KR20220125994A - Coupling apparatus for optical fiber using a ring laser and coupling method for optical fiber using the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 링 레이저를 이용한 광섬유 결합장치 및 이를 이용한 광섬유 결합방법에 관한 것으로 더 상세하게는 다수의 레이저를 하나로 결합하여 고출력의 광원을 획득하는 광섬유 결합장치에 관한 발명이다. The present invention relates to an optical fiber coupling device using a ring laser and an optical fiber coupling method using the same, and more particularly, to an optical fiber coupling device for obtaining a high-power light source by combining a plurality of lasers into one.
일반적으로 광섬유 어레이를 이용한 광섬유 레이저빔은 광학 스위칭, 신호처리, 광학 단층촬영, 센싱, 그리고 다파장 빔결합 분야에서 널리 활용되고 있다. In general, a fiber laser beam using an optical fiber array is widely used in optical switching, signal processing, optical tomography, sensing, and multi-wavelength beam combining.
그리고, 레이저 빔을 활용한 무기체계가 다양해지고 있고, 특히 무인기, 드론등 원거리에서 위협적인 이동 타겟을 요격하기 위해 고출력 광섬유 레이저를 이용한 레이저 무기체계 개발이 진행되고 있는데 원거리 레이저 전파를 위해서는 우수한 빔품질을 유지시키면서 출력을 증대시키는 빔결합 방식이 요구되고 있다. In addition, weapon systems using laser beams are becoming more diverse, and in particular, laser weapon systems using high-power fiber lasers are being developed to intercept threatening moving targets from a distance such as unmanned aerial vehicles and drones. There is a need for a beam combining method that increases the output while maintaining the .
즉, 원거리 탐지 대상물의 정확한 영상 획득과 추적 조준의 정밀도를 높이기 위해 고출력의 조명용 광원이 요구되고 있다. That is, a high-power illumination light source is required in order to obtain an accurate image of a remote detection target and to increase the precision of tracking and aiming.
그리고, 조명용 레이저로 사용되는 1.5㎛ 대역의 단일 레이저에서 생성할 수 있는 레이저 광원의 크기가 한정되기 때문에 다수의 단일 레이저 모듈을 결합하여 고출력의 광원을 획득하는 기술이 필요한 실정이다. In addition, since the size of a laser light source that can be generated by a single laser of 1.5 μm band used as a laser for illumination is limited, there is a need for a technology for obtaining a light source of high power by combining a plurality of single laser modules.
즉, 고출력의 광원을 획득하기 위해 복수의 광섬유가 묶인 광섬유다발을 용융 테이퍼링 공정을 통해 광섬유 코어를 근접시켜 결합하고, 광섬유의 직경을 축소시키고 있다. That is, in order to obtain a light source of high power, the optical fiber bundle in which a plurality of optical fibers are bundled is combined with the optical fiber core close to each other through a melt tapering process, and the diameter of the optical fiber is reduced.
본 발명과 관련된 선행특허로 한국특허등록 제1370628호 "광섬유 용융 테이퍼링 장치"가 제안된 바 있다. As a prior patent related to the present invention, Korean Patent Registration No. 1370628 "optical fiber melt tapering device" has been proposed.
한국특허등록 제1370628호 "광섬유 용융 테이퍼링 장치"는 한쌍의 척으로 광섬유를 잡고 광섬유를 용융시킴과 동시에 길이 방향을 따라 인장시켜 광섬유의 외경을 축소시키는 구조를 가진다.Korean Patent Registration No. 1370628, "Optical Fiber Melting Tapering Device" has a structure in which the outer diameter of the optical fiber is reduced by holding the optical fiber with a pair of chucks, melting the optical fiber, and simultaneously stretching the optical fiber in the longitudinal direction.
그러나, 종래의 한국특허등록 제1370628호 "광섬유 용융 테이퍼링 장치"는 토치로 광섬유를 가열하여 용융시킴으로써 복수의 광섬유를 고르게 용융시키지 못해 광섬유 테이퍼링 작업 시 불량이 많이 발생되고, 광섬유의 테이퍼링 작업이 균일하게 되지 못하는 품질 상의 문제가 빈번하게 발생되는 문제점이 있었다.However, the conventional Korean Patent Registration No. 1370628 "optical fiber fusion tapering device" does not melt a plurality of optical fibers evenly by heating and melting the optical fiber with a torch, resulting in many defects during the optical fiber tapering operation, and the optical fiber tapering operation is not uniform. There was a problem in that quality problems were frequently generated.
종래의 한국특허등록 제1370628호 "광섬유 용융 테이퍼링 장치"는 복수의 광섬유를 동시에 잡고 늘림으로써 복수의 광섬유가 한번에 테이퍼링되는 작업의 수행만 가능한 문제점이 있었다.The conventional Korean Patent Registration No. 1370628 "optical fiber fusion tapering apparatus" has a problem in that it is only possible to perform a work in which a plurality of optical fibers are tapered at once by holding and stretching a plurality of optical fibers at the same time.
그리고, 종래의 한국특허등록 제1370628호 "광섬유 용융 테이퍼링 장치"는 고출력 광원을 획득하기 위해 중심 광섬유의 둘레로 복수의 광섬유가 배치시킨 광섬유 다발을 테이퍼링하여 결합시키는 작업을 수행하기가 불가능한 문제점이 있었다. In addition, the conventional Korean Patent Registration No. 1370628 "optical fiber fusion tapering device" has a problem in that it is impossible to perform the operation of tapering and combining the optical fiber bundles arranged by a plurality of optical fibers around the central optical fiber to obtain a high-power light source. .
본 발명의 목적은 링 레이저를 이용하여 복수의 광섬유를 외측 둘레에서 중심까지 고르게 가열하여 용융시킨 후 광섬유 결합 작업을 수행할 수 있는 링 레이저를 이용한 광섬유 결합장치 및 이를 이용한 광섬유 결합방법을 제공하는 데 있다. An object of the present invention is to provide an optical fiber coupling apparatus using a ring laser capable of performing an optical fiber bonding operation after heating and melting a plurality of optical fibers evenly from the outer circumference to the center using a ring laser, and an optical fiber bonding method using the same. have.
본 발명의 다른 목적은 복수의 광섬유를 선택적으로 잡는 척구조를 통해 복수의 광섬유를 포함하는 광섬유 다발에서 광섬유 결합 작업을 선택적으로 수행할 수 있는 광섬유 결합장치 및 광섬유 결합방법을 제공하는 데 있다. Another object of the present invention is to provide an optical fiber coupling device and an optical fiber coupling method capable of selectively performing optical fiber coupling operation in an optical fiber bundle including a plurality of optical fibers through a chuck structure selectively holding a plurality of optical fibers.
본 발명의 또 다른 목적은 중심 광섬유의 둘레로 복수의 광섬유가 배치된 광섬유 다발을 테이퍼링하여 결합시키는 광섬유 결합 작업을 안정적으로 수행할 수 있는 광섬유 결합장치 및 광섬유 결합방법을 제공하는 데 있다. Another object of the present invention is to provide an optical fiber coupling device and an optical fiber coupling method capable of stably performing an optical fiber coupling operation of tapering and coupling a bundle of optical fibers in which a plurality of optical fibers are disposed around a central optical fiber.
상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 링 레이저를 이용한 광섬유 결합장치의 일 실시예는 복수의 광섬유를 포함하는 광섬유 다발을 잡는 한쌍의 척부, 상기 척부를 전, 후 이동시키는 제1척 이동부, 상기 척부의 사이에서 광섬유 다발을 가열하는 광섬유 가열부를 포함하며, 상기 광섬유 가열부는 링레이저 빔을 집속시켜 상기 광섬유 다발을 용융시키는 것을 특징으로 한다. In order to achieve the above object of the present invention, one embodiment of an optical fiber coupling device using a ring laser according to the present invention is a pair of chucks for holding a bundle of optical fibers including a plurality of optical fibers, a first for moving the chucks forward and backward. and a chuck moving part and an optical fiber heating part heating the optical fiber bundle between the chuck part, wherein the optical fiber heating part melts the optical fiber bundle by focusing a ring laser beam.
본 발명에서 상기 광섬유 가열부는 광섬유 다발을 감싸는 링형태의 링레이저를 발생시키는 링레이저 발생부 및 상기 링레이저 발생부에서 발생된 링형태의 링레이저 빔을 전달받아 링레이저 빔을 집속시켜 광섬유 다발을 가열하고 용융시키는 링레이저 집속부를 포함할 수 있다. In the present invention, the optical fiber heating unit receives the ring-shaped ring laser beam generated by the ring laser generator and the ring laser generator for generating a ring-shaped ring laser surrounding the optical fiber bundle and focuses the ring laser beam to form the optical fiber bundle. It may include a ring laser focusing portion for heating and melting.
본 발명에서 상기 링레이저 집속부는 광섬유 다발이 통과되는 광섬유 제1통과구멍이 위치되고, 링레이저 빔을 집속시키는 원뿔형 반사홈부를 구비한 집속용 반사부를 포함할 수 있다. In the present invention, the ring laser focusing part may include a focusing reflective part having a conical reflective groove for focusing the ring laser beam and having a first optical fiber through hole through which the optical fiber bundle passes.
본 발명에서 상기 링레이저 집속부는 링레이저 발생부에서 방출된 링형태의 링레이저를 반사하여 집속용 반사부의 원뿔형 반사홈부 내로 입사시키는 링레이저 반사경부재를 더 포함할 수 있다. In the present invention, the ring laser focusing unit may further include a ring laser reflecting mirror member for reflecting the ring-shaped ring laser emitted from the ring laser generating unit and making it incident into the conical reflection groove of the focusing reflecting unit.
본 발명에서 상기 링레이저 반사경부재에는 광섬유 다발이 통과되는 광섬유 제2통과구멍이 위치될 수 있다. In the present invention, the ring laser reflector member may have a second optical fiber through hole through which the optical fiber bundle is passed.
본 발명에 따른 링 레이저를 이용한 광섬유 결합장치의 일 실시예는 상기 척부를 회전시키는 척 회전부를 더 포함하며, 한쌍의 상기 척부는 각각 상기 척 회전부에 의해 서로 반대 방향으로 회전되어 광섬유 다발을 비틀 수 있다. An embodiment of the optical fiber coupling device using a ring laser according to the present invention further includes a chuck rotating part for rotating the chuck part, and a pair of the chuck parts are respectively rotated in opposite directions by the chuck rotating part to twist the optical fiber bundle. have.
본 발명에서 상기 척부는 복수의 광섬유 중 적어도 어느 하나의 광섬유를 잡아 고정하는 제1광섬유 클램프부, 복수의 광섬유 중 나머지 광섬유를 잡아 고정하는 제2광섬유 클램프부를 포함하며, 상기 척부는 복수의 광섬유가 삽입되도록 이격된 복수의 광섬유 거치홈부가 길이 방향으로 길게 형성된 척 몸체부재를 더 포함하고, 상기 제1광섬유 클램프부는 복수의 광섬유 거치홈부 중 적어도 어느 하나의 광섬유 거치홈부에 삽입된 광섬유를 잡아 고정하고, 상기 제2광섬유 클램프부는 복수의 광섬유 거치홈부 중 나머지 광섬유 거치홈부에 삽입된 광섬유를 잡아 고정할 수 있다. In the present invention, the chuck part includes a first optical fiber clamp part for holding and fixing at least one optical fiber among the plurality of optical fibers, and a second optical fiber clamp part for holding and fixing the remaining optical fibers among the plurality of optical fibers, wherein the chuck part includes a plurality of optical fibers. A plurality of optical fiber holding grooves spaced apart to be inserted further comprises a chuck body member formed to be elongated in the longitudinal direction, and the first optical fiber clamp unit holds and fixes the optical fiber inserted into at least one of the plurality of optical fiber holding grooves. , the second optical fiber clamp unit may hold and fix the optical fiber inserted into the remaining optical fiber holding grooves among the plurality of optical fiber holding grooves.
본 발명에서 상기 광섬유 다발은 중심에 위치되는 중심 광섬유부재 및 상기 중심 광섬유부재의 외측 둘레를 따라 원주 방향으로 위치되는 복수의 주변 광섬유부재를 포함하며, 복수의 상기 광섬유 거치홈부는 상기 중심 광섬유부재가 삽입되는 중심 광섬유 거치홈부 및 상기 중심 광섬유 거치홈부의 양 측에 이격되게 위치되어 상기 주변 광섬유부재가 삽입되는 복수의 주변 광섬유 거치홈부를 포함할 수 있다. In the present invention, the optical fiber bundle includes a central optical fiber member positioned at the center and a plurality of peripheral optical fiber members positioned in a circumferential direction along the outer periphery of the central optical fiber member, and the plurality of optical fiber mounting grooves are the central optical fiber member. It may include a central optical fiber receiving groove to be inserted and a plurality of peripheral optical fiber holding grooves positioned to be spaced apart on both sides of the central optical fiber receiving groove and into which the peripheral optical fiber member is inserted.
본 발명에서 상기 제1광섬유 클램프부는 상기 척 몸체부재에 회전 가능하게 장착되고 자력으로 척 몸체부재에 부착되어 중심 광섬유부재를 잡아 위치를 고정시키는 제1클램프 덮개부재를 포함할 수 있다. In the present invention, the first optical fiber clamp unit may include a first clamp cover member rotatably mounted on the chuck body member and attached to the chuck body member by magnetic force to hold the central optical fiber member and fix the position.
본 발명에서 상기 제2광섬유 클램프부는 척 몸체부재에 회전 가능하게 장착되고, 자력으로 척 몸체부재에 부착되어 복수의 주변 광섬유부재를 잡아 위치를 고정시키는 제2클램프 덮개부재를 포함할 수 있다. In the present invention, the second optical fiber clamp unit may include a second clamp cover member that is rotatably mounted on the chuck body member and is attached to the chuck body member by magnetic force to hold a plurality of peripheral optical fiber members and fix the position.
본 발명에서 상기 척 몸체부재는 제1광섬유 클램프부가 위치되는 제1척 몸체부, 상기 제1척 몸체부와 분리되어 제1척 몸체부의 앞쪽에 위치되고, 상기 제2광섬유 클램프부가 위치되는 제2척 몸체부 및 상기 제2척 몸체부를 전, 후 이동시켜 복수의 주변 광섬유부재만 별도로 당겨 테이퍼링 작업할 수 있는 제2척 이동부를 포함할 수 있다. In the present invention, the chuck body member includes a first chuck body in which the first optical fiber clamp part is positioned, a second chuck body separated from the first chuck body part and positioned in front of the first chuck body part, and in which the second optical fiber clamp part is positioned. and a second chuck moving unit capable of performing a tapering operation by separately pulling only a plurality of peripheral optical fiber members by moving the chuck body and the second chuck body forward and backward.
본 발명에서 상기 척부는 상기 척 몸체부재의 선단부 측에 위치되며 상기 중심 광섬유부재와 복수의 상기 주변 광섬유부재를 잡아 고정할 수 있는 광섬유 홀더부를 더 포함할 수 있다. In the present invention, the chuck unit may further include an optical fiber holder located at the front end side of the chuck body member and capable of holding and fixing the central optical fiber member and the plurality of peripheral optical fiber members.
본 발명에서 상기 광섬유 홀더부는 길이 방향으로 상기 중심 광섬유부재와 복수의 상기 주변 광섬유부재가 통과될 수 있는 광섬유 통과용 중공부가 구비된 홀더 베이스 몸체부재, 광섬유 통과용 중공부 내로 삽입되어 결합되고, 중심에 중심 광섬유부재가 통과되는 중심 구멍이 위치되고, 중심 구멍의 둘레로 원주 방향으로 이격되어 복수의 주변 광섬유부재가 각각 통과되는 복수의 주변 슬릿부가 위치된 홀더부재 및 상기 홀더 베이스 몸체부재의 선단부에 결합되어 상기 홀더부재의 중심 구멍과 주변 슬릿부를 오므리게 하는 홀더 캡부재를 포함할 수 있다. In the present invention, the optical fiber holder part is inserted into the holder base body member having a hollow part for passing an optical fiber through which the central optical fiber member and a plurality of the peripheral optical fiber members can pass in the longitudinal direction, and is inserted into the hollow part for passing the optical fiber, and is coupled to the center. A central hole through which the central optical fiber member passes is located, and a plurality of peripheral slits through which a plurality of peripheral optical fiber members pass respectively are located, spaced apart in the circumferential direction around the central hole, and at the tip of the holder base body member. It may include a holder cap member coupled to the central hole and the peripheral slit of the holder member to close.
본 발명에서 상기 홀더부재는 전면에 중심 구멍이 위치되고, 전면 및 외측면의 둘레로 복수의 상기 주변 슬릿부가 위치되며, 선단부 측으로 갈수곡 점차 직경이 작아지는 콘 형상을 가지는 홀더 머리부를 포함할 수 있다. In the present invention, the holder member may include a holder head having a cone shape in which a center hole is located on the front surface, a plurality of peripheral slit portions are located around the front and outer surfaces, and the diameter gradually decreases toward the tip end. have.
본 발명에서 상기 홀더 캡부재는 상기 홀더 머리부가 통과되는 머리 통과구멍이 위치되고, 상기 홀더 베이스 몸체부재의 선단부 측에 나사 결합되어 상기 머리 통과구멍을 관통한 콘 형상의 상기 홀더 머리부를 조일 수 있다. In the present invention, the holder cap member has a head through hole through which the holder head passes, and is screwed to the front end of the holder base body member to tighten the cone-shaped holder head passing through the head through hole. .
본 발명에서 상기 홀더 베이스 몸체부재는 광섬유 통과용 중공부가 구비되고, 선단부 측에 위치되어 상기 홀더 캡부재가 결합되는 원통형 몸체 및 상기 원통형 몸체의 후측으로 연장되고, 상면에 상기 광섬유 통과용 중공부와 연결되는 광섬유 통과용 삽입부가 상면이 개방된 형태로 형성된 광섬유 받침 몸체를 포함할 수 있다. In the present invention, the holder base body member is provided with a hollow part for passing an optical fiber, is located on the tip side, and extends to the rear side of the cylindrical body to which the holder cap member is coupled, and the hollow part for passing the optical fiber on the upper surface; The insertion portion for passing the optical fiber to be connected may include an optical fiber support body having an open upper surface.
본 발명에서 상기 광섬유 홀더부는 상기 광섬유 통과용 삽입부 내에 돌출되게 위치되고, 중심 광섬유부재가 통과되는 관 형태의 중심 광섬유 안내용 돌출관부재 및 상기 중심 광섬유 안내용 돌출관부재에 분리 가능하게 결합되고, 길이 방향으로 중심 광섬유부재가 통과되며 상기 홀더부재 내로 삽입되어 위치되는 관 형태의 중심 광섬유 안내용 결합관부재를 더 포함할 수 있다. In the present invention, the optical fiber holder part is positioned to protrude in the insertion part for passing the optical fiber, and is detachably coupled to the central optical fiber guide protruding tube member and the central optical fiber guide protruding tube member in the form of a tube through which the central optical fiber member passes, , It may further include a coupling tube member for guiding the central optical fiber in the form of a tube through which the central optical fiber member passes in the longitudinal direction and is inserted into the holder member.
본 발명에서 상기 광섬유 통과용 중공부 내에서 상기 중심 광섬유 안내용 결합관부재의 양 측에는 복수의 주변 광섬유부재가 삽입되어 통과될 수 있는 여유 공간이 구비되고, 복수의 상기 주변 광섬유부재는 상기 중심 광섬유 안내용 결합관부재의 양 측에 구비되는 여유 공간을 통해 상기 홀더부재를 통과하고 상기 홀더부재의 선단부 측에 위치되는 복수의 주변 슬릿부를 통과하여 위치될 수 있다. In the present invention, a plurality of peripheral optical fiber members are inserted and provided on both sides of the coupling tube member for guiding the central optical fiber in the hollow portion for passing through the optical fiber in the present invention. It may be positioned to pass through the holder member through the free space provided on both sides of the coupling pipe member for guide and to pass through a plurality of peripheral slits positioned on the tip side of the holder member.
본 발명에 따른 광섬유 결합방법의 일 실시예는 복수의 광섬유를 포함하는 광섬유 다발을 이격되게 위치된 한쌍의 척부로 잡아 고정하는 광섬유 다발 고정단계, 한쌍의 척부의 사이에서 광섬유 다발 고정단계에서 고정된 광섬유 다발을 광섬유 가열부로 가열하여 광섬유 다발을 용융시키는 광섬유 용융단계, 광섬유 용융단계로 광섬유 다발이 용융될 때 한쌍의 척부를 서로 반대 방향으로 이동시켜 광섬유 다발의 용융부분을 양 방향으로 당겨 광섬유를 테이퍼링하는 광섬유 결합단계를 포함하며, 상기 광섬유 용융단계는 링레이저 빔을 집속시켜 광섬유 다발을 용융시키는 것을 특징으로 한다. An embodiment of the optical fiber coupling method according to the present invention is an optical fiber bundle fixing step of holding and fixing an optical fiber bundle including a plurality of optical fibers with a pair of chucks positioned to be spaced apart, and fixed in the optical fiber bundle fixing step between a pair of chucks. In the optical fiber melting step, in which the optical fiber bundle is heated by an optical fiber heating unit to melt the optical fiber bundle, when the optical fiber bundle is melted, a pair of chucks are moved in opposite directions to pull the molten part of the optical fiber bundle in both directions to tapering the optical fiber and an optical fiber coupling step, wherein the optical fiber melting step is characterized in that the optical fiber bundle is melted by focusing a ring laser beam.
본 발명에서 상기 광섬유 용융단계는 링레이저 빔을 발생시켜 방출하는 링레이저 방출과정, 상기 링레이저 방출과정에서 방출된 링레이저 빔을 반사시켜 링레이저 빔을 집속시키는 빔 집속부의 원뿔형 반사홈부 내로 입사시키는 링레이저 반사과정 및 광섬유 다발이 중심으로 통과된 원뿔형 반사홈부 내에서 입사된 링레이저 빔을 반사시켜 원뿔형 반사홈부의 중심으로 집속시켜 광섬유 다발을 가열하는 광섬유 가열과정을 포함할 수 있다. In the present invention, the optical fiber melting step is a ring laser emitting process for generating and emitting a ring laser beam, and reflecting the ring laser beam emitted in the ring laser emitting process to focus the ring laser beam. It may include a ring laser reflection process and an optical fiber heating process of heating the optical fiber bundle by reflecting the incident ring laser beam in the conical reflective groove through which the optical fiber bundle has passed through the center and focusing it on the center of the conical reflective groove.
본 발명에서 상기 광섬유 가열과정은 링레이저 빔을 상기 원뿔형 반사홈부 내에서 90도로 반사시켜 상기 원뿔형 반사홈부의 중심을 향해 집속시키며 상기 원뿔형 반사홈부의 중심을 통과하여 위치된 광섬유 다발을 외측 둘레에서 중심까지 가열할 수 있다. In the present invention, the optical fiber heating process reflects a ring laser beam at 90 degrees within the conical reflective groove, focuses it toward the center of the conical reflective groove, and passes through the center of the conical reflective groove to center the optical fiber bundle located at the outer periphery. can be heated up to
본 발명에 따른 광섬유 결합방법의 일 실시예는 상기 광섬유 다발 고정단계와 상기 광섬유 용융단계의 사이에서 한쌍의 척부를 각각 서로 반대방향으로 회전시켜 광섬유 다발을 꼬는 광섬유 비틀림단계를 더 포함할 수 있다. An embodiment of the optical fiber coupling method according to the present invention may further include the optical fiber twisting step of twisting the optical fiber bundle by rotating a pair of chucks in opposite directions to each other between the optical fiber bundle fixing step and the optical fiber melting step.
본 발명에서 상기 광섬유 다발 고정단계는 광섬유 다발의 중심에 위치되는 중심 광섬유부재를 고정시키는 중심 광섬유 배치과정 및 상기 중심 광섬유부재의 외측 둘레로 복수의 주변 광섬유부재를 배치하여 고정시키는 주변 광섬유 배치과정을 포함할 수 있다.In the present invention, the optical fiber bundle fixing step includes a central optical fiber arrangement process for fixing a central optical fiber member positioned at the center of the optical fiber bundle, and a peripheral optical fiber arrangement process for fixing and disposing a plurality of peripheral optical fiber members around the outer periphery of the central optical fiber member. may include
본 발명은 링 레이저를 이용하여 복수의 광섬유를 외측 둘레에서 중심까지 고르게 가열하여 용융시킨 후 광섬유 결합 작업을 수행할 수 있어 광섬유 결합 작업 시 불량률을 크게 저하시키고, 광섬유 결합 작업을 수행한 광섬유 다발의 품질을 균일하게 관리하는 효과가 있다. The present invention uses a ring laser to uniformly heat and melt a plurality of optical fibers from the outer periphery to the center, and then perform the optical fiber bonding operation, thereby greatly reducing the defect rate during the optical fiber bonding operation, It has the effect of uniformly managing the quality.
또한, 본 발명은 복수의 광섬유를 선택적으로 잡는 척구조를 통해 복수의 광섬유를 포함하는 광섬유 다발에서 광섬유 결합 작업을 선택적으로 수행할 수 있어 다양한 고출력 광섬유 결합구조를 설계할 수 있는 효과가 있다. In addition, the present invention has the effect of being able to design various high-power optical fiber coupling structures by selectively performing the optical fiber coupling operation on an optical fiber bundle including a plurality of optical fibers through a chuck structure selectively holding a plurality of optical fibers.
또한, 본 발명은 중심 광섬유의 둘레로 복수의 광섬유가 배치된 광섬유 다발을 테이퍼링하여 결합시키는 광섬유 결합 작업을 안정적으로 수행할 수 있어 kW급 이상의 고출력광섬유 레이저 시스템에서 사용이 가능한 광섬유를 제조할 수 있는 효과가 있다. In addition, the present invention can stably perform an optical fiber bonding operation in which a plurality of optical fibers are arranged by tapering a bundle of optical fibers disposed around a central optical fiber, so that an optical fiber that can be used in a high-power optical fiber laser system of kW or higher can be manufactured. It works.
도 1은 본 발명에 따른 링 레이저를 이용한 광섬유 결합장치의 일 실시예를 도시한 정면도.
도 2는 본 발명에 따른 링 레이저를 이용한 광섬유 결합장치에서 광섬유 가열부의 일 실시예를 도시한 사시도.
도 3은 본 발명에 따른 링 레이저를 이용한 광섬유 결합장치에서 광섬유 가열부의 일 실시예를 도시한 개략도.
도 4 및 도 5는 본 발명에 따른 링 레이저를 이용한 광섬유 결합장치에서 척부의 일 실시예를 도시한 사시도.
도 6은 본 발명에 따른 링 레이저를 이용한 광섬유 결합장치의 척부에 광섬유 홀더의 일 실시예를 도시한 사시도.
도 7은 본 발명에 따른 링 레이저를 이용한 광섬유 결합장치의 척부에 광섬유 홀더의 일 실시예를 도시한 분해사시도. 1 is a front view showing an embodiment of an optical fiber coupling device using a ring laser according to the present invention.
Figure 2 is a perspective view showing an embodiment of the optical fiber heating unit in the optical fiber coupling device using a ring laser according to the present invention.
Figure 3 is a schematic diagram showing an embodiment of the optical fiber heating unit in the optical fiber coupling device using a ring laser according to the present invention.
4 and 5 are perspective views showing an embodiment of the chuck in the optical fiber coupling device using a ring laser according to the present invention.
Figure 6 is a perspective view showing an embodiment of the optical fiber holder in the chuck of the optical fiber coupling device using a ring laser according to the present invention.
Figure 7 is an exploded perspective view showing an embodiment of the optical fiber holder in the chuck of the optical fiber coupling device using a ring laser according to the present invention.
본 발명을 더욱 상세히 설명한다.The present invention will be described in more detail.
본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 본 발명의 상세한 설명에 앞서, 이하에서 설명되는 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니된다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.A preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings as follows. Prior to the detailed description of the present invention, the terms or words used in the present specification and claims described below should not be construed as being limited to conventional or dictionary meanings. Accordingly, the configuration shown in the embodiments and drawings described in the present specification is only the most preferred embodiment of the present invention and does not represent all of the technical spirit of the present invention, so at the time of the present application, various It should be understood that there may be equivalents and variations.
도 1은 본 발명에 따른 링 레이저를 이용한 광섬유 결합장치의 일 실시예를 도시한 정면도이고, 도 2는 본 발명에 따른 링 레이저를 이용한 광섬유 결합장치에서 광섬유 가열부의 일 실시예를 도시한 사시도이며, 도 3은 본 발명에 따른 링 레이저를 이용한 광섬유 결합장치에서 광섬유 가열부의 일 실시예를 도시한 개략도이다. 1 is a front view showing an embodiment of an optical fiber coupling device using a ring laser according to the present invention, Figure 2 is a perspective view showing an embodiment of an optical fiber heating unit in the optical fiber coupling device using a ring laser according to the present invention , Figure 3 is a schematic diagram showing an embodiment of the optical fiber heating unit in the optical fiber coupling device using a ring laser according to the present invention.
도 1 내지 도 3을 참고하여 본 발명에 따른 링 레이저를 이용한 광섬유 결합장치의 일 실시예를 하기에서 상세하게 설명한다. An embodiment of an optical fiber coupling device using a ring laser according to the present invention will be described in detail below with reference to FIGS. 1 to 3 .
본 발명에 따른 링 레이저를 이용한 광섬유 결합장치의 일 실시예는 복수의 광섬유를 포함하는 광섬유 다발을 잡는 한쌍의 척부(100)를 포함한다.An embodiment of the optical fiber coupling device using a ring laser according to the present invention includes a pair of
한쌍의 척부(100)는 서로 마주보고 이격되게 위치되고, 제1척 이동부(200)에 연결되어 제1척 이동부(200)에 의해 전, 후 이동된다.The pair of
제1척 이동부(200)는 한쌍의 척부(100)에 각각 구비되어 한쌍의 척을 각각 전, 후 이동시킬 수 있다. The first
제1척 이동부(200)는 볼스크류 방식의 리니어 액추에이터인 것을 일 예로 하고, 이외에도 랙기어와 랙기어에 맞물려 모터에 의해 회전되는 피니언 기어를 포함하여 모터의 회전력을 직선 이동으로 변환하는 랙과 피니언 구조체 등 공지의 직선 이동기기 또는 유압 실린더를 이용하여 다양하게 변형되어 실시될 수 있는 바 더 상세한 설명은 생략함을 밝혀둔다. The first
또한, 제1척 이동부(200)는 도시되지 않았지만 한쌍의 척부(100)가 각각 서로 다른 방향으로 나사 결합되는 스크류, 스크류를 회전시키는 스크류 회전모터를 포함하여 스크류의 회전에 의해 한쌍의 척부(100)가 서로 마주보는 방향으로 이동하거나 서로 반대되는 방향으로 이동될 수 있다. In addition, although not shown, the first
즉, 한쌍의 척부(100) 중 어느 하나가 왼나사 방향으로 스크류에 나사결합되고, 한쌍의 척부(100) 중 다른 하나가 오른 나사 방향으로 나사결합되어 한쌍의 척부(100)가 서로 서로 마주보는 방향으로 이동하여 간격이 좁아질 수 있고, 서로 반대되는 방향으로 이동되어 간격이 넓어질 수 있다. That is, one of the pair of
한편, 본 발명에 따른 링 레이저를 이용한 광섬유 결합장치의 일 실시예는 척부(100)를 회전시키는 척 회전부(400)를 더 포함한다. On the other hand, an embodiment of the optical fiber coupling device using a ring laser according to the present invention further includes a
척 회전부(400)는 제1척 이동부(200)에 장착되어 제1척 이동부(200)의 작동에 의해 척부(100)와 함께 전, 후 이동되고, 척부(100)를 회전시켜 척부(100) 사이에서 광섬유 다발을 비틀 수 있게 한다. The
척 회전부(400)는 스텝모터를 포함하여 척부(100)를 기설정된 각도로 정확하게 회전시킬 수 있다. The
척 회전부(400)는 척부(100)를 한쌍의 척부(100)를 서로 다른 방향 즉, 서로 반대 방향으로 회전시켜 작업자가 광섬유를 직접 수작업으로 비틀어야 했던 번거로움을 해소함과 아울러 광섬유의 인장 정도에 따라 기설정된 각도로 정확하게 비틀어 꼬아질 수 있게 하여 작업자의 능숙도에 따른 생산효율의 변화를 방지하고, 광섬유를 일정한 품질로 테이퍼링 작업할 수 있게 한다. The
또한, 한쌍의 척부(100) 사이에는 광섬유 가열부(300)가 위치되어 광섬유를 가열하여 용융시킨다. In addition, an optical
제1척 이동부(200)는 광섬유 가열부(300)가 광섬유 다발을 가열하여 용융하는 중에 한쌍의 척부(100)를 서로 반대되는 방향 즉, 한쌍의 척부(100) 간격이 넓어지도록 한쌍의 척부(100)를 이동시켜 광섬유 다발의 직경이 작아지고 코어를 근접시켜 결합하는 테이퍼링 작업을 수행한다. The first
광섬유 가열부(300)는 한쌍의 척부(100) 사이에서 중앙에 위치되고, 광섬유 다발은 척 회전부(400)의 작동에 의해 한쌍의 척부(100) 사이에서 중앙부분에서 비틀려 꼬아지게 된다.The optical
광섬유 가열부(300)는 한쌍의 척부(100) 사이 중앙에서 광섬유 다발의 꼬인 부분을 가열하여 광섬유 다발의 꼬인 부분이 용융되어 테이퍼링될 수 있게 한다. The optical
광섬유 가열부(300)는 광섬유 다발을 감싸는 링형태의 링레이저를 발생시키는 링레이저 발생부(310), 링형태의 링레이저 빔을 집속시켜 광섬유 다발이 집속되는 링레이저에 의해 가열되게 하는 링레이저 집속부(320)를 포함한다. The optical
링레이저 발생부(310)는 링 형태의 링레이저 빔을 발생시키는 것으로 레이저 발생부에서 발생된 레이저 빔을 엑시콘(axicon) 렌즈를 통과시켜 링형태의 링레이저를 형성하는 것을 일 예로 한다. The
엑시콘(axicon) 렌즈는 환형 횡단면을 갖는 링레이저 빔을 형성하기 위한 렌즈로 공지된 렌즈이다. An axicon lens is a lens known as a lens for forming a ring laser beam with an annular cross-section.
또한, 링레이저 발생부(310)는 링형태의 링레이저 빔을 발생시키는 공지의 링레이저 발생장치로 다양하게 변형되어 실시될 수 있는 바 더 상세한 설명은 생략함을 밝혀둔다. In addition, the
링레이저 집속부(320)는 광섬유 다발이 통과되는 광섬유 제1통과구멍(321b)이 위치되고, 링레이저 빔을 집속시키는 원뿔형 반사홈부(321a)를 구비한 집속용 반사부(321)를 포함한다. The ring
집속용 반사부(321)는 외측면으로 개방되고, 광섬유 제1통과구멍(321b)으로 연결된 광섬유 제1통과슬릿(321c)가 위치되어 광섬유 다발을 집속용 반사부(321)의 외측에서 광섬유 제1통과구멍(321b) 내로 용이하게 위치시킬 수 있다. The focusing
또한, 링레이저 집속부(320)는 링레이저 발생부(310)에서 방출된 링형태의 링레이저를 반사하여 집속용 반사부(321)의 원뿔형 반사홈부(321a) 내로 입사시키는 링레이저 반사경부재(322)를 더 포함한다. In addition, the ring
링레이저 빔은 링레이저 발생부(310)에서 방출된 후 링레이저 반사경부재(322)에서 반사된 후 원뿔형 반사홈부(321a) 내로 입사되어 원뿔형 반사홈부(321a)에서 반사되어 원뿔형 반사홈부(321a)의 중심에서 집속된다. The ring laser beam is emitted from the
광섬유 제1통과구멍(321b)은 원뿔형 반사홈부(321a)의 중심에 위치되고, 광섬유 제1통과구멍(321b)을 통과하는 광섬유 다발은 원뿔형 반사홈부(321a) 내에서 집속되는 링레이저 빔에 의해 가열된다. The optical fiber first through
링레이저 반사경부재(322)에는 광섬유 다발이 통과되는 광섬유 제2통과구멍(322a)이 위치될 수 있다. A second optical fiber through
또한, 링레이저 반사경부재(322)에는 외측면으로 개방되고, 광섬유 제2통과구멍(322a)으로 연결된 광섬유 제2통과슬릿(322b)가 위치되어 광섬유 다발을 링레이저 반사경부재(322)의 외측에서 광섬유 제2통과구멍(322a) 내로 용이하게 위치시킬 수 있다. In addition, the ring
광섬유 다발은 광섬유 제1통과구멍(321b)과 광섬유 제2통과구멍(322a)을 통과하여 양 측에 위치되는 한쌍의 척부(100)에 물려 고정될 수 있다. The optical fiber bundle passes through the first optical fiber through
원뿔형 반사홈부(321a)는 45도의 경사면을 가지는 원뿔형 홈형상을 가져 입사된 링레이저 빔을 90도로 반사하여 중심으로 집속될 수 있게 한다.The conical
링레이저 빔은 원뿔형 반사홈부(321a)에서 반사되어 점차 직경이 작아지게 집속되면서 광섬유 다발의 둘레를 고르고 균일하게 가열하게 된다. The ring laser beam is reflected from the conical
한편, 도 4 및 도 5는 본 발명에 따른 링 레이저를 이용한 광섬유 결합장치에서 척부의 일 실시예를 도시한 사시도이고, 도 6은 본 발명에 따른 링 레이저를 이용한 광섬유 결합장치의 척부에 광섬유 홀더의 일 실시예를 도시한 사시도이며, 도 7은 본 발명에 따른 링 레이저를 이용한 광섬유 결합장치의 척부에 광섬유 홀더의 일 실시예를 도시한 분해사시도이다. On the other hand, Figures 4 and 5 is a perspective view showing an embodiment of the chuck in the optical fiber coupling device using the ring laser according to the present invention, Figure 6 is the optical fiber holder in the chuck of the optical fiber coupling device using the ring laser according to the present invention. 7 is an exploded perspective view showing an embodiment of the optical fiber holder in the chuck of the optical fiber coupling device using a ring laser according to the present invention.
도 1, 도 4 내지 도 7을 참고하여 본 발명에 따른 링 레이저를 이용한 광섬유 결합장치에서 척부의 일 실시예를 하기에서 상세하게 설명한다. An embodiment of the chuck in the optical fiber coupling device using a ring laser according to the present invention with reference to FIGS. 1 and 4 to 7 will be described in detail below.
척부(100)는 복수의 광섬유를 포함하는 광섬유 다발에서 적어도 어느 하나의 광섬유를 잡아 고정하는 제1광섬유 클램프부(110), 복수의 광섬유 중 나머지 광섬유를 잡아 고정하는 제2광섬유 클램프부(120)를 포함한다. The
척부(100)는 복수의 광섬유가 삽입되도록 이격된 복수의 광섬유 거치홈부(131)가 길이 방향으로 길게 형성된 척 몸체부재(130)를 더 포함하고, 제1광섬유 클램프부(110)는 복수의 광섬유 거치홈부(131) 중 적어도 어느 하나의 광섬유 거치홈부(131)에 삽입된 광섬유를 잡아 고정하고, 제2광섬유 클램프부(120)는 복수의 광섬유 거치홈부(131) 중 나머지 광섬유 거치홈부(131)에 삽입된 광섬유를 잡아 고정한다. The
광섬유 다발은 중심에 위치되는 중심 광섬유부재, 중심 광섬유부재의 외측 둘레를 따라 원주 방향으로 위치되는 복수의 주변 광섬유부재를 포함한다. The optical fiber bundle includes a central optical fiber member positioned at the center, and a plurality of peripheral optical fiber members positioned in a circumferential direction along an outer periphery of the central optical fiber member.
더 상세하게 복수의 광섬유 거치홈부(131)는 중심 광섬유부재가 삽입되는 중심 광섬유 거치홈부(131a), 중심 광섬유 거치홈부(131a)의 양 측에 이격되게 위치되어 주변 광섬유부재가 삽입되는 복수의 주변 광섬유 거치홈부(131b)를 포함한다. In more detail, the plurality of optical fiber holding grooves 131 are spaced apart from each other on both sides of the central optical
또한, 제1광섬유 클램프부(110)는 척 몸체부재(130)에 회전 가능하게 장착되고 자력으로 척 몸체부재(130)에 부착되어 중심 광섬유부재를 잡아 위치를 고정시키는 제1클램프 덮개부재(111)를 포함한다. In addition, the first optical
제1클램프 덮개부재(111)와 척 몸체부재(130) 중 적어도 어느 한 측에는 자석이 위치되고, 다른 한 측에는 자석에 부착되는 자성체가 위치되어 제1클램프 덮개부재(111)가 척 몸체부재(130)에 자력으로 부착될 수 있다. A magnet is positioned on at least one side of the first
그리고, 제2광섬유 클램프부(120)는 척 몸체부재(130)에 회전 가능하게 장착되고, 자력으로 척 몸체부재(130)에 부착되어 복수의 주변 광섬유부재를 잡아 위치를 고정시키는 제2클램프 덮개부재(121)를 포함한다. The second optical
제2클램프 덮개부재(121)와 척 몸체부재(130) 중 적어도 어느 한 측에는 자석이 위치되고, 다른 한 측에는 자석에 부착되는 자성체가 위치되어 제2클램프 덮개부재(121)가 척 몸체부재(130)에 자력으로 부착될 수 있다. A magnet is positioned on at least one side of the second
제2클램프 덮개부재(121)는 척 몸체부재(130)의 길이 방향으로 이격되게 복수로 구비되어 복수의 주변 광섬유부재를 안정적으로 가압하여 고정시킬 수 있다. A plurality of second
제1클램프 덮개부재(111)와 제2클램프 덮개부재(121)의 위치를 고정시키는 자석은 영구자석일 수도 있고, 전자석일 수도 있으며 제1클램프 덮개부재(111)와 제2클램프 덮개부재(121)의 위치를 고정시켜 중심 광섬유부재와 복수의 주변 광섬유부재의 위치를 고정시킬 수 있는 자력을 발생시키는 공지의 자석 구조로 다양하게 변형되어 실시될 수 있음을 밝혀둔다. The magnet for fixing the positions of the first
또한, 척 몸체부재(130)는 제1광섬유 클램프부(110)가 위치되는 제1척 몸체부(132), 제1척 몸체부(132)와 분리되고, 제1척 몸체부(132)의 앞쪽에 위치되어 제2광섬유 클램프부(120)가 위치되는 제2척 몸체부(133), 제2척 몸체부(133)를 전, 후 이동시켜 복수의 주변 광섬유부재만 별도로 당겨 테이퍼링 작업할 수 있는 제2척 이동부(134)를 포함할 수 있다. In addition, the chuck body member 130 is separated from the first
제2척 이동부(134)는 볼스크류 방식의 리니어 액추에이터인 것을 일 예로 하고, 이외에도 랙기어와 랙기어에 맞물려 모터에 의해 회전되는 피니언 기어를 포함하여 모터의 회전력을 직선 이동으로 변환하는 랙과 피니언 구조체 등 공지의 직선 이동기기 또는 유압 실린더를 이용하여 다양하게 변형되어 실시될 수 있는 바 더 상세한 설명은 생략함을 밝혀둔다. The second
제2클램프 덮개부재(121)의 가압면에는 중심 광섬유부재가 통과되어 길이 방향으로 자유롭게 이동될 수 있도록 광섬유 이동 슬릿홈(미도시)이 위치되어 제2클램프 덮개부재(121)가 자력으로 제2척 몸체부(133)에 부착된 상태에서 중심 광섬유부재는 중심 광섬유 거치홈부(131a)와 광섬유 이동 슬릿홈(미도시)의 사이에서 가압되어 고정되지 않고 길이 방향으로 이동이 가능한 상태로 위치된다. An optical fiber movement slit groove (not shown) is positioned on the pressing surface of the second
제2척 몸체부(133)는 광섬유 다발이 당겨지는 방향에서 앞쪽, 즉, 한쌍의 척부(100)에서 서로 마주보는 일단부 측에 위치되고, 제1척 몸체부(132)는 광섬유 다발이 당겨지는 방향에서 뒷쪽 즉, 한쌍의 척부(100)에서 각 척부(100)의 후단부 측에 위치된다.The
즉, 중심 광섬유부재는 각 척부(100)의 후단부 측에 위치된 제1척 몸체부(132)에서 중심 광섬유부재를 제1클램프 덮개부재(111)로 가압하여 고정되며, 각 척부(100)의 선단부 측에 위치된 제2척 몸체부(133)에서 제2클램프 덮개부재(121)로 복수의 주변 광섬유부재를 가압하고, 중심 광섬유부재가 길이 방향으로 이동 가능한 상태이므로 제2척 이동부(134)로 제2척 몸체부재(133)를 전, 후 이동시킴으로서 제2척 몸체부재(133)에서 제2클램프 덮개부재(121)로 고정된 복수의 주변 광섬유부재만 별도로 당겨질 수 있게 된다. That is, the central optical fiber member is fixed by pressing the central optical fiber member with the first
또한, 척부(100)는 척 몸체부재(130)의 선단부 측에 위치되며 중심 광섬유부재와 복수의 주변 광섬유부재를 잡아 고정할 수 있는 광섬유 홀더부(140)를 더 포함한다.In addition, the
광섬유 홀더부(140)는 길이 방향으로 중심 광섬유부재와 복수의 주변 광섬유부재가 통과될 수 있는 광섬유 통과용 중공부(141c)가 구비된 홀더 베이스 몸체부재(141), 광섬유 통과용 중공부(141c) 내로 삽입되어 결합되고, 중심에 중심 광섬유부재가 통과되는 중심 구멍(142a)이 위치되고, 중심 구멍(142a)의 둘레로 원주 방향으로 이격되어 복수의 주변 광섬유부재가 각각 통과되는 복수의 주변 슬릿부(142b)가 위치된 홀더부재(142), 홀더 베이스 몸체부재(141)의 선단부에 결합되어 홀더부재(142)의 중심 구멍(142a)과 주변 슬릿부(142b)를 오므리게 하는 홀더 캡부재(143)를 포함한다. The
광섬유 홀더부(140)는 제2척 몸체부(133)의 선단부 측에 위치되고, 홀더 베이스 몸체부재(141)는 제2척 몸체부(133)와 한몸체로 형성되며, 제2척 몸체부(133)와 홀더 베이스 몸체부재(141)의 경계에는 제2척 몸체부(133) 상에 위치된 중심 광섬유 거치홈부(131a)와 주변 광섬유 거치홈부(131b) 사이 및 복수의 주변 광섬유 거치홈부(131b)의 사이에 세워져 위치되어 사이로 중심 광섬유부재 및 주변 광섬유부재가 통과하는 복수의 광섬유 안내 막대부재(133a)가 구비된다. The
복수의 광섬유 안내 막대부재(133a)는 사이로 중심 광섬유부재와 복수의 주변 광섬유부재가 통과되어 중심 광섬유부재와 복수의 주변 광섬유부재의 위치를 안내하며, 중심 광섬유부재와 복수의 주변 광섬유부재를 평면 상에서 일직선 상으로 정렬될 수 있게 안내한다.The plurality of optical fiber
홀더부재(142)는 원통 형상을 가지고, 전면에 중심에 중심 광섬유부재가 통과되는 중심 구멍(142a)이 위치되고, 중심 구멍(142a)의 둘레로 원주 방향으로 이격되어 복수의 주변 광섬유부재가 각각 통과되는 복수의 주변 슬릿부(142b)가 위치된다. The
홀더부재(142)는 선단부 측으로 갈수곡 점차 직경이 작아지는 콘 형상을 가지며 전면에 중심 구멍(142a)이 위치되고, 중심 구멍(142a)의 둘레로 원주 방향으로 이격되어 복수의 주변 광섬유부재가 각각 통과되는 복수의 주변 슬릿부(142b)가 위치된 홀더 머리부(142c)를 포함한다. The
복수의 주변 슬릿부(142b)는 동일한 간격으로 위치되어 복수의 주변 광섬유부재가 동일한 간격으로 중심 광섬유부재를 감싸 위치할 수 있다. The plurality of
또한, 홀더 캡부재(143)는 홀더부재(142)의 홀더 머리부(142c)가 통과되는 머리 통과구멍(143a)이 위치되고, 홀더 베이스 몸체부재(141)의 선단부 측에 나사 결합되어 머리 통과구멍(143a)을 관통한 콘 형상의 홀더 머리부(142c)를 조여 주변 슬릿부(142b)의 간격을 좁혀 중심 광섬유부재와 복수의 주변 광섬유부재를 잡아 견고하게 고정시킨다. In addition, the
또한, 홀더 베이스 몸체부재(141)는 광섬유 통과용 중공부(141c)가 구비되고, 선단부 측에 위치되어 홀더 캡부재(143)가 결합되는 원통형 몸체(141a), 원통형 몸체(141a)의 후측으로 연장되고, 상면에 광섬유 통과용 중공부(141c)와 연결되는 광섬유 통과용 삽입부(141d)가 상면이 개방된 형태로 형성된 광섬유 받침 몸체(141b)를 포함한다.In addition, the holder
그리고, 광섬유 홀더부(140)는 광섬유 통과용 중공부(141c) 내에 돌출되게 위치되고, 중심 광섬유부재가 통과되는 관 형태의 중심 광섬유 안내용 돌출관부재(150), 중심 광섬유 안내용 돌출관부재(150)에 분리 가능하게 결합되고, 길이 방향으로 중심 광섬유부재가 통과되며 홀더부재(142) 내로 삽입되어 위치되는 관 형태의 중심 광섬유 안내용 결합관부재(160)를 더 포함한다.In addition, the optical
광섬유 받침 몸체부(141b)에는 중심 광섬유 안내용 돌출관부재(150)를 통과하는 중심 광섬유부재가 안착되는 중심 광섬유 받침부(141e)가 구비되고, 중심 광섬유 받침부(141e)에는 중심 광섬유부재가 삽입되어 중심 광섬유부재를 중심 광섬유 안내용 돌출관부재(150) 내로 안내하는 중심 광섬유 안내용 슬릿홈부(141f)가 위치된다. The optical fiber
또한, 광섬유 홀더부(140)는 중심 광섬유 받침부(141e)에 회전 가능하게 장착되고 자력으로 중심 광섬유 받침부에 부착되어 중심 광섬유부재를 잡아 위치를 고정시키는 보조 클램프 덮개부재(144)를 더 포함한다. In addition, the optical
보조 클램프 덮개부재(144)와 중심 광섬유 받침부(141e) 중 적어도 어느 한 측에는 자석이 위치되고, 다른 한 측에는 자석에 부착되는 자성체가 위치되어 보조 클램프 덮개부재(144)가 중심 광섬유 받침부(141e)에 자력으로 부착될 수 있다. A magnet is positioned on at least one side of the auxiliary
중심 광섬유 안내용 돌출관부재(150)는 중심 광섬유 안내용 결합관부재(160)의 내부로 삽입되어 위치되어 홀더 베이스 몸체부재(141)의 후측에서 중심 광섬유부재가 중심 광섬유 안내용 결합관부재(160)의 내부로 정확하게 삽입될 수 있도록 안내한다. The protruding
또한, 중심 광섬유 안내용 결합관부재(160)는 홀더부재(142)의 내부에서 홀더부재(142)의 선단부 측에 접촉되거나 홀더부재(142)의 선단부 측에 거의 근접하도록 위치되어 중심 광섬유부재가 통과되어 홀더부재(142)의 중심 구멍(142a)을 통과할 수 있도록 안내한다. In addition, the
광섬유 통과용 중공부(141c) 내에서 중심 광섬유 안내용 결합관부재(160)의 양 측에는 복수의 주변 광섬유부재가 삽입되어 통과될 수 있는 여유 공간이 구비되고, 복수의 주변 광섬유부재는 중심 광섬유 안내용 결합관부재(160)의 양 측에 구비되는 여유 공간을 통해 홀더부재(142)를 통과하고 홀더부재(142)의 선단부 측에 위치되는 복수의 주변 슬릿부(142b)를 통과하여 위치될 수 있다. A plurality of peripheral optical fiber members are inserted and provided on both sides of the
중심 광섬유 안내용 결합관부재(160)의 외경은 홀더부재(142)의 내경보다 작게 형성되고, 중심 광섬유 안내용 결합관부재(160)와 홀더부재(142)의 사이에서 복수의 주변 광섬유부재가 배치될 수 있는 공간이 형성될 수 있는 직경을 가지며 중심 광섬유부재가 중심 구멍(142a)을 통과하도록 안내할 수 있는 직경으로 형성됨을 밝혀둔다. The outer diameter of the
중심 광섬유부재는 홀더 베이스 몸체부재(141)의 후측에서 중심 광섬유 안내용 돌출관부재(150)와 중심 광섬유 안내용 결합관부재(160)를 통해 홀더부재(142)의 중심구멍을 통과하여 위치된다.The central optical fiber member is positioned through the central hole of the
그리고, 주변 광섬유부재는 홀더 베이스 몸체부재(141)의 후측에서 광섬유 통과용 중공부(141c) 내에서 중심 광섬유 안내용 결합관부재(160)의 양 측에 위치된 여유 공간을 통해 홀더부재(142) 내에서 중심 광섬유 안내용 결합관부재(160)의 외측으로 배치되어 홀더부재(142)의 주변 슬릿부(142b)를 통과하게 된다.Then, the peripheral optical fiber member is the
광섬유 홀더부(140)는 마주보게 위치되는 한쌍의 척부(100)에 각각 위치되므로 서로 마주보는 방향에 위치되는 광섬유 홀더부(140)도 상기에서 설명한 역순서로 중심 광섬유부재와 주변 광섬유부재가 배치되는 것임을 밝혀둔다. Since the optical
즉, 중심 광섬유부재와 복수의 주변 광섬유부재는 홀더부재(142)를 관통하여 배치되되, 중심 광섬유부재는 중심구멍을 통과하여 위치되고, 복수의 주변 광섬유부재는 복수의 주변 슬릿부(142b)를 각각 통과하여 위치된다. That is, the central optical fiber member and the plurality of peripheral optical fiber members are disposed through the
그리고, 중심 광섬유부재와 복수의 주변 광섬유부재가 홀더부재(142)를 관통한 상태에서 홀더 캡부재(143)가 홀더 베이스 몸체부재(141)의 선단부 측에 나사 결합되면 홀더부재(142)의 홀더 머리부(142c)가 머리 통과구멍(143a) 내에서 가압되고, 이에 중심 구멍(142a)의 직경이 작작아지고, 주변 슬릿부(142b)의 간격이 좁아지면서 중심 구멍(142a) 내에서 중심 광섬유부재가 조여져 위치가 견고하게 고정되고, 주변 슬릿부(142b) 내에서 주변 광섬유부재가 조여져 위치가 견고하게 고정된다. Then, when the
한편, 도 6은 본 발명에 따른 링 레이저를 이용한 광섬유 결합장치에서 광섬유 가열부(300)의 일 실시예를 도시한 사시도이고, 도 7은 본 발명에 따른 링 레이저를 이용한 광섬유 결합장치에서 광섬유 가열부(300)의 일 실시예를 도시한 개략도이다.On the other hand, FIG. 6 is a perspective view showing an embodiment of the optical
도 6 및 도 7을 참고하면 광섬유 가열부(300)는 광섬유 다발을 감싸는 링형태의 링레이저를 발생시키는 링레이저 발생부(310), 링형태의 링레이저 빔을 집속시켜 광섬유 다발이 집속되는 링레이저에 의해 가열되게 하는 링레이저 집속부(320)를 포함한다. 6 and 7, the optical
링레이저 발생부(310)는 링 형태의 링레이저 빔을 발생시키는 것으로 레이저 발생부에서 발생된 레이저 빔을 엑시콘(axicon) 렌즈를 통과시켜 링형태의 링레이저를 형성하는 것을 일 예로 한다. The
엑시콘(axicon) 렌즈는 환형 횡단면을 갖는 링레이저 빔을 형성하기 위한 렌즈로 공지된 렌즈이다. An axicon lens is a lens known as a lens for forming a ring laser beam with an annular cross-section.
또한, 링레이저 발생부(310)는 링형태의 링레이저 빔을 발생시키는 공지의 링레이저 발생장치로 다양하게 변형되어 실시될 수 있는 바 더 상세한 설명은 생략함을 밝혀둔다. In addition, the
링레이저 집속부(320)는 광섬유 다발이 통과되는 광섬유 제1통과구멍(321b)이 위치되고, 링레이저 빔을 집속시키는 원뿔형 반사홈부(321a)를 구비한 집속용 반사부(321)를 포함한다. The ring
또한, 링레이저 집속부(320)는 링레이저 발생부(310)에서 방출된 링형태의 링레이저를 반사하여 집속용 반사부(321)의 원뿔형 반사홈부(321a) 내로 입사시키는 링레이저 반사경부재(322)를 더 포함한다. In addition, the ring
링레이저 빔은 링레이저 발생부(310)에서 방출된 후 링레이저 반사경부재(322)에서 반사된 후 원뿔형 반사홈부(321a) 내로 입사되어 원뿔형 반사홈부(321a)에서 반사되어 원뿔형 반사홈부(321a)의 중심에서 집속된다. The ring laser beam is emitted from the
광섬유 제1통과구멍(321b)은 원뿔형 반사홈부(321a)의 중심에 위치되고, 광섬유 제1통과구멍(321b)을 통과하는 광섬유 다발은 원뿔형 반사홈부(321a) 내에서 집속되는 링레이저 빔에 의해 가열된다. The optical fiber first through
링레이저 반사경부재(322)에는 광섬유 다발이 통과되는 광섬유 제2통과구멍(322a)이 위치될 수 있다. A second optical fiber through
광섬유 다발은 광섬유 제1통과구멍(321b)과 광섬유 제2통과구멍(322a)을 통과하여 양 측에 위치되는 한쌍의 척부(100)에 물려 고정될 수 있다. The optical fiber bundle passes through the first optical fiber through
원뿔형 반사홈부(321a)는 45도의 경사면을 가지는 원뿔형 홈형상을 가져 입사된 링레이저 빔을 90도로 반사하여 중심으로 집속될 수 있게 한다.The conical
링레이저 빔은 원뿔형 반사홈부(321a)에서 반사되어 점차 직경이 작아지게 집속되면서 광섬유 다발의 둘레를 고르고 균일하게 가열하게 된다. The ring laser beam is reflected from the conical
한편, 본 발명에 따른 링 레이저를 이용한 광섬유 결합장치를 이용한 광섬유 결합방법 즉, 광섬유의 테이퍼링 방법은 하기와 같다. On the other hand, the optical fiber coupling method using the optical fiber coupling device using the ring laser according to the present invention, that is, the tapering method of the optical fiber is as follows.
본 발명에 따른 링 레이저를 이용한 광섬유 결합장치를 이용한 광섬유 결합방법의 일 실시예는 복수의 광섬유를 포함하는 광섬유 다발을 이격되게 위치된 한쌍의 척부(100)로 잡아 고정하는 광섬유 다발 고정단계, 한쌍의 척부(100)의 사이에서 광섬유 다발 고정단계에서 고정된 광섬유 다발을 광섬유 가열부(300)로 가열하여 광섬유 다발을 용융시키는 광섬유 용융단계, 광섬유 용융단계로 광섬유 다발이 용융될 때 한쌍의 척부(100)를 서로 반대 방향으로 이동시켜 광섬유 다발의 용융부분을 양 방향으로 당겨 광섬유를 테이퍼링하는 광섬유 결합단계를 포함한다. An embodiment of an optical fiber coupling method using an optical fiber coupling device using a ring laser according to the present invention is an optical fiber bundle fixing step, a pair of holding and fixing an optical fiber bundle including a plurality of optical fibers with a pair of
그리고, 광섬유 용융단계는 링레이저 빔을 집속시켜 광섬유 다발을 용융시킨다. In the optical fiber melting step, the ring laser beam is focused to melt the optical fiber bundle.
또한, 본 발명에 따른 링 레이저를 이용한 광섬유 결합장치를 이용한 광섬유 결합방법은 광섬유 다발 고정단계와 광섬유 용융단계의 사이에서 한쌍의 척부(100)를 각각 서로 반대방향으로 회전시켜 광섬유 다발을 꼬는 광섬유 비틀림단계를 더 포함한다.In addition, the optical fiber coupling method using the optical fiber coupling device using the ring laser according to the present invention twists the optical fiber bundle by rotating a pair of
광섬유 비틀림단계는 광섬유 다발의 양 단부 측을 잡아 고정하고 있는 한쌍의 척부(100)를 서로 반대방향으로 회전시켜 한쌍의 척부(100) 사이에서 광섬유 다발의 중앙부분이 비틀려 꼬아지게 하고, 추후 광섬유 용융단계에서 광섬유 다발에서 꼬아진 부분을 가열함으로써 광섬유 결합단계에서 광섬유 다발에서 꼬아진 부분이 테이퍼링될 수 있게 한다.In the optical fiber twisting step, the central portion of the optical fiber bundle is twisted and twisted between the pair of
광섬유 결합단계는 용융된 광섬유 다발을 당겨 용융된 부분에서 광섬유의 직경을 축소시킴으로써 광섬유 코어를 근접시켜 결합하는 공지의 테이퍼링 공정으로 더 상세한 설명은 생략함을 밝혀둔다. The optical fiber bonding step is a known tapering process in which the optical fiber core is brought into close proximity by reducing the diameter of the optical fiber in the molten portion by pulling the molten optical fiber bundle, and a detailed description thereof will be omitted.
그리고, 광섬유 다발 고정단계는 광섬유 다발의 중심에 위치되는 중심 광섬유부재를 고정시키는 중심 광섬유 배치과정, 중심 광섬유부재의 외측 둘레로 복수의 주변 광섬유부재를 배치하는 주변 광섬유 배치과정을 포함한다. The optical fiber bundle fixing step includes a central optical fiber arrangement process of fixing a central optical fiber member positioned at the center of the optical fiber bundle, and a peripheral optical fiber arrangement process of arranging a plurality of peripheral optical fiber members around the outer circumference of the central optical fiber member.
그리고, 광섬유 용융단계는 링레이저 발생부(310)에서 방출되는 링레이저 빔을 집속시켜 광섬유 다발을 원주 방향의 둘레에서 고르게 가열한다.In the optical fiber melting step, the ring laser beam emitted from the
더 상세하게 광섬유 용융단계는 링레이저 빔을 발생시켜 방출하는 링레이저 방출과정, 링레이저 방출과정에서 방출된 링레이저 빔을 반사시켜 링레이저 빔을 집속시키는 빔 집속부의 원뿔형 반사홈부(321a) 내로 입사시키는 링레이저 반사과정, 광섬유 다발이 중심으로 통과된 원뿔형 반사홈부(321a) 내에서 입사된 링레이저 빔을 반사시켜 원뿔형 반사홈부(321a)의 중심으로 집속시켜 광섬유 다발을 가열하는 광섬유 가열과정을 포함한다. In more detail, the optical fiber melting step is a ring laser emitting process that generates and emits a ring laser beam, and reflects the ring laser beam emitted in the ring laser emitting process to focus the ring laser beam and is incident into the
광섬유 가열과정은 링레이저 빔을 원뿔형 반사홈부(321a) 내에서 90도로 반사시켜 원뿔형 반사홈부(321a)의 중심을 향해 집속시키며 원뿔형 반사홈부(321a)의 중심을 통과하여 위치된 광섬유 다발을 외측 둘레에서 중심까지 고르게 가열하여 용융시키게 된다.In the optical fiber heating process, the ring laser beam is reflected at 90 degrees within the conical
본 발명은 링레이저를 집속시켜 광섬유 다발을 가열함으로써 광섬유 다발을 외측 둘레에서 중심으로 고르게 가열하여 전체적으로 균일하게 테이퍼링할 수 있어 광섬유 결합 시 품질을 향상시키고, 작업 시 불량률을 크게 저하시키며, 광섬유 결합 작업을 수행한 광섬유 다발의 품질을 균일하게 관리할 수 있다. The present invention heats the optical fiber bundle by focusing a ring laser to evenly heat the optical fiber bundle from the outer periphery to the center so that it can be uniformly tapered as a whole, thereby improving the quality during optical fiber bonding, greatly reducing the defect rate during operation, and optical fiber bonding operation It is possible to uniformly manage the quality of the optical fiber bundle that has been performed.
또한, 본 발명은 복수의 광섬유를 선택적으로 잡는 척구조를 통해 복수의 광섬유를 포함하는 광섬유 다발에서 광섬유 결합 작업을 선택적으로 수행할 수 있어 다양한 고출력 광섬유 결합구조를 설계할 수 있다. In addition, the present invention can selectively perform the optical fiber coupling operation on the optical fiber bundle including the plurality of optical fibers through the chuck structure selectively holding the plurality of optical fibers, so that various high-power optical fiber coupling structures can be designed.
본 발명은 중심 광섬유의 둘레로 복수의 광섬유가 배치된 광섬유 다발을 테이퍼링하여 결합시키는 광섬유 결합 작업을 안정적으로 수행할 수 있어 kW급 이상의 고출력광섬유 레이저 시스템에서 사용이 가능한 광섬유를 제조할 수 있다. The present invention can stably perform an optical fiber bonding operation in which a plurality of optical fiber bundles are tapered and coupled around a central optical fiber, so that an optical fiber usable in a high-power optical fiber laser system of kW or higher can be manufactured.
본 발명은 상기한 실시 예에 한정되는 것이 아니라, 본 발명의 요지에 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 변경하여 실시할 수 있으며 이는 본 발명의 구성에 포함됨을 밝혀둔다.It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be implemented with various modifications without departing from the gist of the present invention, which is included in the configuration of the present invention.
100 : 척부
110 : 제1광섬유 클램프부
111 : 제1클램프 덮개부재
120 : 제2광섬유 클램프부
121 : 제2클램프 덮개부재
130 : 척 몸체부재
131 : 광섬유 거치홈부
131a : 중심 광섬유 거치홈부
131b : 주변 광섬유 거치홈부
132 : 제1척 몸체부
133 : 제2척 몸체부
133a : 광섬유 안내 막대부재
134 : 제2척 이동부
140 : 광섬유 홀더부
141 : 홀더 베이스 몸체부재
141a : 원통형 몸체
141b : 광섬유 받침 몸체
141c : 광섬유 통과용 중공부
141d : 광섬유 통과용 삽입부
141e : 중심 광섬유 받침부
141f : 중심 광섬유 안내용 슬릿홈부
142 : 홀더부재
142a : 중심 구멍
142b : 주변 슬릿부
142c : 홀더 머리부
143 : 홀더 캡부재
143a : 머리 통과구멍
144 : 보조 클램프 덮개부재
150 : 중심 광섬유 안내용 돌출관부재
160 : 중심 광섬유 안내용 결합관부재
200 : 제1척 이동부
300 : 광섬유 가열부
310 : 링레이저 발생부
320 : 링레이저 집속부
321 : 집속용 반사부
321a : 원뿔형 반사홈부
321b : 광섬유 제1통과구멍
322 : 링레이저 반사경부재
322a : 광섬유 제2통과구멍
400 : 척 회전부100: chuck unit 110: first optical fiber clamp unit
111: first clamp cover member 120: second optical fiber clamp unit
121: second clamp cover member 130: chuck body member
131: optical
131b: peripheral optical fiber mounting groove 132: first chuck body part
133:
134: 2nd ship moving part
140: optical fiber holder part 141: holder base body member
141a:
141c: hollow part for
141e: center optical fiber support
141f: slit groove for guiding the central optical fiber 142: holder member
142a:
142c: holder head 143: holder cap member
143a: head through hole 144: auxiliary clamp cover member
150: protruding tube member for guiding the central optical fiber
160: coupling pipe member for guiding the central optical fiber
200: first chuck moving unit 300: optical fiber heating unit
310: ring laser generating unit 320: ring laser focusing unit
321: focusing
321b: optical fiber first through hole 322: ring laser reflector member
322a: optical fiber second through hole 400: chuck rotating part
Claims (23)
상기 척부를 전, 후 이동시키는 제1척 이동부; 및
상기 척부의 사이에서 광섬유 다발을 가열하는 광섬유 가열부를 포함하며,
상기 광섬유 가열부는 링레이저 빔을 집속시켜 상기 광섬유 다발을 용융시키는 것을 특징으로 하는 링 레이저를 이용한 광섬유 결합장치.
a pair of chucks for holding an optical fiber bundle including a plurality of optical fibers;
a first chuck moving part for moving the chuck part forward and backward; and
and an optical fiber heating part for heating the optical fiber bundle between the chuck parts,
The optical fiber heating unit focuses the ring laser beam to melt the optical fiber bundle.
상기 광섬유 가열부는,
광섬유 다발을 감싸는 링형태의 링레이저를 발생시키는 링레이저 발생부; 및
상기 링레이저 발생부에서 발생된 링형태의 링레이저 빔을 전달받아 링레이저 빔을 집속시켜 광섬유 다발을 가열하고 용융시키는 링레이저 집속부를 포함하는 것을 특징으로 하는 링 레이저를 이용한 광섬유 결합장치.
The method according to claim 1,
The optical fiber heating unit,
a ring laser generator for generating a ring-shaped ring laser surrounding the optical fiber bundle; and
An optical fiber coupling device using a ring laser, characterized in that it includes a ring laser focusing unit that receives the ring-shaped ring laser beam generated by the ring laser generator and focuses the ring laser beam to heat and melt the optical fiber bundle.
상기 링레이저 집속부는,
광섬유 다발이 통과되는 광섬유 제1통과구멍이 위치되고, 링레이저 빔을 집속시키는 원뿔형 반사홈부를 구비한 집속용 반사부를 포함하는 것을 특징으로 하는 링 레이저를 이용한 광섬유 결합장치.
3. The method according to claim 2,
The ring laser focusing unit,
An optical fiber coupling device using a ring laser, characterized in that the first through hole of the optical fiber through which the optical fiber bundle is passed is located, and it comprises a focusing reflective part having a conical reflective groove for focusing the ring laser beam.
상기 링레이저 집속부는 링레이저 발생부에서 방출된 링형태의 링레이저를 반사하여 집속용 반사부의 원뿔형 반사홈부 내로 입사시키는 링레이저 반사경부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 링 레이저를 이용한 광섬유 결합장치.
4. The method of claim 3,
The ring laser focusing unit reflects the ring-shaped ring laser emitted from the ring laser generator and further comprises a ring laser reflector member for incident into the conical reflection groove of the focusing reflection unit.
상기 링레이저 반사경부재에는 광섬유 다발이 통과되는 광섬유 제2통과구멍이 위치되는 것을 특징으로 하는 링 레이저를 이용한 광섬유 결합장치.
5. The method according to claim 4,
An optical fiber coupling device using a ring laser, characterized in that the ring laser reflector member has a second optical fiber through hole through which the optical fiber bundle is passed.
상기 척부를 회전시키는 척 회전부를 더 포함하며,
한쌍의 상기 척부는 각각 상기 척 회전부에 의해 서로 반대 방향으로 회전되어 광섬유 다발을 비틀 수 있는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 링 레이저를 이용한 광섬유 결합장치.
The method according to claim 1,
Further comprising a chuck rotating unit for rotating the chuck unit,
An optical fiber coupling device using a ring laser, characterized in that the pair of chuck parts can be rotated in opposite directions by the chuck rotating part to twist the optical fiber bundle.
상기 척부는 복수의 광섬유 중 적어도 어느 하나의 광섬유를 잡아 고정하는 제1광섬유 클램프부, 복수의 광섬유 중 나머지 광섬유를 잡아 고정하는 제2광섬유 클램프부를 포함하며,
상기 척부는 복수의 광섬유가 삽입되도록 이격된 복수의 광섬유 거치홈부가 길이 방향으로 길게 형성된 척 몸체부재를 더 포함하고,
상기 제1광섬유 클램프부는 복수의 광섬유 거치홈부 중 적어도 어느 하나의 광섬유 거치홈부에 삽입된 광섬유를 잡아 고정하고,
상기 제2광섬유 클램프부는 복수의 광섬유 거치홈부 중 나머지 광섬유 거치홈부에 삽입된 광섬유를 잡아 고정하는 것을 특징으로 하는 링 레이저를 이용한 광섬유 결합장치.
The method according to claim 1,
The chuck part includes a first optical fiber clamp part for holding and fixing at least one optical fiber among the plurality of optical fibers, and a second optical fiber clamp part for holding and fixing the remaining optical fibers among the plurality of optical fibers,
The chuck part further includes a chuck body member in which a plurality of optical fiber mounting grooves spaced apart from each other to insert a plurality of optical fibers are formed to be elongated in the longitudinal direction,
The first optical fiber clamp unit catches and fixes the optical fiber inserted into at least one of the plurality of optical fiber holding grooves,
The optical fiber coupling device using a ring laser, characterized in that the second optical fiber clamp part catches and fixes the optical fiber inserted into the remaining optical fiber holding grooves among the plurality of optical fiber holding grooves.
상기 광섬유 다발은 중심에 위치되는 중심 광섬유부재; 및
상기 중심 광섬유부재의 외측 둘레를 따라 원주 방향으로 위치되는 복수의 주변 광섬유부재를 포함하며,
복수의 상기 광섬유 거치홈부는,
상기 중심 광섬유부재가 삽입되는 중심 광섬유 거치홈부; 및
상기 중심 광섬유 거치홈부의 양 측에 이격되게 위치되어 상기 주변 광섬유부재가 삽입되는 복수의 주변 광섬유 거치홈부를 포함하는 것을 특징으로 하는 링 레이저를 이용한 광섬유 결합장치.
8. The method of claim 7,
The optical fiber bundle includes a central optical fiber member located in the center; and
a plurality of peripheral optical fiber members positioned in a circumferential direction along an outer periphery of the central optical fiber member;
The plurality of optical fiber mounting grooves,
a center optical fiber holding groove into which the central optical fiber member is inserted; and
An optical fiber coupling device using a ring laser, characterized in that it includes a plurality of peripheral optical fiber holder grooves spaced apart on both sides of the central optical fiber holder groove portion into which the peripheral optical fiber member is inserted.
상기 제1광섬유 클램프부는,
상기 척 몸체부재에 회전 가능하게 장착되고 자력으로 척 몸체부재에 부착되어 중심 광섬유부재를 잡아 위치를 고정시키는 제1클램프 덮개부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 링 레이저를 이용한 광섬유 결합장치.
9. The method of claim 8,
The first optical fiber clamp unit,
and a first clamp cover member rotatably mounted on the chuck body member and attached to the chuck body member by magnetic force to hold the central optical fiber member and fix the position.
상기 제2광섬유 클램프부는 척 몸체부재에 회전 가능하게 장착되고, 자력으로 척 몸체부재에 부착되어 복수의 주변 광섬유부재를 잡아 위치를 고정시키는 제2클램프 덮개부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 링 레이저를 이용한 광섬유 결합장치.
9. The method of claim 8,
The second optical fiber clamp unit is rotatably mounted on the chuck body member and is attached to the chuck body member by magnetic force to hold a plurality of peripheral optical fiber members and fix the position of the second clamp cover member. Fiber optic coupling device used.
상기 척 몸체부재는 제1광섬유 클램프부가 위치되는 제1척 몸체부;
상기 제1척 몸체부와 분리되어 제1척 몸체부의 앞쪽에 위치되고, 상기 제2광섬유 클램프부가 위치되는 제2척 몸체부; 및
상기 제2척 몸체부를 전, 후 이동시켜 복수의 주변 광섬유부재만 별도로 당겨 테이퍼링 작업할 수 있는 제2척 이동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 링 레이저를 이용한 광섬유 결합장치.
9. The method of claim 8,
The chuck body member may include a first chuck body in which a first optical fiber clamp unit is located;
a second chuck body part separated from the first chuck body part and positioned in front of the first chuck body part and in which the second optical fiber clamp part is positioned; and
and a second chuck moving part capable of performing a tapering operation by separately pulling only a plurality of peripheral optical fiber members by moving the second chuck body part forward and backward.
상기 척부는 상기 척 몸체부재의 선단부 측에 위치되며 상기 중심 광섬유부재와 복수의 상기 주변 광섬유부재를 잡아 고정할 수 있는 광섬유 홀더부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 링 레이저를 이용한 광섬유 결합장치.
9. The method of claim 8,
The chuck unit is located on the front end of the chuck body member, the optical fiber coupling device using a ring laser, characterized in that it further comprises an optical fiber holder for holding and fixing the central optical fiber member and the plurality of peripheral optical fiber members.
상기 광섬유 홀더부는,
길이 방향으로 상기 중심 광섬유부재와 복수의 상기 주변 광섬유부재가 통과될 수 있는 광섬유 통과용 중공부가 구비된 홀더 베이스 몸체부재;
광섬유 통과용 중공부 내로 삽입되어 결합되고, 중심에 중심 광섬유부재가 통과되는 중심 구멍이 위치되고, 중심 구멍의 둘레로 원주 방향으로 이격되어 복수의 주변 광섬유부재가 각각 통과되는 복수의 주변 슬릿부가 위치된 홀더부재; 및
상기 홀더 베이스 몸체부재의 선단부에 결합되어 상기 홀더부재의 중심 구멍과 주변 슬릿부를 오므리게 하는 홀더 캡부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 링 레이저를 이용한 광섬유 결합장치.
13. The method of claim 12,
The optical fiber holder unit,
a holder base body member having a hollow part for passing an optical fiber through which the central optical fiber member and a plurality of the peripheral optical fiber members can pass in the longitudinal direction;
A plurality of peripheral slits are inserted and coupled into the hollow part for passing an optical fiber, and a central hole through which the central optical fiber member passes is positioned at the center, and a plurality of peripheral slits are spaced apart in the circumferential direction around the central hole to pass a plurality of peripheral optical fiber members, respectively. holder member; and
and a holder cap member coupled to the front end of the holder base body member to close the central hole and the peripheral slit of the holder member.
상기 홀더부재는 전면에 중심 구멍이 위치되고, 전면 및 외측면의 둘레로 복수의 상기 주변 슬릿부가 위치되며, 선단부 측으로 갈수곡 점차 직경이 작아지는 콘 형상을 가지는 홀더 머리부를 포함하는 것을 특징으로 하는 링 레이저를 이용한 광섬유 결합장치.
14. The method of claim 13,
The holder member comprises a holder head having a cone shape in which a central hole is located on the front surface, a plurality of peripheral slit portions are located around the front and outer surfaces, and the diameter gradually decreases toward the tip end. Fiber optic coupling device using ring laser.
상기 홀더 캡부재는 상기 홀더 머리부가 통과되는 머리 통과구멍이 위치되고, 상기 홀더 베이스 몸체부재의 선단부 측에 나사 결합되어 상기 머리 통과구멍을 관통한 콘 형상의 상기 홀더 머리부를 조이는 것을 특징으로 하는 링 레이저를 이용한 광섬유 결합장치.
15. The method of claim 14,
The holder cap member has a head through hole through which the holder head passes, and is screwed to the front end of the holder base body member to tighten the cone-shaped holder head passing through the head through hole. Optical fiber coupling device using laser.
상기 홀더 베이스 몸체부재는,
광섬유 통과용 중공부가 구비되고, 선단부 측에 위치되어 상기 홀더 캡부재가 결합되는 원통형 몸체; 및
상기 원통형 몸체의 후측으로 연장되고, 상면에 상기 광섬유 통과용 중공부와 연결되는 광섬유 통과용 삽입부가 상면이 개방된 형태로 형성된 광섬유 받침 몸체를 포함하는 것을 특징으로 하는 링 레이저를 이용한 광섬유 결합장치.
14. The method of claim 13,
The holder base body member,
a cylindrical body having a hollow portion for passing through an optical fiber, the cylindrical body being positioned on the tip side and to which the holder cap member is coupled; and
An optical fiber coupling device using a ring laser, characterized in that it extends to the rear side of the cylindrical body, and comprises an optical fiber support body formed in an open upper surface of the insertion portion for passing the optical fiber connected to the hollow part for passing the optical fiber on the upper surface.
상기 광섬유 홀더부는,
상기 광섬유 통과용 삽입부 내에 돌출되게 위치되고, 중심 광섬유부재가 통과되는 관 형태의 중심 광섬유 안내용 돌출관부재; 및
상기 중심 광섬유 안내용 돌출관부재에 분리 가능하게 결합되고, 길이 방향으로 중심 광섬유부재가 통과되며 상기 홀더부재 내로 삽입되어 위치되는 관 형태의 중심 광섬유 안내용 결합관부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 링 레이저를 이용한 광섬유 결합장치.
17. The method of claim 16,
The optical fiber holder unit,
a protruding tube member for guiding a central optical fiber in the form of a tube protrudingly positioned in the insertion portion for passing through the optical fiber, through which the central optical fiber member passes; and
It characterized in that it further comprises a coupling tube member for guiding the central optical fiber in the form of a tube detachably coupled to the protruding tube member for guiding the central optical fiber, passing the central optical fiber member in the longitudinal direction, and being inserted into the holder member. Fiber optic coupling device using ring laser.
상기 광섬유 통과용 중공부 내에서 상기 중심 광섬유 안내용 결합관부재의 양 측에는 복수의 주변 광섬유부재가 삽입되어 통과될 수 있는 여유 공간이 구비되고,
복수의 상기 주변 광섬유부재는 상기 중심 광섬유 안내용 결합관부재의 양 측에 구비되는 여유 공간을 통해 상기 홀더부재를 통과하고 상기 홀더부재의 선단부 측에 위치되는 복수의 주변 슬릿부를 통과하여 위치되는 것을 특징으로 하는 링 레이저를 이용한 광섬유 결합장치.
18. The method of claim 17,
A plurality of peripheral optical fiber members are inserted on both sides of the coupling tube member for guiding the central optical fiber in the hollow portion for passing through the optical fiber, and a free space is provided to pass through,
The plurality of peripheral optical fiber members pass through the holder member through the free space provided on both sides of the coupling tube member for guiding the central optical fiber and pass through a plurality of peripheral slits positioned on the tip side of the holder member. An optical fiber coupling device using a ring laser as a feature.
한쌍의 척부의 사이에서 광섬유 다발 고정단계에서 고정된 광섬유 다발을 광섬유 가열부로 가열하여 광섬유 다발을 용융시키는 광섬유 용융단계; 및
상기 광섬유 용융단계로 광섬유 다발이 용융될 때 한쌍의 척부를 서로 반대 방향으로 이동시켜 광섬유 다발의 용융부분을 양 방향으로 당겨 광섬유를 테이퍼링하는 광섬유 결합단계를 포함하며,
상기 광섬유 용융단계는 링레이저 빔을 집속시켜 광섬유 다발을 용융시키는 것을 특징으로 하는 광섬유 결합방법.
an optical fiber bundle fixing step of holding and fixing an optical fiber bundle including a plurality of optical fibers with a pair of chucks positioned to be spaced apart;
an optical fiber melting step of melting the optical fiber bundle by heating the optical fiber bundle fixed in the optical fiber bundle fixing step with an optical fiber heating unit between the pair of chucks; and
In the optical fiber melting step, when the optical fiber bundle is melted, a pair of chucks are moved in opposite directions to pull the molten portion of the optical fiber bundle in both directions to tape the optical fiber,
The optical fiber melting step is an optical fiber bonding method, characterized in that the melting of the optical fiber bundle by focusing a ring laser beam.
상기 광섬유 용융단계는,
링레이저 빔을 발생시켜 방출하는 링레이저 방출과정;
상기 링레이저 방출과정에서 방출된 링레이저 빔을 반사시켜 링레이저 빔을 집속시키는 빔 집속부의 원뿔형 반사홈부 내로 입사시키는 링레이저 반사과정; 및
광섬유 다발이 중심으로 통과된 원뿔형 반사홈부 내에서 입사된 링레이저 빔을 반사시켜 원뿔형 반사홈부의 중심으로 집속시켜 광섬유 다발을 가열하는 광섬유 가열과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 광섬유 결합방법.
20. The method of claim 19,
The optical fiber melting step,
Ring laser emission process for generating and emitting a ring laser beam;
a ring laser reflection process of reflecting the ring laser beam emitted in the ring laser emission process and making it incident into the conical reflection groove of the beam focusing part for focusing the ring laser beam; and
An optical fiber coupling method comprising: an optical fiber heating process of heating the optical fiber bundle by reflecting the incident ring laser beam within the conical reflective groove through which the optical fiber bundle has passed through the center and focusing it on the center of the conical reflective groove.
상기 광섬유 가열과정은,
링레이저 빔을 상기 원뿔형 반사홈부 내에서 90도로 반사시켜 상기 원뿔형 반사홈부의 중심을 향해 집속시키며 상기 원뿔형 반사홈부의 중심을 통과하여 위치된 광섬유 다발을 외측 둘레에서 중심까지 가열하는 것을 특징으로 하는 광섬유 결합방법.
21. The method of claim 20,
The optical fiber heating process is
An optical fiber characterized in that the ring laser beam is reflected at 90 degrees within the conical reflective groove to be focused toward the center of the conical reflective groove, and the optical fiber bundle positioned through the center of the conical reflective groove is heated from the outer periphery to the center. bonding method.
상기 광섬유 다발 고정단계와 상기 광섬유 용융단계의 사이에서 한쌍의 척부를 각각 서로 반대방향으로 회전시켜 광섬유 다발을 꼬는 광섬유 비틀림단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광섬유 결합방법.
20. The method of claim 19,
and an optical fiber twisting step of twisting the optical fiber bundle by rotating a pair of chucks in opposite directions, respectively, between the optical fiber bundle fixing step and the optical fiber melting step.
상기 광섬유 다발 고정단계는,
광섬유 다발의 중심에 위치되는 중심 광섬유부재를 고정시키는 중심 광섬유 배치과정;
상기 중심 광섬유부재의 외측 둘레로 복수의 주변 광섬유부재를 배치하여 고정시키는 주변 광섬유 배치과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 광섬유 결합방법. 20. The method of claim 19,
The optical fiber bundle fixing step is,
a central optical fiber arrangement process of fixing a central optical fiber member positioned at the center of the optical fiber bundle;
and a peripheral optical fiber arrangement step of arranging and fixing a plurality of peripheral optical fiber members around the outer periphery of the central optical fiber member.
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