KR20100083992A - 광섬유를 이용하는 광소자 제조 방법, 광섬유를 이용하는 광소자 및 이를 이용한 광 트위저 - Google Patents

Abstract

광섬유를 이용하는 광소자 제조 방법, 광섬유를 이용하는 광소자 및 이를 이용한 광 트위저가 개시된다. 본 발명의 일 실시 예에 따른 광섬유를 이용한 광소자 제조 방법은, 단일모드 광섬유와 중공 광섬유를 접속하는 단계; 상기 중공 광섬유에 코어 없는 광섬유를 접속하는 단계; 및 상기 코어 없는 광섬유의 잘린 단면에 액체 폴리머를 올려 폴리머 렌즈를 제작하는 단계를 포함한다. 또한, 본 발명의 일 실시 예에 따른 광섬유를 이용한 광소자는, 단일모드 광섬유; 상기 단일모드 광섬유에 한쪽 끝이 접속된 중공 광섬유; 상기 중공 광섬유에 한쪽 끝이 접속된 코어 없는 광섬유; 및 상기 코어 없는 광섬유의 다른 한쪽 끝의 단면에 형성된 폴리머 렌즈를 포함한다. 또한, 본 발명의 일 실시 예에 따른 광섬유를 이용한 광 트위저는, 빛을 발생시키는 광원; 및 상기 광원에 한쪽 끝이 연결되어 상기 빛을 입력받고, 다른 한쪽 끝의 폴리머 렌즈를 통해 비회절성 베셀빔을 출력하는 광소자를 포함한다. 본 발명의 일 실시 예에 의하면, 단일모드광섬유, 중공 광섬유와 코어 없는 광섬유를 연속을 접합하고 그 위에 폴리머 렌즈를 형성함으로써, 소자의 크기가 작고, 크기에 비해 베셀빔의 형성거리를 크게 향상시킬 수 있으며, 빛이 광섬유로 진행되기 때문에 사용환경의 제약이 매우 적어 최근 광학분야의 이슈인 이멀젼 시스템을 쉽게 도입할 수 있다.

non-diffraction bessel beam, optical fiber, photonic device, Optical manipulation, Optical tweezer

Description

광섬유를 이용하는 광소자 제조 방법, 광섬유를 이용하는 광소자 및 이를 이용한 광 트위저 {Method for menufacturing a photonic device using optical fibers, Photonic device using optical fibers and Optical tweezer}

본 발명은 광소자에 관한 것으로, 특히, 광섬유를 이용하여 제조되고 비회절성 베셀빔을 형성하는 광소자, 그 제조 방법 및 그 응용에 관한 것이다.

광섬유는 투명한 막대봉으로써 보통 유리 또는 투명한 플래스틱으로 만들어지고 봉을 통해 빛이 전파된다. 빛 신호는 광 파이프라 불리는 이 봉을 통해 송신기에서 수신기로 진행하고, 섬유 내에 손실이 크지 않으면 봉의 수신 끝단에서 쉽게 검출된다. 광섬유는 광 막대봉인 코어를 클래딩으로 코팅된 형태로 구성되며 코어와 크래딩은 서로 다른 광 특성을 갖는다.

크래드되지 않은 경우 빛 에너지의 일부만이 봉에 보존되고 나머지는 주변에 누출된다. 반면에 크래드된 경우는 휠씬 더 효과적으로 빛을 전송하는 매체임을 알 수 있다. 광섬유를 진행함에 따라 발생하는 빛 에너지의 손실은 크래드가 있는 경우가 크래드가 없는 경우에 비해 휠씬 작다. 광섬유에서 발생되는 빛의 손실과 광 펄스의 왜곡이 과거의 광 통신 길술에서 가장 어려운 두 가지 문제였으나, 현재 저 손실, 저 펄스 왜곡이 광섬유의 가장 큰 장점이 되었다.

본래 모든 빛은 근원으로부터 생성된 이후 주변으로 퍼져나가는 회절현상을 보이게 된다. 그러나 J.Durnin은 이 회절현상 자체를 이용해서 빛의 퍼짐이 일어나지 않는 빛을 제안했으며 그 형태가 베셀함수(Bessel function)과 같아 베셀빔이라고 하고 환형 구멍 (aperture)을 이용해서 베셀빔을 실제로 구현했다. G.Indebetouw가 액시콘(Axicon)을 이용해서 빛의 퍼짐이 이전 보다 더욱 즐어든 베셀빔을 만드는데 성공했다. 또 다른 기술은 홀로그램 (hologram)을 이용한 베셀빔을 형성하는 것으로 컴퓨터로 제어한다는 장점이 있으며, 페브리-페로 공동 (Fabry-Perot cavity)과 환형 구멍을 결합한 시스템도 개발됐다. 최근에는 레이저 공동 안에 아르콘 이온을 넣거나 액시콘 렌즈를 집어넣어서 레이저에서 베셀빔이 나오도록 하는 시스템도 개발되었다.

가우시안 라이트 빔 (gaussian light beams)을 사용하는 종래의 광 트위저 (optical tweezer)는 빔의 중심에서 수 마이크로 미터만 벗어나도 입자를 포획할 수 없었다. 이는 입자에 의한 빔 디스토션 (beam distortion)과 초점 평면 (focal plane)으로부터의 강한 다이버젼스 때문이다.

베셀빔을 사용하는 광 트위저는 이러한 다이버젼스를 줄일 수 있다. 그러나, 종래 기술들은 벌크(bulk) 광학시스템을 이용해서 베셀빔을 생성하는 것으로서, 부피가 크고 무게도 무거웠으며, 이멀젼 시스템에 사용하기 어려운 점이 있다. 또한, 그 크기에 비해 베셀빔의 형성거리는 빈약했으며 사용환경의 제약 역시 컸다.

따라서, 본 발명이 이루고자 하는 첫 번째 기술적 과제는, 광섬유를 이용하여 비회절성 베셀빔을 형성하는 광소자를 제조하는 방법을 제공하는 데 있다.

본 발명이 이루고자 하는 두 번째 기술적 과제는, 광섬유를 이용하여 비회절성 베셀빔을 형성하는 광소자를 제공하는 데 있다.

본 발명이 이루고자 하는 세 번째 기술적 과제는, 상기의 비회절성 베셀빔을 형성하는 광소자를 이용하여 입자들을 광포획할 수 있는 광 트위저를 제공하는 데 있다.

상기의 첫 번째 기술적 과제를 이루기 위하여, 본 발명의 일 실시 예에 따른 광섬유를 이용한 광소자 제조 방법은, 단일모드 광섬유와 중공 광섬유를 접속하는 단계; 상기 중공 광섬유에 코어 없는 광섬유를 접속하는 단계; 및 상기 코어 없는 광섬유의 잘린 단면에 액체 폴리머를 올려 폴리머 렌즈를 제작하는 단계를 포함한다.

바람직하게는, 상기 단일모드 광섬유와 중공 광섬유를 접속하는 단계는, 상기 중공 광섬유의 한쪽 끝단을 서서히 좁게 만들어 상기 중공 광섬유의 공기구멍의 지름을 줄인 후 상기 단일모드 광섬유와 융착 접속하는 단계일 수 있다.

바람직하게는, 상기 중공 광섬유의 길이는, 상기 단일모드 광섬유의 빛이 전달되어 중공 광섬유 내에서 모드변환이 일어나는 길이일 수 있다.

바람직하게는, 상기 폴리머 렌즈를 제작하는 단계는, 상기 액체 폴리머에 자외선을 조사하는 단계를 포함할 수 있다.

상기의 두 번째 기술적 과제를 이루기 위하여, 본 발명의 일 실시 예에 따른 광섬유를 이용한 광소자는, 단일모드 광섬유; 상기 단일모드 광섬유에 한쪽 끝이 접속된 중공 광섬유; 상기 중공 광섬유에 한쪽 끝이 접속된 코어 없는 광섬유; 및 상기 코어 없는 광섬유의 다른 한쪽 끝의 단면에 형성된 폴리머 렌즈를 포함한다.

바람직하게는, 상기 중공 광섬유는, 상기 단일모드 광섬유와 접속하는 끝단을 서서히 좁게 만들어 내부의 공기구멍의 지름이 줄어든 형태일 수 있다.

바람직하게는, 상기 중공 광섬유의 길이는, 상기 단일모드 광섬유의 빛이 전달되어 중공 광섬유 내에서 모드변환이 일어나는 길이일 수 있다.

상기의 세 번째 기술적 과제를 이루기 위하여, 본 발명의 일 실시 예에 따른 광섬유를 이용한 광 트위저는, 빛을 발생시키는 광원; 및 상기 광원에 한쪽 끝이 연결되어 상기 빛을 입력받고, 다른 한쪽 끝의 폴리머 렌즈를 통해 비회절성 베셀빔을 출력하는 광소자를 포함한다. 상술한 바와 같이, 상기 광소자는 단일모드 광섬유; 상기 단일모드 광섬유에 한쪽 끝이 접속된 중공 광섬유; 상기 중공 광섬유에 한쪽 끝이 접속된 코어 없는 광섬유; 및 상기 코어 없는 광섬유의 다른 한쪽 끝의 단면에 형성된 폴리머 렌즈를 포함한다.

바람직하게는, 상기 중공 광섬유의 길이는, 상기 단일모드 광섬유의 빛이 전달되어 중공 광섬유 내에서 모드변환이 일어나는 길이일 수 있다.

바람직하게는, 상기 광소자 제조 방법, 광소자, 광 트위저에서, 상기 코어 없는 광섬유의 길이는, 다음의 수학식

에 의해 결정될 수 있다.

본 발명의 일 실시 예에 의하면, 단일모드광섬유, 중공 광섬유와 코어 없는 광섬유를 연속을 접합하고 그 위에 폴리머 렌즈를 형성함으로써, 소자의 크기가 작고, 크기에 비해 베셀빔의 형성거리를 크게 향상시킬 수 있으며, 빛이 광섬유로 진행되기 때문에 사용환경의 제약이 매우 적어 최근 광학분야의 이슈인 이멀젼 시스템을 쉽게 도입할 수 있다.

또한, 베셀빔을 통해 빔의 광조작(Optical manipulation)을 일으키면 입자의 광포획 실험이 가능한데, 기존 광포획 실험은 매우 얇은 하나의 단면에 대해서만 광포획이 가능했던 반면, 베셀 빔을 이용할 경우 여러 층에 대해 동시에 광포획 실험이 가능하게 된다.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명하기로 한다. 그러나, 다음에 예시하는 본 발명의 실시 예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 다음에 상술하는 실시 예에 한정되는 것은 아니다.

본 발명의 일 실시 예에서는 광섬유를 이용하여 기존 베셀빔 형성 시스템보다 저렴하고 간단하면서 여러 환경에서 사용 가능한 광소자를 제조한다.

먼저, 도 1과 같이, 단일모드 광섬유(Single Mode Fiber)(110)와 중공 광섬유(Hollow Optical Fiber)(120)를 접속 (Splicing)한다. 양쪽 광섬유(110, 120)를 접속면(115) 방향으로 힘을 가하는 상태에서 접속면(115)에 광섬유 접속용 장비를 이용하여 열을 가하면, 두개의 광섬유(110, 120)가 접속된다.

단일모드 광섬유는 광섬유코어의 직경을 작게하고, 코어와 클래드의 비굴절률차도 줄여 하나의 모드만 도파하도록 한 광섬유이다. 단일모드 광섬유는 초광대역 전송특성을 가지고 있으나 코어 직경이 약 9㎛정도로 아주 작아 광섬유 제조시 코어의 동심성을 유지시키는 것과 함께 단일모드 광섬유간의 접속에 상당한 어려움이 있다. 이러한 광섬유로는 분산천이 광섬유 (Dispersion Shift Fiber)와 분산보상 광섬유(Dispersion Compansation Fiber)가 있다. 분산천이 광섬유란 일반 단일모드광섬유의 분산이 0이 되는 파장이 1.3㎛근처인데 비해, 분산이 0이 되는 파장이 1.55㎛근처로 이동된 광섬유를 말하며, 초고속 (예를 들어, 10G이상) 전송로에 사용된다. 분산보상 광섬유란 광섬유의 분산이 일반 단일모드 광섬유와는 다른 부호를 갖게 하여 분산을 보상해 주는 광섬유를 말한다.

중공 광섬유는 특수 광섬유로서 코어, 코어를 둘러싸고 있는 클래딩으로 구성된 일반 광섬유와 같이 코어와 클래딩으로 구성되어 있으나, 코어의 중앙에 클래딩 역할을 하는 공기 구멍(air hole)을 가지고 있다. 중공 광섬유에서 빛은 코어와 클래딩 영역, 코어와 공기 영역에서 전반사하면서 계속 진행한다. 한편, 중공 광섬유는 일반 광섬유보다 부피가 작다.

예를 들어, 모델명이 HI1060인 단일모드 광섬유를 절단(Cleaving)한 후 중공 광섬유(코어 크기 8 ~ 10um)와 접속할 수 있다. 접속에는 스미토모 전기(sumitomo electric)사의 type-37se를 접속용 장비로 사용할 수 있다. 이 접속에 사용되는 파라미터의 예는 표 1과 같다.

방전시간	1.0초	방전간격	5μm
방전량 (높을수록 강함)	19단계	전진량	11μm

한편, 단일모드 광섬유(110)로부터 중공 광섬유(120)로 광 신호를 전송할 때 두 광섬유의 모드 패턴이 상이하기 때문에 직접 결합시 큰 결합손실이 발생할 수 있다. 따라서, 단일모드 광섬유(110)로부터 중공 광섬유(120)로 효과적인 광 신호 전달을 위해 중공 광섬유(120)의 끝단(115)을 서서히 좁게 만들어 중공 광섬유의 공기구멍의 지름을 줄인 후 융착 접속(fused splicing)한다. 중공 광섬유의 길이는 단일모드 광섬유의 빛이 전달되어 중공 광섬유 내에서 모드변환이 일어나는 길이로 정하는 것이 바람직하다. 특히, 단일모드 광섬유에서 중공 광섬유로 빛이 전파될 때 중공광섬유 특유의 빔모드로 전환되기 위해 중공광섬유의 길이를 최소 20cm이상으로 하는 것이 바람직하다.

그 다음, 도 2와 같이, 상기 중공 광섬유(120)와 코어 없는 광섬유(Coreless Silica Fiber)(130)를 접속한다. 양쪽 광섬유(120, 130)를 접속면(125) 방향으로 힘을 가하는 상태에서 접속면(125)에 광섬유 접속용 장비를 이용하여 열을 가하면, 두개의 광섬유(120, 130)가 접속된다. 중공 광섬유와 코어 없는 광섬유를 접속할 때, 접속면(125)에서 중공 광섬유의 내부 구멍이 붕괴되지 않도록 접속해야 한다. 중공 광섬유와 코어 없는 광섬유를 접속하는데 접속 파라미터의 예는 표 2와 같다.

방전시간	0.45초	방전간격	7μm
방전량 (높을수록 강함)	22단계	전진량	11μm

마지막으로, 도 3과 같이, 코어 없는 광섬유(130)의 깨끗이 잘린 단면에 폴리머 랜즈(140)를 형성한다. 이를 위해 먼저, 코어 없는 광섬유(130)의 잘린 단면에 액체 폴리머를 올린다. 폴리머는 자체 표면장력 때문에 둥근형태를 유지한다. 예를 들어, 렌즈를 만들기 위한 폴리머로서 노랜드 (Norland) 사의 광학 접착제 (optical adhesive) 81번을 사용할 수 있다. 이 폴리머를 자외선에 노출시킴으로서 굳혀 렌즈(140)를 제작한다.

도 4는 코어 없는 광섬유(130)의 길이와 폴리머 렌즈(140)의 곡률을 결정하기 위한 관계식을 도출하는 과정을 도시한 것이다.

코어 없는 광섬유에서 빛이 퍼져나가기 시작하는 위치를 렌즈의 끝으로부터의 거리로 나타내면, So 이다. 렌즈를 빠져나온 빛이 모이게 되는 위치를 렌즈의 끝으로부터의 거리로 나타내면, Si 이다.

이를 코어 없는 광섬유(130)와 폴리머 렌즈(140)의 굴절률 n₁, 공기층의 굴절률 n₂와 연관시키면, 수학식 1의 관계식을 얻을 수 있다.

여기서, R은 렌즈의 곡률 반경이다. 이때, So가 무한대로 커진다고 가정하면, Si는 도 5의 fi로 나타낼 수 있다. fi는 이미지 초점 길이(Image focal length)를 의미하는다. 이를 수식으로 나타내면, 수학식 2가 된다.

반대로, Si가 무한대로 커진다고 가정하면, So는 도 6의 fo로 나타낼 수 있다. 이를 수식으로 나타내면, 수학식 3이 된다.

본 발명의 일 실시 예에 따른 광소자는 비회절성 베셀빔 (non-diffraction bessel beam)을 형성하여야 하므로, 코어 없는 광섬유(130)의 길이를 수학식 3의 fo와 동일하게 하는 것이 바람직하다. 즉, 코어 없는 광섬유(130)의 길이와 폴리머 렌즈(140)의 곡률은 수학식 4와 같이 표현될 수 있다.

폴리머 렌즈의 곡률은 또한 사용되는 액체 폴리머의 물성에 따라 결정되는데, 수학식 4의 관계에서 적절한 값의 재료 및 조건을 선택해야 한다.

한편, 본 발명의 일 실시 예에 따른 광소자는 광포획 분야에 응용될 수 있다. Ashkin에 의해 광포획 기술이 알려진 이후, 원자나 유전체에 작용하는 복사력에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 광 트위저는 이러한 광포획 기술 중 하나이다.

광포획을 위하여, 입자에 작용하는 반력은 광과 입자 사이의 운동량 전달이다. 중성입자에 작용하는 힘을 정확히 계산하기 위해서는 주어진 시스템에 대해 적당한 경계조건을 가진 전자기장에 대한 맥스웰 방정식을 풀어야한다. 광포획의 이론적인 접근에서 두 가지 극한의 경우가 있다.

만약 입자의 직경 a가 레이저 빔의 파장 λ 보다 상당히 크다면(a ≫λ), Mie 산란을 만족하는 영역이 된다. 따라서, 전자기파가 국소적으로 평면파인 기하광학으로 설명될 수 있으며, 이러한 극한에서 회절은 무시할 수 있다. 빛은 진행방향으로 에너지에 비례하는 운동량을 가지고 움직이기 때문에, 입자 예컨대, 유전체 구의 경계면에서의 반사와 굴절은 빛의 운동량을 변화시킨다. 만약 빛의 운동량이 △p 만큼 변하면, 운동량 보존법칙에 의해 유전체는 같은 크기이며 방향이 반대인 -△p 만큼 변해야 한다. 유전체 구에 작용하는 합성력은 단위시간당 운동량 변화이다. 입자의 굴절률이 주변 물질의 굴절률 보다 크면, 굴절에 의해 발생하는 광력은 광세기 기울기 방향으로 작용한다. 반대의 경우, 입자의 굴절률이 주변 물질의 굴절률보다 크면 광력은 광세기 기울기의 반대방향으로 작용한다. 산란력은 포획된 물체의 흡수와 반사에 의해 발생한다. 입자가 균일한 구 형상으로 된 경우 광력은 레이-옵틱스(rayoptics) 영역에서 직접 계산할 수 있다. 빔의 가장자리 부분은 축 상의 기울기력으로 작용하고, 중심부분은 주로 산란력으로 작용한다.

매우 작은 입자의 경우(a ≫λ), 레일리 영역에서 입자 직경에 대한 순간적인 전기장은 균일하다고 할 수 있다. 입자는 조화 전기장내에서 단순히 진동하는 유도 쌍극자로 다룰 수 있다. 입자에 작용하는 운동량 전달은 전기장과 쌍극자의 작용으로 계산할 수 있다. 복사력은 기하광학이나 레일리에서 유사하게 기술된다. 이 두 영역에서 입자에 작용하는 힘은 산란력과 기울기력으로 나눌 수 있다. 산란력은 흡수와 쌍극자에 의한 빛의 재방출에 의한 것으로, 입사 빛의 진행방향을 향하며 광세기에 비례한다.

도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 광소자를 광 트위저에 적용한 예를 도시한 것이다.

광원(200)에서 나오는 빛은 본 발명의 일 실시 예에 따른 광소자(100)로 입사된다. 입사된 빛은 중공 광섬유와 코어 없는 광섬유의 접속면(125)에서 퍼졌다가 렌즈의 끝에서 모아져서 비회절성 베셀빔으로 변환된다. 실제 실험에서도 가운데의 빔이 거의 퍼지지 않고 일직선 상으로 진행하는 것을 관찰 할 수 있었다.

이와 같이, 비회절성 베셀빔이 출력되면, 입자에 대한 광조작현상에 의해 입자들이 비회절성 베셀빔 주변으로 모여들게 된다.

본 발명은 도면에 도시된 일 실시 예를 참고로 하여 설명하였으나 이는 예시적인 것에 불과하며 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 실시 예의 변형이 가능하다는 점을 이해할 것이다. 그리고, 이와 같은 변형은 본 발명의 기술적 보호범위 내에 있다고 보아야 한다. 따라서, 본 발명의 진정 한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해서 정해져야 할 것이다.

가장 가까운 시장적용 가능분야는 광 트위저 분야로서, 몇몇 광학 전문회사에 상용제품을 내놓았고 그 시장 규모는 점차 커지고 있다. 하지만 기존 광포획 기술은 매우 얇은 단일층에 대해서만 포획이 가능하다는 단점이 있었다. 베셀빔 기술을 도입할 경우 여러층에 광포획이 가능해지면서 응용성과 시장성이 기하급수적으로 커지게 될 것이다.

현재 베셀빔을 이용해서 여러 분야에 응용 가능성이 높다. 입자에 대한 광조작 현상으로 광포획 및 광트위저에 응용할 수 있다. 원자 광학 분야에서는 보즈-아인슈타인 응축현상에 응용하여 광포획을 할 수 있다. 또한 베셀빔은 비선형 광학분야 및 펄스 베셀빔까지 응용이 확장되는 효과가 기대된다. 특히 광포획 트위저는 상용제품이 생물공학 분야에서 널리 쓰이고 있으며, 그 쓰임새는 점차 확대되는 추세이다.

도 1은 단일모드 광섬유와 중공 광섬유가 접속된 형태의 예를 도시한 것이다.

도 2는 도 1의 중공 광섬유와 코어 없는 광섬유가 접속된 형태의 예를 도시한 것이다.

도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따라, 도 2의 코어 없는 광섬유의 한쪽 단면에 폴리머 랜즈를 형성한 예를 도시한 것이다.

도 4는 도 3에서 코어 없는 광섬유의 길이와 폴리머 렌즈의 곡률을 결정하기 위한 관계식을 도출하는 과정을 도시한 것이다.

도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 광소자에서 이미지 초점 거리를 도시한 것이다.

도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 광소자에서 물체 초점 거리를 도시한 것이다.

도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 광소자를 광 트위저에 적용한 예를 도시한 것이다.

Claims (12)

1. 비회절성 베셀빔을 형성하는 광소자를 제조하는 방법에 있어서,

   단일모드 광섬유와 중공 광섬유를 접속하는 단계;

   상기 중공 광섬유에 코어 없는 광섬유를 접속하는 단계; 및

   상기 코어 없는 광섬유의 잘린 단면에 액체 폴리머를 올려 폴리머 렌즈를 제작하는 단계

   를 포함하는, 광섬유를 이용한 광소자 제조 방법.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 단일모드 광섬유와 중공 광섬유를 접속하는 단계는,

   상기 중공 광섬유의 한쪽 끝단을 서서히 좁게 만들어 상기 중공 광섬유의 공기구멍의 지름을 줄인 후 상기 단일모드 광섬유와 융착 접속하는 단계인 것을 특징으로 하는, 광섬유를 이용한 광소자 제조 방법.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 중공 광섬유의 길이는,

   상기 단일모드 광섬유의 빛이 전달되어 중공 광섬유 내에서 모드변환이 일어나는 길이인 것을 특징으로 하는, 광섬유를 이용한 광소자 제조 방법.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 코어 없는 광섬유의 길이는,

   다음의 수학식

   

   에 의해 결정되는 것을 특징으로 하는, 광섬유를 이용한 광소자 제조 방법.
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 폴리머 렌즈를 제작하는 단계는,

   상기 액체 폴리머에 자외선을 조사하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 광섬유를 이용한 광소자 제조 방법.
6. 비회절성 베셀빔을 형성하는 광소자에 있어서,

   단일모드 광섬유;

   상기 단일모드 광섬유에 한쪽 끝이 접속된 중공 광섬유;

   상기 중공 광섬유에 한쪽 끝이 접속된 코어 없는 광섬유; 및

   상기 코어 없는 광섬유의 다른 한쪽 끝의 단면에 형성된 폴리머 렌즈

   를 포함하는, 광섬유를 이용한 광소자.
7. 제 6 항에 있어서,

   상기 중공 광섬유는,

   상기 단일모드 광섬유와 접속하는 끝단을 서서히 좁게 만들어 내부의 공기구멍의 지름이 줄어든 형태인 것을 특징으로 하는, 광섬유를 이용한 광소자.
8. 제 6 항에 있어서,

   상기 중공 광섬유의 길이는,

   상기 단일모드 광섬유의 빛이 전달되어 중공 광섬유 내에서 모드변환이 일어나는 길이인 것을 특징으로 하는, 광섬유를 이용한 광소자.
9. 제 6 항에 있어서,

   상기 코어 없는 광섬유의 길이는,

   다음의 수학식

   

   에 의해 결정되는 것을 특징으로 하는, 광섬유를 이용한 광소자.
10. 비회절성 베셀빔을 형성하는 광 트위저에 있어서,

    빛을 발생시키는 광원; 및

    상기 광원에 한쪽 끝이 연결되어 상기 빛을 입력받고, 다른 한쪽 끝의 폴리머 렌즈를 통해 비회절성 베셀빔을 출력하는 광소자를 포함하고,

    상기 광소자는,

    단일모드 광섬유;

    상기 단일모드 광섬유에 한쪽 끝이 접속된 중공 광섬유;

    상기 중공 광섬유에 한쪽 끝이 접속된 코어 없는 광섬유; 및

    상기 코어 없는 광섬유의 다른 한쪽 끝의 단면에 형성된 폴리머 렌즈

    를 포함하는, 광섬유를 이용한 광 트위저.
11. 제 10 항에 있어서,

    상기 중공 광섬유는,

    상기 단일모드 광섬유와 접속하는 끝단을 서서히 좁게 만들어 내부의 공기구멍의 지름이 줄어든 형태인 것을 특징으로 하는, 광섬유를 이용한 광소자.
12. 제 10 항에 있어서,

    상기 코어 없는 광섬유의 길이는,

    다음의 수학식

    

    에 의해 결정되는 것을 특징으로 하는, 광섬유를 이용한 광소자.

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