KR20200070577A - 광섬유 지지 장치 및 이를 포함하는 레이저 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 광섬유 지지 장치 및 이를 포함하는 레이저 장치에 관한 것으로서, 일 실시예에 따른 광섬유 지지 장치는 일 방향을 따라 연장되며, 광섬유가 삽입되는 제1 관통홀을 구비하는 페룰, 상기 제1 관통홀에 삽입된 상기 광섬유의 일부를 고정시키는 고정부, 상기 페룰과 상기 고정부 사이에 배치되며, 상기 광섬유를 둘러싸도록 배치된 연결부를 포함하며, 상기 연결부는 상기 광섬유와 서로 이격되도록 배치되어 비접촉 상태로 상기 광섬유를 둘러쌀 수 있다.

Description

광섬유 지지 장치 및 이를 포함하는 레이저 장치 {OPTICAL FIBER SUPPORT APPARATUS AND LASER APPARTUS COMPRISING THE SAME}
본 발명은 광섬유 지지 장치 및 이를 포함하는 레이저 장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로 복수 개의 레이저 입력이 이루어지는 광섬유를 지지하는 지지 장치와 이를 포함하는 레이저 장치에 관한 것이다.
레이저 다이오드와 같은 레이저 광원은 광섬유에 결합(coupling)되어 레이저 빔을 원하는 지점까지 용이하고 효율적으로 전송할 수 있다는 장점 때문에 레이저 용접(laser welding), 레이저 솔더링(laser soldering) 또는 레이저 펌핑 소스(laser pumping source) 등과 같은 다양한 응용 분야에 이용되고 있다.
하나의 레이저 다이오드로부터 방출되는 레이저 빔의 출력은 한계가 있기 때문에 일반적으로 복수개의 레이저 다이오드를 결합한 광원 장치가 사용되고 있다. 이 경우, 여러 레이저 빔이 하나의 광섬유에 결합되기 때문에 고출력에도 안정적으로 동작 가능한 광섬유 지지 장치가 요구된다.
본 발명은, 복수 개의 레이저 광의 입력 과정에서 발생될 수 있는 결합되지 못한 레이저 광을 외부로 산란시키거나, 결합되지 못한 레이저 광에 의해 발생될 수 있는 열을 외부로 방출시킬 수 있는 광섬유 지지 장치 및 이를 포함하는 레이저 장치를 제공할 수 있다.
일 실시예에 따른 광섬유 지지 장치는 일 방향을 따라 연장되며, 광섬유가 삽입되는 제1 관통홀을 구비하는 페룰, 상기 제1 관통홀에 삽입된 상기 광섬유의 일부를 고정시키는 고정부, 상기 페룰과 상기 고정부 사이에 배치되며, 상기 광섬유를 둘러싸도록 배치된 연결부;를 포함하며, 상기 연결부는 상기 광섬유와 서로 이격되도록 배치되어 비접촉 상태로 상기 광섬유를 둘러쌀 수 있다.
상기 연결부의 일 단부에 고정되도록 배치되며, 상기 광섬유가 삽입되는 제2 관통홀을 구비하는 판상 부재 형상의 고정부 지지부;를 더 포함하며, 상기 고정부는 상기 고정부 지지부에 지지되어 상기 광섬유의 일부를 고정시킬 수 있다.
상기 연결부와 상기 지지부는 소정의 열 전도율 이상을 구비하는 물질을 포함하며, 상기 광섬유로부터 상기 고정부에 전달된 열은 상기 고정부 지지부 및 상기 연결부로 전달되어 외부로 방열될 수 있다.
상기 연결부와 상기 고정부 지지부는 일체형 또는 분리형으로 마련될 수 있다.
상기 연결부 및 상기 고정부 지지부의 외면에 배치되어 상기 고정부 지지부 및 상기 연결부로 전달되는 열을 흡수하는 방열부;를 더 포함할 수 있다.
상기 연결부와 상기 광섬유 사이에 배치되는 클래딩 파워 제거 장치;를 더 포함할 수 있다.
상기 광섬유와 마주보도록 배치된 상기 연결부의 일 면에 배치되는 레이저 흡수부;를 더 포함할 수 있다.
상기 연결부의 타 단부에 고정되도록 배치되며, 상기 페룰이 삽입되는 제3 관통홀을 구비하는 판상 부재 형상의 페룰 지지부;를 더 포함할 수 있다.
상기 페룰은 세라믹 재질을 포함할 수 있다.
상기 연결부의 길이는 상기 광섬유에 인가되는 레이저의 출력에 비례하여 연장될 수 있다.
일 예시에 따른 레이저 장치는 시드 레이저를 출사하는 광섬유 시드 레이저, 펌핑 광을 이용하여 상기 시드 레이저를 증폭하는 레이저 증폭기, 상기 펌핑 광을 제공하는 펌핑광 광원 장치, 상기 펌핑광 광원 장치에서 형성된 상기 펌핑 광을 집속하여 상기 레이저 증폭기에 전달하는 광섬유 및 상기 광섬유를 지지하는 광섬유 지지 장치를 포함하는 레이저 장치로서, 상기 광섬유 지지 장치는, 일 방향을 따라 연장되며, 광섬유가 삽입되는 제1 관통홀을 구비하는 페룰, 상기 제1 관통홀에 삽입된 상기 광섬유의 일부를 고정시키는 고정부, 상기 페룰과 상기 고정부 사이에 배치되며, 상기 광섬유를 둘러싸도록 배치된 연결부를 포함하며, 상기 연결부는 상기 광섬유와 서로 이격되도록 배치되어 비접촉 상태로 상기 광섬유를 둘러쌀 수 있다.
상기 연결부의 일 단부에 고정되도록 배치되며, 상기 광섬유가 삽입되는 제2 관통홀을 구비하는 판상 부재 형상의 고정부 지지부;를 더 포함하며, 상기 고정부는 상기 고정부 지지부에 지지되어 상기 광섬유의 일부를 고정시킬 수 있다.
상기 연결부와 상기 고정부 지지부는 소정의 열 전도율 이상을 구비하는 물질을 포함하며, 상기 광섬유로부터 상기 고정부에 전달된 열은 상기 고정부 지지부 및 상기 연결부로 전달되어 외부로 방열될 수 있다.
상기 연결부와 상기 광섬유 사이에 배치되는 클래딩 파워 제거 장치;를 더 포함할 수 있다.
상기 광섬유와 마주보도록 배치된 상기 연결부의 일 면에 배치되는 레이저 흡수부;를 더 포함할 수 있다.
상기 연결부 및 상기 고정부 지지부의 외면에 배치되어 상기 고정부 지지부 및 상기 연결부로 전달되는 열을 흡수하는 방열부;를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 예시적인 실시예에 의하면, 광섬유가 삽입되는 페룰과 광섬유가 지지되는 고정부 사이에 연결부를 배치함으로써 결합되지 못한 레이저 광이 외부로 방출될 수 있는 광섬유 지지 장치를 구현할 수 있다.
또한, 광섬유가 삽입되는 페룰과 광섬유가 지지되는 고정부 사이에 배치된 연결부를 방열부로 사용함으로써, 결합되지 못한 레이저 광에 의해 발생된 열을 외부로 방출할 수 있는 광섬유 지지 장치를 구현할 수 있다.
또한, 상술한 바와 같이 결합되지 못한 레이저 광 및 결합되지 못한 레이저 광으로부터 생성되는 열을 외부로 방출함에 따라, 레이저 광이 광섬유의 외면을 감싸는 폴리머 버퍼 층에 결합되지 못한 레이저 광 및 결합되지 못한 레이저 광으로부터 생성되는 열이 흡수되는 현상을 방지할 수 있으며, 이에 따라 고정부 및 버퍼층의 불필요한 손상을 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 예에 따른 레이저 장치의 개략도이다.
도 2는 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 펌핑광 광원 장치와 광섬유 지지 장치에 지지된 광섬유에 대해 개략도이다.
도 3은 종래 기술에 따른 펌핑광 광원 장치와 광섬유 지지 장치에 지지된 광섬유에 대해 개략도이다.
도 4a는 일 실시예에 따른 펌핑 광원의 측면도이다.
도 4b는 펌핑광 광원 장치와 광섬유를 도시한 측면도이다.
도 4c 및 도 4d는 본 발명의 일 실시예에 따른 광섬유의 일 단부면에 대한 정면도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 펌핑광 광원 장치와 광섬유 지지 장치에 지지된 광섬유에 대해 개략도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 펌핑광 광원 장치와 광섬유 지지 장치에 지지된 광섬유에 대해 개략도이다.
도 7a 및 도 7b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 펌핑광 광원 장치와 광섬유 지지 장치에 지지된 광섬유에 대해 개략도이다.
본 발명에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 발명의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 발명에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 발명의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다.
명세서 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다. 아래에서는 첨부한 도면을 참고하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
도 1은 본 발명의 일 예에 따른 레이저 장치의 개략도이다.
도 1을 참조하면, 일 실시예에 따른 레이저 장치(1)는 신호광 광원부(10), 펌핑 레이저 광을 방출하는 펌핑광 광원 장치(20), 펌핑광 광원 장치(20)에서 방출된 펌핑 광(La)을 이용하여, 신호광 광원부(10)에서 방출된 신호광(Ls)을 펌핑하는 펌핑부(40) 및 신호광(Ls)과 펌핑 광(La)을 연결하는 커플러(30)를 포함할 수 있다.
신호광 광원부(10)는 펌핑부(40)에 의해 펌핑될 수 있는 신호광(Ls)을 방출하는 광원 장치이다. 일 예로서, 신호광 광원부(10)는 다이오드 광원 장치일 수 있으나, 본 개시가 이에 제한되는 것은 아니다.
펌핑광 광원 장치(20)는 펌핑(pumping)광으로 사용될 수 있는 레이저 광을 발생시킬 수 있는 광원 장치이다. 일 예로서, 펌핑광 광원 장치(20)는 복수 개의 펌핑 광원을 포함할 수 있으며, 복수 개의 펌핑 광원을 결합하여 형성된 고출력 펌핑광(La)을 방출시킬 수 있다.
커플러(30)는 펌핑광 광원 장치(20)와 펌핑부(40)에 구비된 광섬유의 일 단을 결합시킬 수 있는 결합 장치이다. 일 예로서 커플러(30)는 광섬유 결합형태로 구현될 수 있으며, 커플러(30)에서 합쳐진 펌핑 광(La)은 연결광섬유를 통해 펌핑부(40)에 구비된 광섬유를 향하여 입사될 수 있다.
펌핑부(40)는 펌핑광 광원 장치(20)로부터 입사된 펌핑 광(La)을 이용하여 레이저 광을 발생시킬 수 있는 공진 장치로서, 희토류 이온을 포함하는 광섬유, 광섬유의 양 단부에 배치되어 신호광(Ls)을 반사시킬 수 있는 2개의 반사단을 포함할 수 있다.
펌핑부(40)에 펌핑 광(La)을 공급하는 펌핑광 광원 장치(20)는, 복수 개의 펌핑 광원으로부터 출사된 레이저 광을 광섬유(25)에 집속시켜 고출력의 펌핑 광(La)을 전달할 수 있다. 이하에서는 펌핑광 광원 장치(20)에서 생성된 레이저 빔을 광섬유(25)에 효율적으로 집속시키기 위한 광섬유 지지 장치(100)에 대해 보다 구체적으로 서술한다.
도 2는 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 펌핑광 광원 장치와 광섬유 지지 장치에 지지된 광섬유에 대해 개략도이다. 도 3은 종래 기술에 따른 펌핑광 광원 장치와 광섬유 지지 장치에 지지된 광섬유에 대해 개략도이다. 도 4a는 일 실시예에 따른 펌핑 광원의 측면도이다. 도 4b는 펌핑광 광원 장치와 광섬유를 도시한 측면도이다. 도 4c 및 도 4d는 본 발명의 일 실시예에 따른 광섬유의 일 단부면에 대한 정면도이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 일 실시예에 따른 펌핑광 광원 장치(20)는 기판(201), 펌핑 광원들(21, 22, 23), 및 결합 렌즈(27)를 포함할 수 있다. 일 예시에 따르면, 제1 내지 제3 펌핑 광원(21-23)이 소정의 간격을 사이에 두고 서로 이격되도록 배치될 수 있다. 이때, 제1 펌핑 광원(21)은 도 4a에 도시된 바와 같이 서브 마운트 기판(21a)과 이 서브 마운트 기판(21a)에 본딩된 레이저 다이오드(21b)를 포함할 수 있다. 레이저 다이오드(21b)는 레이저 빔의 발생원으로서 반도체 칩의 형태로 제작될 수 있다. 레이저 다이오드(21b)로부터 방출되는 레이저 빔(L)의 발산각들이 방향에 따라서 다르기 때문에 레이저 다이오드(21b)로부터 방출되는 레이저 빔(L)을 평행광으로 만들기 위해서는 각 방향에 대한 콜리메이팅 렌즈(미도시)가 필요할 수 있다.
본 실시예에서 기판(201)은, 소정 크기(h)의 단차를 가지고 순차적으로 마련되는 제1면(S1), 제2면(S2) 및 제3면(S3)을 포함할 수 있으며, 여기서, 제1면(S1)은 가장 높은 높이를 가지고 있으며, 제3면(S3)은 가장 낮은 높이를 가지고 있다. 제1 내지 제3 펌핑 광원(21-23)은 기판(201)의 제1면(S1), 제2면(S2) 및 제3면(S3)에 각각 배치될 수 있다. 이에 따라 제1 내지 제3 펌핑 광원(21-23)에서 방출되는 레이저 빔들(L1,L2,L3)은 상호 간섭됨이 없이 방출될 수 있다. 이상과 같이, 제1 내지 제3 펌핑 광원(21-23)로부터 출사되는 레이저 빔들(L1~L3)은 결합 렌즈(coupling lens, 27)를 통해 광섬유(25)의 일 단부에 커플링될 수 있다. 이때, 광섬유(25)는 코어부(251), 클래드부(252), 및 버퍼층(253)을 포함하는 클래드 광섬유일 수 있다. 입사된 레이저 빔들(L1,L2,L3)은 코어부(251)를 따라 도파될 수 있다. 클래드부(252)는 실리카(silica)를 포함하거나 또는 플루오린 도핑된 글래스 튜브(Fluorine doped glass tube)로 구성될 수 있다. 버퍼층(253)은, 고정부(120)가 배치되는 위치부터 클래드부(252)를 둘러싸도록 배치되는 보호층으로써, 일 예로서 열 가소성 물질, 예를 들어 폴리머(polymer)를 포함할 수 있다.
제1 내지 제3 펌핑 광원(21-23)에서 방출되는 레이저 빔들(L1,L2,L3)과 광섬유(25)의 일 단부 사이의 정렬이 일치하는 경우, 도 4c에 도시된 바와 같이 레이저 빔들(L1,L2,L3)은 광섬유의 코어부(251)에 입력될 수 있다. 그러나, 제1 내지 제3 펌핑 광원(21-23)에서 방출되는 레이저 빔들(L1,L2,L3)과 광섬유(25)의 일 단부 사이의 정렬이 일치하지 않는 경우, 도 4d에 도시된 바와 같이 레이저 빔들(L1,L2,L3) 중 일부는 광섬유의 클래드부(252)에 입력될 수 있다.
상술한 바와 같이, 복수 개의 펌핑 광원(21-23)으로부터 출사된 레이저 빔들(L1,L2,L3)과 광섬유(25) 사이의 정렬이 불일치 하는 경우, 광섬유(25)의 코어부(251)가 아닌 클래드부(252)로 레이저 빔들(L1,L2,L3)이 도파되고 최외곽부에 배치된 버퍼층(253)에 흡수됨으로써 열을 발생시킴에 따라 클래드부(252)에 손상을 가할 수 있다. 이하에서는 복수 개의 펌핑 광원(21-23)으로부터 출사된 레이저 빔들(L1,L2,L3)과 광섬유(25) 사이의 정렬이 불일치 하는 경우, 불필요한 열을 외부로 방출하여 버퍼층(253)에 손상을 가하지 않을 수 있는 광섬유 지지 장치(100)에 대해 보다 구체적으로 서술한다.
다시 도 2를 참조하면, 본원 발명의 일 실시예에 따른 광섬유 지지 장치(100)는 광섬유(25)가 삽입되는 페룰(110), 광섬유의 일부를 고정시키는 고정부(120) 및 광섬유(25)를 둘러싸도록 배치된 연결부(131), 고정부 지지부(132) 및 페룰 지지부(133)를 포함할 수 있다.
페룰(110)은 일 방향을 따라 연장된 중공 형상의 지지 부재이다. 일 예로서, 페룰(110)은 중심부에 일 방향을 따라 연장된 제1 관통홀(111)을 포함할 수 있으며, 광섬유(25)는 제1 관통홀(111)에 삽입되어 지지될 수 있다. 또한, 페룰(110)은 세라믹 재질, 예를 들어 지르코늄 디옥사이드(ZrO2)을 포함할 수 있다. 이때, 페룰(110)은 클래드부(252)를 따라 도파되는 레이저 빔들(L1,L2,L3)에 대한 흡수율이 작으며, 녹는점 또한 2000도 이상으로 매우 높으므로, 클래드부(252)를 따라 도파되는 레이저 빔들(L1,L2,L3)에 의해 손상되지 않을 수 있다.
고정부(120)는 페룰(110), 보다 구체적으로 페룰(110)에 구비된 제1 관통홀(111)에 삽입된 광섬유(25)의 일부를 고정시킬 수 있는 고정 부재이다. 일 예로서, 고정부(120)는 후술하게 될 연결부(131)를 사이에 두고 페룰(110)과 이격되도록 배치될 수 있다. 이때, 고정부(120)는 수지 물질, 예를 들어 에폭시를 포함할 수 있으며, 페룰(110)에 의해 지지되고, 연결부(131)를 통과한 광섬유(25)의 일부는 고정부(120)에 의해 광섬유 지지 장치(100)에 고정될 수 있다.
연결부(131)는 페룰(110)과 고정부(120) 사이에 배치되며, 광섬유(25)를 둘러싸도록 배치된 연장 부재이다. 일 예로서, 연결부(131)는 광섬유(25)를 둘러쌀 수 있는 파이프 형상의 부재일 수 있다. 이때, 연결부(131)는 광섬유(25)와 소정의 간격을 사이에 두고 서로 이격되도록 배치되어 비접촉 상태로 광섬유(25)를 커버할 수 있다.
일 예로서, 복수 개의 펌핑 광원(21-23)으로부터 출사된 레이저 빔들(L1,L2,L3)과 광섬유(25) 사이의 정렬이 완벽하지 못하는 경우, 광섬유(25)에 입사된 레이저 빔들(L1,L2,L3) 중 일부인 코어 레이저 빔(Lc)은 코어부(251)로 입사되어 도파될 수 있다. 또한, 코어부(251)가 아닌 클래드부(252)로 도파된 레이저 빔들(L1,L2,L3) 중 일부에 해당하는 정렬이 안된 레이저 빔(Ld)은 클래드 부(252)를 통과하여 외부로 방출될 수 있다. 이때, 연결부(131)가 배치된 영역에서, 클래드부(252)의 외부에는 버퍼층(253)이 배치되지 않으며, 이에 따라 불필요한 레이저 빔(Ld)이 연결부(131)를 통과하는 과정에서 외부로 제거될 수 있다.
반면 종래 기술에 따른 도 3에 도시된 바와 같이 페룰(101')과 고정부(120') 사이에 본원 발명의 일 실시예에 따른 연결부(131)가 배치되지 않는 경우, 불필요한 레이저 빔(Ld)이 외부로 제거될 수 없으며, 이에 따라 불필요한 레이저 빔(Ld)에 의해 발생된 열이 고정부(120') 및 버퍼층(253)에 인가될 수 있다. 불필요한 레이저 빔(Ld)에 의해 발생된 열은, 열가소성 물질로 형성된 고정부(120') 및 버퍼층(253)에 손상을 가할 수 있으며 이에 따라 기구의 물리적 결속력 및 광섬유(25)의 유연성이 저하되거나 파손될 수 있다.
또한, 연결부(131)는 일 방향을 따라 연장되며, 연결부(131)의 길이(D)는 광섬유(25)에 인가되는 레이저 빔들(L1,L2,L3)의 출력에 비례하여 결정될 수 있다. 일 예로서, 광섬유(25)에 인가되는 레이저 빔들(L1,L2,L3)의 출력이 높은 경우, 불필요한 레이저 빔들을 외부로 보다 용이하게 방출하기 위해, 연결부(131)의 길이(D)가 길어질 수 있다. 반면, 광섬유(25)에 인가되는 레이저 빔들(L1,L2,L3)의 출력이 낮은 경우, 연결부(131)의 길이(D)가 짧아질 수 있다.
또한, 연결부(131)는 후술하게 될 고정부 지지부(132)와 함께 소정의 열전도율, 예를 들어 170W/mK 이상의 열 전도율을 구비하는 물질을 포함할 수 있다. 일 예로서, 연결부(131)는 알루미늄 재질과 같은 고열전도율 물질을 포함함으로써, 후술하게 될 고정부(120), 고정부 지지부(132)를 통하여 전달된 열을 외부로 방출할 수 있다
고정부 지지부(132)는 연결부(131)의 일 단부에 고정되도록 배치되어 광섬유(25)와 고정부(120)를 지지하는 지지부재이다. 일 예로서, 고정부 지지부(132)은 판상 부재 형상으로 마련될 수 있으며, 중심부에 광섬유(25)가 삽입될 수 있는 제2 관통홀(1320)을 포함할 수 있다. 일 예로서, 광섬유(25)는 제2 관통홀(1320)을 통과하여 삽입되며, 고정부(120)는 고정부 지지부(132)에 지지되어 제2 관통홀(1320)을 통과하여 삽입된 광섬유(25)의 일부를 지지할 수 있다.
또한 고정부 지지부(132)는 상술한 바와 같이 소정의 열전도율, 예를 들어 170W/mK 이상의 열 전도율을 구비하는 물질을 포함할 수 있다. 일 예로서, 고정부 지지부(132)는 알루미늄 재질과 같은 고열전도율 물질을 포함할 수 있다. 이때, 연결부(131)와 고정부 지지부(132)는 일체로 형성되거나 분리형으로 형성될 수 있다. 일 예로서, 불필요한 레이저 빔(Ld)이 연결부(131)를 통과하는 과정에서 외부로 제거되지 않고 잔존하여 고정부(120)까지 전달되는 경우, 종래 기술에 따른 도 3에 도시된 바와 같이, 불필요한 레이저 빔(Ld)은 고정부(120') 및 버퍼층(253)에 열을 인가할 수 있다. 이에 따라 열가소성 물질로 형성된 고정부(120') 및 버퍼층(253)은 손상을 입을 수 있다. 반면, 본 발명의 일 실시예에 따라 열전도율이 우수한 재질을 포함하는 고정부 지지부(132)를 배치하는 경우, 고정부(120)에 인가된 열은 연결부(131) 및 고정부 지지부(132)를 통해 외부로 방출될 수 있다. 이에 따라 고정부(120) 및 버퍼층(253)에 손상을 방지함으로써, 기구의 물리적 결속력 저하 및 광섬유(25)의 유연성 저하를 방지할 수 있다.
페룰 지지부(133)는 연결부(131)의 타 단부에 고정되도록 배치되며, 페룰(110)을 지지할 수 있다. 일 예로서, 페룰 지지부(133)는 판상 부재 형상으로 마련될 수 있으며, 페룰(110)이 삽입될 수 있는 제3 관통홀(1310)을 포함할 수 있다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 펌핑광 광원 장치와 광섬유 지지 장치에 지지된 광섬유에 대해 개략도이다. 도 5에 도시된 광섬유 지지 장치(100)는 연결부(131)와 클래드부(252) 사이에 클래딩 파워 제거 장치(cladding power stripper; 150)가 배치된다는 점을 제외하면 도 2에 도시된 광섬유 지지 장치(100)와 동일하다.
도 5를 참조하면, 일 실시예에 따른 클래딩 파워 제거 장치(150)는 클래드부(252)의 둘레부를 따라 배치될 수 있다. 일 예로서, 클래드부(252)의 표면에는 비정형 유리 물질이 불규칙하게 도포될 수 있다. 예를 들어, 유리 물질은 비정규적인 크기, 즉, 다양한 직경을 갖는 인산염 유리(P2O5) 구슬, 실리카 유리(SiO2) 구슬, GeO2기반 유리 구슬 또는 TiO2기반 유리구슬일 수 있다. 이와 같이, 비정형 유리 물질을 불규칙하게 도포함으로써, 클래드부(252)로 진행하는 불필요한 레이저 빔(Ld)이 유리 물질에 의해 난반사되어 외부로 제거될 수 있다. 여기서, 클래딩 파워 제거 장치(150)의 굴절률은 클래드부(252)의 굴절률과 동일하거나 그 보다 큰 값을 가질 수 있다. 클래딩 파워 제거 장치(150)가 배치된 길이는 클래드부(252)의 스트립 정도에 따라 조절할 수 있다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 펌핑광 광원 장치와 광섬유 지지 장치에 지지된 광섬유에 대해 개략도이다. 도 6에 도시된 광섬유 지지 장치(100)는 연결부(131)의 일 면에 배치되는 레이저 흡수부(160)를 제외하면 도 2에 도시된 광섬유 지지 장치(100)와 동일하다.
도 6을 참조하면, 일 실시예에 따른 레이저 흡수부(160)는 연결부(131)의 일 면, 보다 구체적으로 광섬유(25)와 마주보는 연결부(131)의 일 면에 배치될 수 있다. 일 예로서, 레이저 흡수부(160)는 산화막 또는 도금 처리 등을 통해 형성될 수 있으며, 클래드부(252)를 통과하여 외부로 방출된 불필요한 레이저 빔(Ld)을 보다 용이하게 흡수할 수 있도록 검은색으로 구현될 수 있다.
일 실시예에 따라 연결부(131)의 일 면에 레이저 흡수부(160)가 배치되는 경우, 클래드부(252)를 통과하여 외부로 방출된 불필요한 레이저 빔(Ld)은 연결부(131)에 의해 반사되지 않고 레이저 흡수부(160)에 보다 용이하게 흡수되어 제거될 수 있다.
도 7a 및 도 7b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 펌핑광 광원 장치와 광섬유 지지 장치에 지지된 광섬유에 대해 개략도이다. 도 7a 및 도 7b에 도시된 광섬유 지지 장치(100)는 제1 방열부(170) 및 제2 방열부(180)를 구비한다는 점을 제외하면 도 2에 도시된 광섬유 지지 장치(100)와 동일하다.
도 7a 및 도 7b를 참조하면, 일 실시예에 따른 제1 방열부(170) 및 제2 방열부(180)는 연결부(131) 및 고정부 지지부(132)의 외면에 배치되어 고정부 지지부(132) 및 연결부(131)로 전달되는 열을 흡수하는 방열부재이다. 일 예시에 따르면, 결합되지 못한 레이저 빔(Ld)이 외부로 제거되지 않고 잔존하여 고정부(120)까지 전달되는 경우, 결합되지 못한 레이저 빔(Ld)은 고정부(120)에 열을 인가할 수 있다. 결합되지 못한 레이저 빔(Ld)에 의해 고정부(120)에 인가된 열은 고정부 지지부(132)를 통해 연결부(131)로 전달되어 외부로 방출될 수 있다. 이때, 외부와의 온도차이에 의해 연결부(131)를 통해 충분한 방열이 이루어지지 않을 수 있다.
연결부(131) 및 고정 지지부(132)와 외부와의 열교환을 위해 도 7a에 도시된 바와 같이 복수 개의 방열핀(171)이 연결부(131) 및 고정 지지부(132)의 둘레부를 따라 배치될 수 있다. 복수 개의 방열핀(171) 상호 소정의 간격을 따라 이격되도록 배치될 수 있으며, 외부 공기와의 접촉 면적을 향상시켜 연결부(131) 및 고정 지지부(132)와 외부의 열 전달 효율을 향상시킬 수 있다. 일 예시로서, 복수 개의 방열핀(171)과 연결부(131) 및 고정 지지부(132)은 일체로 형성되거나 분리형으로 형성될 수 있다.
또한, 연결부(131) 및 고정 지지부(132)와 외부와의 열교환을 위해 도 7b에 도시된 바와 같이 제2 방열부(180)는 방열 재킷으로 구현되어, 연결부(131) 및 고정 지지부(132)의 둘레부를 따라 배치될 수 있다. 방열 재킷으로 구현된 방열부(180)의 내부에는 외부 공기 온도 이하의 냉각 매질이 순환함으로써, 연결부(131) 및 고정 지지부(132)와 외부의 열 전달 효율을 향상시킬 수 있다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
1: 레이저 장치
10: 신호광 광원부
20: 펌핑광 광원 장치
25: 광섬유
30: 커플러
40: 펌핑부
100: 광섬유 지지 장치
110: 페룰
120: 고정부
131: 연결부
132: 지지부
133: 페룰 지지부
150: 클래딩 파워 제거 장치
160: 레이저 흡수부
170: 제1 방열부
180: 제2 방열부

Claims (15)

  1. 일 방향을 따라 연장되며, 광섬유가 삽입되는 제1 관통홀을 구비하는 페룰;
    상기 제1 관통홀에 삽입된 상기 광섬유의 일부를 고정시키는 고정부;
    상기 페룰과 상기 고정부 사이에 배치되며, 상기 광섬유를 둘러싸도록 배치된 연결부;를 포함하며,
    상기 연결부는 상기 광섬유와 서로 이격되도록 배치되어 비접촉 상태로 상기 광섬유를 둘러싸는,
    광섬유 지지 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 연결부의 일 단부에 고정되도록 배치되며, 상기 광섬유가 삽입되는 제2 관통홀을 구비하는 판상 부재 형상의 고정부 지지부;를 더 포함하며,
    상기 고정부는 상기 고정부 지지부에 지지되어 상기 광섬유의 일부를 고정시키는,
    광섬유 지지 장치.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 연결부와 상기 지지부는 소정의 열 전도율 이상을 구비하는 물질을 포함하며,
    상기 광섬유로부터 상기 고정부에 전달된 열은 상기 고정부 지지부 및 상기 연결부로 전달되어 외부로 방열되는
    광섬유 지지 장치.
  4. 제2 항에 있어서,
    상기 연결부와 상기 고정부 지지부는 일체형 또는 분리형으로 마련되는,
    광섬유 지지 장치.
  5. 제2 항에 있어서,
    상기 연결부 및 상기 고정부 지지부의 외면에 배치되어 상기 고정부 지지부 및 상기 연결부로 전달되는 열을 흡수하는 방열부;를 더 포함하는,
    광섬유 지지 장치.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 연결부와 상기 광섬유 사이에 배치되는 클래딩 파워 제거 장치;를 더 포함하는,
    광섬유 지지 장치.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 광섬유와 마주보도록 배치된 상기 연결부의 일 면에 배치되는 레이저 흡수부;를 더 포함하는,
    광섬유 지지 장치.
  8. 제1 항에 있어서,
    상기 연결부의 타 단부에 고정되도록 배치되며, 상기 페룰이 삽입되는 제3 관통홀을 구비하는 판상 부재 형상의 페룰 지지부;를 더 포함하는,
    광섬유 지지 장치.
  9. 제1 항에 있어서,
    상기 연결부의 길이는 상기 광섬유에 인가되는 레이저의 출력에 비례하여 연장되는,
    광섬유 지지 장치.
  10. 시드 레이저를 출사하는 광섬유 시드 레이저;
    펌핑 광을 이용하여 상기 시드 레이저를 증폭하는 레이저 증폭기;
    상기 펌핑 광을 제공하는 펌핑광 광원 장치;
    상기 펌핑광 광원 장치에서 형성된 상기 펌핑 광을 집속하여 상기 레이저 증폭기에 전달하는 광섬유; 및
    상기 광섬유를 지지하는 광섬유 지지 장치;를 포함하는 레이저 장치로서,
    상기 광섬유 지지 장치는,
    일 방향을 따라 연장되며, 광섬유가 삽입되는 제1 관통홀을 구비하는 페룰;
    상기 제1 관통홀에 삽입된 상기 광섬유의 일부를 고정시키는 고정부;
    상기 페룰과 상기 고정부 사이에 배치되며, 상기 광섬유를 둘러싸도록 배치된 연결부;를 포함하며,
    상기 연결부는 상기 광섬유와 서로 이격되도록 배치되어 비접촉 상태로 상기 광섬유를 둘러싸는,
    레이저 장치.
  11. 제10 항에 있어서,
    상기 연결부의 일 단부에 고정되도록 배치되며, 상기 광섬유가 삽입되는 제2 관통홀을 구비하는 판상 부재 형상의 고정부 지지부;를 더 포함하며,
    상기 고정부는 상기 고정부 지지부에 지지되어 상기 광섬유의 일부를 고정시키는,
    레이저 장치.
  12. 제11 항에 있어서,
    상기 연결부와 상기 고정부 지지부는 소정의 열 전도율 이상을 구비하는 물질을 포함하며,
    상기 광섬유로부터 상기 고정부에 전달된 열은 상기 고정부 지지부 및 상기 연결부로 전달되어 외부로 방열되는
    레이저 장치.
  13. 제10 항에 있어서,
    상기 연결부와 상기 광섬유 사이에 배치되는 클래딩 파워 제거 장치;를 더 포함하는,
    레이저 장치.
  14. 제10 항에 있어서,
    상기 광섬유와 마주보도록 배치된 상기 연결부의 일 면에 배치되는 레이저 흡수부;를 더 포함하는,
    레이저 장치.
  15. 제11 항에 있어서,
    상기 연결부 및 상기 고정부 지지부의 외면에 배치되어 상기 고정부 지지부 및 상기 연결부로 전달되는 열을 흡수하는 방열부;를 더 포함하는,
    레이저 장치.
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