광 케이블, 커플러 및 스플리터
광섬유 케이블에는 많은 종류가 있습니다. 도 1에 도시 된 바와 같이, 다수의 섬유를 단일 단일체 케이블 또는 리본 또는 지퍼 코드 구조로 패키징하는 것이 가능하다. 끝이 게터, 흙 받이 및 광택에 묶여있는 섬유 번들은 유연한 광 파이프를 형성 할 수 있습니다. 물론, 입력 광섬유와 출력 광섬유의 위치 사이에 고정 된 관계가 없도록 광섬유를 묶을 수 있습니다. 그러한 구조의 주된 목적은 일례로서 조명을 위해 한 위치에서 다른 위치로 빛을 안내하는 것이다. 이들은 예를 들어 조명을 위해 종종 "incother"라고 불린다. 이들은 종종 광학 일관성 이론과는 관련이 없지만 비 간섭 성 번들이라고도합니다. 흥미로운 경우는 섬유가 조심스럽게 정렬되어 묶음의 양 끝에서 동일한 상대적 위치를 차지하는 경우입니다. 그러한 번들은 일관성있게 말해진다. 단일 모드 광섬유의 일관된 번들은 번들의 유연성이 높을 때에도 고품질 이미지를 전달할 수 있습니다. 이러한 섬유 어레이는 원격 비전 시스템에서 많은 응용 분야를 가지며 의학 응용 분야의 광섬유 내시경에 사용됩니다. 모든 섬유 배열이 유연 해지는 것은 아닙니다. 융합 된 단단한 묶음 또는 모자이크를 사용하여 음극선 관에서 저해상도 판유리를 대체 할 수 있습니다. 수십에서 수백만 개의 개별 섬유로 구성된 모자이크는 클래딩이 융합 된 상태에서 균질 한 유리와 같은 기계적 성질을 가지고 있습니다. 모자이크의 또 다른 일반적인 응용 분야는 필드 평온함입니다.
렌즈 시스템에 의해 형성된 이미지가 곡면에 떨어지면, 예를 들어 사진 필름 플레이트와 매치시키기 위해 그것을 평면으로 재 형성하는 것이 종종 바람직하다. 모자이크는 이미지의 윤곽과 일치하도록 한쪽 끝에서 그루브와 광택을 내고 다른 쪽 표면에서는 감지기의 구성과 일치시킬 수 있습니다. 유사하게, 융합 테이퍼 형 섬유의 시트는 광이 섬유의 더 작은 또는 더 큰 단부로 들어가는 지에 따라 이미지를 확대하거나 이미지를 소형화하는데 사용될 수있다.
광섬유 스플리터 (Splitters), 커플러 (coupler) 및 결합기 (combiners)와 같은 많은 간단한 장치가 제작되었습니다. 가장 일반적인 기술은 섬유 테이퍼 테이퍼링 (taaperingtapering)을 포함합니다. 마이크로 광학 및 집적 광학 부품을 포함하는 다른 제조 기술도 사용될 수있다. 그러나 광섬유 장치는 케이블의 또 다른 부분으로 기존 네트워크에 삽입 될 수 있기 때문에 특히 유용합니다. 가장 일반적인 장치 중 하나는 단일 모드 광섬유로 구현되는 테이퍼 형 광섬유 전력 분배기입니다. 이 과정에서, 보호용 자켓이 제거 된 두 개의 유리 섬유는 게터에 근접하여 서로 평행하게되며, 토치 또는 유사한 열원을 사용하여 융착되고 늘어납니다. 처음에는 하나의 광섬유로 시작된 광은 테이퍼 진 영역을 통해 전파 될 때 인접한 광섬유로 부분적으로 결합됩니다. 단일 모드 광섬유에서 전파되는 광은 코어에 국한되지 않고 주변 클래딩으로 확장됩니다. 섬유 테이퍼의 경우, 입력 섬유 코어를 통해 전파되는 광은 처음에는 테이퍼 영역으로 들어갈 때 클래딩 인터페이스로 전달 된 다음 인접 섬유의 코어 클래딩 모드로 전달됩니다. 테이퍼 된 Reion을 빠져 나오면서 빛은 핵심 모드로 다시 이동합니다. 이것은 클래딩 모드 커플 링 장치로 알려져 있습니다. 코어 클래딩 구조의 고차 모드로 전달되는 빛은 섬유 코팅의 굴절률이 높을수록 쉽게 제거되어 과도한 감쇠를 초래합니다. 융합 된 테이퍼 (taper)를 통해 하나의 광섬유 클래딩에서 다른 광섬유 클래딩으로의 광 결합의 가장 간단한 경우는 스칼라 파동 방정식 및 1 차 섭동 이론에 의해 양호한 근사로 기술 될 수있다. 광이 축을 따라 전파되면, 광 전력 p의 교환은 다음과 같이 주어진다.
어디 전파 거리와 클래딩, 재료 속성 및 두 섬유 사이의 중복 거리입니다. 이것은 단지 근사이고 고차 항을 무시하지만, 파장에 대한 결합 전력의 사인 곡선 의존성 및 클래딩 직경 및 다른 효과에 대한 전력 전달의 의존성을 반영합니다. 이 종속성을 사용하여 테이퍼 형 커플러를 사용하여 파장을 분리 할 수 있습니다. 장치 길이 및 테이퍼 비를 적절히 선택함으로써, 2 개의 상이한 출력 포트로부터 2 개의 파장을 출사시킬 수있다. 일부 애플리케이션에는 파장 분할 멀티플렉싱 (WDM) 시스템 용 필터 또는 어븀 첨가 광섬유 증폭기에서의 신호 및 펌프 빔 다중화가 포함됩니다. 파이버 스 플라이 서 (Fiber Splicer)와 같은 일부의 경우, 결합 된 전력의 파장 의존성을 제거하는 것이 더 바람직합니다. 아크로매틱 커플러는 상이한 전파 상수를 갖는 2 개의 섬유를 사용하여 제조 될 수있다. 이들은 서로 다른 섬유로 알려져 있습니다. 대부분의 경우, 섬유는 클래딩 직경 또는 클래딩 지수를 변경하여 유사하지 않게됩니다. 이 경우, 결합 전력에 대한 앞의 방정식을 수정해야하며 전력 대 거리는 단순한 정현파가 아닌 훨씬 더 복잡합니다.
모드가 클래딩 경계를 넘어서 잘 확장되도록 디바이스를 테이퍼링하거나, 상이한 굴절률을 갖는 제 3 재료에 파이버를 캡슐화하는 것과 같은 다른 접근법이 또한 가능하다. 종종, 다른 리 액티브 지수를 갖는 제 3 재료가 바람직하다. 종종, 다수의 섬유를 함께 테이 퍼 (taper)하여 입력 신호가 다수의 출력 섬유 사이에서 분할되는 것이 바람직하다. 일반적으로 단일 입력은 출력으로 분할되며, 테이퍼 영역의 파이버 구성은 출력 전원 분배에 영향을줍니다. 출력 광섬유 사이에 광 분포가 균일하게되도록주의를 기울여야한다. 하나의 광섬유에서 다른 광섬유로 결합 된 광 출력은 테이퍼 된 장치를 그 중간 지점에서 구부림으로써 테이퍼를 구부림으로써 변경 될 수있다; 테이퍼 된 장치를 중간 점에서 구부림으로써 다른 장치로도 변경할 수 있습니다. 이것은 결합 된 전력 전달을 좌절시킨다. 예를 들어, 1cm 길이 테이퍼의 한쪽 끝을 단지 1mm 만 변위 시키면 결합 된 힘을 바꿀 수 있습니다. 이 효과를 얻으려면 다양한 광 감쇠기와 광 스위치가 필요합니다.
