KR20030011191A - 나선형 광섬유격자 제작장치 - Google Patents

나선형 광섬유격자 제작장치 Download PDF

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KR20030011191A
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Abstract

나선형(Spiral) 광섬유격자 제작장치에 대해 개시한다. 본 발명의 나선형 광섬유격자 제작장치는, 트위스트시키고자 하는 광섬유 일부영역에 대해 광섬유를 고정시키는 고정부; 상기 광섬유 일부영역을 트위스트시키는 회전부; 상기 트위스트시키고자 하는 광섬유 일부영역에서 광섬유 도파로축에 대해 임의의 각을 갖는 나선형 격자를 형성시킬 수 있도록 압박을 가하는 압박부; 및 상기 고정부, 회전부 및 압박부를 결합 및 수용하는 본체를 포함하여 이루어져 있다. 본 발명에 따르면, 그 구현에 있어서 간단한 구조를 가지므로 제작이 용이할 뿐만 아니라 이에 따른 제작 비용도 감소시킬 수 있다. 또한, 격자 형성에 따른 별도의 고가장비가 필요하지 않을 뿐만 아니라 격자 형성시 필요에 따라 수시로 변형시킬 수 있으므로 해당 소자 특성에 즉각적으로 부응할 수 있는 장점이 있다. 그리고, 이를 이용하여 각종 센서, 광섬유 증폭기의 이득평탄 필터나 레이저에서 대역제한 필터, 모드변환기 및 분산보상기 등으로 활용할 경우 광소자 및 광시스템 개발에 크게 기여할 것으로 기대된다.

Description

나선형 광섬유격자 제작장치{Apparatus for fabricating a spiral grating}
본 발명은 나선형 광섬유격자 제작장치에 관한 것으로, 특히 복굴절현상을 방지하면서 광섬유격자의 투과스펙트럼을 변화 및 조정을 용이하게 수행할 수 있도록 광섬유에 대해 압박을 가함과 동시에 광섬유 도파로축을 중심으로 트위스트시킨 광섬유격자를 형성시킬 수 있는 나선형 광섬유격자 제작장치에 관한 것이다.
예전부터 활발히 연구가 진행되어 온 광섬유격자(Fiber Bragg Grating)는 삽입손실이 작고 파장 선택도가 높은 특성 때문에 광통신 시스템에서 핵심소자로 이용되고 있다. 현재 다양한 파장의 레이저를 이용하여 광섬유격자를 형성시키는 방법이 제시되고 있으며, 여러 가지 이론과 첨단의 실험을 통하여 광민감성 현상들이 조금씩 이해되기 시작하였다. 광섬유격자는 응용성에 있어서도 많은 진보가 이루어져 센서, 통신 등 각 분야에서 응용이 가능한 정도로까지 발전되었다.
최근 광통신 시스템에서 핵심소자로 쓰이는 광섬유격자는 WDM(Wavelength Division Multiplexing) 광통신 시스템에서 특정채널의 신호를 추가하고 추출할 수 있는 파장추가추출기(Add Drop Multiplexer), 특정 파장성분을 반사하거나 투과시켜줄 수 있는 광필터, 초고속 광전송 시스템에서 문제가 되고 있는 색분산에 의한 펄스파장을 보상해줄 수 있는 분산보상기, 광섬유격자 센서, 광섬유증폭기의 이득평탄 등 그 응용범위가 매우 다양하다.
광섬유격자는 크게 주기에 따라 크게 두 종류로 구분하는데, 장주기 광섬유격자는 한 주기가 수백㎛로써 진행하는 모드의 특정파장 빛을 진행 방향과 같은 방향의 고차(클래딩) 모드와 결합시켜 감쇄시키는 원리를 이용한 것으로 투과 선폭은 수십㎚에 이르는 광섬유격자를 말한다. 이러한 장주기 광섬유격자의 제작은 일반적으로 자외선 레이저에 광섬유를 노출시켜 큰 굴절률 변화가 주기 또는 비주기적으로 야기되는데 기초를 두고 있다. 이와 같은 방법에는 홀로그래픽(Holographic)을 이용한 방법, 각종 마스크(Mask)를 이용하여 격자를 새기는 방법 등이 있다.
그런데, 이러한 제작 방식의 단점중 하나인 모드결합 특성을 향상시키며, 편광특성에 대한 민감성을 억제시켜줄 목적으로 광섬유격자를 제작한 후, 광섬유 축방향을 중심으로 틀어주어 나선형 형태로 만들어주는 나선형(Spiral)격자가 있는데, 이는 K.S.Lee and T.Erdogan, "Mode coupling in spiral fibre gratings", Electron. Lett., No.3, pp.156-157, 2001에서 찾아볼 수 있다.
그런데 나선형격자의 제작에 있어서, 제작공정이 복잡하고 고가이며, 장시간이 소요된다는 단점을 가진다. 또한, 한번 제작해 놓으면 임의의 특성 가변이 어렵다는 단점을 가지고 있었다. 이에, 그 제작방법의 단순화와 제조비용의 감소, 제조시간의 절약 및 가변파장 범위의 한계극복, 공진파장의 정확한 제어, 편광 의존성을 억제하는 가변파장 필터를 제작하기 위해 노력중에 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 간단한 제작방식으로 제조비용을 절감시키며, 광섬유격자제작 및 투과 스펙트럼을 쉽게 조절 및 가변할 수 있으면서 편광 의존성을 줄여줄 수 있도록, 홈이 형성된 회전가능한 요철판과 가압부재 사이에 광섬유를 위치시키고, 광섬유 도파로축 방향을 중심으로 광섬유를 트위스트시켜 나선(Spiral) 형태로 광섬유격자를 형성시킨 후, 광섬유축에 대해 수직 또는 임의의 각도로 압박을 가함으로써 광통신 소자나 광시스템에서 편광의존성을 억제하면서 각종 필터에서의 파장가변 및 투과스펙트럼의 특성 가변을 기계적으로 조절할 수 있는 나선형 광섬유격자 제작장치를 제공하는데 있다.
상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 나선형 광섬유격자 제작장치는, 크게 광섬유를 광섬유 축방향을 중심으로 회전시킬수 있도록 한쪽 부분을 고정하는 고정부, 광섬유에 압박을 가해 격자를 형성시킬수 있도록 광섬유에 안착되는 접합면에 홈을 형성시킨 요철판과, 상기 요철판이 광섬유에 대해 압박을 가할수 있도록 평평하게 제작된 가압부재로 구성된 압박부, 상기 압박을 가하기전 고정부에 의해 한쪽이 고정된 광섬유를 광섬유 축방향을 중심으로 회전 시키기 위한 회전부로 나눌수 있다. 이때, 상기 요철판의 격자 간격은 주기적으로 형성시키거나 비주기적으로 형성시킬수 있다. 또한 상기 격자의 형태는 요와 철로 이루어진 일정한 형태이거나 서로 다른 형태가 적어도 하나 이상 형성되는 것도 바람직하며, 격자의 형태가 동일하게 그룹화 되어 형성되거나 서로 다른 형태가 조합되어 형성될 수도 있으며, 상기 격자 그룹이 적어도 하나이상 형성되는 것이 더욱 바람직할 것이다. 한편, 상기 요철판은 회전부재와 나사로 탈부착이 가능하도록 제작되어 다양한 격자간격을 수용할수 있는 것이 바람직하다. 물론 상기 요철판과 회전부재는 일체형으로 형성시킬 수도 있다. 또한 상기 회전부재는 임의의 각도로 격자를 형성시키기 위해 회전 가능하도록 본체와 분리되어 제조된 것이 바람직하며, 일체형으로 형성시켜 회전기능만 할수 있도록 제작할 수도 있다.
한편, 임의의 각도로 회전된 요철판과 가압부재 사이에 놓여진 광섬유의 압박은 나사의 진행 정도에 따라 압박 정도를 조절하게 되고 본체와 가압부재 사이에 연결된 스프링의 탄성을 통해 나사가 역진행 할 경우 원상태로 위치하게 되는 구조이다. 이때, 상기 가압형태는 가압부재에 형성되는 것이 바람직하며, 요철판에 형성되거나 양쪽에서 형성되는 것도 가능하다. 이렇게 요철판에 의해서 주기적으로나비주기적으로 압박을 받게된 광섬유는 광탄성효과(Photoelastic effect)에 의해 압력이 가해진 부분에 굴절률이 증감하는 현상이 나타나게 되며, 압력의 증감에 따라 다른 굴절률 분포를 나타내게 된다. 결국, 광섬유격자의 투과스펙트럼 변화를 일으키게 된다.
한편, 고정부에서 고정부재는 광섬유를 고정시킬 수 있도록 암나사가 새겨진 원통형 고정부재로 형성되어 본체의 수나사 부분과 외삽되는 것이 바람직할 것이다. 물론, 상기 고정부재 대신 뒤틀림부재를 부착하여 양쪽에서 광섬유 축방향을 중심으로 광섬유를 뒤틀어 줄수도 있다.
한편, 상기 고정된 광섬유를 광섬유 축방향을 중심으로 회전시킬 수 있도록 본체에 관통홀을 형성시키고, 중심축에 이르는 절개홈이 새겨진 압착부재를 상기 관통홀의 직경과 크기를 비슷하게 형성한후, 상기 압착부재와 연결된 회전수단을 광섬유 중심축을 중심으로 본체 내부쪽으로 밀면 압착부재가 밀려 나가며 광섬유가 통과할 공간을 만들고 광섬유 통과후 놓게 되면 내삽된 스프링의 탄성으로 압착부재가 관통홀 안으로 들어가며 관통홀과 직경이 비슷한 압착부재를 조여주는 것이 바람직 할 것이다.
도 1은 본 발명의 나선형 광섬유격자 제작장치의 구조를 설명하기 위한 개념도를 나타내는 도면,
도 2a는 도 1의 나선형 광섬유격자 제작장치를 구현하기 위한 기본원리를 나타낸 도면,
도 2b 및 도 2c는 가압부재의 변형예를 포함한 도 2a의 측단면도,
도 3a 및 도 3b는 요철판 및 이의 변형예를 나타낸 도면,
도 4a 및 도 4b는 가압부재의 변형예를 포함한 사시도,
도 5는 요철판의 회전을 위한 회전부재를 나타낸 사시도,
도 6은 회전부재와 요철판, 가압부재를 일체형으로 제작한 회전가압부재를 나타낸 단면도,
도 7은 광섬유 축을 중심으로 광섬유를 뒤틀기 위한 뒤틀림부재를 나타낸 단면도,
도 8a 내지 도 8c는 광섬유 축을 중심으로 뒤틀린 광섬유에 수직 또는 일정한 각으로 형성된 광섬유내 굴절률 분포를 도식적으로 나타낸 도면,
도 9a 및 도 9b는 본 발명의 제1 실시예에 의한 나선형(Spiral) 광섬유격자제작장치를 나타낸 분해단면도 및 결합사시도,
도 10a 및 도 10b는 본 발명의 제2 실시예에 의한 나선형(Spiral) 광섬유격자 제작장치를 나타낸 분해단면도 및 결합사시도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
10 : 요철판 12 : 나사결합홈
14 : 회전부재 14´: 회전가압부재
15 : 고정나사 20 : 뒤틀어진 광섬유
30 : 가압부재 32 : 광섬유고정홈
34 : 금속공고정홈 36 : 금속공(Steel ball)
38 : 가압나사 40 : 고정부재
50 : 본체 60 : 뒤틀림부재
61 : 압착부재
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 설명한다.
도 1은 본 발명의 나선형 광섬유격자 제작장치의 구조를 설명하기 위한 개념도를 나타내는 도면이다. 도 1에 도시된 바와 같이 본 발명의 나선형 광섬유격자제작장치는, 광섬유를 광섬유 도파로축 방향을 중심으로 회전시키기 위해 트위스트시키고자 하는 광섬유 부위의 일측을 고정하는 고정부(2)와, 고정후 광섬유를 나선형(Spiral) 형태를 만들기 위한 회전부(6)와, 그리고 나선형태로 트위스트된 광섬유에 대해 광섬유격자를 제작하기 위해 회전가능한 요철판(미도시)과 가압부재(미도시) 사이에 광섬유를 놓고 압박을 가해 요철판에 새겨진 홈에 의해 광섬유에 광섬유격자가 형성되도록 하는 압박부(4)로 이루어져 있다.
도 2a는 도 1의 나선형 광섬유격자 제작장치를 구현하기 위한 기본원리를 나타낸 도면이다. 도 2a에 도시된 바와 같이 광섬유의 고정된 일측과 타측의 회전에 의해 광섬유(20)를 트위시킨 후, 상기 트위스트된 광섬유 도파로축에 대해 임의의 각도로 광섬유에서 격자를 형성하기 위한 홈을 새긴 회전가능한 요철판(10)과, 상기 나선형의 형태로 광섬유 축방향으로 회전된 뒤틀어진 광섬유(20)를 고정 가압할 수 있도록 평면형태로 형성시킨 가압부재(30)가 광섬유를 사이에 두고 서로 대향 배치되어 트위스트된 광섬유를 압박하게 된다.
이와 같이 가압부재(30)의 가압과 요철판(10)의 회전에 의해 뒤틀어진 광섬유(20)에 광섬유축을 중심으로 수직 또는 일정한 각방향으로 굴절률 변화가 일어나게 되어 격자를 형성시키게 되며, 투과스펙트럼의 변화가 발생하게 된다. 본 실시예에서는 가압부재(30)에 압박을 가하는 것으로 제시되고 있으나 가압부재(30)를 고정시키고 요철판(10) 자체를 압박할 수도 있다.
도 2b 및 도 2c는 가압부재의 변형예를 포함한 도 2a의 측단면도이다. 도 2b 및 도 2c에 도시한 바와 같이, 광섬유가 고정 안착되는 홈의 형태의 변화된 예를 평면형태나 타원형태를 제시하고 있으나, 필요에 따라서 여러 형태의 홈으로 형성시킬 수도 있다. 즉, 상기 광섬유고정홈은 평면형태를 취하는 것이 바람직하나 광섬유 축방향으로 회전된 광섬유(20)의 이동을 방지하기 위한 역할로 광섬유고정홈을 형성하는것도 바람직하다. 이는 이하 설명하는 실시예에서도 동일하게 적용된다.
도 3a 및 도 3b는 요철판 및 이의 변형예를 나타낸 도면이다. 도 3a 및 도 3b에 도시된 바와 같이, V홈을 일정주기()를 가지고 주기적으로 요철판(10)을 제작할 수도 있고, 주기()를 임의로 변경시킨 요철판(10')을 제작할 수도 있다. 즉, V홈의 깊이(d1) 및 폭(d3), 그리고 요철폭(d2)은 원하는 특성에 맞게 임의로 조정 가능하며, 상기 V홈은 한 방향으로 가지런하거나 일정 각을 갖고 교차된 형태 등으로 다양하게 적용 가능하다. 또한, 홈을 새긴 요철판(10)은 V홈을 비롯하여 반원형, 사각형등 다양한 형태를 형성시킬수 있으며, 요와 철의 모양이 서로 동일한 형태를 취하는 것이 바람직하나, 경우에 따라서 서로 혼합된 형태를 취하는 것도 가능하다. 그리고 이러한 요철판의 형태는 원판 형태를 취하고 있으나, 이에 제한하지 않고 다양한 형상으로 제조할 수 있다. 한편, 이후 설명하는 회전부재에 결합되어 회전될 수 있도록 나사결합홈(12)을 형성시키고 있다.
도 4a 및 도 4b는 가압부재의 변형예를 포함한 사시도이다. 도 4a 및 도 4b에 도시된 바와 같이, 가압부재(30)에 있어서 광섬유고정홈이 없는 평면 형태에 국한하지 않고 광섬유를 고정시키기 위해 V형 또는 U형 광섬유고정홈(32)을 갖는 가압부재(30')로 제작 가능하다. 이렇게 가압부재(30')에 광섬유고정홈(32)을 제작할 경우 그 깊이(d4) 및 폭(d5)은 광섬유 고정을 할 수 있을 정도의 크기로 하는 것이 바람직하다. 또한, 금속공고정홈(34)은 이후 설명되는 가압나사에 의한 가압부재(30) 가압시 접촉마찰력을 줄여주기 위해 금속공이 위치할 홈으로 그 형태 및 크기는 금속공의 상태에 따라 가변가능하며 마찰력이 가압에 크게 문제가 되지 않는 경우 금속공고정홈(34) 없이 제작할 수도 있다.
도 5는 요철판의 회전을 위한 회전부재를 나타낸 사시도이다. 도 5에 도시된 바와 같이, 요철판(10)을 고정하기 위해 한쪽부분이 수나사 형태로 된 요철판결합부(15)가 형성되어 있으며, 임의의 각도에서 격자를 형성시킬수 있게 회전 가능한 원통형으로 제작되었으나, 상기 형태에 제한을 받지는 않고 요철판과 회전부재(14)를 일체형으로 제작할 수도 있다. 회전부재(14)의 회전 손잡이(16)와 본체와의 고정부분(18)의 간격(d6)은 본체의 고정 깊이에 따라 가변하는 것이 바람직하다.
도 6은 회전부재와 요철판, 가압부재를 일체형으로 제작한 회전가압부재를 나타낸 단면도이다. 도 6에 도시된 바와 같이, 가압나사(38')를 회전부재(14')를일체형으로 형성시켜 광섬유에 대해 요철판의 회전 및 가압을 동시에 수행할 수 있는 일체형의 형태이다. 또한 회전부재(14')와 요철판(10)은 스프링으로 연결되어 나사(38')를 가압의 역방향으로 회전시켜줄 경우 스프링의 탄성으로 원위치로 돌아오는 구조로 되어 있으며, 금속공(36)은 마찰력을 줄여주기 위해 삽입된 것으로 마찰력이 가압에 크게 문제가 되지 않는 경우 제거하고 제작할 수도 있다.
도 7은 광섬유 축을 중심으로 광섬유를 뒤틀기 위한 뒤틀림부재를 나타낸 단면도이다. 도 7에서 도시한 바와 같이, 광섬유를 광섬유 축방향을 중심으로 회전시킬 수 있도록 본체(50)에는 뒤틀림부재를 내삽시킬 수 있는 관통홀을 형성되어 있다. 상기 뒤틀림부재는 중심축에 이르는 절개홈이 형성된 압착부재(61)를 상기 관통홀의 직경과 크기를 비슷하게 원통형으로 형성되어 있으며, 상기 압착부재(61)와 연결된 회전수단(60)을 광섬유 중심축을 중심으로 본체(50) 안쪽으로 밀면 압착부재(61)가 밀려 나가며 광섬유가 통과할 공간을 만들고 광섬유 통과후 놓게 되면 내삽된 스프링의 탄성으로 압착부재(61)가 관통홀 안으로 들어갈 수 있도록 압착부재와 스프링이탈방지턱 사이에 스프링을 외삽시켜 이루어져 있다. 한편, 상기 광섬유를 트위스트시킴에 따라 광섬유 자체의 복원력에 의해 뒤틀림부재가 복원되는 것을 방지하기 위해 상기 스프링이탈방지턱의 외주면부에 홈을 형성시키고 있다. 물론, 상기 스프링이탈방지턱 외주면부의 형성된 홈에 삽입되는 스프링에 의해 복원되는 볼이 본체(50)에 형성되게 된다.
도 8a 내지 도 8c는 광섬유 축을 중심으로 뒤틀린 광섬유에 수직 또는 일정한 각으로 형성된 광섬유내 굴절률 분포를 도식적으로 나타낸 도면이다. 도 8a 내지 도 8c에서 도시한 바와 같이,
요철판과 가압부재 사이에 광섬유 축방향으로 뒤틀어진 광섬유를 위치시켜 수직 또는 임의의 각도에서 압박을 가했을 때 광탄성효과(Photoelastic effect)에 의해 광섬유에 굴절률 변화가 일어나게 되며, 이에따라 나선형(Spiral) 격자가 형성된다. 이렇게 광섬유 축방향에 대해 임의의 각도( 1,2)로 요철판의 각을 가변시켜 뒤틀어진 광섬유(20)에 압박을 가하게 되면, 그에 따라 투과스펙트럼 상에 투과손실이 일어나는 파장이 가변된다. 이러한 특성은 광섬유에 코팅이 벗겨져 있느냐 아니냐에 따라 특성에 차이를 보일 수 있다.
상기한 광탄성 효과(Photoelastic effect)에 의해 형성된 광섬유격자는 광섬유 축방향을 중심으로 뒤틀기전 임의의 동일한 각도에서 광섬유의 한쪽 방향에 일차원적으로 형성된 격자와는 달리 비틀림 정도에 따라 광섬유 표면에 입체적으로 형성되는데, 빛의 진행방향에 수직인 두축에 대해 주기(Lp)로 새겨진다. 즉, 수직인 두축의 평면의 한점에서 시계 또는 반시계 방향으로 회전하여 평면상의 한점에 오게된다. 이런 주기(Lp)에 따라 모드가 결합하게 되는데, 두 개의 모드 광섬유의 경우, 기존의 한쪽 방향에 일차원적으로 새겨진 기울어진 격자는 최저차 모드인 LP01모드가 격자의 기울어진 방향에 따라 LP11c짝수(even)모드나 LP11s홀수(odd)모드로만 모드결합이 일어나는 것과는 달리, 나선형(Spiral)격자는 격자의 기울어진 방향이 빛의 진행방향에 수직인 두축에 대해 기울어진 방향이 주기적으로 변하기 때문에 모든 모드(LP01, LP11c, LP11s)로 모드결합이 가능하다. 또한, 압박에 의한 복굴절 영향을 줄여주어 편광 의존성을 억제 할수 있는 특성을 가진다. 즉, 편광 의존성을 억제 시켜주며 모든 모드와 결합할 수 있는 모드결합기의 응용이 가능하다.
상기한 광섬유격자의 이론과 이를 구현하기 위한 각 부분의 구성을 모두 조합하게 되면 다음과 같은 본 발명의 나선형 광섬유격자 제작장치를 구현시킬 수 있다.
도 9a 및 도 9b는 본 발명의 제1 실시예에 의한 나선형(Spiral) 광섬유격자 제작장치를 나타낸 분해단면사시도 및 결합단면도이다. 도 9a 및 도 9b를 참조하면, 본 발명의 나선형(Spiral) 광섬유격자 제작장치는 크게 일측에 마련된 고정부재(40)와, 이 고정부재에 나사결합하는 본체(50)와, 광섬유(20)를 압박하는 가압부재(30)와, 요철판(10)과 탈부착이 가능한 회전부재(14)와, 뒤틀림부재(60)로 이루어져 있다. 상기 고정부재(40)는 중심축에 이르는 본체의 절개홈에서 나온 광섬유를 고정시킬 수 있도록 암나사가 형성된 원통형 고정부재로 형성되어 본체의 수나사 부분과 외삽되는 것이 바람직할 것이다. 이 고정부재(40)는 본체의 수나사 부분을 충분히 조일 수 있도록 철재성분으로 제조하는 것이 바람직 할 것이다. 물론, 다른 성분으로 충분히 조일 수 있다면 그러한 성분을 이용한 제조도 가능할 것이다. 또한, 상기 고정부재는 양쪽에서 비틀시 비틀림부재(60)로 대치될 수도 있다.
한편, 회전부재(14)는 요철판(10)과 나사로 부착되어 있으며, 본체(40)에 내삽후 회전가능한 원통으로 제작되는 것이 바람직할 것이다. 상기, 트위스트된 광섬유(20)를 압박하기 위한 가압부재(30)는 평면을 형성하고 있으며, 나사와의 마찰을 줄여 주기위한 금속공(Steel ball, 36)을 넣을 수 있는 구조로 되어 있다. 또한, 가압나사(38)에 의해 가압의 정도를 조절해 주며 광섬유에 충격을 줄여줄 수 있도록 본체(50)와 스프링으로 연결되어 가압의 반대방향으로 회전시 탄성에 의해 가압하기전 원래의 위치로 복귀를 용이하게 한다.
한편, 뒤틀림부재(60) 고정부재(40)에 의해 고정된 광섬유를 광섬유 축방향을 중심으로 회전시킬 수 있도록 원통형의 압착부재(61)를 가지고 있으며 본체(50)에 내삽되어 회전가능하게 형성되어 있다.
도 10a 및 도 10b는 본 발명의 제2 실시예에 의한 나선형(Spiral) 광섬유격자 제작장치를 나타낸 분해단면사시도 및 결합단면도이다. 도 10a 및 도 10b를 참조하면, 본 제 2실시예에서 제시하는 나선형(Spiral) 광섬유격자 제작장치는, 상기 제1 실시예와 비교하여 회전부재(14')에 가압나사(38')를 내삽한 일체형으로 제작함으로써, 제1 실시예의 가압부재가 별도로 필요로 하지 않고 나선형(Spiral) 광섬유격자를 제작할 수 있다는 차이점이 있다. 이는 두 부분으로 양분된 것을 하나로 일체시켜 조작을 단순화시키기 위함이다. 또한, 본 도면에는 도시하지 않았지만 광섬유를 압박하기 위한 가압수단은 가압나사(38, 38')등과 같은 직접적 가압방법 이외에도 다양한 방법을 이용하여 요철판을 가압하는 간접적인 수단을 포함한 방법도 바람직하다.
정리하면, 본 발명은 광섬유에 외부압력 또는 힘을 가하여 광섬유내의 굴절률 분포를 주기적 또는 비주기적으로 변화시키는 광섬유격자 장치에서, 광섬유에 외부압력 또는 힘을 가하기 전 광섬유 축방향으로 광섬유를 뒤틀어 주어 나선(Spiral) 형태를 형성시킨 후, 홈이 새겨진 회전가능한 요철판으로 압박을 가하여 광섬유 축에 대해 수직 도는 임의의 각도로 나선형(Spiral) 격자를 형성시켜 투과스펙트럼을 변화시키고, 압박에 의한 복굴절을 줄여주는 특성을 가진 나선형(Spiral) 광섬유격자 제작장치를 제시하였다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 나선형 광섬유격자 제작장치는, 그 구현에 있어서 간단한 구조를 가지므로 제작이 용이할 뿐만 아니라 이에 따른 제작 비용도 감소시킬 수 있다. 또한, 격자 형성에 따른 별도의 고가장비가 필요하지 않을 뿐만 아니라 격자 형성시 필요에 따라 수시로 변형시킬 수 있으므로 해당 소자 특성에 즉각적으로 부응할 수 있는 장점이 있다.
또한, 이를 이용하여 각종 센서, 광섬유 증폭기의 이득평탄 필터나 레이저에서 대역제한 필터, 모드변환기 및 분산보상기 등으로 활용할 경우 광소자 및 광시스템 개발에 크게 기여할 것으로 기대된다. 특히, 정보통신의 발달로 인해 WDM 광통신에 대한 기대와 관심이 높아지고 있는 상황에서 본 발명은 WDM 광통신소자와 광시스템에 광범위하게 응용될 수 있을 것이다.
본 발명은 상술한 실시예에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당분야의 통상의 지식을 가진 자에 의하여 많은 변형이 가능함은 명백할 것이다.

Claims (16)

  1. 트위스트시키고자 하는 광섬유 일부영역에 대해 광섬유를 고정시키는 고정부;
    상기 광섬유 일부영역을 트위스트시키는 회전부;
    상기 트위스트시키고자 하는 광섬유 일부영역에서 광섬유 도파로축에 대해 임의의 각을 갖는 나선형 격자를 형성시킬 수 있도록 압박을 가하는 압박부; 및
    상기 고정부, 회전부 및 압박부를 결합 및 수용하는 본체
    를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 나선형 광섬유격자 제작장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 압박부는, 광섬유 압박시 압박력에 의해 격자를 형성시킬 수 있도록 요철을 형성시킨 요철판과, 상기 압박력을 발생시키는 가압부재로 이루어진 것을 특징으로 하는 나선형 광섬유 제작장치.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 요철판의 요철주기는 주기적인 것을 특징으로 하는 나선형 광섬유격자 제작장치.
  4. 제 2 항에 있어서, 상기 요철판의 요철주기는 비주기적인 것을 특징으로 하는 나선형 광섬유격자 제작장치.
  5. 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서, 상기 요철판은 요와 철로 이루어진 일정한 형태이거나 서로 다른 형태가 적어도 하나 이상 포함된 것을 특징으로 하는 나선형 광섬유격자 제작장치.
  6. 제 2 항에 있어서, 상기 요철판의 요철은 동일한 격자가 그룹화 되어 형성되거나, 서로 다른 형태가 조합되어 형성된 것을 특징으로 하는 나선형 광섬유격자 제작장치.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 동일한 격자가 그룹화 되어 형성되거나, 서로 다른 형태가 조합되어 형성된 요철이 다수개인 것을 특징으로 하는 나선형 광섬유격자 제작장치.
  8. 제 2 항에 있어서, 상기 요철판은 광섬유 축방향에 수직인 축을 중심으로 회전가능 하도록 원통형으로 제작된 것을 특징으로 하는 나선형 광섬유격자 제작장치.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 요철판은 임의의 각도에서 다양한 격자 형성의 용이함을 위해, 탈착이 가능하도록 나사결합되어 상기 요철판을 회전시키는 회전부재에 결합된 것을 특징으로 하는 나선형 광섬유격자 제작장치.
  10. 제 9 항에 있어서, 상기 회전부재에 가압부재를 일체로 형성시켜서 상기 요철판을 직접 가압할 수 있도록 형성된 것을 특징으로 하는 나선형 광섬유격자 제작장치.
  11. 제 2 항에 있어서, 상기 가압부재는, 광섬유를 올려놓고 가압을 할 수 있도록 평평한 형상을 한 가압판과, 상기 가압판 가압시 가압정도를 조절하는 가압나사로 이루어지는 것을 특징으로 하는 나선형 광섬유격자 제작장치.
  12. 제 11 항에 있어서, 상기 가압판에는 광섬유를 고정하는 광섬유고정홈을 형성시킨 것을 특징으로 하는 나선형 광섬유격자 제작장치.
  13. 제 1 항에 있어서, 상기 회전부에서 광섬유를 광섬유 축방향으로 뒤틀어(Twist)주는 회전수단은 광섬유 일측을 회전시키는 것을 특징으로 하는 나선형 광섬유격자 제작장치.
  14. 제 13 항에 있어서, 상기 회전수단은,
    광섬유 관통홀이 형성되며, 회전 및 직동운동을 할 수 있도록 외부로 돌출된 회전손잡이;
    상기 직동운동에 대한 연동운동이 가능하도록 복원력을 발생시키는 탄성부재; 및
    상기 회전손잡이의 직동운동에 따라 광섬유가 전진운동시키는 절개홈이 형성되며, 상기 직동운동에 대해 탄성부재에 따른 복원시에 광섬유를 압착하여 상기 회전손잡이의 회전에 따라 광섬유를 트위스트시킬 수 있는 압착부
    로 이루어진 것을 특징으로 하는 나선형 광섬유격자 제작장치.
  15. 제 1 항에 있어서, 상기 고정부는 본체의 한쪽 부분에 절개홈이 형성된 외부 나사산을 조여 광섬유를 고정 시킬수 있도록 내부에 나사선을 형성시킨 일정한 형태의 너트구조로 이루어진 것을 특징으로 하는 나선형 광섬유격자 제작장치.
  16. 트위스트시키고자 하는 광섬유 일부영역에 대해 광섬유 일측을 고정시키는 고정부와, 상기 광섬유 일부영역의 타측에서 광섬유를 트위스트시키는 회전부와, 상기 트위스트시키고자 하는 광섬유 일부영역에서 광섬유 도파로축에 대해 임의의 각을 갖는 나선형 격자를 형성시킬 수 있도록 요철을 형성시킨 요철판과, 상기 압박력을 발생시키는 가압부재로 이루어진 압박부로 이루어져, 상기 요철판의 회전에 의해 광섬유 중심축 방향에 수직 또는 일정각 방향으로 형성된 나선형(Spiral) 광섬유격자는 격자의 기울어진 방향이 빛의 진행 방향에 수직인 두축에 대해 주기(Lp)적 및 입체적으로 형성되며, 이러한 주기에 따라 모드결합이 일어나는 것을 특징으로 하는 광섬유 모드변환기.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100426284B1 (ko) * 2002-03-29 2004-04-08 광주과학기술원 광섬유 격자의 제작 장치와 그 제조방법 및 광섬유 격자
KR100984871B1 (ko) * 2010-04-29 2010-10-04 주식회사 헤럴드 공동구 환기구의 접이식 안전 사다리
CN114089467A (zh) * 2021-11-29 2022-02-25 广东工业大学 一种周期可调的长周期光栅的制备装置及其制备方法

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4459477A (en) * 1981-08-27 1984-07-10 Trw Inc. Microbending of optical fibers for remote force measurement
US4530078A (en) * 1982-06-11 1985-07-16 Nicholas Lagakos Microbending fiber optic acoustic sensor
US4918305A (en) * 1988-08-01 1990-04-17 General Motors Corporation Fiber optic pressure sensor using pressure sensitive fiber different from input and output fibers
FR2680004B1 (fr) * 1991-08-02 1993-10-22 Alcatel Cable Capteur d'humidite a fibre optique.
JPH11337750A (ja) * 1998-05-27 1999-12-10 Oki Electric Ind Co Ltd 可変利得平坦化器
KR100303284B1 (ko) * 1999-07-28 2001-11-01 윤종용 편광 의존성이 적은 장주기 광섬유 격자 제작 장치 및 그에 의해 제작된 장주기 광섬유 격자
US6408117B1 (en) * 2000-04-05 2002-06-18 Lucent Technologies Inc. Mechanically induced long period optical fiber gratings
KR100416452B1 (ko) * 2001-05-10 2004-01-31 학교법인 성균관대학 광섬유격자 가변장치

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100426284B1 (ko) * 2002-03-29 2004-04-08 광주과학기술원 광섬유 격자의 제작 장치와 그 제조방법 및 광섬유 격자
KR100984871B1 (ko) * 2010-04-29 2010-10-04 주식회사 헤럴드 공동구 환기구의 접이식 안전 사다리
CN114089467A (zh) * 2021-11-29 2022-02-25 广东工业大学 一种周期可调的长周期光栅的制备装置及其制备方法
CN114089467B (zh) * 2021-11-29 2024-04-16 广东工业大学 一种周期可调的长周期光栅的制备装置及其制备方法

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