KR20130074517A - 멀티 코어 광섬유, 멀티 코어 광섬유용 파장 분할 다중화 커플러, 및 멀티 코어 광섬유 증폭기 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 멀티 코어 광섬유, 이용한 파장 분할 다중화 커플러, 및 멀티 코어 광섬유 증폭기에 관한 것으로서, 구조가 간단하고 적은 수의 펌핑 광원을 사용하는 멀티 코어 광섬유, 파장 분할 다중화 커플러, 및 멀티 코어 광섬유 증폭기에 관한 것이다. 이와 같은 구성을 가지는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 멀티 코어 광섬유 증폭기는, 다수의 코어, 상기 다수의 코어를 감싸는 내부 클래딩, 및 상기 내부 클래딩을 감싸는 외부 클래딩을 포함하는 더블 클래드 멀티 코어 광섬유; 펌핑광을 출력하는 펌핑 광원; 상기 펌핑 광원으로부터의 펌핑광이 입력되는 광섬유; 및 상기 광섬유와 더블 클래드 멀티 코어 광섬유를 커플링시켜, 상기 펌핑 광원으로부터 광섬유로 입력된 펌핑광이 더블 클래드 멀티 코어 광섬유로 인가되도록 하는 파장 분할 다중화 커플러;를 포함한다.

Description

멀티 코어 광섬유, 멀티 코어 광섬유용 파장 분할 다중화 커플러, 및 멀티 코어 광섬유 증폭기{MULTI-CORE OPTICAL FIBER, AND WAVELENGTH DIVISION MULTIPLEXING COUPLER, AND MULTI-CORE OPTICAL FIBER AMPLIFIER}
본 발명은 멀티 코어 광섬유, 이를 이용한 파장 분할 다중화 커플러, 및 멀티 코어 광섬유 증폭기에 관한 것으로서, 구조가 간단하고 적은 수의 펌핑 광원을 사용하는 멀티 코어 광섬유, 파장 분할 다중화 커플러, 및 멀티 코어 광섬유 증폭기에 관한 것이다.
일반적인 광섬유는 도 1에 도시한 바와 같이 클래딩(Cladding, 101)과 코어(Core, 102)로 구성된다. 도 1에는 광섬유의 길이 방향에 대한 수직 단면 모습을 도시하였다. 클래딩과 코어는 기본적으로 SiO2의 글래스로 구성되며, 약간의 첨가물 (Ge, Al등)을 첨가하여 굴절율(refractive index)을 증가 또는 감소시킬 수 있다. 코어는 클래딩에 비하여 굴절률이 높도록 제작된다. 광신호의 대부분의 광 파워는 코어에 국한되어 전파되며, 광섬유의 길이 방향으로 진행하게 된다. 또한 코어의 크기, 굴절률 차이 등을 조절하여, 전파되는 광신호의 transverse mode의 수를 조절할 수 있다. 광통신용으로 사용되는 광섬유는 단일 모드 광섬유 (single mode fiber)와 다중 모드 광섬유 (multi-mode fiber)로 구분되며, 단일 모드 광섬유에는 한 개의 모드가, 다중 모드 광섬유에는 두 개 이상의 모드가 진행할 수 있다. 일반적으로 광신호를 상대적으로 장거리 전송하기 위해서 단일 모드 광섬유를 사용한다.
인터넷의 발전 등으로 데이터 트래픽이 매우 빠른 속도로 증가하고 있으며, 이에 따라 장거리 광전송에 대한 수요가 많이 증가하였다. 이로 인하여 단일 모드 광섬유를 이용하여 전송할 수 있는 전송 용량 (capacity)이 포화 상태에 이르게 되었다. 이를 해결하기 위하여, 최근 도 2와 같은 멀티 코어(multi-core) 광섬유가 개발되고 있다. 도 2에는 멀티 코어 광섬유의 길이 방향에 대한 수직 단면 모습을 도시하였으며, 도 2를 참조하면 멀티 코어 광섬유는 클래딩(Cladding, 201)과 다수의 코어(Core, 202)로 구성된다. 멀티 코어 광섬유를 사용하는 경우, 각각의 코어를 이용하여 광신호를 전송할 수 있으므로 코어의 개수만큼 전송 용량을 증가시킬 수 있다. 그러나, 멀티 코어 광섬유를 이용한 전송은 아직 연구 초기 단계이며, 향후 해결해야 할 문제점들이 많이 존재한다. 멀티 코어 광섬유 증폭기가 해결해야 할 중요한 문제 중의 하나이다.
광신호는 광섬유를 진행하면서 손실(loss)이 발생하게 되며, 손실을 보상하기 위하여 광 증폭기를 사용한다. 어븀 첨가 광섬유(Erbium-doped fiber)를 이용한 어븀 첨가 광섬유 증폭기(Erbium-doped fiber amplifier, EDFA)는 1530~1610[nm] 파장 대역에서 광 이득(Optical gain)을 얻을 수 있어 광전송 시스템에서 보편적으로 사용하고 있는 광 증폭기이다.
도 3에는 현재 수준의 기술로 제작이 가능한 멀티 코어 광섬유 증폭기의 예를 도시하였다.("Amplification and noise properties of an erbium-doped multicore fiber amplifier", Optics Express, vol.19, no.17, pp.16715 (2011)) 도 3의 어븀 첨가 광섬유(301)는 멀티 코어 방식으로 제작된 것이다. 멀티 코어 어븀 첨가 광섬유는 기본적으로 도 2와 같은 구조를 가지며, 코어에 어븀을 첨가하여 광 이득을 얻을 수 있도록 하였다. 전송로로 사용되는 광섬유(302, 317) 역시 멀티 코어 광섬유가 이용된다. 멀티 코어 광섬유 커넥터(303, 316)는 양단의 멀티 코어 광섬유를 커넥터를 이용하여 접합한다. fiber bundled coupler(304, 308, 311, 315)는 멀티 코어 광섬유의 각각의 코어를 단일 코어 광섬유와 접합 될 수 있도록 연결해 주는 소자이다. fiber bundled coupler(304, 308, 311, 315)는 각각 7개 코어를 가지는 멀티 코어 광섬유와 7개의 단일 코어 광섬유를 접합하도록 구성되었다. 도 3의 305, 307, 312, 314는 각각 단일 코어 광섬유의 접합 부분을 보인 것으로, 단일 코어 광섬유 커넥터 또는 용융 접합 스플라이싱(splicing)이 사용된다. 도 3의 309, 310은 멀티 코어 광섬유와 어븀 첨가 멀티 코어 광섬유의 접합 부분을 보인 것으로, 멀티 코어 광섬유 커넥터 또는 용융 접합 스플라이싱(splicing)으로 접합할 수 있다.
어븀 첨가 광섬유를 이용하여 광 이득을 얻기 위해서는 다른 파장의 광원을 이용하여 광 펌핑(Optical pumping)이 요구된다. 도 3의 318, 319는 각각 7개의 펌핑 광원을 표시하고 있다. 각각의 펌핑 광원의 출력은 각각 7개의 WDM coupler(306, 313)를 이용하여 각각의 코어에 펌핑 광이 인가될 수 있도록 구성된다. 도 3의 318의 펌핑 광원 방향과 같이, 광신호와 펌핑광의 진행 방향이 같은 경우는 순방향 펌핑(Forward pumping)이며, 도 3의 319의 펌핑 광원 방향과 같이, 광신호와 펌핑광의 진행 방향이 반대인 경우를 역방향 펌핑(Backward pumping)이다. 둘 중 하나의 펌핑을 사용할 수도 있다. 이상의 설명에서와 같이, 도 3의 멀티 코어 광섬유(302) 광선로를 통과한 광신호는 filter bundled coupler(304)에서 각각의 단일 코어 광섬유로 분리되고, 308의 접합 부분에서 다시 합쳐진 후에 멀티 코어 어븀 첨가 광섬유(301)를 지나게 된다.
종래의 멀티 코어 광섬유 증폭기는 위에서 설명한 바와 같이 여러 개의 fiber bundled coupler(304, 308, 311, 315)를 사용하고 여러 개의 펌핑 광원 (318, 319), WDM coupler(306, 313) 등을 사용함에 따라 매우 복잡한 구조를 가지게 된다. 이렇게 구성할 수밖에 없는 가장 큰 원인은 펌핑 광원의 출력을 신호광과 합쳐 줄 수 있는 WDM coupler(306, 313)가 단일 코어 광섬유로 구성되기 때문이다. 또한 도 2와 같은 구조의 멀티 코어 광섬유를 이용해서는 WDM coupler의 제작이 불가능하다.
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 구조가 간단하고 적은 수의 펌핑 광원을 사용하는 멀티 코어 광섬유, 파장 분할 다중화 커플러, 및 멀티 코어 광섬유 증폭기를 제공하는 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 멀티 코어 광섬유는, 다수의 코어; 상기 다수의 코어를 감싸는 내부 클래딩; 및 상기 내부 클래딩을 감싸는 외부 클래딩; 을 포함하며, 코어의 굴절률은 내부 클래딩의 굴절률보다 크고, 내부 클래딩의 굴절률은 외부 클래딩의 굴절률보다 큰 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 파장 분할 다중화 커플러는, 단일 클래드 단일 코어 광섬유에 대응되며, 코어 영역과, 상기 코어 영역을 감싸는 클래딩 영역을 포함하여 구성되는 제1 영역; 및 더블 클래드 멀티 코어 광섬유에 대응되며, 다수의 코어 영역과, 상기 다수의 코어 영역을 감사는 내부 클래딩 영역과, 상기 내부 클래딩 영역을 감싸는 외부 클래딩 영역을 포함하는 제2 영역; 을 포함하며, 상기 제1 영역의 코어 영역의 직경은 상기 제2 영역의 코어 영역의 직경보다 큰 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 멀티 코어 광섬유 증폭기는, 다수의 코어, 상기 다수의 코어를 감싸는 내부 클래딩, 및 상기 내부 클래딩을 감싸는 외부 클래딩을 포함하는 더블 클래드 멀티 코어 광섬유; 펌핑광을 출력하는 펌핑 광원; 상기 펌핑 광원으로부터의 펌핑광이 입력되는 광섬유; 및 상기 광섬유와 더블 클래드 멀티 코어 광섬유를 커플링시켜, 상기 펌핑 광원으로부터 광섬유로 입력된 펌핑광이 더블 클래드 멀티 코어 광섬유로 인가되도록 하는 파장 분할 다중화 커플러; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 구성의 본 발명에 따른 멀티 코어 광섬유 및 멀티 코어 광섬유 증폭기는 구조가 간단하고 적은 수의 펌핑 광원을 사용할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래의 일반적인 광섬유의 길이 방향에 대한 수직 단면 모습을 도시한 단면도.
도 2는 종래의 일반적인 멀티 코어 광섬유의 길이 방향에 대한 수직 단면 모습을 도시한 단면도.
도 3은 종래의 멀티 코어 광섬유 증폭기의 예를 도시한 도면.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 더블 클래드 멀티 코어 광섬유를 도시한 단면도.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 더블 클래드 멀티 코어 광섬유를 이용한 WDM 커플러의 예를 도시한 도면.
도 6 내지 도 8은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 더블 클래드 멀티 코어 광섬유 증폭기의 예를 도시한 도면.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 멀티 코어 광섬유, 파장 분할 다중화 커플러, 및 멀티 코어 광섬유 증폭기에 대하여 설명한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 멀티 코어 광섬유는, 다수의 코어; 상기 다수의 코어를 감싸는 내부 클래딩; 및 상기 내부 클래딩을 감싸는 외부 클래딩; 을 포함하며, 코어의 굴절률은 내부 클래딩의 굴절률보다 크고, 내부 클래딩의 굴절률은 외부 클래딩의 굴절률보다 크다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 파장 분할 다중화 커플러는, 단일 클래드 단일 코어 광섬유에 대응되며, 코어 영역과, 상기 코어 영역을 감싸는 클래딩 영역을 포함하여 구성되는 제1 영역; 및 더블 클래드 멀티 코어 광섬유에 대응되며, 다수의 코어 영역과, 상기 다수의 코어 영역을 감사는 내부 클래딩 영역과, 상기 내부 클래딩 영역을 감싸는 외부 클래딩 영역을 포함하는 제2 영역; 을 포함하며, 상기 제1 영역의 코어 영역의 직경은 상기 제2 영역의 코어 영역의 직경보다 크다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 멀티 코어 광섬유 증폭기는, 다수의 코어, 상기 다수의 코어를 감싸는 내부 클래딩, 및 상기 내부 클래딩을 감싸는 외부 클래딩을 포함하는 더블 클래드 멀티 코어 광섬유; 펌핑광을 출력하는 펌핑 광원; 상기 펌핑 광원으로부터의 펌핑광이 입력되는 광섬유; 및 상기 광섬유와 더블 클래드 멀티 코어 광섬유를 커플링시켜, 상기 펌핑 광원으로부터 광섬유로 입력된 펌핑광이 더블 클래드 멀티 코어 광섬유로 인가되도록 하는 파장 분할 다중화 커플러; 를 포함한다.
상기와 같은 구성을 가지는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 멀티 코어 광섬유, 파장 분할 다중화 커플러, 및 멀티 코어 광섬유 증폭기 각각에 대하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 4에는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 더블 클래드 멀티 코어 광섬유의 단면을 도시하였다. 이러한 도 4를 참조하면, 상기 더블 클래드 멀티 코어 광섬유는 외부 클래딩(Cladding, 401), 내부 클래딩(402), 코어(403)를 포함하여 구성된다.
도 4에는 7개의 코어를 가지는 더블 클래드 멀티 코어 광섬유를 도시하였으나 이는 설명의 편의를 위한 것으로서 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명에 따른 더블 클래드 멀티 코어 광섬유의 코어의 개수는 설계 및 제작 방법에 따라 충분히 변경 가능하다.
도 4에 도시한 더블 클래드 멀티 코어 광섬유의 구성 요소 중에 굴절률은 코어가 가장 크고 외부 클래딩이 가장 작으며, 내부 클래딩은 코어와 외부 클래딩의 사이이다.
도 5에는 도 4와 같은 더블 클래드 멀티 코어 광섬유를 이용한 WDM(펌핑광/신호광) 커플러를 도시하였다.
이러한 도 5에 있어서, 펌핑 광원(501)의 출력은 광섬유(502)를 통과하며, 상기 광섬유(502)는 WDM(파장 분할 다중) 커플러(504)를 통해 더블 클래드 멀티 코어 광섬유(503)와 커플링(Coupling)된다. 이때, 상기 더블 클래드 멀티 코어 광섬유(503)의 구성은 도 4에 도시한 바와 같다.
상기 광섬유(502)와 더블 클래드 멀티 코어 광섬유(503)를 커플링시키는 WDM 커플러(504)의 단면은 도 5의 506과 같으며, 이와 같은 WDM 커플러(504)는 상기 광섬유(502)와 더블 클래드 멀티 코어 광섬유(503)를 붙이기 위하여 테이퍼링(Tapering)을 이용하여 용융 접합을 하거나, 그라인딩(Griding)으로 바깥 부분을 갈아낼 수도 있다.
상기 펌핑 광원(501)의 광섬유(502)는 더블 클래드 멀티 코어 광섬유(503)에 비교하여 상대적으로 큰 크기의 코어(505)를 가져야 하는데, 이는 높은 광 파워를 쉽게 인가할 수 있도록 하기 위해서이다. 상기 광섬유(502)의 코어(505)를 지나는 펌핑광은 더블 클래드 멀티 코어 광섬유(503)의 내부 클래딩(507)으로 커플링(Coupling)되어 내부 클래딩(507)을 진행하게 된다. 이때, 코어(505)에서의 유효 귤절률(Effective index)과 내부 클래딩(507)의 유효 굴절률은 비슷하거나 동일해야 한다. 이러한 방식을 통해 펌핑광이 멀티 코어 광섬유(503)로 인가될 수 있다. 펌핑광은 더블 클래드 멀티 코어 광섬유(503)의 내부 클래딩을 진행하여 코어 부분을 펌핑할 수 있게 된다.
도 5와 같은 WDM 커플러를 이용하여 도 6과 같은 멀티 코어 광섬유 증폭기를 구성할 수 있다.
도 6에 도시된 멀티 코어 광섬유(601, 608)는 전송로로 사용되며 멀티 코어 광섬유 커넥터(602, 607)에 의해 멀티 코어 광섬유 증폭기와 연결된다.
상기 멀티 코어 광섬유 증폭기는 WDM 커플러(603, 606), 펌핑 광원(609, 610) 및 더블 클래드 멀티 코어 어븀 첨가 광섬유(611)를 포함하여 구성된다.
상기 WDM 커플러(603, 606)는 도 5에 도시한 바와 같은 구조를 가지며, 펌핑 광원(609, 610)의 광 파워를 쉽게 인가할 수 있도록 구성된다. 도 6의 604, 605는 상기 더블 클래드 멀티 코어 어븀 첨가 광섬유(611)와 멀티 코어 광섬유(601, 608)의 접합 부분으로, 멀티 코어 광섬유 커넥터 또는 용융 접합 스플라이싱(splicing) 등에 의해 접합될 수 있다. 상기 WDM 커플러(603, 606)를 통해 인가된 펌핑광은 쉽게 더블 클래드 멀티 코어 어븀 첨가 광섬유(611)로 인가되므로, 증폭기의 구성이 간단해질 수 있다.
상기 더블 클래드 멀티 코어 어븀 첨가 광섬유(611)는 기본적으로 도 4와 동일한 구조를 가질 수 있으며, 도 2와 같은 구조를 가질 수도 있다. 그리고, 각각의 코어에 어븀이 첨가된다. 본 발명을 설명함에 있어서 어븀 첨가 광섬유를 일 예로 하고 있으나, 광 증폭을 이룰 수 있다면 어븀 이외에 다른 물질이 첨가된 광섬유를 이용하는 것도 충분히 가능하다.
본 발명의 일 실시예를 도시한 도 6과 종래 기술을 도시한 도 3을 비교하면, 본 발명에 따른 멀티 코어 광섬유 증폭기는 멀티 코어 광섬유를 여러 개의 단일 코어 광섬유로 분리 또는 결합하기 위한 fiber bundled coupler(도 3의 304, 308, 311, 315)가 필요하지 않음을 알 수 있으며, 펌핑 광원의 개수가 현저히 감소하여 구조가 매우 간단해짐을 알 수 있다.
도 7에는 도 6과는 다르게 순방향 펌핑만을 이용하는 경우를 도시하였다. 도 7에 도시된 멀티 코어 광섬유(701, 705)는 전송로로 사용되며, 멀티 코어 광섬유 커넥터(702, 704)에 의해 멀티 코어 광섬유 증폭기와 연결된다. 상기 멀티 코어 광섬유 증폭기는 WDM 커플러(703), 핌핑 광원(707) 및 더블 클래드 멀티 코어 어븀 첨가 광섬유(706)을 포함하여 구성된다. 펌핑 광원(707)으로부터의 펌핑광은 WDM 커플러(603)을 통해 멀티 코어 어븀 첨가 광섬유(706)로 인가된다.
도 8에는 역방향 펌핑만을 이용하는 경우를 도시하였다. 펌핑 광원(801)으로부터의 펌핑광은 WDM 커플러(802)에 의해 멀티 코어 어븀 첨가 광섬유(803)으로 인가된다.
도 7과 도 8에 도시된 멀티 코어 괌섬유 증폭기도 도 6의 경우와 마찬가지로 종래 기술과 비교하면 멀티 코어 광섬유를 여러 개의 단일 코어 광섬유로 분리 또는 결합하기 위한 fiber bundled coupler(도 3의 304, 308, 311, 315)가 필요하지 않으며 펌핑 광원의 개수가 현저히 감소하여 구조가 매우 간단해짐을 알 수 있다.
401 : 외부 클래딩 402 : 내부 클래딩
403 : 코어 501 : 펌핑 광원
502 : 광섬유 503 : 더블 클래드 멀티 코어 광섬유
504 : WDM 커플러 505 : 코어
507 : 클래딩
601, 608, 701, 705 : 멀티 코어 광섬유
604, 606 : 접합 부분
602, 607, 702, 704, 804, 805 : 멀티 코어 광섬유 커넥터
603, 606, 703, 802 : WDM 커플러
609, 610, 707, 801 : 펌핑 광원
611, 706, 803 : 더블 클래드 멀티 코어 어븀 첨가 광섬유

Claims (10)

  1. 다수의 코어, 상기 다수의 코어를 감싸는 내부 클래딩, 및 상기 내부 클래딩을 감싸는 외부 클래딩을 포함하는 더블 클래드 멀티 코어 광섬유;
    펌핑광을 출력하는 펌핑 광원;
    상기 펌핑 광원으로부터의 펌핑광이 입력되는 광섬유; 및
    상기 광섬유와 더블 클래드 멀티 코어 광섬유를 커플링시켜, 상기 펌핑 광원으로부터 광섬유로 입력된 펌핑광이 더블 클래드 멀티 코어 광섬유로 인가되도록 하는 파장 분할 다중화 커플러;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 멀티 코어 광섬유 증폭기.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 더블 클래드 멀티 코어 광섬유는 코어에 어븀(Erbium)이 첨가된 것을 특징으로 하는 멀티 코어 광섬유 증폭기.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 광섬유의 코어의 직경은 상기 더블 클래드 멀티 코어 광섬유의 코어의 직경보다 큰 것을 특징으로 하는 멀티 코어 광섬유 증폭기.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 더블 클래드 멀티 코어 광섬유의 코어의 굴절률은 내부 클래딩의 굴절률보다 크고, 내부 클래딩의 굴절률은 외부 클래딩의 굴절률보다 큰 것을 특징으로 하는 멀티 코어 광섬유 증폭기.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 광섬유의 코어의 유효 굴절률과 상기 더블 클래드 멀티 코어 광섬유의 내부 클래딩의 유효 굴절률은 동일한 것을 특징으로 하는 멀티 코어 광섬유 증폭기.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 펌핑 광원은 제1 펌핑광을 출력하는 제1 펌핑 광원과, 제2 펌핑광을 출력하는 제2 펌핑 광원을 포함하며,
    상기 광섬유는 제1 펌핑 광원으로부터의 펌핑광이 입력되는 제1 광섬유와, 제2 펌핑 광원으로부터의 펌핑광이 입력되는 제2 광섬유를 포함하며,
    상기 파장 분할 다중화 커플러는 제1 펌핑 광원으로부터 제1 광섬유로 입력된 제1 펌핑광이 더블 클래드 멀티 코어 광섬유로 인가되도록 하는 제1 파장 분할 다중화 커플러와, 제2 펌핑 광원으로부터 제2 광섬유로 입력된 제2 펌핑광이 더블 클래드 멀티 코어 광섬유로 인가되도록 하는 제2 파장 분할 다중화 커플러를 포함하는 것을 특징으로 하는 멀티 코어 광섬유 증폭기.
  7. 다수의 코어;
    상기 다수의 코어를 감싸는 내부 클래딩; 및
    상기 내부 클래딩을 감싸는 외부 클래딩;
    을 포함하며, 코어의 굴절률은 내부 클래딩의 굴절률보다 크고, 내부 클래딩의 굴절률은 외부 클래딩의 굴절률보다 큰 것을 특징으로 하는 멀티 코어 광섬유.
  8. 단일 클래드 단일 코어 광섬유에 대응되며, 코어 영역과, 상기 코어 영역을 감싸는 클래딩 영역을 포함하여 구성되는 제1 영역; 및
    더블 클래드 멀티 코어 광섬유에 대응되며, 다수의 코어 영역과, 상기 다수의 코어 영역을 감사는 내부 클래딩 영역과, 상기 내부 클래딩 영역을 감싸는 외부 클래딩 영역을 포함하는 제2 영역;
    을 포함하며, 상기 제1 영역의 코어 영역의 직경은 상기 제2 영역의 코어 영역의 직경보다 큰 것을 특징으로 하는 멀티 코어 광섬유용 파장 분할 다중화 커플러.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 더블 클래드 멀티 코어 광섬유는 다수의 코어, 상기 다수의 코어를 감싸는 내부 클래딩, 및 상기 내부 클래딩을 감싸는 외부 클래딩을 포함하며,
    상기 더블 클래드 멀티 코어 광섬유의 코어의 굴절률은 내부 클래딩의 굴절률보다 크고, 내부 클래딩의 굴절률은 외부 클래딩의 굴절률보다 큰 것을 특징으로 하는 멀티 코어 광섬유용 파장 분할 다중화 커플러.
  10. 제 8 항에 있어서, 상기 더블 클래드 멀티 코어 광섬유는 다수의 코어, 상기 다수의 코어를 감싸는 내부 클래딩, 및 상기 내부 클래딩을 감싸는 외부 클래딩을 포함하며,
    상기 단일 코어 광섬유의 코어의 유효 굴절률과 상기 더블 클래드 멀티 코어 광섬유의 내부 클래딩의 유효 굴절률은 동일한 것을 특징으로 하는 멀티 코어 광섬유용 파장 분할 다중화 커플러.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20160021059A (ko) 2014-08-14 2016-02-24 한국과학기술원 코어 별로 비균일한 트렌치를 가지는 차단파장이 감소된 트렌치형 멀티코어 광섬유의 구조

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9263846B2 (en) * 2011-10-05 2016-02-16 University Of Central Florida Research Foundation, Inc. Systems and methods for amplifying space-multiplexed optical signals
JP5811056B2 (ja) * 2012-07-17 2015-11-11 住友電気工業株式会社 光部品、光ファイバ増幅器および光ファイバリング共振器
WO2014110037A1 (en) 2013-01-08 2014-07-17 Commscope, Inc. Of North Carolina Selective uv curing of epoxy adjacent to optical fibers by transmitting uv energy through the fiber cladding
US10151875B2 (en) 2013-01-15 2018-12-11 Magic Leap, Inc. Ultra-high resolution scanning fiber display
WO2014121034A1 (en) 2013-02-01 2014-08-07 Commscope, Inc. Of North Carolina Transitioning multi-core fiber to plural single core fibers
WO2014123873A1 (en) 2013-02-05 2014-08-14 Commscope, Inc. Of North Carolina Methods of connectorizing multi-core fiber optic cables and related apparatus
CN105283787B (zh) 2013-06-13 2018-05-25 美国北卡罗来纳康普公司 用于多芯光纤的连接器
KR102055618B1 (ko) * 2013-07-15 2019-12-13 한국전자통신연구원 다중 모드 광섬유 증폭을 위한 광 펌핑 장치
JP6734100B2 (ja) * 2016-03-31 2020-08-05 古河電気工業株式会社 光ファイバ増幅器および多段光増幅ファイバ構造
US10581216B2 (en) * 2016-05-25 2020-03-03 Nec Corporation 3D waveguide for efficient coupling of multimode pump and signals to a multicore fiber amplifier
JP2018198287A (ja) * 2017-05-24 2018-12-13 日本電信電話株式会社 増幅用ファイバ
JP7161985B2 (ja) * 2019-11-21 2022-10-27 Kddi株式会社 光カプラ及び光増幅器
JP2021163791A (ja) * 2020-03-30 2021-10-11 古河電気工業株式会社 光ファイバ増幅システムおよび光通信システム
WO2023157178A1 (ja) * 2022-02-17 2023-08-24 日本電信電話株式会社 増幅用光ファイバ、光増幅器及び光増幅器を制御する方法

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5170450A (en) * 1991-04-03 1992-12-08 The Charles Stark Draper Laboratory, Inc. Dual-core fiber launching coupler
GB2310506B (en) * 1996-02-22 2000-10-25 Hitachi Cable Rare earth element-doped multiple-core optical fiber and optical systems using them
US6078716A (en) * 1999-03-23 2000-06-20 E-Tek Dynamics, Inc. Thermally expanded multiple core fiber
FI125571B (en) * 2005-02-23 2015-11-30 Liekki Oy A bundle of optical fibers and a process for making it
US7391561B2 (en) * 2005-07-29 2008-06-24 Aculight Corporation Fiber- or rod-based optical source featuring a large-core, rare-earth-doped photonic-crystal device for generation of high-power pulsed radiation and method
US7840107B2 (en) * 2006-04-05 2010-11-23 Fujikura Ltd. Optical pumping device, optical amplifier, fiber laser, and multicore fiber for optical pumping device
WO2010119930A1 (ja) * 2009-04-16 2010-10-21 古河電気工業株式会社 マルチコア光ファイバ
JP5862131B2 (ja) * 2011-09-09 2016-02-16 富士通株式会社 光増幅装置
JP5416314B2 (ja) * 2011-10-04 2014-02-12 古河電気工業株式会社 マルチコア増幅光ファイバおよびマルチコア光ファイバ増幅器

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20160021059A (ko) 2014-08-14 2016-02-24 한국과학기술원 코어 별로 비균일한 트렌치를 가지는 차단파장이 감소된 트렌치형 멀티코어 광섬유의 구조

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