KR20010061622A

KR20010061622A - 다중 주기 광섬유 격자 제작장치 및 그 방법

Info

Publication number: KR20010061622A
Application number: KR1019990064119A
Authority: KR
Inventors: 신상길; 김민성
Original assignee: 윤종용; 삼성전자 주식회사
Priority date: 1999-12-28
Filing date: 1999-12-28
Publication date: 2001-07-07
Also published as: KR100315671B1; US20010016099A1; US6434301B2

Abstract

본 발명은 다중 주기 광섬유 격자 제작장치 및 그 방법에 관한 것으로서, 개시된 장치는 광원과, 진폭 마스크를 사용하여 격자를 제작하는 광섬유 격자 제작장치에 있어서, 광원(a); 제1광섬유 부분과, 상기 제1광섬유 부분으로부터 벤딩되어 상기 제1광섬유 부분과 평행하게 나란히 놓이는 적어도 하나의 제2광섬유 부분들로 구성된 이동성 광섬유(b); 및 상기 광원과 광섬유 사이에 위치하며, 상기 제1,2광섬유 부분들에 대응하는 소정의 온-오프 비를 갖는 제1섹터와, 상기 제1섹터와 평행하게 위치하며, 상기 소정의 온-오프 비와는 다는 온-오프 비를 갖는 적어도 하나의 제2섹터들을 가지며, 상기 광섬유와 함께 이동하여 상기 광원으로부터 조사된 빔에 의해 각각의 주기를갖는 격자를 각각의 제1,2광섬유 부분들에 생성시키는 다중 주기 진폭 마스크(c)를 포함한다.

Description

다중 주기 광섬유 격자 제작장치 및 그 방법{APPARATUS AND METHOD FOR FABRICATING MULTI-PERIOD OPTICAL FIBER GRATING}

본 발명은 이득 평탄화 필터(gain flattened filter)로서 사용되는 장주기광섬유 격자에 관한 것으로서, 특히 다양한 주기의 격자를 생성할 수 있는 다중 주기 광섬유 격자 제작장치 및 그 방법에 관한 것이다.

통상적으로 광섬유의 코아(core)로 진행하는 특정 파장을 선택하기 위한 필터로서, 자외선 영역의 레이저를 이용하여 광섬유내의 굴절률에 주기적으로 변화를 유도하여 특정파장의 빛을 제거하거나 반사시킬 수 있는 광섬유 격자가 사용된다. 이러한 광섬유 격자(grating)의 예로는 단주기(short-period) 광섬유 격자들과, 장주기(long-period) 광섬유 격자들을 들 수 있다.

단주기 광섬유 격자는 특정 파장만을 반사시켜 필터링 기능을 수행하는 반면에, 장주기 광섬유 격자는 광섬유의 코아로 진행하는 코아 모드를 클래딩 모드로 커플링시키는 소자이다. 이들 중에 수십에서 수백㎛의 주기를 갖는 장주기 광섬유 격자들은 진행하는 코아 모드(core mode)의 빛을 진행방향을 클래딩 모드(cladding mode)로 커플링(coupling)시켜 원하는 특정 파장의 빛을 제거시킬 수 있기 때문에 어븀첨가 광섬유 증폭이의 이득평탄화용(gain flattened) 필터로서 사용된다.

이때, 장주기 광섬유 격자들을 이득평탄화 필터에 적용하는 경우, 여러 주기를 갖는 장주기 광섬유 격자들이 필요한 경우가 있다. 도 1에 종래의 장주기 광섬유 격자자 새겨진 광섬유(F)가 도시되었다. 도 1에 도시된 바와같이, 광섬유(F)를 중심으로 길이방향으로 다양한 주기를 갖는 장주기 광섬유 격자(g1,g2,g3)가 보여지고 있다. 이 경우, 각 장주기 광섬유 격자(g1,g2,g3)가 형성된 광섬유(F1,F2,F3)를 상호 연결하여 이득 평탄화 필터로서 제작된다.

그러나, 상기 기술한 종래의 이득평탄화용 장주기 광섬유 격자를 제작하기위해서는 퓨젼 스플라이서(fusion splicer)등을 사용하여 연결해야 하는 단점이 있으며, 연결된 부분이 파손되기 쉬우므로 수축 튜브와 같은 별도의 수단을 필요로 하고 있다. 아울러, 연결 부분 작업시에도 고도의 정밀성이 요구되며, 고가의 장비를 사용해야 하는 문제점이 발생하였다.

본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로서, 본 발명의 목적은 다양한 온-오프 비를 갖는 다중 주기 진폭 마스크를 이용한 다중 주기 광섬유 격자 제작장치 및 그 방법을 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 다중 주기 진폭 마스크를 사용하여 한개의 광섬유에 다양한 주기를 갖는 장주기 광섬유 격자를 형성할 수 있는 다중 주기 광섬유 격자 제작장치 및 그 방법을 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 경제적인 다중 주기 광섬유 격자 제작장치 및 그 방법을 제공함에 있다.

상기한 목적들을 달성하기 위하여 본 발명은 광원과, 진폭 마스크를 사용하여 격자를 제작하는 광섬유 격자 제작장치에 있어서,

광원(a);

제1광섬유 부분과, 상기 제1광섬유 부분으로부터 벤딩되어 상기 제1광섬유 부분과 평행하게 나란히 놓이는 적어도 하나의 제2광섬유 부분들로 구성된 이동성 광섬유(b); 및

상기 광원과 광섬유 사이에 위치하며, 상기 제1,2광섬유 부분들에 대응하는 소정의 온-오프 비를 갖는 제1섹터와, 상기 제1섹터와 평행하게 위치하며, 상기 소정의 온-오프 비와는 다는 온-오프 비를 갖는 적어도 하나의 제2섹터들을 가지며, 상기 광섬유와 함께 이동하여 상기 광원으로부터 조사된 빔에 의해 각각의 주기를갖는 격자를 각각의 제1,2광섬유 부분들에 생성시키는 다중 주기 진폭 마스크(c)를 포함한다.

도 1은 종래의 일실시예에 따른 각각의 주기를 갖는 세개의 장주기 광섬유 격자를 연결하여 이득 평탄화 필터를 제작하는 방법을 나타내는 도면.

도 2는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 다양한 온-오프 비를 갖는 다중 주기 진폭 마스크를 나타내는 사시도.

도 3a 내지 도 3c는 본 발명에 바람직한 일실시예에 따른 다중 주기 진폭 마스를 이용한 장주기 광섬유 격자 제작장치를 나타내는 평면도로서, 다중 주기 진폭 마스크를 이용하여 장주기 광섬유 격자를 제작하는 과정을 나타내는 도면.

도 4는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 다중 주기 진폭 마스크를 이용하여 격자가 제작된 광섬유를 나타내는 도면.

이하에서는 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일실시예를 상세히 설명하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 모호하지 않게 하기 위하여 생략한다.

도 2는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 광섬유 격자 제작용 진폭 마스크를 나타내는 사시도이다. 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 진폭 마스크는 다중 주기 진폭 마스크(20)(multi period amplitude mask)이다. 상기 다중 주기 진폭 마스크(20)는 다양한 격자 주기(grating period)를 갖는 장주기 격자를 형성할 수 있는 진폭 마크스를 의미한다. 즉, 상기 다중 주기 진폭 마스크(20)는 다양한 온-오프 비(ON-OFF RATIO)를 갖는 진폭 마스크를 의미한다. 여기서, 상기 다중 주기 진폭 마스크(20)의 온-오프 비란 코어의 굴절률이 변하는 부분과 변하지 않는 부분의 비를 의미한다.

도 2에 도시된 상기 다중 주기 진폭 마스크(20)는 소정의 제1온-오프 비를갖는 제1섹터(210)와, 상기 제1온-오프 비보다 큰 제2온-오프 비를 갖는 제2섹터(220)와, 상기 제2온-오프 비보다 큰 제3온-오프 비를 갖는 제3섹터(230)로 구성된다. 또한, 상기 제1,2,3섹터(210,220,230)는 한개의 진폭 마스크에 일체형으로 구성된다. 이때, 상기 다중 주기 진폭 마스크(20)의 제1,2,3섹터(210,220,230)는 상하방향(화살표①방향)으로 나란하게 평행하게 배열되고, 상기 균일한 제1,2,3온-오프 비는 길이방향(화살표②방향)으로 배열된다. 그러나, 본 발명에 따른 다중 주기 진폭 마스크(20)는 필요에 따라서 제4,5,6‥‥‥섹터 이상으로 배열 될 수 있으며, 상기 제1,2,3온-오프 주기 이상으로 필요에 따라 다양한 온-오프 주기와 다양한 온-오프 주기 배열을 갖는 다중 주기 진폭 마스크로 제작될 수 있다.

도 3a 내지 도 3c는 본 발명에 따른 다중 주기 진폭 마스크(20)를 이용한 다중 주기 광섬유 격자 제작과정을 나타내는 평면도이다. 도 3a에 도시된 바와같이, 본 발명에 따른 다중 주기 광섬유 격자 제작장치는 광원(30)과, 상기 광원(30)에서 조사된 빔에 의해 다양한 주기를 갖는 격자가 생성되는 광섬유(F)와, 상기 광섬유(F)에 다양한 주기를 제공하는 다중 주기 진폭 마스크(20)로 구성된다. 여기서 상기 광원(30)과 다중 주기 진폭 마스크(20)사이에 원통형 볼록 렌즈(도면에 미도시됨)가 선택적으로 더 구비될 수 있다. 이때, 상기 다중 주기 광섬유 격자 제작장치중, 상기 광원(30)은 고정성이고, 상기 다중 주기 진폭 마스크(20)와 광섬유(F)는 이동성이다.

상기 광섬유(F)는 일정한 곡률반경을 갖도록 한번 벤딩되어 상기 제1광섬유 부분(F1)과 제2광섬유 부분(F2)이 평행하게 구성되고, 상기 광섬유(F)는 또 다시한번 벤딩되어 제2광섬유 부분(F2)이 제3광섬유 부분(F3)과 평행하게 놓인다. 아울러, 상기 광섬유(F)를 벤딩하여 제4,5‥‥‥이상의 광섬유 부분이 일체형으로 평행하게 놓일 수 있다. 본 발명은 이와 같은 광섬유(F)와 대응하는 다중 주기 진폭 마스크(20)를 사용하여 다양한 주기를 갖는 이득평탄화용 장주기 격자를 제작할 수 있다.

도 3a에 도시된 바와같이, 본 발명은 고정된 광원(30)이 설치되고, 상기 광원(30) 아래 수직방향으로 다중 주기 진폭 마스크(20)의 제1섹터(210)가 위치하고, 상기 제1섹터(210) 아래 수직방향으로 제1광섬유 부분(F1)이 놓인다. 즉, 상기 광원(30)과, 제1섹터(210)와, 제1광섬유 부분(F1)이 동축으로 놓인 상태가 된다. 상기 광원(30)에서 빔이 조사되면, 상기 제1광섬유 부분(F1)에 Λ1의 주기를 갖는 장주기 격자가 다수개 새겨진다. 이어서, 도 3b에 도시된 바와같이, 미도시된 이송 수단에 의해 상기 다중 주기 진폭 마스크(20)와 광섬유(F)를 화살표③방향으로 이동시키면, 상기 고정된 광원(30) 아래 수직방향으로 다중 주기 진폭 마스크의 제2섹터(220)가 놓이고, 상기 제2섹터(220) 아래 수직방향으로 제2광섬유 부분(F2)이 놓이다. 즉, 상기 광원(30)과, 제2섹터(220)와, 제2광섬유 부분(F2)이 동축으로 놓인다. 상기 광원(30)에서 자외선 빔이 조사되면, 상기 제2광섬유 부분(F2)에 Λ2의 주기를 갖는 광섬유 격자가 새겨진다. 이어서, 도 3c에 도시된 바와같이, 상기 다중 주기 진폭 마스크(20)와 광섬유(F)를 화살표④방향으로 이동시키면, 상기 고정된 광원(30) 아래 수직방향으로 다중 주기 진폭 마스크의 제3섹터(230)가 놓이고, 상기 제2섹터(230) 아래 수직방향으로 제3광섬유 부분(F3)이 놓인다. 즉, 상기 광원(30)과, 제3섹터(230)와, 제3광섬유 부분(F3)이 동축으로 놓인다. 상기 광원(30)에서 자외선 빔이 조사되면, 상기 제3광섬유 부분(F3)에 Λ3의 주기를 갖는 광섬유 격자가 새겨진다.

이때, 상기 각각의 격자들의 소광비(extinction ratio)와 대역폭(bandwidth)은 자외선의 조사량과 격자의 길이를 변화시켜 가면서 조절하며, 격자의 피크 파장(peak wavelength)은 마스크의 각각의 주기를 변화시켜 가면서 조절한다.

도 4는 본 발명에 따른 다중 주기 진폭 마스크를 이용하여 광섬유에 새겨진 격자들을 나타낸다. 도 4에 도시된 바와같이, 상기 제1광섬유 부분(F1)에 Λ1의 주기를 갖는 격자(g1)가 생성되고, 상기 제2광섬유 부분(F2)에 Λ2의 주기를 갖는 격자(g2)가 생성되고, 상기 제3광섬유 부분(F3)에 Λ3의 주기를 갖는 격자(g3)가 생성된다. 이때, 상기 제1광섬유 부분(F1)과 제2광섬유 부분(F2)은 서로 연결된 채로 평행하게 위치하고, 상기 제2광섬유 부분(F2)과 제3광섬유 부분(F3)은 서로 연결된 채로 평행하게 위치한다.

결과적으로, 본 발명은 광원(30)은 고정되고, 다중 주기 진폭 마스크(20)와 광섬유(F)를 소정의 속도로 이동시켜, 광섬유간의 스프라이싱 작업없이 한개의 광섬유에 다양한 온-오프 비를 갖는 장주기 광섬유 격자를 생성할 수 있다.

한편, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해서 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도내에서 여러가지 변형이 가능함을 당해분야에서 통상의 지식을 가진자에게 있어서 자명하다 할 것이다. 즉, 본 발명에 따른 다양한 온-오프 비를 갖는 제1,2,3섹터들을 한개의 광섬유에 평행하게 나란하게놓여 광을 조사하여 격자를 생성하였으나, 제1,2,3섹터들을 길이방향으로 연결되게 놓아 광을 조사함으로서 다양한 격자를 구성할 수도 있다. 즉, 상기 다중 주기 진폭 마스크의 제1,2,3‥‥‥섹터들이 광섬유 길이방향으로 배열될 수 있다.

이상으로 살펴본 바와같이, 본 발명은 광섬유 격자 제작장치에서, 특히 이득평탄화 필터로서 사용되는 장주기 광섬유 격자 제작장치에서, 다양한 주기를 갖는 진폭 마스크를 사용하여 한개의 광섬유에 다양한 격자를 생성함으로서, 경제적인 잇점을 달성하였다.

Claims

광원과, 진폭 마스크를 사용하여 격자를 제작하는 광섬유 격자 제작장치에 있어서,

광원(a);

제1광섬유 부분과, 상기 제1광섬유 부분으로부터 벤딩되어 상기 제1광섬유 부분과 평행하게 나란히 놓이는 적어도 하나의 제2광섬유 부분들로 구성된 이동성 광섬유(b); 및

상기 광원과 광섬유 사이에 위치하며, 상기 제1,2광섬유 부분들에 대응하는 소정의 온-오프 비를 갖는 제1섹터와, 상기 제1섹터와 평행하게 위치하며, 상기 소정의 온-오프 비와는 다는 온-오프 비를 갖는 적어도 하나의 제2섹터들을 가지며, 상기 광섬유와 함께 이동하여 상기 광원으로부터 조사된 빔에 의해 각각의 주기를갖는 격자를 각각의 제1,2광섬유 부분들에 생성시키는 다중 주기 진폭 마스크(c)를 포함하는 다중 주기 광섬유 격자 제작장치.
제1항에 있어서, 상기 제1섹터와 제2섹터는 상하방향으로 평행하게 배열되는 다중 주기 광섬유 격자 제작장치.
제1항에 있어서, 상기 다중 주기 진폭 마스크의 제1섹터와 제2섹터는 일체형으로 구성되는 다중 주기 광섬유 격자 제작장치.
제1항에 있어서, 상기 제2광섬유 부분들은 상기 제2광섬유 부분들로부터 적어도 한번 이상 벤딩되어 상하방향으로 평행하게 나란히 배열되는 제3,4,5‥‥‥ 광섬유 부분들을 포함하는 다중 주기 광섬유 격자 제작장치.
제1항에 있어서, 상기 제2섹터들은 상하방향으로 평행하게 배열된 제3,4,5‥‥‥섹터들을 포함하는 다중 주기 광섬유 격자 제작장치.
고정성 광원; 제1광섬유 부분과, 상기 제1광섬유 부분으로부터 벤딩되어 상기 제1광섬유 부분과 평행하게 나란히 놓이는 적어도 하나의 제2광섬유 부분들로 구성된 이동성 광섬유; 및 상기 제1,2광섬유 부분들에 대응하는 소정의 온-오프 비를 갖는 제1섹터와, 상기 제1섹터와 평행하게 위치하며, 상기 소정의 온-오프 비와는 다는 온-오프 비를 갖는 적어도 하나의 제2섹터들을 가지며, 상기 광원으로부터 조사된 빔에 의해 각각의 주기를갖는 격자를 각각의 제1,2광섬유를 생성시키는 다중 주기 진폭 마스크를 포함하는 장치를 이용한 광섬유 격자 제작방법에 있어서,

상기 광원과, 제1섹터와, 제1광섬유 부분이 동축으로 놓이는 제1과정;

상기 광원으로부터 조사된 빔이 제1섹터를 통과하여 상기 제1광섬유 부분에 격자가 생성되는 제2과정;

상기 광섬유와 다중 주기 진폭 마스크가 광섬유 길이방향의 수직방향으로 함께 이동하는 제3과정;

상기 광원과, 제2섹터와, 제2광섬유 부분이 동축으로 놓이는 제4과정; 및

상기 광원으로부터 조사된 빔이 제2섹터를 통과하여 상기 제2광섬유 부분에 격자가 생성되는 제5과정을 포함하는 다중 주기 광섬유 격자 제작방법.