KR20040000926A - Optical fiber - Google Patents
Optical fiber Download PDFInfo
- Publication number
- KR20040000926A KR20040000926A KR1020020035943A KR20020035943A KR20040000926A KR 20040000926 A KR20040000926 A KR 20040000926A KR 1020020035943 A KR1020020035943 A KR 1020020035943A KR 20020035943 A KR20020035943 A KR 20020035943A KR 20040000926 A KR20040000926 A KR 20040000926A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- optical fiber
- core
- recess
- clad
- optical
- Prior art date
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/02—Optical fibres with cladding with or without a coating
- G02B6/02033—Core or cladding made from organic material, e.g. polymeric material
- G02B6/02038—Core or cladding made from organic material, e.g. polymeric material with core or cladding having graded refractive index
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/02—Optical fibres with cladding with or without a coating
- G02B6/02004—Optical fibres with cladding with or without a coating characterised by the core effective area or mode field radius
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Optical Couplings Of Light Guides (AREA)
Abstract
Description
본 발명은 광섬유에 관한 것으로, 보다 상세하게는 종단부에 반구 형상의 요부를 형성하고, 요부에 굴절률이 높은 물질을 매립하여 출사되는 광의 집속거리를 증가시킨 광섬유에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical fiber, and more particularly, to an optical fiber in which a hemispherical recess is formed at an end portion, and a focusing distance of the emitted light is increased by embedding a substance having a high refractive index in the recess.
일반적으로 광모듈 제작에 이용되는 광섬유는 도 1a 및 도 1b에 도시된 바와 같이 클래드(Cladding; 2)의 중심에 광이 전달되는 코아(Core; 1)가 형성되고, 클래드(2)의 외부에는 광섬유를 보호하기 위한 페룰(4)이 둘러싸여진다. 클래드(2)와 페룰(4) 사이에는 접착을 위한 에폭시(3)가 개재된다.In general, an optical fiber used to manufacture an optical module has a core (Core) 1 through which light is transmitted to the center of the cladding (Cladding) 2, as shown in FIGS. 1A and 1B, and is formed outside the clad 2. The ferrule 4 for protecting the optical fiber is enclosed. An epoxy 3 for adhesion is interposed between the clad 2 and the ferrule 4.
이와 같이 이루어진 광섬유는 코어(1) 부분의 굴절율이 클래드(2) 부분의 굴절율보다 높기 때문에 입사된 광이 외부로 빠져나가지 않고 코어(1)의 중심축 방향으로 진행한다.Since the refractive index of the core 1 portion is higher than that of the clad 2 portion, the optical fiber made in this way proceeds in the direction of the central axis of the core 1 without the incident light exiting to the outside.
광섬유는 전자파로 인한 외부의 간섭이나 혼신이 없고 도청이 어려우며 경량이다. 또한, 구부러짐이 좋고 많은 통신회선을 수용할 수 있기 때문에 근래에 들어 통신용은 물론 영상 전달용, 검출기용 등으로 많이 사용된다.The optical fiber has no external interference or interference from electromagnetic waves, is difficult to tap, and is light in weight. In addition, since it is easy to bend and can accommodate many communication lines, it is recently used for communication, image transmission, detector, and the like.
그런데 종래의 광섬유는 출사광의 집속거리(Focal length)가 짧기 때문에 수광 다이오드, 발광 다이오드, 레이저 다이오드 등과 같은 광소자와의 광결합 시 광결합 거리(Working distance)가 짧아져 광모듈의 제작이 까다롭고 결합 효율도 낮다.However, since the optical fiber has a short focal length of the emitted light, the working distance is short when optical coupling with an optical device such as a light emitting diode, a light emitting diode, a laser diode, etc., and it is difficult to manufacture an optical module. Coupling efficiency is also low.
그래서 광결합 효율을 높이기 위해 레이저 다이오드 칩에서 방출되는 레이저 빔을 볼(ball) 렌즈와 같은 광학소자를 이용하여 집속시키거나, 광섬유의 종단부를 볼록렌즈 형태로 가공하여 광을 효과적으로 집속하는 방법이 제안되었다.Therefore, in order to improve the optical coupling efficiency, a method of focusing a laser beam emitted from a laser diode chip using an optical element such as a ball lens or processing an end of an optical fiber in the form of a convex lens is proposed to efficiently focus light. It became.
도 2는 광섬유의 일측 종단에 미세한 크기의 볼록렌즈(5)를 부착하여 출사광의 집속거리를 감소시킨 예로써, 광섬유를 따라 평행하게 진행하는 단일모드의 광파가 볼록렌즈(5)에 의해 초점(P)에 집속된다. C. A. Edwards 등이 "Journal ofLightwave Technology[Vol. 11, No. 2, February 1993]"에 발표한 논문 "Ideal Microlenses for Laser to Fiber Coupling" 참조.2 shows an example in which a convex lens 5 having a small size is attached to one end of an optical fiber to reduce the focusing distance of the emitted light. A single mode light wave traveling in parallel along the optical fiber is focused by the convex lens 5. Focused on P). See paper "Ideal Microlenses for Laser to Fiber Coupling" published by C. A. Edwards et al. In "Journal of Lightwave Technology [Vol. 11, No. 2, February 1993]".
그런데 렌즈가 부착된 광섬유를 이용하여 광모듈을 제작할 경우 부품 수의 증가에 따라 광소자와의 정렬이 어렵고 제작 비용도 증가된다. 또한, 종단이 볼록렌즈 형태로 가공된 광섬유는 실리카 유리 막대나 다중모드 광섬유를 단일모드 광섬유에 융착 접속한 후 실리카 유리 막대의 종단을 연마하거나 열을 이용하여 가공하는 과정을 통해 제작되기 때문에 제작비용이 많이 소요되며, 광소자와의 작업 거리도 짧아 광모듈의 제작이 까다롭다.However, when the optical module is manufactured using the optical fiber with a lens attached, as the number of parts increases, it is difficult to align with the optical element and the manufacturing cost increases. In addition, the optical fiber processed in the form of a convex lens is manufactured by fusion-bonding a silica glass rod or a multimode optical fiber to a single mode optical fiber, and then polishing the end of the silica glass rod or processing using heat. This takes a lot, and the working distance with the optical element is also short, making the optical module difficult.
따라서 본 발명은 광섬유의 종단에 반구 형상의 요부를 형성하고, 요부에 광섬유보다 굴절률이 높은 물질을 매립시켜 출사되는 광의 집속거리를 증가시키므로써 상기한 단점을 해소할 수 있는 광섬유를 제공하는 데 그 목적이 있다.Accordingly, the present invention provides an optical fiber that can solve the above-mentioned disadvantages by forming a hemispherical recess at the end of the optical fiber and embedding a material having a higher refractive index than the optical fiber in the recess to increase the focusing distance of the emitted light. There is a purpose.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 코어와 클래드로 이루어진 광섬유에 있어서, 상기 코어와 클래드의 일측 종단에 요부가 형성되고, 상기 요부에 상기 코아보다 굴절률이 높은 물질이 매립된 것을 특징으로 한다.The present invention for achieving the above object is characterized in that in the optical fiber consisting of a core and a clad, a recess is formed at one end of the core and the clad, and a material having a higher refractive index than the core is embedded in the recess.
상기 요부는 반구 형상으로 형성되며, 습식식각 또는 연마 방법으로 형성된 것을 특징으로 한다.The recess is formed in a hemispherical shape, characterized in that formed by a wet etching or polishing method.
또한, 상기 굴절율이 높은 물질은 레진, 실리콘산화막 또는 질화막인 것을 특징으로 한다.In addition, the high refractive index material is characterized in that the resin, silicon oxide film or nitride film.
도 1a 및 도 1b는 광모듈 제작에 이용되는 일반적인 광섬유의 단면도 및 정면도.1a and 1b are a cross-sectional view and a front view of a typical optical fiber used for manufacturing the optical module.
도 2는 단일모드의 광을 집광하기 위해 미세렌즈를 이용한 종래 광섬유의 단면도.2 is a cross-sectional view of a conventional optical fiber using microlenses to focus light in a single mode;
도 3 및 도 4는 본 발명에 따른 광섬유의 단면도.3 and 4 are cross-sectional views of the optical fiber according to the present invention.
<도면의 주요 부분에 대한 기호 설명><Description of Symbols on Main Parts of Drawing>
1 및 11: 코아2 및 12: 클래드1 and 11: cores 2 and 12: clad
3 및 13: 에폭시4 및 14: 페룰3 and 13: epoxy 4 and 14: ferrule
5: 렌즈15: 요부5: lens 15: main part
16: 굴절률이 높은 물질16: high refractive index material
일반적으로 광이 입사되는 면이 구면인 렌즈(Plano-convex lens)는 평면인 렌즈보다 구면 수차가 적어 광결합 시 정렬도를 완화시킬 수 있고, 광결합 효율도 증가시킬 수 있다. 본 발명은 이러한 광학적 원리를 이용한다. 즉, 습식 식각이나 연마 방법으로 광섬유의 일측 종단부에 오목한 형상의 요부를 형성하고, 요부에 광섬유보다 굴절률이 더 높은 물질을 부착하거나 증착하므로써 출사광의 집속거리가 증가되어 광소자와의 광결합을 용이하고 효율적으로 이룰 수 있다.In general, a plano-convex lens having a spherical surface where light is incident may have less spherical aberration than a lens having a planar surface, thereby reducing alignment and increasing optical coupling efficiency. The present invention utilizes this optical principle. That is, by forming a concave portion at one end of the optical fiber by wet etching or polishing method, and attaching or depositing a material having a higher refractive index than the optical fiber on the concave portion, the focusing distance of the emitted light is increased and optical coupling with the optical element is achieved. It can be achieved easily and efficiently.
그러면 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 광섬유의 단면도이다.3 is a cross-sectional view of an optical fiber according to an embodiment of the present invention.
광의 전송경로인 코아(11), 코아(11)를 둘러싼 클래드(12), 클래드(12)를 둘러싸며 접착을 위한 에폭시(13)가 개재된 페룰(14)로 이루어진다. 상기와 같이 이루어진 광섬유의 종단에는 반구 형상의 요부(15)가 형성되고, 상기 요부(15)에는 상기 코아(11)보다 굴절율이 높은 물질 예를들어, 에폭시 레진, 실리콘 레진, 실리콘 질화막, 실리콘 산화막 등이 부착 또는 증착 방법으로 매립된다.The core 11 includes a core 11, a clad 12 surrounding the core 11, and a ferrule 14 interposed between the clad 12 and an epoxy 13 for adhesion. A hemispherical recess 15 is formed at the end of the optical fiber made as described above, and the recess 15 has a higher refractive index than the core 11, for example, an epoxy resin, a silicone resin, a silicon nitride film, and a silicon oxide film. And the like are embedded in the deposition or deposition method.
상기 요부(15)는 습식식각 또는 연마 방법으로 형성될 수 있다. 습식식각을 이용하는 경우 광섬유 용해제로써 수산화 칼륨(KOH)이나 BOE(Buffered Oxide Etching) 용액 등을 사용한다. 코아(11)와 클래드(12)로 이루어지거나 페룰(14)까지 제작된 광섬유의 종단부를 광섬유 용해제에 담그면 코아(11)와 클래드(12)가 등방성 식각되어 반구 형상의 요부(15)가 형성된다. 이때, 코아(11)와 클래드(12)의 종단은 수직 방향으로 일직선을 이뤄야 일정한 지름의 요면이 형성되며, 요면의 곡률은 식각 시간에 따라 조절된다.The recess 15 may be formed by a wet etching method or a polishing method. In case of using wet etching, potassium hydroxide (KOH) or BOE (Buffered Oxide Etching) solution is used as the optical fiber dissolving agent. When the end portion of the optical fiber made up of the core 11 and the clad 12 or the ferrule 14 is immersed in the optical fiber dissolving agent, the core 11 and the clad 12 are isotropically etched to form a hemispherical recess 15. . At this time, the ends of the core 11 and the cladding 12 should form a straight line in a vertical direction to form a concave surface having a constant diameter, and the curvature of the concave surface is adjusted according to the etching time.
상기 코아(11)와 클래드(12)의 직경은 예를들어, 6 내지 10㎛ 및 125㎛ 정도로 제작하는 것이 바람직하다.The diameters of the core 11 and the cladding 12 are preferably produced at, for example, about 6 to 10 µm and 125 µm.
상기와 같이 제작된 광섬유는 종단에 미세 볼록렌즈가 부착된 종래의 광섬유와 비교할 때 광이 출사되는 부분의 굴절률이 다르며, 반구 형상의 요부(15)에 매립된 굴절율이 높은 물질(16)에 의해 광의 집속거리가 종래의 광섬유보다 길다. 즉, 광섬유를 따라 평행하게 진행하는 단일모드의 광파가 요부(15)에 매립된 굴절율이 높은 물질(16)을 통과하여 종래보다 긴 거리에 있는 초점(Q)에 집속된다.The optical fiber manufactured as described above has a refractive index different from that of a light exiting part, compared with a conventional optical fiber having a fine convex lens attached to the end thereof, and is made of a material 16 having a high refractive index embedded in a hemispherical recess 15. The focusing distance of light is longer than that of a conventional optical fiber. That is, a single mode light wave traveling in parallel along the optical fiber passes through a material 16 having a high refractive index embedded in the recessed portion 15, and is focused at a focal point Q at a longer distance than conventional.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명의 관련 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구 범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 한다.Although the present invention has been described with reference to the embodiments illustrated in the drawings, this is merely exemplary, and various modifications and equivalent other embodiments will be possible to those skilled in the art. Therefore, the true technical protection scope of the present invention should be defined by the technical spirit of the appended claims.
상술한 바와 같이 본 발명은 광섬유의 종단에 반구 형상의 요부를 형성하고, 요부에 광섬유보다 굴절률이 높은 물질을 매립시켜 출사되는 광의 집속거리가 증가되도록 한다. 따라서 별도의 렌즈를 사용하지 않고도 광소자와의 거리를 충분히 넓게 유지시키므로써 광소자와의 광결합을 용이하고 효율적으로 이룰 수 있으며, 이에 따라 광모듈의 제작비용 및 시간이 절약된다. 또한, 본 발명은 식각 시간을 조절함으로써 광의 집속거리를 다양한 값으로 용이하고 정확하게 변화시킬 수 있다.As described above, the present invention forms a hemispherical recess at the end of the optical fiber, and embeds a material having a higher refractive index than the optical fiber in the recess to increase the focusing distance of the emitted light. Therefore, the optical coupling with the optical device can be easily and efficiently achieved by keeping the distance to the optical device wide enough without using a separate lens, thereby saving the manufacturing cost and time of the optical module. In addition, the present invention can easily and accurately change the focusing distance of the light to various values by adjusting the etching time.
Claims (6)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020020035943A KR20040000926A (en) | 2002-06-26 | 2002-06-26 | Optical fiber |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020020035943A KR20040000926A (en) | 2002-06-26 | 2002-06-26 | Optical fiber |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20040000926A true KR20040000926A (en) | 2004-01-07 |
Family
ID=37312726
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020020035943A KR20040000926A (en) | 2002-06-26 | 2002-06-26 | Optical fiber |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR20040000926A (en) |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0843678A (en) * | 1994-07-27 | 1996-02-16 | Kyocera Corp | Optical fiber lens and its production |
JP2001350037A (en) * | 2000-04-05 | 2001-12-21 | Canon Inc | Plastic optical fiber with lens member, optical fiber coupler, connector structure thereof and connecting method |
-
2002
- 2002-06-26 KR KR1020020035943A patent/KR20040000926A/en not_active Application Discontinuation
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0843678A (en) * | 1994-07-27 | 1996-02-16 | Kyocera Corp | Optical fiber lens and its production |
JP2001350037A (en) * | 2000-04-05 | 2001-12-21 | Canon Inc | Plastic optical fiber with lens member, optical fiber coupler, connector structure thereof and connecting method |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US20220026649A1 (en) | Optical connection of optical fibers to grating couplers | |
JP5070330B2 (en) | Beam bending apparatus and manufacturing method thereof | |
US6963682B2 (en) | Beam altering fiber lens device and method of manufacture | |
US6847770B2 (en) | Lens function-including optical fiber and method of producing the same | |
KR100817638B1 (en) | Focusing fiber optic | |
WO2020213410A1 (en) | Optical connection structure | |
JP2002182073A (en) | Light source-optical fiber coupler | |
JP2002131589A (en) | Coupler between light source and optical fiber | |
CN109073822B (en) | Lensed optical fiber and optical coupler | |
KR20050092126A (en) | Lensed fiber having small form factor and method of making same | |
US20210026080A1 (en) | Optical receptacle and optical transceiver | |
KR20000067535A (en) | Optical module | |
GB1570001A (en) | Manufacturing optical fibre connectors | |
JP3869774B2 (en) | Optical communication system | |
KR20040000926A (en) | Optical fiber | |
JP2005024617A (en) | Optical transmitter | |
EP3376272B1 (en) | Housing for encapsulating light emitting module, and light emitting module | |
US20050013539A1 (en) | Optical coupling system | |
US11953737B2 (en) | Systems and methods for coupling light | |
CN211126435U (en) | Laser applied to subway clearance detection | |
TWI438512B (en) | Photoelectric module | |
KR20050071967A (en) | Optical transmitter of bidirectional optical module and method for fabricating the same | |
JP2005128449A (en) | Optical fiber, its processing method and optical module using this optical fiber | |
JPS60205406A (en) | Optical module for bidirectional transmission | |
KR100719488B1 (en) | Collimator using a bevel-cut optical fiber tip |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E601 | Decision to refuse application |