KR100832806B1

KR100832806B1 - 편광유지 광섬유 정렬 장치

Info

Publication number: KR100832806B1
Application number: KR1020060096750A
Authority: KR
Inventors: 김재열; 송경석; 허상휴
Original assignee: 조선대학교산학협력단
Priority date: 2006-09-30
Filing date: 2006-09-30
Publication date: 2008-05-28
Anticipated expiration: 2026-09-30
Also published as: KR20080030402A

Abstract

본 발명은 편광유지 광섬유 정렬 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 편광유지 광섬유에 빛을 조사하여 투과된 이미지를 분석하여 간단하게 편광유지 광섬유의 편광축을 정렬할 수 있는 편광유지 광섬유 정렬 장치에 관한 것이다.

본 발명에 따른 편광유지 광섬유 정렬 장치는, 편광유지 광섬유의 편광축을 요구되는 방향으로 정렬하기 위한 편광유지 광섬유 정렬 장치에 있어서, 베이스와, 상기 베이스 양측에서 서로 마주보게 설치되어 편광유지 광섬유가 베이스의 상부를 가로지르게 위치되도록 그 편광유지 광섬유를 파지하고, 파지된 광섬유와 일체로 회전되게 상기 베이스의 상부에 설치된 클램핑수단과, 상기 클램핑수단을 회전시키기 위한 회전수단과, 이송대와, 일방으로 빛을 조사하도록 상기 이송대에 장착된 램프와, 상기 램프와 마주보는 위치에서 상기 램프로부터 조사된 빛에 의해 형성된 이미지를 촬영하도록 상기 이송대에 장착된 카메라가 구비된 촬영수단과, 상기 촬영수단의 램프와 카메라 사이에 상기 클램핑수단에 의해 파지된 편광유지 광섬유의 일부가 위치되도록 상기 이송대를 이송시키기 위한 이송수단과, 상기 촬영수단에 의해 촬영된 이미지를 분석하여 편광유지 광섬유의 편광축의 틀어진 정도를 측정하여 출력하는 컴퓨터를 포함하는 것을 특징으로 한다.

편광유지 광섬유, 정렬

Description

편광유지 광섬유 정렬 장치{DEVICE FOR ALIGNING POLARIZATION MAITAINING FIBER}

도 1은 다양한 종류의 편광유지 광섬유를 개념적으로 도시한 도면

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 편광유지 광섬유 정렬 장치를 도시한 사시도

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 편광유지 광섬유 정렬 장치의 클램프와 회전수단을 도시한 사시도

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 편광유지 광섬유 정렬 장치의 클램프와 회전수단을 도시한 분해사시도

도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 편광유지 광섬유 정렬 장치의 사용 상태를 개념적으로 도시한 측면도

도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 편광유지 광섬유 정렬 장치에 의해 촬영된 편광유지 광섬유의 이미지를 도시한 사진

<주요 도면부호에 대한 간단한 설명>

F 광섬유

C 코어

C' 클래드

S 응력 부여재

1 정렬 장치

10 베이스

20 클램핑수단

30 회전수단

40 촬영수단

50 이송수단

60 컴퓨터

70 패키징블럭부

편광유지 광섬유(PMF, polarization maintaining fiber)는 전송하는 광의 편파면을 유지한 상태로 전송할 수 있어, 광의 간섭(interference)현상을 이용하는 전송로 및 광 집적회로와의 결합 등에 이용되며, 광의 위상 및 편광을 정보로 하여 이용하는 전계측정, 자계측정, 온도측정 등 고정밀도 계측에 의한 센서(se㎱or)부 및 광부품으로 사용되고 있다. 또한 최근에는 코히런트(coherent)통신용 광섬유로 서 연구 개발되고 있다.

편광유지 광섬유는 복굴절률 광섬유와 단일 편광 광섬유(single polarization fiber)의 2가지로 나눌 수 있으며 또 복굴절률 광섬유는 단일직선 편파형과 단일 원편파형(circularly polarization maintaining fiber)으로 나누어진다. 편광유지 광섬유는 지금까지 여러 형태의 것이 발표되고 있으며, 어느 것이나 광섬유 단면의 x방향과 y방향의 구조를 다르게 하여, 이 파의 전파속도가 서로 다르게 되어 있다. 도 1은 다양한 편광유지 광섬유를 도시한 것이다. 편광유지 광섬유로는 판다(PANDA, polarization maintaining and absorption reducing fiber)형 광섬유가 대표적이며, 통상 광이 통하는 코어의 굵기는 3[㎛]에서 10[㎛]정도이고 클래딩의 외경은 표준 광섬유와 같이 125[㎛]가 많다. 판다 광섬유는 편파면을 보존할 목적으로 2개의 응력부여재가 코어의 양측에 배치되어 제조시 스트레스에 의해, x방향과 y방향의 굴절률에 차를 두어 편파면을 유지하고 있다.

상기와 같은 편광유지 광섬유는 편광유지형 광 점퍼코드, 광 커플러, 광 편광기, 광 편광분리기와 같은 광소자나 광부품에 많이 이용되는데, 그 제작과정에서는 편광유지 광섬유의 편광축을 정렬하는 과정이 필수적이다.

본 발명은 상기와 같이 편광유지 광섬유의 편광축을 용이하게 정렬할 수 있도록 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 편광유지 광섬유에 빛을 투과시켰을 때 발생하는 이미지 데이터를 분석하여 편광축의 틀어진 정도를 측정하고 그 측정된 데이터에 따라 편광유지 광섬유를 회전시킴으로써 편광유지 광섬유의 편광축을 간단 하게 정렬할 수 있는 편광유지 광섬유 정렬 장치를 제공하는 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 편광유지 광섬유 정렬 장치는, 편광유지 광섬유의 편광축을 요구되는 방향으로 정렬하기 위한 편광유지 광섬유 정렬 장치에 있어서, 베이스와, 상기 베이스 양측에서 서로 마주보게 설치되어 편광유지 광섬유가 베이스의 상부를 가로지르게 위치되도록 그 편광유지 광섬유를 파지하고, 파지된 광섬유와 일체로 회전되게 상기 베이스의 상부에 설치된 클램핑수단과, 상기 클램핑수단을 회전시키기 위한 회전수단과, 이송대와, 일방으로 빛을 조사하도록 상기 이송대에 장착된 램프와, 상기 램프와 마주보는 위치에서 상기 램프로부터 조사된 빛에 의해 형성된 이미지를 촬영하도록 상기 이송대에 장착된 카메라가 구비된 촬영수단과, 상기 촬영수단의 램프와 카메라 사이에 상기 클램핑수단에 의해 파지된 편광유지 광섬유의 일부가 위치되도록 상기 이송대를 이송시키기 위한 이송수단과, 상기 촬영수단에 의해 촬영된 이미지를 분석하여 편광유지 광섬유의 편광축의 틀어진 정도를 측정하여 출력하는 컴퓨터를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 편광유지 광섬유 정렬 장치는, 상기 회전수단을 회전구동시키기 위한 구동수단이 더 구비되고, 상기 컴퓨터는 상기 측정된 편광유지 광섬유의 편광축의 틀어진 정도에 따라 상기 구동수단의 작동을 제어하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 다른 편광유지 광섬유 정렬 장치는, 상기 촬영수단의 램프 는 수개가 종횡으로 배열되게 설치된 것을 특징으로 한다.

이하에서는 도면에 도시된 실시예를 참조하여 본 발명에 따른 편광유지 광섬유 정렬 장치를 보다 상세하게 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 편광유지 광섬유 정렬 장치를 도시한 사시도이고, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 편광유지 광섬유 정렬 장치의 클램프와 회전수단을 도시한 사시도이며, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 편광유지 광섬유 정렬 장치의 클램프와 회전수단을 도시한 분해사시도이고, 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 편광유지 광섬유 정렬 장치의 사용 상태를 개념적으로 도시한 측면도이며, 도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 편광유지 광섬유 정렬 장치에 의해 촬영된 편광유지 광섬유의 이미지를 도시한 사진이다.

도면을 참조하면 본 발명의 일실시예에 따른 편광유지 광섬유 정렬 장치는, 베이스(10), 클램핑수단(20), 회전수단(30), 촬영수단(40), 이송수단(50), 컴퓨터(60), 패키징블럭부(70)를 포함하여 구성된다.

본 발명에 따른 편광유지 광섬유 정렬 장치(1)는 편광유지 광섬유(F)의 편광축을 요구되는 방향으로 정렬하기 위한 것이다.

상기 베이스(10)는 상기 클램핑수단(20), 촬영수단(30), 이송수단(50), 패키징블럭부(70)이 장착되기 위한 구조물이다. 도면을 참조하면, 상기 베이스(10)는 베이스판(11)과, 상기 베이스판(11)의 중앙에서 상기 촬영수단(30)과 패키징블럭부(70)을 폭방향으로 가이드하도록 폭방향으로 길게 설치된 가이드(12)와, 상기 가이드(12)를 사이에 두고 상기 베이스판(11)의 길이방향으로의 양측에서 서로 마주 보게 설치되어 상기 클램핑수단(20) 및 회전수단(30)이 장착되기 위한 지지브라켓(13)으로 구성된다.

상기 클램핑수단(20)은 상기 베이스(10) 양측에서 서로 마주보게 설치된 지지브라켓(13)에 지지되어 편광유지 광섬유(F)가 베이스(10)의 상부를 가로지르게 위치되도록 그 편광유지 광섬유(F)를 파지하고, 상기 회전수단(30)에 의해 파지된 광섬유(F)와 일체로 회전되기 위한 것이다. 도 3 및 도 4를 참조하면, 상기 클램핑수단(20)은 하우징(21), 클램핑원반(22), 클램퍼(23) 및 마그네트(24)를 포함하여 구성된다. 상기 하우징(21)은 상기 클램핑원반(22)이 회전가능하게 지지되기 위한 것으로 상기 베이스(10)의 지지브라켓(13)에 고정된다. 상기 클램핑원반(22)은 중앙에 축방향으로 돌출된 돌부(22a)가 형성되고, 상기 돌부(22a)의 중앙에 편광유지 광섬유(F)가 삽입되어 통과되기 위한 통과구멍(22b)이 관통형성되며, 상기 통과구멍(22b)에 삽입된 편광유지 광섬유(F)가 노출되게 상기 돌부(22a)의 일측이 절취된 절취부(22c)가 형성되고, 상기 하우징(21)에 회전가능하게 지지된다. 상기 클램퍼(23)는 상기 통과구멍(22b)에 삽입된 편광유지 광섬유(F)를 상기 절취부(22c)를 통해 파지하기 위한 것으로, 상기 절취부(22c)에 삽입 및 이탈되는 방향으로 회전가능하게 상기 클램핑원반(22)에 회전지지된다. 상기 마그네트(24)는 상기 클램퍼(23)가 상기 절취부(22c)에 삽입되어 편광유지 파이버(F)가 파지된 상태에서 그 상태로 고정되도록 하기 위한 것으로, 상기 클램퍼(23)가 상기 절취부(22c)에 삽입된 상태에서 부착되도록 상기 클램핑원반(22)에 설치된다.

상기 회전수단(30)은 촬영된 편광유지 광섬유(F)의 이미지의 분석에 따라 상 기 클램핑수단(20)에 의해 파지된 편광유지 광섬유(F)의 편광축을 정렬하기 위하여 상기 클램핑수단(20)을 일방 또는 양방으로 회전시키기 위한 것이다. 상기와 같이 회전수단(30)에 의해 클램핑수단(20)이 회전되면 그 클램핑수단(20)에 의해 파지된 광섬유(F)는 그 클램핑수단(20)과 일체로 회전된다. 도 3 및 도 4를 참조하면, 상기 회전수단(30)은 상기 클램핑원반(22)과 일체로 회전되도록 상기 클램핑원반(22)과 연결되어 상기 하우징(21)에 회전지지된 웜휠(31)과, 상기 웜휠(31)에 맞물리게 상기 하우징(21)에 지지된 워엄기어(32)가 포함되어 구성된다. 도면에는 상기 웜기어(32)를 회전시키기 위하여 중앙에 웜부(32a)가 형성되고 일측 말단에 손으로 잡을 수 있는 노브(32b)가 구비되어 사용자가 상기 촬영수단(40)에 의해 분석된 데이터에 따라 손으로 상기 워엄기어(32)를 회전시킬 수 있도록 한 실시예가 도시되어 있다. 그러나 본 발명은 도면에 도시된 바와 같이 수동으로 회전수단(30)을 조작하지 않고 상기 컴퓨터에 의해 제어되면서 상기 회전수단(3))을 회전구동시키기 위한 구동수단(도면에 미도시)이 더 구비되어 상기 측정된 편광유지 광섬유의 편광축의 틀어진 정도에 따라 상기 컴퓨터에 의해 상기 구동수단의 작동이 제어되도록 구성되어 질 수 있다.

상기 촬영수단(40)은 상기 클램핑수단(20)에 의해 파지되어 상기 베이스(10)의 상부에 위치된 편광유지 광섬유(F)의 특정 부분의 이미지를 촬영하기 위한 것이다. 도면을 참조하면, 상기 촬영수단(40)은 상기 베이스(10)의 가이드(12)를 따라 이송수단(50)에 의해 베이스(10)의 폭방향으로 이송되도록 상기 가이드(12) 및 이송수단(50)에 연결된 이송대(41)와, 상방으로 빛을 조사하도록 상기 이송대(41)에 장착된 램프(42)와, 상기 램프(42)와 마주보는 위치에서 상기 램프(42)로부터 조사된 빛에 의해 형성된 이미지를 촬영하도록 상기 이송대(41)에 장착된 카메라(43)가 포함되어 구성된다. 상기 램프(42)와 상기 카메라(43) 사이에는 상기 클램핑수단(20)에 의해 지지된 편광유지 광섬유(F)가 위치되며 램프(42)로부터 조사된 빛이 그 광섬유(F)를 투과되면서 광섬유(F)의 이미지가 카메라(43)에 촬영된다. 한편, 상기 램프(42)에 의해 형성된 빛은 고른 조도를 갖도록 분포되는 것이 바람직하다. 따라서, 본 발명은 상기 촬영수단(40)의 램프(42)가 LED 램프 수개가 종횡으로 배열되게 설치함으로써 고른 조도를 갖도록 빛을 조사하도록 한 것을 특징으로 한다.

상기 이송수단(50)은 상기 촬영수단(40)을 이송시키기 위한 것이다. 도면을 참조하면 상기 이송수단(50)은 상기 베이스(10)의 중앙에 폭방향으로 길게 설치된 가이드(12)를 따라 회전가능하게 설치되어 상기 촬영수단(40)의 이송대(41)이 연결된 스크류막대(51)와, 상기 스크류막대(51)를 회전시키기 위한 핸들(52)를 포함하여 구성된다. 상기와 같이 구성된 이송수단(50)은 상기 촬영수단(40)의 램프(42)와 카메라(43) 사이에 상기 클램핑수단(20)에 의해 파지된 편광유지 광섬유(F)의 일부가 위치되도록 상기 이송대(41)를 상기 베이스(10)의 가이드(12)를 따라 이송시킨다.

상기 컴퓨터(60)는 상기 촬영수단(50)에 의해 촬영된 이미지를 분석하여 편광유지 광섬유(F)의 편광축의 틀어진 정도를 측정하여 출력하고, 그 데이터를 이용하여 상술한 회전수단(30)을 구동시키는 구동수단(도면에 미도시)의 작동을 제어한다. 도 5와 도 6에는 코어(C)의 양측에서 코어(C)를 둘러싸는 클래딩(C')의 내부 에 응력 부여재(S)가 형성된 편광유지 광섬유(F)를 촬영하는 상태 및 촬영된 이미지 사진이 도시되어 있다. 도 6을 참조하면, 편광유지 광섬유(F)를 촬영한 이미지는 편광유지 광섬유(F)가 틀어진 정도에 따라 달라지게 되고, 그 촬영된 이미지가 기준이 되는 이미지와 동일한 패턴이 되는지를 판단하여 편광유지 광섬유(F)의 틀어진 정도를 분석할 수 있게 된다. 본 발명은 상기와 같이 편광유지 광섬유(F)의 이미지를 분석한 결과를 이용하여 클램핑수단(20)에 의해 지지된 편광유지 광섬유(F)를 회전수단(30)을 이용하여 회전시키면서 편광유지 광섬유의 편광축을 정렬시킬 수 있게 된다.

한편, 도면에는 상기와 같이 편광유지 광섬유 정렬 장치(1)에 정렬된 광섬유(F)를 패키징하기 위한 패키징블럭부(70)이 구비된 실시예가 도시되어 있다. 도면을 참조하면, 정렬된 편광유지 광섬유(F)가 블럭(71)의 상부의 정확한 위치에 놓이도록 상기 패키징블럭부(70)는 소정의 이송수단에 의해 이송된다. 도면에는 상기 패키징블럭부(70)가 상기 촬영수단(40)을 이송시키기 위한 이송수단(50)에 의해 이송되도록 한 실시예가 도시되어 있으나, 이는 별도의 이송수단에 의해 구성되어 ㅈ질 수 있다. 상기와 같이 패키징블럭부(70)의 블럭(71)의 상부에 편광유지 광섬유(F)가 놓인 상태에서 그 광섬유(F)는 에폭시 수지 등으로 패키징된다.

상기와 같은 구성에 의하여 본 발명에 따른 편광유지 광섬유 정렬 장치는, 편광유지 광섬유에 빛을 투과시켰을 때 발생하는 이미지 데이터를 분석하여 편광축의 틀어진 정도를 측정하고 그 측정된 데이터에 따라 편광유지 광섬유를 회전시킴 으로써 편광유지 광섬유의 편광축을 간단하게 정렬할 수 있는 장점을 갖는다.

앞에서 설명되고, 도면에 도시된 편광유지 광섬유 정렬 장치는 본 발명을 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과하며, 본 발명의 기술적 사상을 한정하는 것으로 해석되어서는 안된다. 본 발명의 보호범위는 이하의 특허청구범위에 기재된 사항에 의해서만 정하여지며, 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 개량 및 변경된 실시예는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호범위에 속한다고 할 것이다.

Claims

편광유지 광섬유의 편광축을 요구되는 방향으로 정렬하기 위한 편광유지 광섬유 정렬 장치에 있어서,

베이스와, 상기 베이스 양측에서 서로 마주보게 설치되어 편광유지 광섬유가 베이스의 상부를 가로지르게 위치되도록 그 편광유지 광섬유를 파지하고, 파지된 광섬유와 일체로 회전되게 상기 베이스의 상부에 설치된 클램핑수단과, 상기 클램핑수단을 회전시키기 위한 회전수단과, 이송대와, 일방으로 빛을 조사하도록 상기 이송대에 장착된 램프와, 상기 램프와 마주보는 위치에서 상기 램프로부터 조사된 빛에 의해 형성된 이미지를 촬영하도록 상기 이송대에 장착된 카메라가 구비된 촬영수단과, 상기 촬영수단의 램프와 카메라 사이에 상기 클램핑수단에 의해 파지된 편광유지 광섬유의 일부가 위치되도록 상기 이송대를 이송시키기 위한 이송수단과, 상기 촬영수단에 의해 촬영된 이미지를 분석하여 편광유지 광섬유의 편광축의 틀어진 정도를 측정하여 출력하는 컴퓨터를 포함하고,

상기 클램핑수단은, 상기 베이스에 고정된 하우징과,

중앙에 축방향으로 돌출된 돌부가 형성되고, 상기 돌부의 중앙에 편광유지 광섬유가 삽입되어 통과되기 위한 통과구멍이 관통형성되며, 상기 통과구멍에 삽입된 편광유지 광섬유가 노출되게 상기 돌부의 일측이 절취된 절취부가 형성되고, 상기 하우징에 회전가능하게 지지된 클램핑원반과,

상기 절취부에 삽입 및 이탈되는 방향으로 회전가능하게 상기 클램핑원반에 회전지지된 클램퍼와,

상기 클램퍼가 상기 절취부에 삽입된 상태에서 부착되도록 상기 클램핑원반에 설치된 마그네트가 포함되어 구성된 것을 특징으로 하는 광섬유 정렬 장치
편광유지 광섬유의 편광축을 요구되는 방향으로 정렬하기 위한 편광유지 광섬유 정렬 장치에 있어서,

베이스와, 상기 베이스 양측에서 서로 마주보게 설치되어 편광유지 광섬유가 베이스의 상부를 가로지르게 위치되도록 그 편광유지 광섬유를 파지하고, 파지된 광섬유와 일체로 회전되게 상기 베이스의 상부에 설치된 클램핑수단과, 상기 클램핑수단을 회전시키기 위한 회전수단과, 이송대와, 일방으로 빛을 조사하도록 상기 이송대에 장착된 램프와, 상기 램프와 마주보는 위치에서 상기 램프로부터 조사된 빛에 의해 형성된 이미지를 촬영하도록 상기 이송대에 장착된 카메라가 구비된 촬영수단과, 상기 촬영수단의 램프와 카메라 사이에 상기 클램핑수단에 의해 파지된 편광유지 광섬유의 일부가 위치되도록 상기 이송대를 이송시키기 위한 이송수단과, 상기 촬영수단에 의해 촬영된 이미지를 분석하여 편광유지 광섬유의 편광축의 틀어진 정도를 측정하여 출력하는 컴퓨터컴퓨터를 포함하고,

상기 회전수단을 회전구동시키기 위한 구동수단이 더 구비되며,

상기 컴퓨터는 상기 측정된 편광유지 광섬유의 편광축의 틀어진 정도에 따라 상기 구동수단의 작동을 제어하고,

상기 클램핑수단은, 상기 베이스에 고정된 하우징과,

중앙에 축방향으로 돌출된 돌부가 형성되고, 상기 돌부의 중앙에 편광유지 광섬유가 삽입되어 통과되기 위한 통과구멍이 관통형성되며, 상기 통과구멍에 삽입된 편광유지 광섬유가 노출되게 상기 돌부의 일측이 절취된 절취부가 형성되고, 상기 하우징에 회전가능하게 지지된 클램핑원반과,

상기 절취부에 삽입 및 이탈되는 방향으로 회전가능하게 상기 클램핑원반에 회전지지된 클램퍼와,

상기 클램퍼가 상기 절취부에 삽입된 상태에서 부착되도록 상기 클램핑원반에 설치된 마그네트가 포함되어 구성된 것을 특징으로 하는 광섬유 정렬 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 회전수단은, 상기 클램핑원반과 일체로 회전되도록 상기 클램핑원반과 연결되어 상기 하우징에 회전지지된 웜휠과,

상기 웜휠에 맞물리게 상기 하우징에 지지된 워엄기어가 포함되어 구성된 것을 특징으로 하는 광섬유 정렬 장치.
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