KR20090112460A - 광섬유 코어 확산장치 및 이를 이용한 광섬유 코어확산방법 - Google Patents

광섬유 코어 확산장치 및 이를 이용한 광섬유 코어확산방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 프레임과; 프레임상에 슬라이딩 가능하게 설치되고, 광섬유를 고정하는 좌/우측 광섬유 고정척과; 상기 좌/우측 광섬유 고정척을 슬라이딩 구동시키기 위한 고정척 구동부와; 상기 프레임의 상단에 위치되고, 상기 좌/우측 광섬유 고정척에 고정된 광섬유를 가열하여 코어경을 확산시키는 가열부와; 상기 좌/우측 광섬유 고정척의 이격거리를 감지하는 이동거리 감지부와; 상기 이동거리 감지부에 의해 감지된 좌/우측 광섬유 고정축의 이격거리값을 수신받아 상기 고정척 구동부를 제어하는 콘트롤부를 포함한다.
본 발명은 마이크로 토치를 자동으로 xy테이블상에서 이동시키고, 광섬유를 고정하는 좌/우측 광섬유 고정축를 미세하고 정확하게 이동시킬 수가 있기 때문에, 광섬유의 코어를 다양한 외경으로 정확하고 안정적으로 확산시킬 수가 있는 장점이 있다.
Figure P1020080038368
광섬유, 코어, 확산, 토치, xy테이블

Description

광섬유 코어 확산장치 및 이를 이용한 광섬유 코어 확산방법{CORE EXPENDING APPARATUS FOR OPTICAL FIBER AND CORE EXPENDING METHOD OF OPTICAL FIBER USING THE SAME}
본 발명은 서로 다른 코어경을 갖는 광섬유의 융착 접속을 위해 광섬유의 코어경을 열확산하는 광섬유 코어 확산장치 및 이를 이용한 광섬유 코어 확산방법에 관한 것이다.
일반적으로 광섬유는 중앙에 빛이 전송되는 코어가 마련되고, 코어의 빛굴절율보다 작은 빛굴절율을 갖는 클래드가 코어를 감싸는 구조로 되어 있다.
이러한 광섬유는 1980년대 이후부터 현재에 이르기까지 그 제작기술이 발달되어 현재 사용되고 있는 광섬유들은 다양한 코어경을 가지고 있다. 1980년대에는 코어경이 약 10㎛±1㎛인 광섬유, 1990년대에는 코어경이 9.8㎛±0.78㎛인 광섬유, 2000년도 초반에는 코어경이 9.3㎛±0.5㎛인 광섬유, 2000년도 중반 이후에는 코어경이 8.3㎛±0.4㎛인 광섬유가 제작되었고, 기능성이 고려된 광섬유의 경우에는 코어경이 6.4∼8.7㎛인 광섬유가 제작되었다.
이와 같이, 다양한 코어경을 갖는 광섬유가 현재 상용되고 있다. 따라서, 서 로 다른 코어경을 갖는 광섬유를 융착 접속할 때, 코어경의 언매칭(unmatching)으로 인한 광의 감쇄량 및 손실과 반사의 누적 값에 의해 데이터의 전송품질에 영향을 줄 가능성이 높고, 전송품질에 이상이 발생될 경우에는 통합된 데이터(Internet, VOD, 영상등)에 문제가 발생되므로 그 피해는 막대하다 할 수 있다.
이에, 광섬유의 융착 접속시 접속손실을 최소화할 수 있도록 접속되는 광섬유의 코어경을 일치시켜야 한다.
광섬유 코어경을 일치시키기 위한 방법으로는 서로 다른 코어경을 갖는 광섬유를 열융착하여 접속시키고, 작은 코어경을 갖는 광섬유를 가열하고 코어경을 확산시켜 코어경을 일치시키는 기술과, 작은 코어경을 광섬유를 가열하여 코어경을 확산시킨 후, 확산된 코어경부분을 절단하고 큰 코어경을 갖는 광섬유와 열융착 접속시키는 기술이 알려져 있다.
그리고, 이러한 광섬유의 코어경을 확산시키는 방법의 연구가 지속되고 있다.
본 발명은 상기 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 광섬유의 코어경을 정확하고 안정적으로 확산시킬 수 있는 광섬유 코어 확산장치 및 이를 이용한 광섬유 코어 확산방법을 제공하는 데에 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명은 프레임과; 프레임상에 슬라이딩 가능하게 설치되고, 광섬유를 고정하는 좌/우측 광섬유 고정척과; 상기 좌/우측 광섬유 고정척을 슬라이딩 구동시키기 위한 고정척 구동부와; 상기 프레임의 상단에 위치되고, 상기 좌/우측 광섬유 고정척에 고정된 광섬유를 가열하여 코어경을 확산시키는 가열부와; 상기 좌/우측 광섬유 고정척의 이격거리를 감지하는 이동거리 감지부와; 상기 이동거리 감지부에 의해 감지된 좌/우측 광섬유 고정축의 이격거리값을 수신받아 상기 고정척 구동부를 제어하는 콘트롤부를 포함한다.
상기 가열부는 상기 프레임의 상단에 위치된 xy테이블과; 상기 xy테이블에 x축방향 및 y축방향으로 이동가능하게 설치되고, 상기 콘트롤부에 의해 제어되어 상기 좌/우측 광섬유 고정척에 의해 정렬된 광섬유를 가열하는 마이크로 토치를 포함한다.
한편, 본 실시 예를 이용한 광섬유 확산방법은 프레임이 슬라이딩가능하게 설치된 좌/우측 광섬유 고정척에 광섬유를 고정하여 정렬시키는 광섬유 고정단계와; 상기 광섬유를 마이크로 토치로 가열하여 상기 광섬유의 코어경을 확산하는 광 섬유 가열단계와; 상기 코어경이 확산된 광섬유를 좌/우측 광섬유 고정척으로부터 이탈시키는 광섬유 이탈단계를 포함한다.
상기 광섬유 가열단계는 상기 마이크로 토치를 xy테이블에서 x축방향 및 y축방향으로 구동시켜 상기 광섬유의 가열범위를 조절하는 가열범위 조절단계와; 상기 좌/우측 광섬유 고정척의 이동거리를 제어하여 상기 광섬유 코어경의 확산범위를 조절하는 확산범위 조절단계를 포함한다.
본 발명은 마이크로 토치를 자동으로 xy테이블상에서 이동시키고, 광섬유를 고정하는 좌/우측 광섬유 고정축를 미세하고 정확하게 이동시킬 수가 있기 때문에, 광섬유의 코어를 다양한 외경으로 정확하고 안정적으로 확산시킬 수가 있는 장점이 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예에 대해 상세히 설명한다.
본 발명에 따른 광섬유 코어 확산장치의 실시 예를 첨부한 도 1에 개략적으로 나타내었다.
도 1를 참조하면, 본 실시 예는 프레임(10)과, 프레임(10)에 슬라이딩 가능하게 설치되고 광섬유(OP)를 고정하여 정렬시키는 좌/우측 광섬유 고정척(21,22)과, 좌/우측 광섬유 고정척을 슬라이딩 구동시키기 위한 고정척 구동부(30)와, 좌/우측 광섬유 고정척에 고정된 광섬유를 가열하여 코어를 확산시키는 가열부(40)와, 좌/우측 광섬유 고정척의 이격거리를 감지하는 이동거리 감지부(50)와, 좌/우측 광 섬유 고정척의 이격거리값에 따라 고정척 구동부를 제어하는 콘트롤부(60)로 이루어져 있다.
좌/우측 광섬유 고정척(21,22)은 광섬유를 소정 장력으로 고정시키기 위한 것으로, 자석척, 콜릿척 또는 클램핑 수단이 사용될 수 있다. 좌/우측 광섬유 고정척은 프레임상에 일렬로 배열된다. 본 실시 예에서는 클램핑 수단이 사용된 예를 예시하였다.
고정척 구동부(30)는 프레임(10)에 회전가능하게 설치되고, 좌/우측 광섬유 고정척(21,22)에 각각 관통하여 결합되는 좌/우측 이송볼스크류(31,32)와, 프레임(10)의 양측에 각각 마련되어 좌/우측 이송볼스크류(31,32)에 정/역회전을 인가하는 좌/우측 이송 스텝모터(33,34)로 이루어진다.
이동거리 감지부(50)는 좌측 광섬유 고정척(21)의 일측에 적외선을 발산하는 발광부와, 반사되어 되돌아온 적외선을 수광하는 수광부를 구비한 적외선 센서(51)와, 우측 광섬유 고정척(22)의 일측에는 발광부로부터 발산된 적외선을 반사시켜 수광부에 수광되게 하는 반사부(52)로 이루어진다. 이러한 적외선 센서를 이용한 거리측정은 일반적인 것으로 그 자세한 구조 및 설명은 생략한다.
가열부(40)는 프레임(10)의 상단에 위치된 xy테이블(41)과, xy테이블에 x축방향 및 y축방향으로 이동가능하게 설치되어 좌/우측 광섬유 고정척에 의해 고정된 광섬유를 화염에 의해 가열하는 마이크로 토치(42)로 이루어진다.
xy테이블(41)은 상호 직교하는 방향으로 교차되게 설치되는 x축 및 y축 프레임(41a,41b)이 마련된다. x축 프레임(41a)은 y축 프레임(41b)에 y축 방향으로 슬라 이딩 가능하게 설치된다. x축 프레임(41a)에는 마이크로 토치(42)가 장착되는 이송부재(41c)가 x축 방향으로 슬라이딩 가능하게 설치된다.
그리고, x축 프레임(41a)에는 이송부재(41c)를 x축방향으로 슬라이딩 시키기 위한 x축 구동부(41d)가 마련되고, y축 프레임(41b)에는 x축 프레임(41a)을 y축방향으로 슬라이딩 시키기 위한 y축 구동부(41e)가 마련된다.
x축 구동부(41d)는 이송부재(41c)를 관통하여 결합되는 x축 이송볼스크류(41da)와, x축 이송볼스크류(41da)를 회전시키기 위한 x축 이송스텝모터(41db)로 이루어지고, y축 구동부(41e)는 x축 프레임(41a)의 하부 연장부를 관통하여 결합되는 y축 이송볼스크류(41ea)와, y축 이송볼스크류(41ea)를 회전시키기 위한 y축 이송스텝모터(41eb)로 이루어져 있다.
콘트롤부(60)는 적외선 센서(51)로부터 좌/우측 광섬유 고정축(21,22)간의 이격거리를 수신받아 고정척 구동부(30)의 좌/우측 이송 스텝모터(33,34)를 제어함과 아울러, xy테이블(41)의 x축 및 y축 이송스텝모터(41db,41eb)를 제어하게 된다.
이하에서는, 이와 같이 구성된 본 실시 예를 이용한 광섬유 코어 확산방법과 함께, 본 실시 예의 작용 및 효과에 대해 설명한다.
도 2를 참조하면, 본 실시 예를 이용한 광섬유 코어 확산방법은 아래의 과정을 거치게 된다.
1. 광섬유 고정단계
광섬유(OP)를 좌/우측 광섬유 고정척(21,22)에 고정하는 단계이다.
즉, 좌/우측 이송 스텝모터(33,34)의 구동으로 좌/우측 광섬유 고정 척(21,22)을 일정 거리로 이격시킨다. 그리고, 광섬유(OP)를 일직선이 되게 좌/우측 광섬유 고정척(21,22)에 고정한다.
좌/우측 광섬유 고정척에 고정된 광섬유는 일정 장력을 갖도록 고정되는 것이 바람직하다.
2. 광섬유 가열단계
좌/우측 광섬유 고정척에 고정된 광섬유를 마이크로 토치(42)로 가열하여 코어경을 확산시키는 단계이다.(도 3참조)
광섬유 가열단계는 마이크로 토치(42)를 x축 및 y축방향으로 이동시켜 광섬유의 일정 범위를 가열하는 가열범위 조절단계와, 광섬유의 가열시 좌/우측 광섬유 고정척(21,22)을 미세하게 이동시켜 광섬유 코어경의 확산범위를 조절하는 확산범위 조절단계를 포함한다.
가열범위 조절단계는 이송부재(41c)가 x축 프레임(41a)에서 x축 이송스텝모터(41db)의 구동으로 x축방향으로 이동되고, x축 프레임(41a)이 y축 프레임(41b)에서 y축 이송스텝모터(41eb)의 구동으로 y축방향으로 이동되면서, 이송부재(41c)에 설치된 마이크로 토치(42)가 x축 및 y축방향으로 이동되어 광섬유의 일정 범위를 가열하게 된다.
확산범위 조절단계는 광섬유가 가열되어 코어경이 확산될 때, 좌/우측 광섬유 고정척(21,22)을 미세하게 이동시키게 된다. 이때, 광섬유는 인장 또는 수축되어 코어경의 확산범위가 조절된다. 즉, 광섬유가 인장되면 코어경이 감소되고, 광섬유가 길이방향으로 수축되면 코어경이 증가된다.
좌/우측 광섬유 고정척(21,22)의 간격은 적외선 센서(51)에 의해 실시간 감지되고, 콘트롤부(60)는 좌/우측 광섬유 고정척(21,22)의 구동으로 변화되는 간격값을 수신받아 좌/우측 광섬유 고정척(21,22)의 이동거리를 산출하게 된다. 그리고, 콘트롤부는 산출된 이동거리값을 기설정된 이동거리값과 비교하여 좌/우측 광섬유 고정척(21,22)의 구동력인 좌/우측 이송스텝모터(33,34))를 제어하여 좌/우측 광섬유 고정척(21,22)의 이동거리를 제어하게 된다.
즉, 좌/우측 이송스텝모터(33,34)의 구동으로 좌/우측 이송볼스크류(31,32)가 정역회전되어 좌/우측 광섬유 고정척(21,22)이 상호 접근 또는 이격된다.
3. 광섬유 이탈단계
가열에 의해 광섬유의 코어경이 확산된 후, 일정 시간동안 광섬유를 상온에서 냉각시키고, 좌/우측 광섬유 고정척으로부터 광섬유를 이탈시키는 단계이다.
한편, 이탈된 광섬유는 코어경이 확산된 부분을 절단하고, 절단된 부위를 연마하는 단계를 거쳐 접속가능한 확산된 코어경을 갖는 광섬유로 제조할 수 있다.
이와 같이, 본 실시 예 및 본 실시 예를 이용한 광섬유 확산방법은 자동으로 마이크로 토치를 이동시켜 광섬유의 일정부위를 가열하여 코어경을 확산시키고, 적외선 센서에 의해 좌/우측 광섬유 고정축간의 간격을 미세하게 조정하여 코어경을 확산범위를 조절할 수가 있다. 따라서, 광섬유의 코어를 다양한 외경으로 정확하고 안정적으로 확산시킬 수가 있게 된다.
앞에서 설명된 본 발명의 실시 예는 본 발명의 기술적 사상을 한정하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 보호범위는 청구범위에 기재된 사항에 의하여 만 제한되고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상을 다양한 형태로 개량 변경하는 것이 가능하다. 따라서 이러한 개량 및 변경은 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호범위에 속하게 될 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 광섬유 코어 확산장치의 실시 예를 개략적으로 도시한 도면,
도 2는 도 1의 광섬유 코어 확산장치를 이용한 광섬유 코어 확산방법의 작업공정을 나타낸 순서도,
도 3은 도 1의 광섬유 코어 확산장치에 의해 코어가 확산된 광섬유를 도시한 도면.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
OP : 광섬유 10 : 프레임
21 : 좌측 광섬유 고정척 22 : 우측 광섬유 고정척
30 : 고정척 구동부 40 : 가열부
41 : xy테이블 42 : 마이크로 토치
50 : 이동거리 감지부 51 : 적외선 센서
60 : 콘트롤부

Claims (3)

  1. 프레임과;
    프레임상에 슬라이딩 가능하게 설치되고, 광섬유가 고정되는 좌/우측 광섬유 고정척과;
    상기 좌/우측 광섬유 고정척을 슬라이딩 구동시키기 위한 고정척 구동부와;
    상기 프레임의 상단에 위치되고, 상기 좌/우측 광섬유 고정척에 고정된 광섬유를 가열하여 코어경을 확산시키는 가열부와;
    상기 좌/우측 광섬유 고정척의 이격거리를 감지하는 이동거리 감지부와;
    상기 이동거리 감지부에 의해 감지된 좌/우측 광섬유 고정축의 이격거리값을 수신받아 상기 고정척 구동부를 제어하는 콘트롤부를 포함하는 것을 특징으로 하는 광섬유 코어 확산장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 가열부는
    상기 프레임의 상단에 위치된 xy테이블과;
    상기 xy테이블에 x축방향 및 y축방향으로 이동가능하게 설치되고, 상기 콘트롤부에 의해 제어되어 상기 좌/우측 광섬유 고정척에 의해 정렬된 광섬유를 가열하는 마이크로 토치를 포함하는 것을 특징으로 하는 광섬유 코어 확산장치.
  3. 프레임에 슬라이딩가능하게 설치된 좌/우측 광섬유 고정척에 광섬유를 고정하여 정렬시키는 광섬유 고정단계와;
    상기 광섬유를 마이크로 토치로 가열하여 상기 광섬유의 코어경을 확산하는 광섬유 가열단계와;
    상기 코어경이 확산된 광섬유를 좌/우측 광섬유 고정척으로부터 이탈시키는 광섬유 이탈단계를 포함하고,
    상기 광섬유 가열단계는
    상기 마이크로 토치를 xy테이블에서 x축방향 및 y축방향으로 구동시켜 상기 광섬유의 가열범위를 조절하는 가열범위 조절단계와;
    상기 좌/우측 광섬유 고정척의 이동거리를 제어하여 상기 광섬유 코어경의 확산범위를 조절하는 확산범위 조절단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 광섬유 코어 확산방법.
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