KR100693638B1 - Bending Robust Fiber Optics - Google Patents
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Abstract
본 발명은 구부림 손실 특성이 개선된 광섬유에 관한 것으로, 코어와 클래드를 구비하는 단일모드 광섬유로서, 코어영역의 굴절률 프로파일이 코어의 중심으로 갈수록 굴절률이 커지는 α-프로파일을 만족하며, 코어의 중심영역에서 비굴절률차 Δ1을 가지고 코어의 반경 rcore에서 비굴절률차 Δ2를 가진다. 또한, 1310nm 파장에서의 모드 필드경이 8.6㎛ 이하, 영분산 파장이 1320nm 이상, 1550nm 파장에서의 분산이 17ps/nm-km 이하이다. 따라서, 굴곡이 심한 포설환경에서도 전송특성의 저하 없이 포설할 수 있다.The present invention relates to an optical fiber with improved bend loss characteristics, which is a single mode optical fiber having a core and a clad, and satisfies an α-profile in which the refractive index of the core region increases toward the center of the core, and the core region of the core. It has a specific refractive index difference Δ 1 at, and a specific refractive index difference Δ 2 at the radius r core of the core . Moreover, the mode field diameter at 1310 nm wavelength is 8.6 micrometers or less, the zero dispersion wavelength is 1320 nm or more, and the dispersion in 1550 nm wavelength is 17 ps / nm-km or less. Therefore, even in a severe bending environment, it can be laid without deterioration of transmission characteristics.
광섬유, 구부림 손실, 굴절률 프로파일Optical fiber, bending loss, refractive index profile
Description
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술하는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니 된다.The following drawings attached to this specification are illustrative of preferred embodiments of the present invention, and together with the detailed description of the invention to serve to further understand the technical spirit of the present invention, the present invention is a matter described in such drawings It should not be construed as limited to.
도 1은 종래의 단일모드 광섬유의 계단형 굴절률 프로파일을 도시한 그래프이다.1 is a graph illustrating a stepped refractive index profile of a conventional single mode optical fiber.
도 2는 본 발명에 따른 단일모드 광섬유의 굴절률 프로파일을 도시한 그래프이다.2 is a graph illustrating a refractive index profile of a single mode optical fiber according to the present invention.
도 3a 내지 도 3d는 본 발명에 따른 광섬유의 구조 파라미터의 변화에 따른 1310nm 파장에서의 모드 필드경의 변화를 각각 도시한 그래프이다.3A to 3D are graphs showing changes in mode field diameters at 1310 nm wavelengths according to changes in the structural parameters of the optical fiber according to the present invention.
도 4a 내지 도 4d는 본 발명에 따른 광섬유의 네 가지 구조 파라미터의 변화에 따른 1550nm 파장에서의 분산의 변화를 각각 도시한 그래프이다.4A to 4D are graphs showing changes in dispersion at 1550 nm wavelength according to changes in four structural parameters of the optical fiber according to the present invention.
도 5a 내지 도 5d는 본 발명에 따른 광섬유의 네 가지 구조 파라미터의 변화에 따른 1550nm 파장에서의 구부림 손실의 변화를 도시한 그래프이다.5A to 5D are graphs showing the change in bending loss at 1550 nm wavelength according to the change of four structural parameters of the optical fiber according to the present invention.
도 6a 내지 도 6d는 본 발명의 실시예들과 비교예에 따른 광섬유의 1550nm 파장에서의 구부림 손실을 나타낸 그래프이다.6A to 6D are graphs showing bending loss at a wavelength of 1550 nm of an optical fiber according to embodiments of the present invention and a comparative example.
도 7a 내지 도 7d는 본 발명의 실시예들과 비교예에 따른 광섬유의 1625nm 파장에서의 구부림 손실을 나타낸 그래프이다.7A to 7D are graphs showing bending loss at a wavelength of 1625 nm of the optical fiber according to the embodiments of the present invention and the comparative example.
본 발명은 광섬유에 관한 것으로서, 특히 구부림 손실 특성이 개선된 단일모드 광섬유에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE
광섬유는 구리선이나 폴리머 섬유(polymer optical fiber)에 비해 전송 손실 및 대역폭 특성이 우수한 반면 하우징이나 포설시에 취급이 어렵다. 특히 구부림 손실이 문제가 되는데, 구부림 손실이란, 광섬유가 구부러지는 경우 기본 모드의 필드가 코어 중심에서 벗어나게 되고 코어로 진행하는 광 파워의 일부가 광섬유를 따라 진행하지 못하고 빠져나가 손실이 생기는 것을 말한다. 광섬유를 일정한 구부림 반경으로 감게 되면 감긴 부분에서는 연속적으로 파워가 빠져 나가고, 또한 구부러진 광섬유를 진행하던 기본 모드가 다시 곧은 광섬유를 진행할 경우 경계면에서 필드 형태가 불일치하므로 진행하던 광 파워의 일부가 손실된다.Optical fibers have better transmission loss and bandwidth characteristics than copper wires or polymer optical fibers, but are difficult to handle when housing or laying. In particular, the bending loss is a problem, which means that when the optical fiber is bent, the field of the basic mode is out of the center of the core, and part of the optical power that goes to the core does not proceed along the optical fiber and is lost. When the optical fiber is wound to a certain bending radius, the power is continuously discharged from the wound portion, and when the basic mode of the bent fiber proceeds to the straight fiber again, the shape of the field is inconsistent at the interface, so part of the optical power is lost.
한편, FTTH(Fiber To The Home) 서비스에서는 하우징과 포설시에 작은 굴곡이 많이 생기게 되고, 모서리에 밀착하여 포설하거나 작은 구부림 반경의 광섬유 접속함(organizer 또는 tray) 등의 접속부품을 사용하여야 하는데, 종래의 일반적인 광섬유는 구부림 손실이 커서 사용하기가 곤란하다.On the other hand, in the FTTH (Fiber To The Home) service, a lot of small bends are generated in the housing and the installation, and the connection parts such as an optical fiber junction box (organizer or tray) with a small bending radius should be installed in close contact with the corners. Conventional general optical fibers are difficult to use because of their high bending loss.
구부림 손실은 일반적으로 모드 필드경이 작고 차단 파장이 큰 광섬유일수록 적은 것으로 알려져 있다. 그러나, 차단 파장은 전송 파장에서 단일 모드로 동작하는 범위 내에서 결정되고, 차단 파장과 모드 필드경은 표준에 의해 정해져 있다. 예컨대, 표준 ITU-T(International Telecommunications Union - Telecommunication Standardization Sector)는, 케이블 차단 파장을 1260nm 이하로 정하고 있고, 1310nm 파장의 모드 필드경은 8.6 내지 9.5㎛로 정하고 있다. 또한, 상용 일반 단일모드 광섬유의 경우 케이블 차단 파장 이외에 2m 광섬유 차단 파장이 보통 1330nm 이하를 만족한다. 한편, 표준 ITU-T에 제시된 구부림 손실은 구부림 반경 30mm로 100번 감았을 때 1625nm 파장에서 0.5dB 이하이다. 또한 상용 일반 단일모드 광섬유의 경우 구부림 반경 25mm로 100번 감았을 때 1625nm에서 0.1dB 이하, 구부림 반경 16mm로 1번 감았을 때 1550nm에서 0.5dB 이하로 구부림 손실을 제한하고 있다.Bending losses are generally known to be smaller for optical fibers with smaller mode field diameters and larger cutoff wavelengths. However, the cutoff wavelength is determined within the range of operation in the single mode at the transmission wavelength, and the cutoff wavelength and the mode field diameter are determined by the standard. For example, the standard ITU-T (International Telecommunications Union-Telecommunication Standardization Sector) sets the cable cutoff wavelength to 1260 nm or less, and the mode field diameter of the 1310 nm wavelength to 8.6 to 9.5 mu m. In addition, in the case of commercial general single mode optical fiber, in addition to the cable cutoff wavelength, the 2m optical cutoff wavelength usually satisfies 1330nm or less. On the other hand, the bending loss presented in the standard ITU-T is less than 0.5 dB at a wavelength of 1625 nm when wound 100 times with a bending radius of 30 mm. In the case of commercial single-mode fiber, the bending loss is limited to less than 0.1dB at 1625nm when wound 100 times with 25mm bending radius, and less than 0.5dB at 1550nm when winding once with 16mm bending radius.
또한, 구부림 손실은 굴절률 프로파일에 의해서도 영향을 받는다. 도 1은 종래의 일반적인 단일모드 광섬유의 굴절률 프로파일을 도시한 그래프로서, 종래의 단일모드 광섬유는 코어영역(10)에서 반경에 무관하게 굴절률이 일정한 계단형 굴절률 프로파일을 보이고 있다. 계단형 굴절률 프로파일은 코어 반경 rcore와 비굴절률차 Δcore로 나타낼 수 있으며, 계단형 굴절률 프로파일에서 필드는 가우시안(Gaussian)에 가깝다. 반면, 코어 중심으로 갈수록 굴절률이 높아지는 굴절률 프로파일의 경우 필드는 가우시안 형태보다 코어 중심으로 파워가 국한되는 형태로 변화한다. 따라서, 이렇게 코어 중심으로 갈수록 굴절률이 높아지는 프로파 일에서는 광섬유가 구부러지더라도 상대적으로 적은 파워만 광섬유 밖으로 빠져나가 구부림 손실이 감소하게 된다. 일본 공개특허공보 평1-169410호, 평11-64665호 및 2002-318315호에는 이러한 굴절률 프로파일을 이용한 광섬유에 대해서 개시되어 있다. 그러나, 이들 일본 공개특허공보에 개시된 광섬유들도 만족할 만한 구부림 손실 특성에는 모자라고, 광전송시 고려해야 할 영분산 파장, 차단 파장, 분산, 모드 필드경 등 다른 광전송 특성들을 모두 만족하지는 못하고 있다.Bending loss is also affected by the refractive index profile. FIG. 1 is a graph illustrating a refractive index profile of a conventional single mode optical fiber, and the conventional single mode optical fiber shows a stepped refractive index profile having a constant refractive index regardless of a radius in the
한편, 전송 용량을 증대시키기 위한 DWDM(Dense Wavelength Division Multiplexing) 시스템 또는 CWDM(Coarse Wavelength Division Multiplexing) 시스템과 같은 파장분할다중(WDM) 전송 시스템은, 기존의 1550nm 파장대 뿐만 아니라 1600nm 파장대도 사용하게 되는데, 1550nm 파장대에 최적화된 기존의 광섬유를 1600nm 파장대에 사용할 경우 특히 모드 필드경이 증가하여 구부림 손실이 증가하게 된다. 따라서 구부림 손실 증가로 인한 시스템의 전송특성 저하를 방지하기 위해서는 1600nm 파장대에서도 1550nm 파장대와 동등하거나 그 이하로 구부림 손실을 억제할 수 있는 광섬유를 개발할 필요가 있다.Meanwhile, a wavelength division multiplexing (WDM) transmission system such as a dense wavelength division multiplexing (DWDM) system or a coarse wavelength division multiplexing (CWDM) system to increase transmission capacity uses not only the existing 1550 nm wavelength band but also the 1600 nm wavelength band. When the existing optical fiber optimized for the 1550 nm wavelength is used in the 1600 nm wavelength range, especially the mode field diameter is increased, the bending loss is increased. Therefore, in order to prevent degradation of transmission characteristics of the system due to increased bending loss, it is necessary to develop an optical fiber capable of suppressing bending loss equal to or less than the 1550 nm wavelength band even in the 1600 nm wavelength band.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로서, 넓은 파장대에서 구부림 손실이 적은 광섬유를 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide an optical fiber with low bending loss in a wide wavelength range.
본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기에 설명될 것이며, 본 발명의 실시예에 의해 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 첨부된 특허청구범위에 나타낸 수단 및 조합에 의해 실현될 수 있다.Other objects and advantages of the invention will be described below and will be appreciated by the embodiments of the invention. Furthermore, the objects and advantages of the present invention can be realized by means and combinations indicated in the appended claims.
상기의 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 광섬유는 코어와 클래드를 구비하는 단일모드 광섬유로서, 굴절률 프로파일과 광특성이 다음을 만족한다. 즉, 본 발명에 따른 광섬유의 굴절률 프로파일은, 광섬유의 코어내 반경방향 특정 위치 x에서의 굴절률 n(x)가 다음 수학식을 만족하고, 코어의 중심영역에서 비굴절률차 Δ1을 가지고 코어의 반경 rcore에서 비굴절률차 Δ2를 가진다. 또한, 1310nm 파장에서의 모드 필드경이 8.6㎛ 이하, 영분산 파장이 1320nm 이상, 1550nm 파장에서의 분산이 17ps/nm-km 이하를 만족한다.The optical fiber according to the present invention for achieving the above object is a single mode optical fiber having a core and a clad, and the refractive index profile and the optical characteristic satisfy the following. That is, in the refractive index profile of the optical fiber according to the present invention, the refractive index n (x) at a specific radial position x in the core of the optical fiber satisfies the following equation, and has a specific refractive index difference Δ 1 in the center region of the core. It has a specific refractive index difference Δ 2 at radius r core . Moreover, the mode field diameter at 1310 nm wavelength is 8.6 micrometers or less, a zero dispersion wavelength is 1320 nm or more, and dispersion in 1550 nm wavelength satisfies 17 ps / nm-km or less.
여기서, α는 양의 상수값을 가지며, nmax는 코어 중심에서의 굴절률, nmin은 코어 반경 rcore에서의 굴절률이다.Where α has a positive constant value, n max is the refractive index at the core center, and n min is the refractive index at the core radius r core .
또한, 1310nm 파장에서의 모드 필드경은 바람직하게는 5.9~8.6㎛, 더욱 바람직하게는 6.5~8.0㎛이고, 영분산 파장은 바람직하게는 1330~1430nm, 더욱 바람직하게는 1340~1420nm이며, 1550nm 파장에서의 분산은 7~16ps/nm-km인 것이 바람직하다.The mode field diameter at the 1310 nm wavelength is preferably 5.9 to 8.6 탆, more preferably 6.5 to 8.0 탆, and the zero-dispersion wavelength is preferably 1330 to 1430 nm, more preferably 1340 to 1420 nm, and at 1550 nm. The dispersion is preferably 7 to 16 ps / nm-km.
한편, 본 발명에 따르면, 코어 반경 rcore가 2.46~4.84㎛이고, 코어 중심영역 에서의 비굴절률차 Δ1이 0.4053~0.7015%, 코어 반경 rcore에서의 비굴절률차 Δ 2가 0.2268~0.4705%, α가 1.80~6.76의 범위에 들어가는 다양한 실시예의 광섬유가 제공되는데, 각각의 실시예에 따른 광섬유의 광특성은 구부림 손실이 소정 범위로 억제되도록 최적화된다.Meanwhile, according to the present invention, the core radius r core is 2.46 to 4.84 µm, the specific refractive index difference Δ 1 in the core center region is 0.4053 to 0.7015%, and the specific refractive index difference Δ 2 in the core radius r core is 0.2268 to 0.4705%. Optical fibers of various embodiments in which α are in the range of 1.80 to 6.72 are provided, and the optical characteristics of the optical fiber according to each embodiment are optimized so that bending loss is suppressed to a predetermined range.
이하 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Prior to this, terms or words used in the present specification and claims should not be construed as being limited to the common or dictionary meanings, and the inventors should properly explain the concept of terms in order to best explain their own invention. Based on the principle that can be defined, it should be interpreted as meaning and concept corresponding to the technical idea of the present invention. Therefore, the embodiments described in the specification and the drawings shown in the drawings are only the most preferred embodiments of the present invention and do not represent all of the technical idea of the present invention, various equivalents that may be substituted for them at the time of the present application It should be understood that there may be water and variations.
도 2는 본 발명에 따른 단일모드 광섬유의 굴절률 프로파일을 도시한 그래프이다.2 is a graph illustrating a refractive index profile of a single mode optical fiber according to the present invention.
도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 광섬유는, 코어영역(100)에서 반경방향에 따라 굴절률이 변화하는 프로파일을 가진다. 구체적으로, 코어 중심에서 최대 굴절률 nmax를 가지며 코어 반경 rcore에서 최소 굴절률 nmin을 가짐으로써 중심으로 갈수록 굴절률이 증가하는 프로파일을 가진다. 또한, 코어영역(100)에서 반경방향 임의 의 위치 x에서의 굴절률 n(x)는 상기의 수학식 1을 만족하는 α-프로파일을 보인다.Referring to FIG. 2, the optical fiber according to the present invention has a profile in which the refractive index changes in the radial direction in the
클래드(200)의 굴절률은 일반적인 단일모드 광섬유와 마찬가지로, 모재로 사용하는 실리카 튜브(300)와 동일하며 일정한 값을 가진다. 클래드의 굴절률(=실리카 튜브의 굴절률)을 nsilica라 하면, 코어 중심에서의 굴절률과 클래드의 굴절률의 차인 비굴절률차 Δ1과, 코어 반경 rcore에서의 굴절률과 클래드의 굴절률의 차인 비굴절률차 Δ2는 다음의 수학식으로부터 구해진다.The refractive index of the
한편, 본 발명에 따른 광섬유는 상기의 수학식 1 및 2의 파라미터 즉, α, Δ1, Δ2, rcore가 변화함에 따라 광특성이 변화한다. 도 3a 내지 도 5d는 이 네 가지 광섬유 구조 파라미터의 변화에 따른 1310nm 파장에서의 모드 필드경, 1550nm 파장에서의 분산, 및 구부림 반경 25mm로 10회 감았을 때 1550nm 파장에서의 구부림 손실의 변화를 각각 도시한 그래프이다.On the other hand, the optical properties of the optical fiber according to the present invention changes as the parameters of
도 3a 내지 도 4d를 참조하면, Δ1이 커질수록 1310nm 파장에서의 모드 필드경과 1550nm 파장에서의 분산이 적어짐을 알 수 있다. 마찬가지로, α가 커질수록 1310nm 파장에서의 모드 필드경과 1550nm 파장에서의 분산은 적어진다. 반면, 코어 반경 rcore가 커질수록 1310nm 파장에서의 모드 필드경과 1550nm 파장에서의 분산은 커진다. 한편, 동일한 값의 Δ1과 Δ2에 대해서 모드 필드경과 분산이 복수의 값을 가지는 구간이 존재하기도 한다(도 3a, 도 3b, 도 4b 참조).3A to 4D, it can be seen that as Δ 1 increases, the mode field diameter at 1310 nm and the dispersion at 1550 nm are smaller. Similarly, the larger α, the smaller the mode field diameter at 1310 nm wavelength and the dispersion at 1550 nm wavelength. On the other hand, the larger the core radius r core , the larger the mode field diameter at 1310 nm wavelength and the dispersion at 1550 nm wavelength. On the other hand, there may be a section in which the mode field diameter and variance have a plurality of values for Δ 1 and Δ 2 of the same value (see FIGS. 3A, 3B, and 4B).
도 5a 내지 도 5d를 참조하면, α, Δ1, Δ2, rcore가 특정 범위의 값을 가질 때 1550nm 파장에서의 구부림 손실이 거의 0dB임을 알 수 있고, 특히 Δ1이 0.5% 이상이고 α가 2 이상일 경우 1550nm 파장에서의 구부림 손실 특성이 매우 양호하다.5A to 5D, it can be seen that the bending loss at 1550 nm wavelength is almost 0 dB when α, Δ 1 , Δ 2 , and r core have a specific range of values, in particular Δ 1 is 0.5% or more and α When 2 or more, the bending loss characteristic at 1550 nm wavelength is very good.
한편, 위와 같이 코어영역의 굴절률 프로파일이 α-프로파일을 따르며 구부림 손실 특성이 양호하게 광섬유 구조 파라미터 α, Δ1, Δ2, rcore를 최적화한 본 발명의 실시예들을 제시한다. 아울러, 비교를 위해 도 1에 도시된 바와 같은 계단형 굴절률 프로파일을 따르는 종래의 단일모드 광섬유의 광특성 및 구부림 손실도 비교예로서 함께 나타내었다. 아래 표 1은 본 발명의 실시예들과 비교예에 따른 광섬유의 구조 파라미터와 광특성을 나타낸 것이고, 표 2는 이 광섬유들의 구부림 손실 특성을 나타낸 것이다.Meanwhile, embodiments of the present invention in which the refractive index profile of the core region follows the α-profile and the optical fiber structural parameters α, Δ 1 , Δ 2 , and r core are optimized to have good bending loss characteristics. In addition, optical characteristics and bending loss of the conventional single mode optical fiber following the stepped refractive index profile as shown in FIG. 1 are also shown as comparative examples for comparison. Table 1 below shows the structural parameters and optical characteristics of the optical fiber according to the embodiments and comparative examples of the present invention, Table 2 shows the bending loss characteristics of these optical fibers.
상기 표 1에 나타난 바와 같이, 본 발명의 실시예 1 내지 8의 경우 1310nm 파장에서의 모드 필드경은 6.7~8.0㎛, 1550nm 파장에서의 모드 필드경은 7.7~8.9㎛ 범위의 값을 갖는다. 또한, 실시예 1 내지 8의 경우, 영분산 파장은 1341~1417nm, 1550nm에서의 분산은 8.0~15.0ps/nm-km, 차단 파장은 1214~1479nm 범위의 값을 갖 는다. 이를 종래의 단일모드 광섬유(비교예)와 비교해 보면, 모드 필드경이 작아졌으며, 영분산 파장이 장파장대로 이동하여 1550nm 파장에서의 분산이 적어졌다. 한편, 차단 파장은 비교예보다 크거나 작은 값을 갖는다. 상기 차단파장은 이론값으로서 실제로 제조된 광섬유의 2m 차단파장은 일반적으로 70~80nm 이상 짧게 나타나며, 케이블로 제조하였을 때의 케이블 차단파장은 2m 광섬유 차단파장보다도 수십nm 짧게 나타난다.As shown in Table 1, in Examples 1 to 8 of the present invention, the mode field diameter at 1310 nm is 6.7-8.0 μm, and the mode field diameter at 1550 nm has a value in the range of 7.7-8.9 μm. In addition, in Examples 1 to 8, the zero-dispersion wavelength is 1341 to 1417 nm, the dispersion at 1550 nm is 8.0 to 15.0 ps / nm-km, and the blocking wavelength is 1214 to 1479 nm. Compared with the conventional single mode optical fiber (comparative example), the mode field diameter was smaller, and the zero-dispersion wavelength shifted to the longer wavelength, resulting in less dispersion at 1550 nm wavelength. On the other hand, the cutoff wavelength has a value larger or smaller than that of the comparative example. The blocking wavelength is a theoretical value, and the 2m blocking wavelength of the actually manufactured optical fiber is generally shorter than 70-80 nm, and the cable blocking wavelength when the cable is manufactured is several tens of nm shorter than the 2m optical fiber blocking wavelength.
광섬유의 구부림 손실을 평가하기 위해 표 2에 나타난 바와 같이, 구부림 반경(R)을 기존의 30mm와 20mm, 10mm, 5mm로 줄였을 경우의 값을 구하였다. 실시예 1 내지 8의 광섬유는 1550nm, 1625nm 파장 모두에서 구부림 반경(R) 30mm로 100번 감았을 때 손실이 0.0dB로 손실이 거의 없음을 알 수 있다. 한편, 동일한 조건에서 비교예의 광섬유는 1550nm 파장에서는 구부림 손실이 거의 없으나, 1625nm 파장에서는 0.003dB 정도의 손실을 보였다. 구부림 반경이 20mm, 10mm, 5mm로 작아질 경우 실시예 1 내지 8의 광섬유와 비교예의 광섬유 간의 손실 차이는 급격하게 증가한다. 구부림 반경 20mm로 100번 감았을 때 실시예 1 내지 8의 광섬유는 1550nm 파장에서 손실이 거의 없으며, 1625nm 파장에서는 0.001dB 이하인 반면, 비교예의 경우는 1550nm 파장에서는 0.2dB, 1625nm 파장에서는 1.0dB 정도이다. 또한, 구부림 반경 10mm로 10번 감았을 때 실시예 1 내지 8의 광섬유의 구부림 손실은 1550nm 파장에서 0.2dB 이하, 1625nm 파장에서는 1.0dB 이하인 반면, 비교예의 경우 1550nm 파장에서 15dB, 1625nm 파장에서는 35dB 정도로 급격하게 증가한다. 나아가 구부림 반경 5mm로 1회 감았을 때 실시예 1 내지 8의 광섬유는 1550nm 파장에서 3dB, 1625nm 파장에서는 7dB 이하인 반면, 비교예의 경우 1550nm 파장에서 35dB, 1625nm 파장에서는 50dB 정도로 급격하게 증가한다.In order to evaluate the bending loss of the optical fiber, as shown in Table 2, the value when the bending radius (R) was reduced to 30 mm, 20 mm, 10 mm, and 5 mm, was calculated. When the optical fibers of Examples 1 to 8 were wound 100 times with a bending radius (R) of 30 mm at both wavelengths of 1550 nm and 1625 nm, it can be seen that the loss is almost 0.0dB. On the other hand, under the same conditions, the optical fiber of the comparative example showed almost no bending loss at 1550 nm wavelength but showed about 0.003 dB loss at 1625 nm wavelength. When the bending radius decreases to 20 mm, 10 mm, and 5 mm, the loss difference between the optical fibers of Examples 1 to 8 and the optical fibers of the comparative example increases rapidly. The optical fiber of Examples 1 to 8, when wound 100 times with a bending radius of 20 mm, has almost no loss at 1550 nm wavelength and is less than 0.001 dB at 1625 nm wavelength, while the comparative example is about 0.2 dB at 1550 nm wavelength and 1.0 dB at 1625 nm wavelength. . In addition, the bending loss of the optical fibers of Examples 1 to 8 after winding 10 times at a bending radius of 10 mm was 0.2 dB or less at 1550 nm wavelength and 1.0 dB or less at 1625 nm wavelength, while the comparative example was about 15 dB at 1550 nm wavelength and 35 dB at 1625 nm wavelength. Increase sharply. Further, the optical fiber of Examples 1 to 8 when wound once with a bending radius of 5 mm is 3 dB at 1550 nm wavelength and 7 dB or less at 1625 nm wavelength, whereas the comparative example rapidly increases to 35 dB at 1550 nm wavelength and 50 dB at 1625 nm wavelength.
한편, 도 6a 내지 도 7d는 위와 같은 구부림 손실을 그래프로 도시한 도면이다. 도 6a 내지 도 6d는 1550nm 파장에서의 구부림 손실을 나타낸 그래프이고, 도 7a 내지 도 7d는 1625nm 파장에서의 구부림 손실을 나타낸 그래프이다. 또한, 도 6a와 도 7a는 실시예 1 내지 8과 비교예의 구부림 손실을 함께 도시한 그래프이고, 도 6b 내지 도 6d, 도 7b 내지 도 7d는 실시예 1 내지 8의 광섬유를 각각 구부림 반경 20mm로 100회 감은 경우, 10mm로 10회 감은 경우, 및 5mm로 1회 감은 경우의 구부림 손실을 척도를 달리하여 나타낸 것이다.6A to 7D are graphs illustrating the bending loss as described above. 6A to 6D are graphs showing bending loss at 1550 nm wavelength, and FIGS. 7A to 7D are graphs showing bending loss at 1625 nm wavelength. 6A and 7A are graphs showing the bending losses of Examples 1 to 8 and Comparative Examples, respectively. FIGS. 6B to 6D and 7B to 7D show the optical fibers of Examples 1 to 8 having a bending radius of 20 mm, respectively. The bending loss in the case of 100 windings, 10 windings at 10 mm, and 1 winding at 5 mm is shown on different scales.
도 6a 내지 도 7d로부터 비교예의 광섬유에 비해 본 발명의 실시예에 따른 광섬유의 구부림 손실이 현저하게 적은 것을 알 수 있다. 특히, 비교예의 광섬유는 구부림 반경이 작아지면 구부림 손실이 급격히 증가함에 반해 본 발명의 실시예에 따른 광섬유의 구부림 손실은 그리 큰 차이를 보이지 않음을 알 수 있다. 한편, 실시예 1 내지 8의 광섬유중 실시예 8의 광섬유가 1550nm, 1625nm 파장 모두에서 또한 모든 구부림 반경에서 구부림 손실이 가장 적은 것을 알 수 있다.It can be seen from FIGS. 6A to 7D that the bending loss of the optical fiber according to the embodiment of the present invention is significantly smaller than that of the optical fiber of the comparative example. In particular, it can be seen that the bending loss of the optical fiber according to the embodiment of the present invention does not show much difference, while the bending loss of the optical fiber of the comparative example decreases rapidly. On the other hand, it can be seen that among the optical fibers of Examples 1 to 8, the optical fiber of Example 8 has the least bending loss at all of the bending radii at both 1550 nm and 1625 nm wavelengths.
한편, 위의 표에 제시한 결과는 상용 구조 설계 프로그램을 사용하여 시뮬레이션 한 결과 얻은 결과로서, 실제 제조된 광섬유의 광특성 실측치와는 차이가 있을 수 있다. 또한, 도 1의 종래의 광섬유와 본 발명의 실시예에 따른 광섬유의 굴절률 프로파일은 근본적으로 다르므로 절대값으로 비교하면 오차가 생길 수 있다. 그러나, 위의 결과는 본 발명의 실시예 1 내지 8의 광섬유가, 적어도 비교예의 광 섬유보다 구부림 손실이 적으며 구부림 반경이 작아지고 사용 파장대가 증가하더라도 구부림 손실의 변화가 크지 않다는 유의미한 효과를 시사함에는 틀림이 없다.On the other hand, the results presented in the above table is a result obtained by simulation using a commercial structural design program, it may be different from the actual measured optical properties of the optical fiber manufactured. In addition, since the refractive index profiles of the conventional optical fiber of FIG. 1 and the optical fiber according to the embodiment of the present invention are fundamentally different, an error may occur when compared with an absolute value. However, the above results suggest a significant effect that the optical fiber of Examples 1 to 8 of the present invention has at least less bending loss than the optical fiber of the comparative example, the bending radius is smaller and the change in bending loss is not large even when the use wavelength band is increased. It must be.
나아가서, 실시예 1 내지 8로 최적화된 광섬유의 각 특성치는 적절한 오차 범위, 예컨대, rcore에 대해서는 ±0.6㎛, Δ1 및Δ2에 대해서는 ±0.1%, α에 대해서는 ±0.5 정도의 범위 내에서도 우수한 광특성과 함께 충분히 적은 구부림 손실 특성을 보일 것으로 보인다.Furthermore, each characteristic value of the optical fibers optimized in Examples 1 to 8 is excellent even within an appropriate error range, for example, ± 0.6 μm for r core , ± 0.1% for Δ 1 and Δ 2 , and ± 0.5 for α. In addition to the optical properties, it is likely to exhibit sufficiently low bending loss characteristics.
이상과 같이 본 발명의 바람직한 실시예를 기재하였으나, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.Although the preferred embodiments of the present invention have been described as described above, the configuration shown in the embodiments and drawings described herein is only one of the most preferred embodiments of the present invention and does not represent all of the technical ideas of the present invention. It should be understood that there may be various equivalents and modifications that can substitute for them at the time of the present application.
본 발명의 광섬유는 코어영역의 굴절률 프로파일이 α-프로파일을 만족하며, 코어의 중심영역에서 비굴절률차 Δ1을 가지고 코어의 반경 rcore에서 비굴절률차 Δ 2를 가짐으로써, 종래에 비해 구부림 손실이 현저하게 감소한다. 특히, 본 발명의 광섬유에 의하면 구부림 반경이 30mm에서 20mm로 작아지고 1550nm 파장에서 1625nm 파장으로 사용 파장이 증가하더라도 구부림 손실값의 차이가 거의 없으므로, 굴곡이 심한 포설 환경에서도 전송특성의 저하 없이 포설이 가능하다.In the optical fiber of the present invention, the refractive index profile of the core region satisfies the α-profile, the refractive index difference Δ 1 in the center region of the core , and the refractive index difference Δ 2 in the radius r core of the core , thereby resulting in bending loss compared to the conventional art. This is significantly reduced. Particularly, according to the optical fiber of the present invention, even if the bending radius decreases from 30 mm to 20 mm and the use wavelength increases from 1550 nm to 1625 nm, there is almost no difference in bending loss value. It is possible.
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