KR950003437B1 - 광 파이버 커플러의 제조방법 - Google Patents
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Abstract
내용 없음.
Description
제 1 도는 본 발명의 일실시예에 사용되는 광파이버 커플러의 제조장치의 사시도.
제 2 도는 본 발명에 사용하는 분기비(SR)와 설정연속속도(V0)사이의 관계의 일예를 도시한 도면.
제 3 도는 본 발명의 일실시예에 사용되는 버너의 사시도.
제 4 도는 종래의 제조공정을 설명하기 위한 순서도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 가교대 2a,2b : 연신스테이지
3 : 클램퍼 4a,4b : 광파이버
5,5a,5b : 광파이버노출부 6,6a : 버너
60 : 가스분출구 7a,7b : 화염용 가스의 유량제어기
8a,8b : 추 9 : 광원
10a,10b : 수광기 11a,11b : 검출기
12 : 컴퓨터
본 발명은 광통신이나 광계측등에서 사용되는 광파이버 커플러의 제조방법에 관한 것이다.
파이버형 커플러는, 복수의 광파이버사이에서 광을 분기/결합하는 장치로서, 현재에는 융착연신법(meit drawing method)이 싱글모드파이버용 커플러의 제조에 가장 적합한 방법으로 고려되고 있다("광파이버 커플러의 최신 기술", 오프트로닉스〈1988〉, No. 5, P. 125). 이 융착연신법은, 제 4 도에 표시한 바와 같이, 스텝(401)에서 2개의 광파이버의 피복을 일부 제거해서 노출부를 형성한 후에, 스텝(402)에서 이 노출부를 상호 밀착시키도록 비틀거나 평행으로 밀착고정시키는 동시에, 이 다발부분을, 버너등으로 가열/융착하면서 연신한다.
스텝(403)에서, 광파이버의 일단부로부터 입사한 광을 광파이버의 타단부에서 측정해서 광분기비(branching ratio)를 검지하고, 스텝(404)에서 소정의 분기비를 얻을때에 연신을 정지시킨다. 그리고, 스텝(405)에서 부호부재에 고정, 접착시켜, 파이버형 커플러를 제조한다.
상기한 종래의 방법에서는, 분기비만을 모니터에서 광파이버의 연신을 행하고 있었으나, 이 방법에서는 연신이 진행됨에 따라서 광파이버의 직경이 작아지고, 이에 의해 연신속도가 증가되어, 분기비가 소정의 값에 도달할때에 연신을 정지하는 것이 곤란하였다. 최악의 경우는 광파이버가 단선하는 문제가 있었다.
또한, 가열된 유리의 굴절율은 완성품의 굴절율과 상이하기 때문에 연신정지 직전에 측정한 분기비와 완성품으로된 커플러의 분기비에 차이가 발생하여, 소정의 값의 커플러를 얻을 수 없다고 하는 문제도 있었다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의하면, 커플러형성부를 형성하기 위하여 복수의 광파이버의 일부를 밀착시키는 공정과, 상기 커플러형성을 가열/연신하는 공정을 포함하는 광파이버 커플러의 제조방법에 있어서, 상기 가열/연신공정에서, 일정한 인장력을 가한 상태의 연신속도로 상기 광파이버를 연신하고, 또한 상기 연신속도와 미리 설정된 연신속도사이의 차이의 비례하는 화염용가스의 양만큼 증감하면서 상기 광파이버의 가열/연신하는 것을 특징으로 하는 광파이버 커플러의 제조방법을 제공한다.
또한, 본 발명의 효과를 얻기 위해서는, 가열/연신중에 커플러의 분기비를 측정하고, 설정연신속도를 분기비의 함수로 하거나, 분기비가 최종목표치에 접근함에 따라서 연신속도가 0에 접근하도록 함수를 성립시키거나, 가열원이 광파이버의 축방향을 따라서 배치된 복수의 가스분출구를 가진 버너로서, 가열중에는 버너가 고정되어 있는 것이 바람직하다.
①즉, 본 발명은 2개의 광파이버의 연신속도(V)를 광파이버를 연신하는 동안 측정하고, 측정된 연신속도(V)와 미리 설정한 연신속도(V0)사이의 차이에 비례하는 가스유량의 변화량(△G)에 의해서 화염버너의 가스유량(G)이 증감되는 것을 특징으로 한다.
광파이버의 연신속도는 광파이버의 단면적, 연신장력 및 가열온도에 의해서 결정된다.
본 발명에 의하면, 커플러를 구성하는 2개의 파이버에 작용하는 연신장력을 일정하게 하여, 연신속도를 항상 설정치에 접근하도록 한다. 또한, 가스의 유량을 제어함으로써, 광파이버가 가열/연신되어 가늘어질때에 연신속도가 급속히 상승해서 광파이버가 단선되는 것을 방지할 수 있다.
가스유량을 변화시켜서 연신속도를 설정치로 유지하기 위해서는, 실험의 결과로 부터의 다음의 관계가 성립되는 것이 판명되었다.
△G=gi(V0-V) ………………………………………………………………(1)
여기서,
△G는 가스유량의 변화량(cc/분)을 나타내고,
V0는 설정연신속도(mm/분)을 나타내고,
V는 연신속도(mm/분)를 나타내고,
gi는 연신속도로부터 가스유량의 변화량을 구하기 위하여 경험으로부터 얻은 변환정수(cc/mm)를 나타낸다.
이 변화정수는 설정연신속도(V0)와 실제의 연신속도(V)의 대소에 의해 상이하므로,
V0 V일 경우 g1으로 정의하고,
V0＜V일 경우 g2로 정의한다.
단, g2g1＞0 이다.
이것은, 연신속도가 설정속도보다 높게 될때에 광파이버의 단선을 방지하기 위하여 급속하게 가스량이 감소되어야 하기 때문이다.
② 또한, 연신하는 동안 2개의 광파이버중에서 한쪽의 광파이버에 광원으로 부터 광을 입사하여, 2개의 광파이버로부터 출사되는 광을 모니터함으로서, 분기비(SR)의 측정을 행한다. 소정의 분기비(SR*)에 분기비(SR)가 접근함에 따라서 연신속도(V)를 낮게 하기 위하여, 설정연신속도(V0)는 분기비(SR)의 함수로서 다음의 일반적 인식으로 나타낼 수 있다.
V0=F(SR) ………………………………………………………………(2)
여기서, 제 2 도에 표시한 바와같이, 소정의 분기비(SR*)에 분기비(SR)가 접근함에 따라서, "SR"의 함수를 예를들면 "e-SR)", "SR-n"등으로 선정함으로서 연신속도(V)를 낮게할 수 있다. 이 조건에서는, 분기비가 최종목표치에 접근됨에 따라 연신속도가 느려지므로 정밀도가 높은 분기비를 용이하게 얻을 수 있다.
다음에, 본 발명의 일실시에에 대해서 첨부도면을 참조하면서 상세히 설명한다.
제 1 도는 본 발명의 일 실시예에 사용되는 광파이버커플러의 제조장치를 도시한다.
제 1 도에 도시한 광파이버 커플러의 제조장치를 사용해서 50%의 분기비를 가지는 커플러를 제조하였다. 도면에 있어서, (1)은 가교대이고, (2a), (2b)는 연신스테이지이고, (3)은 클램퍼이고, (4a), (4b)는 광파이버이고, (5)는 광파이버 노출부이고, (6)은 버너이고, (7a), (7b)는 화염용가스의 유량제어기이고, (8a), (8b)는 광파이버에 일정한 인장력을 가히기 위한 추이고, (9)는 광원이고, (10a), (10b)는 수광기이고, (11a), (11b)는 연신스테이지의 이동길이를 측정하는 검출기이고, (12)는 컴퓨터이다.
한쌍의 클램프(3)는, 가교대위에 설치되어, 연신스테이지(2a), (2b)를 통하여 서로 대향되고, 광파이버의 각각의 피복을 부분적으로 제거한 노출부(5)를 가지는 2개의 광파이버(4a), (4b)가 클램퍼(3)에 고정된다, 노출부(5)는 클램퍼(3), (3)사이에 위치하도록 고정되고 노출부(5)의 바로밑에는 열원인 버너(6)가 배치되어 있다. 광파이버의 노출부(5)는 버너(6)에 의해 가열되어 연신스테이지를 서로 대향하는 방향으로 인장함으로 광파이버의 노출부(6)의 간격을 크게하여 소정의 커플러를 형성한다.
버너(6)는 제 3 도에 도시한 바와 같이 광파이버의 축방향을 따라서 배치된 복수의 가스분출구를 가진 것을 사용함으로써 가열영역전체에 걸쳐서 일정한 온도를 실현할 수 있다. 따라서, 상기 버너를 고정해서 가열하였다.
노출부(5)에는 연신스테이지(2a), (2b)에 장착된 추(8a), (8b)에 의해 일정한 인장력을 가하였다.
화염용가스로서 버너(6)에 유입되는 프로판가스와 산소가스는 컴퓨터(12)로부터 명령하에서 작동하는 유량제어기(12a), (12b)에 의해서 각각 공급된다.
또한, 컴퓨터는, 연신스테이지에서 이동길이를 검출하는 검출기(11a), (11b)의 출력을 수신하고, 또한 광원(9)으로부터의 광을 커플러를 구성하는 노출부(5)를 통하여, 광파이버(4a), (4b)에 출사한 광의 강도를 검출하는 수광기(10a), (10b)의 출력을 수신한다. 컴퓨터(12)는, 이들의 입력에 의거하여 연신속도(V)와 분기비(SR)을 산출한다.
또한, 상기 컴퓨터는 (12)는 상기 (1)식을 사용하여 "△G"를 산출하여 유량제어기(7a), (7b)를 작동한다.
상기의 방법에 의해 50%의 분기비를 가지도록 광파이버 커플러를 100개 제조하였을 때에, 커플러는 모두 50±3%의 범위내에 있는 분기비를 가졌고, 또한 1개의 커플러마다의 연신시간은 1분간 이었다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 방법에 의해 광파이버 커플러를 제조함으로써 고정밀도로 소정의 범위내에 있는 분기비를 가지는 광파이버 커플러를 일관성 있게 생산할 수 있다.
Claims (4)
- 커플러형성부를 형성하기 위하여 복수의 광파이버의 일부를 밀착시키는 공정과, 상기 커플러형성부를 가열/연신하는 공정을 포함하는 광파이버커플러의 제조방법에 있어서, 상기 가열/연신공정에서, 일정한 인장력을 가한 상태의 연신속도로 상기 광파이버를 연신하고, 또한 상기 연신속도와 미리 설정된 연신속도사이의 차이에 비례하는 화염용가스의 양만큼 증감하면서 상기 광파이버를 가열/연신하는 것을 특징으로 하는 광파이버커플러의 제조방법.
- 제 1 항에 있어서, 상기 가열/연신공정중에, 커플러의 분기비를 측정하고, 상기 미리 설정된 연신속도는 상기 분기비의 함수인 것을 특징으로 하는 광파이버 커플러의 제조방법.
- 제 2 항에 있어서, 상기 함수는, 상기 분기비가 최종목표치에 접근함에 따라서 상기 연신속도가 "0"에 접근하도록, 산출되는 것을 특징으로 하는 광파이버 커플러의 제조방법.
- 제 1 항에 있어서, 상기 가열원은 상기 광파이버의 축방향을 따라서 배치된 복수의 가스분출구를 가진 버너이고, 상기 가열공정중에 상기 버너가 고정되어 있는 것으 특징으로 하는 광파이버 커플러의 제조방법.
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