KR20100064277A - Optical connection device between the plastic and silica optical fiber - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 광 결합기에 관한 것으로, 특히 상이한 종류의 광 섬유들을 연결하는 광 결합기에 관한 것이다. The present invention relates to an optical coupler, and in particular to an optical coupler for connecting different kinds of optical fibers.
본 발명은 지식경제부 및 정보통신연구진흥원의 선도기술시험지원사업의 일환으로 수행한 연구로부터 도출된 것이다[과제관리번호 : 2008-기반-05, 과제명 : 광통신부품 개발기술지원].The present invention is derived from the research conducted as part of the leading technology test support project of the Ministry of Knowledge Economy and the Ministry of Information and Communication Research and Development.
레이저 다이오드, 포토 다이오드, 광 센서, 광스위치 등과 같은 많은 광 디바이스에 있어서, 광섬유와의 높은 커플링 효율(coupling efficiency)이 요구된다. 일반적으로 광 부품 및 모듈 패키징 시에 광섬유로부터 전파되는 빛은 볼 렌즈(ball lens)혹은 굴절률 분포형 렌즈(GRIN lens)로 평행광으로써 광디바이스에 입사시키는 광학 결합을 수행한다. In many optical devices such as laser diodes, photodiodes, optical sensors, optical switches, and the like, high coupling efficiency with optical fibers is required. In general, when the optical components and modules are packaged, the light propagated from the optical fiber performs an optical coupling that is incident on the optical device as parallel light by a ball lens or a GRIN lens.
그러나 이 같은 종래의 광학 결합은 광섬유와 렌즈의 광축 위치 정렬이 서브마이크론(submicron) 범위 내로 제어되어야 하며, 조립 장치 등의 비용을 증가시키는 요인이 된다. 따라서 광부품과의 결합 효율을 높이기 위한 연구가 진행되고 있 으며, 대부분 기계가공, 에칭과정 등을 이용하여 일반 광섬유(single-mode fiber)의 말단부에 렌즈를 형성하거나 아크방전을 이용하여 광섬유 말단부에 볼렌즈 혹은 굴절률 분포형 렌즈를 결합하는 방법이 이용되고 있다. 그러나 이 방법들은 대부분 동종의 광섬유 연결을 위한 방법으로 연구되어 왔고, 광 결합을 위해서는 매번 광축 위치 정렬을 고려해야 한다는 문제점이 있다. However, such conventional optical coupling requires that the alignment of the optical axis of the optical fiber and the lens must be controlled within the submicron range, which increases the cost of the assembly apparatus and the like. Therefore, research is being conducted to increase the coupling efficiency with optical components, and most of them form a lens at the end of a single-mode fiber by using a machining process or an etching process or at the end of an optical fiber by using arc discharge. A method of combining a ball lens or a refractive index distributed lens is used. However, most of these methods have been studied as a method for homogeneous optical fiber connection, and there is a problem that optical axis position alignment should be considered every time for optical coupling.
본 발명은 이 같은 배경에서 도출된 것으로, 내부의 코어 크기가 상이한 두 종류의 광섬유 사이에서 광신호 전달시 그 손실을 최소화하는 광 결합기를 제공하는 것을 목적으로 한다. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention is derived from this background, and an object of the present invention is to provide an optical coupler that minimizes the loss in optical signal transmission between two kinds of optical fibers having different core sizes.
또한, 이종 광섬유 간 연결이 용이한 광 결합기를 제공하는 것을 목적으로 한다. In addition, an object of the present invention is to provide an optical coupler that is easy to connect between different optical fibers.
상기 기술적 과제는 신호광을 전달하는 제 1 광섬유; 상기 제 1 광섬유와 굴절률이 상이하며, 상기 제 1 광섬유로 전달되는 상기 신호광을 송수신하는 제 2 광섬유; 및 상기 제 1 광섬유와 제 2 광섬유를 결합 고정하기 위해 상기 제 1 광섬유와 상기 제 2 광섬유의 적어도 일부를 감싸도록 형성되는 고정부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 이종 광섬유 간 광결합기에 의해 달성된다. The technical problem is that the first optical fiber for transmitting the signal light; A second optical fiber having a refractive index different from that of the first optical fiber and transmitting and receiving the signal light transmitted to the first optical fiber; And a fixing part formed to enclose at least a portion of the first optical fiber and the second optical fiber to couple and fix the first optical fiber and the second optical fiber. .
본 발명에 따르면, 플라스틱 광섬유와 석영계 광섬유 사이에 융착 및 미세 가공 처리를 하지 않더라도 이종 광섬유 간 연결이 용이하다는 효과가 있다. 또한, 볼록 렌즈형으로 연마함으로써, 이종 광섬유의 직경 차이로 인해 발생될 수 있는 광신호의 삽입 손실을 최소화할 수 있다. According to the present invention, there is an effect that the connection between the heterogeneous optical fibers is easy even without fusion and fine processing between the plastic optical fiber and the quartz-based optical fiber. In addition, by grinding into a convex lens type, it is possible to minimize the insertion loss of the optical signal that can be generated due to the diameter difference of the heterogeneous optical fiber.
전술한, 그리고 추가적인 본 발명의 양상들은 첨부된 도면들을 참조하여 설 명되는 바람직한 실시예들을 통해 더욱 명확해질 것이다. 이하에서는 본 발명을 이러한 실시예들을 통해 당업자가 용이하게 이해하고 재현할 수 있도록 상세히 설명하기로 한다. The foregoing and further aspects of the present invention will become more apparent through the preferred embodiments described with reference to the accompanying drawings. Hereinafter, the present invention will be described in detail so that those skilled in the art can easily understand and reproduce the present invention through these embodiments.
도 1 은 본 발명의 일 실시예에 따른 광 결합기의 구성을 도시한 예시도이다. 1 is an exemplary view showing the configuration of an optical coupler according to an embodiment of the present invention.
도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 광 결합기는 제 1 광섬유(10), 제 2 광섬유(20), 및 고정부(30)를 포함한다. As shown, an optical coupler according to an embodiment of the present invention includes a first
제 1 광섬유(10)는 외부로부터 입사되는 광신호를 제 2 광섬유(20)로 전달하거나, 제 2 광섬유(20)로부터 입사되는 광신호를 외부로 출력한다. 제 2 광섬유(20)는 제 1 광섬유(10)와 굴절률이 상이한 다른 종류의 광섬유이다. 일 실시예에 있어서, 제 1 광섬유(10)는 플라스틱 광섬유이고 제 2 광섬유(20)는 석영계 광섬유일 수 있다. The first
본 발명의 일 양상에 있어서, 제 1 광섬유(10)가 제 2 광섬유(20)보다 직경이 큰 경우에, 제 1 광섬유(10)가 제 2 광섬유(20)와 결합되는 부분은 볼록 렌즈 형으로 연마된다. 이때 볼록 렌즈형은 습식 식각이나 광학적 연마 방법으로 형성될 수 있다. In one aspect of the present invention, when the first
일반적으로 내부 직경이 작은 광섬유에서 큰 광섬유로 빛이 진행될 경우 광 전송을 위한 접속에는 문제가 없다. 그러나 내부 직경이 큰 광섬유에서 작은 광섬유로 광신호가 삽입되어야 하는 경우에는 광섬유 직경 크기가 광신호 손실에 큰 영향을 미치게 된다. 즉, 모드 불일치에 의한 광신호의 손실을 줄이기 위해서 광섬 유간 모드의 형태가 대칭되어야 하고, 서로 부합되어야 한다. In general, when light travels from a small optical fiber to a large optical fiber, there is no problem in connection for optical transmission. However, when the optical signal has to be inserted from the optical fiber having the large inner diameter to the small optical fiber, the size of the optical fiber has a great influence on the optical signal loss. That is, in order to reduce the loss of the optical signal due to the mode mismatch, the shape of the optical fiber spacing mode should be symmetrical and match each other.
즉, 제 2 광섬유(20)보다 직경이 더 큰 제 1 광섬유가 제 2 광섬유(20)와 결합되는 일단을 볼록 렌즈형으로 연마함으로써 광섬유 직경 차에 따른 광신호의 삽입 손실을 최소화할 수 있다.That is, the insertion loss of the optical signal according to the optical fiber diameter difference can be minimized by grinding one end of the first optical fiber having a larger diameter than the second optical fiber 20 with the second optical fiber 20 in a convex lens shape.
또한, 광이 입사되는 면이 구면인 렌즈는 평면인 렌즈보다 구면 수차가 적어 광 결합시에 정렬도를 완화시킬 수 있다. 따라서 광 결합 효율을 증가시킬 수 있다. In addition, a lens having a spherical surface into which light is incident may have less spherical aberration than a lens having a flat surface, thereby reducing alignment. Therefore, the light coupling efficiency can be increased.
한편, 이때 제 1 광섬유(10)와 제 2 광섬유(20)를 결합함에 따라 결합부분에서의 광 손실을 최소화하기 위해, 최대한 많은 빛이 집속 되도록 정렬 및 거리를 정렬하는 것이 바람직하다. 즉, 제 1 광섬유의 볼록 렌즈 형태의 초점거리는 광 손실이 최소화되도록 최적화된 값으로 구현되는 것이 바람직하다. On the other hand, in this case, in order to minimize the light loss in the coupling portion by combining the first
제 1 광섬유(10)와 제 2 광섬유(20)는 서로 결합되는 반대측은 외부 광섬유와 스플라이싱으로 연결된다. 스플라이싱 처리는 광섬유 두 가닥에 열을 가해서 약간 녹여서 붙이는 것으로, 퓨전 스플라이서(Fusion Splicer)라는 장비를 이용하여 수행될 수 있다. 제 1 광섬유(10)와 외부 연결되는 광섬유는 제 1 광섬유(10)와 동일한 직경을 갖는 광섬유이고, 제 2 광섬유(20)와 외부 연결되는 광섬유는 제 2 광섬유(20)와 동일한 직경을 갖는 광섬유로 구현된다. Opposite sides of the first
고정부(30)는 제 1 광섬유(10)와 제 2 광섬유가 결합되는 부분을 고정하기 위해 제 1 광섬유(10)와 제 2 광섬유(20)의 적어도 일부를 감싸도록 형성된다. 본 실시예에 있어서 고정부(30)는 광축 위치 정렬이 맞춰진 제 1 광섬유(10)와 제 2 광섬유(20) 사이를 단단히 감싸고 지지할 수 있는 구조로 두 광섬유의 결합 구조를 고정시킨다. 이에 따라 상이한 종류의 제 1 광섬유(10)와 제 2 광섬유 사이에 융착 및 미세 가공 과정 없이도 그 연결을 용이하게 할 수 있는 효과가 있다. 일 실시예에 있어서, 고정부(30)는 플라스틱 혹은 금속 재질로 구현될 수 있다. 그러나 이에 한정되는 것은 아니다. The
추가적으로 제 1 광섬유(10)와 제 2 광섬유(20)가 결합되는 부분에 제 1 광섬유(10)와 제 2 광섬유(20)보다 굴절률이 더 큰 결합 부재(40)가 더 포함된다. 본 실시예에 있어서, 결합 부재(40)는 특정 굴절률을 갖는 굴절률 정합 용액으로 구현될 수 있다. 즉, 결합 부재(40)를 부착 혹은 증착함으로써, 출사광의 집속 거리를 증가시킬 수 있어 제 1 광섬유(10)와 제 2 광섬유(20) 간의 결합을 보다 용이하고, 효율적으로 수행할 수 있다는 효과가 도출된다. In addition, a
이제까지 본 발명에 대해 바람직한 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다. So far I looked at the preferred embodiments of the present invention. Those skilled in the art will appreciate that the present invention can be implemented in a modified form without departing from the essential features of the present invention. Therefore, the disclosed embodiments should be considered in descriptive sense only and not for purposes of limitation. The scope of the present invention is shown in the claims, and all differences within the scope equivalent thereto should be construed as being included in the present invention.
도 1 은 본 발명의 일 실시예에 따른 광 결합기의 구성을 도시한 예시도이다. 1 is an exemplary view showing the configuration of an optical coupler according to an embodiment of the present invention.
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KR101537799B1 (en) * | 2014-06-13 | 2015-07-17 | (주)알엠테크 | Method for transmitting light signal via lossless and extended beam connector and lossless and extended beam connector |
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2009
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KR101537799B1 (en) * | 2014-06-13 | 2015-07-17 | (주)알엠테크 | Method for transmitting light signal via lossless and extended beam connector and lossless and extended beam connector |
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