KR910001502B1

KR910001502B1 - 광 섬유 접속기

Info

Publication number: KR910001502B1
Application number: KR1019870010893A
Authority: KR
Inventors: 스튜어트 코트니-프래트 제프리; 로이스 맥어웬 제임스
Original assignee: 아메리칸 텔리폰 앤드 텔레그라프 캄파니; 엘리 와이스
Priority date: 1986-10-03
Filing date: 1987-09-30
Publication date: 1991-03-09
Also published as: CA1302757C; DE3786217D1; US4763978A; JP2679787B2; KR880005471A; EP0262878A3; EP0262878B1; DE3786217T2; EP0262878A2; JPS63118704A

Abstract

내용 없음.

Description

광 섬유 접속기

제1도는 본 발명의 실시예인 광 섬유 접속기의 도시도.

제2도는 제1도의 접속기의 단면도.

제3도는 3개의 광 섬유를 함께 접속시키도록 구성된 본 발명의 제2실시예의 단면도.

제4도는 5개의 광 섬유를 함께 접속시키도록 구성된 본 발명의 제3실시예를 도시한 도면.

제5도, 제6도 및 제7도는 제1도, 제3도 및 제4도에 도시된 접속기의 상면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 접속기 14, 15 :구멍

19, 20 : 광 섬유

본 발명은 광 섬유 접속기에 관한 것이다.

공지된 광 섬유 접속기는 전형적으로 다수의 개별 부품을 구비하며, 이들 부품중의 최소한 2개는 아주 정밀한 공차로 가공되어야 한다. 그러므로, 이들 장치는 제조하기에 비용이 많이 든다. 또한 이러한 접속기의 복잡성과 비용은 2개 이상의 광 섬유를 서로 접속하도록 구성될때 더욱 증가하게 된다.

본 발명자는 제조에 있어서 간편하고 비용이 많이 들지 않는 광 섬유 접속기를 발명하였다. 또한 공지된 광 섬유 접속기와는 달리, 본 발명의 접속기의 비용 및 복잡성은 2개 이상의 광 섬유를 서로 접속하도록 구성될때에도 증가하지 않게 된다. 특히, 본 발명의 한가지 실시예에 있어서, 투명 재질 본체의 한 단부에 구면경이 형성되어 있다. 상기 재질의 본체에 형성된 구멍은 구멍중 한 구멍에 있는 섬유에 의해 방출된 광신호가 다른 구멍에 삽입된 광 섬유에 반사되어지는 구면경에 입사하는 정도로 광 섬유를 수용하여 섬유간의 접속을 행한다.

본 발명의 또다른 실시예에 있어서, N 세그먼트의 각 구면경인 접속기의 한 단부에 형성되어 최소한 N+1개 섬유가 서로 접속되도록 하며, N+l개 섬유는 접속기에 형성된 각 구멍에 삽입된다. 본 발명의 또다른 특징에 있어서, 상기 세그먼트는 비균일 크기로 될 수 있으며 이로써 서로 다른 광량을 서로 다른 수광섬유에 분배하는 방법을 제공한다.

제1도에 있어서, 본 발명의 원리를 실시한 접속기의 실시예가 도시되어 있다. 특히, 접속기(10)는 구형표면(12)이 접속기(10)의 한 단부에 형성되도록 예를들어 LUCITE(또는 플리메틸 메타크릴레이트)와 같은 투명 재질의 본체로 형성된다. 구형 표면(12)의 내측은 예를들어 5밀리미터의 곡율 반경을 갖는 거울 역활을 한다. 구형 표면(12)의 외측은 예를들어 알루미늄, 은 또는 금과 같은 반사 재질(13)로 코팅되어 입사되는 광 신호를 반사시키며, 이 광 신호는 구멍(14, 15)에 각각 삽입된 광 섬유(도시되지 않음)에 의해 방출된다(구형 포면(12)과 반사 재질(13)은 이하에서 집합적으로 구면경(12)으로 기술함).

원통형 광 섬유 수광 구멍(14, 15)은 구멍의 하부가 구면경(12)의 곡율 중심 c와 일직선상에 있도록 접속기(10)의 본체에 형성된다. 구멍(14, 15)의 중심은 구면경(12)의 주축을 통과하는 선 m으로부터 등거리로 배치되며, 상기 선의 대향측상에 위치된다. 예를들어, 구멍(14, 15)은 깊이가 각각 1센티미터이며, 이들의 중심은 각각 선 m으로부터 250미크론 떨어져 배치된다. 구멍(14, 15)의 깊이와 c로부터 단부(16)까지의 접속기(10)의 길이는 구멍의 하부가 구면경(12)의 곡율 중심 c와 일직선상에 있는한 접속기(10)의 동작에 영향을 미치지 않는다.

구멍(14, 15)의 치수는 특정 규격의 광 섬유를 수용할 수 있도록 형성될 수 있다는 사실을 알 수 있다. 따라서, 본 발명의 특징은 각각의 특정 규격의 광 섬유를 수용할 수 있는 다수의 접속기(10)를 제공하는 것이다. 또한, 본 발명의 특징은 2개의 서로 다른 규격의 광 섬유를 수용할 수 있도록 접속기(10)를 제공하는 것이다. 예를들어 구멍(14)의 직경은 하나의 특정 규격의 광 섬유를 수용할 수 있도록 구성되며, 구멍(15)의 직경은 또다른 규격의 광 섬유를 수용할 수 있도록 구성된 접속기를 제공하는 것이다.

광 섬유를 적당한 위치에서 유지시키기 위해, 일단 광 섬유가 구멍(14, 15)에 삽입이 되면, 접속기(10)의 단부(16)는 본 발명에 따라 중심을 따라 나누어지게 되어 갭(9)를 형성한다. 또한 접속기(10)의 본체(11)의 상부(19)는 도시된 바와같이 테이퍼 상태로 끼워진다. 나사 너트(18)가 테이퍼된 끼움부(17)에 끼워질때, 갭(9)은 닫혀지고 따라서 접속기(10)가 섬유와 결속하게 되어 광 섬유는 적당한 위치에서 단단히 유지된다. 또한, 광 섬유는, 나누어진 단부(16), 테이퍼된 끼움부(17) 및 너트(18)를 제공하는 대신에 구멍(14, 15)에 끼워진 다음 제위치에서 접착될 수도 있다는 사실을 알 수 있다. 구멍(14, 15)에서 섬유를 클램핑 또는 고정시키는 다른 수단이 제공될 수도 있다.

제2도에 있어서, 광 섬유(19, 20)가 구멍(14, 15)에 삽입된 접속기(10)의 단면이 도시되어 있다. 광섬유(19, 20)의 단부는 섬유를 구멍(14, 15)에 삽입하기 전에 종래 방법으로 마련된다. 즉, 섬유로부터 보호 절연부(21, 22)을 제거하고 공지된 스코어 앤드 브레이크(score and break) 방법을 이용하여 섬유를 구멍(14, 15)의 길이(깊이)만큼 절단한다(필요하다면 보호 절연부는 접속기에 있는 구멍의 직경이 섬유와 보호 절연부를 수용할 수 있을 정도로 크게 제공되어 있는 경우 제위치에 남겨둘 수도 있다는 사실에 유의하여야 한다). 섬유의 단부 표면은 원하는 경우 연마될 수 있다.

광 섬유(19 및 20)와 구멍(14 및 15)의 하부간의 광 인터페이스는, 예를들어, 구멍(14 및 15)의 하부를 연마시키거나 또는 실리콘겔과 같은 인덱스 정합 유체를 구멍(14 및 15)에 도장함으로써 향상될 수 있다는 것이 주목된다.

접속기(10)는 도시된 바와같이 섬유(19, 20)가 일단 구멍(14, 15)에 삽입되면 본 발명에 따라 섬유(19, 20) 사이에서 광 접속을 확립한다. 특히 광 섬유(20)와 같이 소규모 소스에 의해 방출된 광 신호는 원추형 빔 형태로 분산된다. 이러한 빔중의 하나인 광선 p가 제2도에 도시되어 있다. 도시된 바와같이, 광선 p는 특정한 입사각으로 거울(12)에 입사되어 특정한 반사각으로 반사되며 반사된 광선은 g로 표시되어 있다. 입사각은 거울(12)의 곡율 중심 c로부터 광선 p가 거울(12)에 입사되는 지점 n까지 선 r을 연장시켜 결정될 수 있으며, 선 r의 길이는 거울(12)의 곡율 반경이 되고, 지점 n에서 거울(12)에 대해 수직이 된다. 다음에 입사각은 광로 p와 곡율 반경 r 사이에서 각 θ이다. 스넬 법칙에 따라서 입사각은 반사각과 같기 때문에, 광선 g는 각 θ로 반사된다. 광선 q의 반사각은 광선 p의 입사각과 같기 때문에 광선 q는 광선 p와 동일하지만, 반대 방향으로 반사된다. 따라서, 광선 q는 광 섬유(19)상에 입사되어 본 발명에 따라 섬유(19, 20) 사이에서 광 접속을 확립한다.

상기 기술은 섬유(20)에 의해 방출된 원추형 광의 나머지 광선에 대해서도 같이 적용되어 거울(12)이 모든 광선을 섬유(19)에 어떻게 반사하는가를 보여줄 수 있다. 또한, 거울(12)이 섬유(19)에 의해 방출된 모든 광선을 섬유(20)에 어떻게 반사하는가를 보여주기 위해서는 상기 기술이 적용될 수 있다.

제3도에 있어서, 3개의 광 섬유(46, 47, 48)를 접속시키기 위해 제공된 본 발명의 제2실시예의 단면도가 도시되어 있다. 상술한 바와같이, 광 섬유는 제3도의 경우 및 다음에 기술하는 제4도의 경우 섬유가 일단 구멍(43 내지 45) 각각에 삽입된 후 제위치에서 접착이 될 수 있다. 특히, 접속기(40)는 2개의 구형 세그먼트(41, 42)가 도시된 바와같이 접속기의 한 단부에서 형성되는 형태로 예를들어 상술된 폴리메틸 메타크릴레이트와 같은 투명 재질로 성형된다. 구형 세그먼트(41)의 곡율 중심과 구형 세그먼트(42)의 곡율 중심은 각각 X, Y점으로 표시되어 있다. 구형 세그먼트(41, 42)의 외부측은 상술된 반사 재질(제3도에서 50으로 표시됨)로 코팅이 되어, 구면경으로 작동할 수 있다.

구멍(43, 44, 45)은 X 및 Y점과 일직선인 깊이로 접속기(40)의 본체(49)에 형성된다. 구멍(44)의 중심은 X 및 Y점 사이의 중간 지점에 위치되고, 구멍(43(45))은 구멍(44)과 같이 점 X(Y)점으로부터 등거리에 위치된다. 따라서 상기 사실을 기초로 하여, 구멍(44)으로부터 섬유(47)에 의해 방출된 광선과 같은 광 신호는 각각 광선 s와 t로 표시된 바와같이 양쪽 세그먼트(41, 42)상에 입사된다. 세그먼트(41, 42)상에 입사되는 광선 s와 t는 섬유(46, 48)에 의해 광선 u와 v가 수신되는 구멍(43, 45)의 방향으로 반사 재질(50)에 의해 반사된다(반사된 광선은 u 및 v로 각각 표시됨) .

한편 구멍(43(45))으로부터 섬유(46(48))에 의해 방출된 광 신호는 구형 세그먼트(41(42))상에 입사되므로, 구멍(44)에 삽입된 섬유(47)의 방향으로 반사된다. 따라서, 본 발명의 실시예에서, 섬유(46, 48)는 사실상 서로 분리되어 있다.

상기 세그먼트중의 하나, 예를들어 세그먼트(41)는 다른 세그먼트보다 작을 수도 있다. 이러한 경우, 섬유(46, 47)에 의해 수신된 광 신호의 레벨 또는 강도는 섬유(48)에 의해 수신된 신호의 강도보다 작을 수도 있다. 사실상, 제3도의 본 발명은 광 신호중 단지 일부만이 광 섬유(46)로 전달되도록 구성되며, 상기 신호는 섬유(47)에 의해 방출된 신호의 강도를 모니터하는데 사용될 수 있다.

제4도에 있어서, 5개의 광 섬유를 서로 접속하는데 적합한 본 발명의 제3실시예가 도시되어 있다. 특히, 4개의 구형 세그먼트(51 내지 54)는 접속기의 한쪽 단부에 형성되며, 이들의 외부 표면은 상술된 반사재질(제5도에서 60로 표시된)로 코팅된다(접속기(50)의 실제 실시예에서는 보이지 않는 점선(61, 62)은 접속기(50)가 4개의 세그먼트를 구비한다는 사실의 요체가 된다). 5개의 구멍(55 내지 59)은 각 광 섬유(도시하지 않았음)를 수용하기 위해 접속기(50)의 본체에 형성된다. 구멍(55)은 접속기의 중심에 배치되며, 각 세그먼트(51 내지 54)의 곡율 중심은 구멍(55)의 중심과 구멍(56 내지 59) 각각의 중심으로부터 같은 거리에 있다.

접속기(50)는 제3도의 접속기(40)가 동작하는 방법과 마찬가지 방법으로 동작한다. 특히, 중앙 구멍(55)에 삽입된 섬유에 의해 방출되는 광 신호는 세그먼트(51 내지 54)상에 입사된다. 세그먼트의 외부 표면상의 반사 코팅부(60)는 코팅에 입사되는 신호를 구멍(56 내지 59)의 방향으로 반사시킨다. 또한 구멍(56 내지59)중의 하나에 삽입된 섬유에 의해 방출되는 신호는 반사 코팅부(60)가 신호를 중앙 구멍(55)으로 반사시키는 구형 세그먼트(51) 각각에 입사된다.

제5도, 6도 및 7도는 접속기(10, 40, 50) 각각에 대한 상면도이다. 접속기(40, 50)의 상부는 원형으로 소정의 깊이로 나누어지며 제1도 및 2도에 있는 접속기(10)에 대해 도시된 바와같이, 나사 너트 또는 칼러를 수용하기 위해 테이퍼된 끼움부를 갖을 수 있다는 것은 주지의 사실이다.

상술된 사항은 단지 본 발명의 원리에 지나지 않으며, 본 기술에 숙련된 사람은 본 발명의 사상과 범위내에서, 비록 도시하지 않았지만 본 발명을 실시하는 여러가지 장치를 고안해낼 수 있다는 것을 쉽게 알 수 있다.

Claims

제1단부(16) 및 제2단부(13)를 갖는 재질의 본체(11)로 형성된 광 접속기(10)에 있어서, 제1단부(16)에 형성된 소정의 깊이를 갖는 다수의 구멍(14, 15)과, 제2단부(13)에서 형성된 반사 재질(12)로 코팅된 최소한 하나의 구형 표면(13)을 구비하며, 상기 최소한 하나의 구형 표면(13)의 형태와 상기 구멍(14, 15)의 내측단의 소정의 깊이는, 상기 구멍중 하나(예를들어, 15)에 삽입된 신호 전도체(예를들어, 22)에 의해 방출된 광 신호(p)가 상기 구형 표면(13)에 입사되고, 상기 반사 재질(12)에 의해 상기 구멍중 다른 하나(예를들어, 14)에 삽입된 또다른 신호 전도체(예를들어, 21)로 반사되도록 구성되어지는 것을 특징으로하는 광 섬유 접속기.
제1항에 있어서, 상기 반사 재질로 코팅된 상기 최소한 하나의 구형 표면(13)은 상기 재질 본체(11)의 제2단부에서 최소한 하나 이상의 구면경(12, 13)을 형성하는 것을 특징으로 하는 광 섬유 접속기.
제1항에 있어서, 상기 구멍(14, 15)의 내측 단부는 상기 최소한 하나의 구형 표면(13)의 곡율 중심(c)을 통과하는 선과 만나는 것을 특징으로 하는 광 섬유 접속기.
제1항에 있어서, 상기 제1단부(l6)는 소정의 깊이로 분리되어 갭(g)을 형성하며, 상기 제1단부(16)에 있는 재질 본체(11)의 외측은 테이퍼된 끼움부(17)를 가지며, 내측 끼움부를 갖는 너트(18)가 상기 테이퍼된 끼움부(17)상에 끼워질때 상기 갭이 페쇄되어 분할 단부가, 상기 다수의 구멍의 각각(14, 15)에 삽입된 신호 전도체(21, 22)를 결속하도록 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 광 섬유 접속기.
제1항에 있어서, 상기 다수의 구멍중의 최소한 하나(예를들어, 14)의 직경은 상기 다수의 구멍중의 또다른 하나(예를들어, 15)의 직경보다 작은 것을 특징으로 하는 광 섬유 접속기.
제1항에 있어서, 곡면을 이루는 다수 세그먼트(예를들어, 41, 42 또는 51, 52, 53, 54)는 상기 제2단부(13)에 형성되고, 상기 다수 세그먼트 각각의 외측은 각 세그먼트의 구면경을 형성하기 위해 반사 재질(예를들어, 50 또는 61)로 코팅이 되어 있는 것을 특징으로 하는 광 섬유 접속기.
제6항에 있어서, 곡면을 이루는 상기 다수의 세그먼트중 최소한 하나(예를들어, 52)는 곡면을 이루는 상기 다수의 세그먼트중 또다른 것(예를들어, 53)보다 작은 것을 특징으로 하는 광 섬유 접속기.
제7항에 있어서, 상기 각각의 구멍(예를들어, 55, 56, 57, 58, 59)은 곡면을 이루는 상기 다수 세그먼트(예를들어, 51, 52, 53, 54) 각각의 주축으로부터 소정의 거리에 배치된 내측 단부를 갖는 것을 특징으로 하는 광 섬유 접속기.
제6항에 있어서, 상기 다수의 구멍중 최소한 하나(예를들어, 44)는 곡면을 이루는 상기 다수 세그먼트(예를들어. 41, 42) 각각의 주축(예를들어, x, y)으로부터 등거리로 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 광섬유 접속기 .