KR101376992B1 - Variable optical attenuator - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 가변 광 감쇠기에 관한 것이다.The present invention relates to a variable light attenuator.
광 통신망에서는 전송 거리의 장단(長短)에 의한 광 섬유에서의 전송 손실, 광 섬유의 접속부에서의 손실 또는 전송로에 사용되는 광 분기 결합 등에 의하여 사용처에서 수신되는 광량(Optical Power)의 크기가 상이하게 나타난다.In optical communication networks, the amount of optical power received at the point of use is different due to transmission loss in the optical fiber due to long and short transmission distance, loss at the connection portion of the optical fiber, or optical branch coupling used in the transmission path. Appears.
광 감쇠기(Optical Attenuator)는 입력된 광 신호에 소정의 광 손실을 발생시킨 후, 감쇠된 광 신호를 출력단으로 내보는 광 부품으로, 출력단에 수신되는 광량을 조절하는 기능을 한다.An optical attenuator is an optical component that generates a predetermined optical loss on an input optical signal and then outputs the attenuated optical signal to an output terminal. The optical attenuator functions to adjust the amount of light received at the output terminal.
광 감쇠기는 입력단과 출력단을 구성하는 광섬유부와 광 신호를 감쇠하는 감쇠부로 구성될 수 있으며, 감쇠량의 가변 여부에 따라서 고정 광 감쇠기(FOA: Fixed Optical Attenuator)와 가변 광 감쇠기(VOA: Variable Optical Attenuator)로 대별될 수 있다.The optical attenuator may be composed of an optical fiber part constituting the input and output terminals and an attenuator for attenuating the optical signal. ) Can be roughly classified.
한국등록특허공보 제10-0712478호 및 제10-0713873호에 개시된 가변형 광 감쇄기는 클래드의 일측을 에칭하고, 상기 클래드의 에칭된 부위에 폴리머를 형성한 다음, 상기 폴리머를 가압하거나 가열함으로써, 광을 감쇄하는 구성이다.The variable light attenuators disclosed in Korean Patent Nos. 10-0712478 and 10-0713873 etch one side of a clad, form a polymer at the etched portion of the clad, and then pressurize or heat the polymer to It is a configuration to attenuate.
그러나, 상기와 같은 종래의 가변형 광 감쇄기는 구조가 복잡하고, 광 감쇠를 정확하게 구현하기 어려운 단점이 있다.However, such a conventional variable type optical attenuator has a disadvantage in that the structure is complicated and it is difficult to accurately implement light attenuation.
그리고, 한국공개특허공보 제10-2004-0047604호에 개시된 가변 광 감쇠기는 미러가 설치된 금속판을 회전가능하게 설치하고, 상기 금속판의 회전시켜 상기 미러에서 반사되는 반사각을 조정하여 광의 감쇠량을 조정한다.The variable optical attenuator disclosed in Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2004-0047604 adjusts attenuation amount of light by rotatably installing a metal plate provided with a mirror, and adjusting a reflection angle reflected from the mirror by rotating the metal plate.
이 또한, 구조가 복잡한 단점이 있다.This also has the disadvantage that the structure is complicated.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 구조가 간단한 가변 광 감쇠기를 제공함에 있다.The present invention has been made to solve the above problems of the prior art, an object of the present invention is to provide a variable optical attenuator with a simple structure.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 가변 광 감쇠기는, 하우징; 상기 하우징의 내부 일측에 지지 설치되며, 길이방향을 따라 제 1 지지공 및 제 2 지지공이 형성된 페룰(Ferrule); 상기 제 1 지지공 및 상기 제 2 지지공에 일측이 각각 삽입 지지된 광신호가 입력되는 입력광섬유 및 광신호가 출력되는 출력광섬유; 상기 하우징의 내부 타측에 지지 설치되어 상기 입력광섬유에서 조사된 광신호를 상기 출력광섬유측으로 반사하며, 가해지는 열에 의하여 변형되면서 상기 출력광섬유측으로 반사되는 광신호의 반사각을 조절하여 광신호를 감쇠하는 바이메탈(Bimetal)을 포함한다.Variable optical attenuator according to the present invention for achieving the above object, the housing; A ferrule installed on the inner side of the housing and having a first support hole and a second support hole along a longitudinal direction; An input optical fiber for inputting an optical signal having one side inserted into and supported by the first support hole and the second support hole, and an output optical fiber for outputting the optical signal; A bimetal that is installed on the other side of the housing to reflect the optical signal irradiated from the input optical fiber to the output optical fiber side, and is deformed by the heat applied to attenuate the optical signal by adjusting the reflection angle of the optical signal reflected to the output optical fiber side. (Bimetal).
본 발명에 따른 가변 광 감쇠기는, 입력광섬유에서 입사되는 광신호를 바이메탈을 이용하여 반사하고, 바이메탈을 열에 의하여 변형시켜 광신호를 감쇠하므로, 구조가 간단하다. 따라서, 원가가 절감되는 효과가 있다.The variable optical attenuator according to the present invention reflects the optical signal incident on the input optical fiber using bimetal, deforms the bimetal by heat, and attenuates the optical signal, thereby simplifying the structure. Therefore, the cost is reduced.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 가변 광 감쇠기의 사시도.
도 2는 도 1의 분해 사시도.
도 3은 도 1의 단면도.
도 4는 도 3에서 바이메탈이 변형된 것을 보인 도.1 is a perspective view of a variable light attenuator according to an embodiment of the present invention.
Fig. 2 is an exploded perspective view of Fig. 1; Fig.
Fig. 3 is a sectional view of Fig. 1; Fig.
4 is a view showing that the bimetal is modified in FIG.
후술하는 본 발명에 대한 상세한 설명은, 본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시예를 예시하여 도시한 첨부 도면을 참조한다. 이들 실시예는 당업자가 본 발명을 실시할 수 있도록 충분히 상세하게 설명된다. 본 발명의 다양한 실시예는 상호 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 특정 구조 및 특정 특성은 일 실시예와 관련하여 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시예로 구현될 수 있다. 또한, 각각의 개시된 실시예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다. 따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미가 아니며, 본 발명의 범위는, 적절하게 설명된다면, 그 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다. 도면에 도시된 실시예들의 길이, 면적, 두께 및 형태는, 편의상, 과장되어 표현될 수도 있다.DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The following detailed description of the invention refers to the accompanying drawings that illustrate specific embodiments in which the invention may be practiced. These embodiments are described in sufficient detail to enable those skilled in the art to practice the invention. It should be understood that the various embodiments of the present invention are mutually exclusive, but need not be mutually exclusive. For example, certain features, specific structures, and specific features described herein may be implemented in other embodiments without departing from the spirit and scope of the invention in connection with one embodiment. It is also to be understood that the position or arrangement of the individual components within each disclosed embodiment may be varied without departing from the spirit and scope of the invention. The following detailed description is, therefore, not to be taken in a limiting sense, and the scope of the present invention is to be limited only by the appended claims, along with the full scope of equivalents to which such claims are entitled. The length, area, thickness, and shape of the embodiments shown in the drawings may be exaggerated for convenience.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 가변 광 감쇠기를 상세히 설명한다.Hereinafter, a variable light attenuator according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 가변 광 감쇠기의 사시도이고, 도 2는 도 1의 분해 사시도이며, 도 3은 도 1의 단면도이다.1 is a perspective view of a variable light attenuator according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is an exploded perspective view of FIG. 1, and FIG. 3 is a cross-sectional view of FIG. 1.
도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 가변 광 감쇠기는 외관을 형성하는 하우징(110)을 포함할 수 있으며, 하우징(110)은 양측면이 개방된 원통 형상으로 형성된다.As shown, the variable light attenuator according to the present embodiment may include a
하우징(110)의 내부 일측 내주면에는 페룰(Ferrule)(120)의 외주면이 지지 설치된다. 하우징(110)의 내부에 페룰(120)이 견고하게 설치될 수 있도록 하우징(110)과 페룰(120) 사이에는 접착제(131)가 개재된다. 접착제(131)는 열경화성 수지인 것이 바람직하다.An inner circumferential surface of the
페룰(120)의 내부에는 페룰(120)의 길이방향을 따라 제 1 지지공(121) 및 제 2 지지공(123)이 각각 형성된다. 제 1 지지공(121)에는 광신호가 입력되는 입력광섬유(141)의 일측이 삽입 지지되고, 제 2 지지공(123)에는 광신호가 출력되는 출력광섬유(145)의 일측이 삽입 지지된다.The
하우징(110) 및 페룰(120)의 일단면(一端面)에도 접착제(133)가 접착될 수 있다. 접착제(133)는 하우징(110)과 페룰(120)을 상호 견고하게 결합시킴과 동시에 입력광섬유(141) 및 출력광섬유(145)를 지지한다.The
하우징(110)의 내부에 위치된 페룰(120)의 타단면(他端面)에는 소정의 굴절률 기울기를 가지면서 렌즈 작용을 하는 GRIN(Gradient Index) 렌즈(150)의 일단면이 결합된다. 입력광섬유(141)를 통하여 입력된 광신호는 GRIN 렌즈(150)를 통하여 조사된 후, 후술할 바이메탈(Bimetal)(190)에서 반사된다. 그리고, 바이메탈(190)에선 반사된 광신호는 GRIN 렌즈(150)로 입사된 후, 출력광섬유(145)를 통하여 사용처로 출력된다. 페룰(120)과 GRIN 렌즈(150)는 접착제(135)에 의하여 상호 결합될 수도 있다.The other end surface of the
하우징(110)의 내부 타측 내주면에는 캡(160)이 지지 설치되고, 캡(160)의 내부에는 외부의 전원측과 접속되는 커넥터(170)가 지지 설치된다.The
커넥터(170)에는 열전소자(Thermoelectric Element)(180)가 접속 설치된다. 열전소자(180)는 펠티에 효과(Peltier Effect)를 이용한 것으로, 전류의 방향에 따라, 상호 접속된 2개의 금속판 중, 어느 하나의 금속판은 흡열판(181)으로써 열을 흡수하고, 다른 하나의 금속판은 발열판(183)으로써 열을 발열한다. 금속판 대신 전기전도 방식이 다른 비스무트/텔루륨 등과 같은 반도체를 사용하면, 효율성이 높은 흡열/발열 작용을 하는 열전소자를 구현할 수 있다.The
열전소자(180)의 흡열판(181)에는 광신호를 감쇠하기 위한 바이메탈(190)이 접촉 설치되는데, 이를 도 3 및 도 4를 참조하여 설명한다. 도 4는 도 3에서 바이메탈이 변형된 것을 보인 도이다. A
도시된 바와 같이, 바이메탈(190)은 입력광섬유(141)에서 조사되어 GRIN 렌즈(150)를 통과한 광신호를 반사하여 GRIN 렌즈(150)로 재 입사시킨다. 그러면, 바이메탈(190)에서 반사된 광신호는 GRIN 렌즈(150)를 통과하여 출력광섬유(145)를 통하여 사용처로 출력된다.As shown, the
커넥터(170)의 단자(171a, 171b)를 통하여 전원이 인가되면, 커넥터(170)와 접속된 열전소자(180)의 방열판(183)은 열을 방열하고, 흡열판(181)은 열을 흡수하여 가열된다. 그러면, 흡열판(181)과 접촉된 바이메탈(190)이 열에 의하여 변형되고, 이로 인해 바이메탈(190)에서 반사되는 광신호의 각이 변한다.When power is applied through the
그러면, 바이메탈(190)의 변형 정도에 따라서 바이메탈(190)에서 반사되어 GRIN 렌즈(150)를 통하여 출력광섬유(145)로 입사되는 광신호는 출력광섬유(145)의 중심으로 입사되거나 중심에서 벗어나 입사된다. 이때, 광신호가 출력광섬유(145)의 중심에서 벗어나는 정도에 따라 광신호는 감쇠되어 출력광섬유(145)를 통하여 출력된다.Then, the optical signal reflected from the
바이메탈(190)을 구성하는 금속판 중, 열팽창계수가 큰 금속판(191)은 니켈과 철과 망간의 합금, 니켈과 망간과 구리의 합금 또는 니켈과 몰리브덴과 철의 합금으로 형성되고, 열팽창계수가 작은 금속판(195)은 니켈과 철의 합금으로 형성되는 것이 바람직하다. 그리고, GRIN 렌즈(150)를 통과한 광신호가 바이메탈(190)에 조사될 수 있도록 하우징(110)의 내부에 위치된 캡(160)의 단면(端面)은 투명창(161)으로 형성되는 것이 바람직하다.Among the metal plates constituting the
도 3 및 도 4의 미설명 부호 173은 단자(171a)와 단자(171b)를 절연하는 절연재이다.
본 실시예에 따른 가변 광 감쇠기는 입력광섬유(141)에서 입사되는 광신호를 바이메탈(190)을 이용하여 반사하고, 바이메탈(190)을 열에 의하여 변형시켜 광신호를 감쇠하므로, 구조가 간단하다. 따라서, 원가가 절감된다.The variable optical attenuator according to the present embodiment reflects the optical signal incident from the input
상기와 같이 기술된 본 발명의 실시예들에 대한 도면은 자세한 윤곽 라인을 생략하여, 본 발명의 기술사상에 속하는 부분을 쉽게 알 수 있도록 개략적으로 도시한 것이다. 또한, 상기 실시예들은 본 발명의 기술사상을 한정하는 기준이 될 수 없으며, 본 발명의 청구범위에 포함된 기술사항을 이해하기 위한 참조적인 사항에 불과하다.The above-described embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, in which the detailed contour lines are omitted and portions belonging to the technical idea of the present invention are easily seen. It should be noted that the above-described embodiments are not intended to limit the technical spirit of the present invention and are merely a reference for understanding the technical scope of the present invention.
110: 하우징
120: 페룰
141: 입력광섬유
145: 출력광섬유
150: GRIN 렌즈
160 : 캡
170: 커넥터
180: 열전소자
190: 바이메탈110: Housing
120: Ferrule
141: input optical fiber
145: output optical fiber
150: GRIN lens
160: cap
170: Connector
180: thermoelectric element
190: bimetal
Claims (4)
상기 하우징의 내부 일측에 지지 설치되며, 길이방향을 따라 제 1 지지공 및 제 2 지지공이 형성된 페룰(Ferrule);
상기 제 1 지지공 및 상기 제 2 지지공에 일측이 각각 삽입 지지된 광신호가 입력되는 입력광섬유 및 광신호가 출력되는 출력광섬유;
상기 하우징의 내부 타측에 지지 설치되어 상기 입력광섬유에서 조사된 광신호를 상기 출력광섬유측으로 반사하며, 가해지는 열에 의하여 변형되면서 상기 출력광섬유측으로 반사되는 광신호의 반사각을 조절하여 광신호를 감쇠하는 바이메탈(Bimetal);을 포함하고,
상기 바이메탈을 구성하는 금속판 중,
열팽창계수가 큰 금속판은 니켈과 철과 망간의 합금, 니켈과 망간과 구리의 합금 또는 니켈과 몰리브덴과 철의 합금으로 형성되고,
열팽창계수가 작은 금속판은 니켈과 철의 합금으로 형성되며,
상기 하우징의 내부에 위치된 상기 페룰의 단면(端面)에는 GRIN(Gradient Index) 렌즈의 일단면이 결합되어 있고,
상기 하우징의 내부 타측에는 캡이 지지 설치되고,
상기 캡에는 외부의 전원측과 접속되는 커넥터가 설치되며,
상기 커넥터에는 열전소자가 접속 설치되고,
상기 열전소자의 흡열판에 상기 바이메탈의 열팽창계수가 큰 금속판이 접촉 설치되며,
상기 바이메탈의 열팽창계수가 작은 금속판은 상기 GRIN 렌즈측을 향하는 것을 특징으로 하는 가변 광 감쇠기.housing;
A ferrule installed on the inner side of the housing and having a first support hole and a second support hole along a longitudinal direction;
An input optical fiber for inputting an optical signal having one side inserted into and supported by the first support hole and the second support hole, and an output optical fiber for outputting the optical signal;
A bimetal that is installed on the other side of the housing to reflect the optical signal irradiated from the input optical fiber to the output optical fiber side, and is deformed by the heat applied to attenuate the optical signal by adjusting the reflection angle of the optical signal reflected to the output optical fiber side. (Bimetal);
Among the metal plates constituting the bimetal,
Metal plates with high coefficient of thermal expansion are formed of alloys of nickel, iron and manganese, alloys of nickel, manganese and copper, or alloys of nickel, molybdenum and iron,
Metal plates with a low coefficient of thermal expansion are formed of an alloy of nickel and iron,
One end surface of a GRIN (Gradient Index) lens is coupled to a cross section of the ferrule positioned inside the housing,
The cap is supported on the other inner side of the housing,
The cap is provided with a connector connected to the external power side,
The connector is connected to the thermoelectric element,
A metal plate having a large coefficient of thermal expansion of the bimetal is installed in contact with the heat absorbing plate of the thermoelectric element.
And a metal plate having a low coefficient of thermal expansion of the bimetal is directed toward the GRIN lens side.
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2012
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