KR20140034681A - 광학 분할 장치 - Google Patents

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KR20140034681A
KR20140034681A KR1020130044367A KR20130044367A KR20140034681A KR 20140034681 A KR20140034681 A KR 20140034681A KR 1020130044367 A KR1020130044367 A KR 1020130044367A KR 20130044367 A KR20130044367 A KR 20130044367A KR 20140034681 A KR20140034681 A KR 20140034681A
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light beam
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위-시엔 리아오
밍-이 후앙
테-수안 양
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델타 일렉트로닉스 인코포레이티드
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Abstract

광학 분할 장치는 본체 및 광학 집광부를 포함한다. 상기 광학 집광부는 상기 본체에 위치하며, 제1 광 입사면 및 제2 광 입사면을 포함한다. 상기 제2 광 입사면은 상기 제1 광 입사면에 불연속적으로 인접되어 있다.

Description

광학 분할 장치{Optical splitting device}
본 발명의 실시예(embodiments)는 광학 장치에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 본 발명의 실시예는 광학 분할 장치에 관한 것이다.
컴퓨터 및 네트워킹 기술의 발달과 함께, 현대 생활 속의 사람들은 인터넷을 통하여 손쉽게 정보를 얻거나 공유할 수 있게 되었으며, 이것이 종전보다 삶을 편리하게 만들었다. 이 점으로 볼 때, 인터넷은 현재에는 필수불가결한 기술이다.
데이터 전송 속도를 더욱 높일 수 있는 서비스를 제공하기 위하여, 인터넷의 넓은 대역폭(bandwidth)에 대한 수요가 지속적으로 증가하고 있다. 광섬유(optical fiber)는, 빠른 데이터 전송 기능 등의 장점 때문에, 인터넷의 대역폭을 확장하려는 통신에 폭넓게 사용되었다.
광섬유(fiber-optic) 통신에서, 광원(light source)은 광 결합 장치(optical coupling device)에 광선(light beam)을 보내기 위하여 사용되고, 광 결합 장치는 광섬유 내에서 광선을 전파하기 위하여, 반사 또는 굴절에 의해 광섬유로 광선을 보낸다.
광원의 휘도(luminance)가 환경, 예를 들어, 주변 온도에 따라 변화할 수 있으므로 광섬유가 받은 광속(light flux)은 불안정하며, 그로 인해 데이터 전송의 안정성이 저하된다.
본 명세서에 개시된 특정 실시예에 대한 요약이 아래에 제시된다. 이러한 태양(aspect)들은 단지 특정 실시예에 대한 간략한 요약을 제공하는 것일 뿐이며, 본 발명의 범위를 제한하는 것은 아니다. 실제로, 본 발명은 아래에 명시되지 않았을 수 있는 다양한 측면을 포함할 수 있다.
광원으로부터 방출되는 원래의 광선을 두 개의 분리된 광선으로 분리하기 위한 광학 분할 장치가 제공되며, 여기서 하나의 광선은 광섬유로 유도되고 다른 나머지 하나의 광선은 광 다이오드로 유도된다. 따라서, 사용자는 상기 광 다이오드가 받은 광선에 기초하여, 광원의 광속이 안정한지 여부를 관찰하기 위하여 상기 광 다이오드를 사용할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 광학 분할 장치는 본체(body) 및 광학 집광부(optical condensing member)를 포함한다. 상기 광학 집광부는 상기 본체에 위치하고 있으며, 제1 광 입사면(first light incident surface)과 제2 광 입사면(second light incident surface)을 포함한다. 상기 제2 광 입사면은 상기 제1 광 입사면에 불연속적으로 인접(discontinuously adjacent)되어 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 광학 분할 장치는 본체, 광학 집광부 및 광학 분할부(optical splitting member)를 포함한다. 상기 광학 집광부는 상기 본체의 한쪽 면에 위치하고 있으며; 상기 광학 분할부는 상기 광학 집광부의 반대쪽인 상기 본체의 다른 면에 위치하고 있다. 상기 광학 분할부는 광학 집광부에서 나오는 광선을, 제1 이차 광선(first secondary light beam) 및 제2 이차 광선(second secondary light beam)으로 분리하도록 구성되어 있다. 상기 제1 이차 광선의 강도는 상기 제2 이차 광선의 강도와 동일하지 않다. 상기 제1 이차 광선은 방향에 있어서 상기 제2 이차 광선과 다르다.
상기의 일반적인 설명과 하기의 상세한 설명은 예시일 뿐이며, 청구된 발명의 추가 설명을 제공하기 위한 것으로 이해되어야 한다.
첨부된 도면을 참조하고, 실시예에 대한 하기 상세한 설명으로부터, 본 발명이 더욱 완전히 이해될 수 있다:
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 광학 분할 장치의 단면도;
도 2는 도 1의 광학 분할 장치의 일 예에 따른 광학 경로도;
도 3은 도 1의 광학 분할 장치의 평면;
도 4는 본 발명의 일 예에 따른 광학 장치의 단면도;
도 5는 본 발명의 다른 예에 따른 광학 분할 장치의 단면도;
도 6은 본 발명의 또 다른 예에 따른 광 분할 장치(light splitting device)의 단면도;
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 광학 분할 장치의 광학 경로도; 및
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 광학 분할 장치의 광학 경로도.
이하 본 발명의 실시예가 상세히 설명되며, 이들의 예는 첨부 도면에 도시되어있다. 가능하면, 도면 및 상세한 설명에 사용된 동일한 참조 번호는 동일 또는 유사한 요소(parts)를 나타낸다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 광학 분할 장치의 단면도이다. 도면에 도시된 바와 같이, 상기 광학 분할 장치는 본체(10)와 광학 집광부(20)를 포함한다. 상기 광학 집광부(20)는 상기 본체(10)에 위치하고 있다. 상기 광학 집광부(20)는 제1 광 입사면(210)과 제2 광 입사면(220)을 포함한다. 상기 제2 광 입사면(220)은 상기 제1 광 입사면(210)에 불연속적으로 연결(discontinuously connected)되어 있다.
본 발명에서 "불연속적으로 연결되어 있다" 라고 언급한 것은, 두 인접한 요소들이 서로 다른 기울기 또는 곡률을 가지고 있으며, 변경 부분(turning part)에 의해 이어지는 것을 의미한다. 예를 들면, 광학 집광부(20)는 광 입사 변경 부분(light incident turning part, 230)을 포함할 수 있다. 상기 광 입사 변경 부분(230)은 상기 제1 광 입사면(210)과 상기 제2 광 입사면(220)을 연결한다. 상기 광 입사 변경 부분(230)은 상기 제1 광 입사면(210)과 상기 제2 광 입사면(220)의 기울기 또는 곡률 간의 차이에 의해 형성된다.
도 2는 도 1의 광학 분할 장치의 일 예에 따른 광학 경로도이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 광원(40)이 광학 집광부(20)를 향해 광선 A와 광선 B를 방출할 때, 상기 광선 A는 광섬유(60)로 제1 방향을 따라 전파되도록 상기 제1 광 입사면(210)에 의해 유도되고, 상기 광선 B는 광 다이오드(50)로 제2 방향을 따라 전파되도록 상기 제2 광 입사면(220)에 의해 유도된다.
일부 실시예에서, 상기 제1 광 입사면(210)은 상기 제2 광 입사면(220) 보다 크다. 특히, 상기 제1 광 입사면(210)의 면적은 상기 제2 광 입사면(220)의 면적보다 크다. 따라서, 상기 제1 광 입사면(210)을 통해 지나가는 광선 A의 광속은 상기 제2 광 입사면(220)을 통해 지나가는 광선 B의 광속보다 높아, 광섬유(60)가 충분한 광 에너지를 받을 수 있을 뿐만 아니라, 상기 광 다이오드(50)가 상기 광원(40)에서 나오는 광속이 안정한지 여부를 관찰(monitor)할 수 있다.
도 1을 참조하면, 상기 광학 집광부(20)가 축으로서 중심선(240)을 포함하고 있다. 일부 실시예에서, 상기 중심선(240)은 상기 제2 광 입사면(220)을 통과하지 않는다. 상기 제1 광 입사면(210)의 면적은 상기 제2 광 입사면(220)의 면적보다 커서, 상기 제1 광 입사면(210)을 통해 지나가는 광속은 상기 제2 광 입사면(220)을 통해 지나가는 광속보다 높다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 일부 실시예에서, 상기 중심선(240)에 가장 가까운 상기 광 입사 변경 부분(230)의 위치는, 상기 중심선(240)으로부터 떨어진 간격 d1을 의미한다. 간격 d1이 증가함에 따라, 상기 제1 광 입사면(210)의 면적은 증가하고, 상기 제2 광 입사면(220)의 면적은 감소한다. 따라서, 상기 제1 광 입사면(210)을 통해 지나가는 광선 A의 광속은 증가하고, 상기 제2 광 입사면(220)을 통해 지나가는 광선 B의 광속은 감소하여, 상기 광섬유(60)가 받는 에너지는 증가될 수 있다.
도 3은 도 1로 표시되는 광학 분할 장치의 상부도이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 제1 광 입사 변경 부분(230a)과 제2 광 입사 변경 부분(230b)은 상기 제1 광 입사면(210)과 상기 제2 광 입사면(220)의 사이에 형성된다. 상기 제1 광 입사 변경 부분(230a)과 상기 제2 광 입사 변경 부분(230b)은 함께 상기 광 입사 변경 부분(230)을 형성한다. 각도 θ는 상기 제1 광 입사 변경 부분(230a)과 상기 제2 광 입사 변경 부분(230b) 사이에 형성된다(included). 일부 실시예에서, 각도 θ는 약 1 내지 359도의 범위이다. 바람직하게는, 각도 θ는 약 1 내지 180도의 범위이다. 더욱 바람직하게는, 각도 θ는 약 1 내지 90도의 범위이다.
일부 실시예에서, 상기 제1 광 입사면(210)은 평면 또는 곡면이고, 제2 광 입사면(220) 역시 평면 또는 곡면이다. 다양한 형태의 제1 광 입사면(210)(예를 들어, 평면 또는 곡면)과 다양한 형태의 제2 광 입사면(220)(예를 들어, 평면 또는 곡면)의 결합에 의해, 하기 예시들에서 보는 바와 같이 다양한 광학 분할 장치가 제공될 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 예(example)에 따른 광학 장치의 단면도이다. 본 예는 도 1에 도시한 것과 유사하고, 가장 큰 차이점은, 도 1에서의 제2 광 입사면(220)이 평면인 반면, 본 실시예에서는 제2 광 입사면(221)이 곡면이라는 점이다. 상기 제2 광 입사면(221)은 광속을 더욱 정확하게 관찰할 수 있도록 광학 집광부(21) 안쪽으로 함몰되어 있다(caved inwardly).
도 5는 본 발명의 다른 예에 따른 광학 분할 장치의 단면도이다. 본 예는 도 4에 도시된 것과 유사하고, 주된 차이점은 제2 광 입사면(222)이 곡면으로서 광학 집광부(22) 바깥쪽으로 돌출되어 있다는 것이다. 상기 제1 광 입사면(210)의 곡률과 상기 제2 광 입사면(222)의 곡률은 동일하지 않다. 상기 제2 광 입사면(222)은 또한 광속의 관찰 정확도를 향상시킬 수 있다.
도 6은 본 발명의 또 다른 예에 따른 광 분할 장치의 단면도이다. 본 예는 도 1에 나타낸 것과 유사하고, 주된 차이점은 본 예의 광학 집광부(23)가 본체(10)에서 돌출되었다는 것과 상기 제1 광 입사면(213) 및 상기 제2 광 입사면(220)을 포함한다는 것이다. 상기 제1 광 입사면(213)은 평면이며, 평행 광선으로부터 받는 에너지를 최대화할 수 있다. 또한, 상기 제2 광 입사면(220)은 필요에 따라 평면, 오목한 곡면, 돌출된 곡면 등이 될 수 있다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 광학 분할 장치의 광학 경로도이다. 본 실시예와 도 2의 가장 큰 차이점은, 상기 광학 분할 장치가 추가로 광학 경로 변경기(optical path modifier, 70)를 포함하는 것이다. 상기 광학 경로 변경기(70)는 상기 광학 집광부(20)의 반대쪽 본체(11)의 측면에 위치하고 있다. 상기 광섬유(61)가 상기 광학 집광부(210)의 중심점(focal point)에 놓여있지 않을 시에는, 상기 광선 A가 광섬유(61)에 의해 지속적으로 받아질 수 있도록, 상기 광학 경로 변경기(70)가 제1 광 입사면(210)을 통해 지나가는 광선 A의 방향을 수정할 수 있다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 광학 분할 장치의 광학 경로도이다. 도 8에서 보는 바와 같이, 광학 분할 장치는 본체(12), 광학 집광부(24) 및 광학 분할부(optical splitting member, 30)를 포함한다. 상기 광학 집광부(24)는 본체(12)의 한쪽 측면에 위치하고 있다. 상기 광학 분할부(30)는 상기 광학 집광부(24)의 반대쪽 본체(12)의 다른 측면에 위치하고 있다. 상기 광학 분할부(30)는 상기 광학 집광부(24)에서 나오는 광선 C를 서로 다른 방향을 따라 전파되는 제1 이차 광선 D와 제2 이차 광선 E로 분리하는데 사용된다. 상기 제1 이차 광선 D의 광의 세기(light intensity)는 상기 제2 이차 광선 E의 광의 세기와 동일하지 않다. 상기 제1 이차 광선 D의 방향은 상기 제2 이차 광선 E의 방향과 다르다. 즉, 상기 제1 이차 광선 D와 상기 제2 이차 광선 E가 서로 다른 방향으로 유도된다.
상기 광학 분할부(30)는 제1 광학 분할면(first optical splitting surface, 310)과 제2 광학 분할면(second optical splitting surface, 320)을 포함한다. 상기 제1 광학 분할면(310)은 상기 제 1 이차 광선 D를 반사하는데 사용되고, 그에 의해 그것이 제1 방향을 따라 전파되도록 유도한다. 상기 제2 광학 분할면(320)은 상기 제1 광학 분할면(310)과 연결되어 있으며, 상기 제2 이차 광선 E를 반사하는데 사용되고, 그것에 의해 그것이 제2 방향을 따라 전파되도록 유도한다. 상기 광학 집광부(24)의 중심선(244)은 상기 제2 광학 분할면(320)을 통과하지 않는다. 일부 실시예에서, 상기 제1 이차 광선 D가 전파되는 상기 제1 방향은 광섬유(62)를 향하며(toward), 제2 이차 광선 E가 전파되는 상기 제2 방향은 광 다이오드(51)를 향한다. 상기 제1 이차 광선 D의 광의 세기(light intensity)는 제2 이차 광선 E의 광의 세기보다 크다.
상기 본체(12)는 상부면(120)을 포함한다. 상기 제1 광학 분할면(310)과 상기 제2 광학 분할면(320)은 상기 본체(12) 상부면(120)에서 안쪽으로 잘려진다(cut inwards).
본 실시예에서, 상기 제1 광학 분할면(310)에 의해 반사되는 제1 이차 광선 D의 광의 세기는 상기 제2 광학 분할면(320)에 의해 반사되는 제2 이차 광선 E의 광의 세기보다 커서, 상기 광섬유(62)가 충분한 광 에너지를 받을 수 있을 뿐만 아니라, 상기 광 다이오드(51) 또한 상기 광원(40)이 안정적으로 빛을 발현하는지 여부를 효율적으로 관찰할 수 있다. 일부 실시예에서, 광선을 분할하기 위하여 상기 제1 광학 분할면(310)은 상기 제2 광학 분할면(320)과 연속적으로 연결되어 있지 않다.
또한, 상기 광학 집광부(24)는 연속적인(continuous) 곡면일 수 있으며, 상술한 실시예에 설명된 것처럼, 다양한 형태일 수도 있다. 추가적으로, 상기 제1 광학 분할면(310)과 상기 제2 광학 분할면(320) 또한 곡선이나 다각형(polygonal)이 될 수 있다.
용어 "상부" 또는 "하부"는, 오로지 구성 요소 사이의 관계를 이해하는 것을 돕기 위하여 사용한 것이다. 예를 들어, 상기 본체(12)는 하부면(122) 및 상부면(120)을 포함하지만, 반드시 상기 하부면(122)이 상기 상부면(120) 아래에 있을 필요는 없다. 상기 본체(12)가 두 개의 반대 면(opposite surfaces)을 가지고 있는 한, 그 면들은 상기 하부면(122)과 상기 상부면(120)의 정의를 충족시킬 수 있다.
또한, 비록 상기 실시예와 예들이 광원(40)으로부터 방출된 광선이 서로 다른 방향으로 분리되도록 설명되었지만, 그럼에도 불구하고, 본 발명의 범위는 상기 실시예와 예들에 한정되는 것은 아니다. 상기 광원(40)은 또한 필요에 따라 수광(light receiving) 장치로 대체될 수 있고, 상기 수광 장치는, 상기 광섬유(60)로부터 충분한 에너지를 받을 때, 상기 광섬유(60)에서 전달되는 광 에너지가 안정한지 여부를 관찰하는데 사용될 수 있다.
비록 본 발명이, 상기 특정 실시예를 참조하여 매우 상세히 설명되었지만, 다른 실시예도 가능하다. 따라서, 첨부된 특허청구범위의 정신 및 범위는 여기에 포함된 실시예의 설명으로 한정되어서는 안 된다.
본 발명의 범위 또는 정신에서 벗어나지 않고, 본 발명의 구조에 대하여 다양한 수정 및 변형이 이루어질 수 있음은 동종 업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명할 것이다. 상기 관점에서, 하기 청구항의 범위 내에 속한다면, 본 발명은 본 발명의 수정 및 변형을 포괄하는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (10)

  1. 본체; 및
    상기 본체에 위치한 광학 집광부를 포함하며,
    상기 광학 집광부는 제1 광 입사면; 및 상기 제1 광 입사면에 불연속적으로 인접되어 있는 제2 광 입사면을 포함하는 것인 광학 분할 장치.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 제1 광 입사면의 면적은 상기 제2 광 입사면의 면적보다 큰 것인 광학 분할 장치.
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 광학 집광부의 중심선은 상기 제2 광 입사면과 교차하지(intersect) 않는 것인 광학 분할 장치.
  4. 청구항 1에 있어서, 상기 제1 광 입사면은 평면 또는 곡면인 것인 광학 분할 장치.
  5. 청구항 1에 있어서, 상기 제2 광 입사면은 평면 또는 곡면인 것인 광학 분할 장치.
  6. 청구항 1에 있어서, 상기 본체에 위치하고, 상기 광학 집광부의 반대쪽에 있으며, 상기 광학 집광부에서 나오는 광선을 2개의 이차 광선으로 분리하도록 구성되는 광학 분할부를 더욱 포함하고, 여기서, 상기 각각의 이차 광선은 서로 다른 방향으로 유도되는 것인, 광학 분할 장치.
  7. 본체;
    상기 본체의 한쪽면에 위치한 광학 집광부; 및
    상기 광학 집광부에 반대되는 상기 본체의 다른 면에 위치한 광학 분할부를 포함하며,
    여기서, 상기 광학 분할부는, 상기 광학 집광부에서 나오는 광선을 제1 이차 광선 및 제2 이차 광선으로 분리하도록 구성되고, 여기서, 상기 제1 이차 광선의 강도는 상기 제2 이차 광선의 강도와 동일하지 않으며, 여기서, 상기 제1 이차 광선의 방향과 상기 제2 이차 광선의 방향이 서로 다른 것인, 광학 분할 장치.
  8. 청구항 7에 있어서, 상기 광학 분할부는, 제1 방향을 따라 전파하도록 상기제1 이차 광선을 유도하는 제1 광학 분할면, 제2 방향을 따라 전파하도록 상기 제2 이차 광선을 유도하기 위하여 상기 제1 광학 분할면과 연결되어 있는 제2 광학 분할면을 포함하며, 여기서, 상기 광학 집광부의 중심선은 상기 제2 광학 분할면을 통과하지 않는 것인 광학 분할 장치.
  9. 청구항 8에 있어서, 상기 제1 광학 분할면은 평면 또는 곡면인 것인 광학 분할 장치.
  10. 청구항 8에 있어서, 상기 제2 광학 분할면은 평면 또는 곡면인 것인 광학 분할 장치.

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