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KR100243315B1 - 다중모드 광커플러 - Google Patents

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KR100243315B1
KR100243315B1 KR1019960055043A KR19960055043A KR100243315B1 KR 100243315 B1 KR100243315 B1 KR 100243315B1 KR 1019960055043 A KR1019960055043 A KR 1019960055043A KR 19960055043 A KR19960055043 A KR 19960055043A KR 100243315 B1 KR100243315 B1 KR 100243315B1
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optical
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light
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윤종용
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Abstract

다중모드 광커플러가 개시된다. 이 다중모드 광커플러는, 전송광이 입사되며, 플라스틱 클래드 광섬유 또는 플라스틱 광섬유 중 어느 하나로 구성되는 제1광섬유; 전송광이 출력되며, 플라스틱 클래드 광섬유 또는 플라스틱 광섬유 중 어느 하나로 구성되는 제2광섬유; 상기 제1광섬유와 상기 제2광섬유 사이에 위치하여 상기 광섬유들 간에 광신호를 수지 또는 폴리머를 포함하는 광전송매질을 통하여 전송하며, 상기 각 광섬유와 접하는 면의 단면적이 각 접하는 광섬유 코아의 단면적보다 큰 코아확장소자; 및 내부에 상기 제1 및 제2광섬유, 그리고 상기 코아확장소자가 위치하며, 상기 코아확장소자를 통하여 광이 전송될 수 있도록 광경로를 형성하는 채널형전송로를 포함하여, 코아의 크기가 통신용 광섬유보다 큰 플라스틱 클래드 광섬유 또는 플라스틱 광섬유를 사용하여, 채널형 전송로내의 수지인 광전송 매질에 의하여 코아 확장효과를 가진다. 또한 광과 광의 연결을 용이하게하여 광섬유간 분기/결합 및 접속을 단순하면서 가격을 싸게 할 수 있는 저손실 광전송을 이룬다.

Description

다중모드 광커플러
본 발명은 플라스틱 광섬유 또는 플라스틱 클래드 광섬유를 사용한 광커플러에 관한 것으로서, 플라스틱 광섬유 또는 플라스틱 클래드 광섬유를 통과한 전송광이 채널형 전송로 내의 광전송매질인 수지(residue monomer:resin)에 입사된 후 다시 반대쪽에 위치한 광섬유에서 출력되는 형태의 저손실 광 전송을 갖는 다중모드 광커플러 및 그 제조방법에 관한 것이다.
반사(reflection)와 굴절(refraction)에 의해 이루어지는 빛의 전파는 빛의 입사각과 두 매질의 굴절율에 의해 결정된다. 따라서 보다 효율적으로 빛을 전파할 수 있는 매질의 개발이 광을 이용하는 광섬유(optical fiber)이다. 광섬유는 빛을 전송하는 내부의 코아(core)와 코아에서 빛의 전반사가 이루어지도록 굴절율을 달리한 클래드(clad)로 구성된다. 뛰어난 광학적 특성, 환경안정성, 내열성 때문에 널리 사용되는 석영계 광섬유의 빛을 전송하는 코아의 크기는 직경이 약 0.008 mm로부터 0.625 mm 정도가 흔히 쓰이는데 광섬유를 접속한다든지 송신되는 광을 분기 결합하는데 코아 부분의 직경이 작아 상당한 기술적 어려움을 야기한다. 최근 대역폭-중계거리가 적절한 광통신 시스템에 플라스틱 클래드 광섬유 및 플라스틱 광섬유의 응용이 급속히 전개되고 있다.
플라스틱 클래드 광섬유(plastic clad fiber, PCF)는 석영계 유리로 된 코아에 플라스틱 클래드를 입힌 광섬유로써 코아와 클래드의 굴절율 차가 크다. 특히 PCF는 지름이 크며 개구수(NA)가 높고 손실특성이 우수하여 광데이터 링크로 실용화되고 있다. 기존의 클래드제로서 실리콘 수지가 사용되어 있는데, 경도가 높은 불화성 아클리레이트 수지가 사용한 PCF가 개발되고 있다. 이 PCF는 현장 조립형 광커넥터의 광섬유 고정방법으로서 주목받고 있는 압착방식에의 적용가능성이 높고 나아가 전송손실의 저온 특성도 개선되고 있다. 현재 상용화되고 있는 플라스틱 클래드 광섬유는 코아 직경이 110과 200㎛로 크며, 개구수도 0.37로 높은편이다. 특히 850 nm의 입사파장에 대한 감쇠율이 6dB/km로 광통신에의 응용이 충분하다. 현재 플라스틱 클래드 광섬유는 전송손실이 5 - 7 dB/km, 전송대역이 5 - 10 MHz.km가 실용화되고 있으며, 1km이하의 단거리 데이터 링크나 화상전송 등에 적용되고 있다.
플라스틱 광섬유는 유연성, 코아직경, 개구수 등에서 뛰어나고 저가의 이점으로 근거리 통신망에서 기존의 석영계 광섬유를 급속히 대체해 나가고 있다. 일반적으로 플라스틱 광섬유는 {MMA(Polymethylmethacrylate)나 플리스틸렌을 이용하고 있으며, 최근에 이르러 폴리카버네이트(poiycabonate), 열경화성 중합체, 불소 중합체 그리고 실리콘 화합물에 대한 연구가 이루어지고 있다. 일반적으로 플라스틱 광섬유의 전송손실은 160 - 1000 dB/km 에 이르며, 600 nm 범위에서 가장 낮은 전송손실을 보이고 있다. 최근에는 1300 - 1500 nm 범위에서 전손실의 플라스틱 광섬유가 상용화되고 있다. 플라스틱 광섬유의 개구수는 0.6까지 가능하며 저가의 LED를 이용할 수 있다는 장점을 지닌다. 특히 플라스틱 광섬유의 큰 장점은 3 mm 직경까지의 광섬유 제조가 가능하다는데 있다.
광섬유를 사용하여 제조되는 광커플러는 광신호를 분기하거나 결합하는 수동 소자이다. 광통신에서의 광신호의 분기/결합 기능은 전기통신의 분기/결합과 마찬가지로 각종 광통신망의 구성에 있어서 가장 기초적인 기능이다. 그러나 전기신호의 분기/결합은 동선의 기계적 접속만으로도 간단히 구현될 수 있으나 광신호에 있어서는 광섬유의 특성상 간단하게 구현하는 것이 불가능하며 따라서 별도의 광분기 및 광결합 기능소자로서 광커플러가 이용된다.
1970년대부터 지금까지 가장 널리 쓰이는 광섬유를 이용한 광커플러는 용융 인장형(fused) 커플러이며, 에반슨트(Evanescent) 필드 결합방식을 이용한다. 용융 인장형 커플러는 여러 개의 광섬유를 함께 꼬은 다음 동시에 용융 인장하여 제조된다. 광섬유를 포함하는 모든 유전체형 단일모드 도파로는 코아 외부로도 지수함수적으로 감소하는 Evanescent 전자기장을 갖는다. 따라서 두 개의 단일모드 도파로를 서로 인접시킬 경우 인접한 코아의 Evanescent 필드에 의하여 도파모드가 여기되며, 광신호의 결합이 일어나게 된다. 이러한 형태의 결합을 Evanescent 필드 결합이라고 하며 용융 인장형 커플러는 이러한 결합방식을 이용한다. 용융 인장형 커플러는 제조 공정이 복잡하고 장시간 소요되며 가격이 비싸고 그 가격을 낮출 수 있는 가능성이 작은 것이 문제점이다.
다른 커플러로 도파로형 커플러가 있는데 실리콘 기판위에 형성한 석영유리 도파로 또는 이온교환 유리를 사용하는 도파로를 도안함으로써 광을 분기/결합하는 역할을 성취할 수 있다. 그러나 도파로 기술을 이용할 경우 소형 커플러의 대량생산은 가능하지만 도파로 자체의 손실, 광섬유 결합손실, 도파로 형성기술 개선등 여러 가지 기술적인 문제점이 많다.
또 다른 커플러로 광섬유의 코아를 채널형 전송로 내에서 확장시켜주는 확장 소자를 이용한 직접 코아확장 커플러이다. 확장소자는 코아를 통해 송신되는 광을 코아세서부터 더욱 큰 단면적으로 확장되도록 하는 기능을 가지고 있다. 이러한 확장소자를 응용하면 광커플러를 도안할 수 있는 바, 끝면이 잘 절단된 여러개의 광섬유를 가지런히 모아놓고 상술한 확장소자를 각기 광섬유 절단면으로부터 형성하면 그 확장 소자의 단면적이 점차 증가하는 이유 때문에 결국 어떤 거리 이상에서는 그 확장소자들이 서로 닿아 결합을 하게되는 데 일단 확장소자들이 한 형체를 이루면 광이 분기/결합되는 역할을 하게 된다. 커플러는 용융인장형 커플러나 도파로형 커플러보다 광과 광의 연결을 용이하게 함으로써 광섬유간 분기/결합을 간편하게 하고 가격면에서 저렴하게할 가능성은 있지만 채널형 전송로내에서 코아 확장시의 코아 확장거리가 길어 UV에 의해 만들어지는 확장소자에 구불구불함(wiggle)현상이 발생되고 광섬유 단면과 채널형 전송로 벽사이에 존재하는 수지(resin)의 영향등으로 전송 광의 손실이 증가되어 성능이 현저하게 나빠져 커플러로써 사용이 불가능하게 되는 단점이 있다.
광커플러 이외의 광통신을 위한 중요한 부품으로 광커넥터가 있는데 광커넥터는 광섬유와 광섬유를 결합하는 수동소자로 반복결합이 손쉽게 이루어지게 한다. 지금까지 다양한 종류의 광커넥터가 광해저케이블을 비롯한 광통신 시스템의 광케이블접속에 사용되어 왔다. 최근의 기술진전으로 구조가 매우 단순화되었으며 고성능의 제품이 선보이고 있지만 가격이 너무 비싸다는 단점이 있다. 광커넥터가 비싼 이유는 광섬유의 코아의 직경이 작기 때문인데, 광섬유 코아와 코아가 연결될 때 1-3 ㎛ 만 서로 일치하지 않아도 거기서 기인하는 광손실이 현저히 나빠지기 때문에 극도의 정밀도를 요구한다. 일반적으로 광섬유에서 나오는 광을 확장하면 요구되는 정밀도가 완화된다. 그리고 광섬유를 확장시키는 방법 또한 개발되었다. 그러나 이러한 광의 확장 방법은 광 확장 부품과 광섬유사이에 높은 정밀도를 요구하는 조립이 필요하는 등의 문제점이 발생한다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 창출된 것으로서, 플라스틱 클래드 또는 플라스틱 광섬유에 입사하여 채널형 전송로내의 광전송매질인 residue emonomer(이하 수지라 함) 또는 상기 수지를 사전경화한 광전송매질인 폴리머(Polymer)를 통과하여 반대쪽 광섬유에 출력함으로써 광과 광의 연결을 용이하게 하고 광섬유간 분기/결합 및 접속을 단순하고 저가화할 수 있는 저손실 광전송을 갖는 플라스틱 광섬유 또는 플라스틱 클래드 광섬유를 사용한 다중모드 광커플러 및 그 제조방법을 제공함에 그 목적이 있다.
제1도는 플라스틱 클래드 광섬유 또는 플라스틱 광섬유가 광전송매질인 수지 전단에 위치한 1X1 다중모드 광커플러의 구조를 도시한 것이다.
제2도는 플라스틱 클래드 광섬유 또는 플라스틱 광섬유가 광전송매질인 수지 전단에 위치한 1X2 다중모드 광커플러의 구조를 도시한 것이다.
제3도는 플라스틱 클래드 광섬유 또는 플라스틱 광섬유가 광전송매질인 수지 전단에 위치한 1X1, 1X2 다중모드 광커플러의 한쪽면을 입체적으로 도시한 것이다.
제4도는 플라스틱 클래드 광섬유 또는 플라스틱 광섬유가 광전송매질인 폴리머 전단에 위치한 1X1, 1X2 다중모드 광커플러의 한쪽면을 입체적으로 도시한 것이다.
제5도는 U형태 또는 V형태의 그루브를 갖는 1X1, 1X2 광커플러의 한쪽면을 입체적으로 도시한 것이다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한, 다중모드 광커플러는 전송광이 입사되며, 플라스틱 클래드 광섬유 또는 플라스틱 광섬유 중 어느 하나로 구성되는 제1광섬유; 전송광이 출력되며, 플라스틱 클래드 광섬유 또는 플라스틱 광섬유 중 어느 하나로 구성되는 제2광섬유; 상기 제1광섬유와 상기 제2광섬유 사이에 위치하여 상기 광섬유들 간에 광신호를 수지 또는 폴리머를 포함하는 광전송매질을 통하여 전송하며, 상기 각 광섬유와 접하는 면의 단면적이 각 접하는 광섬유 코아의 단면적보다 큰 코아확장소자; 및 내부에 상기 제1 및 제2광섬유, 그리고 상기 코아확장소자가 위치하며, 상기 코아확장소자를 통하여 광이 전송될 수 있도록 광경로를 형성하는 채널형전송로를 포함함을 특징으로 한다.
상기 광전송매질 수지의 굴절율은 1.40 내지 1.60을 갖는 물질임이 바람직하다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한, 다른 다중모드 광커플러는 플라스틱 클래드 광섬유 또는 플라스틱 광섬유 중 어느 하나로 구성되는 제1광섬유; 플라스틱 클래드 광섬유 또는 플라스틱 광섬유 중 어느 하나로 구성되는 제2광섬유; 플라스틱 클래드 광섬유 또는 플라스틱 광섬유 중 어느 하나로 구성되는 제3광섬유; Y형태를 하며, 상기 Y형태의 일단은 상기 제1광섬유와 접하고, 다른 두 개의 단은 상기 제2광섬유와 상기 제3광섬유에 각각 접하며, 상기 광섬유들 간에 광신호를 수지 또는 폴리머를 포함하는 광전송매질을 통하여 전송하며, 상기 각 광섬유와 접하는 면의 단면적이 각 접하는 광섬유 코아의 단면적보다 큰 코아확장소자; 및 내부에 상기 제1, 제2 및 제3광섬유, 그리고 상기 코아확장소자가 위치하며, 상기 코아확장소자를 통하여 광이 전송될 수 있도록 광경로를 형성하는 채널형전송로를 포함함을 특징으로 한다.
이하에서 첨부된 도면을 참조하여 본 발명은 상세히 설명하기로 한다. 본 발명에 의한 다중모드 광커플러의 구조는 도 1 내지 도 5에 도시되어 있다.
도 1은 통신용 광섬유의 코아 크기보다 큰 플라스틱 클래드 광섬유 또는 플라스틱 광섬유(100)가 광전송매질(110) 전단에 위치한 1X1 광커플러의 구조를 도시한 것으로서, 제1광섬유(100), 제2광섬유(140), 코아확장소자(110), 채널형전송로(130) 및 덮개(120)를 포함하여 이루어진다.
상기 제1광섬유(100)은 전송광이 입사되며, 플라스틱 클래드 광섬유 또는 플라스틱 광섬유 중 어느 하나로 이루어진다. 상기 제2광섬유(140)는 전송광이 출력되며, 상기 제1광섬유(100)과 마찬가지로 플라스틱 클래드 광섬유 또는 플라스틱 광섬유 중 어느 하나로 이루어진다.
상기 코아확장소자(110)는 상기 제1광섬유(100)와 상기 제2광섬유(140) 사이에 위치하고, 상기 제1광섬유(100)와 상기 제2광섬유(140)와 연결된 광전송매질로서, 바람직하게는 수지(residue monomer) 또는 폴리머(polymer)가 상기 광전송매질로 사용된다. 또한 상기 코아확장소자(110)의 굴절율은 전송광이 내부에 confine되어 계속진행되기 위해 광전송매질(110) 외부의 덮개(120) 및 직선식 채널형 전송로(130)의 굴절율보다 크다.
상기 채널형전송로(130)은 상기 제1광섬유(100) 및 제2광섬유(140)가 놓여지고 상기 제1광섬유(100) 및 제2광섬유(140) 사이에 상기 광전송매질이 채워지는 공간을 구비하며, 상기 공간에 광전송매질이 채워진 후에는 전송광이 출력될 수 있도록 한다. 상기 덮개(120)는 상기 제1광섬유(100) 및 제2광섬유(140)를 정렬시키며, 상기 채널형전송로(130) 위에 놓여진다.
도 2는 플라스틱 클래드 광섬유 또는 플라스틱 광섬유가 광전송매질인 수지 전단에 위치한 1X2 다중모드 광커플러의 구조를 도시한 것으로서, 제1광섬유(200), 제2광섬유(240), 제3광섬유(250), 코아확장소자(210), 채널형전송로(230) 및 덮개(220)을 포함하여 이루어진다.
상기 제1광섬유(200), 제2광섬유(240) 및 제3광섬유(250)는 플라스틱 클래드 광섬유 또는 플라스틱 광섬유 중 어느 하나로 구성된다. 상기 제1광섬유(200)는 B,C의 광신호를 결합할 때는 전송광을 출력하며, 광신호를 B,C로 분기할 때는 전송광을 입력받는다. 반대로 상기 제2광섬유(240) 및 제3광섬유(250)는 광신호를 결합하여 A로 출력할 때는 전송광을 입력받으며, A로부터 광신호를 입력받아 광신호를 분기할 때는 전송광을 출력한다.
상기 코아확장소자(210)는 Y자 형태를 하며, 상기 Y형태의 일단은 상기 제1광섬유(200)와 연결되고, 다른 두 개의 단은 상기 제2광섬유(240)와 상기 제3광섬유(250)에 각각 연결되며, 바람직하게는 수지(residue monomer:resin) 또는 폴리머(polymer)가 상기 광전송매질로 사용된다. 상기 광전송매질(210)은 굴절율이 광전송매질(210)의 외부에 있는 덮개(220) 및 Y형상의 채널형전송로(230)의 굴절율보다 크다. 상기 채널형전송로(230)는 상기 제1광섬유(200), 제2광섬유(240) 및 제3광섬유(250)가 놓여지고, 상기 코아확장소자(210)의 광전송매질이 채워지는 공간을 구비하며, 상기 공간에 광전송매질이 채워진 후에는 전송광이 출력될 수 있도록 한다. 상기 덮개(220)는 상기 제1광섬유(200), 제2광섬유(240) 및 제3광섬유(250)를 정렬시키며, 상기 채널형전송로(230) 위에 놓여진다.
도 3은 광이 상기의 광섬유(300)를 지나 광전송매질(310)을 통과하는 1X1, 1X2 광커플러의 한쪽면을 입체적으로 도시한 것으로서, 덮개(320), 직선식 또는 Y형상의 채널형전송로(330)를 포함한다. 전송광이 내부에 confine되어 계속 진행되기 위해 광전송 매질(310)의 굴절율이 광전송매질(310) 외부에 있는 덮개9320) 및 직선식 또는 Y형상의 채널형전송로(330)의 굴절율보다 크다.
도 4는 플라스틱 클래드 광섬유 또는 플라스틱 광섬유가 광전송매질인 폴리머 전단에 위치하며, 광이 광섬유(400)를 지나 사전 경화된 광전송매질(410)을 통과하는 1X1, 1X2 광커플러의 한쪽면을 입체적으로 도시한 것으로서, 덮개(420), 직선식 또는 Y형상의 채널형 전송로(430)를 포함한다.
도 5는 상기 광섬유(500)가 자발적으로 자기배열(self-aligned)이 가능하도록 계단형 채널형 전송로(530) 내에 U형태 또는 V형태의 그루브(groove, 520)를 갖는 광커플러의 한쪽면을 입체적으로 도시한 것으로서, 상기 광커플러는 상기 U형태 또는 V형태의 그루브(groove, 520)를 더 구비한다.
한편 상기 광전송매질인 수지(resin)는 굴절율이 1.40 내지 1.60을 갖는 물질이 바람직하다. 그리고 상기 채널형전송로(130, 230, 330, 430, 530)는 굴절율이 상기 코아확장소자(110, 210, 310, 410)의 굴절율보다 0.02 내지 0.002 작으면서 굴절율이 조절가능한 단수 또는 복수(복합)의 물질로 구성된 수지를 경화하여 만드는 것이 바람직하며, 주형(mould) 기술에 의해 만들 수도 있다. 또한 그 단면은 둥근 형태 또는 사각형 형태를 가질 수 있으며, 그 구조는 계단형 구조도 가능하다.
상기 덮개(120, 220, 320, 420, 520)는 굴절율이 상기 코아확장소자(110, 210, 310, 410)의 굴절율보다 0.02 내지 0.002 작으면서 굴절율이 조절가능한 단수 또는 복수(복합)의 물질로 구성된 수지를 경화하여 만들어진 자외선영역 및 가시영역에서 광 투명한 것이 바람직하다.
그리고 상기 다중모드 광커플러는 상기 광섬유(100, 140, 200, 240, 250) 양단에 연결되는, 플러그 및 어댑터로 구성된 광커넥터(미도시)를 더 구비할 수 있으며, 상기 광커넥터의 플러그는 전송광이 입사되는 플라스틱 클래드 광섬유 또는 플라스틱 광섬유, 상기 광섬유를 보호하고 있는 외피, 상기 외피를 고정해주는 몸체 및 상기 어댑터와 결합시켜주는 연결부를 포함하여 이루어진다. 또한 상기 광커넥터의 플러그는 상기 플러그를 결합할 수 있는 잠금장치를 포함한다.
한편, 상기 다중모드 광커플러는 통상 상기 채널형전송로(130, 230, 330, 430, 530)에 상기 광섬유(100, 140, 200, 240, 250)를 설치하고, 상기 코아확장소자인 광전송매질(110, 210, 310, 410)을 상기 채널형전송로에 위치시켜서, 상기 덮개(120, 220, 320, 420, 520)를 상기 광섬유의 일부분과 상기 코아확장소자 위에 덮음으로써 제조되는데, 특히 상기 채널형전송로에 상기 광섬유를 설치할 때는 상기 광섬유를 눌러서 상기 채널형전송로에 고정시키는 방법을 사용하여 설치할 수 있다.
본 발명의 동작을 설명하기로 한다. 도 1에 따른 1X1 다중모드 광커플러의 동작을 살펴보면, 전송광은 상기 제1광섬유(100)으로 입사되어 전반사(total internal reflection)조건에 의거 상기 광전송매질인 수지(residue monomer, 110)의 내부에서 진행되며 다른 쪽에 위치한 제2광섬유(140)로 출력된다.
도 2에 따른 1X2 다중모드 광커플러의 동작을 살펴보면 다음과 같다. A로부터 B 및 C로의 분기 또는 B 및 C로부터 A로의 결합이 발생하는 상기 도 2의 다중모드 광커플러는 상기 Y형의 채널형전송로(230)내에 있는 광전송매질인 수지(210)를 진행하는 광신호의 전자기장이 서로 결합되어 있는 모드필드 구조에 의해 분기 및 결합이 일어난다.
먼저 A로부터 B 및 C로의 분기가 일어나는 경우를 살펴보자. A로부터 전송되는 광은 플라스틱 클래드 광섬유 또는 플라스틱 광섬유 중 하나로 구성된 제1광섬유(200)를 통과한 후, 광전송매질인 수지(resin, 210) 절단면으로부터 광섬유(200)의 코아가 확장된 효과를 가진다. 전송광은 상기 광전송매질인 수지(210)의 내부에서 진행되다가 Y형 채널형 전송로(230) 내의 분기부분에서 광파워가 각기 동일한 양으로 분기되면서 다른 쪽에 위치한 제2 및 제3광섬유(240, 250)로 입사되어 B 및 C로 출력된다.
다음으로 B와 C로부터 A로 결합이 일어나는 경우를 살펴보자. B 및 C로부터 전송되는 광은 플라스틱 클래드 광섬유 또는 플라스틱 광섬유 중 하나로 구성된 제2, 제3 광섬유(240, 250)를 통과한 후 광전송매질인 수지(210)의 내부에서 진행되며 다른쪽에 위치한 제1광섬유(200)로 입사되어 출력된다.
도 3에 따른 다중모드 광커플러를 살펴보면, 상기 제1광섬유(100)로 입사된 전송광은 전반사(total internal reflection) 조건에 의거 상기 광전송매질인 수지 (310)의 내부에서 진행되며, 다른쪽에 위치한 광섬유로 입사되어 출력된다.
도 4에 다른 다중모드 광커플러를 살펴보면, 전송광은 전반사(total internal reflection)조건에 의거 상기 광전송매질인 수지를 사전경화(pre-curing or pre-polymerization)하여 굴절율이 증가되어 상기 광전송매질과는 다른 구조를 광전송매질인 폴리머(polymer, 410)의 내부에서 진행되며 다른 쪽에 위치한 광섬유로 입사되어 출력된다. 사전경화에 의해서 광섬유 단면과 채널형 전송로 벽사이에 존재하는 수지(residue monomer)의 영향없이 저손실의 광전송이 가능하다.
도 5에 따른 다중모드 광커플러를 살펴보면, 상기 광섬유(500)가 계단형 채널형전송로(530)에 있는 사전 경화되지 않는 수지(monomer) 및 사전 경화된 수지(monomer)로 연결되어 상기 계단형의 채널형전송로(530)에 구성될 때 U형태 또는 V형태의 그루브(520)를 사용함으로써 상기 광섬유가 자발적으로 자기배열(self-aligned)이 가능하여 광섬유를 쉽게 상기 채널형전송로(530)에 고정시킬 수 있으며 광섬유 코아간 연결의 정밀도가 높아져 광섬유 코아간 불일치에 의해 생기는 광의 반사손실을 줄일 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명에 의하면, 기존의 방법과 달리 코아의 길이가 일반 통신용 광섬유보다 큰 플라스틱 클래드 광섬유 또는 플라스틱 광섬유를 사용하고, 채널형 전송로내의 수지(resin)인 광전송매질에 의하여 코아 확장효과를 가진다.
아울러 수지를 사전경화한 후 코아확장 효과를 이룸으로써 광섬유 단면과 채널형 전송로 벽사이에 존재하는 resin의 영향을 없앰으로써 광과 광의 연결을 용이하게하여 광섬유간 분기/결합 및 접속을 단순하면서 가격을 싸게 할 수 있는 저손실 광전송을 이루는 효과가 있다.
또한 U형태 또는 V형태의 그루브를 사용함으로써 상기 광섬유가 자발적으로 자기배열이 가능하여 광섬유를 쉽게 상기 채널형 전송로에 고정시킬 수 있으며 광섬유 코아간 연결의 정밀도가 높아져 광섬유 코아간 불일치에 의해 생기는 광의 방사손실을 줄일 수 있다.

Claims (11)

  1. 전송광이 입사되며, 플라스틱 클래드 광섬유 또는 플라스틱 광섬유 중 어느 하나로 구성되는 제1광섬유; 전송광이 출력되며, 플라스틱 클래드 광섬유 또는 플라스틱 광섬유 중 어느 하나로 구성되는 제2광섬유; 상기 제1광섬유와 상기 제2광섬유 사이에 위치하여 상기 광섬유들 간에 광신호를 수지 또는 폴리머를 포함하는 광전송매질을 통하여 전송하며, 상기 각 광섬유와 접하는 면의 단면적이 각 접하는 광섬유 코아의 단면적보다 큰 코아확장소자; 및 내부에 상기 제1 및 제2 광섬유, 그리고 상기 코아확장소자가 위치하며, 상기 코아확장소자를 통하여 광이 전송될 수 있도록 광경로를 형성하는 채널형전송로를 포함함을 특징으로 하는 다중모드 광커플러.
  2. 제1항에 있어서, 상기 광전송매질 수지는 굴절율이 1.40 내지 1.60을 갖는 물질임을 특징으로 하는 다중모드 광커플러.
  3. 제1항에 있어서, 상기 채널형전송로는 굴절율이 상기 코아확장소자보다 0.02 내지 0.002 작으면서 굴절율이 조절가능한 단수 또는 복수(복합)의 물질로 구성된 수지를 경화하여 이루어진 것임을 특징으로 하는 다중모드 광커플러.
  4. 제1항에 있어서, 상기 채널형전송로는 주형 기술에 의해 만들어진 것을 특징으로 하는 다중모드 광커플러.
  5. 제1항에 있어서, 상기 채널형전송로는 그 단면이 둥근형태, 사각형태 또는 계단형태 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 다중모드 광커플러.
  6. 제1항에 있어서, 상기 제1광섬유 및 제2광섬유를 정렬시키며, 채널형전송로위에 놓여지는 덮개를 더 구비하며, 상기 덮개는 굴절율이 상기 코아확장소자보다 0.02 내지 0.002 작으면서 굴절율이 조절가능한 단수 또는 복수(복합) 물질로 구성된 수지를 경화하여 이루어진 자외선영역 및 가시영역에서 광 투명한 것을 특징으로 하는 다중모드 광커플러.
  7. 제1항에 있어서, 상기 채널형전송로위에 위치하며, 상기 제1광섬유 또는 제2광섬유가 놓여 상기 제1광섬유 또는 제2광섬유가 자발적으로 자기배열이 가능하도록 U형태 또는 V형태의 그루브를 더 구비함을 특징으로 하는 다중모드 광커플러.
  8. 제1항에 있어서, 상기 제1광섬유 또는 제2광섬유 양단에 연결되는, 플러그 및 어댑터로 구성된 광커넥터를 더 구비함을 특징으로 하는 다중모드 광커플러.
  9. 제8항에 있어서, 상기 광커넥터의 플러그는 전송광이 입사되는 플라스틱 클래드 광섬유 또는 플라스틱 광섬유; 상기 광섬유를 보호하고 있는 외피; 상기 외피를 고정해주는 몸체; 및 상기 어댑터와 결합시켜주는 연결부를 포함하고, 상기 광커넥터의 플러그는 상기 플러그를 결합할 수 있는 잠금장치를 포함함을 특징으로 하는 다중모드 광커플러.
  10. 플라스틱 클래드 광섬유 또는 플라스틱 광섬유 중 어느 하나로 구성되는 제1광섬유; 플라스틱 클래드 광섬유 또는 플라스틱 광섬유 중 어느 하나로 구성되는 제2광섬유; 플라스틱 클래드 광섬유 또는 플라스틱 광섬유 중 어느 하나로 구성되는 제3광섬유; Y형태를 하며, 상기 Y형태의 일단은 상기 제1광섬유와 접하고, 다른 두 개의 상기 제2광섬유와 상기 제3광섬유에 각각 접하며, 상기 광섬유들 간에 광신호를 수지 또는 폴리머를 포함하는 광전송매질을 통하여 전송하며, 상기 각 광섬유와 접하는 면의 단면적이 각 접하는 광섬유 코아의 단면적보다 큰 코아확장소자; 및 내부에 상기 제1, 제2 및 제3광섬유, 그리고 상기 코아확장소자가 위치하며, 상기 코아확장소자를 통하여 광이 전송될 수 있도록 광경로를 형성하는 채널형전송로를 포함함을 특징으로 하는 다중모드 광커플러.
  11. 제10항에 있어서, 상기 광전송매질 수지는 굴절율이 1.40 내지 1.60을 갖는 물질임을 특징으로 하는 다중모드 광커플러.
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