KR20010007258A - 굴절 인덱스 프로파일을 갖는 다중 모드 광섬유 및 이로구성된 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 개선된 굴절 인덱스 프로파일을 갖는 다중 모드 광섬유에 관한 것으로, 굴절 인덱스 프로파일은 종래의, (ⅰ) 선형 보정(linear correction)과 겹합하여, 코어와 클래드 영역의 경계에서 인덱스 프로파일내에서 형성된 스텝, (ⅱ) 인덱스 스텝으로 또는 인덱스 스텝없이, 선형 보정과 결합하여 코어-클래드 경계지점 근처에서 발생하는 리플, 및 (ⅲ) 센터 딥(center dip) 결점으로 α프로파일의 인덱스 프로파일내에서 형성된 환상 리지, 중 적어도 하나에 의해 수정된다.

Description

굴절 인덱스 프로파일을 갖는 다중 모드 광섬유 및 이로 구성된 장치{Multi-mode optical fiber having improved refractive index profile and devices comprising same}
본 발명은 개선된 굴절 인덱스 프로파일을 갖는 다중 모드 광섬유 및 본 발명의 광섬유로 구성된 통신 시스템에 관한 것이다.
광섬유는 본 기술분야에 널리 공지되어 있으며, 전송 레이저 장치 및 증폭기를 포함하는 많은 장비에 유용하게 사용되고 있다. 기본적으로, 광섬유는 소정의 굴절 인덱스를 갖는 유전체 재료로 제조된 내부 코어 및, 이 코어를 둘러싸는 클래드로 구성된다. 이 클래드는 코어보다 낮은 굴절 인덱스를 갖는 재료로 구성된다. 코어의 굴절 인덱스가 클래드의 굴절 인덱스를 초과하는한, 코어를 따라 전파하는 광빔은 전체의 내부 굴절을 보여주며, 코어의 길이를 따라 전파된다. 대부분의 실제 장비에서, 코어와 클래드의 반사율 차는 수 퍼센트 이하이다.
광섬유에 대한 설계는, 장비, 광빔의 전송에 대한 소망의 모드 또는 제조시 사용된 재료에 따라 변한다. 섬유들은 단일 모드 또는 다중 모드로 광을 전파하도록 제조될 수 있으며, 하나 이상의 피유도 모드를 지지하는 광섬유는 다중 모드로써 언급되었다. 다중 모드 섬유는 일반적으로, 단일 모드 섬유보다 코어 반경이 커므로, 많은 수의 모드가 이 섬유를 통과할 수 있다. 이러한 조건은 예를 들면, 코어 및 클래드 제조시 사용되는 제료의 선택 및 섬유의 굴절 인덱스 프로파일(예를 들면, 프로파일은 섬유의 중심으로부터 클래드의 외주까지 굴절 인덱스내의 반경 변화를 반영한다)등을 포함할 수 있다. 굴절 인덱스 프로파일의 다양한 형태, 예를 들면, 스텝 인덱스(step index), 등급화된 인덱스(graded index), 디프레스드 클래드(depressed clad) 또는 W-형 버라이어티(W-type variety)등이 공지되어 있다.
높은 대역폭에 대하여, 다중 모드 섬유에서의 다양한 모드의 그룹 속도는 가능한 동일해야 한다. 다른 그룹 속도는 코어를 포함하는 재료의 굴절 인덱스를 등급화함으로써 제어될 수 있고, 이는 이 코어가 섬유 반경의 함수로써 인덱스의 함수 형태를 특정화함을 의미한다. 종래의 다중 모드 섬유에서, 설계 목적은 α프로파일을 구하기 위한 것으로 [수학식1]과 같이 정의 된다.
여기서, r 은 섬유의 반경이며, rcore는 코어의 반경이며, nclad는 클래드의 굴절 인덱스이며, α및 △는 자유 파라미터이다. 파라미터의 최적 선택은 섬유와 의도된 장비를 포함하는 재료의 특성에 의존한다.
그러나, α클래스 프로파일에서는 고유의 한계점이 있으며, 변할 수 있는 제조공정은 이론적으로 최적의 α프로파일을 이루는 것을, 실질적으로, 어렵게 만든다. 예를 들면, α클래스 프로파일에 대한 고유의 한계점은 상위 모드가 적절하게 보상되지 않는다는 것이다(상위 모드는 상위의 주 모드 그룹(principle mode groups)에 속하는 모드이며, 주 모드 그룹은 거의 동일한 위상 속도로 전파하는 모드의 그룹이며, 상위 모드 그룹은 차단하기 위한 가장 근접한 그룹이다). 또한, 제조공정의 변화는 프로파일내의 어느 장소에서도 발생할 수 있다. 가장 빈번하게 사용되는 2개의 제조기술, 즉, OVD 및 MCVD에 있어서, 예외적인 사항은 섬유의 중심에 근접하여 특히 문제점이 발생한다는 것이다. 즉, 이러한 예외적인 사항은 섬유의 다른 영역에서 보다 매우 큰 주파수 또는 크기로 중심에 근접하여 발생한다. MCVD 공정의 공통 효과는 섬유의 중심에서, 표명된 인덱스 디프레션 또는 딥이 되어, 결과적으로 저조하게 보상된 하위 모드(즉, 작은 주 모드 번호를 갖는 모드)가 된다. 다시 말하면, 센터 딥이 존재할 때, 섬유의 중심축에 근접하게 한정된 필드를 갖는 모드는 주요 모드보다 충분히 다른 그룹 속도를 갖는다. 저조하게 보상된 하위 모드는 예를 들면, 반도체 레이저를 이용하여, 임의의 장비에 대한 섬유 성능에 영향을 미칠 수 있다.
섬유 인덱스 프로파일을 개발하여, 다중 모드 섬유에서의 상위 모드를 평균화하고, 센터 딥에 대한 보상을 하기 위한 노력이 계속되어 졌다. 본원에 병합된 Okamoto 등에 의한 "Computer-Aided Synthesis of the Optimum Refractive-Index Profile for a Multi-Mode Fiber," IEEE TRANS. MICROWAVE THEORY AND TECHSIQUES, 제 MTT-25호 3권 페이지 213(1977년 3월자; 이하 "오카모토(Okamoto)"라 칭함)을 참조하기 바란다. 오카모토에서, 컴퓨터-조력 합성(computer-aided synthesis)은 최적 프로파일을 개발하는데 적용되며, 이 최적 프로파일은 곡선화된 W-형 프로파일(smoothed W-shaped profile;예를 들면, 도 1)이 되도록 보고되었다. 필수적으로, 이 프로파일은 네가티브 클래드 점프로 클래드 아래의 알파형의 연장(예를 들면, 코어/클래드 경계 영역의 외부)과 이 프로파일 형태의 부가의 수치적인 진보를 이룬다. Okamoto 등에 의한, "Analysis of wave Propagation in Optical Fibers Having Core with α-Power Refractive-Index Distribution and Uniform Cladding," IEEE TRANS. MICROWAVE THEORY AND TTECHNIQUES, MTT-24호 제 7권 페이지 416(1967년 7월자, 본원에 변합되었음)를 참조하면, 유사한 프로파일을 제안하기 위해 수치적인 분석을 사용하는 것에 대해 논의하고 있음을 알 수 있다. 이러한 프로파일은 높은 대역폭에 유도할시 장점이 될 수 있으며, 이들은 제조에 대해서는 상이하며, 리키 모드(leaky mode)를 유발할 수 있다. Geshiro 등에 의한, "Truncated Parabolic-Index Fiber with Minimum Mode Dispersion," IEEE TRANS. MICROWAVE THEORY AND TECHNIQUES, mtt-26권 제 2 호 페이지 115(1978년 2월자; 본원에 병합되었음)를 참조하면, 파라볼릭 인덱스 프로파일이 클래드 점프로 결합되어 있으며, 이 클래드 점프는 클래드 점프가 없는 파라볼릭 프로파일보다 더 높은 대역폭을 유도한다. 파라볼릭 인덱스 프로파일에서, 코어는 파라볼릭 분포를 갖는 굴절 인덱스 프로파일을 가지면, 일정한 굴절 인덱스를 갖는 클래드에 의해 둘러쌓여진다.
예상할 수 있는 바와 같이, 광통신 시스템의 개발에 관한 사항은 새로운 섬유 설계를 포함하는 설계 및 새로운 성분에 대해 계속적으로 연구하는 것이다. 광통신 시스템이 더 유리하기 때문에, 다중 모드 섬유에 대한 관심이 증가하고 섬유 성능에 대한 관심이 증가하고 있다. 본 발명은 제조가 상대적으로 용이한 굴절 인덱스를 가지며, 섬유에 의해 전파된 상위 모드의 동작을 개선하고, 센터 딥의 존재에 대해보상하는 굴절 인덱스 프로파일을 갖는 다중 모드 섬유를 제공함으로써, 하위 모드의 동작을 개선한다. 다른 장점은 이하의 설명으로 더 명확해 진다.
개선된 성능을 갖는 다중 모드 섬유는, (ⅰ)α프로파일에 비해 상위 모드의 동작을 개선하기 위해 코어-클래드 경계에 근접한 프로파일를 수정함으로써, (ⅱ)센터 딥의 존재를 위해 보상하도록 섬유의 중심 근처에 인덱스 리지를 부가함으로써, 종래의 α프로파일을 수정하여 이루어 질 수 있고, 이로 인해, 하위 모드의 동작을 개선한다. 또한, 성능면에서의 이득은 커아-클래딩 경계에 근접한 리플로 프로파일을 수정함으로써 달성될 수 있다.
도 1a는 종래의 최적의 α프로파일(점선)과 수정된 프로파일(실선)을 도시하는 도면으로, 이 수정된 프로파일은 코어와 클래드사이의 경계에 인덱스에 점프를 부가(ⅰ)하거나 이 점프로 인덱스 프로파일에 선형 보정을 부가(ⅱ)함으로써 형성되는 도면.
도 1b는 도 1a의 최적 α프로파일과 수정된 프로파일사이의 프로파일 차를 도시하는 도면.
도 2는 도 1a에 도시된 2개의 프로파일의 예측된 모드 지연을 표시하는 도면.
도 3a는 종래의 최적 α프로파일(점선) 및 도 1a에서 처럼 형성되어 이 프로파일에서 도입된 작은 리플을 갖는 수정된 프로파일을 도시하는 도면.
도 3b는 프로파일에서 도입된 리플을 설명하는 도면으로, 도 3a의 최적 프로파일과 수정된 프로파일사이의 프로파일 차를 도시하는 도면.
도 4는 성능면에서, 프로파일을 수정함으로써 획득되는 부차적인 이득을 설명하는 도면으로, 도 3a 및 3b에 도시된 2개의 프로파일의 예측된 모드 지연을 도시하는 도면.
도 5a는 종래의 최적 α프로파일(점선) 및, 클래드 점프없이 프로파일에서 도입된 작은 리플과 클래드에 근접한 선형 보정으로 형성된 수정된 프로파일을 도시하는 도면.
도 5b는 프로파일에서 도입된 리플을 설명하는 도면으로, 도 5a의 수정된 프로파일과 최적 프로파일사이의 프로파일 차를 도시하는 도면.
도 6은 리플로 실행시 이득을 설명하는 도 5a 및 5b에 도시된 2개의 프로파일의 예측된 모드 지연을 도시하는 도면.
도 7a는 센터 딥(center dip)을 갖는 종해의 α 프로파일을 도시하는 도면.
도 7b는 인덱스 리지(index ridge)를 부가함으로써 수정된 α프로파일을 도시하는 도면.
도 8a 및 8b는 도 7a 및 7b에 도시된 2개의 프로파일의 모드 지연(modal delay)을 도시하는 도면으로, 센터 딥의 존재로 인한 저 하위 모드 실행이 이 센터에 근접한 인덱스 리지를 부가함으로서 광범위하게 보정될 수 있는 정도를 도시하는 도면.
도 9는 본 발명의 섬유로 구성된 광통신 시스템을 설명하는 개략도.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
100: 전송기 102: 광 전송 경로
104: 수신기 106: 증폭기
110: 섹션
본 발명은 비교적 제조하기가 용이한 굴절 인덱스 프로파일을 갖는 다중 모드 섬유를 제공하며, 이 섬유에 의해 전파된 상위 모드의 동작을 개선하며, 센터 딥의 존재에 대해 보상함으로, 하위 모드의 동작을 개선한다. 개선된 섬유를 얻기위해, 종래의 α프로파일은, (ⅰ) 선형 보정과 결합하여, 코어와 클래드 영역의 경계에서 인덱스 프로파일내에서 형성될 수 있는 스텝, (ⅱ) 인덱스 스텝으로 또는 인덱스 스텝없이, 선형 보정과 결합하여, 코어-클래드 경계 근처에 부가될 수 있는 리플 및, (ⅲ) 센터 딥 결점으로 α프로파일의 인덱스 프로파일내에 형성된 환상 리지등의 방법 중 적어도 하나의 방법으로 수정될 수 있다. 이러한 수정은 개별적으로 또는 결합하여 이루어질 수 있음은 물론이다. 예를 들면, 환상 리지(ⅲ)는 인덱스 프로파일(ⅰ)의 스텝과 결합하거나, 리플(ⅱ)과 결합하여 응용될 수 있다. 상기 스텝(ⅰ)은 리플없이 형성될 수 있으며, 이 리플(ⅱ)은 상기 스텝없이 형성될 수 있다.
특히, 도 1a를 참조하면, 도 1a에는 종래의 최적의 α프로파일(점선)과 수정된 프로파일(실선)이 도시되어 있다. 여기서, 수정된 프로파일은 상술된 3개의 방법중 첫 번째 방법, 즉, 코어와 클래드사이의 경계에서 인덱스에 부가되어진 스텝으로 형성되어졌으며, 선형 보정은 이 스텝으로 인덱스 프로파일에 형성되었다. 도 1b는 도 1a의 수정된 프로파일과 최적 α프로파일 사이의 프로파일 차를 도시한다. 21 마이크론 이하의 반경에 대한 인덱스의 점차적인 변화는 수정된 프로파일을 생성하는데 사용된 α프로파일의 정의에 의한 것이다. 이러한 점차적인 인덱스 변화의 형태는 당업계에 널리 공지되어 있으며, 이 형태는 α의 큰 변화없이 Δ의 작은 변화에 대응하는 것으로, 섬유의 전송 특징에 영향을 거의 미치지 않는다. 도 3a는 종래의 최적의 α프로파일(점선)과 상술된 제 1 및 제 2 방법모두로 형성된 수정된 프로파일(실선)을 도시한다. 다시 말하면, 도 3a에서, 실선은 섬유를 나타내는 것으로, 단계가 코어와 클래드사이의 경계에서 인덱스내에서 부가되며, 선형 보정이 부가되고, 작은 리플이 프로파일내에 도입된다. 도 3b는 특히 프로파일에서 도입된 리 플을 설명하는 것으로, 도 3a의 수정된 프로파일과 최적의 프로파일 사이의 프로파일 차를 도시한다.
상위 모드의 동작을 개선하기 위해 프로파일들을 수정하는 방식은 공지되어 있다. 예를 들면, Okamoto에 개시된 것 같은 예측된 대역폭의 측정을 최적화하는 프로파일을 발견하기 위해 컴퓨터 코드를 사용할 수 있는 방법이 하나 있다. 그러나, W-형 프로파일 Okamoto는 제조방법이 다르며, 원치않는 리키 모드의 수를 증가시킨다. 반대로, 본 발명에서는, W-프로파일의 많은 장점을 제공하기 위해 α프로파일에 혼란이 야기되는 반면, 제조가 용이해지며, 리키 모드가 초과되는 것을 방지한다.
본 발명에 따른 프로파일 형태의 클래스를 수학적으로 표현할 수 있다. 수학적으로, 프로파일들의 클래스는 다음과 같이 정의된다.
여기서, Δ(1-(r/rcore)α)는 종래의 α프로파일이며, J＞0은 코어-클래드 경계에서 인덱스의 스텝이며, fripple(r)은 아래에 정의되어 있으며, flinear(r,r0)는 다음과 같이 정의된다.
[수학식2]는 상위 모드의 동작을 적절하게 최적화하는 복수의 프로파일을 달성하기 위해 적용될 수 있다. 다시 말하면, 최적 설계시 소정양만큼 자유롭게 설계할 수 있다. 주어진 장비에 대한 양호한 설계를 이루기 위한 방법은, 섬유가 동작되는 파장(λ)을 따라 수정될 α프로파일의 파라미터 rcore및 Δ를 선택하는 단계, 0 내지 0.5% 의 범위내에서 인덱스 스텝(J)의 값을 선택하는 단계 및, [수학식3]의 파라미터 r0및 m에 대한 값을 확보하기 위해 컴퓨터 코드를 사용하는 단계를 포함한다. 적용할 수 있는 컴퓨터 코드는, T.A.Lenahan, 에 의한 "Calculation of Modes in an Optical Fiber Using the Finite Element Method and Eispack, THE BELL SYSTEM TECHNICAL JOURNAL, 62(9);2663-2694(1983)"(이하, "Lenahan"이하 칭함)에 설명되어 있고, 본원에 참고사항으로 병합되었다. 인자, fripple은 0이 될 수 있으며, 섬유의 성능을 최적화한는데 사용되도록 임의의 값을 가질 수 있다.
또 다른 예에서는, 상기 방법은 순수한 이산화규소를 함유하는 클래드에 의해 둘러쌓인 게르마늄이 도핑된 이산화규소를 포함하는 코어를 갖는 섬유에 대한 바람직한 설계를 위해 적용될 수 있다. 먼저, 파라미터 rcore및 Δ가 선택되며, 여기서, rcore는 25μm이며, Δ는 1%이고 파장(λ)은 1.3μm로 선택된다. 그 다음, 인덱스 스텝에 대한 값은 J=0.12%로 선택된다. 본 실시예에서, Lenahan에 설명된 컴퓨터 코드는 r0= 0.85 rcore및 m= 0.0011에 대한 최적의 파라미터 값을 확보하기 위해 적용될 수 있다. fripple은 0으로 설정된다. 이러한 처리의 결과는 도 1a 및 1b에 도시된 수정된 프로파일에서 반영된다. 대역폭의 부가의 이득은 부가의 기간fripple(r), 즉, 컴퓨터 코드로 다시 결정될 수 있는 최적값(이러한 최적화의 일부로써 재 결정된 m과 r0의 값들)을 부가함으로써 달성될 수 있다. 부가의 기간 fripple(r)가 부가된 이 절차의 결과는 도 3a 및 3b에 도시되어 있다.J에 대한 값이 0으로 선택되는 이러한 절차의 결과는 도 5a 및 5b에 도시되어 있다. 도면 5a 및 5b에 있어서, 리플은 인덱스 스텝없이, 코어-클래드 경계에 근접한 선형 보정에 부가된다. 도 5a는 종래의 최적의 α프로파일(점선) 및, 클래드에 근접한 선형 보정 및 클래드 점프 없이 프로파일내에 도입된 작은 리플로 형성된 수정된 프로파일(실선)을 도시한다. 도 5b는 프로파일내에 도입된 상기 보정을 설명하는 것으로, 도 5a의 수정된 프로파일과 최적의 프로파일 사이의 프로파일 차를 도시한다.
본 발명의 수정된 인덱스 프로파일의 이점은 도 2,4, 및 6에 도시되어 있다. 이러한 플롯은 도 1a, 1b, 3a, 3b 및 5a, 5b에 각각 설명된 섬유들의 예측된 모드 지연을 도시한다. 이러한 모드 지연은 수정된 프로파일(+로 표시됨) 및 종래의 α프로파일(o 으로 표시됨)을 가지는 섬유에 대한 주모드 번호의 방정식으로써 km(즉, 다양한 모드의 그룹 속도의 반전)당으로 기록된다. 이상적으로 모든 모드가 동일한 지연을 갖는 섬유가 필요하다. 도 2,4 및 6에 각각 도시된 바와 같이, 수정된 프로파일(+)을 갖는 섬유의 지연은 종래의 α프로파일(o)을 갖는 섬유의 지연보다 더 동일하다.
수정된 프로파일로 달성된 모드 지연시 감소된 확산은 많은 점에서 장점을 가진다. 예를 들면, (플롯상에 포함된)과도로 충진된 대역폭이 더 높게 설정되는 장점이 있다. 또한, 본 발명의 섬유가 섬유들 사이에 하나 이상의 접속기를 갖는 레이저 론치(laser launch)를 포함하는 시스템에 사용되는 경우, 이 론치 상태 및 접속기의 허용 오차는, 종래의 프로파일을 갖는 섬유가 이 시스템에 병합된 경우 보다는 더 관대해 질 수 있다. 예를 들면, 어떤 장비에서, 종래의 섬유를 사용하는 것은 광이 상위 모드에 결합되지 않는 반면, 본 발명의 섬유로는 이러한 결합을 제공할 수 있다.
도 7b에 도시된 본 발명의 다른 실시예는 종래의 α프로파일의 센터딥에 가장 인접하는 인덱스 리지를 포함하는 수정된 프로파일을 도시한다. 이 프로파일은 하위 모드의 동작을 실질적으로 개선한다. 여기서, 인덱스 리지는 종래의 α프로파일의 센트딥(도 7a에 비교하기 위해 도시하였음)에 가장 인접하게 부가된다. 이 리지와 센터딥이 코어 반경의 작은 퍼센트(예를 들면, 약 5%)내에서 한정되는 경우, 이 섬유의 모드에 대한 그룹 속도는 센터에 근접한 상세한 형태에 의해서가 아니아, 센터에 인접한 인덱스의 적분에 의해서만 결정된다. 따라서, 센터에 근접한 형태는 상당히 감소하며, 센터딥의 존재는 섬유 성능에 더 적은 효과를 갖는다. 리지가 한정되는 것 미만의 반경은 섬유에 의해 전송된 파장(λ) 및 이 섬유의 설계(예를 들면, 코어 및 클래드를 포함하는 재료, 코어 및 클래드의 직경 및 그 밖의 파라미터)에 의존한다. 예를 들면, 도 7b의 프로파일은 약 850nm의 파장(λ)을 전송하기 위한 순수한 이산화규소를 포함하는 클래드로 둘러쌓인 게르마늄이 도핑된 이산화규소를 포함하는 코어를 갖는 섬유를 반영한다. 여기서, 리지는 코어 반경의 약 4%내의 센터로부터의 거리에 양호하게 배치된다.
도 7b의 수정된 인덱스 프로파일에 의한 이득은 리지 프로파일의 높이와 폭에 의존할 수도 있다는 것이다. 바람직하게는, 리지의 높이와 폭은 센터에 인접한 인덱스의 전체 적분이 순수한 α프로파일의 것과 동일한 방식으로 센터딥을 상쇄하기 위해 선택된다. 그 뒤, 섬유는 순수한 α프로파일을 갖는 섬유와 동일한 특성을 보인다. 일반적으로, 장점은 리지가 한정되는 반경이 감소되는 것만큼 증가한다. 즉, 한정된 리지는 가능한 센터에 근접하게 된다. 그러나, 예를 들면, 전형적인 다중 모드 섬유 설계에 대해, 코어 반경이 약 10 내지 20%로 한정된 리지등의 더 넓은 리지를 얻을 수 있다. 센터 부근에서의 전체 적분은 섬유 센터에서 정확히 구성할 때 보다 제조 할 때 제어하는 것을 더욱 용이하게 한다. 따라서, 이 수정된 프로파일로, 강화된 성능을 갖는 섬유는 제조 공정동안 보다 적은 정밀성 및 제어로 제조될 수 있다. 도 8은 도 7a 및 7b에 도시된 2개의 프로파일로부터의 모드 지연을 설명한다. 도시된 바와 같이, 리지를 갖는 섬유의 하위 모드의 지연은 센터딥만을 갖는 섬유보다 덜 확장된다. 따라서, 하위 모드에만 관여하는 로치 조건하에서, 리지를 갖는 섬유의 대역폭은 리지를 갖지 않는 섬유의 대역폭보다 더 높게된다. 설명할 목적으로, 대역폭은 관여하는 제 1 의 4개의 주 모드 그룹의 가정된 로치 조건하에서 예측되었다.
상술한 바와 같이, 센터 피크의 존재가 센터딥이 리지로 보상될 수 있는 동일한 방법을 통해 보상될 수 있음은 당업계의 통상의 지식을 가지자에게는 명백할 것이다.
도 9를 참조하면, 본 발명의 섬유는, 전송기(100), 수신기(104) 및 전송기 및 수신기에 접속된 광 전송 경로(102), 또는 가능하다면, 광 전송 경로에 배치되는 하나 이상의 증폭기(106)등의 구성성분을 더 포함하는 광섬유 통신 시스템의 일부를 포함할 수 있다. 본 발명의 섬유는 광 전송 경로 또는 섹션(110)등의 광 전송 경로의 선택영역을 통해 이용될 수 있으며, 종래의 섬유 또는 장치와 결합될 수도 있다.
본원에 설명된 실시예들은 단지 설명하기 위한 것으로, 당업계의 통상의 지식을 가진자들은 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정 및 변경을 할 수 있음은 물론이다. 이러한 모든 변경 및 수정은 첨부된 특허 청구의 범위의 정신내에 포함되도록 의도되어졌다.

Claims (10)

  1. 다중 모드 광섬유를 포함하는 장치에 있어서,
    상기 광섬유는,
    소정의 굴절 인덱스를 갖는 물질로 제조된 코어 및,
    상기 코어의 굴절 인덱스와 다른 굴절 인덱스를 가진 코어를 둘러싸고 있는 클래드로서, 이 클래드가 상기 코어와 접촉하는 경계면은 경계 영역을 규정하는 상기 클래드를 포함하며;
    상기 코어는 수정된 굴절 인덱스 프로파일을 가지며, 이 수정된 굴절 인덱스 프로파일은, 선형 보정(linear correction)과 결합하여 경계 영역에 인접한 인덱스내의 스텝(a), 선형 보정과 결합하여 경계 영역에 인접한 리플(b) 및 상기 섬유 영역의 중심에 인접한 하나 이상의 인덱스 리지(index ridge)에 의해 수정된 α프로파일을 포함하는 다중 모드 광섬유를 포함하는 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 수정된 굴절 인덱스 프로파일은 선형 보정과 결합하여 상기 경계 영역에 인접한 인덱스내의 스텝과 상기 경계 영역에 인접한 리플을 포함하는 다중 모드 광섬유를 포함하는 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 수정된 굴절 인덱스 프로파일은 인덱스 스텝없이 선형 보정과 결합하여 상기 경계 영역에 인접한 리플을 포함하는 다중 모드 광섬유를 포함하는 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 수정된 굴절 인덱스 프로파일은 방정식
    에 의해 정의되며,
    Δ(1-(r/rcore)α)는 종래의 α프로파일이며, J＞0은 상기 경계 영역에서 인덱스내의 스텝이며, fripple(r)은 상기 리플을 정의 하는 파라미터이며, flinear(r,r0)는 방정식
    에 의해 정의되는 다중 모드 광섬유를 포함하는 장치.
  5. 다중 모드 광섬유를 포함하는 장치에 있어서,
    상기 광섬유는,
    소정의 굴절 인덱스를 갖는 재료로 제조된 코어 및,
    상기 코어의 굴절 인덱스와 다른 굴절 인덱스를 갖는 코어를 둘러싸고 있는 클래드로서, 이 클래드가 상기 코어와 접촉하는 경계면은 경계 영역을 규정하는 상기 클래드를 포함하며;
    상기 코어는 수정된 굴절 인덱스 프로파일을 가지며, 이 수정된 굴절 인덱스 프로파일은 상기 영역내의 선형 보정과 경계 영역에 인접한 인덱스내의 스텝에 의해 수정된 α프로파일의 형태를 가지며, r＞r0이며, r0≥0.7 rcore이며, r은 상기 섬유의 반경이며, rcore는 상기 섬유 코어의 반경인 다중 모드 광섬유를 포함하는 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 수정된 굴절 인덱스 프로파일은 상기 코어 영역에 인접한 리플을 더 포함하는 다중 모드 광섬유를 포함하는 장치.
  7. 다중 모드 광섬유를 포함하는 장치에 있어서,
    상기 광섬유는,
    소정의 굴절 인덱스를 갖는 재료로 제조되어 규정된 코어 반경을 갖는 코어 및,
    상기 코어의 굴절 인덱스와 다른 굴절 인덱스를 갖는 코어를 둘러싸고 있는 클래드를 포함하며;
    상기 코어의 굴절 인덱스내의 리지(ridge) 또는 트로프(trough)는 센터 딥(center dip) 또는 피크의 존재에 대해 각각 보상하도록 코어 반경의 20 퍼센트 범위내에서 배치되는 다중 모드 광섬유를 포함하는 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 리지 또는 트로프는 상기 코어 반경의 5 퍼센트 범위내에서 배치되는 다중 모드 광섬유를 포함하는 장치.
  9. 제 1 항에 따른 하나 이상의 다중 모드 섬유에 의해 접속된 전송기 및 검출기를 포함하는 시스템.
  10. 제 5 항에 따른 하나 이상의 다중 모드 섬유에 의해 접속된 전송기 및 검출기를 포함하는 시스템.
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