KR20120080480A - Plastic optical fiber coupler - Google Patents

Plastic optical fiber coupler Download PDF

Info

Publication number
KR20120080480A
KR20120080480A KR1020110001974A KR20110001974A KR20120080480A KR 20120080480 A KR20120080480 A KR 20120080480A KR 1020110001974 A KR1020110001974 A KR 1020110001974A KR 20110001974 A KR20110001974 A KR 20110001974A KR 20120080480 A KR20120080480 A KR 20120080480A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
plastic optical
input
optical fiber
optical fibers
base block
Prior art date
Application number
KR1020110001974A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR101181991B1 (en
Inventor
김광택
Original Assignee
호남대학교 산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 호남대학교 산학협력단 filed Critical 호남대학교 산학협력단
Priority to KR1020110001974A priority Critical patent/KR101181991B1/en
Publication of KR20120080480A publication Critical patent/KR20120080480A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101181991B1 publication Critical patent/KR101181991B1/en

Links

Images

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A47FURNITURE; DOMESTIC ARTICLES OR APPLIANCES; COFFEE MILLS; SPICE MILLS; SUCTION CLEANERS IN GENERAL
    • A47CCHAIRS; SOFAS; BEDS
    • A47C21/00Attachments for beds, e.g. sheet holders, bed-cover holders; Ventilating, cooling or heating means in connection with bedsteads or mattresses
    • A47C21/006Oscillating, balancing or vibrating mechanisms connected to the bedstead
    • GPHYSICS
    • G08SIGNALLING
    • G08BSIGNALLING OR CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
    • G08B21/00Alarms responsive to a single specified undesired or abnormal condition and not otherwise provided for
    • G08B21/02Alarms for ensuring the safety of persons
    • G08B21/06Alarms for ensuring the safety of persons indicating a condition of sleep, e.g. anti-dozing alarms

Landscapes

  • Business, Economics & Management (AREA)
  • Emergency Management (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optical Couplings Of Light Guides (AREA)

Abstract

PURPOSE: A plastic optical fiber coupler is provided to easily expand I/O channels as well as be easily manufactured and have a simple structure. CONSTITUTION: A plastic optical fiber coupler(100) comprises a base block(110), an input channel part(120), an output channel part(130), and a dispersion polymer layer(140). A light guide groove guides light to an upper side of the base block along a longitudinal direction. The input channel part mounts one or more input plastic optical fibers at one end of the base block within the light guide groove. The output channel part mounts a plurality of output plastic optical fibers to be separated from the input plastic optical fibers at the other end of the base block within the light guide groove. The dispersion polymer layer is filled within the light guide groove and disperses the light coming out through the input plastic optical fibers. The dispersion polymer layer distributes the light to the output plastic optical fibers.

Description

플라스틱 광섬유 커플러{plastic optical fiber coupler}Plastic optical fiber coupler

본 발명은 플라스틱 광섬유 커플러에 관한 것으로서, 상세하게는 제작이 용이하고 구조가 간단한 플라스틱 광섬유 커플러에 관한 것이다.The present invention relates to a plastic optical fiber coupler, and more particularly, to a plastic optical fiber coupler that is easy to manufacture and simple in structure.

통신용 광섬유는 광 신호의 전달 양식에 따라 단일모드 광섬유와 다중모드 광섬유로 구분된다.Communication optical fiber is divided into single mode fiber and multimode fiber according to the optical signal transmission mode.

현재 사용되는 장거리 고속 통신용 광섬유의 대부분은 석영유리를 기본 물질로 한 스텝인덱스 단일모드(step-index single-mode) 광섬유이며, 유리 광섬유는 그 직경이 125㎛ 수준이며 특히 광 신호 전송 영역인 코어(core)의 직경이 통상 8-10㎛에 불과하다. 따라서 이러한 유리 광섬유는 정렬 및 접속이 매우 곤란하여 이로 인한 비용 손실이 크다. 반면, 단일모드 광섬유보다 코어 직경이 큰 다중모드 유리 광섬유의 경우, LAN과 같은 단거리 통신용으로 사용될 수 있으나, 연결에 소요되는 비용이 많고 깨지기 쉬운 단점이 있어 널리 사용되기에는 어려움이 많았다.Most of the long-distance high-speed communication optical fibers currently used are step-index single-mode optical fibers based on quartz glass, and glass optical fibers have a diameter of 125 µm, especially core (optical signal transmission area). core) diameter is usually only 8-10㎛. Therefore, such glass optical fibers are very difficult to align and connect, resulting in high cost loss. On the other hand, a multimode glass fiber having a larger core diameter than a single mode fiber can be used for short distance communication such as a LAN, but it is difficult to be widely used due to the high cost and fragility of the connection.

따라서, 트위스티드 패어(twisted pair) 또는 동축 케이블(coaxial cable)과 같은 금속선이 LAN과 같은 200m 내의 단거리 통신에 주로 사용되었다. 그러나, 금속선은 정보 전달속도 또는 전송 대역폭이 최대 150Mbps 정도에 그치므로 2000년대의 ATM(Asynchronous Transfer Mode) 기준인 625Mbps에 도달할 수 없기 때문에 미래의 전달속도 기준을 만족시킬수 없다.Thus, metal wires, such as twisted pairs or coaxial cables, have been used primarily for short-range communications within 200m, such as LANs. However, metal wires cannot reach the future transfer rate standards because they cannot reach 625 Mbps, which is the Asynchronous Transfer Mode (ATM) standard of the 2000s because the information transfer rate or transmission bandwidth is only about 150 Mbps.

이러한 이유로 LAN과 같은 단거리 통신에 사용할 수 있는 고분자 소재의 광섬유 개발에 많은 노력 및 투자가 계속되고 있다. 플라스틱 광섬유는 고분자 물질의 유연성 때문에 그 직경이 유리 광섬유보다 100배 이상 큰 0.5 내지 1.0㎜ 정도에 이를 수 있기 때문에 정렬 또는 연결이 용이하고, 압출성형으로 제조되는 고분자 소재 연결부품을 사용할 수 있어서 커다란 비용절감이 가능하다.For this reason, a lot of efforts and investments continue to develop optical fibers made of polymer materials that can be used for short-range communication such as LAN. Because of the flexibility of polymer materials, plastic optical fibers can reach 0.5 to 1.0 mm in diameter 100 times larger than glass optical fibers, making them easy to align or connect. Savings are possible.

이러한 플라스틱 광섬유는 최근 홈네트워크, 자동차 광통신, 광센싱 시스템등을 포함한 단거리 데이터 통신용으로 널리 이용되고 있다. Such plastic optical fibers have been widely used for short-range data communications including home networks, automotive optical communications, optical sensing systems, and the like.

한편, 플라스틱 광섬유를 이용한 광통신에 있어서 신호의 결합 및 분배를 위해 광커플러가 필수적으로 요구된다. 그런데, 종래의 플라스틱 광섬유 커플러는 꼬기와 융착, 사이드 연마, 화학적 에칭, 절단 및 접합, 열적 변형, 몰딩 등의 제작방법을 이용하고 있으나 제작과정이 복잡하고, 제작비용이 많이 드는 단점이 있다.On the other hand, in the optical communication using a plastic optical fiber, an optical coupler is required for the coupling and distribution of signals. By the way, the conventional plastic optical fiber coupler uses a manufacturing method such as twine and fusion, side polishing, chemical etching, cutting and bonding, thermal deformation, molding, etc., but the manufacturing process is complicated, manufacturing costs are high.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하기 위하여 창안된 것으로서, 제작이 용이하고 구조가 단순한 플라스틱 광섬유 커플러를 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been made to improve the above problems, and an object thereof is to provide a plastic optical fiber coupler that is easy to manufacture and simple in structure.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 플라스틱 광섬유 커플러는 투명 합성수지 소재로 형성되되 상면에 길이방향을 따라 광을 가이드 하기 위한 광가이드홈이 형성된 베이스블록과; 상기 베이스 블록의 일단에서 상기 광가이드홈 내에 적어도 하나의 입력 플라스틱 광섬유가 장착된 입력채널부와; 상기 베이스 블록의 타단에서 상기 광가이드홈 내에 상기 입력 플라스틱 광섬유와 이격되게 복수개의 출력 플라스틱 광섬유가 장착된 출력채널부와; 상기 광가이드 홈내에 충진되어 상기 입력 플라스틱 광섬유를 통해 출사되는 광이 분산되어 상기 출력 플라스틱 광섬유들에 분배되게 전송을 가이드 하는 분산 폴리머층;을 구비한다.Plastic optical coupler according to the present invention in order to achieve the above object is formed of a transparent synthetic resin material and the base block is formed with an optical guide groove for guiding light along the longitudinal direction on the upper surface; An input channel part in which at least one input plastic optical fiber is mounted in the optical guide groove at one end of the base block; An output channel unit having a plurality of output plastic optical fibers mounted in the optical guide groove at the other end of the base block to be spaced apart from the input plastic optical fiber; And a dispersion polymer layer filled in the optical guide groove to guide transmission so that light emitted through the input plastic optical fiber is dispersed and distributed to the output plastic optical fibers.

상기 베이스 블록은 투명 아크릴 소재로 형성된 것이 바람직하다.The base block is preferably formed of a transparent acrylic material.

또한, 상기 분산 폴리머층의 굴절율은 1.55 내지 1.57인 것이 적용된다.In addition, the refractive index of the dispersion polymer layer is applied to 1.55 to 1.57.

더욱 바람직하게는 상기 입력 플라스틱 광섬유는 베이스 블록에 대해 수평방향과 수직방향을 따라 복수개가 어레이되어 있다.More preferably, a plurality of the input plastic optical fibers are arranged in a horizontal direction and a vertical direction with respect to the base block.

상기 입력플라스틱 광섬유와 상기 출력 플라스틱 광섬유의 이격거리는 1.8cm 내지 2.4cm인 것이 바람직하다.The distance between the input plastic optical fiber and the output plastic optical fiber is preferably 1.8cm to 2.4cm.

본 발명에 따른 플라스틱 광섬유 커플러에 의하면, 제작이 용이하고 구조가 단순하며 입출력 채널의 확장이 용이한 장점을 제공한다.According to the plastic optical fiber coupler according to the present invention, it is easy to manufacture, the structure is simple, and the expansion of the input / output channel provides an advantage.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 단층형 4×4 플라스틱 광섬유 커플러를 나타내 보인 사시도이고,
도 2는 도 1의 플라스틱 광섬유 커플러의 광가이드홈에 분산 폴리머층이 충딘된 상태를 나타내 보인 단면도이고,
도 3은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 복층형 4×4 플라스틱 광섬유 커플러를 나타내 보인 사시도이고,
도 4는 본 발명의 제3 실시 예에 따른 1×2 플라스틱 광섬유 커플러를 나타내 보인 사시도이고,
도 5는 본 발명의 제4 실시 예에 따른 1×4 플라스틱 광섬유 커플러를 나타내 보인 사시도이고,
도 6 및 도 7은 도 1의 커플러에 대해 첫번째 입력 플라스틱 광섬유를 통해 광이 출사됐을 때와, 두번째 입력 플라스틱 광섬유를 통해 광이 출사됐을 때에 대해 이격거리별 광선의 횡단면 분포를 측정한 결과를 나타내 보인 도면이고,
도 8은 도 1의 제1입력 플라스틱 광섬유를 통해 광을 출사할 때 분산 폴리머층과의 이격거리에 따른 4개의 출력 플라스틱 광섬유의 결합효율을 측정한 결과를 나타낸 그래프이고,
도 9는 도 1의 제2입력 플라스틱 광섬유를 통해 광을 출사할 때 분산 폴리머층과의 이격거리에 따른 4개의 출력 플라스틱 광섬유의 결합효율을 측정한 결과를 나타낸 그래프이고,
도 10 및 도 11은 도 3의 커플러에 대해 분산 폴리머층에서의 이격 거리별 빔패턴과 결합효율을 측정한 결과를 나타내 보인 그래프이고,
도 12 내지 도 14는 도 1의 구조로 제작된 커플러의 이격거리별 결합효율을 측정한 결과를 나타내 보인 그래프이고,
도 15내지 도 17은 도 3의 구조로 제작된 커플러의 이격거리별 결합효율을 측정한 결과를 나타내 보인 그래프이다.
1 is a perspective view showing a single-layer 4x4 plastic optical fiber coupler according to an embodiment of the present invention;
FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating a state in which a dispersed polymer layer is filled in an optical guide groove of the plastic optical fiber coupler of FIG. 1;
3 is a perspective view illustrating a multilayer 4 × 4 plastic optical fiber coupler according to a second embodiment of the present invention;
4 is a perspective view illustrating a 1 × 2 plastic optical fiber coupler according to a third embodiment of the present invention;
5 is a perspective view illustrating a 1 × 4 plastic optical fiber coupler according to a fourth embodiment of the present invention;
6 and 7 show the results of measuring the cross-sectional distribution of light beams at different distances when light is emitted through the first input plastic optical fiber and when the light is emitted through the second input plastic optical fiber for the coupler of FIG. 1. Is the drawing shown,
8 is a graph illustrating a result of measuring coupling efficiency of four output plastic optical fibers according to a separation distance from a dispersion polymer layer when light is emitted through the first input plastic optical fiber of FIG. 1,
FIG. 9 is a graph illustrating a result of measuring coupling efficiency of four output plastic optical fibers according to a separation distance from a dispersed polymer layer when light is emitted through the second input plastic optical fiber of FIG. 1,
10 and 11 are graphs showing the results of measuring the beam pattern and the coupling efficiency of each coupler distance in the dispersed polymer layer with respect to the coupler of FIG.
12 to 14 is a graph showing a result of measuring the coupling efficiency of the coupler manufactured by the structure of Figure 1 by the separation distance,
15 to 17 is a graph showing the results of measuring the coupling efficiency of the coupler manufactured by the structure of Figure 3 by the separation distance.

이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 플라스틱 광섬유 커플러를 더욱 상세하게 설명한다.Hereinafter, a plastic optical fiber coupler according to a preferred embodiment of the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 수평형 4×4 플라스틱 광섬유 커플러를 나타내 보인 사시도이고, 도 2는 도 1의 플라스틱 광섬유 커플러의 광가이드홈에 분산 폴리머층이 충딘된 상태를 나타내 보인 단면도이다.1 is a perspective view illustrating a horizontal 4 × 4 plastic optical fiber coupler according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating a state where a dispersed polymer layer is filled in an optical guide groove of the plastic optical fiber coupler of FIG. 1. to be.

도 1 및 도 2를 참조하면, 플라스틱 광섬유 커플러(100)는 베이스 블록(110), 입력채널부(120), 출력채널부(130) 및 분산 폴리머층(140)을 구비한다.1 and 2, the plastic optical fiber coupler 100 includes a base block 110, an input channel unit 120, an output channel unit 130, and a dispersed polymer layer 140.

베이스 블록(110)은 직육면체 형태로 투명 합성수지 소재로 형성되어 있고, 상면에는 길이방향을 따라 광을 가이드 하기 위한 광가이드홈(112)이 형성되어 있다.The base block 110 is formed of a transparent synthetic resin material in the form of a rectangular parallelepiped, and an optical guide groove 112 for guiding light along a longitudinal direction is formed on an upper surface thereof.

여기서 베이스 블록(110)에 형성되는 광가이드홈(112)은 후술되는 입력 플라스틱 광섬유(121 내지 124)들의 종단 일부가 상호 밀착상태로 얼라인되어 수용되고, 출력 플라스틱 광섬유(131 내지 134)들의 선단 일부가 상호 밀착상태로 얼라인되어 수용되면서 입력 플라스틱 광섬유(121 내지 124)들 중에서 선택적으로 출사되는 광을 도파하여 출력 플라스틱 광섬유(131 내지 134)들로 후술되는 분산 폴리머층(140)을 통해 균일하게 분배되게 전송할 수 있도록 형성하면 된다.Here, the optical guide grooves 112 formed in the base block 110 are accommodated in a state in which end portions of the input plastic optical fibers 121 to 124 described later are aligned with each other, and the front ends of the output plastic optical fibers 131 to 134. While some are aligned and received in close contact with each other, the light is selectively emitted from the input plastic optical fibers 121 to 124 and uniformly distributed through the dispersion polymer layer 140 described below as the output plastic optical fibers 131 to 134. It can be formed so that it can be distributedly distributed.

즉, 베이스 블록(110)에 형성되는 광가이드홈(112)은 입력 플라스틱 광섬유(121 내지 124)들이 장착되는 영역은 적용되는 입력 플라스틱 광섬유(121 내지 124)가 상호 밀착되게 얼라인되게 요구되는 제1폭으로 일정길이 형성하고, 출력 플라스틱 광섬유(131 내지 124)들이 장착되는 영역은 적용되는 출력 플라스틱 광섬유(131 내지 134)들이 상호 밀착되게 얼라인되게 요구되는 제2폭으로 일정길이 형성하며, 입력 플라스틱 광섬유(121 내지 124)들의 종단과 출력 플라스틱 광섬유(131 내지 134)들의 선단 사이의 이격 영역은 제1폭과 제2폭의 가장자리를 직선상으로 상호 연결하는 형태로 형성하면 된다.That is, the optical guide groove 112 formed in the base block 110 is a region in which the input plastic optical fibers 121 to 124 are mounted so that the input plastic optical fibers 121 to 124 to which the input plastic optical fibers 121 to 124 are applied are aligned to be in close contact with each other. A predetermined length is formed in one width, and the area in which the output plastic optical fibers 131 to 124 are mounted is formed to have a predetermined length in a second width that is required to be aligned so that the output plastic optical fibers 131 to 134 are applied to each other. The separation region between the ends of the plastic optical fibers 121 to 124 and the distal ends of the output plastic optical fibers 131 to 134 may be formed in a form of linearly connecting the edges of the first width and the second width.

베이스 블록(110)은 투명 아크릴 소재로 형성된 것이 바람직하다.The base block 110 is preferably formed of a transparent acrylic material.

입력 채널부(120)는 베이스 블록(110)의 일단에서 광가이드홈(112) 내에 일정부분이 진입되게 4개의 입력 플라스틱 광섬유(121 내지 124)가 단층으로 상호 나란하게 얼라인 되어 있다.In the input channel unit 120, four input plastic optical fibers 121 to 124 are aligned side by side in a single layer such that a predetermined portion enters the optical guide groove 112 at one end of the base block 110.

출력 채널부(130)는 베이스 블록(110)의 타단에서 광가이드홈(112) 내에 선단이 일정부분이 진입되되 입력 플라스틱 광섬유(121 내지 124)의 종단과 이격되게 4개의 출력 플라스틱 광섬유(131 내지 134)가 단층으로 상호 나란하게 얼라인 되어 있다.The output channel unit 130 has four output plastic optical fibers 131 to 124 so that a predetermined portion of the front end enters the optical guide groove 112 at the other end of the base block 110 and is spaced apart from the ends of the input plastic optical fibers 121 to 124. 134 are aligned side by side in a fault.

입력플라스틱 광섬유(121 내지 124)들과 출력 플라스틱 광섬유(131 내지 134)들의 이격거리는 1.8cm 내지 2.4cm로 적용되는 것이 바람직하다.The distance between the input plastic optical fibers 121 to 124 and the output plastic optical fibers 131 to 134 is preferably applied to 1.8 cm to 2.4 cm.

분산 폴리머층(140)은 광가이드 홈(112)내에 충진되어 어느 하나의 입력 플라스틱 광섬유(121 내지 124)들을 통해 출사되는 광이 분산되어 출력 플라스틱 광섬유(131 내지 134)들에 균등하게 분배시킨다. The dispersion polymer layer 140 is filled in the light guide groove 112 so that the light emitted through any one of the input plastic optical fibers 121 to 124 is dispersed and distributed evenly to the output plastic optical fibers 131 to 134.

여기서, 분산 폴리머층(140)의 굴절율은 도파되는 광이 아크릴 소재로 형성된 베이스 블록(110)과의 경계면에서 전반사될 수 있도록 아크릴 소재로 된 베이스 블록의 굴절율보다 높은 것이 적용된다. Here, the refractive index of the dispersion polymer layer 140 is higher than the refractive index of the base block made of acrylic so that the light to be guided can be totally reflected at the interface with the base block 110 formed of acrylic material.

분산 폴리머층(140)은 투명하고, 굴절율이 1.55 내지 1.57인 폴리머로 형성되는 것이 바람직하다.The dispersion polymer layer 140 is preferably formed of a polymer having a transparent refractive index of 1.55 to 1.57.

이러한 구조에서 입력플라스틱 광섬유(121 내지 124)들 중 어느 하나의 입력플라스틱 광섬유(121 내지 124)로부터 출사된 광선은 분산 폴리머층(140)을 통해 도파되고, 도파되는 과정에서 상호 다른 경로로 광선들이 확산되고, 일부 광선은 베이스 블록(110)과의 경계면에서 반사되는 과정을 거치면서 광가이드홈(112)의 횡단면 방향으로 균일하게 분산된 후 출력 플라스틱 광섬유(131 내지 134)들로 균등하게 분배되어 전송된다.In this structure, the light rays emitted from the input plastic optical fibers 121 to 124 of any one of the input plastic optical fibers 121 to 124 are guided through the dispersion polymer layer 140, and the light rays are guided through different paths in the process of being guided. Diffused, and some light rays are uniformly distributed in the cross-sectional direction of the light guide groove 112 while being reflected at the interface with the base block 110 and then evenly distributed to the output plastic optical fibers 131 to 134. Is sent.

한편, 도시된 예와 다르게 도 3에 도시된 바와 같이, 플라스틱 광섬유 커플러(200)는 4×4채널 구조에 대해 베이스 블록(210)에 형성된 광가이드홈(212)내에 입력 플라스틱 광섬유(221 내지 224)들이 수평상으로 2개 수직상으로 2개가 각각 복층으로 배열되고, 출력 플라스틱 광섬유(231 내지 234)들도 수평상으로 2개 수직상으로 2개가 각각 복층으로 어레인 된 구조로 형성할 수 있음은 물론이다. On the other hand, unlike the illustrated example, as shown in Figure 3, the plastic optical fiber coupler 200 is input plastic optical fibers (221 to 224) in the optical guide groove 212 formed in the base block 210 for the 4 × 4 channel structure ) Are horizontally arranged in two layers in two vertically, and the output plastic optical fibers (231 to 234) can also be formed in a structure in which two are arranged in two layers in two vertically horizontally. Of course.

한편, 입력채널부(120)의 채널수와 출력 채널부(130)의 채널수는 적절하게 적용하면 되고, 일 예로서, 1×2 채널구조의 경우 도 4에 도시된 바와 같이, 플라스틱 광섬유 커플러(300)는 하나의 입력 플라스틱 광섬유(321)와 두개의 출력 플라스틱 광섬유(331)(332)를 얼라인 할 수 있게 베이스 블록(310)에 형성된 광가이드 홈(312)을 통해 장착하는 형태로 형성하면된다. Meanwhile, the number of channels of the input channel unit 120 and the number of channels of the output channel unit 130 may be appropriately applied. For example, in the case of the 1 × 2 channel structure, as shown in FIG. 4, the plastic optical fiber coupler 300 is formed in the form of mounting through the optical guide groove 312 formed in the base block 310 to align one input plastic optical fiber 321 and two output plastic optical fibers 331, 332 That's it.

또한, 1×4 채널구조의 경우 도 5에 도시된 바와 같이, 플라스틱 광섬유 커플러(400)는 하나의 입력 플라스틱 광섬유(421)와 네개의 출력 플라스틱 광섬유(431 내지 434)를 얼라인 할 수 있게 베이스 블록(410)에 형성된 광가이드 홈(412)을 통해 장착하는 형태로 형성하면된다.In addition, in the case of a 1 × 4 channel structure, as shown in FIG. 5, the plastic optical fiber coupler 400 may have a base to align one input plastic optical fiber 421 and four output plastic optical fibers 431 to 434. The light guide groove 412 formed in the block 410 may be formed in the form of mounting.

한편, 1×2 채널구조 또는 1×4 채널구조도 앞서 도 3을 통해 설명된 복층 방식으로 형성할 수 있음은 물론이다.Meanwhile, the 1 × 2 channel structure or the 1 × 4 channel structure may be formed in the multilayer method described above with reference to FIG. 3.

또한, 도 3 내지 도 5를 통해 설명된 광가이드홈(212)(312)(412) 내에는 앞서 도 2를 통해 설명된 분산 폴리머층(140)이 형성된다.In addition, the dispersion polymer layer 140 described with reference to FIG. 2 is formed in the light guide grooves 212, 312 and 412 described with reference to FIGS. 3 to 5.

이하에서는 이러한 플라스틱 광섬유 커플러의 성능을 살펴본다.Hereinafter, the performance of the plastic optical fiber coupler will be described.

먼저, 광손실은 입력 플라스틱 광섬유와 출력 플라스틱 광섬유 및 분산폴리머층(140)에서의 프레즈넬 반사와, 분산 폴리머층(140)에서의 흡수, 외부 인터페이스에서의 광빔의 누설 및 표면 거칠기에 의한 산란 등에 의해 발생될 수 있다. 프레즈넬 반사는 플라스틱 광섬유의 코어 소재와 분산 폴리머층(140)의 굴절율을 매칭시키면 최소화 할 수 있다. 여기서 분산 폴리머층(140)에 의한 흡수 손실은 물질 고유의 성질에 의해 야기되는 것으로서 피할 수는 없고, 광빔의 산란을 억제하기 위해서는 광가이드홈의 표면의 거칠기를 낮출수 있도록 표면처리를 하면된다.First, the optical loss is caused by Fresnel reflection in the input plastic optical fiber and the output plastic optical fiber and the dispersion polymer layer 140, absorption in the dispersion polymer layer 140, light beam leakage at the external interface and scattering due to surface roughness. Can be generated by Fresnel reflection can be minimized by matching the refractive index of the core material of the plastic optical fiber and the dispersion polymer layer 140. The absorption loss caused by the dispersing polymer layer 140 is inevitable due to the inherent property of the material, and in order to suppress scattering of the light beam, surface treatment may be performed to lower the roughness of the surface of the optical guide groove.

한편, 분산 폴리머층(140)과 플라스틱 광섬유에서의 누설 손실은 광빔이 분산 폴리머층(140)에서 균일하게 분배되는 것으로 가정하면 쉽게 산출할 수 있고, 균일한 광빔의 분배를 가정하면, 광빔의 28%가 플라스틱 광섬유의 코어로부터 누설된다.On the other hand, the leakage loss in the dispersed polymer layer 140 and the plastic optical fiber can be easily calculated assuming that the light beam is uniformly distributed in the dispersed polymer layer 140, and assuming a uniform distribution of the light beam, 28 % Leaks from the core of the plastic optical fiber.

출력 플라스틱 광섬유의 광파워 평탄성은 플라스틱 커플러의 성능 결정에 있어서 중요한 파라미터이고 이하에서는 제조 및 실험을 통해 성능을 살펴본다.The optical power flatness of the output plastic optical fiber is an important parameter in determining the performance of the plastic coupler, and the performance is described below through manufacturing and experimentation.

< 제조예 ><Production example>

먼저, 도 1 및 도 3의 두 종류의 커플러에 대해 제작하였고, 설명의 편의를 위해 도 1의 구조에 대해서는 A커플러(100)로 도 3의 구조에 대해서는 B커플러(200)로 설명한다.First, two types of couplers of FIGS. 1 and 3 are manufactured, and for convenience of description, the structure of FIG. 1 will be described as an A coupler 100 and the structure of FIG. 3 will be described as a B coupler 200.

굴절율이 1.49인 아크릴 소재의 베이스 블록(110)(210)과, 굴절율 1.56이며 자외선에 의해 경화되는 에폭시를 분산 폴리머층(140)으로 사용하기 위해 준비하여 앞서 도 1과 도 3에 도시된 구조로 제작하였다.An acrylic base block 110 and 210 having a refractive index of 1.49 and an epoxy having a refractive index of 1.56 and being cured by ultraviolet rays are prepared for use as the dispersion polymer layer 140 and have the structure shown in FIGS. 1 and 3. Produced.

이를 보다 상세하게 설명하면, 아크릴 소재로 된 베이스블록(110)(210)에 직사각형의 광가이드홈(112)(212)을 형성하고 표면을 연마처리하였다. 여기서 A커플러(100)의 광가이드 홈(112)은 폭이 4.0mm 높이가 1.0mm로 형성하였고, B커플러(200)의 광가이드 홈(212)은 폭이 2.0mm, 높이가 2.0mm로 형성하였다.In more detail, the rectangular optical guide grooves 112 and 212 were formed in the base blocks 110 and 210 made of acrylic material, and the surfaces thereof were polished. Here, the optical guide groove 112 of the A coupler 100 has a width of 4.0 mm and a height of 1.0 mm, and the optical guide groove 212 of the B coupler 200 has a width of 2.0 mm and a height of 2.0 mm. It was.

또한, 적용된 플라스틱 광섬유의 코어와 클래드의 굴절율은 각각 1.49, 1.41이고, 코어와 클래드의 직경은 980mm, 1000mm였다. In addition, the refractive indexes of the core and the clad of the applied plastic optical fiber were 1.49 and 1.41, respectively, and the diameters of the core and the clad were 980 mm and 1000 mm.

플라스틱광섬유(121 내지 124)(211 내지 214)(131 내지 134)(231 내지 234)들의 끝단은 연마처리된 후 베이스 블록(110)(210)의 광가이드홈(112)(212)에 고정시켰다. 다음으로 폴리머를 광가이드홈(112)(212)에 충진시켜 분산 폴리머층(140)을 형성하였다. 여기서 입력채널부(120)와 출력채널부(130)의 이격거리(L)가 상호 다르게 다수의 샘플을 제작하였다.The ends of the plastic optical fibers 121 to 124 (211 to 214) (131 to 134) (231 to 234) are polished and fixed to the optical guide grooves 112 and 212 of the base blocks 110 and 210. . Next, the polymer was filled in the light guide grooves 112 and 212 to form the dispersed polymer layer 140. Here, a plurality of samples were produced in which the separation distance L between the input channel unit 120 and the output channel unit 130 is different from each other.

적용된 입력 플라스틱 광섬유(121 내지 124)(211 내지 214)와 분산 폴리머층(140)에서의 프레즈넬 반사는 0.5% 이하로 측정되었다. Fresnel reflections in the applied input plastic optical fibers 121-124 (211-214) and the dispersion polymer layer 140 were measured to be 0.5% or less.

제작된 커플러(100)(200)의 성능을 측정하기 위해 중심파장이 635nm인 발광다이오드를 광원으로 하여 분산폴리머층(140)에서의 입력채널부(120)와 출력채널부(130)사이의 이격거리(L)가 상호 다른 위치별로 횡단면에서의 광선 패턴을 산출하였고, 입력 플라스틱 광섬유의 종단에 해당하는 초기위치와, 초기위치로부터 2mm, 6mm, 18mm 만큼 떨어진 위치에서 A커플러(100)에 대해 첫번째 입력 플라스틱 광섬유(121)를 통해 광이 출사됐을 때와, 두번째 입력 플라스틱 광섬유(122)를 통해 광이 출사됐을 때에 대해 광선의 횡단면 분포를 측정한 결과가 도 6 및 도 7에 도시되어 있다. 도 6 및 도 7을 통해 알 수 있는 바와 같이 입력 플라스틱 광섬유(121)(122)의 종단으로부터 거리가 멀어질 수록 분산 폴리머층(140)에서 광선이 넓게 확산되어 분포한다. In order to measure the performance of the fabricated couplers 100 and 200, the distance between the input channel unit 120 and the output channel unit 130 in the dispersed polymer layer 140 using a light emitting diode having a center wavelength of 635 nm as a light source. The light pattern in the cross section was calculated for each position where the distance L was different from each other, and the first position of the A coupler 100 at the initial position corresponding to the end of the input plastic optical fiber and 2 mm, 6 mm, and 18 mm from the initial position. 6 and 7 show cross-sectional distributions of light beams when light is emitted through the input plastic optical fiber 121 and when light is emitted through the second input plastic optical fiber 122. 6 and 7, as the distance from the ends of the input plastic optical fibers 121 and 122 increases, the light beams are widely distributed and distributed in the dispersed polymer layer 140.

도 8은 제1입력 플라스틱 광섬유(121)를 통해 광을 출사할 때 분산 폴리머층(140)과의 이격거리에 따른 4개의 출력 플라스틱 광섬유(131 내지 134)의 결합효율을 측정한 결과를 나타낸 그래프이고, 도 9는 제2입력 플라스틱 광섬유(122)을 통해 광을 출사할 때 분산 폴리머층(140)과의 이격거리에 따른 4개의 출력 플라스틱 광섬유(131 내지 134)의 결합효율을 측정한 결과를 나타낸 그래프이다.8 is a graph showing the results of measuring the coupling efficiency of the four output plastic optical fibers (131 to 134) according to the separation distance with the dispersion polymer layer 140 when the light is emitted through the first input plastic optical fiber 121 9 shows the result of measuring the coupling efficiency of the four output plastic optical fibers 131 to 134 according to the separation distance from the dispersion polymer layer 140 when the light is emitted through the second input plastic optical fiber 122. The graph shown.

도 8 및 도 9를 통해 알 수 있는 바와 같이 분산 폴리머층(140)의 길이가 길어질 수록 4개의 출력 플라스틱 광섬유(131 내지 134) 각각에 대해 평탄한 결합효율을 제공한다. 8 and 9, the longer the length of the dispersed polymer layer 140, the flat coupling efficiency is provided for each of the four output plastic optical fibers 131 to 134.

도 10 및 도 11은 B커플러(200)에 대해 분산 폴리머층에서의 이격 거리별 빔패턴과 결합효율을 측정한 결과를 나타내 보인 그래프이다.10 and 11 are graphs showing the results of measuring the beam pattern and the coupling efficiency of the B coupler 200 according to the separation distance in the dispersed polymer layer.

도 10 및 도 11을 통해 알 수 있는 바와 같이 B커플러(200)는 A커플러(100)보다 분산 폴리머층(140)의 거리가 짧아도 광빔의 균일한 확산이 이루어짐을 알 수 있다.As can be seen from FIGS. 10 and 11, the B coupler 200 may be uniformly diffused even if the distance of the dispersed polymer layer 140 is shorter than that of the A coupler 100.

한편, 제작된 A커플러(100)의 입력채널부(120)와 출력채널부(130)의 결합비율을 측정하기 위해 중심파장이 635nm인 발광다이오드를 광원으로 하여 분산폴리머층(140)에서의 이격거리(L)가 각각 1.0, 1.4, 1.8cm인 샘플들에 대해 입력포트별로 각각 광을 입력하였을 때 4개의 출력 포트를 통해 검출된 광으로부터 결합효율을 측정한 결과가 도 12내지 도 14에 도시되어 있다.Meanwhile, in order to measure the coupling ratio of the input channel unit 120 and the output channel unit 130 of the manufactured A coupler 100, the light emitting diode having a center wavelength of 635 nm is used as a light source and separated from the dispersed polymer layer 140. 12 to 14 show the results of measuring the coupling efficiency from the light detected through the four output ports when light is input for each input port for samples having a distance L of 1.0, 1.4, and 1.8 cm, respectively. It is.

또한, 제작된 B커플러(200) 샘플에 대해서도 동일 조건 즉, 중심파장이 635nm인 발광다이오드를 광원으로 하여 분산폴리머층(140)에서의 이격거리(L)가 각각 1.0, 1.4, 1.8cm인 샘플들에 대해 입력포트별로 각각 광을 입력하였을 때 4개의 출력 포트를 통해 검출된 광으로부터 결합효율을 측정한 결과가 도 15내지 도 17에 도시되어 있다.Also, the sample B coupler 200 manufactured under the same conditions, that is, a sample having a separation distance L of 1.0, 1.4, and 1.8 cm from the dispersed polymer layer 140 using light emitting diodes having a center wavelength of 635 nm as a light source, respectively. 15 to 17 show the results of measuring the coupling efficiency from the light detected through the four output ports when light is input for each input port.

이러한 실험결과를 통해 알 수 있는 바와 같이 분산 폴리머층(140)에서의 입력채널부(120)와 출력채널부(130) 사이의 이격거리가 길어질수록 출력포트들에 대한 분산의 균일성이 증가함을 알 수 있다. 또한, 동일한 이격거리(L)에 대해 A커플러(100) 보다는 B커플러(200)의 분산 균일성이 높음을 알 수 있다. 또한, B커플러(100)는 2.5dB이내의 결합효율을 제공하고, 초과손실은 2.0 내지 2.8dB였다.As can be seen from the experimental results, the uniformity of dispersion of the output ports increases as the distance between the input channel unit 120 and the output channel unit 130 in the dispersion polymer layer 140 increases. It can be seen. In addition, it can be seen that the dispersion uniformity of the B coupler 200 is higher than that of the A coupler 100 for the same separation distance L. In addition, the B coupler 100 provided a coupling efficiency of less than 2.5 dB, and the excess loss was 2.0 to 2.8 dB.

다만 분산 폴리머층(140)의 길이가 길어질 수록 초과 손실이 증가하기 때문에 분산 폴리머층의 길이는 1.8 내지 2.2cm로 적용하는 것이 바람직하다.However, since the excess loss increases as the length of the dispersed polymer layer 140 increases, the length of the dispersed polymer layer is preferably applied to 1.8 to 2.2 cm.

110, 210, 310, 410: 베이스 블록 120: 입력채널부
130: 출력채널부 140: 분산 폴리머층
110, 210, 310, and 410: base block 120: input channel portion
130: output channel portion 140: dispersed polymer layer

Claims (5)

플라스틱 광섬유 커플러에 있어서,
투명 합성수지 소재로 형성되되 상면에 길이방향을 따라 광을 가이드 하기 위한 광가이드홈이 형성된 베이스블록과;
상기 베이스 블록의 일단에서 상기 광가이드홈 내에 적어도 하나의 입력 플라스틱 광섬유가 장착된 입력채널부와;
상기 베이스 블록의 타단에서 상기 광가이드홈 내에 상기 입력 플라스틱 광섬유와 이격되게 복수개의 출력 플라스틱 광섬유가 장착된 출력채널부와;
상기 광가이드 홈내에 충진되어 상기 입력 플라스틱 광섬유를 통해 출사되는 광이 분산되어 상기 출력 플라스틱 광섬유들에 분배되게 전송을 가이드 하는 분산 폴리머층;을 구비하는 것을 특징으로 하는 플라스틱 광섬유 커플러.
Plastic fiber coupler,
A base block formed of a transparent synthetic resin material and having an optical guide groove formed thereon for guiding light along a longitudinal direction thereof;
An input channel part in which at least one input plastic optical fiber is mounted in the optical guide groove at one end of the base block;
An output channel unit having a plurality of output plastic optical fibers mounted in the optical guide groove at the other end of the base block to be spaced apart from the input plastic optical fiber;
And a dispersion polymer layer filled in the optical guide groove and guiding transmission so that the light emitted through the input plastic optical fiber is dispersed and distributed to the output plastic optical fibers.
제1항에 있어서, 상기 베이스 블록은 투명 아크릴 소재로 형성된 것을 특징으로 하는 플라스틱 광섬유 커플러.The plastic optical coupler of claim 1, wherein the base block is formed of a transparent acrylic material. 제2항에 있어서, 상기 분산 폴리머층의 굴절율은 1.55 내지 1.57인 것을 특징으로 하는 플라스틱 광섬유 커플러.The plastic optical coupler of claim 2, wherein the dispersion polymer layer has a refractive index of 1.55 to 1.57. 제3항에 있어서, 상기 입력 플라스틱 광섬유는 상기 베이스 블록에 대해 수평방향과 수직방향을 따라 복수개가 어레이되어 있는 것을 특징으로 하는 플라스틱 광섬유 커플러.The plastic optical coupler of claim 3, wherein a plurality of the input plastic optical fibers are arranged along a horizontal direction and a vertical direction with respect to the base block. 제4항에 있어서, 상기 입력플라스틱 광섬유와 상기 출력 플라스틱 광섬유의 이격거리는 1.8cm 내지 2.4cm인 것을 특징으로 하는 플라스틱 광섬유 커플러.
The plastic optical coupler of claim 4, wherein a distance between the input plastic optical fiber and the output plastic optical fiber is 1.8 cm to 2.4 cm.
KR1020110001974A 2011-01-07 2011-01-07 plastic optical fiber coupler KR101181991B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110001974A KR101181991B1 (en) 2011-01-07 2011-01-07 plastic optical fiber coupler

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110001974A KR101181991B1 (en) 2011-01-07 2011-01-07 plastic optical fiber coupler

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20120080480A true KR20120080480A (en) 2012-07-17
KR101181991B1 KR101181991B1 (en) 2012-09-11

Family

ID=46713082

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020110001974A KR101181991B1 (en) 2011-01-07 2011-01-07 plastic optical fiber coupler

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101181991B1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101712500B1 (en) * 2015-10-16 2017-03-08 포미주식회사 Manufacturing method of unit for large distributor

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11415753B2 (en) 2020-04-30 2022-08-16 Corning Research & Development Corporation High-density FAUs and optical interconnection devices and related methods

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100243315B1 (en) 1996-11-18 2000-02-01 윤종용 Multi-mode optical coupler
KR100695769B1 (en) 2002-03-28 2007-03-15 히다치 가세고교 가부시끼가이샤 Optical multiplexer/demultiplexer

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101712500B1 (en) * 2015-10-16 2017-03-08 포미주식회사 Manufacturing method of unit for large distributor

Also Published As

Publication number Publication date
KR101181991B1 (en) 2012-09-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10094974B2 (en) Multicore optical fiber with a randomized core structure
US10197736B2 (en) Polarization maintaining optical fiber array
US4300816A (en) Wide band multicore optical fiber
WO2018213035A1 (en) Optical coupling structures
CN106461864A (en) Grating-coupler assembly with small mode-field diameter for photonic-integrated-circuit systems
WO2017217539A1 (en) Method for axial alignment of coupled multicore optical fiber
US10007073B2 (en) Optical component including a high-relative-refractive-index-index-difference optical fiber a single-mode optical fiber an optical device and a fixing member to fix a relative opsition
JP2015537257A (en) Multichannel optical connector with coupling lens
CN109154695A (en) Optical fiber and its Transmission system for both multimode and single mode of operation
US7577328B2 (en) Optical reflector, optical system and optical multiplexer/demultiplexer device
KR101181991B1 (en) plastic optical fiber coupler
Tottori et al. Integrated optical connection module for 7-core multi-core fiber and 7 single mode fibers
Wittmann et al. POF-based interconnects for intracomputer applications
CN216052278U (en) Four-core lens optical fiber for silicon optical chip and silicon optical chip packaging structure
CN116848445A (en) Compact dual polarization coupler for multicore fibers
KR100243315B1 (en) Multi-mode optical coupler
Takayama et al. Significant reduction of crossing loss using polynorbornene based GI-core optical waveguide
Wang et al. Photolithographically manufactured acrylate polymer multimode optical waveguide loss design rules
Lee et al. PLC platform for bidirectional transceiver with wide multimode output waveguide to receiver
KR100584452B1 (en) Planar lightwave circuit with optical filter
KR101481148B1 (en) Arrayed Waveguide Collimators
CN217846688U (en) Probe optical fiber, wafer and optical fiber and optical waveguide coupling structure
US20230152513A1 (en) Reduced clad dual-core optical fibers for optical fiber cables and optical fiber interconnects
HAYASHI et al. 125-µm-Cladding 8-Core Fiber for Short-Reach Optical Interconnects
Nakazaki et al. Structural design and fabrication for low loss Y-branched polymer waveguide coupler devices

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20150716

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170821

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180918

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190902

Year of fee payment: 8