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KR20040026766A - 다중 코어 플라스틱 광섬유와 그를 이용한 병렬 광통신연결 구조 및 그 제조방법 - Google Patents

다중 코어 플라스틱 광섬유와 그를 이용한 병렬 광통신연결 구조 및 그 제조방법 Download PDF

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KR20040026766A
KR20040026766A KR1020020058324A KR20020058324A KR20040026766A KR 20040026766 A KR20040026766 A KR 20040026766A KR 1020020058324 A KR1020020058324 A KR 1020020058324A KR 20020058324 A KR20020058324 A KR 20020058324A KR 20040026766 A KR20040026766 A KR 20040026766A
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KR
South Korea
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core
optical fiber
plastic optical
cladding
refractive index
Prior art date
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Ceased
Application number
KR1020020058324A
Other languages
English (en)
Inventor
문석배
김덕영
Original Assignee
광주과학기술원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 광주과학기술원 filed Critical 광주과학기술원
Priority to KR1020020058324A priority Critical patent/KR20040026766A/ko
Publication of KR20040026766A publication Critical patent/KR20040026766A/ko
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Abstract

본 발명은 광통신용 전송매체로 활용되는 광섬유와 이를 이용해 다수 채널을 가지고 광신호를 동시에 주고받는 병렬 광통신에 관한 것이다.
본 발명의 다중 코어 플라스틱 광섬유는 광신호를 전달하는 투명한 코어와 코어보다 굴절률이 낮은 클래딩이 코어를 감싸는 구조의 광섬유에서, 코어와 클래딩이 고분자 플라스틱으로 구성되고 2개 이상의 서로 영향을 받지 않는 다수 코어들을 가진다.
이때 각 코어들은 하나의 전송 채널을 이루어 각각 독립적으로 광신호를 전달하게 되고, 광원의 배열과 광수신기의 배열을 1대 1로 연결하여 병렬 광통신 시스템을 이룰 수 있게 된다.
또한 상기 다중 코어 플라스틱 광섬유는 모재-인장 방식(preform drawing method)에 의해 한 모재에서 인장되어 제작된다.
이러한 다중 코어 플라스틱 광섬유는 단거리 병렬 광통신에서 광신호의 전송매체로 활용될 것이다.

Description

다중 코어 플라스틱 광섬유와 그를 이용한 병렬 광통신 연결 구조 및 그 제조방법 {Multiple-Core Plastic Optical Fiber}
본 발명은 광통신의 전송선로로 사용되는 광섬유에 관한 것으로써 특히, 광섬유의 재질이 고분자 플라스틱으로 구성된 플라스틱 광섬유에 관한 것이다.
광섬유는 광(光)을 전달하는 코어(fiber core)와 이 코어보다 굴절률이 낮아 광이 코어에 구속되도록 하는 클래딩(fiber cladding)으로 구성되어 진다.
광섬유는 흔히 보다 굵은 모재(fiber preform)을 제작한 후에 이 모재를 높은 온도에서 인장(fiber drawing)하여 그 길이를 늘여 제작한다.
보통 모재의 직경은 50mm 이상이고 광섬유의 직경은 100에서 1000마이크로미터(㎛) 수준이다.
통상의 광섬유가 순수한 실리카 유리(silica glass, SiO2)로 구성되어 그 재질의 가격이 고가이고 가공이 쉽지 않은데 비해, 플라스틱으로 제작된 광섬유는 비교적 재질이 저가이고 쉽게 가공할 수 있다.
또한 플라스틱은 실리카에 비해 유연하고 기계적 특성이 양호하여 좀 더 쉽게 다룰 수 있는 장점이 있다.
한편, 병렬 광통신은 흔히 근거리 광통신 네트워크나 하나의 시스템 내에서의 보드간 광연결(board-level optical interconnection) 등의 분야에서 각광을 받고 있다(Davis H. Hartman, "Use of guided wave optics for board level andmainframe level interconnects", Preceedings of 41st Electronic Components and Technology Conference, p.463-474, 1991).
상기 병렬 광통신은 수십 센티미터에서 수 미터의 거리에서 8비트, 16비트 정도의 병렬 신호를 채널당 수십 Mbps(mega-bit-per-second) 혹은 수백 Mbps의 전송속도로 전송해야 한다.
상기 병렬 광연결은 전기적 병렬통신에 비해 크로스톡(signal cross-talk)이 작고 외부 전자기장의 영향을 받지 않기 때문에 점차 응용이 커질 것으로 예상된다.
특히, 발광소자로서 수직공동 표면발광 레이저(VCSEL)가 개발되어 이 레이저의 다수 배열을 통해 병렬 광연결을 하는 방법에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.
이를 위한 전송매체로서는 크게 두 가지 방식이 주목받고 있다.
하나는 다수의 광섬유를 묶어서 하나의 번들로 만들어 사용하는 것이고, 다른 하나는 플라스틱 평면 도파로(planar waveguide)가 새겨진 필름을 사용하는 것이다.
광섬유 번들(fiber bundle)은 1차원적으로 광섬유를 배열시키는 리본형 광섬유(ribbon fiber)와 2차원적으로 수천개 이상의 작은 광섬유를 배열시켜 주로 내시경 등에 사용하는 이미지 광섬유(image fiber)가 병렬 광통신에 고려되고 있다.
광섬유 번들을 통해 광연결을 하는 경우, 광섬유를 매우 정밀하게 묶어야 한다는 점에서 많은 비용이 들고, 더구나 묶는 광섬유의 수가 증가할수록 즉, 병렬데이터의 비트수가 증가할수록 그 비용이 더 상승하게 된다.
그러나 광섬유는 광감쇄(optical attenuation)가 작기 때문에 보다 멀리 신호를 보낼 수 있다는 점에서 유리하여 수십미터 이상의 거리에서도 사용할 수 있다.
플라스틱 평면 도파로(polymer planar waveguide)는 설계시에 각 도파로의 수치가 결정되고, 제작시에 이러한 수치가 보장되므로 추가적인 번들링 작업이 필요없다는 점에서 가격이 보다 저렴하다.
특히 도파로의 수를 증가시켜도 비용이 증가하지 않으므로 보다 높은 비트수의 병렬 연결에 유리하다.
그러나 평면 도파로는 제작시에 그 길이가 결정되므로 1m이상의 길이로 제작하는 것이 불가능하고, 더구나 광감쇄가 상대적으로 크기 때문에 장거리 전송에는 불리하여 보통 1m이내의 거리 사이에서만 유용하다.
한편, 병렬 광통신에 사용될 목적으로 다중 코어 광섬유가 제안되었다(B. Rosinski et al, "Multichannel transmissin of a multicore fiber coupled with vertical-cavity surface-emitting lasers", Journal of Lightwave Technology, Vol. 17, No. 5, 1999).
이러한 다중 코어 광섬유는 각 코어가 독립적으로 광신호를 전달할 수 있고 코어들간의 기하학적 구조를 제작공정시에 한꺼번에 확보할 수 있기 때문에 병렬 광통신에 매우 효과적이라고 할 수 있다.
즉, 광섬유 번들의 장점인 작은 광감쇄와 평면 도파로의 장점인 수치의 정밀성과 저가격성을 동시에 확보한 것이다.
상기 다중 코어 광섬유는 다수의 실리카 광섬유 모재를 묶어서 인장(drawing)함으로써 다중의 코어를 가진 구조의 실리카 광섬유를 제작한다.
모재를 묶는 방법은 인장 과정중에 수치가 변할 수 있고 각 코어가 각각 따로 모재 제조 공정을 거쳐야 하므로 효율적이지 않다.
이상적인 방법은 다수의 코어를 한번에 제조하는 것이지만 실리카의 낮은 가공성 때문에 실용적이지 않다.
또한 유리 광섬유는 그 기계적 특성이 플라스틱에 비해 열등해 부러지기 쉬워 보드간 광연결과 같은 단거리 병렬 광통신에는 부적합하다.
전술했듯이 다중 코어 광섬유는 그 제작상의 난점을 해결하고 소재의 특성을 개선하면 단거리 병렬 광통신에서 매우 큰 매력을 지닌 전송매체이다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 다중 코어 광섬유의 문제점을 해소하기 위해 플라스틱 재질의 다중 코어 플라스틱 광섬유를 제안하여 그 제작방법과 사용방법을 개선하고, 이를 통해 병렬 광연결 통신에서 효과적으로 사용될 광전송 매체를 제공하는데 있다.
상술한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 광신호를 전달하는 코어와, 상기 코어보다 굴절률이 낮고 상기 코어를 둘러싸는 클래딩으로 구성된 광섬유에 있어서; 상기 코어와 클래딩이 고분자 플라스틱 재질로 이루어진 서로 분리할 수 없는 단일 플라스틱 광섬유로서, 상기 클래딩을 사이에 두고 서로 이격된 코어가 서로평행하게 다수개 형성되어 각각의 코어가 독립된 도파로로서 광신호를 병렬적으로 전달함을 특징으로 하는 다중 코어 플라스틱 광섬유를 제공하고자 한다.
본 발명은 또한 상술한 목적을 달성하기 위하여, 광신호를 발생시키는 광원과 광신호를 수신하여 전기신호로 변환하는 수광소자를 연결하는 광통신 시스템에 있어서; 2개 이상의 광원이 배열을 이룬 광원배열과 상기 광원의 수와 동수인 수광소자가 배열을 이룬 수광소자 배열사이에, 청구항 1의 다중 코어 플라스틱 광섬유가 연결되어 하나의 광원에서 나온 광신호가 1대1로 하나의 광수신기에 전송됨을 특징으로 하는 병렬 광통신 연결 구조를 제공하고자 한다.
본 발명은 또한 상술한 목적을 달성하기 위하여, 고분자 플라스틱 재질로 다수의 코아와 코어를 둘러싼 클래딩 구조로 이루어지는 모재를 제조하여, 상기 모재에 열을 가하면서 일측에서 인장(drawing)하여 광섬유를 제조함을 특징으로 하는 다중 코어 플라스틱 광섬유 제조방법을 제공하고자 한다.
도 1은 본 발명에 따른 다중 코어 플라스틱 광섬유의 단면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 다중 코어 플라스틱 광섬유를 이용한 병렬 광통신 시스템의 구성도이다.
도 3은 본 발명에 따른 다중 코어 플라스틱 광섬유를 연결하는 방법을 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 다중 코어 플라스틱 광섬유 제조의 원통구멍-막대삽입법의 막대삽입 과정을 나타내는 도면이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
1,1a,1b : 다중 코어 플라스틱 광섬유
2 : 광원배열3 : 광원렌즈
4 : 수광렌즈5 : 수광소자 배열
10,10a,10b : 코어12 : 클래딩
14,14a,14b : 연결용 공동16 : 연결용 핀
18 : 연결용 페룰(ferrule)20 : 코어용 홀
22 : 코어용 막대
이하 본 발명의 실시예를 첨부되 도면을 참고로 그 구성 및 설명을 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명이 제시하는 다중 코어 플라스틱 광섬유의 단면도를 보이고 있다.
코어(10)를 통해 광신호가 전달되며 상기 코어(10)는 도 1에서와 같이 2x4의 배열을 가질 수도 있고, 원하는 대로 다양한 배열을 형성할 수 있다.
그리고 코어(10)의 굴절률이 하나의 굴절률만 가지는 계단형(step-indexprofile)을 가질 수도 있고, 단면축에서 중심부가 높고 주변부가 낮은 언덕형 굴절률(graded-index profile)을 가질 수 있다.
상기 언덕형 굴절률을 가질 경우 계단형에 비해 5배이상의 대역폭 형상을 얻을 수 있다.
클래딩(12)은 코어(10)보다 굴절률이 낮아서 빛(광신호)이 코어(10)를 통해서만 전달되도록 한다.
연결용 공동(14, connection hollow hole))은 광섬유(1)를 따라 제작된 빈 구멍으로 이 구멍을 통해 광섬유(1)의 방향을 잡아 끝단에 커넥터를 만들 때 이용된다.
또한 광섬유(1)를 측면에서 보았을 때 광섬유의 내부에 연결용 공동(14)은 그 낮은 굴절률(공기의 굴절률)로 인해 선명하게 관측가능하게 된다.
즉, 광섬유 내의 다수 코어 배열의 배열 각도를 쉽게 짐작할 수 있게 된다.
이 점을 이용해서 두 다중코어 광섬유 혹은 다중 코어 광섬유와 광원배열 혹은 수광소자 배열과의 연결시 그 연결각을 정렬할 수 있고 각 코어들이 서로 제 위치에서 빛을 주고 받을 수 있게 된다.
이상에서와 같이 본 발명에 따른 다수의 코어를 지닌 플라스틱 광섬유는 코어(10)와 클래딩(12)이 고분자 플라스틱(polymer or plastic)으로 구성된 플라스틱 광섬유에서, 2개 이상의 광신호를 전달하는 코어들이 일정한 배열을 이루고, 상기 코어를 코어보다 굴절률이 낮은 클래딩이 감싸고 있는 형태로 다수의 코어는 길이방향으로 평행한 구조이다.
상기 각각의 코어(10)는 독립된 도파로로서 병렬적으로 광신호를 전달한다.
그러므로 각각의 코어가 서로 하나의 전송채널의 역할을 하며 이들 사이에 광학적 결합이 일어나지 않도록 충분히 이격된 거리를 유지해야 하고 최소 10 마이크로미터 이상의 틈을 두어야 한다.
본 발명에서 각 코어(10)의 직경은 50에서 200 마이크로미터 이고, 코어(10)간의 이격된 거리는 100에서 300 마이크미터 이다.
상기 코어간의 이격 거리는 일반적인 실리카 유리 광섬유와의 호환을 위해 120에서 130 마이크로미터 이거나 245에서 255 마이크로미터가 적당하다.
코어(10)와 클래딩(12)의 굴절률 차가 1에서 3%가 되어야 코어가 다중모드를 가지게 되고 코어들간의 광학적 결합을 무시할 수준이 되므로 굴절률 차는 1에서 3%가 적당하다.
그리고 이들 코어는 단일 모드만을 지원하는 형태일 수도 있고, 다중 모드를 전송하는 것일 수도 있으나 통상의 병렬 광통신에서는 코어의 크기를 키우기 위해 다중 모드로 전송하는 것이 유리하다.
도 2는 본 발명에 따른 다중 코어 플라스틱 광섬유를 이용한 병렬 광통신 시스템의 구성도이다.
광원배열(2)은 다수의 광원들이 배열되어 있는 구조로서 여기서는 2x4의 배열을 예로 든다.
광원렌즈(3)는 광원에서 생선된 광신호를 본 발명에 따른 다중 코어 플라스틱 광섬유(1)로 효율적으로 인도한다.
여기서 각 광원에서 나온 광신호는 각 코어(10)로 독립적으로 입사되도록 한다.
수광렌즈(4)는 전송된 광을 본 발명에 따른 다중 코어 플라스틱 광섬유(1)에서 수광소자로 인도해 준다.
수광소자 배열(5)은 각각의 코어(10)를 통해 전송된 광신호를 각각 독립적으로 받아 전기신호로 변환한다.
도 3은 본 발명에 따른 다중 코어 플라스틱 광섬유를 연결하는 방법을 나타내는 도면이다.
우측과 좌측의 다중 코어 플라스틱 광섬유(1a,1b)를 서로 연결하여 전송거리를 늘리고자 한다.
연결용 핀(16)은 우측과 좌측의 연결용 공동(14a,14b)에 삽입되어 방향과 위치를 정확하게 잡아 주도록 한다.
이렇게 연결용 핀(16)을 연결용 공동(14a,14b)에 맞춤으로써 우측 광섬유의 코어(10a)와 좌측 광섬유의 코어(10b)가 서로 잘 정렬된다.
연결용 페룰(ferrule)(18)은 두 광섬유(1a,1b)가 움직이지 않도록 외부에서 잡아준다.
한편, 다중 모드 광섬유의 전송대역폭을 향상시키려는 이유에서 다중 코어의 플라스틱 광섬유가 종래에 개시된 바 있다(US Patent 4,300,816, "Wide band multicore optical fiber" / US 6,188,824, "Optical signal transmission multicore plastic optical fiber").
그러나 이러한 다중 코어 플라스틱 광섬유는 각각의 코어에 독립된 정보를 전달하기 위한 것이 아니라 단순히 코어의 크기를 줄여 전송되는 모드의 수를 줄임으로써 전송대역폭을 향상시키기 위한 시도에서 비롯되었다.
즉, 코어가 다수임에도 불구하고 이들은 모두 같은 신호를 전송한다.
때문에 본 발명에 따른 효과 측면에서 전혀 다름을 이하의 설명에서 알 수 있다.
본 발명에 따른 다중 코어 플라스틱 광섬유를 제작하는데 있어 모재-인장 방식(preform drawing method)이 사용된다.
코어와 클래딩의 구조는 인장 전에 일체화된 모재에서 완전히 제작되도록 하고, 상기 모재에 열을 가하면서 일측에서 인장(drawing)함으로써 그 기하학적 구조를 유지하게 된다.
그리고 인장시에 광섬유의 전체 직경을 일정하게 유지하도록 제어된다.
광섬유의 인장시 직경 제어는 현재 성숙된(공지된) 기술로서 1%이내의 오차만을 허용하도록 할 수 있으므로 종래 플라스틱 평면 도파로에서와 같이 각 도파로간의 기하학적 구조는 제작시에 일정하게 보장된다.
또한 인장(drawing) 과정은 지금까지의 광섬유 제조공정과 동일하고, 다만 모재는 코어와 클래딩의 구조를 제작해야 한다는 점에서 통상의 모재 제조와 구분된다.
모재는 다음의 방법 중에 하나로 생산할 수 있다.
첫째, 모재의 클래딩 부분을 먼저 제작하고 여기에 코어 부분을 제작하는 방법과 둘째, 코어 부분을 먼저 제작하고 여기에 클래딩 부분을 제작하는 방법이 있다.
전자인 모재의 클래딩을 먼저 제작하는 방법은 또 다시 다음과 같이 구분될 수 있다.
첫째, 우선 원통형을 클래딩 부분을 먼저 만들고 여기에 구멍을 뚫어 코어 부분이 만들어질 공간을 만드는 방법과 둘째, 클래딩 부분을 제조할 때 코어가 들어설 구멍이 존재하도록 틀을 짜서 몰딩(molding)하는 방법이 있다.
그리고 이렇게 생성된 클래딩 원통의 구멍에 코어를 만드는데 있어 첫째, 미리 제작된 코어용 원통 막대를 단순히 끼워넣는 방법과 둘째, 제작된 클래딩 원통의 구멍에 단량체(monomer)를 넣고 여기서 중합(polymerization)하는 방법이 있다.
즉, 본 발명에 따른 모재의 클래딩을 먼저 만드는 방법에서는 총 네가지 방법이 존재하게 된다.
여기서 본 발명은 최적화된 방법으로, 모재의 클래딩부를 이루는 원통 혹은 몸체를 만들고 여기에 코어부를 이루게 될 구멍을 만든 상태에서, 미리 제작된 고체상태의 코어용 원통막대를 이 구멍에 삽입하는 “원통구멍-막대삽입법”을 제시한다.
상기 원통구멍-막대삽입법은 클래딩부와 코어부를 따로 제작하므로 생산성이 높고, 코어용 막대에 쉽게 원하는 굴절률 분포를 줄 수 있기 때문에 특히, 계단형 굴절률을 가진 다중 코어 광섬유의 제조에 유리하다.
도 4는 본 발명에 따른 다중 코어 플라스틱 광섬유 제조의 원통구멍-막대삽입법의 막대삽입 과정을 나타내는 도면이다.
제작된 원통형 클래딩(12)은 그림에서는 2x4의 코어용 홀(20)과 한 개의 연결용 공동(14)이 형성된다.
상기 코어용 홀(20)은 클래딩(12) 부분의 몰딩에 의해 만들어 질 수도 있고 원통에 홀을 가공해서 만들 수도 있다.
코어용 막대(22)는 상기 코어용 홀(20)에 삽입되는 고체의 원통막대로서, 클래딩(12)보다 굴절률이 높은 플라스틱으로 제작된다.
이렇게 코어용 홀(20)에 코어용 막대(22)가 삽입되면 코어용 홀(20)과 코어용 막대(22) 사이에 약간의 공극이 생기기 마련인데, 이 공극은 쉽게 경화할 수 있는 폴리머를 넣고 경화할 수도 있고 혹은, 공극이 있는 모재를 인장(drawing)하여 자동적으로 공극이 매워지도록 할 수도 있다.
이렇게 하면 코어(10)를 중합시키는데 드는 시간을 줄일 수 있을 뿐 아니라 광섬유의 대역폭(bandwidth)을 증가시키기 위한 언덕형 굴절률(graded-index profile)을 주는 것이 매우 용이하다.
즉, 코어용 막대(22)가 막대축과 직교한 단면에서 중심이 굴절률이 높고 주변으로 갈수록 점차 굴절률이 낮아지는 언덕형 굴절률을 이루도록 미리 제작하면 된다.
상술한 방법으로 모재 클래딩부 코어용 홀(20)에 각각 코어용 막대(22)를 삽입하면 공극이 생기게 되고. 이 공극을 다시 채울 수도 있지만, 채우지 않고 인장(drawing)하여도 인장과정 중에 수축되어 자동적으로 채워진다.
이런 과정으로 다중 코어 플라스틱 광섬유를 제조하면 제조시간과 비용 측면에서 효율적이다.
다중 코어 플라스틱 광섬유간(1)의 연결 혹은 이러한 광섬유(1)와 광원배열 (2) 혹은 수광소자 배열(5) 등과 연결을 용이하게 하기 위해, 다중 코어 플라스틱 광섬유에 코어(10)와 평행하게 형성된 연결용 공동(14)은 모재에서 빈 구멍을 채우지 않은채 인장하면 제작된다.
이때 구멍이 쉽게 매워지지 않도록 빈 구멍 주위에 분자량이 상대적으로 큰 폴리머를 코팅하면 보다 정밀한 연결용 공동을 만들 수 있다.
다중 코어 플라스틱 광섬유(1)는 외부에서 보아 그 방향성을 구분할 수 없으므로 각 코어(10)의 적절한 위치를 잡아주기 위해서 연결용 공동(14)이 활용되고, 상기 연결용 공동을 연결부의 암부(female part)로 활용하면 좀 더 쉽게 연결할 수 있다.
상기 연결용 공동(14)은 다중 코어 플라스틱 광섬유(1)의 기본 기능과는 무관하므로 선택적으로 채용된다.
한편, 상술한 코어 부분을 먼저 만들고 클래딩을 후에 만드는 방법은, 먼저 코어용 막대(22)를 제작하고 상기 코어용 막대를 일정하게 배열시켜 원통 용기에 넣은 상태에서 그 용기 내부에 고분자 물질의 단량체(monomer)를 넣고 중합하면 코어용 막대 외부에 클래딩(12)이 형성되게 된다.
이 방법 역시 코어용 막대를 언덕형 굴절률을 갖도록 할 수 있으므로 전송 대역폭을 향상시킬 수 있다.
부가적으로, 위와 같은 모재-인장 방식이 아닌 플라스틱 광섬유의 또 다른 제조방법인 압출방식(extrusion method)에 의해서도 다중 코어 플라스틱 광섬유을 제조할 수 있다.
즉, 다수의 코어가 노즐에 의해 압출될 때 클래딩도 이와 별도로 압출되면서 다중 코어 광섬유의 코어와 클래딩의 구조가 형성된다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 다중 코어 플라스틱 광섬유는 제조가 매우 간단하며, 그 기하학적 수치와 구조가 매우 일정하게 보장되고, 또한 종래 플라스틱 평면 도파로에 비해 도파로의 모양이 일정하기 때문에 보다 적은 광감쇄를 갖게 되고, 한꺼번에 여러개의 통신 채널을 갖게 할 수 있다.
더구나 종래 플라스틱 평면 도파로가 평면적으로 도파로를 배열해야 하므로 그 수가 늘어나게 되면 전체 폭이 지나치게 넓어지는데 비해 다중 코어 플라스틱 광섬유는 코어를 2차원적으로 배열할 수 있기 때문에 100개 이상의 코어까지 형성할 수 있다.
투명한 폴리머의 경우 광감쇄가 650nm파장에서 200dB/Km 이내가 될 수 있으므로 해당 파장에서 최대 50m거리까지 병렬 데이터를 전송할 수 있게 된다.
각 채널별로 전송 속도가 100Mbps이상이 가능하므로 코어의 수를 10x10으로 100개를 가질 때 총전송용량은 10Gbps가 넘을 것이고 이를 50m이상 전송할 수 있게 된다.
또한 종래의 유리 다중 코어 플리스틱 광섬유와 비교해봐도, 광감쇄는 유리보다 크지만, 그 제작이 매우 용이하고 정밀한 수치를 보장할 수 있으며 플라스틱 재질의 특성상 보다 유연하여 단거리에서 더 유용하게 사용할 수 있다.
상기한 본 발명에 따른 다중 코어 플라스틱 광섬유는 앞으로 단거리의 병렬 데이터 전송에 유용하게 활용될 것이며, 특히 50m이내의 전자 시스템내 병렬 버스(parallel bus)의 전송 매체에 유용할 것이다.

Claims (13)

  1. 광신호를 전달하는 코어와, 상기 코어보다 굴절률이 낮고 상기 코어를 둘러싸는 클래딩으로 구성된 광섬유에 있어서;
    상기 코어와 클래딩이 고분자 플라스틱 재질로 이루어진 서로 분리할 수 없는 단일 플라스틱 광섬유로서, 상기 클래딩을 사이에 두고 서로 이격된 코어가 서로 평행하게 다수개 형성되어 각각의 코어가 독립된 도파로로서 광신호를 병렬적으로 전달함을 특징으로 하는 다중 코어 플라스틱 광섬유.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 코어의 굴절률 분포가,
    중심부가 높고 주변으로 갈수록 점차 낮아지는 언덕형 굴절률을 가져 그 전송대역폭을 확장할 수 있음을 특징으로 하는 다중 코어 플라스틱 광섬유.
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 코어간의 이격거리는 245에서 255 마이크로미터이고, 코어의 직경은 50에서 200마이크로미터이며 코어와 클래딩의 굴절률 차는 1에서 3% 사이인 것을 특징으로 하는 다중 코어 플라스틱 광섬유.
  4. 청구항 1에 있어서, 상기 코어간의 이격거리는 120에서 130 마이크로미터이고, 코어의 직경은 50에서 200마이크로미터이며 코어와 클래딩의 굴절률 차는 1에서 3% 사이인 것을 특징으로 하는 다중 코어 플라스틱 광섬유.
  5. 청구항 1에 있어서, 상기 클래딩 부분에는 코어와 평행한 연결용 공동이 한개 이상 형성됨을 특징으로 하는 다중 코어 플라스틱 광섬유.
  6. 광신호를 발생시키는 광원과 광신호를 수신하여 전기신호로 변환하는 수광소자를 연결하는 광통신 시스템에 있어서;
    2개 이상의 광원이 배열을 이룬 광원배열과 상기 광원의 수와 동수인 수광소자가 배열을 이룬 수광소자 배열사이에, 청구항 1의 다중 코어 플라스틱 광섬유가 연결되어 하나의 광원에서 나온 광신호가 1대1로 하나의 광수신기에 전송됨을 특징으로 하는 병렬 광통신 연결 구조.
  7. 청구항 6에 있어서, 상기 클래딩에 코어와 평행한 형태의 연결용 공동이 하나 이상 형성되어, 두 동일한 상기 다중 코어 플라스틱 광섬유의 연결이나 상기 다중 코어 플라스틱 광섬유와 광원배열 혹은 수광소자 배열과 연결하는 경우, 상기 연결용 공동에 연결핀이 삽입되어 다중 코어 플라스틱 광섬유가 방향과 위치를 정확히 잡음을 특징으로 하는 병렬 광통신 연결 구조.
  8. 청구항 1의 다중 코어 플라스틱 광섬유를 제조함에 있어, 고분자 플라스틱 재질로 다수의 코아와 코어를 둘러싼 클래딩 구조로 이루어지는 모재를 제조하여, 상기 모재에 열을 가하면서 일측에서 인장(drawing)하여 광섬유를 제조함을 특징으로 하는 다중 코어 플라스틱 광섬유 제조방법.
  9. 청구항 8에 있어서, 상기 코어용 홀이 다수개 형성된 클래딩을 제조하고, 상기 코어용 홀보다 직경이 같거나 작은 코어용 막대를 코어용 홀에 삽입하여 코어용 홀과 코어용 막대 사이에 공극을 방치한 채로 고정시켜 모재를 제조함을 특징으로 하는 다중 코어 플라스틱 광섬유 제조방법.
  10. 청구항 9에 있어서, 상기 코어용 홀과 코어 막대 사이에 공극을,
    상기 공극에 고분자 물질을 삽입하여 경화하거나, 모재를 인장하는 방식으로 채움을 특징으로 하는 다중 코어 플라스틱 광섬유 제조방법.
  11. 청구항 8에 있어서, 상기 코어를 형성하기 위해 코어용 막대를 만들어 다수의 코어용 막대를 용기의 내부에 배열한 상태에서, 상기 용기 내부에 고분자 물질을 중합(polymerization)하여 클래딩을 형성함으로써 모재를 제조함을 특징으로 하는 다중 코어 플라스틱 광섬유 제조방법.
  12. 청구항 9 또는 청구항 11에 있어서, 상기 코어가 각각 다수의 광학적 전송 모드들을 가지는 경우, 광학적 굴절률 분포가 막대축과 직교한 단면의 중심에서 굴절률이 높고 주변으로 갈수록 점차 굴절률이 낮아지는 언덕형 굴절률을 갖도록 코어용 막대를 제작하여, 언덕형 굴절률 다중 코어 플라스틱 광섬유의 모재를 제조함을 특징으로 하는 다중 코어 플라스틱 광섬유 제조방법.
  13. 청구항 9 또는 청구항 11에 있어서, 상기 모재의 클래드에 코어와 평행한 빈 구멍을 형성하고 모재에서 빈 구멍을 채우지 않은 채 인장하여 연결용 공동을 형성함을 특징으로 하는 다중 코어 플라스틱 광섬유 제조방법.
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