광섬유 원리 및 특성 실험

소개글

광섬유 원리 및 특성 실험에 대한 보고서 자료입니다.

본문내용

절단되어야 하지만, 기계적 접속은 굴절률 보정액의 사용으로 각도의 영향을 크게 받지 않는다. 융착접속은 광섬유의 정렬 및 용융을 위한 정밀한 장치가 필요하고 설치시 작업에 어려움이 따른다. 하지만, 기계식 접속은 접속 시 추가적인 장비가 필요 없이 융착접속에 비해 구조가 단순하고 비용, 작업공간, 작업시간의 측면에서 유리하다. 또한, 0.2∼0.25(dB)정도의 낮은 광손실을 유도하여 광섬유 결합에 널리 이용되고 있다.
융착 접속
기계적 접속
접속 손실
0.15 dB
0.2 dB
반사 손실
50 dB 이상
50 dB(평균)
인장 강도
1(lb)이하도 존재하며 인증 시험이 필요
1(lb)전후
온도 주기 특성
적절한 보호 슬리브가 있을 경우 변화 없음
대부분 양호(-40~80℃)
(5)광섬유 보강법에는 어떠한 것들이 있는지 조사해 보시오.
- 광섬유심선을 융착접속 하였을 때에는 피복이 없으므로 강도가 저하되어 접속부의 신뢰성을 확보하기 위하여 보강방법을 강구하는데 보강방법에는 열수축 슬리브법, 접속자(핫멜트)보강법, 몰드보강법 등이 있다.
(1) 열수축 슬리브(sleeve) 보강법 - 광심선을 접속하기 위해서 1,2 차 코팅을 제거하면 광섬유 심선의 기계적인 강도가 약 1/10 정도로 약화되는데 그림 8(a) 에서와 같이 강도저하를 보완하기 위해서 일반적으로 접속부에 열수축 슬리브(sleeve)를 사용하며 이때 내부 튜브(tube)에는 열 용융접착제가 채워지고 인장강도는 1.2~2.4(kg) 이다.
(2) 접속자(hot melt) 보강법 - 그림 8(b)은 U 자형으로 파여진 홈이 있는 2개의 금속편중에서 우선 아래 금속편의 홈에 광섬유심선의 접속부를 끼우고 접착제로 채운 후에 위의 금속편을 덮어 씌어 고착시킴으로써 접속부를 보강시키는 접속자 보강법이며 인장강도는 1.6~2.3(kg)이다.
(3) 몰드(mold) 보강법 - 접착슬리브에서 보호막을 벗견낸 후 광섬유 접속부가 느슨하지 않도록 부드럽게 잡아당겨 슬리브의 접착부에 삽입시킨다. 이때 광섬유심선의 코팅이 제거된 부분이 슬리브 바깥으로 노출되지 않도록 하여야 하며 접착슬리브를 압착시켜서 몰딩(molding)시키는데 인장강도는 0.7~2(kg)이다.
(6)단일모드 광섬유와 다중모드 광섬유를 융착접속할 경우, 이들 간의 손실은 어떻게 결정되어 질 수 있는가? 접속손실을 최소화할 수 있는 방법은 어떠한 것이 있는가?
- 단일모드 광섬유와 다중모드 광섬유를 융착접속한 후 손실을 측정할 때는 광의 전송 방향을 고려하여야 하는데 MM에서 SM으로 진행하는 경우와 SM에서 MM으로 진행하는 경우가 있다. 전자의 경우에는 MM이 SM보다 코어경이 훨씬 크므로 빛이 진행하다가 SM 광섬유로 들어설 때에 많은 손실이 발생할 것이다. 그에 반해 SM에서 MM으로 빛이 진행할 때에는 접속에 의한 손실이 덜할 것을 예상할 수 있다.
(7)다중모드 광섬유에서 모드잡음이 일어나는 이유는 무엇인가?
- 반도체 레이저(LD)에서 발광되는 코히런트한 광이 다중모드 광섬유 내에 전파하면 출사단에서는 각 모드간에 간섭이 일어나 전력이 중첩되어 합해지는 것과 상호 상쇄하는 것이 나타나 스펙클(광전력의 반점)이 생긴다. 이 스펙클은 온도변화에 의해 생기는 반도체 레이저의 발진파장 등의 발진조건의 변화나 광섬유의 전파조건의 변화 등에 의해 변동한다. 즉, 출사단에서는 그 환경에 따라 광전력의 레벨 변동을 일으키게 된다. 이와 같이 발생하는 파형의 왜형태의 잡음을 모드잡음(modal noise) 또는 스펙클 잡음(speckle noise)라고 한다. 모드 잡음은 간섭에 의한 잡음이기 때문에 파장이 단일의 코히런트한 광일수록 강하게 나타난다.
4. 본 실험을 수행하면서 측정해야할 데이터들이 어떤 것들이 있는지 미리 검토해보시오.(고찰과 병행해서 쓸게요.)
- 이번 실험에서는 우선적으로 싱글, 멀티모드 광섬유에 대한 정확한 이해가 필요하다고 본다. 광섬유를 다루는 것에 특히 주의를 기울이고, 융착접속기의 사용법을 정확하게 숙지하여 얼마나 정밀하게 접속을 하는지가 관건이 될 것이다. 광섬유의 끝단 처리가 접속에 많은 영향을 미치므로 주의해야 하겠다. 그리고 싱글모드와 멀티모드가 거리에 따른 손실 차이가 큰 것으로 알고 있는데 실험에서 싱글모드의 거리 손실 뿐만 아니라 멀티모드의 거리 손실도 측정해 볼 만하다고 생각한다. 모드잡음이 LD를 광원으로 썼을 때와 엇결성의 LED를 광원으로 썼을 때 어떤 차이가 있는지도 해볼 필요성이 있다고 생각한다.

키워드

광섬유,   단일모드 광섬유,   다중모드 광섬유,   융착 접속,   splice,   코어,   클래드