KR0142017B1 - 광아이솔레이터의 조립방법 및 아이솔레이션 측정방법 - Google Patents
광아이솔레이터의 조립방법 및 아이솔레이션 측정방법Info
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Abstract
본 발명의 광아이솔레이터의 조립방법은, 광원, 렌즈계, 편광자, 검광자 및 수광기를 이순서대로 배치하여, 상기 광원으로부터 사출된 후 상기 렌즈계, 편광지 및 검광자를 통과한 광을 상기 수광기에 의해 수광하는 측정계를 구성하는 단계와, 상기 편광자의 상기 검광자사이에 광아이솔레이터본체를 구성하는 광학소자를 배치하는 단계와, 상기 검광자를 회전하면서 상기 수광기에 의해 수광된 광의 레벨의 최대치와 최소치를 측정함으로써, 상기 최소치와 최대치에 대한 비를 계산하는 단계와, 상기 비가 최소가 되도록 상기 광아이솔레이터본체를 구성하는 각 광학소자의 회전위치를 조정하는 단계로 구성되어 있다.
Description
제1도는 광아이솔레이터본체의 일례의 구성을 도시한 개략도
제2도는 광파이버본체를 조립한 상태의 광아이솔레이터를 도시한 개략도
제3도는 본 발명에 의한 아이솔레이션측정방법을 실시하기 위한 아이솔레이션측정계의 일례를 도시한 개략도
제4도는 본 발명에 의한 아이솔레이션측정방법을 실시하기 위한 아이솔레이션측정계의 다른 예를 도시한 개략도
제5도는 본 발명에 의한 아이솔레이션측정방법을 실시하기 위한 아이솔레이션측정계의 또 다른 예를 도시한 개략도
제6도는 본 발명에 의한 아이솔레이션측정방법의 측정원리를 설명하기 위한 개략도
제7도(a) 및 제7도(b)는 제1도에 도시한 광아이솔레이터본체에 직선편광광을 입사기킨 경우를 도시한 개략도
제8도는 광아이솔레이터본체의 조립예를 도시한 개략도
제9도(a)는 본 발명의 일실시예에 의한 광아이솔레이터의 외관도
제9도(b)는 제9도(a)에 도시한 광아이솔레이터의 구조를 도시한 개략도
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1:광아이솔레이터본체 2:편광자
3:1/2파장판 4:검광자
5:수광기 6:렌즈
7:광원 8:1/4파장판
11,14:복굴절결정판 12:1/2파장판
13:자기광학결정판(패러데이회전자)
15:자석 16:하우징
18:광파이버
본 발명은 광파이버통신 등에 이용가능한 광아이솔레이터본체의 조립단계에서 아이솔레이션을 간단하게 체크할 수 있는 광아이솔레이터의 조립방법 및 상기 광아이솔레이터의 아이솔레이션측정방법에 관한 것이다.
제1도에는 종래의 광아이솔레이터본체의 일례의 구성이 개략적으로 도시되어 있다. 제1도에 도시한 바와 같이, 광아이솔레이터의 본체(1)는 복굴절결정판(11), 1/2파장판(12), 패러데이효과를 지닌 자기광학결정판(패러데이회전자)(13), 다른 복굴절결정판(14) 및 자석(15)으로 구성되어 있다. 상기 복굴절결정판(11), 1/2파장판(12), 패러데이회전자(13) 및 복굴절결정판(14)은 이 순서대로 순차 배치되어 있는 반면, 자석(15)은 패러데이회전자(13)를 자화시키도록 배치되어 있다.
상기 복굴절결정판(11)은, 그의 결정광축이 전파방향에 대해서 경사지도록 위치되어, 이 복굴절결정판(11)에의 입사광은 서로 수직인 진동면을 가진 2가지 형태의 광선(즉, 통상광선과 이상광선)으로 분리된다. 이 복굴절결정판(11)내에서는, 통상광선은 직선을 따라 진행하고, 이상광선은 사선을 따라 진행하나, 이들 광선이 복굴절결정판(11)으로부터 유출된 후에는, 전파방향을 따라 서로 평행한 광선으로서 진행한다. 1/2파장판(12)은, 복굴절결정판(11)의 광축이 그의 표면상에 투영한 때의 방향(이후 투영방향”이라 칭함)으로부터 (제1도에서 왼쪽방향에서 보아서)반시계방향을 따라 67.5。경사진 방향을 따르는 결정축을 지닌다.
따라서, 1/2파장판(12)에 입사한 광선의 진동면은, 각각 결정축에 대해서 67.5。 및 -22.5。만큼 전파방향주위에 경사져 있다. 이 1/2파장판(12)을 통과한 광선은 각각 67.5。 및 -22.5。의 2배만큼 회전한다(즉, 이상광선은 반시계방향을 따라 135。회전하고, 통상광선은 시계방향을 따라 45。회전한다; 회전방향은 본 설명에 있어서 광아이솔레이터의 순방향 또는 역방향을 따라 광입사축에서 보아서 정해진다). 그 결과, 1/2파장판을 통과한 광선의 진동면은, 외관상 각각 시계방향을 따라 45。회전한다.
또, 패러데이회전자(13)를 통과한 광선의 진동면은 각각 45。회전하고, 다른 복굴절결정판(14)은 상기 복굴절결정판(11)과 마찬가지의 효과를 지닌다. 즉, 복굴절결정판(14)의 결정광축은, 상기 복굴절결정판(11)과 동일한 방향의 광축을 지니도록 배치된다.
상기 구성에 있어서 광아이솔레이터자체로부터의 반사귀환광을 피하기 위하여, 각각의 광학소자는, 입사광과 각 소자의 표면이 수직을 이루지 않도록, 어느정도 경사지게 배열되어 있다.
다음에, 광아이솔레이터본체(1)의 동작에 대해서 설명한다.
광아이솔레이터본체(1)에 대해 왼쪽으로부터 입사하는 무편광의 광(10)은 복굴절결정판(11)내에서 서로 수직인 편광을 가진 2가지 유형의 광선(통상광선과 이상광선)으로 분리된다. 이들 광선의 양 편광방향(진동면)은, 1/2파장판(12)의 통과결과로서, 외관상 각각 시계방향을 따라 45。회전한다. 또, 패러데이회전자(13)를 통과한 광선의 편광방향을 각각 시계방향을 따라 더욱 45。회전한다.
따라서, 복굴절결정판(11)으로부터 투영된, 통상광선과 이상광선 양자는, 각각의 편광방향이 시계방향을 따라 90。회전한 상태하에서 다른 복굴절결정판(14)에 입사한다. 또, 이 복굴절결정판(14)은 상기 복굴절결정판(11)과 광축방향이 동일하게 배치되어 있으므로, 복굴절결정판(11)으로부터의 양통상광선과 이상광선은 다른 복굴절결정판(14)에 각각 이상광선과 통상광선으로서 입사한다. 이들중에서, 이상광선은 비스듬하게 진행한 후, 통상광선은 다시 합성되어 사출되게 된다.
이어서, 이 광아이솔레이터본체(1)에 대해 오른쪽으로부터 입사하는 광을 고려해보면, 이 입사광(10`)은, 복굴절결정판(14)에 의해 서로 수직인 편광방향을 가진 2가지 유형의 광선으로 분리된다(즉, 직선을 따라 전파되는 통상광선과 시선을 따라 전파되는 이상광선). 이들 양 통상광선과 이상광선은 패러데이회전자(13)에 입사되고, 이 패러데이회전자(13)의 비상반특성에 의해, 해당 패러데이회전자(13)를 통과한 각각의 광선의 편광방향은 반시계방향을 따라 45。회전한다(이 경우, 광입사축이 제1도의 오른쪽이다).
또한, 이들 광선은 1/2파장판(12)을 통과하고, 이때, 이 1/2파장판(12)의 통과결과로서, 이들 광선의 편광방향은 외관상, 각각 시계방향을 따라 45。회전한다. 따라서, 이들 광선의 편광상태는 해당 광선이 복굴절결정판(14)을 통과한 때 얻어진 상태로 복귀된다.
그 결과, 복굴절결정판(14)으로부터의 양 통상광선과 이상광선은, 복굴절결정판(14)에 각각 통상광선과 이상광선으로서 입사한다. 따라서, 이 복굴절결정판을 통과한 이를 양 광선은 더욱 현저하게 분리되어, 광(10)의 입사위치와는 다른 위치에 사출된다.
이상 설명한 바와 같이, 제1도에 도시한 광아이솔레이터는, 이 광아이솔레이터에 대해 왼쪽으로부터(순방향을 따라)입사하는 제1무편광광의 입사위치와, 상기 광아이솔레이터의 제1무편광광의 사출위치상에 오른쪽으로부터 (역방향을 따라)입사하는 제2무편광광의 출사위치를 완전히 분리할 수 있다.
이와 같은 광아이솔레이터본체에 있어서는, 구성소자의 위치와 결정축을 정확하게 조절할 필요가 있다. 그외에, 1/2파장판의 위치결정은, 그의 광축을 소정 방향을 따라 고정시켜야만 하기 때문에 중요하다. 또한, 순방향을 따른 손실(삽입 손실), 반사감쇠량 및 아이솔레이션 모두를 동시에 만족시켜야만 하므로, 이 광아이솔레이터의 조립단계에서 이 광아이솔레이터의 광학특성을 확인할 필요가 있다.
한편, 아이솔레이션은 광아이솔레이터에 광이 입사한때 얻어진 광의 파워레벨과 역방향을 따라 광아이솔레이터를 투과한 광의 파워레벨과의 비로 표현되므로, 종래에는 광아이솔레이터본체를 조립하는 단계에서 그 광학특성을 체크할 수 없었다. 또한, 제2도에 도시한 바와 같이, 종래의 광아이솔레이터에 있어서 본체(1)를 하우징(16)내에 고정하고, 이 하우징(16)의 양쪽에 콜리메이트렌즈(17)를 개재해서 광파이버(18)를 부착한 후 아이솔레이션을 측정하였다.
또, 아이솔레이션은 광아이솔레이터의 광축의 수직방향에서의 광시프트에 의해 크게 악영향을 받으므로, 아이솔레이션 측정시 광축을 정확하게 일치시키도록 콜리메이트렌즈(17)를 광아이솔레이터본체(1)의 전후에 배치해야만 한다. 그러나, 이와같이 광축을 정확하게 조정하는 것은 용이하지 않고 또 그 작업에 장시간을 요한다.
본 발명의 목적은, 상기 종래의 문제점을 해결할 수 있는 광아이솔레이터의 조립방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은, 광아이솔레이터의 아이솔레이션을 조정하면서 광아이솔레이터본체를 조립하는 방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 광아이솔레이터본체의 조립도중에 아이솔레이션을 얻을 수 있는 광아이솔레이터의 아이솔레이션측정방법을 제공하는 데 있다.
본 발명의 제1양상에 의하면, 광원, 렌즈계, 편광차, 검광자 및 수광기를 이 순서대로 배치하여, 상기 광원으로부터 사출된 후 상기 렌즈계, 편광자 및 검광자를 통과한 광을 상기 수광기에 의해 수광하는 측정계를 구성하는 단계와, 상기 편광자와 상기 검광자 사이에 광아이솔레이터본체를 구성하는 광학소자를 배치하는 단계와, 상기 검광자를 회전하면서 상기 수광기에 의해 수광된 광의 레벨의 최대치와 최소치를 측정함으로써, 상기 최소치의 최대치에 대한 비를 계산하는 단계와, 상기 비가 최소가 되도록 상기 각 광학소자의 회전위치를 조정하는 단계로 구성된 것을 특징으로 하는 광아이솔레이터의 조립방법이 제공된다.
본 발명의 제2양상에 의하면, 광원, 렌즈계, 편광자, 검광자 및 수광기를 이 순서대로 배치하여, 상기 광원으로부터 사출된 후 상기 렌즈계, 편광자 및 검광자를 통과한 광을 상기 수광기에 의해 수광하는 측정계를 구성하는 단계와, 상기 편광자와 상기 검광자사이에 광아이솔레이터본체를 구성하는 광학소자를 배치하는 단계와, 상기 부품을 회전하고 정지시킬 때마다 상기 검광자를 회전하면서 상기 수광기에 의해 수광된 광의 레벨의 최대치와 최소치를 측정함으로써, 상기 최소치의 최대치에 대한 비를 계산하는 단계와, 상기 최대치의 최소치에 대한 비가 최대가 되는 상기 광학소자의 회전위치에 대한 상기 각 광학소자의 회전위치를 조정하는 단계로 구성된 것을 특징으로 하는 광아이솔레이터의 조립방법이 제공된다.
본 발명의 제3양상에 의하면, 광원, 렌즈게, 편광자, 검광자 및 수광기를 이 순서대로 배치하여, 상기 광원으로부터 사출된 후 상기 렌즈계, 편광자 및 검광자를 통과한 광을 상기 수광기에 의해 수광하는 측정계를 구성하는 단계와, 상기 편광자의 상기 검광자사이에서 광아이솔레이터본체를 배치하는 단계와, 상기 검광자를 회전하면서 상기 수광기에 의해 수광된 광의 레벨의 최대치와 최소치를 측정하는 단계와, 상기 최소치의 최대치에 대한 비를 나타내는 값을 db단위로 해서 아이솔레이션으로서 설정하는 단계로 구성된 것을 특징으로 하는 광아이솔레이터의 아이솔레이션측정방법이 제공된다.
상기 제1양상 또는 제3양상에 있어서, 바람직하게는, 상기 편광자의 광사출축에 1/2파장판을 배치하고, 회전방향을 따른 상기 광아이솔레이터본체에 대한 상기 편광자의 위치조정을, 상기 편광자대신에 상기 1/2파장판을 회전시켜 행한다.
또, 상기 제1양상 또는 제3양상에 있어서, 바람직하게는, 상기 편광자의 광입사축에 1/4파장판을 배치한다.
또한, 상기 제2양상에 있어서, 바람직하게는, 상기 최소치와 최대치의 측정과, 또한 상기 측정에 의한 회전위치의 조정을, 상기 광아이솔레이터본체의 각 광학소자에 대해서 수행한다. 더욱, 바람직하게는 상기 측정 및 조정작업을 수회 반복해서 행한다.
본 발명에 의한 아이솔레이션측정방법은, 예를 들면 제3도 내지 제5도에 도시한 바와 같은 측정계에 있어서 검광자를 90。회전시킨 때의 광아이솔레이터전후의 광의 파워레벨을 측정함으로써 아이솔레이션을 얻을 수 있고, 이 아이솔레이션측정 동안 수광기앞에 렌즈를 설치하여 않으므로 정밀한 축얼라인먼트(즉 정렬)을 수행할 필요가 없어, 간단한 아이솔레이션측정이 가능하다고 하는 특징이 있다.
따라서, 본 발명의 아이솔레이션측정방법에 의하면, 광아이솔레이터본체의 아이솔레이션을 측정하면서 이 광아이솔레이션본체의 구성부품의 얼라인먼트를 조정할 수 있다.
다음에, 광아이솔레이터본체의 아이솔레이션을 조정한 후, 이 본에를 하우징에 조립하는 것이 가능하므로, 광아이솔레이터전체를 단시간에 조정해서 저확하게 조립할 수 있다.
본 발명의 상기 및 기타목적과, 효과, 특성 및 장점 등은 첨부도면을 참조한 이하의 바람직한 실시예에 대한 설명으로부터 더욱 명백해질 것이다.
이하, 본 발명을 관련 실시예에 의해 상세히 성명하거나, 본 발명은 이것으로 한정되는 것은 아니다.
이제, 첨부도면을 참조해서 본 발명에 관한 바람직한 실시예에 대해 설명한다. 또 도면의 설명에 있어서 동일 또는 유사한 요소에는 동일한 부호를 붙이고, 그외 중복설명은 생략한다.
먼저, 본 발명에 의한 아이솔레이션측정원리를 제6도를 참조해서 설명한다.
광아이솔레이터본체(1)의 구성은 제1도에 도시한 것과 유사하므로 이하의 설명에 있어서 그에 대한 설명은 생략하고, 제6도를 참조해서 이 광아이솔레이터본체(1)의 기능에 대해 설명한다. 제6도에 있어서, 각각의 소자는 해당 도면의 왼쪽으로부터 순방향을 따라 광입사축으로부터 본 정면도로서 표시하고 있으며, 이들 소자의 화살표는 순방향을 따라 광입사축으로부터 보았을 때의 결정축을 나타낸다. (회전방향은 광아이솔레이터의 순방향 또는 역방향을 따라 광입사축으로부터 보아서 정한다).
제6도에 도시한 바와 같이, 이 광아이솔레이터에 대해 순방향을 따라 입사된 무편광의 입사광(10)은 복굴절결정판(11)에 의해 서로 수직인 편광면을 지닌 2가지 유형의 광선(즉 통상광선과 이상광선)으로 분리된다. 이들 광선의 편광면을 1/2파장판(12)을 통과한 결과로서, 와관상 각각 시계방향을 따라 45。회전한다. 또한, 이들 광선의 편광면은 패러데이회전자(13)에 의해 시계방향을 따라 45。회전한다. 이 패러데이회전자(13)로부터 나온 2가지 유형의 광선은 다른 복굴절 결정판(14)에 의해 서로 합성된다.
한편, 이 광아이솔레이터에 대해 역방향을 따라 입사한 무편광의 입사광(10`)은 복굴적결정판(14)에 의해 서로 수직인 편광면을 지닌 2가지 유형의 광선으로 분리된다. 이래서, 이들 2가지 유형의 광선은 패러데이회전자(13)에 에 의해 그의 편광면이 반시계방향을 따라 45。회전하도록 처리되고, 또 1/2파장판(12)을 을 통과한 광선의 편광면은, 1/2파장판(12)을 의 통과결과로서, 외관상 각각 45。회전한다. 이 1/2파장판(12)으로부터 나온 2가지 유형의 광선은 복굴절결정판(11)에 서로 합성되지 않고, 순방향을 따라 입사위치로부터 축방향으로 변위되 위치로부터 사출된다.
여기에서, 각각의 광학소자가 이상적으로 위치맞춤되어 있을 경우, 무편광광(10)이 순방향을 따라 입사한다는 조건하의 사출광은 무편광광(10-1) 뿐이다. 그러나, 이들 광학소자중 어느 하나의 결정축이 이상적인 방향으로부터 벗어나 있을 경우에는, 양사이드스폿(10-2),(10-3)이 나타난다. 한편, 각각의 광학소자가 이상적으로 위치되어 있을 경우 무편광광(10`)이 역방향을 따라 입사한다는 조건하의 사출광은 사출광(10`-1),(10`-2)뿐이다. 그러나, 이들 광학소자중 어느 하나의 결정축이 이상적인 방향으로부터 벗어나 있을 경우에는 한쪽 사이드스폿(10`-3)이 순방향을 따른 입사위치에 나타난다.
통상, 1/2파장판(12)의 두께는 0.1㎜로 선택되므로, 이 1/2파장판(12)은 그두께가 1㎜정도인 복굴절결정판(11),(14)에 비해서 용이하게 다를 수 없다. 즉, 조립시의 1/2파장판(12)의 위치제어가 곤란하다. 따라서, 1/2파장판(12)의 결정축의 방향은 각각의 광학소자를 위치맞춤하는 동안 매우 쉽게 변위될 수 있다. 단, 패러데이회전자(13)의 전형적인 두께는 0.4㎜ 정도이므로, 이 패러데이회전자(13)는 다루기가 비교적 어렵지만, 이 패러데이회전자(13)의 결정축의 방향은 편광파를 회전시키는 특성에 대해서 결코 악영향을 주지는 않는다.
이러한 환경하에서, 1/2파장판(12)의 결정축이 설정방향θ0”(즉, 복굴절결정판(11),(14)의 결정축을 1/2파장판(12)의 표면상으로 투영한 방향으로부터 67.5。경사진 방향)으로부터 △θ”만큼 변위되어 있는 것으로 생각하자.
제7도(A)에 도시한 바와 같이, 이 광아이솔레이터본체에 순방향을 따라 왼쪽으로부터 입사된 직선편광광(10a)(도면에서 X축을 따라서 직선 편광됨)이 1/2파장판(12) 및 패러데이회전자(13)를 통과함으로써, 그의 편광판은 외관상 90。회전하고, 이 직선편광광(10a)이 사출광(10b)으로서 사출된다. 1/2파장판(12)의 결정축이 소정치로부터 △θ”만큼 벗어나면, 입사광(10a)의 편광방향으로부터 90。회전한 편광방향을 지니는 상기 사출광(10b)뿐만 아니라, 입사광(10a)의 편광방향과 동일한 사이드스폿(10c)이 생긴다.
이제, X축방향을 따른 직선편광광(10a)의 강도를 1이라고 가정하면, 이 직선편광광(10a)은 다음식[1]로 표현된다. 즉,
또, 사출광(10b)의 편광면과 X축간에 이루는 각도 θ”는 1/2파장판(12)에서의 편광면의 회전각과 에서의 편광면의 회전각과 패러데이회전자(13)에서의 편광면의 회전각을 합산해서 표현할 수 있으며, 다음식[2]로 표현된다. 즉,
따라서, 사출광은 다음식[3]으로 표현된다. 즉,
한편, 상기와 마찬가지로, 직선편광의 입사광이 y축방향을 따라 진동하면(즉, 복굴절결정판(11)에 있어서 이상광으로 됨), 사출광은 다음식[4]내지[6]으로 표현됨으로써 얻어질 수 있다. 즉,
따라서, 어느 경우에 있어서도, 사이드스폿의 강도비율(소광비)은 다음식[7]로 표현된다(각도 △θ”가 충분히 작으면 근사값을 만족한다). 즉,
소광비 db단위로 표현하면, 다음식[8]로 표현된다. 즉,
다음에, 이 광아이솔레이터본체에 직선편광광이 역방향을 따라 입사하는 경우를 생각해보자.
제7도(b)에 도시한 바와 같이, 광아이솔레이터본체에 대해 오른쪽방향을 따라 입사한 직선편광광(10`a)(도면에서 X축을 따라 편광됨)이 패러데이회전자(13) 및 1/2파장판(12)을 통과함으로써, 이 직선편광광(10`a)은 원래의 상태와 같은 방향으로 배치된 편광면을 지니는 사출광(10`b)으로서 사출된다. 전술한바와 같이 1/2파장판(12)의 결정축이 △θ”만큼 변위되어 있으면, 입사광(10`a)과 동일한 편광방향을 지닌 사출광(10`b)뿐만 아니라, 입사광의 편광방향으로부터 90。회전한 편광면을 지닌 사이드스폿(10`c)이 생긴다.
이 경우, 사출과의 편광면과 X축이 이루는 각도 θ”와, 사출광의 성분은 다음식[9]와[10]으로 각각 표현된다. 즉,
마찬가지로, 본 광아이솔레이터본체에 대해 역방햐을 따라 입사한 직선편광이 y축방향으로 진동하면, 사출광이 편광면과 축간에 y축이 이루는 각도 θ” 와 사출광의 성분은 각각 다음식 [11]과 [12]로 표현된다. 즉,
그 결과, 사이드스폿에 대응하는 성분은 Sin2(2·△θ)로 표현된다.
이러한 광아이솔레이터의 아이솔레이션은, 역방향을 따른 입사광의 역방향을 따른 사출광의 사이드스폿에 대한 강도비(12)로 표현될 수 있으므로, 다음식[13]으로 정의된다. 즉,
이와 같이 해서 계산된 아이솔레이션은, 상기 식[8]에 이해 나타낸 소광비와 일치하게 된다. 따라서, 상기 비의 절대값이 작아지면, 그 절대값도 작으므로, 아이솔레이션특성이 향상된다.
한편, 식[7]에서 정의한 소광비는 최소파워레벨과 최대파워레벨과의 비에 상당하며, 이는 본 발명의 측정방법에 의해 구해진다. 따라서, 최소파워레벨의 최대파워레벨에 대한 비가 최소로 되도록 본 발명의 측정방법에 따라 각각의 광학소자의 위치배열을 조절하면, 우수한 아이솔레이션특성을 지닌 광아이솔레이터 본체를 조절할 수 있음은 명백하다.
다음에, 제3도 내지 제5도는 본 발명에 의한 아이솔레이션측정방법을 수행하는 측정계의 예를 도시한 개략도이다.
제3도의 측정계에 있어서, 편광자(2)는 광아이솔레이터본체(1)의 한쪽에 배치되고, 검광자(4)는 상기 본체(1)의 다른쪽에 배치되어 있다. 또, 상기 편광자(2)쪽에는 렌즈(6)와 광원(7)이 설치되어 있는 반면, 검광자(4)쪽에는 수광기(5)가 설치되어 있다.
제4도에 도시한 측정계는 제3도의 구성과 유사하나, 다만, 광아이솔레이터본체(1)와 편광자(2)사이에 1/2파장판(3)이 배치되어 있다.
제5도에 도시한 측정계도, 제3도의 구성과 유사하나, 다만, 편광자(2)와 렌즈(6)사이에 1/4파장판(8)이 첨가되어 있다.
본 발명의 측정방법에 의하면, 광원(7)으로부터 방출된 광은, 광아이솔레이터본체(1)에 대해서, 예를 들면 제3도 내지 제5도에 도시한 바와 같은 측정계를 사용해서 직선편광광이 통상광 또는 이상광으로서 입사되도록 렌즈를 통해서 입사된다. 그후 검광자(4)를 회전시켜, 수광기(5)에 의해 얻어지는 최소파워레벨에 대한 비가 최소치가 되도록, 광아이솔레이터본체(1)를 구성하는 각각의 소자의 위치정렬을 조정한다.
단, 본 발명의 측정방법에 의한 각각의 광학소자의 위치정렬은, 전술한 바와 같이 소정의 순서로 수행해야만 한다. 즉, 아이솔레이션특성에 크게 영향을 미치는 1/2파장판(3)의 위치정렬을 먼저 수행한 후, 복굴절결정판의 위치정렬을 수행하는 것이 바람직하다. 또, 패어데이회전자가 +5。∼ -5。범위내에서 경사져 있을 때에도, 아이솔레이션 특성에는 거의 악영향을 미치지 않으므로, 통상 이 패러데이회전자의 위치정렬은 필요하지 않다. 물론, 본 발명의 방법에 따라 1/2파장판만을 위치정렬하는 것도 가능하다.
또, 본 발명의 측정방법에 의해 소광비를 측정함으로써 아이솔레이션이 평가될 수 있다. 이 소광비의 측정은 전체사출광을 수광함으로써 행하면 된다. 그 결과, 종래와 같이 수광기쪽에 콜리메이트렌즈를 부착하고, 그의 위치를 정렬시키는 것이 불필요하기 때문에, 수광면적이 큰 수광기를 사용하는 것만으로 간단하게 소광비를 측정하는 것이 가능하다.
이하, 본 발명에 이한 구체예에 대해 설명한다.
상기 본 발명의 아이솔레이션측정방법에 따라 광아이솔레이터의 본체의 아이솔레이션을 측정하면서, 광아이솔레이터본체(1)를 구성하는 1/2파장판(12)의 결정축의 방향과, 복굴절결정판(11),(14) 및 패러데이회전자(13)의 표면의 경사를 조정하였다. 그 결과, 순방향을 따른 손실은 0.5db, 반사감쇠량이 58db, 아이솔레이션은 40db아상으로 조정할 수 있었다.
구체적인 절차는 다음과 같이 수행한다. 즉, a)먼저, 제3도에 도시한 바와같은 측정계를 준비한다. 편광자(2)와 검광자(4)의 편광방향과 일치시킴으로써, 이 편광자(2)와 검광자(4)를 통해 빛을 통과시킬 수 있다.
b)다음에, 상기 아이솔레이션측정계의 광입사축에 위치된 복굴절결정판(11)만을 상기 측정계의 광축에 배열하고, 투과광의 파워레벨이 최대가 되도록 편광자(2)와 검광자(4)의 편광방향을 미세조정한다.
c)이어서, 1/2파장판(12), 패러데이회전자(13) 및 복굴절결정판(14)을 삽입하고, 이때, 광아이솔레이터본체로부터 투영된 광의 편광면을 90。회전시킨다.
d)다음에, 1/2파장판(12)을 시계방향 및 반시계방향을 따라 미세회전시킴으로써 사출광의 강도를 최소로 하여, 최소파워를 측정한다. 또, 상기 상태로부터 검광자(4)를 90。회전시킴으로써 최대투광조건을 설정하여, 최대파워를 측정한다. 그후, 상기 식[8]로부터 소광비를 계산한다(소광비=35.0db).
e)다음에, 광사출축에 설치된 복굴적결정판(14)을 시계방향 및 반시계방향을 따라 미세회전시킴으로써 상기 d)와 마찬가지 방법으로 조정하여, 소광비를 얻는다(소광비=35.0db).
f)상기 d)와 마찬가지의 조정을 재차 수행한다(소광비=39.5db).
g)상기 e)와 마찬가지의 조정을 재차 수행한다(소광비=40.5db).
h) 각각의 결정판의 조정위치를 유지하면서, 이들 결정판을 고정시킨다.
단, 이와같이 각각의 결정판을 고정해서 광아이솔레이터를 구성하는 방법은 특별히 제한되지 않는다. 이들 아이솔레이터구성방법의 구체예로서는, 각각의 결정판을 열경화서 수지접착제나 자외선경화수지(예를 들면 에폭수지접착제)를 이용해서 서로 직접 접착시키는 방법, 각각의 결정판의 주변부를 유지하는 어댑터를 해당하는 결정판에 고정하고, 이들 어댑터자체를 접착제, 납땜 또는 용접에 의해 서로 고착시키는 방법, 또는 기판에 형성된 홈안으로 각각의 결정판의 주변부를 삽입하고 적절한 접착제를 이용해서 고착시키는 방법등이 있다. 단, 기판에 홈을 형성하여 그안에 이들 결정판을 유지시킬 경우, 홈의 폭이 넓다면 결정판은 전후방향을 따라 대게는 경사질 수 있으므로, 이 전/후방향을 따른 다른 미세조정을 행해야만 한다.
각각의 결정판자체를 상기 방법에 따라서 서로 고정시킨 후, 이와 같이 고정된 결정판유닛을, 패러데이회전자(13)를 자화시키기 위한 자석을 구비한 프레임체 또는 전체가 자석으로 이루어진 원통형 프레임체상을 고정하여, 광아이솔에이터본체(1)로 한다. 다음에, 이 광아이솔레이터본체(1)를 하우징내에 조립한다. 또한, 필요시 이 하우징내에는 콜리메이트렌즈 및 광파이버를 조립해넣는다.
이 예는 제8도, 제9도(a) 및 제9도(b)에 표시되어 있다.
제8도에 있어서, 실리콘기판(21)상에 복굴절결정판(11), 1/2파장판(12), 패러데이회전자(13) 및 복굴절결정판(14)을 고정하여 조립체를 구성한 후, 이 조립체를 원통형자석(15)에 고정한다. 제9도(a) 및 제9도(b)는 상기 설명한 광아이솔레치터본체를 조립해 넣은 광아이솔레이터를 도시한 것이다. 구체적으로는, 제9도(a)는 이 광아이솔레이터의 외관도이고, 제9도(b)는 이 광아이 솔레이터의 내부구조를 개략적으로 도시한 것이다. 제9도(a) 및 제9도(b)에 있어서, 원통형금속하우징(16)안에 광아이솔레이터본체(1)가 조립되어 있고, 이 하우징(16)안에는 또 렌즈홀더(22)에 의해 지지된 렌즈(17)가 조립되어 있다. 이 렌즈홀더(22)상의 슬리브를 개재해서 페룰(24)이 고정되어 있고, 이 페룰(24)에 의해 광파이버(18)의 말단부가 유지된다.
이러한 광아이어솔레이터의 조립에 대해서, 광아이솔레이터본체(1)의 조정과 동시에, 이 본체(1)에 관한 아이솔레이션값을 측정할 수 있으므로, 전체 광아이솔레이터를 단시간에 조립, 조정할 수 있음을 알 수 있다.
본 발명에 의한 아이솔레이션측정을 효율적으로 수행하기 위하여, 입사광의 파워레벨은 일정한 것이 바람직하다. 이에 대해서, 편광자(2)에 입사하는 광은 각종 편광상태를 가질 수 있으므로, 편광자(2)를 회전시켜 얻어지는 직선편광광의 파워레벨은 항상 일정한 것은 아니다.
그 결과, 상기 단계 b)에서 최대투과조건을 찾는 것이 실제로 필요하다.
즉, 복굴절결정판의 결정축과 편광자의 편광방향이 이루는 각도가 0。또는 90。인 전/후위치에서의 사출광에 강도변화가 발생했는지 또는 광의 편광상태가 편광자의 편광방향과 일치하는 전/후위치에서의 사출광에 강도변화가 발생했는 지를 구별하는 것은 사실상 어렵다. 따라서, 이 작업을 용이하게 수행하기 위해서는, 제4도 또는 제5도에 도시한 바와 같은 아이솔레이션측정계를 이용하는 것이 바람직하다.
제4도는 본 발명의 아이솔레이션측정방법을 수행하는 아이솔레이션측정계의 개략도이다. 이 아이솔레이션측정계에 있어서는, 편광자(2)와 광아이솔레이터본체(1)와의 사이에 1/2파장판(3)이 삽입되어 있다. 이 경우, 이 편광자(2)의 각도를 임의의 각도로 선택하더라도, 투과광의 편광방향은 1/2파장판(3)의 회전에 의해 회전시킬 수 있다. 따라서, 바람직한 실시예에 있어서의 상기 단계 b)에서 편광자(2) 대신에 1/2파장판(3)을 회전시켜도 된다. 그 결과, 최대투과상태를 쉽게 발견할 수 있다.
제5도는 본 발명의 아이솔레이션측정방법을 실시하는 아이솔레이션측정계를 도시한 개략도이다. 이 아이솔레이션측정계에 있어서는, 편광자(2)의 광압사측에 1/4파장판(8)이 삽입되어 있다. 이 경우, 편광자(2)에 입사한 광은 원편광광으로 된다. 그 결과, 편광자(2)가 회전하더라도, 이 회전하는 편광자(2)를 통과한 광의 강도는 일정해진다. 이러한 환경하에서, 상기 실시예의 단계 b)를 통과한 광의 강도는 일정하게 수행할 수 있다.
이상 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 편광자를 거의 90。회전시킨때의 최대파워레벨과 최소파워레벨을 측정하는 것만으로 광아이솔레이터의 아이솔레이션을 얻을 수 있다. 또, 광아이솔레이터의 아이솔레이션을 측정하면서 수광기의 앞에 렌즈를 사용하지 않으므로, 정밀한 축얼라인먼트가 더 이상 불필요하고, 따라서 이러한 간단한 아이솔레이션측정을 행할 수 있다.
따라서, 본 발명의 아이솔레이션측정방법을 이용함으로써, 광아이솔레이터본체의 아이솔레이션을 측정하면서, 구성부품의 얼라이먼틀를 조정하는 것이 가능하다.
또한, 광이어솔레터본체의 아이솔레이션을 조정한 후, 그 조정된 광아이솔레이터본체를 하우징안에 조립함으로써, 광아이솔레이터전체를 단시간에 정확하게 조정, 조립하는 것이 가능하다.
이상 본 발명을 바람직한 실시예에 대해 상세히 설명하였으나, 보다 넓은 면에서 본 발명을 벗어남이 없이 각종 수정과 변형이 가능하므로, 본 발명의 진의에서 벗어나지 않는 한 그러한 모든 수정과 변형을 이하의 특허청구의 범위내에 포함시키고자 한다.
Claims (9)
- 광원, 렌즈계, 편광자, 검광자 및 수광기를 이 순서대로 배치하여, 상기 광원으로부터 사출된 후 상기 렌즈계, 편광자 및 검광자를 통과한 광을 상기 수광기에 의해 수광하는 측정계를 구성하는 단계와, 상기 편광자와 상기 검광자사이에 광아이솔레이터본체를 구성하는 광학소자를 배치하는 단계와, 상기 검광자를 회전하면서 상기 수광기에 의해 수광된 광의 레벨의 최대치와 최소치를 측정함으로써, 상기 최소치의 최대치에 대한 비를 계산하는 단계와, 상기 비가 최소가 되도록 상기 각 광학소자의 회전위치를 조정하는 단계로 구성된 것을 특징으로 하는 광아이솔레이터의 조립방법.
- 제1항에 있어서, 상기 편광자의 광사출축에 1/2파장판을 배치하고, 회전방향을 따른 상기 광아이솔레이터본체에 대한 상기 편광자의 위치조정을, 상기 편광자대신에 상기 1/2파장판을 회전시켜 행하는 것을 특징으로 하는 광아이솔레이터의 조립방법.
- 제1항에 있어서, 상기 편광자의 광입사축에 1/4파장판을 배치한 것을 특징으로 하는 광아이솔레이터의 조립방법.
- 광원, 렌즈계, 편광자, 검광자 및 수광기를 이 순서대로 배치하여, 상기 광원으로부터 사출된 후 상기 렌즈계, 편광자 및 검광자를 통과한 광을 상기 수광기에 의해 수광하는 측정계를 구성하는 단계와, 상기 편광자와 상기 검광자사이에 광아이솔레이터본체를 구성하는 광학소자를 배치하는 단계와, 상기 부품을 회전하고 정지시킬 때마다 상기 검광자를 회전하면서 상기 수광기에 의해 수광된 광의 레벨의 최대치와 최대치를 측정함으로써, 상기 최소치의 최대치에 대한 비를 계산하는 단계와, 상기 최대치의 최소치에 대한 비가 최대가 되는 상기 광학소자의 회전위치에 대한 상기 각 광학소자의 회전위치를 조정하는 단계로 구성된 것을 특징으로하는 광아이솔레이터의 조립방법.
- 제4항에 있어서, 상기 최대치의 측정과, 또한 상기 측정에 의한 회전위치의 조정을, 상기 광아이솔레이터본체의 각 광학소자에 대해서 수행하는 것을 특징으로 하는 광아이솔레이터의 조립방법.
- 제4항에 있어서, 상기 최대치와 최소치의 측정과, 또한 상기 측정에 의한 회전위치의 조정을, 상기 광아이솔레이터본체의 각 광학소자에 대해서 수행하고, 또 이들 측정 및 조정작업을 수회 반복하는 것을 특징으로 하는 광아이솔레이터의 조립방법.
- 광원, 렌즈계, 편광자, 검광자 및 수광기를 이순서대로 배치하여, 상기 광원으로부터 사출된 후 상기 렌즈계, 편광자 및 검광자를 통과한 광을 상기 수광기에 의해 수광하는 측정계를 구성하는 단계와, 상기 편광자와 상기 검광자사이에 광아이설레이터본체를 배치하는 단계와, 상기 검광자를 회전하면서 상기 수광기에 의해 수광된 광의 레벨의 최대치와 최소치를 측정하는 단계와, 상기 최소치의 최대치에 대한 비를 나타내는 값을 db단위로 해서 아이솔레이션으로서 설정하는 단계로 구성된 것을 특징으로 하는 광아이솔레이터의 아이솔레이션측정방법.
- 제7항에 있어서, 상기 편광자의 광사출축에 1/2파장판을 배치하고, 회전방향을 따른 상기 광아이솔레이터본체에 대한 상기 편광자의 위치조정을, 상기 편광자대신에 상기 1/2파장판을 회전시켜 행하는 것을 특징으로 하는 광아이솔레이터의 아이솔레이션측정방법.
- 제7항에 있어서, 상기 편광자의 광입사축에 1/4파장판을 배치한 것을 특징으로 하는 광아이솔레이터의 아이솔레이션측정방법.
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