KR0149596B1 - 광소자 결합계의 정렬 장치 및 제작 방법 - Google Patents

광소자 결합계의 정렬 장치 및 제작 방법 Download PDF

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Abstract

1. 청구범위에 기재된 발명이 속한 기술분야
본 발명은 광섬유의 접속 및 광결합계의 구현시 정렬 도구의 정확도에 의존하지 않고 광소자 페롤의 공차를 이용하여 광섬유를 정렬할 수 있는 광소자 결합계의 정렬 장치 및 제작 밥업에 관한 것이다.
2. 발명이 해결하려 하는 기술적 과제
본 발명은 광섬유 간 및 광섬유 결합계의 구성에 있어 정렬과 동시에 고정을 용이하게 할 수 있는 광소자 결합계의 정렬 장치 및 제작 방법을 제공하는데 있다.
3. 발명의 해결방법의 요지
본 발명은 광섬유를 지지하는 페롤과, 상기 페롤의 내부는 상기 광섬유가 일정 공간에서 움직일 수 있도록 하기 위한 페롤구멍과, 상기 페롤의 외측은 페롤을 고정하기 위한 페롤-고정용그지그와, 상기 페롤-고정용지그의 상단부는 상기 페롤 내부에 끼워진 광섬유를 지지 및 고정하기 위한 제1광섬유-고정용지그와, 상기 제1광섬유-고정용지그의 중심부는 상기 광섬유가 끼워지도록 하기 위한 제1구멍과, 상기 페롤-고정용지그의 하단부는 상기 페롤 내부에 끼워진 광섬유를 고정하기 위한 제2광섬유-고정용지그와, 상기 제2광섬유-고정용지그의 중심부는 상기 광섬유가 끼워지도록 하기 위한 제2구멍과, 상기 제1광섬유-고정요지그와 제2광섬유-고정용지그의 위치를 제어하여 광섬유를 X, Y, Z축으로 정렬시키기 위한 제어부로 구성된 것이다.
4. 발명의 중요한 용도
본 발명은 다중화기, 광필터, 과아이솔레이터, 광스위치, 광서큘레이터, 접속자류, 수동 광소자류, 넥터류등과 같은 광결합계를 제작할 수 있다.

Description

광소자 결합계의 정렬 장치 및 제작 방법
제1도는 본 발명에 따른 광소자 결합계의 정렬 장치를 나타낸 개략도.
제2도는 본 발명의 다른 실시 예를 나타낸 광소자 결합계의 정렬 장치를 나타낸 개략도.
제3도(a)(b)(c)는 본 발명에 따른 광섬유-고정용지그의 사시도.
제4도는 본 발명에 따른 페롤-고정용지그의 사시도.
제5도는 본 발명에 따른 광소자 결합계의 정렬 장치를 이용하여 제작한 단심 광섬유 페롤의 단면도.
제6도는 본 발명에 따른 광소자 결합계의 정렬 장치를 이용하여 제작한 또 다른 단심 광섬유 페롤의 단면도.
제7도는 본 발명에 따른 광소자 결합계의 정렬 장치를 이용하여 제작한 2심 광섬유 페롤의 단면도.
제8도는 본 발명에 따른 광소자 결합계의 정렬 장치를 이용하여 광섬유를 경사지게 제작한 광섬유 페롤의 단면도.
제9도는 본 발명에 따른 광소자 결합계의 정렬 장치를 이용하여 제작한 광 결합계의 구성을 나타낸 개략도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10,10' : 광섬유 12 : 제1구멍
14 : 제1광섬유-고정용지그 16,16' : 제어부
18,18' : 페롤-고정용지그
20,20',20a,20a',20b,20b',20c,20c' : 페롤구멍
22,22' , 22b,22b' : 페롤 22a,22a' ,22c,22c' : 원통형 봉
24 : 제2구멍 26 : 제2광섬유-고정용지그
28 : 렌즈 30 : 제3광섬유-고정용지그
32 : 분리척 34 : 제3구멍
본 발명은 광소자 결합계에 관한 것으로서, 특히 광섬유의 접속 및 광결합계의 구현시 정렬 도구의 정확도에 의존하지 않고 광소자 페롤의 공차를 이용하여 광섬유를 정렬할 수 있는 광소자 결합계의 정렬 장치 및 제작 방법에 관한 것이다.
종래 기술을 이용하여 광섬유 페롤의 제작 및 광섬유를 정렬시에는 상기 광섬유를 초정밀 가공으로 페롤의 정중앙에 위치하도록 한 후 고정시킨다. 그후, 상기 광섬유에서 전해지는 입.출력 광의 각도에 따라 입출력단 페롤의 위치를 조정하여 광섬유를 정렬한다.
위와 같은 방법으로 광섬유를 페롤 내부에 정렬시에는 정밀 가공을 필요로 하기 때문에 제품의 경제성이 저하되며, 상기 페롤 내부에 2심이상의 광섬유를 끼워 고정시에는 정밀한 정렬 작업뿐만 아니라 특수 페롤의 제작 및 기계적인 센터링(centering)공정들이 요구되어 광결합계의 구성이 어려워지며, 상기 광섬유의 접속 및 광결합계의 구현시 광섬유의 페롤 및 정렬도구의 정확도에 의존하기 때문에 제작 시간이 상당히 길어지는 경우가 발행하며, 이로인해 조립 공수의 증가로 생산성이 감소되며, 상기 광섬유가 항상 페롤의 중심부에 고정되어 있기 때문에 다심광섬유의 접속시 접속 손실이 커지는 문제점이 있었다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 본 발명의 목적은 광섬유의 접속 및 광결합계의 구현시 광섬유 페롤 및 정렬도구의 정확도에 의존하지 않는 광소자 결합계의 정렬 장치 및 제작 방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 광섬유 간 및 광섬유 결합계의 구성에 있어 정렬과 동시에 고정을 용이하게 할 수 있는 광소자 결합계의 정렬 장치 및 제작 방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 2심이상의 광섬유를 이용한 광섬유의 접속 또는 광결합계의 구성을 용이하게 구현할 수 있는 광소자 결합계의 정렬 장치 및 제작 방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 복수개의 광섬유를 이용하는 파장 다중화기 등에서의 중심 광섬유 및 주변 광섬유의 배치를 선택적으로 구현할 수 있는 광소자 결합계의 정렬 장치 및 제작 방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 다심광섬유의 접속시 접속의 용이함과 접속 손실을 최소화시킬 수 있는 광소자 결합계의 정렬 장치 및 제작 방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 볼렌즈를 사용하는 광결합계에서 반사 손실을 향상시키기 위해 광섬유를 렌즈의 중심에서 일정거리 벗어난 축에 정렬할 수 있는 광소자 결합계의 정렬 장치 및 제작 방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 충분한 공차를 지니는 페롤 내부에서의 광섬유와 페롤 내부면과 일정한 각도를 유지하여 정렬 및 고정함으로서 실제 연마된 효과를 얻을 수 있는 광소자 결합계의 정렬 장치 및 제작 방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 광섬유의 접속 및 광결합계의 구현시 정렬도구를 사용하지 않기 때문에 제작 시간의 단축 및 제품의 경제성을 향상시킬 수 있는 광소자 결합계의 정렬 장치 및 제작 방법을 제공하는데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 광섬유를 지지하는 페롤과, 상기 페롤의 내부는 상기 광섬유가 일정 공간에서 움직일 수 있도록 하기 위한 페롤구멍과, 상기 페롤의 외측은 페롤을 고정하기 위한 페롤-고정용지그와, 상기 페롤-고정용지그의 상단부는 상기 페롤 내부에 끼워진 광섬유를 지지 및 고정하기 위한 제1광섬유-고정용지그와, 상기 제1광섬유-고정용지그의 중심부는 상기 광섬유가 끼워지도록 하기 위한 제1구멍과, 상기 페롤-고정용지그의 하단부는 상기 페롤 내부에 끼워진 광섬유를 고정하기 위한 제2광섬유-고정용지그와, 상기 제2광섬유-고정용지그의 중심부는 상기 광섬유가 끼워지도록 하기 위한 제2구멍과, 상기 제1광섬유-고정용지그와 제2광섬유-고정용지그의 위치를 제어하여 광섬유를 X,Y,Z축으로 정렬시키기 위한 제어부로 구성된 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 광섬유의 외부면에 에폭시 수지등으로 도포하는 제1과정과, 상기 광섬유의 클래드 외경보다 0.001mm 이상의 공차를 갖도록 페롤구멍이 형성된 페롤을 제작하는 제2과정과, 상기 광섬유를 페롤의 내부에 형성된 페롤구멍에 끼우는 제3과정과, 상기 광섬유가 끼워진 페롤을 페롤-고정용지그에 끼우는 제4과정과, 상기 광섬유의 일측 끝 부분을 제1광섬유-고정용지그에 형성된 제1구멍으로 통과시키고, 상기 광섬유의 타측 끝부분을 제2광섬유-고정용지그에 형성된 제2구멍으로 통과시키는{또는, 상기 광섬유의 일측 끝부분을 제2광섬유-고정용지그에 형성된 제2구멍으로 통과시키고, 상기 광섬유의 타측 끝부분을 제3광섬유-고정용지그에 형성된 제3구멍으로 통과시키는} 제5과정과, 제어부의 조정으로 좌.우 상.하 방향으로 동작되는 상기 제 1광섬유-고정용지그와 제2광섬유-고정용지그와 제3광섬유-고정용지그에 의해 상기 광섬유를 페롤 구멍에서 원하는 위치로 이동시켜 광섬유를 X,Y,Z축 방향으로 정렬시키는 제6과정과, 광섬유에 도포된 에폭시를 자연 상태 또는 자외선광을 이용해 상기 정렬된 광섬유를 페롤 내부에 고정시키는 제7과정과, 상기 광섬유에 도포된 에폭시가 굳은 후, 광섬유의 위치를 표시하고 상기 페롤-고정용지그에서 페롤을 빼내어 상기 페롤 단면을 연마하는 제8과정으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명에 따른 광소자 결합계의 정렬 장치 및 제작 방법은 제1,3,4도에 도시된 바와 같이 광소자 결합계는 1심 또는 2심이상의 광섬유(10)를 지지하는 세라믹 또는 실리카 재질로 형성된 페롤(22)과, 상기 페롤(22)의 내부에는 상기 광섬유(10)가 일정 공간에서 움직일 수 있도록 페롤구멍(20)이 형성되며, 상기페롤(22)의 외측 둘레에는 페롤(22)을 고정하기 위해 슬리브 형태 또는 그루브(groove)형태 또는 원통형 형태로 형성된 페롤-고정용지그(18)가 설치되며, 이 때 상기 페롤-고정용지그(18)는 제어부(16)와 제1광섬유-고정용지그(14)와 제2광섬유-고정용지그(26)의 움직임에 관계 없이 항상 고정되어 움직이지 않도록 설치되어 있다. 또한, 상기 페롤-고정용지그(18)의 상단부에는 상기 페롤(22) 내부에 끼워진 광섬유(10)를 지지 및 고정하기 위해 V-그루브(V-groove) 형태 또는 원형 형태로 형성된 제1광섬유-고정용지그(14)가 설치되며, 상기 제1광섬유-고정용지그(14)의 중심부에는 상기 광섬유(10)가 끼워지도록 제1구멍(12)이 형성되며, 상기 페롤-고정용지그(18)의 하단부에는 상기 페롤(22) 내부에 끼워진 광섬유(10)를 고정하기 위해 V-그루브(V-groove) 형태 또는 원형 형태로 형성된 제2광섬유-고정용지그(26)가 설치되며, 상기 제2광섬유-고정용지그(26)의 중심부에는 상기 광섬유(10)가 끼워지도록 제2구멍(24)이 형성되며, 상기 제1광섬유-고정용지그(14)와 제2광섬유-고정용지그(26)의 중심축을 중심으로 경계면에는 상기 광섬유(10)가 정렬된 후 광섬유(10)와 페롤(22)을 빼내기 위한 분리척(32)이 형성되며, 상기 제1광섬유-고정용지그(14)와 제2광섬유-고정용지그(26)의 위치를 제어하여 광섬유(10)를 X,Y,Z축으로 정렬시키기 위한 제어부(16)가 설치된 것이다.
이하 본 발명의 바람직한 다른 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명에 따른 광소자 결합계의 정렬 장치 및 제작 방법은 제2,3,4도에 도시된 바와 같이 광소자 결합계는 1심 또는 2심 이상의 광섬유(10)를 지지하는 세라믹 또는 실리카 재질로 형성된 페롤(22)과, 상기 페롤(22)의 내부에는 상기 광섬유(10)가 일정 공간에서 움직일 수 있도록 페롤 구멍(20)이 형성되며, 상기 페롤(22)의 외측 둘레에는 페롤(22)을 고정하기 위해 슬리브 형태 또는 그루브(groove) 형태 또는 원통형 형태로 형성된 페롤-고정용지그(18)가 설치되며, 이 때 상기 페롤-고정용지그(18)는 상기 제어부(16')와 제1광섬유-고정용지그(14)와 제2광섬유-고정용지그(26)와 제3광섬유-고정용지그(30)의 움직임에 관계없이 항상 고정되어 움직이지 않도록 설치되어 있다. 또한, 상기 페롤-고정용지그(18)의 상단부에는 상기 페롤(22) 내부에 끼워진 광섬유(10)를 지지 및 고정하기 위해 V-그루브(V-groove) 형태 또는 원형 형태로 형성된 제1광섬유-고정용지그(14)가 설치되며, 상기 제1광섬유-고정용지그(14)의 중심부에는 상기 광섬유(10)가 끼워지도록 제1구멍(12)이 형성되며, 상기 페롤-고정용지그(18)의 하단부에는 상기 페롤(22) 내부에 끼워진 광섬유(10)와 페롤(22')내부에 끼워진 광섬유(10')를 동시에 고정하기 위해 V-그루브(V-groove) 형태 또는 원형 형태로 형성된 제2광섬유-고정용지그(26)가 설치되며, 이때 상기 광소자 결합계의 정렬 장치는 제2광섬유-고정용지그(26)를 중심으로 대칭적으로 설치되어 있다. 또한, 상기 제2광섬유-고정용지그(26)의 중심부에는 상기 각각의 광섬유(10)(10')가 끼워지도록 제2구멍(24)이 형성되며, 상기 제2광섬유-고정용지그(26)의 하단부에는 상기 광섬유(10')를 지지하기 위한 세라믹 또는 실리카 재질로 형성된 페롤(22')이 설치되며, 상기 페롤(22')의 내부에는 상기 광섬유(10')가 일정 공간에서 움직일 수 있도록 페롤 구멍(20')이 형성되며, 상기 페롤(22')의 외측 둘레에는 페롤(22')을 고정하기 위해 슬리브 형태 또는 그루브(groove)형태 또는 원통형 형태로 형성된 페롤-고정용지그(18')가 설치되며, 이때 페롤-고정용지그(18')는 상기 제어부(16')와 제1광섬유-고정용지그(14)와 제2광섬유-고정용지그(26)와 제3광섬유-고정용지그(30)의 움직임에 관계없이 항상 고정되어 움직이지 않도록 설치되어 있다. 또한, 상기 페롤-고정용지그(18')의 하단부에는 상기 페롤(22') 내부에 끼워진 광섬유(10')를 지지 및 고정하기 위해 V-그루브(V-groove) 형태 또는 원형 형태로 형성된 제3광섬유-고정용지그(30)가 설치되며, 상기 제3광섬유-고정용지그(30)의 중심부에는 상기 광섬유(10')가 끼워지도록 제3구멍(34)이 형성되며, 상기 제1광섬유-고정용지그(14)와 제2광섬유-고정용지그(26)와 제3광섬유-고정용지그(30)의 중심축을 중심으로 경계면에는 상기 광섬유(10)(10')가 정렬된 후 광섬유(10)(10')와 페롤(22)(22')을 빼내기 위한 분리척(32)이 형성되며, 상기 제1광섬유-고정용지그(14)와 제2광섬유-고정용지그(26)와 제3광섬유-고정용지그(30)의 위치를 제어하여 각각의 광섬유(10)(10')를 X,Y,Z축으로 정렬시키기 위한 제어부(16')가 설치된 것이다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 작용 및 효과를 설명하면 다음과 같다.
제1,2,5도에 도시된 바와 같이 본 발명의 광소자 결합계의 정렬 장치를 이용하여 페롤 내부의 공차 및 동심도에 관계없이 광섬유를 페롤 내부에 정렬하는 방법은 다음과 같다.
1심 또는 2심이상의 광섬유(10)(10')의 외부면에 에폭시 수지등으로 도포하는 제1과정과, 상기 광섬유(10)(10')의 클래드 외경보다 0.001mm 이상의 공차를 갖도록 페롤 구멍(20)(20')이 형성된 페롤(22)(22')을 제작하는 제2과정과, 상기 광섬유(10)(10')를 페롤(22)(22')의 내부에 형성된 페롤구멍(20)(20')에 끼우는 제3과정과, 상기 광섬유(10)(10')가 끼워진 페롤(22)(22')을 페롤-고정용지그(18)(18')에 끼우는 제4과정과, 상기 광섬유(10)의 일측 끝부분을 제1광섬유-고정용지그(14)에 형성된 제1구멍(12)으로 통과시키고, 상기 광섬유(10)의 타측 끝부분을 제2광섬유-고정용지그(26)에 형성된 제2구멍(24)으로 통과시킨다. 또는, 상기 광섬유(10')의 일측 끝부분을 제2광섬유-고정용지그(26)에 형성된 제2구멍(24)으로 통과시키고, 상기 광섬유(10')의 타측 끝부분을 제3광섬유-고정용지그(30)에 형성된 제3구멍(34)으로 통과시키는 제5과정과, 제어부(16)(16')의 조정으로 좌.우 상.하 방향으로 동작되는 상기 제1광섬유-고정용지그(14)와 제2광섬유-고정용지그(26)와 제3광섬유-고정용지그(30)에 의해 상기 광섬유(10)(10')를 페롤구멍(20)(20')에서 원하는 위치로 이동시켜 광섬유(10)(10')를 X,Y,Z축 방향으로 정렬시키는 제6과정과, 광섬유(10)(10')에 도포된 에폭시를 자연 상태 또는 자외선광을 이용해 상기 정렬된 광섬유(10)(10')를 페롤(22)(22')내부에 고정시키는 제7과정과, 상기 광섬유(10)(10')에 도포된 에폭시가 굳은 후, 광섬유(10)(10')의 위치를 표시하고 상기 페롤-고정용지그(18)(18')에서 페롤(22)(22')을 빼내어 상기 페롤(22)(22') 단면을 연마하는 제8과정으로 이루어져 상기 광섬유(10)(10')가 페롤(22)(22') 내부에 정렬되어 진다.
또한, 제1,2,6도에 도시된 바와 같이 본 발명의 광소자 결합계의 정렬 장치를 이용하여 페롤이 없는 상태에서 광섬유의 고정 위치를 다양하게 하여 상기 광섬유를 페롤 내부에 정려하는 방법은 다음과 같다.
1심 또는 2심이상의 광섬유(10)(10')의 외부면에 에폭시 수지등으로 도포하는 제1과정과, 상기 광섬유(10)(10')의 클래드 외경보다 훨씬 큰 내경을 갖는 실리카 또는 세라믹 재질로 된 원통형 봉(22a)(22a')을 페롤 대용으로 인위적으로 제작하는 제2과정과, 상기 광섬유(10)(10')를 원통형의 봉(22a)(22a') 내부에 형성된 페롤구멍(20a)(20a')에 끼우는 제3과정과, 상기 광섬유(10)(10')가 끼워진 원통형 봉(22a)(22a')을 페롤-고정용지그(18)(18')에 끼우는 제4과정과, 상기 광섬유(10)의 일측 끝부분을 제1광섬유-고정용지그(14)에 형성된 제1구멍(12)으로 통과시키고, 상기 광섬유(10)의 타측 끝부분을 제2광섬유-고정용지그(26)에 형성된 제2구멍(24)으로 통과시킨다. 또는 , 상기 광섬유(10')의 일측 끝부분을 제2광섬유-고정용지그(26)에 형성된 제2구멍(24)으로 통과시키고, 상기 광섬유(10')의 타측 끝부분을 제3광섬유-고정용지그(30)에 형성된 제3구멍(24)으로 통과시키는 제5과정과, 제어부(16)(16')가 상기 제1광섬유-고정용지그(14)와 제2광섬유-고정용지그(26)와 제3광섬유-고정용지그(30)를 넓은 범위로 좌.우, 상.하 방향으로 조정하여 상기 광섬유(10)(10')를 페롤구멍(20a)(20a')에서 고정 위치를 다양하게 이동시켜 광섬유(10)(10')를 X,Y,Z축 방향으로 정렬시키는 제6과정과, 광섬유(10)(10')에 도포된 에폭시를 자연 상태 또는 자외선광을 이용해 상기 정렬된 광섬유(10)(10')를 원통형 봉(22a)(2a') 내부에 고정시키는 제7과정과, 상기 광섬유(10)(10')에 도포된 에폭시가 굳은 후, 광섬유(10)(10')의 위치를 표시하고 상기 페롤-고정용지그(18)(18')에서 원통형의 봉(22a)(22a')을 빼내어 상기 원통형의 봉(22a)(22a')단면을 연마하는 제8과정으로 이루어져 상기 광섬유(10)(10')가 페롤(22)(22')내부에 정렬되어 진다.
또한, 제1,2,8도에 도시된 바와 같이 본 발명의 광소자 결합계의 정렬 장치를 이용하여 페롤 내부에서 광섬유가 일정 각도를 가지도록 상기 광섬유를 페롤 내부에 정렬하는 방법은 다음과 같다.
1심 또는 2심이상의 광섬유(10)(10')의 외부면에 에폭시 수지등으로 도포하는 제1과정과, 상기 광섬유(10)(10')의 클래드 외경보다 훨씬 큰 내경을 갖는 실리카 또는 세라믹 재질로된 원통형 봉(22c)(22c')을 페롤 대용으로 인위적으로 제작하는 제2과정과, 상기 광섬유(10)(10')를 원통형의 봉(22c)(22c') 내부에 형성된 페롤구멍(20c)(20c')에 끼우는 제3과정과, 상기 광섬유(10)(10')가 끼워진 원통형 봉(22c)(22c')을 페롤-고정용지그(18)(18')에 끼우는 제4과정과, 상기 광섬유(10)의 일측 끝부분을 제1광섬유-고정용지그(14)에 형성된 제1구멍(12)으로 통과시키고, 상기 광섬유(10)의 타측 끝부분을 제2광섬유-고정용지그(26)에 형성된 제2구멍(24)으로 통과시킨다. 또는, 상기 광섬유(10')의 일측 끝부분을 제2광섬유-고정용지그(26)에 형성된 제2구멍(24)으로 통과시키고, 상기 광섬유(10')의 타측 끝부분을 제3광섬유-고정용지그(30)에 형성된 제3구멍(24)으로 통과시키는 제5과정과, 제어부(16)(16')의 조정으로 상기 제1광섬유-고정용지그(14)는 타측 방향으로 동작되어 상기 광섬유(10)의 상단부를 일측 방향으로 이동시키고 동시에 상기 제어부(16)(16')의 조정으로 상기 제2광섬유-고정용지그(26)는 상기 광섬유(10)의 하단부를 타측 방향으로 이동시켜 상기 광섬유(10)를 일정 각도를 가지도록 경사지게 이동시켜 광섬유(10)를 X,Y,Z축 방향으로 정렬시키는 {또는, 제어부(16)(16')의 조정으로 상기 제2광섬유-고정용지그(26)는 타측 방향으로 동작되어 상기 광섬유(10')의 상단부를 일측 방향으로 이동시키고 동시에 상기 제어부(16)(16')의 조정으로 상기 제3광섬유-고정용지그(30)는 상기 광섬유(10')의 하단부를 타측 방향으로 이동시켜 상기 광섬유(10')를 일정 각도를 가지도록 경사지게 이동시켜 광섬유(10')를 X,Y,Z축 방향으로 정렬시키는} 제6과정과, 광섬유(10)(10')에 도포된 에폭시를 자연 상태 또는 자외선광을 이용해 상기 정렬된 광섬유(10)(10')를 원통형의 봉(22c)(22c') 내부에 고정시키는 제7과정과, 상기 광섬유(10)(10')에 도포된 에폭시가 굳은 후, 광섬유(10)(10')의 위치를 표시하고 상기 페롤-고정용지그(18)(18')에서 원통형 봉(22c)(22c')을 빼내어 상기 원통형의 봉(22c)(22c') 단면을 연마하는 제8과정으로 이루어져 상기 광섬유(10)(10')가 페롤(22)(22') 내부에 정렬되어 진다.
또한, 상기와 같은 제작 방법을 이용하여 제9도에서 도시된 바와 같이 다중화기, 광필터, 광아이솔레이터, 광스위치, 콘넥터류등과 같은 광결합계를 제작할 수 있다.
상기와 같은 본 발명에 의하여 광소자 결합계의 정렬 장치 및 제작 방법은 광섬유를 페롤 내부에 정렬시에 정밀 가공을 하지 않고 페롤 공차를 이용하기 때문에 제작 시간이 단축되어 제폼의 경제성이 향상되며, 상기 광섬유 간 및 광섬유 결합계의 구성에 있어 정렬과 동시에 광섬유를 페롤 내부에 고정할 수 있으며, 2심이상의 광섬유를 이용한 광섬유 접속 또는 광결합계의 구현시에 정밀한 정렬 도구를 사용하지 않기 때문에 쉽게 광섬유를 정렬할 수 있으며, 이로인해 조립 공수의 감소로 생산성이 향상되며, 또한 복수개의 광섬유를 이용하는 파장 다중화기 등에서의 중심 광섬유 및 주변 광섬유의 배치를 선택적으로 구현할 수 있으며, 또한 다심광섬유의 접속시 접속의 용이함과 접속 손실을 최소화 시킬 수 있으며, 볼렌즈를 사용하는 광결합계에서 광섬유를 렌즈의 중심에서 일정거리 벗어난 축에 정렬할 수 있으므로 반사 손실을 향상시킬 수 있으며, 또한 충분한 공차를 지니는 페롤 내부에서의 광섬유와 페롤 내부면과 일정한 각도를 유지하여 정렬 및 고정함으로서 실제 연마된 효과를 구현할 수 있는 효과가 있다.

Claims (22)

  1. 광소자 결합계의 정렬장치에 있어서, 광소자 결합계는 광섬유(10)를 지지하는 페롤(22)과, 상기 페롤(22)의 내부는 상기 광섬유(10)가 일정 공간에서 움직일 수 있도록 하기 위한 페롤구멍(20)과, 상기 페롤(22)의 외측은 페롤(22)을 고정하기 위한 페롤-고정용지그(18)와, 상기 페롤-고정용지그(18)의 상단부는 상기 페롤(22) 내부에 끼워진 광섬유(10)를 지지 및 고정하기 위한 제1광섬유-고정용지그(14)와, 상기 제1광섬유-고정용지그(14)의 중심부는 상기 광섬유(10)가 끼워지도록 하기 위한 제1구멍(12)과, 상기 페롤-고저용지그(18)의 하단부는 상기 페롤(22) 내부에 끼워진 광섬유(10)를 고정하기 위한 제2광섬유-고정용지그(26)와, 상기 제2광섬유-고정용지그(26)의 중심부는 상기 광섬유(10)가 끼워지도록 하기 위한 제2구멍(24)과, 상기 제1광섬유-고정용지그(14)와 제2광섬유-고정용지그(26)의 위치를 제어하여 광섬유(10)를 X,Y,Z축으로 정렬시키기 위한 제어부(16)로 구성된 것을 특징으로 하는 광소자 결합계의 정렬 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 페롤-고정용지그(18)는 슬리브 형태로 형성된 것을 특징을 하는 광소자 결합계의 정렬 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 페롤-고정용지그(18)는 그루브(groove) 형태 또는 원통형 형태로 형성된 것을 특징으로 하는 광소자 결합계의 정렬장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 제1광섬유-고정용지그(14)와 제2광섬유-고정용지그(26)는 V-그루브(V-groove) 형태 또는 원형 형태로 형성된 것을 특징으로 하는 광소자 결합계의 정렬 장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 제1광섬유-고정용지그(14)와 제2광섬유-고정용지그(26)는 광섬유(10)가 정렬된 후 분리척(58)에 의해 분리되는 것을 특징으로 하는 광소자 결합계의 정렬 장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 페롤(22)은 세라믹 또는 실리카 재질로 형성된 것을 특징으로 하는 광소자 결합계의 정렬 장치.
  7. 제1항에 있어서, 상기 페롤-고정용지그(18)는 상기 제어부(16)와 제1광섬유-고정용지그(14)와 제2광섬유-고정용지그(26)의 움직임에 관계없이 항상 고정되어 움직이지 않도록 설치된 것을 특징으로 하는 광소자 결합계의 정렬 장치.
  8. 제1항에 있어서, 상기 광소자 결합계의 정렬 장치는 2심 이상의 광섬유 페롤을 제작할 수 있도록 구성된 것을 특징으로 하는 광소자 결합계의 정렬 장치.
  9. 광소자 결합계의 정렬장치에 있어서, 광소자 결합계는 광섬유(10)를 지지하는 페롤(22)과 , 상기 페롤(22)의 내부는 상기 광섬유(10)가 일정 공간에서 움직일 수 있도록 하기 위한 페롤구멍(20)과, 상기 페롤(22)의 외측은 페롤(22)을 고정하기 위한 페롤-고저용지그(18)와, 상기 페롤-고정용지그(18)의 상단부는 상기 페롤(22)내부에 끼워진 광섬유(10)를 지지 및 고정하기 위한 제1광섬유-고정용지그와(14), 상기 제1광섬유-고정용지그(14)의 중심부는 상기 광섬유(10)가 끼워지도록 하기 위한 제1구멍(12)과, 상기 페롤-고정용지그(18)의 하단부는 상기 페롤(22) 내부에 끼워진 광섬유(10)와 페롤(22')내부에 끼워진 광섬유(10')를 고정하기 위한 제2광섬유-고정용지그(26)와, 상기 제2광섬유-고정용지그(26)의 중심부는 상기 각각의 광섬유(10)(10')가 끼워지도록 하기 위한 제2구멍(24)과, 상기 제2광섬유-고정용지그(26)의 하단부는 상기 광섬유(10')를 지지하는 페롤(22')과, 상기 페롤(22')의 내부는 상기 광섬유(10')가 일정 공간에서 움직일 수 있도록 하기 위한 페롤구멍(20')과, 상기 페롤(22')의 외측은 페롤(22')을 고정하기 위한 페롤-고정용지그(18')와, 상기 페롤-고정용지그(18')의 하단부는 상기 페롤(22') 내부에 끼워진 광섬유(10')를 지지 및 고정하기 위한 제3광섬유-고정용지그(30)와, 상기 제3광섬유-고정용지그(30)의 중심부는 상기 광섬유(10')가 끼워지도록 하기 위한 제3구멍(34)과, 상기 제1광섬유-고정용지그(14)와 제2광섬유-고정용지그(26)와 제3광섬유-고정용지그(30)의 위치를 제어하여 각각의 광섬유(10)(10')를 X,Y,Z축으로 정렬시키기 위한 제어부(16')로 구성된 것을 특징으로 하는 광소자 결합계의 정렬 장치.
  10. 제9항에 있어서, 상기 광소자 결합계의 정렬 장치는 상기 제2광섬유-고정용지그(26)를 중심으로 대칭적으로 설치된 것을 특징으로 하는 광소자 결합계의 정렬 장치.
  11. 제9항에 있어서, 상기 페롤-고정용지그(18)(18')는 슬리브 형태로 형성된 것을 특징으로 하는 광소자 결합계의 정렬 장치.
  12. 제9항에 있어서, 상기 페롤-고정용지그(18)(18')는 그루브(groove)형태 또는 원통형 형태로 형성된 것을 특징으로 하는 광소자 결합계의 정렬 장치.
  13. 제9항에 있어서, 상기 제1광섬유-고정용지그(14)와 제2광섬유-고정용지그(26)와 제3광섬유-고정용지그(30)는 V-그루브(V-groove) 형태 또는 원형 형태로 형성된 것을 특징으로 하는 광소자 결합계의 정렬장치.
  14. 제9항에 있어서, 상기 제1광섬유-고정용지그(14)와 제2광섬유-고정용지그(26)와 제3광섬유-고정용지그(30)는 상기 각각의 광섬유(10)(10')가 정렬된 후 분리척(32)에 의해 분리되는 것을 특징으로 하는 광소자 결합계의 정렬 장치.
  15. 제9항에 있어서, 상기 페롤(22)(22')은 세라믹 또는 실리카 재질로 형성된 것을 특징으로 하는 광소자 결합계의 정렬 장치.
  16. 제9항에 있어서, 상기 페롤-고정용지그(18)(18')는 상기 제어부(16')와 제1광섬유-고정용지그(14)와 제2광섬유-고정용지그(26)와 제3광섬유-고정용지그(30)의 움직임에 관계없이 항상 고정되어 움직이지 않도록 설치된 것을 특징으로 하는 광소자 결합계의 정렬 장치.
  17. 제9항에 있어서, 상기 광소자 결합계의 정렬 장치는 2심 이상의 광섬유 페롤을 제작할 수 있도록 구성된 것을 특징으로 하는 광소자 결합계의 정렬 장치.
  18. 제9항에 있어서, 상기 제2광섬유-고정용지그(26)는 상기 각각의 광섬유(10)(10')를 동시에 고정할 수 있도록 설치된 것을 특징으로 하는 광소자 결합계의 정렬 장치.
  19. 페롤 내부에 있는 공차 및 동심도에 무관한 광섬유 정렬 방법에 있어서, 광섬유(10)(10')의 외부면에 에폭시 수지등으로 도포하는 제1과정과, 상기 광섬유(10)(10')의 클래드 외경보다 0.001mm이상의 공차를 갖도록 페롤구멍(20)(20')이 형성된 페롤(22)(22')을 제작하는 제2과정과, 상기 광섬유(10(10')를 페롤(22)(22')의 내부에 형성된 페롤구멍(20)(20')에 끼우는 제3과정과, 상기 광섬유(10)(10')가 끼워진 페롤(22)(22')을 페롤-고정용지그(18)(18')에 끼우는 제4과정과, 상기 광섬유(10)의 일측 끝부분을 제1광섬유-고정용지그(14)에 형성된 제1구멍(12)으로 통과시키고, 상기 광섬유(10)의 타측 끝부분을 제2광섬유-고정용지그(26)에 형성된 제2구멍(24)으로 통과시키는 {또는, 상기 광섬유(10')의 일측 끝부분을 제2광섬유-고정용지그(26)에 형성된 제2구멍(24)으로 통과시키고, 상기 광섬유(10')의 타측 끝부분을 제3광섬유-고정용지그(30)에 형성된 제3구멍(34)으로 통과시키는} 제5과정과, 제어부(16)(16')의 조정으로 좌.우 상.하 방향으로 동작되는 상기 제1광섬유-고정용지그(14)와 제2광섬유-고정용지그(26)와 제3광섬유-고정용지그(30)에 의해 상기 광섬유(10)(10')를 페롤구멍(20)(20')에서 원하는 위치로 이동시켜 광섬유(10)(10')를 X,Y,Z축 방향으로 정렬시키는 제6과정과, 광섬유(10)(10')에 도포된 에폭시를 자연 상태 또는 자외선광을 이용해 상기 정렬된 광섬유(10)(10')를 페롤(22)(22') 내부에 고정시키는 제7과정과, 상기 광섬유(10)(10')에 도포된 에폭시가 굳은 후, 광섬유(10)(10')의 위치를 표시하고 상기 페롤-고정용지그(18)(18')에서 페롤(22)(22')을 빼내어 상기 페롤(22)(22') 단면을 연마하는 제8과정으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 광소자 결합계의 제작방법.
  20. 제19항에 있어서, 상기 광섬유 정렬 방법은 2심 이상의 광섬유에도 적용될 수 있는 광소자 결합계의 제작 방법.
  21. 페롤이 없는 상태에서 광섬유의 고정 위치를 다양하게 하여 정렬시키는 방법에 있어서, 광섬유(10)(10')의 외부면에 에폭시 수지등으로 도포하는 제1과정과, 상기 광섬유(10)(10')의 클래드 외경보다 훨씬 큰 내경을 갖는 실리카 또는 세라믹 재질로된 원통형의 봉(22a)(22a')을 페롤 대용으로 인위적으로 제작하는 제2과정과, 상기 광섬유(10)(10')를 원통형의 봉(22a)(22a')의 내부에 형성된 페롤구멍(20a)(20a')에 끼우는 제3과정과, 상기 광섬유(10)(10')가 끼워진 원통의 봉(22a)(22a')을 페롤-고정용지그(18)(18')에 끼우는 제4과정과, 상기 광섬유(10)의 일측 끝부분을 제1광섬유-고정용지그(14)에 형성된 제1구멍(12)으로 통과시키고, 상기 광셤유(10)의 타측 끝부분을 제2광섬유-고정용지그(26)에 형성된 제2구멍(24)으로 통과시키는 {또는 , 상기 광섬유(10')의 일측 끝부분을 제2광섬유-고정용지그(26)에 형성된 제2구멍(24)으로 통과시키고, 상기 광섬유(10')의 타측 끝부분을 제3광섬유-고정용지그(30)에 형성된 제3구멍(24)으로 통과시키는} 제5과정과, 제어부(16)(16')가 상기 제1광섬유-고정용지그(14)와 제2광섬유-고정용지그(26)와 제3광섬유-고정용지그(30)를 넓은 범위로 좌.우, 상.하 방향으로 조정하여 상기 광섬유(10)(10')를 페롤 구멍(20a)(20a')에서 고정 위치를 다양하게 이동시켜 광섬유(10)(10')를 X,Y,Z축 방향으로 정렬시키는 제6과정과, 광섬유(10)(10')에 도포된 에폭시를 자연 상태 또는 자외선광을 이용해 상기 정렬된 광섬유(10)(10')를 원통형의 봉(22a)(22a') 내부에 고정시키는 제7과정과, 상기 광섬유(10)(10')에 도포된 에폭시가 굳은 후, 광섬유(10)(10')의 위치를 표시하고 상기 페롤-고정용지그(18)(18')에서 원통형 봉(22a)(22a')을 빼내어 상기 원통형의 봉(22a)(22a') 단면을 연마하는 제8과정으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 광소자 결합계의 제작 방법.
  22. 페롤 내부에서 광섬유를 일정 각도를 가지도록 정렬시키는 방법에 있어서, 광섬유(10)(10')의 외부면에 에폭시 수지등으로 도포하는 제1과정과, 상기 광섬유(10)(10')의 클래드 외경보다 훨씬 큰 내경을 갖는 실리카 또는 세라믹 재질로 된 원통형 봉(22c)(22c')을 페롤 대용으로 인위적으로 제작하는 제2과정과, 상기 광섬유(10)(10')를 원통형의 봉(22c)(22c') 내부에 형성된 페롤구멍(20c)(20c')에 끼우는 제3과정과, 상기 광섬유(10)(10')가 끼워진 원통형 봉(22c)(22c')을 페롤-고정용지그(18)(18')에 끼우는 제4과정과, 상기 광섬유(10)의 일측 끝부분을 제1광섬유-고정용지그(14)에 형성된 제1구멍(12)으로 통과시키고, 상기 광섬유(10)의 타측 끝부분을 제2광섬유-고정용지그(26)에 형성된 제2구멍(24)으로 통과시키는 {또는 , 상기 광섬유(10')의 일측 끝부분을 제2광섬유-고정용지그(26)에 형성된 제2구멍(24)으로 통과시키고, 상기 광섬유(10')의 타측 끝부분을 제3광섬유-고정용지그(30)에 형성된 제3구멍(34)으로 통과시키는} 제5과정과, 제어부(16)(16')의 조정으로 상기 제1광섬유-고정용지그(14)는 타측 방향으로 동작되어 상기 광섬유(10)의 상단부를 일측 방향으로 이동시키고 동시에 상기 제어부(16)(16')의 조정으로 상기 제2광섬유-고정용지그(26)는 상기 광섬유(10)의 하단부를 타측 방향으로 이동시켜 상기 광섬유(10)를 일정 각도를 가지도록 경사지게 이동시켜 광섬유(10)를 X,Y,Z축 방향으로 정렬시키는 {또는, 제어부(16)(16')의 조정으로 상기 제2광섬유-고정용지그(26)는 타측 방향으로 동작되어 상기 광섬유(10')의 상단부를 일측 방향으로 이동시키고 동시에 상기 제어부(16)(16')의 조정으로 상기 제3광섬유-고정용지그(30)는 상기 광섬유(10')의 하단부를 타측 방향으로 이동시켜 상기 광섬유(10')를 일정 각도를 가지도록 경사지게 이동시켜 광섬유(10')를 X,Y,Z축 방향으로 정렬시키는} 제6과정과, 광섬유(10)(10')에 도포된 에폭시를 자연 상태 또는 자외선광을 이용해 상기 정렬된 광섬유(10)(10')를 원통형의 봉(22c)(22c') 내부에 고정시키는 제7과정과, 상기 광섬유(10)(10')에 도포된 에폭시가 굳은 후, 광섬유(10)(10')의 위치를 표시하고 상기 페롤-고정용지그(18)(18')에서 원통형 봉(22c)(22c')을 빼내어 상기 원통형의 봉(22c)(22c') 단면을 연마하는 제8과정으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 광소자 결합계의 제작 방법.
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