KR20020055380A - 광섬유 단면의 용이한 연마가 가능한 광커넥터 및 광섬유단면의 가공방법 - Google Patents

Abstract

광커넥터에 있어서, 광섬유(11)의 단면(12)이 짝이 되는 커넥터의 단면과 소정 방향으로 접촉하여 접속이 실행된다. 광커넥터는 광섬유의 삽입 구멍을 가지는 정렬부(16)가 설치된 하우징(14)과, 상기 광섬유를 유지하기 위한 유지부(21)를 포함한다. 상기 유지부(21)는 소정 방향으로 이동 가능하다. 상기 유지부는 상기 정렬부 내의 구멍으로 광섬유가 삽입된 상태에서 하우징에 고정되며 상기 정렬부의 단면(22)으로부터 광섬유의 돌출량을 조정하게 된다. 상기 하우징에는 정렬부 내의 구멍으로 상기 광섬유를 가이드하기 위한 가이드부(17)가 설치된다.

Description

광섬유 단면의 용이한 연마가 가능한 광커넥터 및 광섬유 단면의 가공방법{OPTICAL CONNECTOR ALLOWING EASY POLISHING OF AN END FACE OF AN OPTICAL FIBER AND METHOD OF PROCESSING THE END FACE OF THE OPTICAL FIBER}

본 발명은 광섬유를 접속하는데 사용하는 광커넥터와 상기 광섬유 단면(an end face)의 가공 방법에 관한 것이다.

최근 몇년 동안, 여러 종류의 광커넥터가 제안되고 개발되었다. 기존의 광커넥터 중 하나에 있어서, 광섬유(1)는 도 1에 나타낸 바와 같이, 페룰이라고 불리는 원통형의 광학 부품(2)을 사용하여 접속된다. 페룰(2)은 광섬유의 단면에 접합되어 고정된 축상의 일단부와 볼록면(3)으로 연마된 타단부를 가진다.

두개의 광섬유를 서로 접속하기 위해서는, 쪼개진 슬리브(4)가 도 2에 나타낸 바와 같이 이용된다. 구체적으로는, 광섬유에 각각 고정된 페룰(2)의 볼록면(3)은 쪼개진 슬리브(4) 내에서 서로 부딪힌다. 탄성 스프링(미도시됨)을 사용하여, 누르는 힘이 도면에서 흰색의 화살표로 나타낸 바와 같이 페룰(2)에 부가된다. 결과로서, 볼록면(3)의 상부에 위치되고 광도파부로서 기능하는, 광섬유(1)의 코어부가 탄성적으로 변형하여 서로 밀착하여 접촉하게 된다. 상술한 접속에 의해, 코어 부 사이에 공기층이 형성되는 것을 방지하는 것이 가능하게 된다. 따라서, 저손실 접속을 달성할 수 있다. 접속대상이 누르는 힘 아래에서 서로 밀착하여 접촉하게 되는 이러한 접속은 일반적으로 PC 접속(물리적 접촉, PHYSICAL CONTACT)이라고 한다.

최근, 광커넥터의 소형화 및 협 피치화의 요구에 따라서, 페룰을 사용하지 않고 광섬유를 직접 접속하는 광커넥터의 사용이 검토되고 있다. 또한, 이러한 종류의 광커넥터에 있어서도 PC접속은 저손실화 실현을 위해 요구된다. PC접속을 위해 요구되는 압착력은 광섬유를 굽히거나 구부려, 구부림(bending)에 의해 생성된 복원력(이하, 좌굴 하중(buckling load))을 활용함으로써 얻어진 것이다.

광섬유를 직접 접속하기 위한 광커넥터에 있어서는, 광섬유의 단면을 경면으로 가공, 즉 미러피니싱(mirror finishing)을 실행하는 것이 필요하다. 미러피니싱은 절단면(cut face)이 경면을 갖는 응력 절단(cleavage cutting)에 의해 효과적으로 실행될 수 있다. 그러나, 응력 절단에 의해 광섬유의 절단면이 도 3에 나타낸 바와 같이 단면 각도(θ)를 가질 수 있다. 상술한 좌굴 하중이 0.2 내지 0.4N 정도라는 것을 여기서 주목한다. 단면 각도(θ)에 따라서, 도 4에 나타낸 바와 같이 광섬유(5)의 탄성적 변형이 충분하지 않을 수 있으며, 충분한 밀착 접촉이 단면 사이에서 보장되지 않을 수 있다. 이러한 경우, 신뢰성 있는 접속이 이루어지지 않을 수 있다. 이것은 안정한 광특성과 저손실을 실현하는데 있어서 실패를 가져올 수 있다.

또한, UV-경화 접착제 또는 왁스를 사용하여 페룰과 같은 광학 부품에 광섬유를 고정하고 광섬유 단면을 가공하는 방법이 행해진다. 그러나, 상기 방법은 UV-경화 접착제 또는 왁스를 경화하는 단계 및 이러한 고정제를 제거하는 단계가 필요하기 때문에, 시간과 노력이 소비되게 된다. 만약 UV-경화 접착제 또는 왁스가 완전히 제거될 수 없어, 부분적으로 남아 광섬유 단면에 부착된다면, 광특성은 상당히 열화될 것이다. 이것은 신뢰성의 결여를 가져온다.

본 발명의 목적은, 광섬유 단면의 연마를 용이하게 하는, 광섬유를 접속하기위한 광커넥터를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은, 상술한 광커넥터에 있어서 광섬유 단면을 처리하는 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적들은 이하의 상세한 설명에 의해 명백하게 될 것이다.

도 1은 기존의 광커넥터에 있어서 광섬유와 광섬유에 연결된 페룰(ferrule)의 사시도,

도 2는 페룰이 서로 접촉하게 되는 기존의 광커넥터의 원리를 설명하기 위한 단면도,

도 3은 기존의 방법에 의해 가공된 광섬유 단면(an end face)의 상태를 설명하기 위한 측면도,

도 4는 도 3에 나타낸 광섬유가 사용된 경우의 문제를 설명하기 위한 측면도,

도 5는 본 발명의 실시예에 따라 광섬유가 부착된 광커넥터의 사시도,

도 6은 다른 방향에서 본 도 5의 광커넥터 일부의 사시 단면도,

도 7은 도 5에 나타낸 광커넥터의 변형을 나타내는 단면(端面)도,

도 8은 도 5에 나타낸 광커넥터의 다른 변형을 나타내는 단면(端面))도이다.

본 발명의 일형태에 의하면, 광섬유 단면에 짝이 되는 광섬유의 단면을 소정 방향으로 접촉함으로써 광섬유를 짝이 되는 광섬유에 접속하는 광커넥터가 마련된다. 광커넥터는 하우징과, 하우징에 고정적으로 결합되며 광섬유의 삽입구멍을 가지는 정렬부와, 상기 정렬부내의 구멍으로 광섬유의 일부를 가이드하기 위하여 하우징에 결합된 가이드부와, 상기 광섬유의 다른 부분을 유지하기 위해 소정 방향으로 이동 가능하도록 하우징에 장착된 유지부를 구비한다. 상기 유지부는 상기 정렬부내의 구멍에 광섬유가 삽입된 상태에서 하우징에 고정된다. 상기 유지부는 상기 정렬부의 단면으로부터의 광섬유의 돌출량을 조정하기 위해 소정 방향으로 이동된다.

본 발명의 일형태에 의하면, 상술한 광커넥터를 압착하기 위한 방법이 제공된다. 상기 방법은 연마면을 가지는 연마기를 준비하는 단계와, 연마지그를 준비하는 단계와, 연마지그에 의해 하우징을 유지하는 단계와, 연마기에 대하여 연마지그를 위치시키는 단계와, 소정 방향으로 하우징에 대하여 유지부를 이동시켜 연마기의 연마면에 대하여 광섬유의 단면을 압착하는 단계와, 상기 연마면으로 광섬유의 단면을 연마하는 단계를 구비한다.

도 5와 도 6을 참조하여, 본 발명의 실시예에 따른 광커넥터의 구조에 대하여 상세하게 설명하기로 한다.

도면에 나타낸 광커넥터는 복수의 광섬유 와이어(optical fiber wire)(10)를 연결하기 위해 채용된다. 구체적으로 각각의 광섬유 와이어(10)는 단면(an end face)(12)을 가지는 광섬유(11)를 포함한다. 단면(12)은 소정 방향(13)으로 짝이 되는 광섬유(미도시됨)의 단면과 접촉하여 접속을 이루게 된다.

각 광섬유 와이어(10)는 표면 보호를 위해 코팅된 광섬유(11)를 구비한다. 광섬유(11)로서, 공지된 광섬유가 사용될 수 있다.

광커넥터는 광섬유 가이드 또는 하우징(14)을 구비한다. 하우징(14)은 복수의 광섬유(11)의 삽입구멍(15)을 가지는 정렬부(16)와, 정렬부(16) 뒤에 형성된 가이드부가 설치된 정면부를 가진다. 하우징(14), 정렬부(16) 및 가이드부(17)는 합성 수지물질을 몰드함으로써 일체로 형성된다. 구멍(15)은 소정 방향(13)에 수직인 방향으로 일렬로 정렬된다. 가이드부(17)는 구멍(15)에 각각 대응하여 일렬로 배열된 복수의 슬릿(18)을 가진다. 슬릿(18)의 각각은 정렬부(16)내의 대응하는 구멍(15)으로 광섬유(11)의 일부를 가이드하기 위해 광섬유(11)를 수용하도록 한다. 슬릿(18) 대신에 가이드부(17)가 구멍(15)으로 광섬유(11)를 가이드하기 위해 모서리가 깍인 부분을 가질 수 있다. 구멍(15)의 직경은 광섬유(11)의 직경보다 조금 더 크다. 예컨대, 광섬유(11)가 직경 125㎛를 가지면, 구멍(15)의 직경은 126㎛이다.

하우징(14)은 소정 방향(13)으로 이동 가능하게 그 위에 장착된섬유홀더(fiber holder) 또는 유지부가 있는 후부(後部)를 가진다. 상기 유지부(21)는 소정 부분, 즉 광섬유(11)의 다른 부분들을 고정적으로 유지하게 된다. 유지부(21)는 정렬부(16)내의 구멍(15)을 통하여 광섬유(11)가 삽입된 채로 하우징(14)에 고정된다. 구체적으로, 유지부(21)는 스크류(미도시됨)를 회전시켜 하우징(14)에 대하여 소정의 방향(13)으로 움직일 수 있으며, 소망 위치에서 하우징(4)에 고정될 수 있다. 따라서, 유지부(21)는 우선 소정 방향(13)으로 움직여, 정렬부(16)의 단면(22)으로부터 광섬유(11)의 돌출량을 조정한다. 그리고 나서, 유지부(21)는 하우징(14)에 고정된다. 유지부(21)는 하부 덮개와, 하부 덮개(23)와 협력하여 광섬유(11)를 클램핑하기 위한 상부 덮개(24)를 구비한다.

광섬유 와이어(10)는 이하의 방법으로 상술한 광커넥터를 사용하여 접속된다. 우선, 광섬유(11) 단면(12)은 광섬유가 구부러지도록 소정 방향(13)으로 짝이 되는 광섬유의 단면에 대하여 접촉하게 되고 압착된다. 따라서, 각 광섬유(11)의 좌굴 하중을 이용하여, 상술한 PC접속을 위한 압착력이 생성된다. 상기 압착력은 유지부(21)의 위치를 선택함으로써 쉽게 조정될 수 있다.

도 5 및 도 6에 나타낸 광커넥터에 있어서, 하우징(14), 정렬부(16) 및 가이드부(17)는 일체로 형성된다. 선택적으로, 이들 부품은 별개 부품으로 만들어져, 서로 고정적으로 결합될 수 있다.

도 7을 참조하면, 정렬부(16)는 서로 나란하게 연장하고, 그 상부 표면상에 형성된 복수의 V 홈(즉, V자 형상의 부분을 가지는 홈들)이 설치된 제1 부분(26)과, V 홈(25)을 덮도록 제1 부분 위에 놓여 고정된 제2 부분(27)을 구비할 수 있다. 이러한 경우, V홈(25)은 도 5에 나타낸 구멍(15)에 상당한다.

도 8을 참조하면, 제2 부분(27)은 서로 나란하게 연장하고, 그 하부면 상에 형성된 복수의 V 홈(28)(제1 부분(26)과 유사한)이 설치될 수 있다. 제1 및 제2 부분(26, 27)은 V홈(28)이 제1 부분(26)의 상면상의 V 홈(25)에 대향하는 상태로 서로 고정된다. 이러한 경우, V 홈(25 및 28)은 협동하여 광섬유의 삽입 구멍을 형성한다.

도 5로 돌아가서, 광커넥터에 의해 고정적으로 유지되는 광섬유 단면의 가공방법에 관하여 상세하게 설명하기로 한다.

간략하게는, 하우징(14)은 연마지그(미도시됨)에 의해 유지된다. 연마지그는 연마기(미도시됨)에 대하여 위치가 정해진다. 유지부(21)는 소정 방향(13)으로 하우징(14)에 대하여 이동하여, 연마기의 연마면에 대하여 광섬유(11)의 단면(12)이 압착된다. 연마기로서, 광커넥터용의 기존 연마기가 사용될 수 있다. 광섬유(11)의 단면(12)은 연마면에 의해 연마된다.

상세하게는, 하우징(14)은 연마기의 연마면에 수직인 방향으로 고정적으로 유지된다. 연마기에 하우징(14)을 고정적으로 유지하기 위해서는, 여러 가지 수단이 종래 기술 분야에서 공지된 바와 같이 사용될 수 있다. 다음으로, 구멍(15)과 같은 수이거나 또는 구멍보다 더 작은 복수의 광섬유(11)가 구멍(15)에 삽입된다. 광섬유(11)는 단일 코어형 또는 다중 코어형일 수 있다. 다음으로, 유지부(21)는 정렬부(16)쪽으로 이동되어, 광섬유(11)의 단면(12)이 연마기의 연마면에 대하여 압착된다. 결과로서, 광섬유(11)가 좌굴 하중을 생성하도록 구부려진다. 따라서,광섬유(11)의 좌굴 하중을 이용함으로써, 더이상 페룰과 같은 광학 부품에 광섬유를 고정적으로 유지하는 동작을 실행할 필요가 없게 된다.

그 후에, 연마기는 연마표면에 의해 광섬유(11)의 단면(12)을 연마하도록 구동된다. 광섬유(11)의 단면(12)의 위치가 변동된다면, 유지부(21)는 광섬유(11)의 구부림량을 조절하도록 소정 방향(13)으로 움직인다. 따라서, 광섬유(11) 단면(12)의 위치가 변동된다고 해도, 모든 광섬유(11)의 구부림량의 조절과, 상기 단면의 미가공 또는 미연마를 방지하는 것이 가능하다. 광섬유(11)의 구부림에 의해, 단면의 연마를 확인할 수 있게 된다. 따라서, 하우징(14)과 정렬부(16)는 연마면과 접촉하게 될 필요가 없다. 이것은 하우징(14)과 정렬부(16)의 재사용을 가능하게 한다.

이상 설명한 바와 같이. 본 발명에 의하면 광섬유 와이어 단면의 연마를 용이하게 한, 광섬유 와이어를 직접 접속하는 방식의 광커넥터를 제공할 수 있다. 또한, 상기 광커넥터에 있어서 광섬유 와이어 단면을 연마하는 광섬유 단면의 가공 방법을 제공할 수 있다.

Claims (8)

1. 광섬유의 단부를 소정 방향으로 짝이 되는 광섬유의 단면과 접촉함으로써, 광섬유를 짝이 되는 광섬유에 접속하는 광커넥터로서,

   하우징과,

   상기 하우징에 고정적으로 결합되며 상기 광섬유의 삽입구멍을 가지는 정렬부와,

   상기 정렬부 내의 상기 구멍에 상기 광섬유의 일부를 가이드하기 위해 상기 하우징에 결합된 가이드부와,

   상기 광섬유의 다른 부분을 유지하기 위해 상기 소정 방향으로 이동 가능하게 상기 하우징 상에 장착된 유지부를 구비하고,

   상기 유지부는 상기 정렬부내의 상기 구멍으로 상기 광섬유가 삽입된 상태에서 상기 하우징에 고정되며,

   상기 유지부는 상기 소정 방향으로 움직여, 상기 정렬부의 단면으로부터 상기 광섬유의 돌출량을 조정하는 것을 특징으로 하는 광커넥터.
2. 제1항에 있어서,

   상기 하우징, 상기 정렬부 및 상기 가이드부는 서로 일체로 형성되는 것을 특징으로 하는 광커넥터.
3. 제1항에 있어서,

   상기 정렬부는 일체적으로 형성된 부품인 것을 특징으로 하는 광커넥터.
4. 제1항에 있어서,

   상기 정렬부는

   홈이 설치된 제1 부분과,

   상기 홈이 홀을 형성하도록 상기 홈을 덮기 위해 상기 제1 부분에 놓인 제2 부분을 구비하는 것을 특징으로 하는 광커넥터.
5. 제4항에 있어서,

   상기 홈은 V자 형상 부분을 가지는 것을 특징으로 하는 광커넥터.
6. 제1항에 있어서,

   상기 정렬부는

   제1 홈이 설치된 제1 부분과,

   상기 홈을 덮기 위해 상기 제1 부분위에 놓인 제2 부분을 구비하고,

   상기 제2 부분에는 상기 제1 홈에 대향하는 제2 홈이 설치되어 있으며,

   상기 제1 및 제2 홈은 상기 홀을 형성하는 것을 특징으로 하는 광커넥터.
7. 제6항에 있어서,

   상기 제1 및 제2 홈 각각은 V자 형상 부분을 가지는 것을 특징으로 하는 광커넥터.
8. 제1항에 따른 광커넥터 가공 방법에 있어서,

   연마면을 가지는 연마기를 준비하는 단계와,

   연마지그를 준비하는 단계와,

   상기 연마지그에 의해 상기 하우징을 유지하는 단계와,

   상기 연마기에 대하여 상기 연마지그를 위치시키는 단계와,

   상기 소정 방향으로 상기 하우징에 대하여 상기 유지부를 이동시켜, 상기 연마기의 상기 연마면에 대하여 상기 광섬유의 상기 단면을 압착하는 단계와,

   상기 연마면으로 상기 광섬유의 상기 단면을 연마하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 광커넥터 가공방법.