폭은 4 회전/m 이하인 것을 특징으로 하는 광섬유 제조방법.
  11. 제 1, 제 2, 제 3, 제 4, 제 5 또는 제 6 항의 광섬유 제조방법으로 제조된 것을 특징으로 하는 단일 모드 광섬유.
  12. 섬유에서 관찰할 수 있는 복소함수와 세로축선을 가지며, 적어도 섬유의 일부가 거리(z)의 함수로서 상기 축선을 따라 변하는 단일 모드 광섬유에 있어서,
    상기 복소함수는 (ⅰ) 실질적으로 사인곡선이 아니며; (ⅱ) 다수개의 맥놀이 길이에 대하여 분극모드분산의 감소를 제공하기 충분한 가변성을 갖는 것을 특징으로 하는 단일 모드 광섬유.
  13. 제 12 항에 있어서, 상기 복소함수는 크기가 서로다른 적어도 두 개의 최대값을 갖는 것을 특징으로 하는 단일 모드 광섬유.
  14. 제 12 항에 있어서, 상기 복소함수는 크기가 서로다른 적어도 두 개의 최대값을 갖는 시간에 대한 도함수를 갖는 것을 특징으로 하는 단일 모드 광섬유.
  15. 섬유에서 관찰할 수 있는 복소함수와 세로축선을 가지며, 적어도 섬유의 일부가 거리의 함수로서 상기 축선을 따라 변함에 따라 상기 복소함수는 주파수 변조 사인함수인 것을 특징으로 하는 단일 모드 광섬유.
  16. 섬유에서 관찰할 수 있는 복소함수와 세로축선을 가지며, 적어도 섬유의 일부가 거리의 함수로서 상기 축선을 따라 변하고, 상기 복소함수는 진폭 변조 사인함수인 것을 특징으로 하는 단일 모드 광섬유.
  17. 섬유에서 관찰할 수 있는 복소함수와 세로축선을 가지며, 적어도 섬유의 일부가 거리의 함수로서 상기 축선을 따라 변하고, 상기 복소함수는 적어도 0.2로 평준화된 진폭을 가진 적어도 3개의 성분으로 구성된 주파수 스펙트럼을 갖는 것을 특징으로 하는 단일 모드 광섬유.
  18. 제 17 항에 있어서, 상기 주파수 스펙트럼은 적어도 0.2로 평준화된 진폭을 가진 적어도 5개의 성분으로 구성된 것을 특징으로 하는 단일 모드 광섬유.
  19. 제 17 항에 있어서, 상기 주파수 스펙트럼은 적어도 0.2로 평준화된 진폭을 가진 적어도 10개의 성분으로 구성된 것을 특징으로 하는 단일 모드 광섬유.
  20. 제 12, 제 13, 제 14, 제 15, 제 16 또는 제 17 항에 있어서, 상기 섬유는 비회전된 해당 섬유에 비해 감소된 분극모드분산을 나타내는 것을 특징으로 하는 단일 모드 광섬유.
  21. 제 12, 제 13, 제 14, 제 15, 제 16 또는 제 17 항에 있어서, 상기 섬유는 1.0 및 2.0m 사이의 맥놀이 길이에 대하여 0.2 이하인 분극 감소 계수를 갖는 것을 특징으로 하는 단일 모드 광섬유.
  22. 제 12, 제 13, 제 14, 제 15, 제 16 또는 제 17 항에 있어서, 상기 복소함수의 최대 진폭은 10 회전/m 이하인 것을 특징으로 하는 단일 모드 광섬유.
  23. 제 12, 제 13, 제 14, 제 15, 제 16 또는 제 17 항에 있어서, 상기 복소함수의 최대 진폭은 4 회전/m 이하인 것을 특징으로 하는 단일 모드 광섬유.
  24. 각각 0.1 ps/km1/2이하의 분극모드분산을 나타내는 적어도 100개의 섬유로 구성된 회전 단일 모드 광섬유의 분포에 있어서, 상기 분포의 구성체들은 비회전된다면 다른 섬유들 사이 또는 섬유의 다른 부분 사이에 다수개의 분극모드분산을 나타낼 것이며, 상기 다수개의 분극모드분산의 범위는 적어도 10㎞ 길이를 갖는 섬유에 대하여 적어도 1.0 ps/㎞1/2인 것을 특징으로 하는 회전 단일 모드 광섬유의 분포.
  25. 제 24 항에 있어서, 상기 다수개의 분극모드분산의 범위는 적어도 1.5ps/㎞1/2인 것을 특징으로 하는 회전 단일 모드 광섬유의 분포.
  26. 예비성형품으로부터 섬유를 인발하는 과정중에 광섬유와 예비성형품사이에 상대회전을 생성하기 위한 장치에 있어서,
    상기 장치는 (a) 회전력을 섬유에 가하기 위한 섬유 접촉수단과, (b) 상기 섬유 접촉수단을 시간의 함수로서 비사인 공간패턴으로 이동시키기 위한 구동수단으로 구성된 것을 특징으로 하는 상대회전 생성 장치.
  27. 제 26 항에 있어서, 상기 비사인 공간패턴은 제 1, 제 2, 제 3, 제4, 제 5 또는 제 6항에서 한정된 시간 변화 복소함수로 구성된 것을 특징으로 하는 상대회전 생성 장치.
  28. 제 27 항에 있어서, 상기 시간 변화 복소함수의 최대 진폭은 10 회전/m 이하인 것을 특징으로 하는 상대회전 생성 장치.
  29. 제 27 항에 있어서, 상기 시간 변화 복소함수의 최대 진폭은 4 회전/m 이하인 것을 특징으로 하는 상대회전 생성 장치.
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