KR20200071889A - 광섬유 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

길이 방향을 따라 광을 산란시키는 새로운 구조를 갖는 광확산 광섬유가 개시된다. 광확산 광섬유는 상대적으로 큰 직경을 갖고 광섬유의 길이 방향을 따라 나선형으로 연장되는 편심 홀 및 이 편심 홀보다 작은 직경을 갖고 광섬유의 길이 방향을 따라 연장되는 복수개의 보이드를 구비한다.

Description

광섬유 및 그 제조방법{Optical fiber and method for making the same}

본 발명은 광섬유 및 그 제조방법에 대한 것으로서, 더 구체적으로는, 광확산 광섬유 및 그 제조방법에 대한 것이다.

광확산 광섬유는 길이 방향을 따라 광을 광섬유 외부로 산란시키는 광섬유로서, 미국특허 US8620125에는 이러한 광확산 광섬유의 일 예가 개시되어 있다. 이 문헌에 개시된 광섬유는 길이 방향을 따라 나선형으로 감겨진 복수의 헬리컬 보이드를 포함한다. 헬리컬 보이드에 의하여 광섬유의 지름 방향으로 바깥쪽으로 광이 산란된다.

US 8620125 B

본 발명은 새로운 구조를 갖는 광확산 광섬유 및 그 제조방법을 제공하기 위한 것이다.

전술한 과제를 해결하기 위하여, 광확산 광섬유로서, 광섬유의 길이 방향을 따라 나선형으로 연장되고 제1 직경을 갖는 편심 보이드; 및, 상기 편심 보이드보다 작은 직경을 가지며, 광섬유의 길이 방향을 따라 나선형으로 연장되는 복수개의 보이드를 포함하는 광확산 광섬유가 제공된다.

본 발명의 다른 형태에 따라, 광확산 광섬유를 제조하는 방법으로서, (a) 길이 방향을 따라 연장되는 편심 홀을 구비하고 소정의 굴절율을 갖는 글라스 봉재를 마련하는 단계; (b) 상기 글라스 봉재의 외경보다 큰 내경을 갖는 글라스 관형재를 마련하고 상기 글라스 관형재의 내부 공간에 상기 글라스 봉재를 삽입시키는 단계; 및, (c) 상기 글라스 관형재와 상기 글라스 봉재의 사이의 공간에 복수개의 글라스 관형 부재를 배열하고, 이들을 함께 회전시키며 인출하여 광확산 광섬유를 형성시키는 단계를 포함하는 광확산 광섬유의 제조방법이 제공된다.

본 발명의 또다른 형태에 따라, 광확산 광섬유를 제조하는 방법으로서, (a) 길이 방향을 따라 연장되는 편심 홀 및 길이 방향을 따라 외주면에 마련된 복수개의 홈을 구비하고, 소정의 굴절율을 갖는 글라스 봉재를 마련하는 단계; (b) 상기 글라스 봉재의 외경보다 큰 내경을 갖는 글라스 관형재를 마련하고 상기 글라스 관형재의 내부 공간에 상기 글라스 봉재를 삽입시키는 단계; 및, (c) 상기 글라스 봉재와 상기 글라스 관형재를 함께 회전시키며 인출하여 광확산 광섬유를 형성시키는 단계를 포함하는 광확산 광섬유의 제조방법이 제공된다.

본 발명에 따라, 새로운 구조를 갖는 광확산 광섬유 및 그 제조방법이 제공된다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 광확산 광섬유의 단면도.
도 2는 도 1에 도시된 광확산 광섬유의 길이 방향을 따라 나선형으로 편심 홀과 복수개의 보이드가 형성된 상태를 도시하는 도면.
도 3은 도 1에 도시된 광확산 광섬유의 굴절율을 도시하는 도면.
도 4는 도 1에 도시된 광확산 광섬유를 제조하기 위한 모재의 배열을 개략적으로 도시하는 단면도.

이하에서는, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명한다. 동일하거나 유사한 구성요소에 대해서는 동일 또는 유사한 도면 부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략한다. 본 명세서에 개시된 실시예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 등가인 것 내지 대체하는 것을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 이러한 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용되며 해당되는 구성요소들은 이러한 용어들에 의해 한정되지 않는다. 단수의 표현은, 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

본 명세서에서 사용된 "포함한다", "구비한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 단계, 구성요소 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 한정하려는 것으로 이해되어야 하며, 하나 이상의 다른 특징들이나 단계, 구성요소 또는 이들을 조합한 것들이 존재할 또는 부가될 가능성을 배제하려는 것은 아니다.

도 1에는 본 발명의 일 실시에에 따른 광확산 광섬유가 도시되어 있다. 광확산 광섬유(100)는 편심 홀(111)을 구비하는 코어부(101), 클래드부(102) 및, 복수개의 보이드부(112)를 포함한다.

편심 홀(111)은 코어부(101)의 중심축에서 벗어난 위치에 배치되며, 광확산 광섬유의 길이 방향을 따라 나선형으로 연장된다. 도시된 실시예에서 편심 홀(111)은 코어부(101)의 반경보다 작은 직경을 갖는다. 복수개의 보이드부(112)는 편심 홀(111)의 직경보다 작은 직경을 가지며, 광확산 광섬유의 길이 방향을 따라 나선형으로 연장된다. 각 보이드부(112)의 직경은 반드시 동일할 필요는 없다. 복수개의 보이드부(112)는 코어부(101)와 클래드부(102) 사이의 영역에 형성된다. 도 2에 도시된 바와 같이, 편심 홀(111)과 복수개의 보이드(112)는 광확산 광섬유의 길이 방향 중심축을 감아 둘러싸도록 나선형으로 연장된다.

도 3에는 도 1에 도시된 광확산 광섬유의 굴절율이 도시되어 있다. 도시된 바와 같이, 코어부(101)와 클래드부(102)는 동일한 굴절율을 갖는다. 편심 홀(111)과 복수개의 보이드부(112)는 비어있는 공간으로서 유리보다 낮은 굴절율을 갖는다.

전술한 바와 같은 구조를 갖는 광확산 광섬유의 코어부(101)를 따라 전송되는 광은 1차로 편심 홀(111)에 의하여 산란되며, 편심 홀(111)에 의하여 산란된 광은 2차로 복수개의 보이드(112)에 의하여 산란된다. 산란된 광은 광확산 광섬유의 반경 방향 바깥쪽으로 방출된다.

이하에서는, 도 1에 도시된 광확산 광섬유를 제조하기 위한 방법의 일 실시예를 설명한다.

도 4에는 도 1에 도시된 광확산 광섬유를 제조하기 위한 모재의 단면도가 개략적으로 도시되어 있다. 인출된 후에 광확산 광섬유(100)의 코어부(101)를 형성하는 글라스 봉재(210)는 편심 홀(211)을 구비한다. 이러한 편심 홀(211)은 1차로 마련된 글라스 봉재(210)에 편심으로 홀을 드릴링 등으로 가공하여 형성될 수 있다. 필요한 경우, 편심 홀이 마련된 글라스 봉재(210)의 직경을 줄이거나 길이를 연장시키기 위하여, 글라스 봉재(210)를 연신할 수 있다.

참조부호 220은 인출된 후에 광확산 광섬유(100)의 클래드부(102)를 형성하는 글라스 관형재를 지시한다. 글라스 관형재(220)의 내경은 글라스 봉재(210)의 외경보다 크다. 글라스 봉재(210)의 외경과 글라스 관형재(220)의 내경 사이의 영역에는 복수개의 글라스 관형 부재(230)가 배열된다. 글라스 관형 부재(230)는 편심 홀(211)보다 작은 직경을 갖는다. 각 글라스 관형 부재(230)의 직경은 서로 다르게 형성될 수 있다.

편심 홀을 갖는 글라스 봉재(210), 글라스 관형재(220) 및, 복수개의 관형 부재(230)가 도 4와 같이 배열된 모재를 인출함으로써, 도 1에 도시된 바와 같은 광확산 광섬유를 제조한다. 인출 시 모재를 회전시킴으로써, 광확산 광섬유의 편심 홀(111) 및 복수개의 보이드(112)는 길이 방향을 따라 나선형으로 형성된다. 인출 시 모재는 한방향으로만 회전되거나 양방향으로 회전될 수 있다.

위에서 설명한 제조방법의 변형된 형태로서, 복수개의 보이드(112)는 글라스 관형 부재(230)를 이용하는 방식이 아닌 다른 방식으로도 제조될 수 있다. 예를 들어, 글라스 봉재(210)의 외주면을 따라 길이 방향으로 가공된 복수개의 홈에 의하여 제공될 수 있다. 이 경우 글라스 관형 부재(230)를 배열할 공간이 필요없기 때문에, 글라스 봉재(210)의 외경과 글라스 관형재(220)의 내경의 차이는 전술한 실시예에서보다 작아도 무관하다.

100 : 광확산 광섬유
101 : 코어부
102 : 클래드부
111 : 편심 홀
112 : 보이드부
210 : 글라스 봉재
211 : 편심 홀
220 : 글라스 관형재
230 : 글라스 관형 부재

Claims (3)

1. 광확산 광섬유로서,
   광섬유의 길이 방향을 따라 나선형으로 연장되고 제1 직경을 갖는 편심 보이드; 및,
   상기 편심 보이드보다 작은 직경을 가지며, 광섬유의 길이 방향을 따라 나선형으로 연장되는 복수개의 보이드
   를 포함하는 광확산 광섬유.
   
2. 광확산 광섬유를 제조하는 방법으로서,
   (a) 길이 방향을 따라 연장되는 편심 홀을 구비하고 소정의 굴절율을 갖는 글라스 봉재를 마련하는 단계;
   (b) 상기 글라스 봉재의 외경보다 큰 내경을 갖는 글라스 관형재를 마련하고 상기 글라스 관형재의 내부 공간에 상기 글라스 봉재를 삽입시키는 단계; 및,
   (c) 상기 글라스 관형재와 상기 글라스 봉재의 사이의 공간에 복수개의 글라스 관형 부재를 배열하고, 이들을 함께 회전시키며 인출하여 광확산 광섬유를 형성시키는 단계
   를 포함하는 광확산 광섬유의 제조방법.
   
3. 광확산 광섬유를 제조하는 방법으로서,
   (a) 길이 방향을 따라 연장되는 편심 홀 및 길이 방향을 따라 외주면에 마련된 복수개의 홈을 구비하고, 소정의 굴절율을 갖는 글라스 봉재를 마련하는 단계;
   (b) 상기 글라스 봉재의 외경보다 큰 내경을 갖는 글라스 관형재를 마련하고 상기 글라스 관형재의 내부 공간에 상기 글라스 봉재를 삽입시키는 단계; 및,
   (c) 상기 글라스 봉재와 상기 글라스 관형재를 함께 회전시키며 인출하여 광확산 광섬유를 형성시키는 단계
   를 포함하는 광확산 광섬유의 제조방법.

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