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KR100420951B1 - 분극 광섬유, 분극 광섬유를 제조하는 방법 및 분산 보상기 - Google Patents

분극 광섬유, 분극 광섬유를 제조하는 방법 및 분산 보상기 Download PDF

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KR100420951B1
KR100420951B1 KR10-2002-0020903A KR20020020903A KR100420951B1 KR 100420951 B1 KR100420951 B1 KR 100420951B1 KR 20020020903 A KR20020020903 A KR 20020020903A KR 100420951 B1 KR100420951 B1 KR 100420951B1
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박상기
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주정진
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한국전자통신연구원
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Abstract

본 발명은 2차 비선형 광학 현상을 이용하는 분극 광섬유, 상기 분극 광섬유를 제조하는 방법 및 광섬유의 색분산을 보상할 수 있는 분산 보상기에 관한 것이다.
상기 본 발명에 따라 분극 광섬유를 제조하는 방법은, 광섬유의 클래딩의 일부중 광섬유의 길이방향으로 홈이 파여질 부분을 제외한 상기 광섬유의 클래딩의 나머지 부분 및 상기 광섬유의 양단부를 식각저항물질로 패터닝해 덮는 단계와, 상기 식각저항물질이 덮여진 부분을 제외한 나머지 부분을 식각하는 단계와,상기 식각에 의해 절삭된 부분에 전극을 증착하는 단계와, 상기 증착된 전극에 전압을 인가하는 단계를 포함한다. 이와 같은 분극 광섬유의 제조 방법에 의하면, 특수하게 제작된 광섬유에 의존하지 아니하고 일반 광섬유를 사용하여 코어 주변 전극간의 거리를 적절하게 조절할 수 있어서 분극 광섬유에 높은 전기광학 계수를 유도할 수 있게 된다.

Description

분극 광섬유, 분극 광섬유를 제조하는 방법 및 분산 보상기{Poled fibers, a method for fabricating a poled fiber, and dispersion compensator}
본 발명은 2차 비선형 광학 현상을 이용하는 분극 광섬유, 상기 분극 광섬유를 제조하는 방법 및 단일모드 광섬유의 색분산을 보상할 수 있는 분산 보상기에 관한 것이다.
일반적으로, 매질의 분극(polarization) P와 인가된 광의 전기장(electric field) E는 다음과 같은 관계를 가진다.
P =E +EE +EEE + .......
여기서,은 n차 분극계수(n-th order polarizability coefficient)를 나타내며, 0 일때 2차 조화파 발생(second harmonic generation)이나 차주파수 발생(difference frequency generation)과 같은 2차 비선형 광학 현상을 유도한다. 하지만, 광섬유로 사용되는 실리카 유리는 중심 대칭성(centro-symmetry)을 지닌 물질로=0 이다. 그러나, 광섬유에 높은 온도에서 전기장을 가하면 중심 대칭성이 깨지면서 분극 효과를 지니게 되어 2차 비선형 광학 특성이 부가된다. 이와 같이 만든 광섬유를 분극 광섬유(poled fiber)라고 한다.
분극에 의해 광섬유의 코어에 유도되는 비선형 전기광학 계수의 크기는 코어와 전극 사이의 거리에 거의 지수적으로 반비례한다. 예를 들어, 코어와 전극의 사이의 거리가 10 mm에서 5 mm로 되면 코어에 유도되는 비선형 전기광학 계수는 대략 10 배 이상 증가한다. 다만, 코어와 전극간 거리를 너무 가깝게 하는 경우는 제작된 분극 광섬유에서 코어를 통하여 진행하는 빛의 손실이 커지기 때문에 바람직하지 않다. 따라서, 이를 고려하여 투과 손실을 저하시키지 않는 범위에서 가능한 코어 주위에 적절히 가깝도록 구멍이나 홈을 형성시키는 것이 좋다.
한편, 큰 2차 비선형 계수가 광섬유에 형성되어도 실질적인 2차 비선형 광학 현상을 효과적으로 발생시키기 위해서는 각 파동들간의 위상 정합 조건이 맞아야 한다. 광섬유 역시 파장에 따라 굴절률이 달라지는 분산이 존재하기 때문에, 일반적인 상황에서는 서로 다른 주파수의 빛들 사이에서 위상 정합 조건이 맞지 않는다. 이를 위하여 광섬유의 복굴절 현상을 이용한 위상 정합 방법 등 여러 가지 방법이 있으나, 이러한 방법은 조건을 만족시키는 것이 매우 까다로우며, 또한 위상 정합을 만족하는 파장 범위가 극히 제한된다. 따라서, 요구하는 파장에서 2차 비선형성을 이용하기 위해서는 위상 정합 조건의 능동적인 제어가 필요하며, 이를 위하여 의사 위상 정합 (Quasi Phase Matching) 방법이 도입되었다.
"동시 UV 방사 및 전기장 인가에 의해 광학적 전송 물질에 전기광학 특성을 유도하거나 개선하는 방법"이라는 발명의 명칭의 미국특허 제5,966,233호(공개일:1999년 10월 12일)는 트윈사이드홀(Twin side hole) 광섬유를 개시하고 있다. 도 13에 도시된 상기 트윈사이드홀 광섬유(1)는 모재의 코어(2) 주변에 공작 기계로 2개의 구멍을 내어 광섬유로 인선한(drawing) 후, 광섬유 코어 주변에 형성된 2개의 긴 홀(4)을 통하여 서로 반대 방향에서 긴 전극선(5,6)을 집어넣어 평탄 분극을 형성한다. 상기 트윈사이드홀 광섬유에 의하면 광섬유 자체가 전극선 간의 절연체 역할을 하여 전극 간의 거리가 짧음에도 높은 전압을 가할 수 있고, 상대적으로 길이가 긴 분극 광섬유를 비교적 단순하고 저렴하게 생산할 수 있으나, 아직 주기 분극을 형성할 수 있는 구체적인 기술이 개발되지 않고 있다.
발명의 명칭이 "분극 전기광학 섬유 세그먼트의 제조 기술"인 미국특허 제 5,617,499호(공개일; 1997년 4월 1일)는 D-형 광섬유를 개시한다. 도 14에 도시된 상기 D-형 광섬유(10)는 D-형의 모재에서 직접 인선하거나, 일반 광섬유를 기계적으로 단면을 갈아 D자 형으로 가공한 후 사용한다. 이를 기판(11)에 고정시킨 후 평평한 면에 감광제(photoresist)의 도포 및 제거, 마스킹(masking), 미세 전극 증착(evaporation) 등의 일련의 공정을 통하여 형성된 전극에 전압을 인가하여 분극 공정을 거침으로써 분극 영역을 형성시킨다. 상기 광섬유의 일정한 길이에 분극을 유도하는 상기 방법들은 이미 잘 알려져 있다. 이와 같은 D-형 광섬유는 전극형성 및 분극 공정이 정교하고 재현성이 우수하며 평탄 분극과 주기 분극 형성이 가능하지만, 기계적인 마모 가공을 통하기 때문에 재현성이나 정밀성이 떨어지며, 광섬유의 단면에 미세 전극 패턴을 증착하는 공정 과정이 다소 복잡하고, 전극 간의 거리가 상대적으로 길며 전극선이 한 번 사용된 후 재사용될 수 없다는 단점이 있다.
한편, 광통신 시스템의 전송로인 단일 모드 광섬유는 색분산에 의해서 전송 용량과 거리가 제한된다. 광섬유의 색분산이란 광의 파장에 따른 매질의 굴절율 변화를 나타낸다. 매질의 굴절율은 진행하는 광의 속도를 결정하는 것이므로, 색분산이 큰 광섬유는 파장에 따른 속도의 차이가 커진다. 채널당 광신호의 비트 속도가 높아지면 그에 상응하는 신호가 지닌 파장의 선폭이 넓어지고, 파장의 선폭이 넓어지면 색분산에 의해서 신호의 성분이 시간축 상으로 퍼지게 되며, 따라서 전송할 수 있는 비트속도가 제한된다. 일반적으로 광통신의 전송로로 사용하는 단일 모드 광섬유는 최소 손실 영역인 1.5m 파장영역에서 음의 색분산을 지닌다. 이는 파장이 긴 부분이 짧은 부분 보다 늦게 진행함을 의미한다. 즉, 일정한 크기의 파장 선폭을 지닌 광신호가 단일 모드 광섬유를 진행하게 되면 파장이 짧은 부분이 시간상으로 펄스의 앞부분에 위치하고 파장이 긴 부분은 펄스의 뒷 부분에 위치하게 된다. 이러한 색분산은 대용량 광전송에 있어서 반드시 해결해야 하는 문제이다.
스펙트럼 반전(mid-span spectral inversion)에 의한 분산 보상법은 광전송로의 중간 부분에 분산 보상기를 삽입한다. 일반적으로, 2차 비선형 효과를 지닌 매질에 진동수가인 펌프광과인 신호광이 광섬유 결합기를 통해 입사하면, 위상 정합의 조건에 따라 (-)의 진동수를 지닌 광이 발생할 수 있다. (-=)의 진동수를 지닌 생성광은이 진동수를 지닌 신호광과 비교할 때 복소 공액(complex conjugate)의 관계인 위상 공액파(phase conjugate wave)이다.
이러한 스펙트럼 반전된 위상공액파는 입사광이 경로상에서 겪었던 위상 왜곡을 보상해줄 수 있는 특성을 지니고 있다. 즉, 스펙트럼 반전 전후에서 보면, 신호광의 짧은 파장은 생성광의 긴 파장으로, 신호광의 긴 파장은 생성광의 짧은 파장으로 위상 반전되므로, 이러한 생성광이 다시 전송로를 진행하면 앞서 겪었던 분산이 대칭적으로 보상된다.
발명의 명칭이 "폴드 광섬유를 이용한 색분산 보상기"인 한국공개특허 2001-11093호(공개일: 2001년 2월 15일)는 분극 광섬유를 이용한 색분산 보상기를 개시한다. 도 11에 상기 색분산 보상기가 도시되어 있다.
도 11에 도시된 분산 보상기(1100)는 전송구간의 중심에 위치시키는 분극 광섬유(1160), 증폭기(1130,1150), 광섬유 결합기(1140), 필터(1170)를 포함한다. 펌프광의 주파수()가 통신에 사용되는 신호광의 주파수()와 유사할 경우(), 도 11에 도시된 분산 보상기를 이용할 수 있다.
송신부로부터 전송로를 진행하면서 분산된 신호광은 증폭기(1130)에 의해 증폭된 펌프광과 함께 광섬유 결합기(1140)에서 결합되며, 다시 증폭기(1150)를 거쳐 분극 광섬유(1160)로 입력된다. 주기 분극 광섬유(1160)에서는 먼저 펌프광의 이차 고조파 생성(second harmonic generation) 현상으로 펌프광 파장의 1/2인 이차 고조파()가 생성되고, 상기 생성된 2차 고조파와 신호광의 차 주파수 생성 현상()에 의해 위상 공액파로 반전되어 분산이 보상되며, 필터(1170)를 통해 스펙트럼 반전(mid span spectral inversion)된 광파()만이 통과된다. 필터(1170)로부터 출력된 광파는 전송로로 진행한다.
그러나, 상기 한국공개특허 2001-11093호에 개시된 색분산 보상기는 신호광과 펌프광의 파장이 유사한 경우에만 사용할 수 있으며, 펌프광의 파장이 신호광의 1/2인 경우에는 실제로 사용할 수 없는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하여, 다른 일반 광섬유와의 접속(splicing)이 용이하며 접속 손실이 거의 없는 분극 광섬유, 특수하게 제작된 광섬유에 의존하지 아니하고 일반 광섬유를 사용하여 코어 주변 전극간의 거리를 적절하게 조절할 수 있어서 분극 광섬유에 높은 전기광학 계수를 유도할 수 있는 분극 광섬유 제조 방법, 펌프광의 파장이 신호광의 파장의 1/2 근처인 경우에도 효과적으로 단일모드 광섬유의 색분산을 보상할 수 있는 분산 보상기를 제공하는 것을 목적으로 한다.
도 1은 본 발명에 따른 광섬유 구도의 제 1 예의 개략도,
도 2는 본 발명에 따른 광섬유 구도의 제 2 예의 개략도,
도 3은 본 발명에 따른 광섬유 구도의 제 3 예의 개략도,
도 4는 본 발명에 따른 광섬유 구도의 제 4 예의 개략도,
도 5는 도 1에 도시된 광섬유 구도를 이용하여 분극 광섬유를 만들기 위한 제1공정을 설명하기 위한 도면,
도 6은 도 1에 도시된 광섬유 구도를 이용하여 분극 광섬유를 만들기 위한 제2공정의 한 방법인 건식 식각 (dry etching) 방법을 설명하기 위한 도면,
도 7은 도 1에 도시된 광섬유 구도를 이용하여 분극 광섬유를 만들기 위한 제2공정의 다른 방법인 습식 식각 (wet etching) 방법을 설명하기 위한 도면,
도 8은 도 1에 도시된 광섬유 구도를 이용하여 분극 광섬유를 만들기 위한 제3공정을 설명하기 위한 도면,
도 9는 도 1에 도시된 광섬유 구도를 이용하여 분극 광섬유를 만들기 위한 제4공정을 설명하기 위한 도면,
도 10은 도 1에 도시된 광섬유 구도에 따른 분극 제작의 개략도,
도 11은 종래기술에 따른 분산 보상기의 블럭도,
도 12는 본 발명에 따른 분산 보상기의 일 예를 나타내는 블럭도,
도 13은 종래기술에 따른 트윈사이드홀 광섬유의 블럭도,
도 14는 종래기술에 따른 D형 광섬유의 블럭도.
* 도면의 주요한 부분에 대한 부호의 설명 *
100 : 코어 110 : 클래딩
520 : 식각저항물질 600 : 식각물질
700 : 식각용액 900 : 전극
1210 : 신호광 1220 : 펌프광원
1230 : 모드변환기 1240 : 광섬유결합기
1250 : 분극 광섬유 1260 : 필터
상기와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명의 하나의 특징은, 분극 광섬유에 있어서, 일측 단부 또는 양단부가 원래의 코어와 클래딩의 형태를 유지하는 광섬유 단부와, 상기 광섬유 일측 단부 또는 양단부를 제외한 광섬유 가운데 부분으로서, 상기 클래딩의 일부에 상기 광섬유의 길이방향으로 상기 코어와 근접한 면을 가지도록 홈이 파여진 광섬유 가운데 부분을 가지며, 상기 홈의 코어와 근접한 면에 배치되는 전극에 의해 분극이 형성된다.
바람직하게는, 상기 홈은 상기 코어를 중심을 대칭적으로 배치된다.
또한, 바람직하게는, 상기 홈의 코어와 근접한 면은 편평하거나, 볼록하거나, 또는 오목한 형태일 수 있다.
본 발명의 다른 특징은, 분극 광섬유를 제조하는 방법에 있어서, 광섬유의 클래딩의 일부중 광섬유의 길이방향으로 홈이 파여질 부분을 제외한 상기 광섬유의 클래딩의 나머지 부분 및 상기 광섬유의 양단부를 식각저항물질로 패터닝해 덮는 단계와, 상기 식각저항물질이 덮여진 부분을 제외한 나머지 부분을 식각하는 단계와,상기 식각에 의해 절삭된 부분에 전극을 증착하는 단계와, 상기 증착된 전극에 전압을 인가하는 단계를 포함하는 것이다.
바람직하게는, 상기 식각 단계는 건식 식각 또는 습식 식각을 포함한다.
또한, 바람직하게는, 상기 전극에는 평탄 분극 또는 주기 분극이 유도될 수 있다.
본 발명의 또다른 특징은, 분산 보상기에 있어서, 신호광 파장의 1/2 근처인 파장을 출력하는 펌프 광원과, 상기 펌프광원으로부터 출력된 펌프광의 모드를다중모드에서 단일 모드로 변환하는 모드 변환기와, 전송로를 통해 수신된 신호광과 상기 모드 변환기로부터 출력된 펌프광을 결합하는 광섬유 결합기와, 상기 광섬유 결합기로부터의 신호광과 펌프광을 수신하여 펌프광과 신호과의 차주파수를 생성하여 위상공액파를 생성하는 주기 분극 광섬유와, 상기 주기 분극 광섬유로부터 출력된 신호에서 상기 위상공액파를 통과시키는 필터를 포함하는 것이다.
이하에서는, 첨부된 도 1 내지 도 12을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.
도 1 내지 4는 각각 본 발명에 따른 분극 광섬유 구도의 제 1 예, 제 2 예, 제 3 예, 제 4 예의 개략도이다. 각 도의 (a)는 광섬유에 홈을 형성하기 위해 식각물질을 투사하는 방향에서 본 정면도, (b)는 홈이 형성된 광섬유를 측면에서 본 측면도, (c)는 광섬유의 단면도이다.
도 1은 광섬유의 길이방향으로 양측면에 홈이 형성되며, 광섬유의 양 단부가 코어와 클래딩의 구조를 원래대로 가지는 형태이고, 도 2는 광섬유의 길이방향으로 양측면에 홈이 형성되며, 광섬유의 일측 단부만이 코어와 클래딩의 구조를 원래대로 가지는 형태이고, 도 3은 광섬유의 길이방향으로 일측면에만 홈이 형성되며, 광섬유의 양 단부가 코어와 클래딩의 구조를 원래대로 가지는 형태이고, 도 4는 광섬유의 길이방향으로 일측면에만 홈이 형성되며, 광섬유의 일측 단부만이 코어와 클래딩의 구조를 원래대로 가지는 형태의 예이다. 이와 같이 광섬유 또는 광도파로의 일측 단부 또는 양단부를 일반 광섬유의 코어와 클래딩의 구조로를 원형대로 유지하는 것에 의해 다른 일반 광섬유와의 접속이 용이하여 접속손실을 거의 없게 할수 있다.
도 1 내지 도 4에 도시된 광섬유의 형태는 일측 단부 또는 양 단부는 코어와 클래딩의 구조를 원래대로 가지고, 가운데 클래딩의 한 면 또는 양면에 코어에 근접한 편평한 면 즉, 홈이 존재하는 것을 특징으로 한다. 홈이 형성되기 전의 광섬유는 일반적으로 상용화된 단일 모드 광섬유나 다중 모드 광섬유, 또는 특수하게 제작된 광섬유(또는 광도파로)라도 코어와 클래딩의 구조를 가진 것이면 무방하다.
정면도 및 측면도에서 내부의 점선으로 표시된 부분은 코어(100)를 나타내며 실선으로 둘러싸인 부분이 클래딩(110)이다. 도 1 내지 4에 도시된 바와 같이 일측 단부 또는 양 단부는 코어와 클래딩의 구조를 그대로 두고, 가운데 코어 주변 클래딩의 한 면 또는 양면을 코어의 한 직경과 평행하게 물리적, 화학적으로 가공, 절삭하여 편평한 면을 만든다. 이 편평한 홈이 전극과 접촉하는 부분이며, 이러한 홈은 분극을 극대화하고 진행하는 광파의 손실이 없도록 코어와 전극간의 거리가 적절하도록 조절하여 원하는 형태로 가공할 수 있다. 물론 홈의 모양은 측면도에서 편평하지 않고 약간 볼록이거나 오목할 수도 있고, 정면도에서도 다각형 형태이거나 타원 등 약간 변형될 수 있다.
도 5 내지 도 9는 도 1에 도시된 광섬유 구도를 이용하여 분극 광섬유를 만들기 위한 공정을 설명하기 위한 도면이다.
제1단계로서 도 5에 도시된 바와 같이 식각(Etching) 방법으로 가공하는 경우, 먼저 광섬유의 가운데 부분중 식각물질에 의해 절삭되어질 부분(530)은 그대로 두고, 광섬유의 끝 부분과 가운데 부분 중 원래의 형태를 그대로 유지할 부분은 외부에서 투사되는 물질에 의한 식각 반응에 견딜 수 있는 식각저항물질(520)로 패터닝(patterning)해 덮는다. 도 5의 (a)는 식각저항물질을 투사하는 방향에서 본 광섬유의 윗면도이고, 도 5의 (b)는 광섬유의 단면도이다.
제2단계로서 도 6에 도시된 바와 같이 건식 식각(Dry Etching) 방법으로 가공하는 경우, 식각저항물질을 투사하는 방향과 동일한 방향에서 식각물질(600)을 투사시킨다. 즉, 식각저항물질이 덮여진 광섬유의 면은 식각 물질의 투사 방향과 수직으로 노출된다.
제2단계로서 또다른 한 공정 방법으로 도 7에 도시된 바와 같은 습식 식각(Wet Etching) 방법으로 가공하는 경우, 식각저항물질(520)로 패터닝(patterning)해 덮은 광섬유를 식각 용액 물질(700) 속에 집어넣는다. 그러면, 식각저항물질(520)이 덮여지지 않은 면은 식각 용액에 노출되어 식각된다.
제2단계에서의 공정에 의해 제3단계에서는 도 8에 도시된 바와 같이 식각저항물질로 덮여진 광섬유 부분은 그대로 남고, 식각저항물질로 덮여지지 않은 부분(530)은 투사된 식각물질(600)에 의해 절삭되었다. 도 8의 (b)의 단면도에서 보면 광섬유의 양쪽 단면이 절삭되었음을 알 수 있다. 즉, 광섬유의 윗부분 중 일부는 식각 반응에 견딜 수 있는 식각저항물질로 덮혀 있고, 식각저항물질로 덮혀 있지 않은 부분은 그대로 노출 절삭되어 광섬유 측면에 편평한 면을 만든다. 여기서 식각 저항 물질을 제거한다.
다음, 제4단계로서 도 9에 도시된 바와 같이 광섬유에서 식각물질에 의해 절삭된 부분(530)에 전극(900)을 증착한다. 도 9의 (b)에 도시된 단면도를 보면 절삭에 의해 편평해진 면에 전극이 증착됨을 알 수 있다. 물론, 여기서 증착되는 전극은 평탄 분극을 형성하기 위해 일반적인 전극이 그대로 증착될 수도 있을 수 있고, 주기 분극을 형성하기 위해 일정간격으로 홈이 파진 전극이 증착될 수도 있을 것이다.
도 10은 도 9에 도시된 전극이 증착된 광섬유에 분극을 형성시키는 과정을 설명하기 위한 도면이다. 광섬유의 길이방향으로 양측에 배치되는 두 개의 전극(900)은 광섬유 코어(500)와 가장 가까운 홈이 형성된 부분과 접촉되고 서로 반대 방향으로 배치된다. 분극을 유도하는 과정은 기존 분극 과정과 동일하다. 즉, 일정 온도로 유지하고 진공이거나 공기 중, 또는 특정 기체 분위기에서 전압을 전극선(900)에 인가하여 일정 시간 유지하며, 전압이 인가된 상태에서 서냉하는 것이다. 이때 자외선 레이저 조사 방법을 이용할 수도 있다.
도 12는 본 발명에 따른 주기 분극 광섬유를 이용하는 분산 보상기의 한 예를 나타내는 블럭도이다. 도 12에 도시된 분산 보상기(1200)는, 전송 구간의 중심에 위치시키는 주기 분극 광섬유(1250), 모드 변환기(1230), 펌프 광원(1220), 광섬유 결합기(1240), 필터(1260)를 포함한다.
상기 분산보상기(1200)는 펌프광의 파장이 신호광 파장의 1/2 또는 근처인 경우에 (), 이용할 수 있다. 펌프광의 파장이 신호광의 1/2 정도로 짧기 때문에 신호광이 단일 모드로 존재하는 광섬유에서 펌프광은 다중 모드로 존재하므로, 모드 변환기(1230)는 펌프광원(1220)으로부터의 펌프광의 다중 모드를 단일 모드로 변환한다. 광섬유 결합기(1240)에서 신호광과 모드변환기(1230)로부터출력된 펌프광이 결합되고, 결합된 펌프광은 주기 분극 광섬유(1250)에 입력된다.
주기분극 광섬유(1250)에서는 펌프광과 신호광 사이의 차 주파수 생성 현상() 으로 인하여 신호광과 동일한 또는 유사한 파장 대역에서 위상 반전된 새로운 광파가 생성된다. 상기 위상 반전된 광파는 상기 위상 반전된 광파만을 통과시키는 필터(1260)를 거쳐 전송로를 진행한다.
본 발명에 의한 분극 광섬유의 구성에 의하면, 분극 광섬유의 단부가 일반 광섬유의 코어와 클래딩의 구조를 원형대로 유지하고 있으므로 다른 일반 광섬유와의 접속(splicing)이 용이하며 접속 손실이 거의 없게 된다.
또한, 본 발명에 의한 분극 광섬유의 제조 방법에 의하면, 특수하게 제작된 광섬유에 의존하지 아니하고 일반 광섬유를 사용하여 코어 주변 전극간의 거리를 적절하게 조절할 수 있어서 분극 광섬유에 높은 전기광학 계수를 유도할 수 있게 된다.
또한, 본 발명에 의한 분산 보상기에 의하면, 펌프광의 파장이 신호광의 파장의 1/2인 경우에도 효과적으로 단일모드 광섬유의 색분산을 보상할 수 있다

Claims (7)

  1. 분극 광섬유에 있어서,
    일측 단부 또는 양단부가 원래의 코어와 클래딩의 형태를 유지하는 광섬유 단부와,
    상기 광섬유 일측 단부 또는 양단부를 제외한 광섬유 가운데 부분으로서, 상기 클래딩의 일부에 상기 광섬유의 길이방향으로 상기 코어와 근접한 면을 가지도록 홈이 파여진 광섬유 가운데 부분을 가지며,
    상기 홈의 코어와 근접한 면에 배치되는 전극에 의해 분극이 형성되는 분극 광섬유.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 홈은 상기 코어를 중심을 대칭적으로 배치되는 분극 광섬유.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 홈의 코어와 근접한 면은 편평하거나, 볼록하거나, 또는 오목한 형태일 수 있는 분극광섬유.
  4. 분극 광섬유를 제조하는 방법에 있어서,
    광섬유의 클래딩의 일부중 광섬유의 길이방향으로 홈이 파여질 부분을 제외한 상기 광섬유의 클래딩의 나머지 부분 및 상기 광섬유의 양단부를 식각저항물질로 패터닝해 덮는 단계와,
    상기 식각저항물질이 덮여진 부분을 제외한 나머지 부분을 식각하는 단계와,
    상기 식각에 의해 절삭된 부분에 전극을 증착하는 단계와,
    상기 증착된 전극에 전압을 인가하는 단계를 포함하는 분극 광섬유를 제조하는 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 식각 단계는 건식 식각 또는 습식 식각을 포함하는, 분극 광섬유를 제조하는 방법.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 전극에는 평탄 분극 또는 주기 분극이 유도될 수 있는, 분극 광섬유를 제조하는 방법.
  7. 분산 보상기에 있어서,
    신호광 파장의 1/2 근처인 파장을 출력하는 펌프 광원과,
    상기 펌프광원으로부터 출력된 펌프광의 모드를 다중모드에서 단일 모드로
    변환하는 모드 변환기와,
    전송로를 통해 수신된 신호광과 상기 모드 변환기로부터 출력된 펌프광을 결합하는 광섬유 결합기와,
    상기 광섬유 결합기로부터의 신호광과 펌프광을 수신하여 펌프광과 신호과의 차주파수를 생성하여 위상공액파를 생성하는 주기 분극 광섬유와, 상기 주기 분극 광섬유로부터 출력된 신호에서 상기 위상공액파를 통과시키는 필터를 포함하는 분산 보상기.
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Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100709038B1 (ko) * 2005-04-01 2007-04-20 정치섭 대칭형으로 식각된 광섬유를 이용한 인-라인형 가변광결합기
CN100434974C (zh) * 2006-09-26 2008-11-19 北京大学 双孔极化光纤调相器的制备方法及产品
US7403672B2 (en) * 2006-12-15 2008-07-22 Fujitsu Limited Integrated linear polarizer
US20090058422A1 (en) * 2007-09-04 2009-03-05 Stig Rune Tenghamn Fiber optic system for electromagnetic surveying
US9791723B2 (en) * 2014-07-18 2017-10-17 Flex Optronix Technologies, LLC Method of poling and calibration of electro-optic fibers
US10495490B2 (en) * 2017-01-02 2019-12-03 Lumenis Ltd. Apparatus and method for improved optical fiber transmission

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62212631A (ja) * 1986-03-14 1987-09-18 Nec Corp 光合波分波器
JPH06273816A (ja) * 1993-03-19 1994-09-30 Nippon Steel Corp 光導波路型第二高調波発生素子
US5617499A (en) * 1995-09-08 1997-04-01 University Of New Mexico Technique for fabrication of a poled electrooptic fiber segment
US5768462A (en) * 1996-03-05 1998-06-16 Kvh Industries, Inc. Grooved optical fiber for use with an electrode and a method for making same
JPH10213827A (ja) * 1997-01-28 1998-08-11 Imra America Inc 高出力光パルスの発生装置および発生方法
EP0872756A1 (en) * 1997-04-14 1998-10-21 BRITISH TELECOMMUNICATIONS public limited company Optical modulator
US5966233A (en) * 1994-11-18 1999-10-12 University Of Sydney Inducing or enhancing electro-optic properties in optically transmissive material with simultaneous UV irradiation and electric field application
KR20010011093A (ko) * 1999-07-26 2001-02-15 정선종 폴드 광섬유를 이용한 색분산 보상기
US6221565B1 (en) * 1998-02-09 2001-04-24 University Of New Mexico Tunable bragg gratings and devices employing the same
KR20020035987A (ko) * 2000-11-07 2002-05-16 백윤강 잣열매자동채취시스템

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2466866A1 (fr) * 1979-10-05 1981-04-10 Thomson Csf Procede de couplage entre une fibre optique et une diode opto-electronique, et tete d'emission ou de reception realisee par ce procede
US6259830B1 (en) * 1999-11-30 2001-07-10 Corning, Incorporated Poled electro-optic device and method
KR100392367B1 (ko) * 2000-11-06 2003-07-22 한국전자통신연구원 주기분극 광섬유 제조용 전극선 및 그를 이용한 주기분극광섬유 제조 방법

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62212631A (ja) * 1986-03-14 1987-09-18 Nec Corp 光合波分波器
JPH06273816A (ja) * 1993-03-19 1994-09-30 Nippon Steel Corp 光導波路型第二高調波発生素子
US5966233A (en) * 1994-11-18 1999-10-12 University Of Sydney Inducing or enhancing electro-optic properties in optically transmissive material with simultaneous UV irradiation and electric field application
US5617499A (en) * 1995-09-08 1997-04-01 University Of New Mexico Technique for fabrication of a poled electrooptic fiber segment
US5768462A (en) * 1996-03-05 1998-06-16 Kvh Industries, Inc. Grooved optical fiber for use with an electrode and a method for making same
JPH10213827A (ja) * 1997-01-28 1998-08-11 Imra America Inc 高出力光パルスの発生装置および発生方法
EP0872756A1 (en) * 1997-04-14 1998-10-21 BRITISH TELECOMMUNICATIONS public limited company Optical modulator
US6221565B1 (en) * 1998-02-09 2001-04-24 University Of New Mexico Tunable bragg gratings and devices employing the same
KR20010011093A (ko) * 1999-07-26 2001-02-15 정선종 폴드 광섬유를 이용한 색분산 보상기
KR20020035987A (ko) * 2000-11-07 2002-05-16 백윤강 잣열매자동채취시스템

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