KR20160109364A - 벤딩 손실을 이용한 광 파워 모니터 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 평판형 광도파로 집적소자에 있어서 입력된 광신호가 오류없이 정확하게 전달되는지를 모니터링 하기 위한 광 파워 모니터링 장치에 관한 것으로서 도파관의 휨으로 인한 방사손실을 의미하는 벤딩 손실(Bending Loss)을 이용하여 광경로를 진행하고 있는 광신호의 일부를 탭포트로 유도하여 분석하는 광 파워 모니터링 장치에 관한 것이다.

Description

벤딩 손실을 이용한 광 파워 모니터 장치{Optical Power Monitor Structure Using the Bending Loss}
본 발명은 평판형 광도파로 집적소자에 있어서 입력된 광신호가 오류없이 정확하게 전달되는지를 모니터링 하기 위한 광 파워 모니터 장치에 관한 것으로서 도파관의 휨으로 인한 방사손실을 의미하는 벤딩 손실(Bending Loss)을 이용하여 광경로를 진행하고 있는 광신호의 일부를 탭포트로 유도하여 분석하는 광 파워 모니터 장치에 관한 것이다.
광통신 분야에서 다양한 파장의 광신호를 다중화(합파)하거나 다중화된 광신호를 개별 파장의 광신호들로 분리(역다중)하기 위한 대표적인 평판형 광도파로 소자(PLC:Planar Lightwave Circuit)로써, 배열 도파로 격자(AWG:Arrayed Waveguide Grating) 소자가 있다.
일반적으로 평판형 광도파로 소자(이하 'PLC 소자'라 한다)인 배열 도파로 격자 소자(이하 'AWG 소자'라 한다)는 단일의 입력광도파로를 통해 입력되는 합파된 다수 파장의 광신호들을 다수의 출력광도파로로 출력시키는 역다중화 기능을 하거나 또는 다수의 입력광도파로에서 입력되는 각각의 서로 다른 다수개의 파장 신호들을 단일의 출력광도파로로 출력시키는 다중화 기능을 수행한다.
이와 같이 광신호를 조절하는 소자를 수동소자라고 하고 이는 주로 실리콘 기판 위에 굴절율이 다른 실리카 매질을 이용하여 제작된다. AWG소자는 기판 상에 클래드(Clad)층과 코어(Core)층을 적층한 다음, 리쏘그라피 공정 및 건식 식각 공정을 통하여 코어층을 식각하여 다양한 형태로 패터닝된 코어를 따라서 광신호를 진행하는 광경로를 형성하고 상기 패터닝된 코어가 형성된 기판 상에 다시 클래드층을 형성하는 과정을 거쳐 제작함이 일반적이다.
한편, 이와 같은 AWG, 다 포트 광가변감쇄기(VOA:Variable Optical Attenuator), 광세기 분할기 등과 같은 PLC 소자를 집적하여 광신호를 처리하는 광서브시스템(Optical Sub System)을 형성할 때, PLC 소자들의 각 입력포트 또는 각 출력포트로부터 입출사되는 광신호 파워를 모니터링 해서 일정하게 조절시켜 주는 것이 바람직하다.
이 때, 각 입출력 포트의 광신호를 모니터하기 위해 입력포트 또는 출력포트에 연결되는 입출력 광도파로상의 광신호 중 일부를 분기하여 분기되는 광신호의 파워를 능동 소자인 포토다이오드에 의하여 모니터할 필요가 있다.
즉 평면 광도파로를 진행하는 광신호를 전기신호로 바꾸기 위해서는 능동소자인 포토다이오드와 이를 연결하는 전기회로가 더 구성되어야 하며 포토다이오드는 수광된 광 세기에 비례하는 전기신호인 전류 또는 전압을 출력하는 소자이다.
종래의 광신호 모니터링 기술에서는 PLC 소자를 구성하는 평면 광도파로를 끊는 좁고 기울어진 홈을 만들고 반사 필터를 삽입하여 평면 광도파로를 진행하는 광신호를 평면 광도파로의 코어 밖으로 반사시켜 포토다이오드 수광 영역에 입사시키는 방법을 개시하고 있다. 도 1은 종래 기술에 따른 광파워 모니터링 구조를 도시한 것이다.
이 경우, 종래에는 먼저 출력광도파로의 끝단에 평면 광도파로의 코어(1c)를 끊는 깊이 방향으로 비스듬한 각도를 갖는 홈(trench, 1e)을 파고, 그 안에 일정한 반사율을 갖는 반사거울(1f)을 삽입하여, 상기 평면 광도파로의 코어(1c)를 진행하는 광신호를 일정한 각도로 반사시켜 반사광(504)을 반사된 빛의 경로 끝에 놓인 포토다이오드의 수광영역(1h)에 수광시키는 구조를 갖는다. 이 때, 일정 반사율을 갖는 반사거울(1f)의 반사율을 조절하여 일부 또는 전체 빛을 포토다이오드(1i)로 수광시킬 수 있다.
그리고, 상기 출력광도파로의 끝단 부분에 형성된 홈(15)은 매우 깨끗한 절단면을 가져서 빛의 산란을 막아야 하고, 상기 홈(1e)의 폭은 삽입되는 반사거울(1f)과 거의 일치되도록 좁게 만들어, 얇은 반사거울(1f)이 비뚤어짐 없이 정확하게 놓이게 할 수 있어 반사되는 각도를 일정하게 유지할 수 있도록 하여야 한다. 또한, 반사거울(1f)의 투과율을 조절하고 두께를 수십 마이크로미터보다 작게 만들어 반사거울(1f) 뒤에 연속된 광도파로로 손실 없이 광신호를 전달할 수 있어야 한다.
또한, 홈(1e)을 형성할 때 홈의 각도가 정확하게 일치해야 반사된 광신호가 포토다이오드의 수광영역(1h)에서 벗어나지 않게 된다.
이러한 종래기술에 따른 평판형 광도파로 소자용 광 파워 측정 모듈은 광경로상에 형성되는 홈에 필터가 배치되는 것이므로, 홈 구현 공정과 필터에 대한 제작 원가가 증가하고, 정밀한 정렬이 어렵기 때문에 재현성과 신뢰성 측면에서 불리하다.
도 2는 또 다른 종래 기술에 따른 광파워 모니터링 구조를 도시한 것으로써 주도파로의 광신호 중 일부를 수직으로 분기된 탭커플러에 의해 탭포트로 분기하여 포토다이오드의 수광영역으로 전달하는 구조를 개시하고 있다.
즉 도파로상 말단에 포토다이오드의 수광영역을 배치하여 광신호를 직접 수신하여 광도 수신율을 높이는 구조인 것이다.
하지만 탭커플러간에 의해 발생하는 광신호의 산란 및 간섭에 의한 노이즈를 억제하기 위해 탭커플러에 분기되는 영역에서의 주도파로의 폭이 1000 ㎛ 이상이 되어야 하므로 평판형 광도파로 소자의 전체 길이가 증가하며, 전체 제조 공정 및 제조비용이 증가 하게 되는 문제점이 있다.
특히 포토다이오드어레이의 수광 채널이 많아질 수록 전체적인 소자 크기의 확대에 의해 파생되는 문제점은 더욱 증대되는 것이다.
상기한 종래의 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 평판형 광도파로 집적소자에 있어서 입력된 광신호가 오류없이 정확하게 전달되는지를 모니터링 하기 위한 것으로써 기존의 반사거울을 통한 반사 방식이나 도파로상 일부에 수직 및 수평 분기탭 방식을 탈피하여 도파로의 휨에 따른 벤딩 손실(Bending Loss)을 역이용하여 광경로를 진행하고 있는 광신호의 일부를 탭포트로 유도하여 분석하는 새로운 광신호 모니터링 기술을 제공함이 그 목적이다.
본 발명의 벤딩 손실을 이용한 광 파워 모니터 장치는 광신호가 클래드 사이에 배치되는 코어층을 통과하는 도파로 구조를 가지는 평판형 광도파로 소자를 포함하는 광파워 모니터 장치에 있어서,
상기 평판형 광도파로 소자는 입력 도파로(200); 상기 입력 도파로의 한쪽 말단부와 연결되며 벤딩 반지름 이상으로 구부려진 반원에서 탭 ratio 에 따라 대응되는 호 길이 만큼 제거된 도파로(110); 상기 벤딩 반지름 이상으로 구부려진 반원에서 탭 ratio 에 따라 대응되는 호 길이 만큼 제거된 도파로(110)의 다른 한쪽 말단부와 연결되는 출력 도파로(300); 상기 입력 도파로(200)와 벤딩 반지름 이상으로 구부려진 반원에서 탭 ratio 에 따라 대응되는 호 길이 만큼 제거된 도파로(110)의 연결부위인 벤딩손실부(111)의 외곽으로 이격되어 벤딩 손실부로부터 검출되는 광신호를 받아들이는 탭포트(411); 및 상기 탭포트와 연결된 탭포트 도파로(420)를 포함하여 구성된다.
또한 광신호가 클래드 사이에 배치되는 코어층을 통과하는 도파로 구조를 가지는 평판형 광도파로 소자를 포함하는 광파워 모니터 장치에 있어서,
상기 평판형 광도파로 소자는 입력 도파로(200); 싱기 입력도파로의 한쪽 말단부와 연결되는 직선 도파로(120); 상기 직선 도파로의 한쪽 말단부와 연결되며 벤딩 반지름 이상으로 구부려진 반원에서 탭 ratio 에 따라 대응되는 호 길이 만큼 제거된 도파로(110); 상기 벤딩 반지름 이상으로 구부려진 반원에서 탭 ratio 에 따라 대응되는 호 길이 만큼 제거된 도파로(110)의 다른 한쪽 말단부와 연결되는 출력 도파로(300); 상기 직선 도파로(120)와 벤딩 반지름 이상으로 구부려진 반원에서 탭 ratio 에 따라 대응되는 호 길이 만큼 제거된 도파로(110)의 연결부위인 벤딩손실부(121)의 외곽으로 이격되어 벤딩 손실부로부터 검출되는 광신호를 받아들이는 탭포트(412); 및 탭포트와 연결된 탭포트 도파로(420)를 포함하여 구성된다.
또한 광신호가 클래드 사이에 배치되는 코어층을 통과하는 도파로 구조를 가지는 평판형 광도파로 소자를 포함하는 광파워 모니터 장치에 있어서,
상기 평판형 광도파로 소자는 입력 도파로(200); 싱기 입력도파로의 한쪽 말단부와 연결되는 벤딩 반지름 미만 길이에 따라 구부러져 연결되는 호 도파로(130); 상기 벤딩 반지름 미만 길이에 따라 구부러져 연결되는 호 도파로의 한쪽 말단부와 연결되며 벤딩 반지름 이상으로 구부려진 반원에서 탭 ratio 에 따라 대응되는 호 길이 만큼 제거된 도파로(110); 상기 벤딩 반지름 이상으로 구부려진 반원에서 탭 ratio 에 따라 대응되는 호 길이 만큼 제거된 도파로의 다른 한쪽 말단부와 연결되는 출력 도파로(300); 상기 벤딩 반지름 미만 길이에 따라 구부러져 연결되는 호 도파로(130)의 외곽으로 이격되어 검출되는 광신호를 받아들이는 탭포트(413); 및 탭포트와 연결된 탭포트 도파로(420)를 포함하여 구성된다.
상기 광 파워 모니터 장치를 수평으로 적층하여 다채널로 제작할 수 있다.
본 발명에 따른 벤딩 손실을 이용한 광 파워 모니터 구조는 기존의 광섬유어레이 상에 금속선을 배치 하는 방식, 소정의 각도로 홈을 파서 금속거울로 반사시키는 방식, 주도파로상에 탭포트 연결방식에 비해 여러 고난이도의 공정등을 생략하여 단순화시킬 수 있는바 전체 제조공정을 획기적으로 단축할 수 있고 또한 제조비용을 대폭 저감시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 벤딩 손실을 이용한 광 파워 모니터 구조는 광도파로상 말단에 포토 다이오드 어레이를 배치하여 광신호를 직접적으로 수신케 함으로써 광도 수신율을 향상시키고 인접 채널간의 간섭을 최소화할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 벤딩 손실을 이용한 광 파워 모니터 구조에서 도파로 배치는 직선적 구조가 아니고 입력 광신호가 입력된 방향으로 되돌아 나가 출력하거나 광신호 입력 방향의 측면으로 비스듬하게 꺾어 출력하게 하여 평판형 광도파로 소자의 제작과 모듈의 배치에 탄력성을 부여할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 광 파워 모니터 구조는 1채널의 광파워모니터링 구조를 다층으로 적층할 수 있어 원하는 수의 다채널 광파워 모니터링 구조를 쉽게 구현할 수 있으므로 다채널 광파워모니터링 모듈 설계 및 제작의 간소화를 달성할 수 있고, 그 설계 및 제조 비용을 대폭 저감 할 수 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 광파워 모니터링 구조를 도시한 것이다.
도 2는 또 종래 기술에 따른 광파워 모니터링 구조를 도시한 것이다.
도 3은 벤딩 손실 없는 벤딩 반지름에 따라 벤딩된 도파로를 도시한 것이다. 도 4는 탭 ratio에 따라 대응되는 호 길이를 벤딩 반지름에 따라 도시된 원 상에 겹쳐 도시한 것이다.
도 5는 본 발명에 따른 광파워 모니터링 구조에 있어서 벤딩 반지름에 따라 도시된 반원상에서 탭 ratio에 따라 대응되는 호 길이를 제거하여 벤딩손실부를 형성시킨 도파로를 도시한 컨셉도면이다.
도 6은 본 발명에 따른 광파워 모니터링 구조에 있어서 벤딩 손실 신호를 탭포트로 유도하는 것을 도시한 개략도이다.
도 7은 추가 직선을 벤딩 반지름에 따라 도시된 원 상에 겹쳐 도시한 것이다.
도 8은 본 발명에 따른 광파워 모니터링 구조에 있어서 벤딩 반지름에 따라 도시된 반원상에서 탭 ratio에 따라 대응되는 호 길이를 제거한 것에 직선 부분을 추가시켜 벤딩손실부를 형성시킨 도파로를 도시한 컨셉도면이다.
도 9는 본 발명에 따른 광파워 모니터링 구조에 있어서 벤딩 손실 신호를 탭포트로 유도하는 것을 도시한 개략도이다.
도 10은 본 발명에 따른 벤딩 손실 없는 벤딩 반지름에 따라 도시된 원주 상에 벤딩 반지름 미만의 길이로 작성된 호 부분을 결합하여 도시한 것이다.
도 11은 본 발명에 따른 광파워 모니터링 구조에 있어서 벤딩 반지름에 따라 도시된 반원상에서 탭 ratio에 따라 대응되는 호 길이를 제거한 것에 벤딩 반지름 미만 길이에 따라 제작된 호부분을 결합시켜 벤딩손실부를 형성시킨 도파로를 도시한 컨셉도면이다.
도 12는 본 발명에 따른 광파워 모니터링 구조에 있어서 벤딩 손실 신호를 탭포트로 유도하는 것을 도시한 개략도이다.
도 13은 본 발명에 따른 광파워 모니터링 구조를 적층시킨 다채널 광파워모니터링 구조를 도시한 사시도이다.
먼저, 본 발명의 구체적인 설명에 들어가기에 앞서, 본 발명에 관련된 공지 기술 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라 질 수 있으므로, 그 정의는 본 발명에 따른 "벤딩 손실을 이용한 광 파워 모니터 장치"를 설명하는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 한다.
이하 첨부된 도 3 내지 도 13을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.
빛은 직진성을 가지고 있는데 이러한 빛이 하나의 전달신호로써 사용될 때에도 그 특성은 유지된다. 광신호가 클래드층과 코어층으로 이루어진 도파로상에서 전송될 때에도 이러한 특성은 그대로 유지되는데 일반적으로 도파로는 광신호의 소실을 막기 위해서 그 직선성을 유지해야 하며 만약 어떠한 특수한 목적을 위해 도파로를 굽혀야 한다면 코어재료와 클래드 재료의 굴절율 차이에 따라 정해지는 벤딩 반지름(Bending Radius) 이상으로 굽혀야 광신호가 소실 없이 전송될 수 있다.
도 3은 상기 설명을 뒷받침하는 도면으로서 벤딩 손실 없는 벤딩 반지름에 따라 벤딩된 도파로를 도시한 것이다.
도파로를 이루는 코어 재료와 클래드 재료의 굴절율은 전자가 후자보다 커야 광신호가 전달될 수 있으며 코어의 굴절율과 클래드의 굴절율의 차이를 Δ%로 나타낸다면 벤딩 반지름은 Δ%이 커지면 커질수록 작아지는 관계에 있다.
도 4는 탭 ratio에 따라 대응되는 호 길이를 벤딩 반지름에 따라 도시된 원 상에 겹쳐 도시한 것이며, 도 5는 본 발명에 따른 광파워 모니터링 구조에 있어서 벤딩 반지름에 따라 도시된 반원상에서 탭 ratio에 따라 대응되는 호 길이를 제거하여 벤딩손실부를 형성시킨 도파로를 도시한 컨셉도면이고, 도 6은 본 발명에 따른 광파워 모니터링 구조에 있어서 벤딩 손실 신호를 탭포트로 유도하는 것을 도시한 개략도이다.
탭 Ratio란 입력 광신호로부터 분기되어 따로 검출되는 검출 광신호의 상대적인 비를 의미한다. 예를 들어 탭 ratio가 0.5%라고 한다면 입력 광신호로부터 0.5%에 해당하는 광신호를 검출한다는 것이고 입력 광신호의 99.5%가 출력광신호로 도달되어 전송됨을 의미한다.
도 4를 참조하면 벤딩 손실이 발생하지 않는 벤딩 반지름에 따라 도시된 원상에 표현된 탭 ratio에 따라 대응되는 호 길이(11)는 탭 ratio가 커질수록 길어진다는 것을 알 수 있다.
즉 검출해야할 광신호가 많아야 한다면 탭 ratio는 그에 따라 커지고 탭 ratio에 따라 대응되는 호 길이도 길어지게 설계해야 한다.
도 5는 도 4에 따라 도시된 것을 도파로로 바꿔 표현한 것이다. 입력도파로(200)와 벤딩 반지름 이상으로 구부려진 반원에서 탭 ratio에 대응되는 호 길이만큼 제거된 도파로(110) 연결부위에서 탭 ratio 만큼 광학적 손실이 발생한다.
지금까지 도파로 제작 상식은 광학적 손실이 발생해서는 안되는 것이지만 본 발명은 이러한 광학적 손실 현상을 (역)이용한 것으로서 광학적 손실된 신호를 검출하여 광 파워 모니터링을 하는 개략적 모습을 도 6이 표현하고 있다.
도 6을 참조하면 본 발명의 벤딩 손실을 이용한 광 파워 모니터 장치는 광신호가 클래드 사이에 배치되는 코어층을 통과하는 도파로 구조를 가지는 평판형 광도파로 소자를 포함하는 광 파워 모니터 장치에 있어서, 상기 평판형 광도파로 소자는 입력 도파로(200); 상기 입력 도파로의 한쪽 말단부와 연결되며 벤딩 반지름 이상으로 구부려진 반원에서 탭 ratio 에 따라 대응되는 호 길이 만큼 제거된 도파로(110); 상기 벤딩 반지름 이상으로 구부려진 반원에서 탭 ratio 에 따라 대응되는 호 길이 만큼 제거된 도파로(110)의 다른 한쪽 말단부와 연결되는 출력 도파로(300); 상기 입력 도파로(200)와 벤딩 반지름 이상으로 구부려진 반원에서 탭 ratio에 따라 대응되는 호 길이 만큼 제거된 도파로(110)의 연결부위인 벤딩손실부(111)의 외곽으로 이격되어 벤딩 손실부로부터 검출되는 광신호를 받아들이는 탭포트(411); 및 상기 탭포트와 연결된 탭포트 도파로(420)를 포함하여 구성된다.
광 파워 모니터 장치는 입력되는 광신호의 완전성을 보장하기 위하여 입력 광신호(501)의 일부를 검출하여 이 검출된 신호를 능동소자인 포토다이오드(미도시)의 수광부에 입사시켜 전기신호로 변환한 다음 이를 MCU(미도시)로 하여금 광신호가 제대로 전송되고 있는지를 모니터링 혹은 감시하기 위한 장치이다.
상기 광 파워 모니터 장치는 평판형 광도파로 소자(PLC)로 제작되는 것이 경박단소화를 이룰 수 있어 유리하다.
상기 평판형 광도파로 소자는 광섬유 입력 커넥터(미도시), 검출부를 포함하는 도파로, 광섬유 출력 커넥터(미도시)등으로 이뤄져 있다.
본 발명에 따른 벤딩손실을 이용하는 부분은 검출부를 포함하는 도파로의 구조부를 의미한다.
본 발명에 따른 벤딩손실부(111)는 입력 도파로(200)와 벤딩 반지름 이상으로 구부려진 반원에서 탭 ratio에 따라 대응되는 호 길이 만큼 제거된 도파로(110)의 연결부위를 의미하며 그로부터 소실되는 광신호를 탭 포트가 검출 광신호로 받아들여 능동소자인 포토다이오드(미도시)의 수광역역으로 전송하게 되어 전기신호로 변환된다.
도 7은 추가 직선을 벤딩 반지름에 따라 도시된 원 상에 겹쳐 도시한 것이고 , 도 8은 본 발명에 따른 광파워 모니터링 구조에 있어서 벤딩 반지름에 따라 도시된 반원상에서 탭 ratio에 따라 대응되는 호 길이를 제거한 것에 직선 부분을 추가시켜 벤딩손실부를 형성시킨 도파로를 도시한 컨셉도면이며, 도 9는 본 발명에 따른 광파워 모니터링 구조에 있어서 벤딩 손실 신호를 탭포트로 유도하는 것을 도시한 개략도이다.
도 7은 벤딩 반지름에 따라 도시된 원(10)의 한 부분을 추가 직선(12)으로 추가 내지 치환하여 벤딩 손실부(121)를 만들어 낼 수 있는 컨셉도를 보여주고 있다.
도 8을 참조하면 도 7에 따른 컨셉도를 실제 도파로로 만들어서 어느 부분에서 실제 광학적 손실이 발생하는지를 보여주고 있다.
도 9를 참조하면 본 발명의 벤딩 손실을 이용한 광 파워 모니터 장치는 광신호가 클래드 사이에 배치되는 코어층을 통과하는 도파로 구조를 가지는 평판형 광도파로 소자를 포함하는 광파워 모니터 장치에 있어서, 상기 평판형 광도파로 소자는 입력 도파로(200); 싱기 입력도파로의 한쪽 말단부와 연결되는 직선 도파로(120); 상기 직선 도파로의 한쪽 말단부와 연결되며 벤딩 반지름 이상으로 구부려진 반원에서 탭 ratio 에 따라 대응되는 호 길이 만큼 제거된 도파로(110); 상기 벤딩 반지름 이상으로 구부려진 반원에서 탭 ratio 에 따라 대응되는 호 길이 만큼 제거된 도파로(110)의 다른 한쪽 말단부와 연결되는 출력 도파로(300); 상기 직선 도파로(120)와 벤딩 반지름 이상으로 구부려진 반원에서 탭 ratio 에 따라 대응되는 호 길이 만큼 제거된 도파로(110)의 연결부위인 벤딩손실부(121)의 외곽으로 이격되어 벤딩 손실부로부터 검출되는 광신호를 받아들이는 탭포트(412); 및 탭포트와 연결된 탭포트 도파로(420)를 포함하여 구성된다.
벤딩 손실부는 입력도파로(200)의 한쪽 말단부와 직선 도파로(120)의 일측 말단부의 연결부위가 되고 직선도파로의 타측 말단부와 벤딩 반지름 이상으로 구부려진 반원에서 탭 ratio 에 따라 대응되는 호 길이 만큼 제거된 도파로(110)의 연결부위에서는 벤딩 손실이 발생하지 않도록 해야하는데 벤딩 반지름을 활용해야 한다.
벤딩 손실부(121)는 비교적 작게 형성되므로 탭포트(412)의 크기는 그에 대응하여 작게 제작함이 바람직하다.
도 10은 본 발명에 따른 벤딩 손실 없는 벤딩 반지름에 따라 도시된 원주 상에 벤딩 반지름 미만의 길이로 작성된 호 부분을 결합하여 도시한 것이며, 도 11은 본 발명에 따른 광파워 모니터링 구조에 있어서 벤딩 반지름에 따라 도시된 반원상에서 탭 ratio에 따라 대응되는 호 길이를 제거한 것에 벤딩 반지름 미만 길이에 따라 제작된 호부분을 결합시켜 벤딩손실부를 형성시킨 도파로를 도시한 컨셉도면이며, 도 12는 본 발명에 따른 광파워 모니터링 구조에 있어서 벤딩 손실 신호를 탭포트로 유도하는 것을 도시한 개략도이다.
도 10은 벤딩 반지름에 따라 도시된 원(10)의 한 부분을 벤딩 손실을 발생시키는 반지름으로 도시된 원(13)의 원주 일부분을 추가 내지 치환하여 벤딩 손실부(미도시)를 만들어 낼 수 있는 컨셉도를 보여주고 있다.
벤딩 손실은 벤딩 반지름 미만 길이에 따라 구부러져 연결되는 호 도파로(130)의 외곽 원주면에서 발생한다.
도 11을 참조하면 도 10에 따른 컨셉도를 실제 도파로로 만들어서 어느 부분에서 실제 광학적 손실이 발생하는지를 보여주고 있다.
도 12를 참조하면 본 발명의 벤딩 손실을 이용한 광 파워 모니터 장치는 광신호가 클래드 사이에 배치되는 코어층을 통과하는 도파로 구조를 가지는 평판형 광도파로 소자를 포함하는 광파워 모니터 장치에 있어서, 상기 평판형 광도파로 소자는 입력 도파로(200); 싱기 입력도파로의 한쪽 말단부와 연결되는 벤딩 반지름 미만 길이에 따라 구부러져 연결되는 호 도파로(130); 상기 벤딩 반지름 미만 길이에 따라 구부러져 연결되는 호 도파로의 한쪽 말단부와 연결되며 벤딩 반지름 이상으로 구부려진 반원에서 탭 ratio 에 따라 대응되는 호 길이 만큼 제거된 도파로(110); 상기 벤딩 반지름 이상으로 구부려진 반원에서 탭 ratio 에 따라 대응되는 호 길이 만큼 제거된 도파로의 다른 한쪽 말단부와 연결되는 출력 도파로(300); 상기 벤딩 반지름 미만 길이에 따라 구부러져 연결되는 호 도파로(130)의 외곽으로 이격되어 검출되는 광신호를 받아들이는 탭포트(413); 및 탭포트와 연결된 탭포트 도파로(420)를 포함하여 구성된다.
벤딩 손실부(미도시)는 비교적 넓게 형성되므로 탭포트의 크기는 그에 대응하여 벤딩 반지름 미만 길이에 따라 구부러져 연결되는 호 도파로(130)의 원주 크기보다는 더 넓게 탭포트를 형성함이 바람직하다.
소개된 3가지의 구조에 의해서 출력 도파로가 배출되는 방향은 도면에서와 같이 입력 도파로와 같은 평면에 있을 필요는 없다.
도 13은 본 발명에 따른 광파워 모니터링 구조를 적층시킨 다채널 광파워모니터링 구조를 도시한 사시도이다.
도 13을 참조하면 본 발명에 따른 세가지 구조의 벤딩 손실을 이용한 광파워 모니터 장치는 상기 광파워 모니터 장치를 원하는 채널의 수만큼 수평으로 적층하여 멀티 채널의 광파워 모니터 장치로 제작할 수 있다.
또한 광파워 모니터 구조를 일반적인 정렬방법으로도 배치하여 다채널로 제작할 수 있음은 당연하다.
각각의 탭포트 도파로 말단에 포토 다이오드(미도시) 및 이와 연결된 모니터링 전기회로를 부착하여 멀티 채널의 광 파워 모니터 장치를 형성함이 바람직하다.
상술한 벤딩 손실을 이용한 광 파워 모니터 장치에 의해 본 발명의 해결하고자 하는 과제를 해결할 수 있다.
본 발명에 따른 벤딩 손실을 이용한 광 파워 모니터 구조는 기존의 광섬유어레이 상에 금속선을 배치 하는 방식, 소정의 각도로 홈을 파서 금속거울로 반사시키는 방식, 주도파로상에 탭포트 연결방식에 비해 여러 고난이도의 공정등을 생략하여 단순화시킬 수 있는바 전체 제조공정을 획기적으로 단축할 수 있고 또한 제조비용을 대폭 저감시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 벤딩 손실을 이용한 광 파워 모니터 구조는 광도파로상 말단에 포토 다이오드 어레이를 배치하여 광신호를 직접적으로 수신케 함으로써 광도 수신율을 향상시키고 인접 채널간의 간섭을 최소화할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 벤딩 손실을 이용한 광 파워 모니터 구조에서 도파로 배치는 직선적 구조가 아니고 입력 광신호가 입력된 방향으로 되돌아 나가 출력하거나 광신호 입력 방향의 측면으로 비스듬하게 꺾어 출력하게 하여 평판형 광도파로 소자의 제작과 모듈의 배치에 탄력성을 부여할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 광 파워 모니터 구조는 1채널의 광파워모니터링 구조를 다층으로 적층할 수 있어 원하는 수의 다채널 광파워 모니터링 구조를 쉽게 구현할 수 있으므로 다채널 광파워모니터링 모듈 설계 및 제작의 간소화를 달성할 수 있고, 그 설계 및 제조 비용을 대폭 저감 할 수 있다.
1a : 평판형 광도파로 소자 1b : 광섬유
1c : 코어 1d : 클래드
1e : 홈 1f : 반사거울
1g : 기판 1h : 포토다이오드내 수광영역
1i : 포토다이오드
2a : 주도파로 2b : 분기탭
2c : 분기도파로
10 : 벤딩 반지름에 따라 도시된 원
11 : 탭 ratio에 따라 대응되는 호 길이
12 : 추가 직선
13 : 벤딩 반지름 미만 길이에 따라 도시된 원
100 : 벤딩 손실 없는 도파로
110 : 벤딩 반지름 이상으로 구부려진 반원에서 탭 ratio에 따라 대응되는 호 길이만큼 제거된 도파로
111, 121 : 벤딩 손실부
120 : 추가된 직선 도파로
130 : 벤딩 반지름 미만 길이에 따라 구부려져 연결되는 호 도파로
200 : 입력 도파로 300 : 출력 도파로
411, 412, 413 : 탭포트
420 : 탭포트 도파로
501 : 입력 광신호 502 : 출력 광신호
503 : 검출 광신호 504 : 반사 광신호

Claims (4)

  1. 광신호가 클래드 사이에 배치되는 코어층을 통과하는 도파로 구조를 가지는 평판형 광도파로 소자를 포함하는 광파워 모니터 장치에 있어서,
    상기 평판형 광도파로 소자는
    입력 도파로; 상기 입력 도파로의 한쪽 말단부와 연결되며 벤딩 반지름 이상으로 구부려진 반원에서 탭 ratio 에 따라 대응되는 호 길이 만큼 제거된 도파로; 상기 벤딩 반지름 이상으로 구부려진 반원에서 탭 ratio 에 따라 대응되는 호 길이 만큼 제거된 도파로의 다른 한쪽 말단부와 연결되는 출력 도파로; 상기 입력 도파로와 벤딩 반지름 이상으로 구부려진 반원에서 탭 ratio 에 따라 대응되는 호 길이 만큼 제거된 도파로의 연결부위인 벤딩손실부의 외곽으로 이격되어 벤딩 손실부로부터 검출되는 광신호를 받아들이는 탭포트; 및 탭포트와 연결된 탭포트 도파로를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 벤딩 손실을 이용한 광 파워 모니터 장치.
  2. 광신호가 클래드 사이에 배치되는 코어층을 통과하는 도파로 구조를 가지는 평판형 광도파로 소자를 포함하는 광파워 모니터 장치에 있어서,
    상기 평판형 광도파로 소자는
    입력 도파로; 상기 입력 도파로의 한쪽 말단부와 연결되는 직선 도파로; 상기 직선 도파로의 한쪽 말단부와 연결되며 벤딩 반지름 이상으로 구부려진 반원에서 탭 ratio 에 따라 대응되는 호 길이 만큼 제거된 도파로; 상기 벤딩 반지름 이상으로 구부려진 반원에서 탭 ratio 에 따라 대응되는 호 길이 만큼 제거된 도파로의 다른 한쪽 말단부와 연결되는 출력 도파로; 상기 직선 도파로와 벤딩 반지름 이상으로 구부려진 반원에서 탭 ratio 에 따라 대응되는 호 길이 만큼 제거된 도파로의 연결부위인 벤딩손실부의 외곽으로 이격되어 벤딩 손실부로부터 검출되는 광신호를 받아들이는 탭포트; 및 탭포트와 연결된 탭포트 도파로를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 벤딩 손실을 이용한 광 파워 모니터 장치.
  3. 광신호가 클래드 사이에 배치되는 코어층을 통과하는 도파로 구조를 가지는 평판형 광도파로 소자를 포함하는 광파워 모니터 장치에 있어서,
    상기 평판형 광도파로 소자는
    입력 도파로; 싱기 입력도파로의 한쪽 말단부와 연결되는 벤딩 반지름 미만 길이에 따라 구부러져 연결되는 호 도파로; 상기 벤딩 반지름 미만 길이에 따라 구부러져 연결되는 호 도파로의 한쪽 말단부와 연결되며 벤딩 반지름 이상으로 구부려진 반원에서 탭 ratio 에 따라 대응되는 호 길이 만큼 제거된 도파로; 상기 벤딩 반지름 이상으로 구부려진 반원에서 탭 ratio 에 따라 대응되는 호 길이 만큼 제거된 도파로의 다른 한쪽 말단부와 연결되는 출력 도파로; 상기 벤딩 반지름 미만 길이에 따라 구부러져 연결되는 호 도파로(130)의 외곽으로 이격되어 검출되는 광신호를 받아들이는 탭포트; 및 탭포트와 연결된 탭포트 도파로를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 벤딩 손실을 이용한 광 파워 모니터 장치.
  4. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 따른 벤딩 손실을 이용한 광 파워 모니터 장치를 다채널로 구성할 경우 일반적인 정렬방법 외에 수평으로 적층하여 제작할 수 있음을 특징으로 하는 광파워 모니터 장치.
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