KR950003439B1 - 광파이버결합기의 제조방법 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

광파이버결합기의 제조방법

제 1 도는 본 발명의 제 1 실시예인 반사모니터방법에 의거한 결합기 제조방법을 설명하기 위한 예시도.

제 2 도는 종래의 투과모니터방법에 의거한 결합기제조방법을 설명하기 위한 예시도.

제 3 도는 종래의 반사모니터방법에 의거한 결합기제조방법을 설명하기 위한 예시도.

제 4 도는 레일레이산란광원(Rayleigh scattering light power)대 광파이어길이의 관계를 도시한 그래프.

제 5 도는 본 발명의 제 2 실시예에 의한 광파이버결합기의 제조방법을 실행하기 위한 광파이버제조장치를 개략적으로 도시한 예시도.

제 6 도는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 제조방법에 의해 광파이버결합기를 제조하는 공정순서를 도시한 순서도.

제 7 도는 본 발명에 따른 제조방법에 의해 제조한 광결합기의 분기비와 종래방법에 의해 제조한 광결합기이 분기비를 나타낸 그래프.

재 8 도는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 광파이버결합기의 제조방법을 설명하기 위한 광측정장치를 개략적로 도시한 예시도.

제 9 도는 종래의 반사모니터측정방식과, 본 발명에 따른 반사모니터측정방식에 있어서의 수광파워의 측정결과를 비교해서 나타낸 표.

제10도는 본 발명의 제 4 실시예에 따른 광파이버결합기의 제조방법을 설명하기 위한 광추정장치를 개략적으로 도시한 예시도.

제11도는 종래의 반사모니터측정방식과, 본 발명에 따른 반사모니터측정방식에 있어서의 수광파워의 측정결과를 비교해서 나타낸 표.

제12도는 펄스광용의 레일레이산란광의 특성을 도시판 그래프.

제13도는 본 발명의 제 5 실시예에 따른 광파이버결합기의 제조방법을 실행하기 위한 광파이버결합기제조 장치를 개략적으로 도시한 예시도.

제14도는 본 발명의 제 5 실시예에 따른 제조방법에 의해 광파이버결합기를 제조하는 공정순서를 도시한 순서도.

제15도는 본 발명 및 종래의 방법에 따른 제조방법에 의해 제조한 광파이버결합기의 분기비를 나타낸 그래프.

제16도는 반사모니터방식용의 다른 기본구조를 개략적으로 도시한 예시도.

제17도는 반사모니터방식용의 또다른 기본구조를 개략적으로 도시한 예시도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

(1),(la),(10) : 광원 (2) : 보빈

(3),(3'),(3a)∼(3c) : 반사방지장치 (4),(4a),(4b) : 광파이버

(5),(30') : 결합기

(6),(6'),(6a),(6b),(11),(12) : 광검출기

(7),(13) : 컴퓨터 (8) : 반사장치

(14) : 연신제어기 (15) : 변조신호원

(16),(17) : 록인증폭기(lock in amplifier)

(18) : 편광/위상변조기 (20),(90) : 측정용 결합기

(40),(40a)∼(40c) : 굴절률정합유 (50) : 결합기형성부

(60) : 번너 (70) : 연신테이블

(80) : 연신지그 (00a)∼(100c) : 광스위치

본 발명은 집합한 광파이버의 일부를 가연하여 융착하고 연신하여 결합길르 제조하는 융착/연신방법에 의해서 광파이버결합기를 제조하는 방법에 관한것이다.

광파이버는 복수의 강파이버를 통과하는 광을 분기/결합하는 장치이다. 상기 결합기는 집합한 광파이버의 일부를 가열하여 융착하고 연신함으로써 제조된다. 소정의 분기율을 가지는 광파이버결합기를 제조하기 위해서는,융착/연신공정에서 분기비를 모니터해야 한다.

투과 모니터방법은, 분기비를 모니터하는 방법의 하나로서 공지되어 있고 또한 일본국 특개소 63-175812호 공보에 개시되어 있다. 이 방법에 있어서는, 제 2 도에 도시한 바와같이, 광파이버결합기(5)의 제조에 사용되는 광파이버의 조합의 한쪽의 단부 또는 제 1 단부는 광원(1)과 결합되어 있고, 상기 광파이버조합의 다른쪽의 단부 또는 제 2 단부는 광검출기(6),(6')와 결합되어 있다. 결합기의 분기비는 광검출기(6),(6')에의해 수신된 광파워률 사용해서 컴퓨터에 의해 계산된다. 또다른 공지된 분기비모니터방법으로는 일본국 특원평 1-275616호에 개시된 반사모니터방법이 있다. 이 방법에서는, 제 3 도에 도시한 바와같이, 광파이버결합기(5)를 제조하는데 사용되는 광파이버(4a),(4b)의 조합의 제 1 단부에 광이 도입되고 제 2 단부에서 반사되고, 상기 반사광은 결합기(5)와 분기용결합기(20)를 통해서 광검출기(6),(6')로 안내된다. 결합기의 분기비는 광검출의 검출결과에 의거해서 결정된다.

제 2 도에 도시한 투과모니터방법에 있어서는, 결합기가 제조될때마다 단자(a),(b)에서 접속을 해야만 한다. 이 접속작업은 고도의 숙련을 요하며, 때때로, 측정오차를 발생하는 문제점이 있다. 또한, 제 3 도에 도시한 상기 반사모니터방법에서는, 접속작업을 요하시 않는다는 점에서 유리하나, 광원(1)으로부터의 광이 광파이버를 통과해서 파이버의 단부(9') 및 개방단부(9)에서 반사되고, 이 반사광이 결합기(5)내에서 서로 간섭하여 분기비의 측정오차를 발생하는 문제점이 있다.

본 발명의 목적은 결합기제조시마다 행하였던 접속작업이 요구되지 않은 반사모니터방법의 장점을 이용하고, 또한 종래의 반사모니터방법에서 발생하는 측정오차를 저감시키는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 제 1 측면에 따른 광파이버결합기의 제조방법은, 복수의 광파이버를 소정의 분기비에 도달할때까지, 융각하여 연신하는 동안, 소정량의 광을 1개이상의 광파이버의 제 1 단부로 도입하는 제 1 공정과, 도입된 광이 상기 광파이버의 제 2 단부에서 반사되어 결합기를 다시 통과하여 복귀되고, 복귀된 광을 상기 광파이버의 제 1 단부로 검출하는 제 2 공정과, 검출된 광량과 입사된 광량의 비에 의거해서 결합기의 연신의 정지를 제어하는 제 3 공정을 포함하고. 반사방지장치는 상기 복수의 광파이버중에서 1개이상 광파이버의 단부측상에 설치되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 제 2 측면에 따른 광파이버결합기의 제조방법은, 복수의 광파이버의 결합기 형성부를 가열하고 융착하고 연신하여 결합기를 형성할때, 상기 결합기형성부을 통과한 광량을 검출하고, 검출된 광량에 의거해서 상기 결합기 형성부의 연신처리의 장치를 제어하는 광파이버결합기의 제조방법에 있어서, 상기 결합기 형성부를 가열하여 융착하기 전에, 1개이상의 광파이버의 제 1 단부로부터 광파이버의 내부로 고정된 광량을 도입하고, 상기 광파이버의 제 1 단부에서 상기 광파이버내의 레일레이(Rayleigh)산란광량을 검출하는 제 1 공정과, 상기 결합기형성부를 가열하고 융착한 후에, 상기 광파이버안의 제 1 단부로부터 광파이버의 내부로 고정된 광량을 도입하여, 상기 결합기형성부를 통과시키고, 복수의 광과이버의 제 2 단부에서 반사시켜 상기 결합부형성부로 다시 통과하도록 하고, 반사된 광의 양을 복수의 광파이버의 제 1 단부에서 검출하는 제 2 공정과, 상기 제 1 공정에서 검출된 광량과 상기 제 2 공정에서 검출된 각각의 광량을 보정하고, 보정된 광량비에 의거해서 결합기 형성부의 연신처리의 정지를 제저하는 제 3 공정을 포함한 것을 특징으로 한다.

본 발명의 제 3 측면에 따른 광파이버결합기의 제조방법은, 복수의 광파이버를 가열하여 융착하고 연신하여 광과이버결합기를 제조할때에 1개의 광파이버의 제 1 단부로부터 광파이버의 내부로 광을 도입하여, 결합기형성부를 통과시킨 후, 광파이버의 제 2 단부에서 반사시키는 동시에, 반사된 광을 광파이버의 제 1 단부에서 검출하고, 검출된 값에 의거해서 연신동작을 재어하는 광파이버결합기의 제조방법에 있어서, 상기 광파이버 제 1 단부에 입사되는 광은 간섭성이 낮은 광인 것을 특징으로 한다.

본 발명의 제 4측면에 다른 광파이버결합기의 조방법은, 복수의 광파인버를 가열하여 융착하고 연신하여 광과이버결합기를 제조할때에, 1개의 광파이버의 제 1 단부로부터 광파이버의 내부로 광을 도입하여, 결합기형성부를 통과시킨 후, 광파이버의 제 2 단부에서 반사시키는 동시에, 반사된 광을 광파이버의 제 1 단부에서 검출하고, 검출된 값에 의거해서 연신동작을 제어하는 광파이버결합기의 제조방법에 있어서, 프레넬(Fresnel)반사광과 레일레이(Rayleigh)산란광의 간섭에 의한 수광광과워의 변동을 강제로 발생하여 시간에 대해서 평균하고, 이에 의해 광을 안정하게 수광하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 제 5 측면에 따른 광파이버결합기의 제조방법은, 복수의 광파이버의 결합기형성부를 가열하여 융착하고 연신하여 결합기를 형성할때에, 상기 결합기형성부를 통과한 광량을 검출하고, 검출된 광량에 의거해서 상긴 결합기형성부의 연신처리의 장치를 즉거하는 광파이버결합기의 제조방법에 있어서, 복수의 광파이버중에서 1개이상의 광파이버의 제 1 단부로부터 광파이버의 내부로 소정량의 변조된 광을 도입하는 제 1 공정과, 상기 변조된 광이 상기 결합기형성부를 통과하여, 상기 광파이버의 제 2 단부에서 반복되는 상기 결합기형성부를 다시 통과할때에, 상기 복수의 광파이버중에서 1개이상의 광파이버의 제 1 단부에서 반사광을 검출하는 제 2 공정과, 검출된 반사광량과 입사된 변조광량의 비에 의거해서 결합기형성부의 연신처리의 정지를 제어하는 제 3 공정을 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명에 대하여 첨부되면을 참조하면서 상세히 설명한다.

제 1 도는 본 발명의 제 1 실시예에 의한 반사모니터방법을 설명하는 도면이다. 보빈(4),(4)에는 각각 긴 단일모드의 광파이버(4a),(4b)가 감겨 있다. 광파이버(4a)의 제 1 단부는 분기용결합기(20)를 통해서 광원(1)에 접속되고, 상기 광파이버(4a)의 제 2 단부는, 결합기(5)를 통해서. 통상 파이버단부를 평평하게 절단하여 형성된 반사장치(8)에 접속되어 있다. 분기용결합기(20)의 분기된 파이버의 제 1 단부는 광검출기(6)에 접속되고, 분기된 파이버의 제 2 단부는 반사방지장치(3)에 접속되어 있다. 광파이버(4b)의 제1단부는 광검출기(6')에 접속되어 있고, 광파이버(4b)의 제 2 단부는 결합기(5)를 경유해서 반사방지장치(3')에 접속되어 있다 .

광원(1)으로부터 방출된 광은 분기용결합기(20) 및 결합기(5)를 통과해서 반사장치(8)에 의해 반사되고, 반사된 광은 광전변환소자로 구성된 광검출기(6),(6')로 도입되어 반사광량이 측정된다. 이 광량은 분기비를 계산하는 컴퓨터로 공급되고 계산된 비는 결합기(5)를 제조하는 장치를 제어하기 위하여 사용된다.

상기 제 1 실시예에 의하면, 복수의 광파이버를, 소정의 분기비를 도달할때까지, 융착하여 연신하는 동안, 소정량의 광을 적어도 1개의 광파이버와 제 1 단부로 도입하는 제 1 공정과, 상기 도입된 광이 상기 광파이버의 제 2 단부에서 반사되어 결합기를 다시 통과하여 복귀하고, 복귀된 광을 상기 광파이버의 제 1 단부에서 검출되는 제 2 공정과, 검출된 광량과 입사된 광량의 비에 의거해서 결합기의 연신의 정지를 제저하는 제 3 공정을 포함하고, 반사방지장치가 복수의 광파이버(4a),(4b)중에서 적어도 1개의 광파이버의 단부측상에 설치되고, 바람직하게는 광이 도입되는 광파이버를 제외한 모든 광파이버의 단부측상에 반사방지장치(3),(3')가 설치되는 것을 특징으로 하는 광파이버결합기의 제조방법을 제공한다.

반사방지장치는, 예를들며 흑색잉크등의 광흡수재료 또는 예를들면 실리콘오일등의 굴절률정합유내에 광파이버의 단부를 침적하거나, 상기 광파이버의 단부를 구부려 그 직경을 감소시킴으로씨 광손실을 발생하거나, 광파이버의 단부를 경사지게 절단하거나 연마하여 실현할 수 있다.

상기 제 1 실시예에 의찬한 발명의 보다 특정한 수단은, 상기 제조방법에 있어서, 길이가 긴 광파이버를 사용하고, 광윈과 광검출기를 광파이버의 제 1 단부측상에 설치되고, 결합기형성부를 광파이버의 제 2 단부측상에 형성할 수 있다.

제 1 도에서 도시한 제 1실시예에 의한 본 발명의 제조방법에 있어서, 보빈에 감긴 파이버(4b)의 단부에서의 프레넬(Fresnel)반사는 예를들면, 이 단부를 굴절률정합유에 침적함으로써 제거된다. 상기 프레넬반사는 파이버(4a)의 단부에 위치한 반사장치(8)에 의해서만 발생되므로, 반사광의 간섭이 발생하지 않고 광검출기(6')에 의한 측정값이 변하지 않는다. 또한, 반사방지장치(3)는 결합기(20)의 단부측상에 설치되어 있으므로, 광검출기광검출기(6)에 의한 측정값도 안정하다.

제 1 실시예에 의한 본 발명의 유리한 효과를 확인하기 위해서, 광검출기(6),(6')에 의해 수광된 광파워의 안정도를 2개의 측정방식 즉, 제 3 도에 도시한 종래의 반사모니터 측정방식 및 제 1 도에 도시한 본 발명의 반사모니터방식으로 측정하여 비교하였다. 광원(1)은 파장 0.85㎛ 의 광을 발생할 수 있는 LD광원이었고, 측정용 광파이버결합기(20)은 파장 0.85㎛ 에서 작동가능한 단일모드의 결합기이었으며, 보빈에 감긴 광파이버(4a),(4b)는 0.85㎛ 파장대역의 단일모드의 광파이버이었다. 상기 반사모니터측정방식에 의해서, 분기비가 50%인 광파이버결합기를 제조하였다. 광검출기(6),(6')에 의해 수광된 광량을, 그 단부 부근의 파이버(4a)의 부분이 진동되는 상태에서, 측정하였다. 측정결과로서, 종래의 반사방법에서는, 광검출기(6)에 의해 수광된 광량은 -37.6∼-44.6dBm의 범위내에서 변동하였고, 광검출기(6')에 의해 수광된 광량은 -34.3~-41.7dBm의 범위내에서 변동하였다. 본 발명에서는, 광검출기(6)에 의해 수광된 광량은 -38.0dBm에서 거의 변동하지 않았고, 광검출기(6')에 의해 수광된 광량은 -35.0dBm에서 거의 변동하지 않았다. 분기비의 변동은 광검출기(6),(6')에 의해 측정결과를 사용하여 얻었다. 종래의 반사모니터방법에서는, 분기비가 23%-76%의 범위내에서 크게 변동하였지만, 본 발명의 반사모니터방법에서는 수광량이 안정하였기 때문에 거의 변동하지 않았다.

이상 설명한 바와같이, 본 발명의 제 1 실시예에 의한 광파이버결합기의 제조방법에서는 종래의 반사모니터방법의 결점인 측정오차를 발생하는 프레넬반사광의 간섭을 제거할 수 있는 반면, 광결합기의 형성시마다 실행되던 접속작업이 필요하지 않은 장점을 이용할 수 있으므로, 본 발명은, 광파이버결합기의 제조효율과 분기비측정의 정밀도를 개선할 수 있다.

제 3 도에 의한 방법에서는, 광과이버(4a)의 개방단부로부터 검출되는 반사광은 약한 프레넬반사광이므로, 파이버(4a)의 길이가 긴 경우, 검출된 반사광은 광파이버(4a),(4b)내에서 레일레이산란에 의해 현저하게 영향을 받으며, 이것은 측정오차를 발생하게 된다.

광은 광파이버의 입사단부로부터 광파이버로 도입되고 단부에서 반사되어 입사단부로 복귀된다. 복귀된 광은 파이버의 단부로부터의 프레넬반사광을 포함하고, 레일레이산란광은 광파이버 전체에 걸쳐서 존재한다. 프레넬반사광의 과워(Pr)는 "Pr=Po · α₂· r"로 주어진다. 여기에서 "r"은 프레넬반사율이고, "α"는 광파이버의 투과율(투사시의 방출광파워/투과시의 입사광파워)이고, "Po"는 입사광파워이다.

상기 식은 광파이버가 길고 광파이버의 투과율이 작은 경우, 프레넬반사광파워가 극히 작아지는 것을 나타낸다. 제 4 도에 도시한 바와같이, 레일레일산란광파워는 광파이버의 길이에 따라 커진다. 이 때문에, 긴 광파이버를 사용하면, 레일레이산란광에 의한 효과가 커진다. 이 사실로부터, 레일레이산란광파워만이 광파이버내에서 측정되면, 레일레이산란광파워와 프레넬반사광파워를 포함하는 광파워로부터 프레넬반사광파워만을 계산할 수 있다.

따라서, 본 발명의 제 2 실시에에 의한 광파이버결합기의 제조방법은 상기 언급한 바와같은 원리에 의거한 것으로서, 분기비를 모니터할때에 레일레이산란광에 의한 효과를 최소로하는 것을 목적으로하고 있다.

상기 제 2 실시예에 의하면, 상기 목적을 달성하기 위하여, 복수의 광파이버의 결합기형성부를 가열하여 융착하고 연신하여 결합기를 형성할때, 상기 결합기형성부를 동과한 광량을 검출하고, 검출된 광량에 의거해서 상기 결할기형성부의 연신처리의 정지를 제어하는 광파이버결합기의 제조방법에 있어서, 상기 결합기 형성부를 가열하여 융착하기 전에 적어도 1개의 광파이버의 제 1단부로부터 광파이버의 내부로 고정된 광량을 도입하고, 상기 광파이버의 제 1 단부에서 상기 광파이버내의 레일레이산란광량을 검출하는 제 1 공정과, 상기 결합기형성부를 가열하고 융착한 후에, 적어도 1개의 광파이버의 제 1 단부로부터 광파이버의 내부로 고정된 광량을 도입하여, 상기 결합기형성부를 통과시키고, 복수의 광과이버의 제 2 단부에서 반사시켜 상기 결합기형성부로 다시 통과하도록 하고, 반사된 광의 양을 복수의 광파이버의 제 1 단부에서 검출하는 제 2 공정과, 상기 제 1 공정에서 검출된 과량과 상기 제 2 공정에서 검출된 각각의 광량을 보정하고, 보정된 광량비에 의거해서 결합기형부의 연신처리의 정지를 제어하는 제 3 공정을 포함한 것을 특징으로 하는 광파이버결합기의 제조방법을 제공한다.

상기 방법에 있어서, 레일레이산란광을 검출할때에, 광과이버의 제 2 단부에서 프레넬반사를 억제하는 것이 바람직하다. 또, 굴절륭정합재료내에 광파이버의 제 2 단부를 침적시킴으로써 광파이버의 제 2 단부에서 프레넬반사를 억제하는 것이 바람직하다.

이상 설명한 바와같이, 결합기형성부를 가열하여 융착하기 전에, 광파이버내의 레일레이산란광량이 광파이버의 제 1 단부에서 검출되며, 상기 광파이버내에 발생된 레일레이산란광은 수치의 형태로 얻을 수 있다. 그후, 결합기형성부를 가열하여 융착한 후에, 광파이버의 제 1 단부로부터 광파이버의 내부로 고정된 광량을 도입하고, 복수의 광파이버의 제 1 단부에서 반사광량을 검출한다. 반사광의 검출값으로부터 레일레이산란광의 검출값을 감산함으로써, 제조공정에서 결합기내의 프레넬의 반사광량만을 얻을 수 있다. 이와같이 얻은 프레넬의 반사광량에 의거해서 광파이버결합기의 분기비를 계산함으로써, 정화한 분기비를 얻을 수 있다.

제 2 실시예에 의한 결합기제조방법을 실행하기 위한 광파이버결합기의 제조장치에 대하여 우선 제 5 도를 참조하면서 설명한다. 상기 제조장치에서는, 보빈(2)에 감겨있는 긴 1쌍의 단일모드의 광파이버(4)를 사용한다. 파이버를 보빈으로부터 풀어서 분기비가 1 : 1(50%)인 다수의 광파이버결합기(30)를 연속으로 형성된다. 본 실시예에 있어서는 동일한 2개의 파이버를 사용한다. 설명을 쉽게하기 위하여, 도면에서 위쪽에 위치한 광파이버를 제1광파이버(4a)로 칭하고,아래쪽에 위치한 광파이버를 제2광파이버(4b)로 칭한다. 이들 파이버(4a),(4b)의 제 1 단부는 형성되는 광파이버결합기(30)의 분기비를 모니터하고 결합기형성동작을 제어하는 여러종류의 장치에 접속되어 있다. 파이버의 제 2 단부는 프레넬반사를 방지하기 위하여 굴절률정합유포트(4Oa),(40b)에 침적되고, 제 2 광파이버(4b)의 제 2 단부 또는 타단부는 항상 굴절률정합유포트(40b)내에 침적되어 있다. 제 1 광파이버(4a)의 제 2 단부는 굴절률정합유포트(40a)내에 침적시키고, 나중에 부여되는 제조공정에서 상기 정합유포트로부터 꺼낸다. 이것은, 프레넬반사가 제 1 광파이버(4a)의 제 2 단부에서 억제될때 정합유포트에 침적시키고, 프레넬반사가 상기 제 1 광파이버(4a)의 제 2 단부에서 능동적으로 실행될때 정합유포트로부터 꺼낸다. 결합기형성부(50)는 굴절률정합유포르(40a),(40b)에 보다 근접한 광파이버(4a),(4b)의 위치에 형성된다. 결합기형성부(50)는, 결합기형성부가 형성될 파이버(4a),(4b)의 일부의 피복을 제거하고, 이 파이버를 제거된 부분에서 집합하는 방식으로 형성된다. 이와같이 형성된 결합기형성부를 적절한 가열수단 예를들면 버너등에 가열하여 융착하고 연신함으로써 결합기를 형성한다. 이와같은 작업을 하기 위하여, 결합기형성부(50)를 버너(60)와 연신테이블(70)을 포함하는 연시지그(80)에 고정한다.

제 1 광파이버(4a)의 제 1 단부는, 측정용결합기(90)를 통해서 SLD(초발광다이오드)등의 광원(10)에 접속된다. 고정된 광량은 광원(10)으로부터 발광되어 측정용결합기(90)를 통해서 광파이버(4a)의 제 1 단부로부터 상기 광파이버(4a)의 내부로 도입된다. 제 1 광파이버(4a)측상의 결합기(90)의 분기에서는, 결합기의 제 1 단부가 제 1 광파이버(4a)에 접속되고, 제 2 단부에서 광반사를 방지하기 위해서 상기 제 2 단부가 굴절률정합유포트(40C)내에 침적되어 있다. 모니처장치측상의 결합기의 분기에서는, 결합기의 제 1 단부가 광원(10)에 접속되어 있고, 제 2 단부가 제 1 광검출기(11)에 접속되어 있다. 제 2 광파이버(4b)의 제 1 단부는 제 2 광검출기(12)에 접속되어 있다. 이들 광검출기는 본 실시예의 광전변환소자로 구성되고, 분기율을 계산하는 컴퓨터(13)에 접속되어 있다.

제 1 광파이버(4a)의 제 2 단부에서 반사된 광은, 결합기형성부(50)에서 제 1 광파인버(4a)로 도입되는 광과 제 2 광파이버(4b)로 도입되는 광으로 분기된다. 반사된 광중에서, 제 1 광파이버(4a)를 통과하는 반사광은 다시 분기되어 제 1 광파이버(11)로 도입되어 검출된다. 또한, 반사된 광중에서 제 2 광파이버(4b)를 통과하는 반사광은 제 2 광검출기(12)로 도입되어 검출된다. 제 1 광검출기(11)는 두종류의 광을 검출한다. 그 중하나는 레일레이산란광만을 포함하는 조사광이고, 다른 하나는 조사된 레일레이산란광 및 프레넬반사광을 포함하는 광이다. 조사광을 검출하기 위해서는, 제 1 광파이버(4a)의 제 2 단부를 굴절률정합유포트(40a)에 침적시켜 프레넬반사광을 억제시킨다. 또, 레일레이산란광과 프레렐반사광을 포함하는 광을 검출하기 위해서는, 상기 제 2 단부를 포트(40a)로부터 꺼내어 도입되는 광을 능동적으로 프레넬반사시킨다.

상기 제1,제 2 검출기(11),(12)에 의해 검출된 값은, 분기비계산용 컴퓨터(13)에 입력된다. 상기 컴퓨터(13)는, 나중에 부여되는 식을 사용하여 분기비를 계산한다. 계산된 값이 소정의 분기기(본 실시예에서는 50%)에 도달하면, 컴퓨터는 컴퓨터에 결합된 연기제어기(14)의 연신동작을 정지시키기 위한 제어신호를 출력한다.

연신지그(80)와 결합된 연신제어기(14)는 컴퓨터(13)로부터의 제어신호에 응답해서 지그(80)를 구동한다. 상기 지그(80)에는, 결합기형성부(50)를 가열하기 위한 버너(60)와 연신테이블(70)이 설치되어 있다. 상기지그에 의해, 결합기형성부(50)는 가열하여 융착하고 연신된다. 컴퓨터(13)로부터 정지제어신호를 수신할때에, 연신제어기(14)는 제어신호에 의해 지그(80)의 동작을 정지시킨다.

이하, 제 2 실시예에 의한 모니터방법의 원리에 대하여 간단히 설명한다. 광파이버결합기를 제작하기 전에, 제 1 광검출기(11)에 의해 검출된 광파워를 "Po"로 가정하고, 광파이버결합기를 제작할때에 제1,제 2 광결합기(11),(12)에 의해 검출된 광파워를 각각 "Pl"과 "P2"로 가정하면, 결합기 제작공정중에 컴퓨터(13)에 의해 계산된 광파이버결합기(30)의 분기비(분이선내의 광파워의 비에 의해 규정됨)는 다음과 같이 표현된다.

분기비=(s/(t+s)× 100(%)

여기에서, t=(Pl/po)^1/2이고 ,s=(α/α2 ) So(P2²/PoPl)^1/2이다. 상기식에서, "αl"와 "α2"는 제1,제 2 광파이버(4a),(4b)의 투과율(방출광파워/입사광파워)이며, "So"는 본선의 투과율(본선의 방출광파워/본선의 입사광파워)이다. 킴퓨터(13)에 의한 계산은 상기 언급한 바와 같은 식을 사용해서 실행된다. 소정의 분기비에 도달하면, 컴퓨터는 결합기형성부의 연신동작을 정지하도록 신호를 출력한다. 실제로, 광파워(P0),(Pl),(P2)는 감산방식으로 나중에 부여되는 공정네 레일레이산란광의 검출값을 사용해서 보정된다.

결합기 제조공정의 순서에 대해서 제 6도에 도시한 순서도를 참고하면서 설명한다. 우선, 광파이버(4)의 피복을 부분적으로 제거하여 결합기형성부(50)를 형성한다(스텝 201). 결합기형성부(50)의 양단부를 지그(80)의 연신테이블(70),(70)에 고정한다(스텝 202). 다음에, 제 1 광파이버(4a)의 제 2 단부를 굴절률정합유포트(40a)에 침적하고(스텝 203), 광원(10)을 ON상태로 절환한다(스텝 205). 제 1 광파이버(4a)에 존재하는 레일레이산란광을 제 1 광검출기(11)로 검출하고(스텝 205), 제 1 광파이버(4a)의 제 2 단부를 상기 포트(40a)로부터 꺼내진(스텝 206), 프레넬반사준비를 한다. 다음에, 반사광(PO)을 제 1 광검출기(11)로 검출하고(스텝 207), 이 상태에서 결합기형성부(50)를 버너(60)로 가열하고 융착하고(스템 208), 연신한다(스텝 209).연신공정중에, 광파유(P1),(P2)를 제1, 제 2 광검출기(11),(12)로 검출하고(스텝 210), 검출된 값을 컴퓨터(13)에 입력한다. 컴퓨터에서는 이들 광파워값(P0,Pl,P2) 및 상기 값을 보정하기 위한 레일레이산란광의 검출값을 사용해서 분기비를 계산한다(스텝 211). 연신공정에서 광파워(Pl),(P2)의 검출동작과 분기비의 계산동작을, 분기비가 50%에 도달할때까지, 반복한다(스텝 212). 분기비가 50%에 도달하면, 컴퓨터(13)는 연신제어기(14)에 정지신호를 출력한다. 상기 정지신호에 응답해서 연신제어기(14)는 지그(80)의 연신동작을 정지한다(스텝 213). 이와같이 형성된 광파이버결합기(30)를, 수정으로 이루어진 케이스등의 보호부재(도시되지 않음)에 결합하거나, 보호부재내에 성형한다 스텝(214).

다수의 광파이버결합기(30)는, 상기 제조공정의 순서를 반복함으로써, 보빈(2)에 감긴 2개의 긴 광파이버(4a),(4b)로부터 연속적으로 형성된다. 제 1 광파이버결합기(30)를 제조하는 경우에만 측정용결합기(90)와 제 2 광검출기(12)를 제1,제 2광파이버(4a),(4b)와 결합하고, 제 2 광파이버결합기의 이후의 파이버걸합기를 제조할때에는 상기 결합작업을 생략해도 되는 점에 유의해야 한다.

광파이버결합기(30)를 상기와 같은 실시예의 제조방법에 의해 제조하고, 이들의 분기비를 측정하였다. 광원(10)은 파장이 0.85㎛ 인 초발광다이오드를 사용하였고, 제1,제 2 광파이버(4a),(4b)는 1km길이와 0.85㎛ 파장대역을 가진 단일모드의 파이버이었다. 또한, 결합기(90)도 0.85㎛ 파장대역의 단일모드결합기이었다.

상기 언급한 조건하에서, 분기비가 다른 광파이버결합기를, 분기비를 모니터하면서 제조하였다. 제조된 광파이버결합기의 분기비는 투과모니터방법으로 측정하였으며, 이 측정결과를 제 7 도에 도시하였다. 제 7 도에 있어서, 본 발명의 방법에 의해 제조된 광파이버결합기의 분기비는 검은 점으로 표시하고 있고, 종래의 반사모니터방법으로 제조된 결합기의 분기비는 횐점으로 표시하고 있다. 이 그래프로부터 알수 있는 바와같이, 본 발명의 반사모니터방법의 측정결과는 본 실시예의 투과모니터방법의 측정결과와 완전히 일치하므로, 정확한 분기비를 가진 광파이버결합기가 본 실시예의 반사모니터방법에 의해 제조되었다. 한편. 종래의 반사모니터방법의 측정결과는 종래의 투과모니터방법의 것과 일치하지 않았으므로, 종래의 반사모니터방법에 의해 제조된 광파이버결합기의 분기비는 다소 부정확하다. 이상의 사실로부터, 본 발명의 반사모니터방법은 레일레이산란광의 영향을 제거할 수 있다.

상기 설명으로부터 알수 있는 바와같이, 본 발명의 방법에서는, 광파이버내에 발생되는 레일레이산란광을 미리 검출한다. 결합기형성부를 연신하면서 결합기의 분기비를 모니터할때, 반사광의 검출값은 레일레이산란광의 검출값을 사용해서 보정되므로, 레일레이산란광에 의한 영향을 최소화할 수 있어, 제조된 광파이버결합기는 정확한 분기비를 가진다.

이하, 본 발명의 제 3 실시예에 의한 광파이버결합기의 제조방법의 장점을 이해하기 위해서는, 상기에 이미 설명한 바와같이, 반사모니터법에서, 반사광이 복수의 광파이버의 단부로부터 복귀될대에, 광이 광파이버결합기에 의해서 결합되는 것이 언급되어야 한다. 이 경우에는, 반사광은 서로 간섭하므로, 반사광파워가 변한다. 광파이버결합기의 형성에 사용되는 보빈에 감긴 광파이버로부터의 레일레이산란광이 서로 간섭하거나, 또는 레일레이산란광과 반사광이 서로 간섭하므로, 수광된 광파워가 변하게 된다. 수광된 광파워의 변동은 반사모니터법에서 측정오차를 발생한다.

상기 문제점을 해소하기 위하여, 본 발명의 제 3 실시예에 의하면, 반사광사이의 간섭, 레일레이산란광 사이의 간섭 및 반사광과 레일레이산란광 사이의 간섭에 의해 발생되는 측정오차를 제거할 수 있는 동시에, 광파이버의 제 1 단부에 입사되는 광으로서 간섭성이 낮은 광을 사용함으로써, 각각의 파이버결합기 제조용 파이버전속작업이 요구되시 않는 반사모니터법의 유리한 특을끌 이용할 수 있는 광파이버결합기의 제조방법이 제공된다.

특히, 복수의 광파이버를 가열하여 융착하고 연신하고 광파이버결합기를 제조할때에, 1개의 광파이버안의 제 1 단부로부터 광파이버의 내부로 광을 도입하여, 결합기형성부를 통과시킨후, 광파이버의 제 2 단부에서 반사시키는 동시에, 반사된 광을 광파이버의 제 1 단부에서 검출하고, 검출된 값에 의거해서 연신동작을 제어하는 광파이버결합기의 제조방법에 있어서, 상기 광파이버의 제 1 단부에 입사되는 광은 간섭성이 낮은 광인 것을 특징으로 하는 광파이버결합기의 제조방법이 제공된다.

제 8 도는 상기 본 발명의 방법을 실행하기 위한 장치의 예시도이다. 분기비를 정확하게 계산하기 위해서, 보빈에 감긴 파이버(4a),(4b)의 단부로부터 복귀된 프레넬반사광을 정확하게 측정할 필요가 있으며, 이것은 제 8 도에 도시한 광검출기(6a),(6b)에 의해 검출된다. 간섭성이 높은 광원을 사용하면, 프레넬반사광은 파이버(4a),(4b)의 양쪽으로부터 복귀되어 제조하고 있는 광파이버결합기(30)에서 결합되고, 상기 광은 서로 간섭하게 된다. 또한, 보빈에 감긴 광파이버로부터의 레일레이산란광은 서로 간섭하고, 또한 상기 레일레이산란광과 프레넬반사광도 서로 간섭한다. 이러한 간섭의 결과로서, 광검출기(6a),(6b)에 수광된 광파워는 변동되어 측정오차를 발생한다.

간섭성이 낮은 광원을 사용하면, 프레넬반사광과 레일레이산란광의 간섭이 방지되어, 광검출기(6a),(6b)에서는 수광된 광파워의 편차가 발생하지 않는다.

제 8 도에 있어서,(1a)는 간섭성이 낮은 SLD(초발광 다이오드)광원이다. 분기비의 측정원리는 제 3 도를 참도하면서 설명한 바와 같다. 본 실시예에서는, 광원으로서 간섭성이 낮은 SLD를 사용하므로, 측정시에 간섭과 광파워 편차에 위한 영향을 받지 않기 때문에 정확한 측정을 확실하게 할 수 있다. 제 8 도의 경우에 있어서는, 간섭성이 낮은 광을 얻기 위하여 광원으로서 SLD를 사용하였으나, 기타의 적합한 어떠한 수단이라도 상기와 같은 목적을 위한 것이면 사용할 수 있다.

본 발명에 의한 유리한 효과를 확인하기 위해, 한번은 높은 간섭성의 광을 사용하고 또 한번은 낮은 간섭성의 광을 사용하고, 그리고 파장 0.85㎛인 LD를 사용하고, 제 8 도에 도시한 반사모니터측정장치를 사용해서 광검출기(6a),(6b)의 광파워의 안정성을 측정하여 비교하였다.

이 측정장에 있어서 제조시에 광파이버로서 사용된 측정용 광파이버결합기(30)는 0.85㎛ 파장대역의 단일모드결합기이었고, 또한 보빈에 감긴 광파이버(4a),(4b)도 0.85㎛ 파장대역의 5km 길이의 단일모드 파이버였다. 두 종류의 측정을 하면서 분기비 50%인 광파이버결합기를 제작하였다, 측정하는 동안 광파이버결합기(30)와 보빈에 감긴 광파이버(4a),(4b) 사이에 진동을 발생시킨 상태에서 수광된 광파워를 광검출기(6a),(6b)로 측정하였으며, 그 측정결과를 제 9 도의 표에 나타내었다. 이 표로부터 알 수 있는 바와 같이, 간섭성이 낮은 광을 사용한 경우에는 광검출기(6a),(6b)에 의해 측정된 수광광파워는 안정하였으나, 간섭성이 높은 광을 사용한 경우에는 구광광파워가 표에 나타낸 범위내에서 변동하였다.

제 9 도에 도시한 광검출기(6a),(6b)의 측정결과를 사용하여 분기비의 편차를 산출하였다. 간섭성이 높은 광에 의한 모니터방법에 의한 경우에는, 분기비가 46%∼53% 범위내에서 변동하였으나, 본 발명의 모니터 방법에 의한 경우에는, 분기비의 변동이 확인되지 않았으며, 그 이유는 수광된 광파워가 안정하였기 때문이다.

상기 설명으로부터 알 수 있는 바와 같이 본 발명의 결합기제조방법은, 반사모니터방법의 사용시에 측정오차를 발생하는 프레넬반사광과 레일레이산란광의 간섭에 의한 악영향을 제거할 수 있는 동시에, 반사모니터방법의 유리한 특징을 이용할 수 있다. 따라서, 본 발명의 결합기 제조방법은, 광파이버결합기의 제조효율과 분기비의 측정정밀도를 개선할 수 있다.

또, 본 발명의 제 4 실시예에 의한 반사모니터방법은, 복수의 광파이버로부터의 반사광이 서로 간섭하여 반사광파워가 변동하게 되는 문제점이 해결책을 제공한다. 결합기를 형성하기 위하여 사용되는 보빈에 감긴 광파이버로부터은 레일레이산란광이 서로 간섭하거나, 레일레이산란광과 반사광이 서로 간섭하므로, 수광된 광파워가 변동한다. 이와 같이 수광된 광파워의 변동은, 반사모니터방법의 사용시에, 측정오차를 발생한다.

상기 제 4 실시예에 의하면, 반사광 사이의 간섭, 레일레이산란광 사이의 간섭 및 반사광과 레일레이산란광 사이의 간섭에 의해 발생되는 측정오차를 제거할 수 있는 동시에, 각 파이버결합기 제조에 대한 파이버 접속작업이 불필요한 반사모니터방법의 유리한 특징을 이용할 수 있는 광파이버결합기의 제조방법이 제공된다.

상기 제 4 실시예에 의하면, 복수의 광파이버를 가열하여 융착하고 연산하여 광파이버결합기를 제조할때에, 1개의 광파이버안의 제 1 단부로부터 광파이버의 내부로 광을 도입하여 결합기 형성부를 통과시킨 후, 광파이버의 제 2 단부에서 반사시키는 동시에, 반사된 광을 광파이버의 제 1 단부에서 검출하고, 검출된 값에 의거해서 연신동작을 제어하는 광파이버결합기의 제조방법에 있어서, 프레넬반사광과 레일레이산란광의 간섭에 의한 수광광파워의 변동을 강제로 발생하여 시간에 댁해서 평균하고, 이에 의해 광을 안정하게 수광하는 것을 특징으로 하는 광파이버결합기의 제조방법이 제공된다.

보다 바람직하게는, 프레넬반사광과 레일레이산란광의 간섭에 의해 수광된 광파워의 변동을, 광파이버와 광파이버결합기를 통하여 전파되는 광의 위상, 편광 및 주파수중에서 적어도 하나를 변동함으로써, 강제로 발생한다.

제10도는 본 발명의 제 4 실시예에 의한 방법을 실행하기 위한 장치를 도시한 것이다. 분기비를 정확하게 계산하기 위해서는, 보빈주위에 감긴 광파이버(4a),(4b)의 단부로 부터 복귀된 프레넬반사광을 정확하게 측정할 필요가 있으며, 이것은 제10도에 도시한 광검출기(6a),(6b)로 검출된다. 높은 간섭성을 가진 광원을 사용하면, 프레넬반사광은 파이버(4a),(4b)의 양쪽으로부터 복귀되어 제조하고 있는 광파이버결합기(30)에서 결합되고, 상기 광은 서로 간섭된다. 또한, 보빈에 감긴 광파이버로부터의 레일레이산란광은 서로 간섭하고, 또한 레일레이산란광과 프레렐반사광도 서로 간섭한다. 이러한 간섭의 결과로서 광검출기(6a),(6b)에 수광된 광파워는 변동되어 측정오차를 발생한다.

제 4 실시예에 의한 방법에 의하면, 간섭을 발생하는 프레넬반사광과 레일레이산란광의 위상, 편광 및 주파수중에서 적어도 하나를 변동시킴으로써, 프레넬반사광과 레일레이산란광에 의한 광과워의 변동을 강제로 발생한다. 예를 들면, 프레넬반사광과 레일레이산란광의 편광 및 위상을 편광/위상변조기에 의해 고속으로 변동하면, 간섭광파워도 고속으로 변동한다. 간섭광파워의 변동속도가 광검출기(6a),(6b)의 평균시간에 비해서 충분히 높을 때에, 광검출기(6a),(6b)의 각각의 수광광파워는 평균화되어 안정한 값을 취하게 된다. 그 결과, 프레넬반사광과 레일레이산란광의 간섭이 발생하여도 광검출기(6a),(6b)의 수광광파워는 변동되지 않는다.

제10도에 있어서, (18)은 압전소자를 사용하는 편광/위상변조기이다. 제10도에 의한 실시예에 있어서, 편광/위상변조기(18)는 광원(1)라 광파이버결합기(30) 사이에 삽입된다. 간섭광파워는 편광/위상변조기(18)에 의해 고속으로 변동되므로, 평균치되고 안정화된 광파워가 광검출기(6a)(,(6b)에 의해서 측정되고, 결과적으로 정확한 측정이 실현된다.

제10도의 실시예에서는, 압전소자를 사용하는 편광/위상변조기(18)는 간섭광파워를 변동하는 수단으로 사용된다. 이것은 광의 위상, 편광 및 주파수중에서 적어도 1개를, 변동할 수 있는 다른 수단으로 대치할 수 있다. 또한, 편광/위상변조기(18)는, 광원(1)으로부터 광검출기(6a),(6b)에 이르는 경로내에 위치하는 경우, 제10도에 도시한 삽입위체이외의 다른 위치에 배치될 수 있다.

제 4 실시예에 의한 본 발명의 방법에 의한 유리한 효과를 화인하기 위해서, 제10도에 도시한 바와같이, 변조기(18)를 설치한 반사모니터측정장치와 변조기(18)를 설치하지 않은 반사모니터장치를 각각 사용하여, 광검출기(6a),(6b)의 광파워안정성을 측정하여 비교하였다. 두 경우에 모두 광원으로서 파장 0.85㎛ 인 LD를 사용하였다.

두 측정시에 제조상태에 있는 광파이버로서 사용되는 측정용 광파이버결합기(30)는 0.85㎛ 파장대역의 단일모드결합기이었고, 보빈에 감긴 광파이버(4a),(4b)도 5km 길이의 0.85㎛ 파장대역의 단일모드광파이버이었다. 편광/위상변조기(18)는 0.85㎛ 파장대역의 단일모드광파이버가 감긴 관현상의 압전소차로 구성되었으며, 분기비 50%인 광파이버결합기를 상기 두개의 측정시스템에서 제조하였다. 수광된 광파워는, 측정용 광파이버결합기(30)와 보빈에 감긴 광파이버(4a) 사이에서 진동을 발생한 상태에서 광과이버(6a),(6b)에 의해 측정되었으며, 그 측정결과를 제11도에 표로 나타내었다. 이 표로부터 알 수 있는 바와같이, 광검출기(6as),(6b)에 의해 축정된 광파워는, 변조기(18)를 사용한 경우에는 안정하게 되고, 변조기(18)를 사용하지 않은 경우에근 표에 표시한 범위내에서 변동하였다.

분기비의 변동은 제11도에 도시한 광검출기(6a),(6b)의 측정결과를 사용하여 산출되었다. 변조기(18)가 없는 모니터방법에서는, 분기비가 46%∼53%의 범위내에서 변동하였고. 변조기(18)가 있는 모니터방법에서는, 분기비의 변동이 확인되지 않았으며, 그 이유는 수광된 광파워가 안정되기 때문이었다.

상기 설명으로부터 알 수 있는 바와 같이, 제 4 실시예에 의한 결합기 제조방법은, 반사모니터방법의 사용시에 측정오차를 발생하는 프레넬반사광과 레일레이판란광간의 간섭에 의한 악영향을 제거할 수 있는 동시에, 반사모니터방법의 유리한 특징을 이용할 수 있다. 따라서, 제 4 실시예의 결합기 제조방법에 의하면 광파이비결합기의 제조효율과 분기비의 측정정밀도를 개선할 수 있다.

이하, 본 발명의 제 5 실시예에 의한 방법을 설명한다. 이미 언급한 바와같이, 제 1 도의 파이버(4)가 긴 경우, 검출된 반사광은 광파이버(4a),(4b) 내부의 레일레이산란광에 의해 현저하게 영향을 받으므로, 측정 오차를 발생한다.

길이가 긴 광파이버의 내부로 광펄스가 도입되면, 광과이버 전체에 걸쳐서 레일레기산란이 발생하므로, 반사광으로서 검출된 파이버의 입사단부에 복귀하는 레일레이산란광은 제12도에 도시한 바와같은 시간의존성의 파형을 가진다. 펄스광이 광파이버의 내부로 반복해서 들어와서 펄스발생의 간격이 점차로 감소하면, 복구의 광펄스의 레일레이산란광은 서로 중합되어, 시간의존성은 점차로 소멸된다. 한편, 프레넬반사가 파이버의 제 2 단부 또는 단부에서만 일어나므로, 펄스광이 파이버위에 반복해서 입사되면, 프레넬반사광은 원래의 파형을 유지하면서 입사단부로 복귀되어 입사광의 파형과 동일하게 된다. 따라서 짧은 팔스발생주기의 변조광 즉, 높은 변조주파수로 변조된 광을 사용하면, 레일레이산란광은 시간의존성을 갖지 않는 고정파워를 지닌 광으로서 검출되고, 프레넬반사광은 원래의 과형을 지닌 변조된 광파워로서 검출된다.

제 5 실시예에 의한 방법은 상기 언급한 바와같은 원리에 의거하여, 분기비의 모니터가 진행될때 레일레이산란에 의한 영향을 최소화할 수 있는 광파이버결합기의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 제 5 실시예에서는, 복수의 광파이버의 결합기형성부를 가열하여 융착하고 연신하여 결합기를 형성할때에, 상기 결합기형성부를 통과한 광량을 검출하고, 검출된 광량에 의거해서 상기 결합기형성부의 연신처리의 정지를 제어하는 광파이버결합기의 제조방법에 있어서, 복수의 광파이버중에서 1개이상의 광파이버의 제 1 단계로부터 광파이버의 내부로 소정량의 변조된 광을 도입하는 제 1 공정과, 상기 변조된 광이 상기 결합형성부를 통과하여, 상기 광파이버의 제2단부에서 반사되어 상기 결합기형성부를 다시 통과할때에, 상기 복수의 광파이버중에서 1개이상의의 광파이버의 제 2 단부에서 반사광을 검출하는 제 2 공정과, 검출된 반사광량과 입사된 변조광량의 비에 의거해서 결합기형성부의 연신처리의 정지를 제어하는 제 3 공정을 포함한 것을 특징으로 하는 광파이버결합기의 제조방법이 제공된다.

상기 방법에 있어서, 상기 반사광은, 압사된 변조광과 동기하여, 검출되는 것이 바람직하다. 또한, 검출전에 반사광을 중폭하는 것이 바람직하다. 또한, 중폭을 위해서 록인중폭기(lock-in amplifier)를 사용하는 것이 바림직하다.

변조광은 광파이버의 제 1 단부로부터 입사되고, 광파이버의 제 2 단부로부터의 반사광과 동기되는 변조파는 제 1 단부에서 검출된다. 따라서, 광의 입사와 검출은 광파이버의 제 1 단부에서만 실행될 수 있다. 또한, 변조된 광은 측정용으로 사용되고, 상기 변조된 광이 검출되므로, 프레넬반사광과 레일레이산란광은 구별하여 검출될 수 있다.

반사광이 입사된 변조광과 동기하여 검출되면, 프레넬반사광이 검출용으로 선택될 수 있다. 이 경우, 검출된 변조광을 증폭하면, 측정될 프레넬반사광만이 증폭되므로, 레일레이산란에 의한 영향이 최소화된다.

제 5 실시예에 의한 결합기 제조방법을 실행하기 위한 광파이버결합기의 제조장치를 제13도를 참조하면서 설명한다. 이 제조장치에서는, 보빈(2)에 감긴 긴 1쌍의 단일모드의 광파이버(4)를 사용한다. 분기비가 1 : 1(50%)인 다수의 광파이버결합기(30)가 파이버를 보빈으로부터 푸는 동안 계속해서 형성된다. 이 실시예에 있어서는, 동일한 2개의 파이버가 사용된다. 설명을 쉽게 하기 위해서 도면에서 위쪽에 위치된 광파이버를 제 1 광파이버(4a)로 칭하고, 아래쪽에 위치된 광파이버를 제 2 광파이버(4b)로 칭한다. 광파이버(4a),(4b)의 제 1 단부는 제조될 광파이버결합기(30)의 분기비를 모니터하고 결합기의 형성동작을 제어하는 여러종류의 장치에 접속되어 있고, 파이버의 제 2 단부는 개방되어 있다. 제 1 광파이버(4a)의 개방단부는 개방되어 있으나, 제 2 광파이버(4b)의 개바단부는 굴절률정합유포트(40)에 침적되어 있다. 제1,제 2광파이버(4a),(4b)의 결합기형성부(50)는 굴절률정합유포트(40)에 인잡한 광파이버(4a),(4b)의 위치내에 형성되어 있다. 결합기형성부(50)는, 결합기형성부가 형성될 광파이버(41),(4b)의 일부의 피복을 제거하고, 파이버를 피복이 제거된 부분에서 밀착하여 결합한다. 이와같이 형성된 결합기형성부를 예를들면, 버너등의 적절한 가열수단에 의해서 가열하여 융착하고 연신한다. 이를 위해서, 결합기형성부(50)는 버너(60)와 연신테이블(70)을 포함하는 연산지그(80)에 고정시킨다.

제 1 광파이버(4a)의 제 1 단부 또는 일단부는 측정용 결합기(90)를 통해서 반도체레이저소자등의 변조광원(10)에 접속된다. 변조신호원(15)은 광원(10)의 상류측에 위치하여 상기 광원과 접속되어 있다. 반도체레이저로 구성된 변조광원(10)은, 변조신호원(15)으로부터의 신호에 응답해서 고주파수의 변조광(펄스광)을 방출한다. 즉, 소정의 펄스광이 변조신호원(15)으로부터의 변조신호에 의해 광원(10)으로부터 발생되어, 측정용 결합기(90)를 통해서 광파이버(4a)의 제 1 단부로부터 광파이버(4a)로 도입된다. 제 1광파이버(4a)측상의 결합기(90)의 분기에 대해서는, 결합기의 제 1 단부가 제 1 광파이버(4a)에 접속되고, 결합기의 제 2 단부에서 광의 반자를 방지하도록 상기 결합기의 제 2 단부는 굴절률정합유포트(40)에 침적되어 있다. 모니터장치측상의 결합기(90)의 분기에 대해서는, 상기 결합기의 제 1 단부가 광원(10)에 접속되고, 상기 결합기의 제 2 단부가 제 1 광검출기(11)에 접속되어 있다. 제 2광파이버(4b)의 제 1 단부는 제 2 광검출기(12)에 접속되어 있다. 이들 광검출기(11),(12)는 상기 검출기에 안내되는 반사광을 전기신호로 변환하기 위한 광전변환소자로 구성되어 있다. 특히, 제 1 광파이버(4a)의 제 2 단부로부터의 반사광은, 결합기형성부(50)를 통과하여 분기된다. 분기된 광은 제1,제 2 광파이버(4a),(4b)로 안내된다. 분기된 반사광은 제 1 광파이버(4a)를 통과하여 측정용 겹합기(90)에 의해 다시 분기되고 제 1 광검출기(11)로 유입되어 검출된다. 제 2 광파이버(4b)를 통과한 후, 분기된 반사광은 제 2 광검출기(12)로 안내되어 검출된다.

제 1 록인증폭기(first lock-in amplifier)(16)는 증폭기의 상류측에 위치한 제 1 광검출기(11)에 접속되고, 제 2 록인중폭기(17)는 증폭기의 하류측에 위치된 제 2 광검출기(12)에 접속된다. 이들 증폭기(16),(17)는 분기비를 계산하는 컴퓨터(13)에 접속되어, 반사광의 프레넬반사광의 성분을 증폭하는 기능을 한다. 또한, 중폭기(16),(17)는 변조신호원(15)과 접속되어 변조신호원(15)으로부터의 신호와 동기하여 동작한다. 즉, 증폭기는 광검출기(11),(12)에 의해 검출된 반사광으로부터, 광원(10)에서 광파이버(4)에 인가된 변조광을 선택하여 증폭한다. 따라서, 중폭기는 레일레이산란광을 포함하는 검출된 광중에서 프레넬반사광을 증폭하므로, 레일레이산란광은 프레넬반사광에 대해서 상대적으로 낮게 됨으로써 레일레이산란광에 의한 영향을 작게 받는다. 컴퓨터(13)는 나중에 부여되는 식을 사용하여, 록인증폭기(16),(17)에 의해 증폭된 반사광량에 의거해서 분기비를 계산한다. 이와같이 계산한 같이 소정의 분기비(본 실시예에서는 50%)에 도달하면, 컴퓨터는, 컴퓨터와 결합된 연신제어기(14)의 연신동작을 정지하도록 제어신호를 출력한다.

연신지그(80)에 결합된 연신제어기(14)는, 컴퓨터(13)로부터의 제어신호에 응답해서 지그(80)를 구동한다. 지그(80)에는, 결합기형성부(50)를 가열하기 위한 버너(60)와 연신테이블(70)이 설치되어 있다. 상기 지그에 의해, 결합기형성부(50)는 가열하여 융착되고 연신된다. 컴퓨터(13)로부터의 정지제어신호를 수신하면, 연신제어기(14)는 상기 제어신호에 의해 지그(80)의 연신동작을 정지시킨다.

이하, 상기 제 5 실시예에 의한 모니터방법의 원리를 간단히 설명한다. 광파이버결합기 제조전에 제 1 광검출기(11)에 의해 검출된 광파워를 "Po"로 하고, 결합기가 제조되고 있는 경우의 제1,제 2 광검출기(11),(12)에 의해 검출된 광파워를 "P1" 및 "P2"로 하면, 결합기 제조공정중에 컴퓨터(13)에 의해 계산된 광파이버결합기(30)의 분기비(분기선에서의 광파워의 비)는 다음과 같이 표현된다.

분기비=(S/(t+s)×100(%)

여기에서, t=(P1/Po)^1/2이고, s=(α1/α2)So(P2²/PoP1)^1/2이다. 상기 식에서, "α1" 및 "α2"는 제1,제 2 광파이버(4a),(4b)의 투과율(방출광파워/입사광파워)이고,"So"는 본선의 투과율(본선의 방출광파워/본선의 입사광파워)이다. 컴퓨터(13)에 의한 계산은, 상기 언급한 바와같은 식을 사용해서 실행된다. 소정의 분기비에 도달하면, 컴퓨터는 결합기형성부의 연신동작을 정지시키도록 신호를 출력한다. 실제로, 광파워(Po),(Pl),(P2)는 제1,제 2 록인증폭기(16),(17)에 의해 증폭된 값이다.

이하, 결합기제조공업의 순서를 제14도이 도시한 순서도를 참조하면서 설명한다. 우선, 광파이버(4)의 피복을 부분적으로 제거하여 결합기형성부(5O)를 형성한다(스텝 501), 결합기형성부(50)의 양단부를 지그(80)의 연시테이블(70),(70)에 고정한다(스텝 502). 다음에, 광원(10)을 ON 상태로 절환한다(스텝 503). 제 1 광파이버(4a)의 제 2 단부로부터 복귀한 반사광(Po)을 제 1 광검출기(11)로 검출하고(스텝 504), 이 상태에서, 결합기형성부(50)를 버너(60)로 가열하여 융착하고(스텝 505), 연신한다(스텝 506). 연신공정중에, 광파워(Pl),(P2)를 제1,제 2 광검출기(11),(12)로 검출한다(스텝 507). 검출된 값을 컴퓨터(13)에 입력한다. 컴퓨터에서는 이들 광파워 값을 사용하여 분기비를 계산한다(스텝 508). 연신공정에서의 광파워(Pl),(P2)의 검출동작과 분기비의 계산동작을 50%의 분기비에 도달할때까지 반복한다(스텝 509). 분기비가 50%에 도달하면, 컴퓨터(13)는 연신제어기(14)에 정지신호를 출력하고, 이 정지신호에 응답해서, 연산제어기(14)는 지그(80)의 연신동작을 정지한다(스텝 510). 이와같이 해서 형성된 광파이버결합기(30)를, 수정으로 이루어진 케이스등의 보호부재(도시되지 않음)에 결합하거나 상기 보호부재내에 성형한다(스텝 511).

다수의 광파이버결합기(30)는, 상기 제조공정의 순서를 반복함으로써, 보빈(2)에 감긴 2개의 긴 광파이버(4a),(4b)로부터 연속적으로 형성된다. 제 1 광파이버결합기(30)를 제조하는 경우에만 측정용 결합기(90)와 제 2 광검출기(12)를 제1,제 2광파이버(4a),(4b)와 결합하고, 제 2광파이버결합기 이후의 광파이버결합기를 제조하기 위하여 결합작업을 생략해도 되는 점에 유의해야 한다.

광파이버결합기(30)를 상기와 같은 실시예의 제조방법에 의해 제조하고, 이들의 분기비를 측정하였다. 광원(10)은 파장이 0.85㎛ 인 초발광다이오드를 사용하였다. 200KHz에서 직사가형의 변조신호를 변조신호원(15)으로부터 광원(10)에 인가하였다. 상기 변조신호에 응답해서, 광원(10)은 200KHz에서 직사각형파의 펄스광을 발생하였다. 제1,제 2 광파이버(4a),(4b)는 1km 길이와, 0.85㎛ 의 파장대역을 가진 단일모드의 파이버이었다. 또한, 측정용결합기(90)도 0.85㎛ 의 파장대역의 단일모드결합기이었다.

상기 언급한 조건하에서, 분기비가 다른 광파이버결합기를, 분기비를 모니터하면서, 제조하였다. 제조된 광파이버결합기의 분기비는 투과모니터방법으로 측정하였으며, 측정결과를 그래프로 제15도에 도시하였다. 동 도면에 있어서, 본 발명의 방법에 의해 제조된 광파이버결합기의 분기비를 검은 점으로 표시하고, 종래의 반사모니터방법으로 제조된 결합기의 분기비를 횐점으로 표시하였다. 상기 그래프로부터 알 수 있는 바와같이, 본 실시예의 반사모니터방법의 측정결과는 본 실시예의 투과모니터방법의 측정결과와 완전히 일치하므로, 정확한 분기비를 가진 광파이버결합기가 본 실시예의 반사모니터방법에 의해 제조되었다. 한편, 종래의 반사모니터방법의 측정결과는 종래의 투과모니터방법의 측정결과와 일치하지 않았으므로, 종래의 반사모니터방법에 의해 제조된 광파이버결합기의 분기비는 다소 부정확하다. 이상의 사실로부터, 본 발명의 반사모니터법은 레일레이산란광의 영향을 제거할 수 있다.

상기 설명으로부터 알 수 있는 바와같이, 변조광은 광파이버결합기를 형성하는 광파이버의 제 1 단부로부터 광과이버의 내부로 도입되고, 제 2 단부에서 반사된 광이 검출된다. 결합기형성부의 연신동작의 정지는 검출된 광량과 입사된 변조광량에 의거해서 제어된다. 따라서 광파이버의 접속작업 및 모니터장치가 간단해진다. 또한 프레넬반사광과 레일레이산란광을 구별하여 검출할 수 있다. 프레넬반사광만을 선택하여 검출하는 경우, 레일레이산란광에 의한 영향을 극히 저감할 구 있다. 또한, 제조된 광파이버결합기는 정확한 분기비를 가진다.

상기 설명과 이하의 청구항으로부터, 본 발명은 반사보니터방법에 관련하여 보다 나은 측정결과를 얻을 수 있는 서너개의 방법과 장치를 제공할 수 있음이 명백하다.

본 발명에 의한 여러종류의 방법과 장치를 하나씩 설명하였으나, 이들 방법은 반사모니터방법에 대해서 보다 나은 결과를 얻기 위해서 조합할 수 있음이 명백하다.

본 발명에서는 제 3 도에 도시한 종래의 구성에 의거한 반사모니터방식의 실시예에 관해서 설명하였으나, 제16도와 제17도에 도시한 바와같이, 다른 구성을 발명의 원리가 작용되는 기본구조로서, 사용해도 된다.

제16도의 구성에 있어서는, 측정용 광파이버결합기가 광파이버(4b)를 포함하는 경로에 추가로 삽입되어 있다. 동일한 특성을 가지는 광파이버결합기(20a),(20b)가 각각 광검출기(6a),(6b)에 삽입되어 반사광파워를 동일한 이득으로 측정할 수 있다.

제17도의 구성에 있어서는, 광스위치(100a),(100b),(100c)를 부가적으로 사용한다. 광원(1)으로부터의 레이저광이 스위치(100a)의 작동에 의해 파이버(4a) 또는 파이버(4b)로 선택적으로 안내된다. 광파이버결합기(30)에 입사하는 광파워 또는 반사되는 광파워는 스위치(100b),(100c)를 작동함으로써 선택적으로 측정될 수 있다.

Claims (16)

1. 복수의 광파이버를, 소정의 분기비에 도달할때까지, 융착하여 연신하는 동안, 소정량의 광을 1개이상의 광파이버의 제 1 단부로 도입하는 제 1 공정과, 도입된 광이 상기 광파이버의 세2단부에서 반사되어 결합기를 다시 통과하여 복귀되고, 복귀된 광을 상기 광파이버의 제 1 단부에서 검출하는 제 2 공정과, 검출된 광량과 입사된 광량의 비에 의거해서 결합기의 연신의 정지를 제어하는 제 3 공정을 포함하고, 반사방지장치는 상기 복수의 광파이버중에서 1개이상의 광파이버의 단부측상에 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 광파이버결합기의 제조방법.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 반사방지장치는, 광에 도입되는 광파이버를 제외한 모든 광파이버의 단부측상에 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 광파이버결합기의 제조방법.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 반사방지장치는, 광흡수자료 또는 굴절률정합유에 광파이버의 단부를 침적시킴으로써, 실현되는 것을 특징으로 하는 광파이버결합기의 제조방법.
4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 반사방지장치는, 광파이버의 단부를 구부려서 광파이버의 직경을 감소하고, 이에 의해 광손실을 발생함으로써, 실현되는 것을 특징으로 하는 광파이버결합기의 제조장치.
5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 반사방지장치는, 광파이버의 단부를 경사지게 절단하거나 연마함으로써, 실현되는 것을 특징으로 하는 광파이버결합기의 제조방법.
6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 광파이버는 길이가 긴 것을 사용하고, 광원과 광검출기는 광파이버의 제 1 단부측상에 설치되고, 결합기형성부는 광파이버의 제 2 단부측상에 형성되는 것을 특징으로 하는 결합기 형성부의 제조방법.
7. 복수의 광파이버의 결합기형성부를 가열하여 융착하고 연신하여 결합기를 형성할때, 상기 결합기형성부를 통과한 광량을 검출하고, 검출된 광량에 의거해서 상기 결합기형성부의 연신처리의 정지를 제어하는 광파이버결합기의 제조방법에 있어서, 상기 결합기형성부를 가열하여 융착하기 전에, 1개이상의 광파이버의 제 1 단부로부터 광파이버의 내부로 고정된 광량을 도입하고, 상기 광파이버의 제 1 단부에서 상기 광파이버내의 레일레이(Rayleigh)산란광량을 검출하는 제 1 공정과, 상기 결합기형성부를 가열하여 융착한 후에, 상기 광파이버안의 제 1 단부로부터 광파이버의 내부로 고정된 광량을 도입하여, 상기 결합기형성부를 통과시키기고, 복수의 광파이버의 제 2 단부에선 반사시켜 상기 결합기형성부로 다시 통과하도록 하고, 반사된 광의 양을 복수의 광파이버의 제 1 단부에서 검출하는 제 2 공정과, 상기 제 1 공정에서 검출된 광량과 상기 제 2 공정에서 검출된 각각의 광량을 보정하고, 보정된 광량비에 의거해서 결합기형성부의 연신처리의 정지를 제어하는 제 3 공정을 포함한 것을 특징으로 하는 광파이버의 제조방법 .
8. 제 7 항에 있어서, 상기 레일레이산란광이 검출될 때, 프레넬(fresnel)반사기 상기 광파이버의 제 2 단부에서 억제되는 것을 특징으로 하는 광파이버결합기의 제조방법.
9. 제 8 항에 있어서, 상기 프레넬반사는, 굴절률정합재료에 상기 광파이버의 제 2 단부를 침적시킴으로써, 상기 광파이버의 제 2 단부에서 억제되는 것을 특징으로 하는 광파이버결합기의 제조방법.
10. 복수의 광파이버를 가열하여 융착하고 연신하여 광파이버결합기를 제조할때에, 1개의 광파이버의 제 1 단부로부터 광파이버의 내부로 광을 도입하여, 결합기형성부를 통과시킨 후, 광파이버의 제 2 단부에서 반사시키는 동시에, 반사된 광을 광파이버의 제 1 단부에서 검출하고, 검출된 값에 의거해서 연신동작을 제어하는 광파이버결합기의 제조방법에 있어서, 상기 광파이버의 제 1 단부에 입사되는 광은 간섭성이 낮은 광인 것을 특징으로 하는 광파이버결합기의 제조방법.
11. 복수의 광파이버를 가연하여 융착하고 연신하여 광파이버결합기를 제조할때에, 1개의 광파이버의 제 1 단부로부터 광파이버의 내부로 광을 도입하여, 결합기형성부를 통과시킨 후, 광파이버의 제 2 단부에서 반가시키는 동시에, 반사된 광을 광파이버의 제 1 단부에서 검출하고, 검출된 값에 의거해서 연신동작을 제어 하는 광파이버결합기의 제조방법에 있어서, 프레넬반사광과 레일레이산란광의 간섭에 의한 수광광파워의 변동을 강제로 발생하여 시간에 대해서 평균하고, 이에 의해 광을 안정하게 수광하는 것을 특징으로 히는 광파이버결합기의 제조방법.
12. 제11항에 있어서, 프레넬반사광과 레일레이산란광의 간섭에 의해 수광된 광파워의 변동을, 광파이버와 광파이버결합기를 통하여 전파되는 광의 위상, 편광 및 주파수중에서 한개이상을 변동시킴으로써, 강제로 발생하는 것을 특징으로 하는 광파이버결합기의 제조방법.
13. 복수의 광파이버의 결합기형성부를 가옅하여 융착하고 연신하여 결합기를 형성할때에, 상기 결합기형성부를 통과한 광량을 검출하고, 검출된 광량에 의거해서 상기 결합기형성부의 연신처리의 장치를 제어하는 광파이버결합기의 제조방법에 있어서, 복수의 광파이버중에서 1개이상의 광과이버의 제 1 단부로부터 광과이버의 내부로 소정량의 변조된 광을 도입하는 제 1 공정과, 상기 변조된 광이 상기 결합기형성부틀 통과하여, 상기 광파이버의 제 2 단부에서 반사되어 상기 결합기형성부를 다시 통과할때에, 상기 복수의 광파이버중에서 1개이상의 광파이버의 제 1 단부에서 반사광을 검출하는 제 2 공정과, 검출된 반사광량과 입사된 변조광량의 비에 의거해서 결합기형성부의 연신처리의 정지를 제어하는 제 3 공정을 포함한 것을 특징으로 하는 광파이버결합기의 제조방법.
14. 제13항에 있어서, 상기 반사광은, 입사된 변조광과 동기하여, 검출되는 것을 특징으로 하는 광파이버결합기의 제조방법.
15. 제14항에 있어서, 상기 반사광은 검출하기 전에 증폭하는 것을 특징으로 하는 광파이버결합기의 제조방법.
16. 제15항에 있어서, 상기 증폭을 위채서 록인증폭기(lock-in amplifier)를 사용하는 것을 특징으로 하는 광파이버결합기의 제조방법.