KR20160035887A - asymmetrical optical waveguide and optical coupler having the same - Google Patents

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한영근
윤민석
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한양대학교 산학협력단
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    • 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
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Abstract

According to an embodiment of the present invention, an asymmetric optical waveguide comprises: a core; and a cladding covering the core, and having an asymmetric cross section. The cladding may include a pair of grooves in a longitudinal axis direction to couple an evanescent wave to the outside by having a birefringent property. According to an embodiment of the present invention, due to the asymmetric cross sectional cladding having the pair of grooves in the longitudinal axis direction, a longitudinal axis mode of a core mode has reduced effective refractivity by coupling to external air since the evanescent wave is expanded, thereby sensitively reacting to an external environmental change by having the birefringent property.

Description

비대칭형 광도파로 및 그를 구비한 광 결합기{asymmetrical optical waveguide and optical coupler having the same}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an asymmetrical optical waveguide and an optical coupler having the asymmetrical optical waveguide and optical coupler,

비대칭형 광도파로 및 그를 구비한 광 결합기가 개시된다. 보다 상세하게는, 종축 방향으로 한 쌍의 홈을 갖는 비대칭 단면의 클래딩으로 인해 코어 모드의 종축 모드는 소산파가 확장되어 외부 공기와 결합함으로써 유효굴절률이 낮아지고 이를 통해 복굴절 특성을 구비하여 외부 환경 변화에 민감하게 반응할 수 있는 비대칭형 광도파로 및 그를 구비한 광 결합기가 개시된다.
An asymmetrical optical waveguide and an optical coupler having the same are disclosed. More specifically, due to the asymmetric cross-section cladding having a pair of grooves in the longitudinal direction, the longitudinal mode of the core mode expands the dissipated wave to combine with external air, thereby decreasing the effective refractive index, An asymmetrical optical waveguide capable of responding sensitively to a change and an optical coupler having the same are disclosed.

광섬유를 이용하여 제작하는 광소자는 광섬유의 특성인 외부 전자기적 영향을 받지 않는 특성 및 극저온 환경에서 손상되지 않는 특성을 갖기 때문에 극지, 우주환경, 원자력 발전소와 같은 극한 환경에서 효율적인 동작이 가능하다. 이러한 광섬유는 대칭형으로 식각하여 사용되곤 한다. Optical devices fabricated using optical fibers are capable of operating efficiently in extreme environments such as polar, space, and nuclear power plants because they are not affected by external electromagnetic effects, which are characteristic of optical fibers, and are not damaged in cryogenic environments. Such an optical fiber is often used by being etched symmetrically.

예를 들면 D형 또는 대칭형으로 식각된 광섬유는 큰 소산파 특성으로 인해 외부와 상호 작용이 가능하다. 따라서 광섬유의 식각된 부분에 특정 조건에서 반응하는 오버레이를 설치할 경우 가변 필터, 편광자와 같은 광소자로 사용할 수 있다. 특히 D형 광섬유는 복굴절 특성이 존재해 외부 굴절률 변화에 민감하여 바이오, 가스 센서로 이용 가능하다.For example, a D-shaped or symmetrically etched optical fiber can interact with the outside due to its large dissipative wave characteristics. Therefore, when an overlay that reacts to an etched portion of the optical fiber under a specific condition is installed, it can be used as an optical element such as a variable filter or a polarizer. In particular, the D-type optical fiber has birefringence characteristics and is sensitive to changes in external refractive index, so that it can be used as a bio-gas sensor.

그런데, 전술한 대칭형 광섬유에 있어서는, 복굴절 특성이 없어 센서로 적용할 수 없을뿐더러 광소자 제작을 위해 식각된 주변 부분을 오버레이로 설치하는 경우 오버레이의 설치 두께를 조절하기 쉽지 않은 한계가 있다.However, since the symmetrical optical fiber has no birefringence characteristics, it can not be applied to a sensor. In addition, when the etched peripheral portion is provided as an overlay for fabricating an optical element, there is a limit in easily adjusting the thickness of the overlay.

한편, D형 광섬유에 있어서는, 광섬유의 일측면만 식각이 이루어지므로 코어 모드가 비대칭성을 갖고 있어 분석이 어렵고 소산파의 확장에 한계가 있으며 또한 쿼츠 블록 등과 같은 지지대에 고정된 형태로만 제작이 가능해 장력, 구부림 센서에 적용이 어렵다는 한계가 있다.
On the other hand, in the D-type optical fiber, since only one side of the optical fiber is etched, the core mode is asymmetric, which makes it difficult to analyze and limit the spread of the dissipated wave, and it can be manufactured only in a form fixed to a support such as a quartz block. Tension, and bending sensors.

본 발명의 실시예에 따른 목적은, 종축 방향으로 한 쌍의 홈을 갖는 비대칭 단면의 클래딩으로 인해 코어 모드의 종축 모드는 소산파가 확장되어 외부 공기와 결합함으로써 유효굴절률이 낮아지고 이를 통해 복굴절 특성을 구비하여 외부 환경 변화에 민감하게 반응할 수 있는 비대칭형 광도파로 및 그를 구비한 광 결합기를 제공하는 것이다.In accordance with an embodiment of the present invention, the cladding of an asymmetric cross section having a pair of grooves in the longitudinal direction causes a longitudinal mode of the core mode to expand the dissipated wave and to combine with external air, thereby lowering the effective refractive index, And an optical coupler having the asymmetric optical waveguide.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 다른 목적은, 한 쌍의 홈에 충진되는 물질에 따라 광 센서, 가변 필터, 편광자, 포화흡수체 등의 다양한 광소자로 구현될 수 있는 비대칭형 광도파로 및 그를 구비한 광 결합기를 제공하는 것이다.
It is another object of the present invention to provide an asymmetrical optical waveguide which can be realized by various optical elements such as an optical sensor, a variable filter, a polarizer and a saturated absorber according to a material to be filled in a pair of grooves, And to provide an optical coupler.

본 발명의 실시예에 따른 비대칭형 광도파로는, 코어; 및 상기 코어를 감싸며, 비대칭형 단면을 갖는 클래딩;을 포함하며, 상기 클래딩이 복굴절 특성을 구비하여 외부와 소산파 결합이 가능하도록, 상기 클래딩은 종축 방향으로 한 쌍의 홈을 구비할 수 있으며, 이를 통해 종축 방향으로 한 쌍의 홈을 갖는 비대칭 단면의 클래딩으로 인해 코어 모드의 종축 모드는 소산파가 확장되어 외부 공기와 결합함으로써 유효굴절률이 낮아지고 이를 통해 복굴절 특성을 구비하여 외부 환경 변화에 민감하게 반응할 수 있다.An asymmetric optical waveguide according to an embodiment of the present invention includes: a core; And a cladding surrounding the core, the cladding having an asymmetric cross-section, wherein the cladding has a birefringence characteristic, so that the cladding can have a pair of grooves in the longitudinal direction so as to allow external and dissipative wave coupling, As a result of the cladding of the asymmetric cross section having a pair of grooves in the longitudinal axis direction, the long axis mode of the core mode expands the dissipated wave to combine with the external air, thereby reducing the effective refractive index, You can react.

일측에 따르면, 상기 한 쌍의 홈은 상기 클래딩의 일측 및 상기 일측과 대향되는 타측으로부터 상기 코어 방향으로 함몰 형성될 수 있다.According to one aspect, the pair of grooves may be recessed from one side of the cladding and the other side opposite to the one side in the direction of the core.

일측에 따르면, 상기 한 쌍의 홈에는 DNA-CTMA, 탄소나노튜브, 그래핀, 액정, 로듐 복합체, 팔라듐 복합체 중 적어도 어느 하나로 형성되는 오버레이가 충진될 수 있다.According to one aspect, the pair of grooves may be filled with an overlay formed of at least one of DNA-CTMA, carbon nanotubes, graphene, liquid crystal, rhodium complex, and palladium complex.

일측에 따르면, 상기 클래딩의 비대칭 형상으로 인해 발생되는 코어 모드 간의 간섭을 이용하여, 상기 코어 및 상기 클래딩의 양단에 굴절률, 온도, 장력 또는 구부림을 인가하여 간섭으로 인한 공진파장의 이동을 관찰할 수 있다.According to one aspect, refractive index, temperature, tension or bending is applied to both ends of the core and the cladding using the interference between the core modes generated due to the asymmetric shape of the cladding to observe the movement of the resonant wavelength due to interference have.

일측에 따르면, 상기 비대칭형 광도파로는 마하젠더 간섭계, Sagnac 간섭계를 포함하는 광 센서, 가변 필터, 편광자 또는 포화흡수체에 구비 가능하다.According to one aspect, the asymmetric optical waveguide may be provided in a Mach-Zehnder interferometer, an optical sensor including a Sagnac interferometer, a tunable filter, a polarizer, or a saturated absorber.

일측에 따르면, 상기 비대칭형 광도파로는, 실리카, 아크릴, PMMA, 폴리프로필렌, PET, DNA-CTMA 중 적어도 어느 하나를 포함하는 폴리머 광도파로이거나, 분산보상 광섬유, 편광유지 광섬유, 광자결정 광섬유, DNA-CTMA 광섬유 중 어느 하나의 광섬유로 마련될 수 있다.According to one aspect of the present invention, the asymmetric optical waveguide is a polymer optical waveguide including at least one of silica, acrylic, PMMA, polypropylene, PET, and DNA-CTMA, a dispersion compensating optical fiber, a polarization maintaining optical fiber, - CTMA optical fiber.

한편, 본 발명의 실시예에 따른 비대칭형 실리카 로드는, 종축 방향으로 한 쌍의 홈을 구비하며 비대칭형 단면을 갖는 클래딩을 포함하는 비대칭형 광도파로로부터 상기 클래딩의 내측에 있는 코어를 제거함으로써 코어 모드를 클래딩 모드로 여기시키고, 이를 통해 상기 클래딩이 복굴절 특성을 구비하여 외부와 소산파 결합이 가능하도록 할 수 있다.Meanwhile, the asymmetric silica rod according to the embodiment of the present invention includes a pair of grooves in the longitudinal direction, and the core inside the cladding is removed from the asymmetric optical waveguide including the cladding having the asymmetric cross- Mode is excited into the cladding mode, whereby the cladding is provided with the birefringence characteristic so that external and dissipated wave coupling can be performed.

일측에 따르면, 상기 한 쌍의 홈은 상기 클래딩의 일측 및 상기 일측과 대향되는 타측으로부터 중심 방향으로 함몰 형성되며, 상기 한 쌍의 홈에는 DNA-CTMA, 탄소나노튜브, 그래핀, 액정, 로듐 복합체, 팔라듐 복합체 중 적어도 어느 하나로 형성되는 오버레이가 충진될 수 있다.According to one aspect of the present invention, the pair of grooves are recessed from one side of the cladding and the other side opposite to the one side in the center direction, and the pair of grooves are provided with DNA-CTMA, carbon nanotubes, graphene, , And a palladium complex may be filled in the overlay.

한편, 본 발명의 실시예에 따른 광 결합기는, 종축 방향으로 한 쌍의 홈을 구비하며 상기 한 쌍의 홈에 오버레이가 충진되는 클래딩으로 마련되는 비대칭형 실리카 로드; 상기 오버레이에 비해 상대적으로 낮은 굴절률를 가지며 상기 비대칭 실리카 로드를 감싸는 폴리머; 및 상기 폴리머를 지지하는 지지부;를 포함할 수 있다.Meanwhile, an optical coupler according to an embodiment of the present invention includes: an asymmetric silica rod having a pair of grooves in the longitudinal direction, the cladding being filled with an overlay in the pair of grooves; A polymer having a relatively low refractive index relative to the overlay and surrounding the asymmetric silica rod; And a support for supporting the polymer.

일측에 따르면, 상기 폴리머의 일측에는 DNA-CTMA, 탄소나노튜브, 그래핀, 액정, 로듐 복합체, 팔라듐 복합체 중 적어도 어느 하나로 형성되는 오버레이가 도포될 수 있다.
According to one aspect, an overlay formed of at least one of DNA-CTMA, carbon nanotubes, graphene, liquid crystal, rhodium complex, and palladium complex may be applied to one side of the polymer.

본 발명의 실시예에 따르면, 종축 방향으로 한 쌍의 홈을 갖는 비대칭 단면의 클래딩으로 인해 코어 모드의 종축 모드는 소산파가 확장되어 외부 공기와 결합함으로써 유효굴절률이 낮아지고 이를 통해 복굴절 특성을 구비하여 외부 환경 변화에 민감하게 반응할 수 있다.According to the embodiment of the present invention, in the longitudinal mode of the core mode due to the cladding of the asymmetric cross section having the pair of grooves in the longitudinal axis direction, the diffraction wave is expanded to combine with the outside air to lower the effective refractive index, And can respond sensitively to changes in the external environment.

또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 한 쌍의 홈에 충진되는 물질에 따라 광 센서, 가변 필터, 편광자, 포화흡수체 등의 다양한 광소자로 구현될 수 있다.
In addition, according to the embodiment of the present invention, various optical elements such as an optical sensor, a variable filter, a polarizer, and a saturable absorber can be realized according to a substance filled in a pair of grooves.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 비대칭형 광도파로의 단면도를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 비대칭형 실리카 로드의 단면도를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3은 도 2에 도시된 비대칭형 실리카 로드를 구비하는 광 결합기의 개략적인 구성을 도시한 도면이다.1 is a cross-sectional view of an asymmetric optical waveguide according to an embodiment of the present invention.
2 is a schematic view illustrating a cross-sectional view of an asymmetric silica rod according to another embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a view showing a schematic configuration of an optical coupler having an asymmetric silica rod shown in FIG. 2. FIG.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 구성 및 적용에 관하여 상세히 설명한다. 이하의 설명은 특허 청구 가능한 본 발명의 여러 태양(aspects) 중 하나이며, 하기의 기술(description)은 본 발명에 대한 상세한 기술(detailed description)의 일부를 이룬다. Hereinafter, configurations and applications according to embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The following description is one of many aspects of the claimed invention and the following description forms part of a detailed description of the present invention.

다만, 본 발명을 설명함에 있어서, 공지된 기능 혹은 구성에 관한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략하기로 한다.In the following description, well-known functions or constructions are not described in detail for the sake of clarity and conciseness.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 비대칭형 광도파로의 단면도를 개략적으로 도시한 도면이다.1 is a cross-sectional view of an asymmetric optical waveguide according to an embodiment of the present invention.

이에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 비대칭형 광도파로(110)는, 코어(111)와, 그를 감싸며 비대칭형 단면을 갖는 클래딩(115)을 포함할 수 있다.As shown in the figure, the asymmetric optical waveguide 110 according to an embodiment of the present invention may include a core 111 and a cladding 115 surrounding the core 111 and having an asymmetric cross-section.

여기서, 클래딩(115)이 비대칭형 단면을 가짐으로써 복굴절 특성을 구비하며 이로 인해 외부와 소산파 결합이 가능하여 외부 환경 변화에 민감하게 반응할 수 있다.Here, since the cladding 115 has an asymmetric cross section, it has a birefringence characteristic, which enables external and dissipative wave coupling to be sensitive to changes in the external environment.

부연하면, 클래딩(115)에는 종축 방향으로 한 쌍의 홈(116)이 구비됨으로써 개략적으로 H 형상을 가질 수 있다. 한 쌍의 홈(116)은 클래딩(115)의 상단 및 하단으로부터 코어(111) 방향으로 함몰 형성됨으로써 클래딩(115)은 전체적인 비대칭 형상을 가질 수 있다. In addition, the cladding 115 may have a roughly H-shape by providing a pair of grooves 116 in the longitudinal direction. The pair of grooves 116 are recessed in the direction of the core 111 from the upper and lower ends of the cladding 115 so that the cladding 115 can have an overall asymmetric shape.

이러한 구성에 의해서, 코어 모드의 종축 모드는 홈(116)에 의해 소산파가 외부와 결합 가능하다. 코어 모드의 종축 모드는 외부 공기층으로 인해 유효굴절률이 횡축 모드에 비해 낮기 때문에 복굴절 특성을 가지며, 가령 외부 환경이 변화할 경우 유효굴절률 역시 변화하여 결과적으로 복굴절 특성이 변화될 수 있다.With this configuration, in the longitudinal axis mode of the core mode, the dissipated wave can be coupled to the outside by the groove 116. The longitudinal mode of the core mode has a birefringence characteristic because the effective refractive index is lower than that of the transverse mode due to the external air layer. For example, when the external environment changes, the effective refractive index also changes and the birefringence characteristic may be changed.

본 실시예의 비대칭형 광도파로(110)는 실리카, 아크릴, PMMA, 폴리프로필렌, PET, DNA-CTMA 중 적어도 어느 하나를 포함하는 폴리머 광도파로이거나, 분산보상 광섬유, 편광유지 광섬유, 광자결정 광섬유, DNA-CTMA 광섬유 중 어느 하나의 광섬유로 마련될 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니다.The asymmetric optical waveguide 110 of the present embodiment may be a polymer optical waveguide including at least one of silica, acrylic, PMMA, polypropylene, PET, and DNA-CTMA or may be a dispersion compensating optical fiber, a polarization maintaining optical fiber, - CTMA optical fiber. However, the present invention is not limited thereto.

한편, 한 쌍의 홈(116)에는 오버레이(118)가 충진된다. 오버레이(118)로는 DNA-CTMA, 탄소나노튜브, 그래핀, 액정, 로듐 복합체, 팔라듐 복합체가 적용될 수 있다. 다만 이에 한정되는 것은 아니다.On the other hand, the pair of grooves 116 is filled with the overlay 118. As the overlay 118, DNA-CTMA, carbon nanotubes, graphene, liquid crystals, rhodium complexes, and palladium complexes may be applied. However, the present invention is not limited thereto.

이러한 구성의 비대칭형 광도파로(110)는 다양한 분야에 적용이 가능하다. 예를 들면, 비대칭형 광도파로(110)는 마하젠더 간섭계 또는 Sagnac간섭계와 같은 간섭계에 적용할 수 있으며 이를 통해 광 센서의 제작이 가능하다.The asymmetric optical waveguide 110 having such a configuration can be applied to various fields. For example, the asymmetric optical waveguide 110 can be applied to an interferometer such as a Mach-Zehnder interferometer or a Sagnac interferometer, thereby making it possible to manufacture an optical sensor.

또한, 클래딩(115)에 형성된 한 쌍의 홈(116)에 센서용 수용체 또는 가변 가능한 기능성 물질을 수용시키는 경우 종축 모드의 굴절률 변화를 이용하여, 센서, 가변 필터, 편광자 또는 포화흡수체 등의 광소자 제작이 가능하다.When a receptor for a sensor or a variable functional material is accommodated in a pair of grooves 116 formed in the cladding 115, a change in the index of refraction of the vertical axis mode is used to detect an optical element such as a sensor, a variable filter, Production is possible.

부연하면, 본 실시예의 비대칭형 광도파로(110)는 한 쌍의 홈(116)에 오버레이(118)가 충진됨으로써 연속파를 펄스파로 변환하는 포화흡수체에 구비될 수 있다.In addition, the asymmetrical optical waveguide 110 of the present embodiment can be provided in a saturated absorber for converting a continuous wave into a pulse wave by filling the overlay 118 in the pair of grooves 116.

또한, 비대칭형 광도파로(110)의 양단에서 편광된 코어 모드간의 간섭으로 인해, 외부에서 인가된 굴절률, 온도, 장력, 구부림에 따라 공진파장의 이동을 관찰하는 광 센서에 구비될 수 있다.In addition, due to the interference between polarized core modes at both ends of the asymmetric optical waveguide 110, it can be provided in an optical sensor that observes the movement of the resonance wavelength according to externally applied refractive index, temperature, tensile force, and bending.

아울러, 비대칭형 광도파로(110)를 Sagnac 루프에 구비시킴으로써 외부에서 인가된 굴절률, 온도, 장력, 구부림에 따라 공진파장의 이동을 관찰하는 광 센서에 구비될 수 있다.In addition, the asymmetric optical waveguide 110 may be provided in the Sagnac loop to detect the movement of the resonant wavelength according to the externally applied refractive index, temperature, tension, and bending.

또한, 한 쌍의 홈(116)에 충진되는 오버레이(118)를 통해 외부 자극으로 인한 코어 모드의 유효굴절률과 정합을 수행하게 함으로써, 가변 광 결합기 기반 광 변조기, 가변 편광자 또는 가변 광 지연선 등으로 적용할 수 있다.Further, by performing the matching with the effective refractive index of the core mode due to the external stimulus through the overlay 118 filled in the pair of grooves 116, a variable optical coupler-based optical modulator, a variable polarizer or a variable optical delay line or the like Can be applied.

비대칭형 광도파로(110)를 구비한 광 센서는 암모니아, 일산화탄소, 이산화탄소, 산소, 메탄, 포름알데히드, 벤젠, 염소를 포함하는 외부 가스 농도의 변화 및 PH 등을 감지할 수 있다.The optical sensor having the asymmetric optical waveguide 110 can detect changes in the concentration of external gas including ammonia, carbon monoxide, carbon dioxide, oxygen, methane, formaldehyde, benzene and chlorine, and PH.

이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 종축 방향으로 한 쌍의 홈(116)을 갖는 비대칭 단면의 클래딩(115)으로 인해 코어 모드의 종축 모드는 소산파가 확장되어 외부 공기와 결합함으로써 유효굴절률이 낮아지고 이를 통해 복굴절 특성을 구비하여 외부 환경 변화에 민감하게 반응할 수 있는 장점이 있다.As described above, according to the embodiment of the present invention, due to the cladding 115 having an asymmetrical cross section having a pair of grooves 116 in the longitudinal direction, the longitudinal mode of the core mode is effective The refractive index is lowered and birefringence characteristics are provided through it, which is advantageous in that it can be sensitive to changes in the external environment.

이를 통해, 한 쌍의 홈(116)에 충진되는 물질에 따라 광 센서, 가변 필터, 편광자, 포화흡수체 등의 다양한 광소자로 구현될 수 있는 장점이 있다.Accordingly, various optical elements such as a photosensor, a tunable filter, a polarizer, and a saturable absorber can be realized according to the material filled in the pair of grooves 116.

한편, 이하에서는 본 발명의 다른 실시예에 따른 비대칭형 실리카 로드에 대해서 설명하되 전술한 일 실시예의 비대칭형 광도파로의 구성에 실질적으로 동일한 부분에 대해서는 그 설명을 생략하기로 한다.Hereinafter, an asymmetric silica rod according to another embodiment of the present invention will be described, but the description of portions substantially the same as those of the asymmetrical optical waveguide of the above-described embodiment will be omitted.

도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 비대칭형 실리카 로드의 단면도를 개략적으로 도시한 도면이다.2 is a schematic view illustrating a cross-sectional view of an asymmetric silica rod according to another embodiment of the present invention.

이에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 비대칭형 실리카 로드(210)는, 종축 방향으로 한 쌍의 홈(216)을 구비하며 비대칭형 단면을 갖는 클래딩(215)을 포함하는 비대칭형 광도파로로부터 클래딩(215)의 내측에 있는 코어를 제거함으로써 마련될 수 있다. As shown therein, the asymmetric silica rod 210 according to another embodiment of the present invention includes an asymmetric type silica rod 210 having a pair of grooves 216 in the longitudinal direction and including a cladding 215 having an asymmetric cross- And removing the core inside the cladding 215 from the optical waveguide.

이를 통해 코어 모드를 클래딩 모드로 여기시킴으로써 클래딩(215)이 복굴절 특성을 구비하여 외부와 소산파 결합이 가능해진다. By exciting the core mode to the cladding mode through this, the cladding 215 has the birefringence characteristic, so that it is possible to combine the external and diffused waves.

이러한 구성을 갖는 비대칭형 실리카 로드(210)는 비대칭형 단면을 갖는 광도파로의 소산파를 극대화시킬 수 있으며, 따라서 외부 변화에 매우 민감한 특성을 구비할 수 있다.The asymmetric silica rod 210 having such a configuration can maximize the dissipated wave of the optical waveguide having the asymmetric cross-section, and thus can have the characteristics highly sensitive to the external change.

이러한 비대칭형 실리카 로드(210)에는 비대칭형 실리카 로드(210)보다 낮은 굴절률을 갖는 수용체, 가변 가능한 기능성 물질의 적용이 가능하다. 다만, 비대칭형 실리카 로드(210)보다 높은 굴절률을 갖는 물질은 도파되는 클래딩 모드가 수용체 또는 가변 가능한 기능성 물질에 모두 결합되어 제거되므로 적용이 불가능하다.In this asymmetric silica rod 210, a receptor having a refractive index lower than that of the asymmetric silica rod 210, a variable functional material can be applied. However, a material having a refractive index higher than that of the asymmetric silica rod 210 can not be applied because the guided cladding mode is combined with the receptor or the variable functional material to be removed.

한편, 본 실시예의 비대칭형 실리카 로드는 광 결합기에 구비될 수 있다.On the other hand, the asymmetric silica rod of this embodiment can be provided in the optical coupler.

도 3은 도 2에 도시된 비대칭형 실리카 로드를 구비하는 광 결합기의 개략적인 구성을 도시한 도면이다.FIG. 3 is a view showing a schematic configuration of an optical coupler having an asymmetric silica rod shown in FIG. 2. FIG.

이에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 광 결합기(200)는, 전술한 구성의 비대칭형 실리카 로드(210)와, 비대칭형 실리카 로드(210)의 오버레이(218)에 비해 상대적으로 낮은 굴절률을 가지며 비대칭형 실리카 로드(210)를 감싸는 폴리머(220)와, 폴리머(220)를 지지하는 지지부(230) 그리고 폴리머(220)의 일면에 도포되는 오버레이(240)를 포함할 수 있다. As shown in the figure, the optical coupler 200 of the present embodiment has an asymmetric silica rod 210 of the above-described configuration, an asymmetric silica rod 210 having a relatively low refractive index as compared with the overlay 218 of the asymmetric silica rod 210, A support 220 that supports the polymer 220 and an overlay 240 that is applied to one side of the polymer 220. The polymer 220 may include a polymeric material,

여기서 폴리머(220)가 비대칭형 실리카 로드(210)에 비해 상대적으로 낮은 굴절률을 가짐으로써 비대칭형 실리카 로드(210)보다 상대적으로 높은 굴절률을 갖는 수용체 또는 가변 가능한 기능성 물질의 적용이 가능해진다.Here, the polymer 220 has a relatively low refractive index as compared with the asymmetric silica rod 210, so that it is possible to apply a receptor having a relatively higher refractive index or a variable functional material than the asymmetric silica rod 210.

부연하면, 비대칭형 실리카 로드(210)가 높은 굴절률을 갖는 수용체 또는 가변 가능한 기능성 물질과 접촉하여 코어 모드가 제거되는 것을 방지하기 위해 비대칭형 실리카 로드(210)를 낮은 복굴절을 갖는 폴리머로 스핀 코팅할 수도 있다.In addition, the asymmetric silica rod 210 is spin-coated with a polymer having low birefringence to prevent the asymmetric silica rod 210 from contacting the receptor having a high index of refraction or the variable functional material to remove the core mode It is possible.

이와 같이, 본 실시예에 따르면, 비대칭형 실리카 로드(210)를 광 결합기(220)와 같은 광소자에 적용할 수 있다.As described above, according to the present embodiment, the asymmetric silica rod 210 can be applied to an optical element such as the optical coupler 220.

한편, 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 수정예 또는 변형예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.
It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit and scope of the invention. Accordingly, such modifications or variations are intended to fall within the scope of the appended claims.

110 : 비대칭형 광도파로
111 : 코어
115 : 클래딩
116 : 홈
118 : 오버레이
200 : 광 결합기
210 : 비대칭형 실리카 로드
220 : 폴리머
230 : 지지부110: Asymmetric optical waveguide
111: Core
115: Cladding
116: Home
118: Overlay
200: optical coupler
210: asymmetric silica rod
220: polymer
230: Support

Claims (10)

코어; 및
상기 코어를 감싸며, 비대칭형 단면을 갖는 클래딩;
을 포함하며,
상기 클래딩이 복굴절 특성을 구비하여 외부와 소산파 결합이 가능하도록, 상기 클래딩은 종축 방향으로 한 쌍의 홈을 구비하는 비대칭형 광도파로.
core; And
A cladding surrounding the core, the cladding having an asymmetric cross-section;
/ RTI >
Wherein the cladding has a pair of grooves in the longitudinal direction so that the cladding has a birefringence characteristic so that external and dissipative wave coupling can be achieved.
제1항에 있어서,
상기 한 쌍의 홈은 상기 클래딩의 일측 및 상기 일측과 대향되는 타측으로부터 상기 코어 방향으로 함몰 형성되는 비대칭형 광도파로.
The method according to claim 1,
Wherein the pair of grooves are recessed from one side of the cladding and the other side opposite to the one side in the direction of the core.
제2항에 있어서,
상기 한 쌍의 홈에는 DNA-CTMA, 탄소나노튜브, 그래핀, 액정, 로듐 복합체, 팔라듐 복합체 중 적어도 어느 하나로 형성되는 오버레이가 충진되는 비대칭형 광도파로.
3. The method of claim 2,
Wherein the pair of grooves are filled with an overlay formed of at least one of DNA-CTMA, carbon nanotube, graphene, liquid crystal, rhodium complex, and palladium complex.
제1항에 있어서,
상기 클래딩의 비대칭 형상으로 인해 발생되는 코어 모드 간의 간섭을 이용하여, 상기 코어 및 상기 클래딩의 양단에 굴절률, 온도, 장력 또는 구부림을 인가하여 간섭으로 인한 공진파장의 이동을 관찰하는 비대칭형 광도파로.
The method according to claim 1,
Wherein asymmetrical shape of the cladding is used to observe the movement of the resonant wavelength due to interference by applying refractive index, temperature, tension or bending to both ends of the core and the cladding using interference between the core modes.
제1항에 있어서,
상기 비대칭형 광도파로는 마하젠더 간섭계, Sagnac 간섭계를 포함하는 광 센서, 가변 필터, 편광자 또는 포화흡수체에 구비 가능한 비대칭형 광도파로.
The method according to claim 1,
The asymmetric optical waveguide may be provided in a Mach-Zehnder interferometer, an optical sensor including a Sagnac interferometer, a variable filter, a polarizer, or an asymmetric optical waveguide.
제1항에 있어서,
상기 비대칭형 광도파로는, 실리카, 아크릴, PMMA, 폴리프로필렌, PET, DNA-CTMA 중 적어도 어느 하나를 포함하는 폴리머 광도파로이거나, 분산보상 광섬유, 편광유지 광섬유, 광자결정 광섬유, DNA-CTMA 광섬유 중 어느 하나의 광섬유로 마련되는 비대칭형 광도파로.
The method according to claim 1,
The asymmetric optical waveguide may be a polymer optical waveguide including at least one of silica, acrylic, PMMA, polypropylene, PET, and DNA-CTMA, or may be a dispersion compensating optical fiber, a polarization maintaining optical fiber, a photonic crystal optical fiber, An asymmetrical optical waveguide provided by any one of the optical fibers.
종축 방향으로 한 쌍의 홈을 구비하며 비대칭형 단면을 갖는 클래딩을 포함하는 비대칭형 광도파로로부터 상기 클래딩의 내측에 있는 코어를 제거함으로써 코어 모드를 클래딩 모드로 여기시키고, 이를 통해 상기 클래딩이 복굴절 특성을 구비하여 외부와 소산파 결합이 가능하도록 하는, 비대칭형 실리카 로드.
Exciting a core mode inside the cladding from an asymmetric optical waveguide having a pair of grooves in the longitudinal direction and including a cladding having an asymmetric cross section, thereby exciting the core mode into a cladding mode, To allow external and dissipative wave coupling.
제7항에 있어서,
상기 한 쌍의 홈은 상기 클래딩의 일측 및 상기 일측과 대향되는 타측으로부터 중심 방향으로 함몰 형성되며,
상기 한 쌍의 홈에는 DNA-CTMA, 탄소나노튜브, 그래핀, 액정, 로듐 복합체, 팔라듐 복합체 중 적어도 어느 하나로 형성되는 오버레이가 충진되는 비대칭형 광도파로.
8. The method of claim 7,
Wherein the pair of grooves are recessed from one side of the cladding and the other side opposite to the one side in the center direction,
Wherein the pair of grooves are filled with an overlay formed of at least one of DNA-CTMA, carbon nanotube, graphene, liquid crystal, rhodium complex, and palladium complex.
종축 방향으로 한 쌍의 홈을 구비하며 상기 한 쌍의 홈에 오버레이가 충진되는 클래딩으로 마련되는 비대칭형 실리카 로드;
상기 오버레이에 비해 상대적으로 낮은 굴절률를 가지며 상기 비대칭 실리카 로드를 감싸는 폴리머; 및
상기 폴리머를 지지하는 지지부;
를 포함하는 광 결합기.
An asymmetric silica rod having a pair of grooves in the longitudinal direction and provided with a cladding filled with an overlay in the pair of grooves;
A polymer having a relatively low refractive index relative to the overlay and surrounding the asymmetric silica rod; And
A support for supporting the polymer;
/ RTI >
제9항에 있어서,
상기 폴리머의 일측에는 DNA-CTMA, 탄소나노튜브, 그래핀, 액정, 로듐 복합체, 팔라듐 복합체 중 적어도 어느 하나로 형성되는 오버레이가 도포되는 광 결합기.10. The method of claim 9,
Wherein an overlay formed of at least one of DNA-CTMA, carbon nanotubes, graphene, a liquid crystal, a rhodium complex, and a palladium complex is applied to one side of the polymer.
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