KR20010021270A - 광섬유의 미소 만곡 접속부 및 그 형성방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 광섬유 경로에 따른 방향을 변화시키기 위한 광섬유장치를 제공하기 위한 것이다. 제1선단을 갖춘 제1광섬유와 제2선단을 갖춘 제2광섬유가 융착접속부에서 결합된다. 미소 만곡부가 융착접속부의 영역에 형성된다. 이 장치는 당해 분야에서 광섬유를 라우팅하는데 특히 유용하다. 또한, 2개의 광섬유 사이에서 융착접속영역에 이러한 미소 만곡부를 형성하는 방법이 제공된다.

Description

광섬유의 미소 만곡 접속부 및 그 형성방법 {MINIATURE BEND SPLICE IN OPTICAL FIBERS AND METHOD OF FORMING SAME}

통상, 광통신섬유를 영구적으로 결합시키는 방식은, 융착접속부를 갖게 함으로써, 연속적인 유리가닥을 형성하는 것이다. 상기 접속부는 접속되는 선단에 인접한 섬유를 둘러싸는 보호용 중합 완충제를 조심스럽게 제거함으로써 형성된다. 노출된 섬유 선단은 쪼개져 깨끗하게 처리된다. 각 섬유의 선단면이 접촉되어, 토치(torch)나 전기 아크(electric arc)에 의한 가열에 의해 섬유들이 융합된다. 이러한 타입의 접속부는 접속된 부분간에 강력한 저손실 전송을 제공한다. 접속영역에서, 섬유는 노출된 유리를 보호하기 위해 재코팅되거나 주변 보호용 하우징에 의해 패키지화된다.

그러나, 이러한 타입의 접속부는 몇가지의 단점을 가지고 있다. 통상, 접속부 보호용 하우징은 길다. 몇몇 접속부 패키지는 길이가 2.375인치 정도로 된다. 또한, 섬유는 접속부 패키지의 양쪽 선단으로부터 드러난다. 추천된 섬유의 만곡 반경이 약 1인치이기 때문에, 섬유가 또 다른 방향으로 만곡될 수 있도록 접속부 패키지의 각 선단에서 추가된 만큼의 인치를 제거할 필요가 있다.

이러한 긴 접속부 패키지의 결합과, 섬유의 큰 만곡 반경 및, 하우징의 양쪽 선단에서의 섬유의 드러남은 밀집된 접속부의 패키징을 어렵게 한다. 예컨대, 길이 2인치 이상의 패키지 내에 존재하는 2개의 광섬유 스플리터로부터 피그테일(pigtail)을 함께 접속하려면, 구성요소로부터 만곡 및 피그테일이 가능하도록 전체 길이에 추가로 3 또는 4인치를 추가해야 한다. 2개의 접속된 스플리터의 선단에서 선단까지의 길이는 쉽게 10인치 이상으로 할 수 있다(도 5 참조). 이와 같은 종래의 긴 길이를 수용하기 위해, 도 6에 나타낸 바와 같이 섬유가 박스내에서 종종 감겨진다. 이러한 구성은 좀더 작은 전체 길이를 야기하지만, 보다 큰 전체 영역을 초래한다.

상술한 바와 같이, 광섬유의 회전 및 만곡은 통상, 광손실을 피하고 처리되지 않은 만곡된 섬유의 유용한 수명을 유지하기 위해, 2cm 이상의 만곡 반경을 요구한다. 또한, 이러한 반경은 미소 만곡을 이용하여 거의 50μ정도로 작게 감소시킬 수 있다. 미소 만곡을 형성하기 위해, 노출된 섬유의 길이를 따라 직경이, 예컨대 드로윙(drawing), 에칭, 또는 그 조합에 의해 1μ정도로 작게 감소된다. 감소된 직경영역에서, 섬유는, 섬유와 주변환경, 즉 대기간의 접촉에 의한 굴절률의 차로 인해 적어도 부분적으로 내부반사에 의한 광을 인도한다. 따라서, 이러한 영역에서, 섬유는 만곡에 의한 많은 광손실 없이 만곡될 것이다. 참조에 의해 여기에 구체화된 미국 특허출원 제5,138,676호와 제5,452,393호 참조.

본 발명은 상기한 점을 감안하여 이루어진 것으로, 밀집된 공간내에서 광섬유 경로를 따라 방향을 변경하기 위한 미소 만곡 접속부를 갖춘 광섬유장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

도 1은 본 발명에 따른 180° 미소 만곡부 및 접속부를 나타낸 단면도,

도 2는 90° 미소 만곡부 및 접속부를 나타낸 평면도,

도 3은 45° 미소 만곡부 및 접속부를 나타낸 평면도,

도 4는 2개의 스플리터와 결합된 180° 미소 만곡부 및 접속부를 나타낸 부분 단면도,

도 5는 종래의 2개의 2 ×2 스플리터와 접속부의 결합을 나타낸 도면,

도 6은 종래의 코일화된 구성으로 패키지된 2개의 2 ×2 스플리터와 접속부의 결합을 나타낸 도면이다.

상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 장치는, 제1선단을 갖춘 제1광섬유와 제2선단을 갖춘 제2광섬유를 구비하여 이루어진다. 상기 제1선단 및 제2선단은 융착접속영역의 융착접속부에서 결합된다. 미소 만곡부는, 직경이 상기 제1광섬유와 제2광섬유의 직경 이하로 감소된 적어도 하나의 융착접속영역에 형성되고, 감소되지 않은 섬유영역보다 만곡됨으로써 아주 낮은 광손실로 광을 전송할 수 있다. 바람직하게는, 접속부와 만곡부는 적절한 지지구조 또는 패키징 내에 하우징된다. 이러한 방법에 있어서, 상기 만곡부는 밀집된 공간내의 제1광섬유와 제2광섬유간의 방향의 변경을 제공한다.

융착접속부와 미소 만곡부 광섬유장치는, 당해 분야에서 광섬유의 라우팅(routing)에 특히 유용하다. 새로운 광섬유를 설치하거나 기존의 광섬유를 수리하는 기술자는 당해 분야에서 적절하고 효율적인 라우팅을 결정해서 적응시키지 않으면 안되고, 이러한 라우팅을 달성하기 위해 필요에 따라 섬유를 만곡시키지 않으면 안된다. 본 발명은 기술자가 2개의 섬유를 접속한 후에 그 접속영역을 당해 분야에서 소망하는 각도로 만곡시켜 섬유가 소망하는 방향으로 향하도록 하는 것을 허용한다. 또한, 상기 장치는 함께 접속되어야만 하는 2개의 광섬유 스플리터의 결합에 특히 효과적이다. 2개의 스플리터의 결합부 및 미소 만곡 접속부는 고밀도의 패키지 내에 하우징된다.

(발명의 상세한 설명)

본 발명에 따른 융착접속부(fusion splice) 및 미소 만곡부(minaature bend)를 갖춘 광섬유장치(10)가 도 1에 나타내어져 있다. 이 장치(10)는 중합 완충제 또는 자케트(jacket; 20, 22)가 벗겨진 선단(16, 18)을 갖춘 2개의 광섬유(12, 14)를 갖추어 형성된다. 이들 섬유는 접속영역(24)의 융착접속부에 의해 결합된다. 미소 만곡부(26)는 저감된 직경을 갖는 접속영역의 적어도 일부에 형성되어 있다.

2개의 섬유(12, 14)간의 접속은 통상의 융착접속 기술을 이용하여 알려진 융착접속 장비로 형성되어도 좋다. 따라서, 섬유 선단은 쪼개져 깨끗하게 처리된다. 그리고 섬유 선단은 정렬되고, 그들 선단면과 접촉하여 위치된다. 그 후, 섬유는 예컨대 토치(torch)나 전기 아크(electric arc)를 이용하여 융착 영역을 가열함으로써 결합된다.

다음으로, 융착접속영역(24)내의 직경은 최소 광손실을 갖는 미소 만곡부를 얻기 위해 적당한 직경으로 저감된다. 이 직경은 그 접속영역을 가열하고, 섬유를 소망하는 직경으로 드로잉(drawing)함으로써 저감되는 것이 바람직하다. 드로잉은 융착접속 장비에 의해 수행해도 좋다. 아크 전류 및 지속시간 등의 드로잉 파라미터는, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 쉽게 결정될 수 있는 소망하는 드로잉을 얻기 위해 필요에 따라 조정된다. 전형적으로, 드로잉은 소망하는 전류, 그 드로잉이 발생하는 동안의 정상상태에 적합한 램프(ramp)와, 섬유의 용해를 방지하기 위해 직경이 감소함에 따라 내려가는 램프를 포함하고 있다. 전형적으로, 드로잉은 섬유의 직경을 예컨대 125μ로부터 만곡시에 광에너지의 손실을 최소화하기에 충분한 직경, 바람직하게는 15μ로 저감한다. 이 드로잉은 섬유가 아직 가열되는 동안에 융착접속 직후에 발생해도 좋고, 혹은 섬유는 그 드로잉을 수행하기 전에 냉각되도록 해도 좋다. 또한, 상기 직경은 에칭 또는 필요에 따라 드로잉 및 에칭의 결합에 의해 저감되어도 좋다. 바람직하게는, 일직선으로 뾰족하게 된 천이영역(28, 30)은 융착접속영역 사이의 각 측면에 남겨진다.

만곡부(26)는 당해 분야에서 알려진 적당한 방법으로 저감된 직경 영역에 형성된다. 또한, 융착접속 장비는 하나의 섬유를 적당한 각도에 걸쳐 구부리기 위해 적당한 이동가능한 지지체를 포함해도 좋다. 만곡 후에, 만곡부는 당해 분야에서 알려진 바와 같은 만곡 영역의 스트레스를 경감하기 위해 저온에서 열처리된다. 예컨대, 융착접속 장비는 만곡부가 아직 그 안에 유지되어 있는 동안에는 저전류에서 동작되어도 좋다.

특별한 응용을 위해 특별한 만곡각을 필요에 따라 선택해도 좋다. 도 1에서는, 용융된 섬유의 방향은 섬유중 하나가 다른 섬유에 걸쳐 거의 180° 만곡으로 거꾸로 접히도록 반대가 되게 한다. 따라서, 2개의 섬유는 평행하거나, 혹은 거의 평행하고 평행 또는 거의 평행한 축을 따라 서로 인접하거나 근접하여 연장된다. 그러나, 다른 만곡각을 제공해도 좋다. 예컨대, 도 2는 90°의 만곡각을 나타내고, 도 3은 45°의 만곡각을 나타낸다.

접속부 및 만곡부는, 기판(36)에 형성된 채널(34)내 등의 적당한 지지구조나 하우징(32)에 의해 지지되는 것이 바람직하다. 2개의 섬유는 당해 분야에서 알려진 바와 같이 적당한 접착제(38)에 의해 채널내에 유지되어도 좋다. 만곡부는 이 만곡부가 그 안의 광학 성능을 떨어뜨릴 수 있는 기판의 측면과 접촉하지 않도록 지지되는 것이 바람직하다.

만곡된 접속부(10)는, 도 4에 나타낸 바와 같이 2개의 스플리터(splitter; 44, 46)로부터 피그테일(pigtail; 40, 42)을 갖추어 형성되어도 좋다. 2개의 스플리터는 단일 하우징(48)내에 유지되어도 좋다. 2개의 스플리터 및 만곡된 접속부의 결합은 필요에 따라 단단한 보호용 시일드(도시하지 않음)내에 더 수용되어도 좋다. 명확해진 바와 같이, 2개의 스플리터 및 만곡된 접속부의 전 패키지는 작은 영역을 점유하고, 도 5 및 도 6에 나타낸 알려진 종래기술의 스플리터/접속부/스플리터 결합보다도 실질적으로 짧다.

또한, 융착접속부 및 미소 만곡부의 결합도 당해 분야에서 광섬유의 라우팅(routing)에 특히 유용하다. 새로운 광섬유를 설치하거나 기존의 광섬유를 수리하는 기술자는 당해 분야에서 적절하고 효율적인 라우팅을 결정해서 적응시키지 않으면 안되고, 이러한 라우팅을 달성하기 위해 필요에 따라 섬유를 만곡시키지 않으면 안된다. 본 발명은 기술자가 2개의 섬유를 접속한 후에 그 접속영역을 당해 분야에서 소망하는 각도로 만곡시켜 섬유가 소망하는 방향으로 향하도록 하는 것을 허용한다.

본 발명은 첨부된 청구범위에 기재된 것을 제외하고 특별히 개시되어 서술된 것에 한정되는 것은 아니다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 밀집된 공간내에서 광섬유 경로를 따라 방향을 변경하기 위한 미소 만곡 접속부를 갖춘 광섬유장치 및 그 형성방법을 제공할 수 있다.

Claims (13)

1. 제1선단 및 제2선단이 융착접속영역의 융착접속부에서 연결되고, 제1선단을 갖춘 제1광섬유 및 제2선단을 갖춘 제2광섬유와;

   제1광섬유 및 제2광섬유의 직경 미만으로 감소된 직경을 갖춘 부분을 포함함과 더불어 감소되지 않은 광섬유 부분 보다 만곡됨에 기인하여 실질적으로 낮은 광손실을 갖고서 광을 전달할 수 있는 융착접속영역에 형성되고, 제1광섬유와 제2광섬유 사이의 방향의 변화를 제공하는 만곡부를 구비하여 구성된 것을 특징으로 하는 광섬유 경로에 따른 방향을 변화시키기 위한 광섬유장치.
2. 제1항에 있어서, 방향의 변화가 180°까지의 각도인 것을 특징으로 하는 광섬유 경로에 따른 방향을 변화시키기 위한 광섬유장치.
3. 제1항에 있어서, 만곡부는 제1광섬유와 제2광섬유 사이의 방향의 반전을 제공하는 것을 특징으로 하는 광섬유 경로에 따른 방향을 변화시키기 위한 광섬유장치.
4. 제1항에 있어서, 만곡부는 만곡부에서 광학 에너지의 손실을 최소화하도록 선택된 곡률반경을 갖는 것을 특징으로 하는 광섬유 경로에 따른 방향을 변화시키기 위한 광섬유장치.
5. 제1항에 있어서, 만곡부로부터 일정 거리를 유지하는 제1광섬유 및 제2광섬유를 덮는 버퍼를 더 구비하여 구성된 것을 특징으로 하는 광섬유 경로에 따른 방향을 변화시키기 위한 광섬유장치.
6. 제1항에 있어서, 융착접속영역 부분의 직경이 에칭, 드로잉 또는 에칭과 드로인의 조합에 의해 감소되어지는 것을 특징으로 하는 광섬유 경로에 따른 방향을 변화시키기 위한 광섬유장치.
7. 제1항에 있어서, 융착접속영역 부분의 직경이 만곡부의 광학 에너지의 손실을 최소화하도록 충분히 감소되어지는 것을 특징으로 하는 광섬유 경로에 따른 방향을 변화시키기 위한 광섬유장치.
8. 제1항에 있어서, 지지구조를 더 구비하고, 만곡부가 지지구조내에 수용되는 것을 특징으로 하는 광섬유 경로에 따른 방향을 변화시키기 위한 광섬유장치.
9. 제1항에 있어서, 2개의 광섬유 스플릿터를 더 구비하고, 제1광섬유가 2개의 광섬유 스플릿터중 하나로부터의 피그테일을 구비하고, 제2광섬유가 2개의 광섬유 스플릿터중 다른 하나로부터의 피그테일을 구비하여 구성된 것을 특징으로 하는 광섬유 경로에 따른 방향을 변화시키기 위한 광섬유장치.
10. 제9항에 있어서, 방향 변화가 180°까지의 각도인 것을 특징으로 하는 광섬유 경로에 따른 방향을 변화시키기 위한 광섬유장치.
11. 제1단을 갖춘 제1광섬유 및 제2단을 갖춘 제2광섬유를 제공하는 단계와;

    융착접속영역의 융착접속부를 형성하도록 제1단 및 제2단을 융착하는 단계;

    제1광섬유 및 제2광섬유의 직경 미만의 직경으로 융착접속영역의 적어도 일부분을 감소시켜, 감소되지 않은 광섬유 부분 보다 만곡됨에 기인하여 실질적으로 낮은 광손실을 갖고서 광을 전달할 수 있도록 하는 단계 및;

    만곡부를 형성하도록 융착접속영역의 부분을 만곡시키는 단계를 구비하여 이루어진 것을 특징으로 하는 광섬유 경로에 따른 방향 변화를 갖춘 광섬유장치를 형성하기 위한 방법.
12. 제11항에 있어서, 감소시키는 단계는 융착접속영역을 드로잉, 에칭 또는 드로잉 및 에칭의 조합으로 행하는 단계를 더 구비하여 이루어진 것을 특징으로 하는 광섬유 경로에 따른 방향 변화를 갖춘 광섬유장치를 형성하기 위한 방법.
13. 제11항에 있어서, 융착접속영역을 지지하여 기판상에 만곡시키는 단계를 더 구비하여 이루어진 것을 특징으로 하는 광섬유 경로에 따른 방향 변화를 갖춘 광섬유장치를 형성하기 위한 방법.