KR20010085964A - 다중 포트, 광섬유 커플링 장치 및 그 조립방법 - Google Patents

다중 포트, 광섬유 커플링 장치 및 그 조립방법 Download PDF

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KR20010085964A
KR20010085964A KR1020017005259A KR20017005259A KR20010085964A KR 20010085964 A KR20010085964 A KR 20010085964A KR 1020017005259 A KR1020017005259 A KR 1020017005259A KR 20017005259 A KR20017005259 A KR 20017005259A KR 20010085964 A KR20010085964 A KR 20010085964A
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배리 장비.
리앙-주 루
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Abstract

본 커플링 장치는 첫 번째 광축 상에 위치한 첫 번째 초점 맞춤 요소를 갖는다. 첫 번째 초점맞춤요소는 많은 광섬유로부터 나오는 출력 빔을 받도록 연결되며, 빔을 첫 번째 교차위치에서 첫 번째 광축을 교차하도록 안내하기 위해 선택된 첫 번째 초점맞춤 파워를 갖는다. 두 번째 초점맞춤 요소는 첫 번째 광축을 따라서 첫 번째 분리 거리만큼 첫 번째 초점맞춤 요소로부터 떨어져 있고, 첫 번째 초점맞춤 요소로부터 나오는 빔을 수용하기 위해 놓여진다. 두 번째 초점맞춤 요소는 두 번째 초점 파워를 가지고, 첫 번째 떨어진 거리는 첫 번째 초점 요소로부터 받은 빔을 평행화하기 위해 선택된다. 많은 광섬유를 통하여 퍼져나가는 빔들에의 액세스를 제공하기 위한 장치는 두 개의 커플링 장치를 사용한다. 두 장치는 두 번째 초점요소를 마주보는 상대적 방향을 가지며, 첫 번째 장치로부터 나오는 평행빔의 적어도 하나의 빔 경로는 일치하고 두 번째 장치로부터 나오는 평행빔의 적어도 하나의 빔 경로와 평행하지 않게 놓인다.

Description

다중 포트, 광섬유 커플링 장치 및 그 조립방법{MULTIPLE PORT, FIBER OPTIC COUPLING DEVICE}
광섬유는 두 지점 사이에 빛의 빔을 안내하기 위해 많이 사용된다. 광섬유는 저손실, 낮은 분산, 특성을 보존하는 편광을 갖도록 개발되어왔으며 또한 증폭기로서 사용될 수 있다. 결과적으로, 광섬유 장치는 광범위한 응용, 예를 들면 광통신에의 응용이 가능하다.
그러나, 말단부 사이에 빔을 안내하기 위해 빔을 마감하는 광섬유 빔 트랜스포트(transport)의 중요한 장점 중의 하나가 제한된다. 광섬유 장치나 섬유장치 개발의 사용에 중요한 몇몇의 광학적 부품이 존재하며, 빔이 파동가이드 내에서 안내되는 섬유기반 형태에 설치되지는 않는다. 대신에, 이러한 광학 부품들은 빛이 자유로이 이들을 통하여 전파되어야 하는 벌크(bulk) 안에 설치된다. 그러한 부품들의 예는 단로기(isolator), 써큘레이터(circulator), 편광기, 스위치 그리고 셔터를 포함하며, 제한적이지는 않다. 결과적으로, 광섬유 장치 내에 벌크 부품들을 포함하는 것은 광섬유 장치가, 빔 경로가 섬유 내에서 안내되기보다는 공간에서 자유로이 전달되는 구간을 가질 것을 필요로 한다.
자유공간 전파는 통상적으로 각 섬유로부터 나온 빛이 정렬되고 자유공간 전파부분에 사용되는 벌크 부품의 축을 따라서 안내되는 것이 요구된다. 보통은, 이것은 들어오는 빛을 정렬하기 위해 입력 섬유에서 정렬되게 놓이는 정렬렌즈와 출력 섬유 안으로 자유로이 전파되는 빛의 초점을 맞추기 위해 놓이는 초점 렌즈를 필요로 한다. 자유 공간 전파 영역은 두 렌즈의 사이에 놓인다. 자유공간 전파영역의 존재는, 정렬렌즈와 초점렌즈 각각이 그들 각각의 섬유에 정렬되어야 하고, 또한 초점렌즈는 정렬렌즈로부터 나오는 정렬된 빔 경로에 대하여 정확히 정렬되어야 함을 요구한다. 정렬렌즈와 초점렌즈의 정렬은 섬유의 수에 관계없이 필수적이다. 따라서, 정렬과정은 매우 복잡하고 여러 섬유들이 다중 정렬 및 초점렌즈와의 정렬이 필요할 때에는 시간이 매우 많이 걸린다.
또한, 각 정렬 및 초점렌즈와 각 섬유는 가로로 지지되어야 한다. 가로 지지대의 존재는 각 섬유와 렌즈 조립체에 요구되는 총 단면적을 증가시키므로, 장치가 커진다. 따라서, 자유공간 전파 영역을 보다 정렬이 간단하고 컴팩트한 광섬유 장치에 맞추는 개선된 방법이 필요하다.
본 발명은 일반적으로 광섬유 장치와 특히 다중 광섬유로부터 나오는 출력 빔을 팽행화하기 위한 장치와 관련된다.
본 발명의 실시예의 다음 상세설명과 도면을 통하여 보다 완전히 본 발명을 이해할 수 있을 것이다.
도 1A와 1B 는 본 발명에 따른 다중 빔 커플링 모듈의 다른 실시예;
도 2A 는 본 발명의 실시예에 따른 자유공간 전파영역을 만들기 위해 다중 섬유들과 같이 사용되는 다중 빔 커플링 모듈 한쌍을 나타낸다;
도 2B 는 도 2A에 도시된 예의 실질적 실시예;
도 3A-3C 는 다른 광학적 형상을 가지는 벌크 광학 부품들을 수용하기 위한 커플링 모듈의 다른 형상을 나타낸다; 그리고
도 4 는 단일 커플링 모듈의 형상을 나타낸다.
* 도면 부호 설명
100...커플링 모듈 102,104...섬유
106...첫번째 렌즈 108...두번째 렌즈
110...광학 축 112,114...빔 경로
116,118...빔 웨이스트 156...렌즈
157...출력 표면 202,204...섬유
본 발명은 여러 수정과 대체적인 형태가 가능하며 상세히 기술될 것이다. 그러나, 기술된 특정한 실시예에 본 발명이 제한되는 것은 아니다. 이와 반대로, 본 의도는 첨부된 청구항에 의해 정의되는 본 발명의 범위 내에 들어오는 모든 수정과, 동일발명 그리고 대체발명을 커버하는 것이다.
본 발명은 일반적으로 많은 광섬유들로부터 나오는 평행한 광학 빔을 만드는 장치와 관련되고, 광섬유 네트워크 내에서 자유공간 전파영역을 만드는 두 개의 그러한 장치를 사용하는 시스템과 관련된다.
본 발명의 일 실시예는, 자유공간 광학부품과 많은 섬유들 사이의 두 방향커플링을 허락하는 장치이다. 본 장치는 광섬유로부터 나온 출력 빔을 받기 위해 첫 번째 광학축 상에 위치한 첫 번째 초점요소를 포함하며, 첫 번째 초점요소는 첫 번째 교차점에서 첫 번째 광학축을 교차하는 빔을 안내하기 위해 선택된 첫 번째 초점능력을 갖는다. 두 번째 초점요소는 첫 번째 광학축을 따라서 첫 번째 분리 거리만큼 첫 번째 초점요소로부터 떨어져 있고, 첫 번째 초점요소로부터의 빔을 받기 위해 위치하며, 두 번째 초점요소는 두 번째 초점능력을 가지고, 첫 번째 분리거리는 첫 번째 초점요소로부터 받은 빔을 평행화하도록 선택된다. 장치는 돼지꼬리형 섬유를 갖는다.
본 발명의 다른 실시예는 많은 섬유들을 통하여 퍼져나가는 빔에의 액세스를 제공하기 위한 장치이다. 이 장치는 첫 번째와 두 번째 광섬유 세트를 포함하며, 각 광섬유 세트에 연결된 두 개의 커플링 모듈을 갖는다. 각 커플링 모듈은 각 광섬유 세트의 출력 말단부로부터 나오는 빔을 받기 위해 연결된 모듈 광축 상에 놓인 첫 번째 초점요소를 포함한다. 첫 번째 초점요소는 모듈 광축을 교차하도록 빔을 안내하기 위해 선택된 첫 번째 초점능력을 갖는다. 커플링 모듈은 또한 모듈 광축을 따라 요소 상호간 일정 거리만큼 떨어져 있는 두 번째 초점요소를 가지며, 첫 번째 초점요소로부터 나오는 빛을 받기 위해 위치한다. 두 번째 초점요소는 두 번째 초점능력을 갖고, 요소간의 떨어진 거리는 첫 번째 초점요소로부터 받은 빔을 평행화하도록 선택된다. 첫 번째와 두 번째 커플링 모듈은 두 번째 초점요소에 대응하도록 상대적으로 놓이고, 첫 번째 커플링 모듈로부터 평행화된 적어도 하나의 빔 경로가 일치하게 놓이게 되고 두 번째 커플링 모듈로부터 평행화된 적어도 하나의 빔 경로에 대하여는 평행하지 않다.
본 발명의 다른 실시예는 광섬유의 첫 번째 세트로부터의 출력에서 나오는 평행한 빔 세트를 생성하는 방법이다. 본 방법은 첫 번째 초점요소에 대하여 광섬유의 출력표면을 배열하는 것과 광섬유로부터의 출력빔을 첫 번째 광축에 교차하도록 첫 번째 초점요소로 안내하는 것을 포함한다. 본 방법은 또한 두 번째 초점요소를 사용하여 출력빔을 평행화하며, 따라서 첫 번째 광축을 교차하는 빔을 본질적으로 평행한 방향으로 전파된다.
본 발명의 상기 설명은 각 설명된 실시예나 본 발명의 모든 실시를 기술하려는 것은 아니다. 도면과 상세한 설명은 이러한 실시예들을 예시하여 보다 특징적으로 본 발명을 기술한다.
본 발명은 광섬유 시스템에 적용될 수 있으며, 특히 자유공간 전파영역을 강섬유 시스템에 도입하는 데에 적당한 것으로 믿어진다. 제안된 방법은 종래의 기술보다 정렬에 있어서 단순하고 보다 컴팩트하다.
본 장치는 통상적으로 많은 입력 섬유로부터의 입력을 수용하고, 자유로이 전파하는 평행한 광학 빔 세트를 생성하는 커플링 모듈의 사용을 포함한다. 이는 평행화 작용이라 부른다. 커플링 모듈은 정렬하기 간단하며 입력 섬유들의 수에 관계없이 두 개의 렌즈만을 포함한다. 커플링 모듈은 예를 들면 감지기 어레이처럼, 섬유로부터의 빛을 자유공간 장치에 연결하는 데에 사용된다.
커플링 모듈은 또한 반대 방법으로 많은 평행한 자유로이 전파되는 빔을 수용하기 위하여 사용될 수도 있고, 이러한 빔들을 많은 출력 섬유로 초점을 맞추는데 사용될 수도 있다. 이는 비평행화 작용이라 부른다.
각 커플링 모듈은 평행화와 비평행화 작용에 모두 사용될 수 있으므로, 자유공간 커플링 장치는 두 개의 커플링 모듈 사이에 자유공간 전파를 위한 영역을 가지도록 구성될 수 있다. 첫 번째 커플링 모듈은 자유공간 전파영역을 통하여 퍼져나가는 평행 빔들을 생성하기 위하여 섬유의 한 세트로부터의 빛을 평행화한다. 두 번째 커플링 모듈은 섬유들의 두 번째 세트로 빛을 비평행화한다. 이와같이하여, 섬유 시스템을 통하여 반대 방행으로의 진행을 위해, 두 번째 커플링 모듈은 자유공간 전파영역에서 평행빔 경로를 따라 자유로이 전파하기 위해 두 번째 섬유 세트로부터 수용된 빛을 평행화한다. 첫 번째 커플링 모듈은 첫 번째 섬유 세트 안으로 빛을 비평행화한다.
커플링 모듈(100)은 광학 축(110) 상에 놓인 두 개의 렌즈, 첫 번째 렌즈(106)와 두 번째 렌즈(108)를 포함한다. 섬유(102,104)로부터의 빔 경로(112,114)는 각각 첫 번째 렌즈(106)를 관통하고, C로 표시된 부분에서 광학축(110)을 가로질러 안내된다. 섬유들(102,104)의 출력은 광학축(110)에 평행하게 정렬되고, 위치 C는 첫 번째 렌즈(106)의 초점 거리 f1에 해당하는 만큼 첫 번째 렌즈(106)로부터 떨어져 있다. 광학 축(110)을 가로지른 후에, 빔 경로(112,114)는 첫 번째 렌즈(106)로부터 "d" 만큼 떨어져 위치한 두 번째 렌즈(108)로 전파된다. 두 번째 렌즈는 초점거리 f2를 가지며, 분리는 f1+f2와 대략 같다. 두 번째 렌즈(108)를 통과하여 전달된 후에, 빔 경로(112,114)는 광학축(110)에 평행하게 전파된다.
빔 경로(112,114)가 두 개의 렌즈(106,108) 사이에 정렬되는 것이 설명되었지만, 이것은 필요한 조건은 아니다. 첫 번째 렌즈(106)와 두 번째 렌즈(108) 사이의 빔 경로(112,114)의 정렬은 광섬유(102,104)를 지나가는 광학 빔들의 분산과 첫 번째 렌즈와 광섬유(102,104) 사이의 분리, 그리고 첫 번째 렌즈의 초점 거리에 달려있다.
두 번째 렌즈(108)를 통하여 전달된 후에, 빔 경로(112,114)는 집중하여 빔 웨이스트(116,118)를 각각 생성하고, 여기서 빔 웨이스트는 초점에서 발견되는 가장 폭이 좁은 빔의 폭이다. 빔 웨이스트(116,118)는 점선으로 표시된 평면 BB 내에 위치한다. 평면 BB와 두 번째 렌즈(108) 사이의 분리 거리는 첫 번째 렌즈(106)에 들어가는 빔의 분산과 섬유(102,104)의 출력 표면들 사이의 분리 거리에 따른다. 분리 거리 d는 두 번째 렌즈(108)로부터의 평행 출력을 유지하기 위하여 f1+f2와 동일하게 세팅되며, 조정이 가능하지 않다.
각 빔 웨이스트(116,118)는 각 섬유(102,104)의 출력 표면의 이미지를 형성한다. 커플링 모듈(100)은 점선으로 표시된 입력 평면 AA 상에 있는 섬유(102,104)의 출력 표면의 이미지를 이미지 평면 BB에 전달하는 것은 중요한 본 발명의 특징이다. 평면 BB에 형성된 이미지는 확대된 이미지일 것이다.
첫 번째와 두 번째 렌즈는 다른 형태의 렌즈가 될 수 있으며, 예를 들면, 구형이나 비구면, 그리고 양면 볼록, 단면 볼록 혹은 반월형이 될 수 있다. 렌즈 형태의 선택은 특정 시스템과 광학적 손실을 나타내는 수용 가능한 광수차 정도에 따라 다르다.
커플링 모듈(150)의 다른 실시예가 도 1B에 도시되어있다. 커플링 모듈(150)은 두 개의 입력 섬유들(152,154)로부터의 출력을 수용한다. 커플링 모듈(150)은 광학축(160)을 따라서 정렬된 첫 번째 렌즈(156)와 두 번째 렌즈(158)를 포함한다. 첫 번째 렌즈(156)는 그래디언트 인덱스 렌즈(gradient index lens,GRIN)로, 통모양이고 렌즈 축에 수직인 편평한 광학 표면을 가지고 있어 광섬유와 함께 보통 사용되는 렌즈이다. GRIN 렌즈(156)는 축(160)을 가로지르는 빔 경로(162,164)를 바꾸는 어떠한 적절한 피치(pitch)를 가질 수 있다. 만약 GRIN 렌즈가 1/4 피치 렌즈이면, GRIN 렌즈의 출력 표면(157)은 교차점 C에 위치한다. GRIN 렌즈(156)는 0.25보다 작은 피치, 예를 들면 0.18에서 0.23,를 가지고, 교차점 C는 출력 표면(157) 너머에 놓인다. 마찬가지로, GRIN 렌즈(156)의 피치는 0.25보다 크며, 이때 교차점 C는 GRIN 렌즈(156) 내에 놓인다.
두 번째 렌즈(158)는, 예를 들면, 평철의(plano-convex) 비구면 렌즈이며, 수차 효과를 줄이기 위해 교차점 C 쪽으로 향한 평면(159)을 향한다.
커플링 모듈(150)은 입력 평면의 이미지를 이미지 평면 BB에 전달한다. 섬유들(152,154)은 GRIN 렌즈(156)에 대하여 접하며, 입력 평면은 GRIN 렌즈(156)의 입력 표면(155)과 합치한다. 이미지 평면 BB은 또한 켤레 평면(conjugate plane)으로 일컬어지며, 이는 빔 웨이스트(166,168)가 섬유들(152,154)의 출력 표면의 쌍 이미지로서 여겨질 수 있기 때문이다.
커플링 모듈(100,150)은 입력이 광섬유가 아닌 부품이나 시스템에 전달되는많은 섬유로부터 수용되는 곳에 응용될 수 있다. 예를 들면, 커플링 모듈(100,150)은 섬유로부터의 출력을 섬유 어레이로 감지기 어레이의 상응하는 감지기에 연결하는 데에 사용될 수 있다. 커플링 모듈(100,150)은 또한 다중 빔의 자유 공간 입력을 섬유 어레이에 연결하는 데에 사용될 수도 있다. 예를 들면, 고밀도 파장 분리 멀티플렉스(dense wavelength division multiplex)된 신호를 다중송신 해제하는 방법으로, 단일한 멀티플렉스된 광학 빔은 굽은 회절 격자로부터 회절된다. 회절격자에 의해 분리된 다른 파장의 성분들은 커플링 모듈에 의해 많은 섬유들과 연결되며, 각 섬유는 파장 성분들 중의 하나에 상응한다.
도 4는 자유공간 부품으로 사용된 단일한 커플링 모듈(400)의 다른 응용을 나타낸다. 몇몇의 섬유들(402)은 상응하는 평행한, 자유롭게 전파되는 빔(404)을 만들기 위해 커플링 모듈(400)에 연결된다. 자유전파 빔(404)은 45도로 입사하는 빔의 편광을 회전시키는 패러데이 회전자(Faraday rotor,406)를 통과한다. 패러데이 회전자(406)의 뒤 표면상에 반사 코팅이 있어도 되는 리플렉터(408)는 45도 더 회전한 패러데이 회전자를 통하여 빔(404)을 역반사한다. 리플렉터(408)는 켤레 평면에 위치하거나 모듈(400)의 두 번째 초점요소를 통과한 후에 각 빔(404)의 초점을 평면이 포함하여, 각 빔(404)은 상응하는 섬유(402) 안으로 다시 연결된다. 그러한 배치는 각 섬유(402)를 통하여 후방으로 전파되는 편광 회전 빔을 만들어낸다. 이것은 섬유(402) 내에 원하지 않는 편광 효과의 보상을 이룬다. 리플렉터(408)는 또한 패러데이 회전자로부터 떨어져 있는 분리된 요소로서 제공되며, 패레데이 회전자 상에 반사 코팅은 필요하지 않다.
도 2A는 광섬유 시스템 내에 자유공간 전파 영역을 생성하는 두 개의 마주보는 커플링 모듈을 사용하는 자유공간 장치를 나타낸다. 두 개의 커플링 모듈(200,220)은 동일 광학축(21)을 따라서 배열되나, 이는 후술한 바와 같이 필요한 것은 아니다.
첫 번째 커플링 모듈(200)은 입력 섬유(202,204)로부터 나오는 입력 빛을 수용한다. 첫 번째 커플링 모듈(200)은 첫 번째 GRIN 렌즈(206)와 두 번째 비구면 렌즈(208)를 갖는다. 상술한 바와 같이 다른 형태의 렌즈가 또한 사용될 수 있다. 빔 경로(212,214)는 첫 번째 렌즈(206)에 의하여 광학축(210)을 가로지르도록 안내되며, 광학축(21)과 평행하게 두 번째 렌즈(208)에 의해 평행하게 된다. 또한, 빔 경로(212,214)는 이미지 평면(BB)에서 빔 웨이스트(216,218)에 수렴한다. 다르게 말하면, 첫 번째 커플링 모듈(200)은 입력 평면, 측 입력 섬유(202,204)의 출구 표면이 위치한 평면을 이미지 평면 BB로 이미지를 전달한다.
두 번째 커플링 모듈(220) 섬유(222,224)와 연결된다. 두 번째 커플링 모듈(220)은 첫 번째 GRIN 렌즈(226)와 두 번째 비구면 렌즈(228)를 갖는다. 상술한 바와 같이, 다른 형태의 렌즈가 또한 사용될 수 있다. 빔 경로(232,234)는 첫 번째 렌즈(226)에 의해서 광학축(210)을 가로지르도록 안내되고, 광학축(210)과 평행하게 두 번째 렌즈(228)에 의하여 평행하게 된다. 또한, 빔 경로(232,234)는 빔 웨이스트(236,238)에 이미지 평면 BB에서 수렴한다. 다른 말로, 커플링 모듈(220)은 입력 평면, 즉 입력 섬유(222,224)의 출구 표면이 위치한 평면상에 있는 이미지를 이미지 평면 BB로 전달한다.
두 개의 첫 번째 섬유들(202,222)로부터의 빔 웨이스트(216,236)가 평면 BB에서 정렬되면, 상호적으로 섬유(202)의 출구 표면의 이미지는 상응하는 섬유(222)의 출구 표면에 초점이 맞추어지며, 섬유(222)의 출구 표면의 이미지는 섬유(202)의 출구표면에 초점이 맞추어진다. 이처럼, 섬유(204)의 출구표면의 이미지는 섬유(224)의 출구표면에 초점이 맞추어지며 반대도 마찬가지이다.
이 시스템을 사용하여, 각 섬유로부터 연계된 빛은 두 개의 커플링 모듈(200,220) 사이의 자유공간 영역(240)을 통하여 전파되며, 자유공간 영역의 다른 측면 상에서 상응하는 섬유 안으로 재 안내된다. 벌크 광학 부품(242)은 자유공간 영역(240)을 통하여 전파하는 광학 빔을 조절하기 위하여 두 개의 커플링 모듈(200,220) 사이에 놓일 수 있다. 상술한 바와 같이, 벌크 광학 부품은 광섬유형태로 실시된 부품이 아니고, 광학 스위치나 혹은 광학 스위치 어레이, 공간 빛 모듈레이터, 아이솔레이터(isolator), 써큘레이터(circulator), 필터 혹은 다른 벌크 광학 부품이다. 커플링 모듈(200,220) 사이의 분리는 벌크 광학 부품(242)을 통하여 진행된 광학 경로 길이를 보상하기 위해 조정되어, 각 커플링 모듈(200,220)의 켤레 평면은 일치를 유지한다.
하나의 특정 실시예에서, 커플링 모듈(200,220)은 동일하게 만들어진다. 다시 말하면, 첫 번째 렌즈(206,226)들은 동일한 초점거리 f1(혹은 GRIN 렌즈인 경우는 피치)을 가지고, 두 번째 렌즈(208,228)들은 동일한 초점거리 f2를 가지며, 각 커플링 모듈 내에서 첫 번째와 두 번째 렌즈들 사이의 요소 상호간의 분리 거리 d는 동일하다. 첫 번째와 두 번째 커플링 모듈이 동일한 경우의 장점은 섬유의 두번째 세트 안으로 초점이 맞추어진 빔의 사이즈는 섬유의 첫 번째 세트에 의해서 발산되는 빔의 크기와 동일하며 반대도 마찬가지이다. 이러한 대칭 배열의 다른 장점은 제작과 조립과정이 단순하다는 것이다.
각 커플링 모듈(200,220)에 의해서 형성된 이미지들은 동일 이미지 평면 BB 상에서 일지하지 않고, 섬유의 하나의 세트에서 다른 세트로의 광학적 결합 효율은 감소할 것이다. 또한, 첫 번째 섬유세트로부터 두 번째 섬유세트로의, 그리고 그 반대로의 광학 파워의 효율적인 전달이 일어나고, 각 섬유 세트의 기하학적 배치는 다른 것과 일치해야 한다. 예를 들면, 커플링 모듈(200,220)이 동일하고 하나의 섬유세트에서 다른 것으로 대칭 이미지를 만들어내면, 광학축에 대하여 예를 들어 섬유(202)와 같은 하나의 섬유의 측면 변위와 방위각 위치는 이에 상응하는 즉 섬유(222)와 동일하다. 그러나, 커플링 모듈(200,22)이 동일할 필요성은 없다.
섬유들은 일차원적 패턴으로 커플링 모듈에 연결되어야 한다. 섬유들은 또한 이차원적 패턴으로 연결될 수도 있다. 다른 섬유들 사이의 분리는 어레이와 같이 규칙적이거나 불규칙적일 수 있다. 일반적으로, 시스템의 일 측면 상의 상응하는 섬유들은 광학축에 대하여 서로 빛은 전달하고 수용하기 위하여 위치한다. 따라서, 하나의 커플링 모듈과 연계된 섬유세트는 예를 들어 4X4 어레이로 배열되며, 다른 커플링 모듈과 연계된 상응하는 섬유세트는 또한 4X4 어레이이다. 각 어레이에서 섬유들 사이의 간격은 다를 수 있으며, 각 커플링 모듈(200,220)의 광학적 특성에 따라 다르다. 하나의 섬유세트 내의 섬유들은 광학축 주위로 대칭적으로 배열되는 장점을 가질 수 있으나, 대칭 배열은 필요한 조건을 아니고, 섬유들은 축주위로 비대칭 배열을 이룰 수 있다. 또한, 시스템의 일 측면 상의 섬유들 사이에 일대일 대응할 필요는 없다. 이에 따라서, 하나의 커플링 모듈로부터 다른 커플링 모듈로의 단지 하나의 빔의 커플링이 존재할 것이고, 이는 각 커플링 모듈이 다중 빔 경로를 수반하더라도 그러하다.
자유공간 장치의 다른 실시예가 도 2B에 도시되어 있다. 광학적 커플링 모듈은 도 2A에 도시된 것과 동일하나 두 개가 아니라 네 개의 광섬유들이 장치의 각 측면에 연결되어 있다. 또한, 섬유 세트들 사이의 광학 경로는 광학 빔의 폭을 설명하기보다는 단순히 추적되어 있다. 각 섬유는 장치에 입력과 출력을 가능하게 하는 포트로서 여겨진다. 장치의 좌측면 상의 포트(202A)는 장치의 우측면 상의 포트(222A)와 연결하는 광학 경로를 갖는 걸을 볼 수 있다. 이처럼, 장치의 좌측 포트들(202B, 202C,202D)은 장치의 우측 상의 상응하는 포트들(222B,222C,222D)을 연결하는 광학 경로를 가진다. 이 도면에 나타난 장치는 또한 서로에 대해 각 위치에 광학적 부품들을 고정하기 위한 장착 부품들을 포함한다. 도시된 장착 부품들은 원통형이며, 이는 본 발명을 제한하기 위한 것은 아니고, 장착 부품들은 비원통형, 예를 들면 사각형도 될 수 있다.
포트(202A에서 202D)에서의 섬유들은 GRIN 렌즈(206)의 입력 표면(205)에 대하여 인접하게 된다. 섬유들은 첫 번째 장착 링(254) 내에 장착된 척(252)에 의하여 고정된다. 포트(202A에서 202D)에서 섬유들은 척(252)을 통하여 구멍(256)을 관통하며, 예를 들어 에폭시나 다른 적절한 접착제에 의하여 척 내에 고정된다. 척(252)과 GRIN 렌즈(206)는 에폭시나 다른 적절한 접착제에 의하여 첫 번째 장착링(254) 내에 고정된다. 포트(202A에서 202D)에서 섬유들의 말단부와 GRIN 렌즈(206)의 입력 표면은 예를 들어 8도의 작은 각도로 다듬어지고, 되돌아오는 반사량을 감소시키기 위해 반사를 막는 코팅이 된다.
커플링 모듈(200)은 첫 번째 장착 링(254)과 모듈 링(258) 내에 각각 장착된 두 번째 렌즈(208)로 형성된다. 첫 번째 장착 링(254)과 두 번째 렌즈(208)는 또한 위치에 에폭시로 접착되거나 혹은 다른 접착제나 땜납과 같은 적절한 방법으로 장착된다. 조립에 있어서, 두 번째 렌즈(208)는 모듈 링(258) 내에 장착되며, 첫 번째 장착 링은 모듈 링(258) 내에 위치한다. GRIN 렌즈(206)와 두 번째 렌즈(208) 사이의 분리는 두 번째 렌즈 넘어 빔 경로가 평행이 될 때까지 조정된다. 빔 경로가 평행하게 되도록 보장하기 위한 한가지 방법은 각 섬유로 재반사되는 빛의 양을 두 번째 렌즈 너머에 놓여진 거울에 의하여 측정하는 것이며, GRIN 렌즈(206)와 두 번째 렌즈(208) 사이의 요소 상호간의 분리를 조정한다. 자유공간 빔들은 각 섬유 내의 재반사된 빛의 정도가 동일한 상호 요소간 분리에서 최적화될 때 평행하게 된다. 재반사되는 빛의 정도는 거울이 커플링 모듈의 켤레 평면에 위치할 때 더욱 최적화된다. 첫 번째 장착 링(254)은 에폭시나 납땜 혹은 다른 적절한 접착제 같은 것을 사용하여, 평행한 빔을 생성하도록 결부된 위치에 고정된다.
두 개의 동일한 모듈(200,220)은 외부 슬리브(260) 내에 위치하고, 벌크 광학 요소(242)에 의하여 분리된다. 두 개의 모둘(200,220) 사이의 상대적인 방향, 그리고 모듈간의 분리는 모듈사이에 최대의 광학적 커플링을 달성하기 위해 세팅된다. 최적의 모듈 사이간의 분리는 첫 번째 모듈(200)의 이미지 평면이 상술한 바와 같이 두 번째 모듈(220)의 이미지 평면과 일치한다. 두 모듈(200,220)은 최적 상대적 방향과 모듈간 분리에서 외부 슬리브 내의 위치에 고정된다. 모듈(200,220)은 에폭시, 접착제, 납땜 혹은 다른 적절한 방법으로 고정될 수 있다.
벌크 광학 부품(242)은 도시된 대로 외부 슬리브(260) 내에 위치하거나, 모듈이 외부 슬리브(260) 안으로 삽입되기에 앞서 모듈 중의 하나 위에 장착된다.
도시된 조립체와 같은 부품에 있어 예를 들어 커넥터를 사용하는 용융 절단이나 다른 적절한 방법에 의해 광섬유 시스템의 섬유들에의 커플링을 위한 섬유의 돼지 꼬리형태가 제공되는 것이 통상적이다. 따라서, 섬유들(202A에서 202D 그리고 222A에서 222D)은 전체 조립체인 커플링 장치(270)에 단단히 고정된 섬유의 꼬리형태가 존재한다. 그러나, 이는 본 장치의 제한이 아니며, 광섬유 시스템의 섬유들은 자유공간 커플링 장치(270)의 첫 번째 초점요소에 바로 연결된다.
그러한 조립체는 매우 컴팩트하다. 본 발명의 일부 실시예에서, GRIN 렌즈(206,226)는 수 밀리미터의 길이를 가지며, 두 번째 렌즈는 2-10mm 정도의 영역에서 초점거리를 갖는다. 따라서, GRIN 렌즈들 사이의 장치의 전체 길이는 대략 8에서 40mm의 정도이며, 보다 크거나 더 작은 장치가 만들어 질 수도 있다.
커플링 모듈을 조립하는 다른 방법이나 자유공간 커플링 장치를 생산하기 위한 장착모듈의 조립방법이 사용될 수 있으며, 여기에 제시된 방법들에 한한 것은 아니다. 예를 들며, 커플링 모듈은 각 커플링 모듈의 평행 빔 경로의 정렬을 위한 필요한 자유도를 제공하기 위한 조정량으로 벤치 상부에 분리되어 장착될 수 있다.
자유공간 커플링 장치의 다른 실시예들은 도 3A에서 3C에 도시된다. 도 3A와 3B에 도시된 실시예에 있어서, 각 커플링 모듈의 광학축은 다른 커플링 모듈의 광학축과 일치하지 않는다. 커플링 모듈 중의 하나의 광학축이 다른 것에 대하여 평행이동되는 실시예가 도 3A에 도시된다. 각 커플링 모듈(300,320)은 단지 도식적 형태로 나타나있다. 첫 번째 커플링 모듈(300)은 두 개의 입력 섬유(302,304)를 가지며, 첫 번째 모듈(300)의 광학축(310)에 평행한 두 개의 출력 빔(312,314)을 생성한다. 이와 마찬가지로, 두 번째 커플링 모듈(320)은 두 개의 입력 섬유들(322,324)을 가지고, 두 번째 모듈(320)의 광학축(330)에 평행한 빔 경로(332,334)를 가진다.
벌크 광학 요소(342)는 두 개의 커플링 모듈(300,320) 사이의 자유공간(340)내에 위치한다. 벌크 광학 요소(342)는 관통하는 광학 빔을 이동시키나, 전파 방향을 변화시키지는 않는다. 따라서, 예를 들면, 빔 경로(312)를 따라서 벌크 광학 부품(342)에 입력되는 빔은 경로(334)를 따른 출력이고 반대도 마찬가지이다. 또한, 경로(314)를 따라서 입력되는 빔은 경로(334)를 따른 출력이며 반대도 마찬가지이다. 따라서, 통과하는 광학 빔을 편차지게 만드는 벌크 광학 요소(342)는 자유공간 장치에 의해 수용되며, 모듈의 광학축(310,330) 사이의 편차가 벌크 광학 부품이 가로지르는 방향으로 통과 광학빔을 이동시키는 양과 동일하다.
도 3B에 도시된 바와 같이, 커플링 모듈(300,320)은 도 3A에 도시된 것과 동일하다. 그러나, 이 경우에 벌크 광학 요소(392)는 이를 통과하는 빔을 θ만큼, 예를 들면 거울(391)에 빔을 반사하여 벗어나게 한다. 이를 수용하기 위하여, 광학축들(310,330)은 θ의 상대적 각도로 세팅된다. 따라서, 첫 번째 커플링 모듈(300)로부터의 빔 경로(312)가 벌크 광학 요소(392)에 의하여 재 안내되며, 경로는 일치하나 두 번째 커플링 모듈(320)로부터의 빔경로(332)와는 비평행하다.
도 3C에 도시된 실시예에서, 벌크 광학요소(380)는 부분 반사표면(382)을 포함하며, 이는 관통하는 빔을 부분적으로 반사하거나 혹은 단지 빔의 일부를 전체적으로 반사한다. 리플렉터(382)는 관통하는 모든 빔을 부분적으로 반사하는 것으로 도시된다. 첫 번째 커플링 모듈(300)은 입력 섬유들(302,304)을 가지며, 각각 평행화된 빔들(312,314)을 만든다. 빔(312)의 부분은 리플렉터(382)에 의해 빔(332)로서 전달되며, 두 번째 커플링 모듈(320)로 연결된다. 빔(312)의 반사된 부분은 리플렉터(382)에 의해서 빔(372)으로서 세 번째 커플링 모듈(360) 안으로 안내된다. 이와 같이 하여, 빔(314)의 부분은 리플렉터(382)에 의해 빔(334)으로서 전달되고, 두 번째 커플링 모듈(320) 안으로 연결된다. 빔(314)의 반사된 부분은 리플렉터(382)에 의하여 빔(374)으로서 세 번째 커플링 모듈(360) 안으로 안내된다. 빔들(332,334,372,374)은 각 섬유들(322,324,362,364)에 커플링 모듈들(320,360) 내에서 연결된다. 빛은 두 번째와 세 번째 커플링 모듈(320,360)로부터 첫 번째 커플링 모듈(300) 안으로 반대 방향으로 연결될 수 있다. 이 실시예에서 모든 세 개의 커플링 모듈(300,320,360)의 켤레 평면은 일치하는 것이 선호되며, 하나의 모듈로부터 다른 모듈로 효과적인 커플링을 유지한다.
다른 형태가 사용될 수 있으며, 예를 들면 X 형상 커플러를 만들기 위하여 도 3C에 도시된 실시예의 T 형상에 네 번째 커플링 모듈을 첨가하는 것이다.
또한, 부가적인 커플링 모듈은 많은 부분 리플렉터를 사용하여 단계화되고, 단일 모듈로부터의 빛은 다른 많은 모듈 안으로 연결될 수 있다. 이것은 도 3D에 나와있으며, 도 3C에 도시된 것과, 두 번째 벌크 광학요소(380)가 첫 번째 벌크 광학요소(380a)를 따르며, 네 번째 커플링 모듈(360a)은 두 번째 벌크 광학요소(380) 안에서 부분 반사표면(382a)으로부터의 빛을 수용하는 것을 제외하고는 유사하다. 두 번째 커플링 모듈(320)은 두 개의 벌크 광학요소(380,380a)를 통하여 전달된 빛을 수용한다. 첫 번째 커플링 모듈(300)로부터 다른 커플링 모듈(320,360,360a)로의 광학적 커플링 효율을 증가시키기 위하여, 첫 번째 커플링 모듈(300)과 다른 모듈(320,360,360a) 각각 사이의 광학적 경로 길이는 대략 첫 번째 커플링 모듈(300)과 각 모듈(320,360,360a)의 이미지 거리의 합과 동일하다. 예를 들면, 모든 커플링 모듈(300,320,360,360a)의 이미지 거리는 동일한 값 d1이며, 첫 번째 커플링 모듈(300)로부터 다른 커플링 모듈(320,360,360a)에의 광학 경로길이는 d1의 대략 두배로 높은 광학 커플링 효율을 위해 세팅된다. 따라서, 세 번째 커플링 모듈(360)은 도면에서 하방으로 네 번째 커플링 모듈(360a)에 대하여, 첫 번째 커플링 모듈(300)에 대해 유사한 광학 경로길이를 유지하기 위하여 옮겨진다.
상술한 바와 같이, 본 발명은 광섬유 시스템에 적용할 수 있으며, 특히 안내된 파동 전파보다는 빛의 자유전파를 요구하는 벌크 광학 부품을 수용하는 데에 적절한 자유공간 전파영역을 만드는 데에 유용한 것으로 믿어진다. 단일한 커플링 모듈은 많은 섬유들과 자유공간 부품 사이의 전방 혹은 역방향으로의 커플링에 유용할 것이다. 연속된 배열에서 두 개의 커플링 모듈은 섬유의 한 세트에서 자유공간 광학부품으로 그리고 두 번째 섬유세트 안으로의 커플링을 가능하게 해준다. 첫 번째와 두 번째 섬유세트 사이의 일대일 대응이 있긴 하지만, 이것은 필요한 조건은 아니고, 단지 첫 번째 세트의 하나의 섬유와 두 번째 세트의 하나의 섬유 사이의 커플링이 있을 것이다.
따라서, 본 발명은 상술한 특정 실시예에 한정되어서는 안되며, 첨부된 청구항의 관점에서 이해되어야 한다. 다양한 수정과 동일과정뿐만 아니라 당업자에 의하여 자명한 응용을 위한 많은 구조들은 본 발명의 범위에 포함된다. 청구항은 그러한 수정들과 장치들을 커버하기 위하여 작성되었다.

Claims (35)

  1. 첫 번째 광섬유 세트로부터 나오는 평행한 출력 빔 세트를 만들어내는 방법에 있어서;
    첫 번째 초점요소를 사용하여 광섬유로부터 나오는 출력 빛을 첫 번째 광학축에 교차시키기 위하여 안내하는 단계와; 그리고
    두 번째 초점요소를 사용하여 출력 빛 빔들을 평행화하는 단계를 포함하며, 상기 빔들은 첫 번째 광학축을 교차한 후에 실질적으로 평행한 방향으로 전파되는 것을 특징으로 하는 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 첫 번째와 두 번째 초점요소를 사용하여 광섬유의 출력 표면의 이미지를 두 번째 초점요소 너머로 두 번째 초점요소의 초점거리와 거의 동일한 거리에서 전달하는 단계를 더 포함하는 방법.
  3. 제 1 항에 있어서, 광섬유의 출력 표면을 첫 번째 초점요소의 입력 표면으로부터 대략 동일한 거리에 놓이도록 배열하는 단계를 더 포함하는 방법.
  4. 제 1 항에 있어서, 첫 번째 초점요소는 첫 번째 그래디언트 인덱스(GRIN) 렌즈이며, 광섬유의 출력표면을 상기 첫 번째 GRIN 렌즈의 입력 표면상에 실질적으로 놓이도록 배열하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제 4 항에 있어서, 출력빔을 첫 번째 GRIN 렌즈의 출력 표면 너머 점에서 첫 번째 광학축을 교차하도록 안내하는 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 제 1 항에 있어서, 두 번째 초점요소로 출력빔을 평행화 하는 것은 첫 번째 광학축에 대하여 출력빔을 평행화 하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 제 1 항에 있어서, 세 번째 초점요소를 가지고 평행화된 빔들을 두 번째 광학축에 대해 교차하도록 안내하는 단계와; 그리고
    네 번째 초점요소를 사용하여 빔들을 두 번째 광섬유 세트의 각 섬유들 안으로 초점을 맞추는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 제 7 항에 있어서, 두 번째 광학축은 첫 번째 광학축과 일치하는 것을 특징으로 하는 방법.
  9. 제 7 항에 있어서, 네 번째 초점요소는 두 번째 GRIN 렌즈이며, 세 번째 초점요소를 사용하여 평행화된 빔들을 두 번째 GRIN 렌즈 외부 점에서 두 번째 광학축을 교차하도록 안내하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  10. 다중 광섬유로부터 나오는 출력 빔들을 평행화하기 위한 장치에 있어서;
    광섬유로부터 나오는 빛을 수용하기 위하여 다중 광섬유들에 광학적으로 연결할 수 있는 조립체로서,
    다중 광섬유로부터 나오는 출력 빔들을 받기 위해 첫 번째 광학축 상에 놓여진 첫 번째 초점요소와, 상기 첫 번째 초점요소로부터 첫 번째 광학축을 따라 첫 번째 분리된 거리만큼 떨어져 있으며 상기 첫 번째 초점요소로부터 나오는 빔들을 받기 위해 놓여진 두 번째 초점요소를 포함하며;
    상기 첫 번째 초점요소는 빔들을 첫 번째 교차점에서 첫 번째 광학축에 대해 교차하여 안내되도록 선택된 첫 번째 초점능력을 가지며;
    상기 첫 번째 분리된 거리는 상기 첫 번째 초점요소로부터 받은 빔들을 평행화하도록 선택되는 것을 특징으로 하는 장치.
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 조립체에 연결된 그리고 광섬유로부터 나오는 빛을 받기 위한 다중 광섬유에 연결할 수 있는 많은 돼지꼬리형 광섬유들을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  12. 제 11 항에 있어서, 상기 돼지 꼬리형 광섬유들의 출력 말단부는 첫 번째 광학축에 대하여 어레이형태로 대칭적으로 배열되는 것을 특징으로 하는 장치.
  13. 제 11 항에 있어서, 상기 돼지 꼬리형 광섬유들의 출력 말단부는 첫 번째 초점요소의 첫 번째 표면으로부터 거의 동일한 거리만큼 떨어져 있는 것을 특징으로하는 장치.
  14. 제 11 항에 있어서, 상기 돼지 꼬리형 광섬유들은 첫 번째 초점요소에 접촉하는 것을 특징으로 하는 장치.
  15. 제 11 항에 있어서, 상기 돼지 꼬리형 광섬유들은 조립체에 일차원 패턴으로 연결되는 것을 특징으로 하는 장치.
  16. 제 11 항에 있어서, 상기 돼지 꼬리형 광섬유들은 조립체에 이차원 패턴으로 연결되는 것을 특징으로 하는 장치.
  17. 제 10 항에 있어서, 첫 번째 초점능력, 두 번째 초점능력 그리고 첫 번째 떨어진 거리는 두 번째 초점요소로부터 두 번째 초점요소의 초점거리과 거의 동일하게 떨어진 거리에서 입력 이미지를 전달하도록 선택되는 것을 특징으로 하는 장치.
  18. 제 10 항에 있어서, 첫 번째 초점요소는 GRIN 렌즈이며, 입력 광섬유의 출력 말단부는 GRIN 렌즈의 첫 번째 표면에 연결되는 것을 특징으로 하는 장치.
  19. 제 18 항에 있어서, 하나 이상의 빔들 사이의 교차점과 첫 번째 광학축은 GRIN 렌즈들 외부에 놓이는 것을 특징으로 하는 장치.
  20. 제 10 항에 있어서, 두 번째 초점요소는 첫 번째 광학축에 평행한 빔들을 평행화 하도록 방향을 설정하는 것을 특징으로 하는 장치.
  21. 많은 광섬유들을 커플링하기 위한 광섬유 자유공간 커플링 장치에 있어서;
    광섬유로부터 나오는 빔들을 수용하기 위한 다수의 광섬유에 연결가능한 두 개의 커플링 모듈을 포함하고, 상기 각 커플링 모듈은;
    빔들을 모듈 광학축에 교차하여 안내하도록 선택된 첫 번째 초점능력을 가지는 모듈 광학축 상에 놓인 첫 번째 초점요소와; 그리고
    모듈 광학축을 따라서 요소 상호간 분리거리만큼 첫 번째 초점요소로부터 떨어져 있으며, 첫 번째 초점요소로부터의 빔들을 수용하기 위해 놓여지고, 두 번째 초점능력을 가진 두 번째 초점요소를 포함하며, 상기 요소 상호간 분리거리는 상기 첫 번째 초점요소로부터 받은 빔들을 평행화하기 위해 선택되고;
    상기 첫 번째와 두 번째 커플링 모듈은 마주보는 두 번째 초점요소와 두 번째 커플링 모듈로부터 평행화된 빔들중의 적어도 하나의 빔 경로에 비평행하고 일치하게 놓여있는 첫 번째 커플링 모듈로부터의 평행화된 빔들 중의 적어도 하나의 빔 경로를 향하여 있는 것을 특징으로 하는 장치.
  22. 제 21 항에 있어서, 첫 번째 커플링 모듈의 모듈 광학축은 두 번째 커플링 모듈의 모듈 광학축과 일치하게 놓이는 것을 특징으로 하는 장치.
  23. 제 21 항에 있어서, 첫 번째 와 두 번째의 많은 돼지 꼬리형 섬유들 각각은 첫 번째와 두 번째 모듈에 연결되고 다수의 광섬유에 연결가능한 것을 특징으로 하는 장치.
  24. 제 21 항에 있어서, 첫 번째 커플링 모듈의 모듈 광학축은 두 번째 광학축의 모듈 광학축으로부터 상대적으로 가로질러 떨어져있고, 평행하게 놓여있는 것을 특징으로 하는 장치.
  25. 제 21 항에 있어서, 각 모듈은 두 번째 초점요소로부터 첫 번째 초점능력, 두 번째 초점능력 그리고 요소 상호간의 떨어진 거리에 의하여 결정되는 이미지 거리만큼 떨어진 각 켤레 평면을 갖는 것을 특징으로 하는 장치.
  26. 제 25 항에 있어서, 상기 첫 번째와 두 번째 커플링 모듈의 이미지 거리는 첫 번째와 두 번째 커플링 모듈의 두 번째 초점요소의 각 초점거리에 거의 동일한 것을 특징으로 하는 장치.
  27. 제 25 항에 있어서, 첫 번째와 두 번째 커플링 모듈의 두 번째 초점요소는 첫 번째와 두 번째 커플링 모듈의 이미지 거리의 합과 동일한 거리만큼 떨어져 있는 것을 특징으로 하는 장치.
  28. 제 21 항에 있어서, 첫 번째 초점능력, 두 번째 초점능력 그리고 첫 번째 커플링 모듈의 요소간 분리거리는 첫 번째 초점능력, 두 번째 초점능력 그리고 두 번째 커플링 모듈의 요소 상호간 분리 거리 각각과 대략 동일함을 특징을 하는 장치.
  29. 제 21 항에 있어서, 첫 번째와 두 번째 커플링 모듈의 각 두 번째 초점요소 사이의 모듈상호간 분리거리는 첫 번째와 두 번째 커플링 모듈의 각 두 번째 초점요소의 초점거리의 합과 거의 동일함을 특징으로 하는 장치.
  30. 제 21 항에 있어서, 첫 번째와 두 번째 커플링 모듈의 두 번째 초점요소 사이에 위치하고, 첫 번째 광학축에 평행하게 진행하는 빛을 두 번째 광학축과 평행하도록 굴절시키도록 배열된 빔 굴절요소를 더 포함하는 장치.
  31. 제 21 항에 있어서, 첫 번째와 두 번째 커플링 모듈 사이에 위치한 광학적 써큘레이터 요소를 더 포함하는 장치.
  32. 제 21 항에 있어서, 첫 번째와 두 번째 커플링 모듈 사이에 광학 필터를 더 포함하는 장치.
  33. 제 21 항에 있어서, 첫 번째와 두 번째 커플링 모듈 사이에 광학 스위치를더 포함하는 장치.
  34. 광섬유 세트로부터 나오는 출력을 평행한 빔으로 만드는 장치에 있어서;
    광섬유로부터 첫 번째 광학축에 대해 교차하도록 출력 빔을 안내하는 수단과; 그리고
    출력빔이 첫 번째 광학축과 교차한 후에 평행한 방향으로 전파되도록 출력 빔을 평행화하는 수단을 포함하는 장치.
  35. 많은 광섬유들을 통하여 전파하는 빔들을 제어하기 위한 장치에 있어서;
    많은 첫 번째 광섬유들과;
    많은 두 번째 광섬유들; 그리고
    첫 번째와 두 번째 많은 광섬유들에 각각 연결되는 두 개의 커플링 모듈을 포함하며, 각 커플링 모듈은;
    각 광섬유 세트로부터 모듈 광학축에 교차하게 빔들을 안내하도록 선택된 첫 번째 초점거리를 가지는 모듈 광학축 상에 놓은 첫 번째 초점요소와, 그리고
    첫 번째 초점요소와 모듈 광학축을 따라서 요소 상호간 분리거리만큼 떨어져 있으며, 첫 번째 초점요소로부터의 빔들을 받기 위하여 놓이고, 두 번째 초점거리를 가지는 두 번째 초점요소를 포함하며, 상기 요소상호간 분리거리는 첫 번째 초점요소로부터 받은 빔들을 평행화 하도록 선택되고;
    첫 번째 초점거리, 두 번째 초점거리 그리고 첫 번째 요소 상호간 분리거리는 각각 첫 번째 초점거리와 동일하며, 두 번째 초점거리와 두 번째 커플링 모듈의 요소 상호간 분리거리, 첫 번째와 두 번째 커플링 모듈은 첫 번째 모듈의 두 번째 초점요소의 초점거리에 거의 두 배와 동일한 거리만큼 분리된 반대편의 두 번째 초점요소를 갖도록 방향을 가지고, 첫 번째와 두 번째 커플링 모듈은 첫 번째 커플링 모듈로부터의 평행화 된 빔의 빔 경로가 두 번째 커플링 모듈로부터의 평행화 된 빔들의 각 빔 경로와 일치하도록 상대적으로 위치하는 것을 특징으로 하는 장치.
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