KR20020052988A - 리본 섬유 및 그 제조 방법과, 이것을 이용한 광섬유 어레이 - Google Patents

Abstract

본 발명은 심이 여러 개인 섬유 어레이나 하프 피치 섬유 어레이를 용이하게 제작할 수 있을 뿐만 아니라, 작업 효율 및 수율을 향상시킬 수 있는 리본 섬유 및 그 제조 방법과, 이것을 이용한 광섬유 어레이를 제공하는 것을 목적으로 한다.

이 목적을 달성하기 위해, 비피복 섬유부(10)에 소정의 가공이 실시되지 않은 섬유의 비피복 섬유부(10)에 대하여 소정의 가공이 실시된 특수 섬유(12)가 복수 가닥 정렬되어 이루어지고, 또한 그 일부에는 길이(T) 2∼300 mm의 리본부(2)가 있는 리본 섬유(1)가 제공된다. 이 리본 섬유(1)는, 특수 섬유(12)를 피치 폭이 정확하게, 또한 소정 가공부의 길이 방향의 위치가 소정의 정밀도가 되도록 조정하면서 복수 가닥 정렬시킨 후, 그 일부를 접착제(36)로 고착, 피복시켜 리본부(2)를 형성함으로써 제조된다.

Description

리본 섬유 및 그 제조 방법과, 이것을 이용한 광섬유 어레이 {RIBBON FIBER AND MANUFACTURING METHOD THEREFOR, AND OPTICAL FIBER ARRAY USING THE SAME}

본 발명은 리본 섬유 및 그 제조 방법과, 이것을 이용한 광섬유 어레이에 관한 것이다.

최근, 광섬유의 고밀도화에 따라 평면 도파로(PLC)를 여러 심으로 구성하는 것이 진행되고 있다. 그리고, 이러한 구성에 맞게 도파로 소자가 대형화하는 것을 피하고, 더욱 고밀도화를 꾀하기 위해서 종래의 표준적인 도파로 피치(250 ㎛)를 단축화(예컨대, 대략 절반인 127 ㎛)하는 방향으로 개발이 진행되고 있다. 그리고, 이러한 광섬유의 고밀도화, 도파로 피치의 단축화에 맞게, 광섬유에 접속되는 섬유 어레이의 섬유간 피치도 단축하는 방향으로 개발이 진행되고 있다.

상기 섬유 어레이의 제작 시에, 리본 섬유가 사용되는 빈도가 높아지고 있다.

통상의 SM(싱글 모드) 리본 섬유는 길이 방향으로 아무런 변화가 없어 어디를 절단하여도 같은 상태이기 때문에, 어떤 부분을 사용하여도 문제가 없었다.

또한, SM(싱글 모드) 리본 섬유의 리본화 공정은 수 ㎞로부터 수십 km의 광섬유 소선(素線)(피복 직경: 250 ㎛)을 필요 개수(8심이면 8가닥) 병렬로 묶어 외측층 코팅을 실시하여 리본화한다.

이 때, 광섬유 소선 풀기, 리본화 공정, 리본 감기가 릴로 자동 실행되지만, 묶여진 광섬유 소선의 길이 방향의 위치 맞춤을 엄밀히 행할 필요가 없고, 리본 섬유의 양단에 불균일부(예컨대, 양단에서 수십 ㎝ 정도)가 발생하여도 그 불균일부를 잘라내면 완성품을 얻을 수 있었다.

그러나, 최근에는 여러 가지 용도에 대응하기 위해서 도 10 내지 도 14에 도시된 특수 섬유(12)가 이용되고 있다.

예컨대, 렌즈식 섬유(도 10 참조), TEC 섬유(도 11 참조)의 경우, 주된 용도는 레이저 다이오드(LD)와의 결합으로서, 이 경우 소정 가공부의 길이 방향 위치 정밀도가 ±10 ㎛ 정도 요구된다.

또한, 금속화 섬유(도 12 참조)의 경우, 주된 용도는 디바이스의 패키지 밀봉으로서, 패키지의 벽 부분에서 어떠한 형태로도 밀봉 작업을 행하는 것이 통상적이며, 이 밀봉 부분에 피복 엣지(피복 제거 개시부)를 존재시킬 필요가 있기 때문에, 소정 가공부의 길이 방향 위치 정밀도가 수 ㎜ 정도 요구된다.

더욱이, 이종(異種) 섬유를 융착한 섬유(도 13 참조)나 그레이팅 섬유(grating fiber)(도 14 참조)의 경우 섬유 어레이의 전체 길이가 통상 10 ㎜ 정도이기 때문에, 섬유 어레이의 최장 길이에 해당하는 길이는 정렬된 섬유 사이에서 위치 정밀도의 차이로서 허용될 수 있지만, 피복 엣지를 섬유 어레이의 길이 중 어디에 존재시킬 것인가가 중요하기 때문에 소정 가공부의 길이 방향 위치 정밀도가 ±5 ㎜ 정도 요구된다.

이들 특수 섬유는 리본 섬유로부터 소정 가공하는 것이 곤란하거나, 충분한 특성을 얻을 수 없기 때문에, 단일 심의 섬유 상태로 (1 가닥씩) 소정 가공하는 것이 일반적이었다.

이상으로부터, 도 10 내지 도 14에 도시된 특수 섬유를 사용하여 섬유 어레이를 제작하는 경우, SM(싱글 모드) 섬유와 같이 어디를 절단하여도 사용할 수 있는 것은 아니기 때문에, 소정 가공부의 길이 방향 위치를 소정의 정밀도가 되도록 조정하는 것이 필요 불가결하다.

그러나, 이 경우에 모든 특수 섬유를 조정해야 하기 때문에, 심이 많아질수록 작업 효율이나 수율이 저하된다고 하는 문제점이 있었다.

본 발명은 이러한 종래 기술의 과제를 감안하여 이루어진 것으로, 그 목적으로 하는 바는, 비피복부에 소정의 가공이 실시되지 않은 섬유의 비피복 섬유부에대하여 소정의 가공이 실시된 특수 섬유를 사용한 광섬유 어레이의 제작 시에, 각각의 소정 가공부의 길이 방향 위치를 조정할 필요가 없기 때문에, 심이 여러 개인 섬유 어레이나 하프 피치 섬유 어레이를 용이하게 제작할 수 있을 뿐만 아니라, 작업 효율 및 수율을 향상시킬 수 있는 리본 섬유 및 그 제조 방법과, 이것을 이용한 특수 섬유 어레이를 제공하는 것이다.

도 1은 본 발명의 리본 섬유의 일례를 도시한 도면으로, (a)는 좌측면도, (b)는 정면도, (c)는 (a)의 상세도.

도 2는 본 발명의 리본 섬유의 제조 방법의 일례를 도시한 설명도.

도 3은 본 발명에서 사용하는 리본화용 지그의 하형의 일례를 도시한 도면으로, (a)는 좌측면도, (b)는 정면도, (c)는 (b)의 A-A 단면도.

도 4는 본 발명에서 사용하는 리본화용 지그의 상형의 일례를 도시한 도면으로, (a)는 정면도, (b)는 (a)의 A-A 단면도.

도 5는 본 발명의 리본 섬유의 다른 예를 도시한 도면으로, (a)는 좌측면도, (b)는 정면도, (c)는 (a)의 상세도.

도 6은 도 5에 도시된 리본 섬유의 적용예를 도시한 도면으로, (a)는 리본 섬유끼리를 중첩시킬 때에 각각의 요철을 끼워 맞추는 위치 관계를 도시한 설명도이고, (b)는 리본 섬유를 중첩시킨 상태를 도시한 설명도.

도 7은 도 5에 도시된 리본 섬유의 제조 방법의 일례를 도시한 설명도.

도 8은 본 발명에서 적용하는 특수 섬유의 길이 방향 조정 방법의 일례를 도시한 도면으로, (a)는 주요부 설명도이고, (b)는 사시 설명도.

도 9는 본 발명에서 적용하는 특수 섬유의 길이 방향 조정 방법의 다른 예를 도시한 도면으로, (a)는 주요부 설명도이고, (b)는 사시 설명도.

도 10은 본 발명에서 사용하는 특수 섬유 1(렌즈식 섬유)을 도시한 개략도.

도 11은 본 발명에서 사용하는 특수 섬유 2(TEC 섬유)를 도시한 개략도.

도 12는 본 발명에서 사용하는 특수 섬유 3(금속화 섬유)을 도시한 개략도.

도 13은 본 발명에서 사용하는 특수 섬유 4(이종 섬유를 융착한 섬유)를 도시한 개략도.

도 14는 본 발명에서 사용하는 특수 섬유 5(그레이팅 섬유)를 도시한 개략도.

도 15는 하프 피치 섬유 어레이의 일례를 도시한 도면으로, (a)는 좌측면도, (b)는 정면도, (c)는 우측면도.

〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉

1, 1a, 1b : 리본 섬유(8심)

2 : 리본부

3 : 오목부

4 : 볼록부

6 : 리본 섬유(16심)

10 : 비피복 섬유부

12 : 특수 섬유

19 : 피복부

20 : 리본화용 지그

22 : 하형

23 : V 홈부

24a, 24b : 리본화용 홈

25 : 주형

26 : 상형

28 : 접착제 유입구

30 : 하프 피치 섬유 어레이

31 : 하부 기판

32 : 상부 기판

33a, 33b : 섬유 리본

34 : V 홈부

35 : 섬유

36 : 접착제

37 : 자유 완충부

38 : 섬유 지지부

39 : 개방부

40 : 렌즈부

42 : 확대 코어부

46 : 금속화층

48 : 이종 섬유

49 : 파장 선택 소자

50 : 접촉 지그

52, 53 : 라인

64 : CCD 카메라

70 : 하형(V 홈 기판)

71 : V 홈

72 : 상형(누름 기판)

74 : 주걱

80 : 길이 방향 조정 지그

22 : UV 램프

즉, 본 발명(제1 태양)에 따르면, 비피복 섬유부에 소정의 가공이 실시되지 않은 섬유의 비피복 섬유부에 대하여 소정의 가공이 실시된 특수 섬유가 복수 가닥 정렬되어 이루어지고, 또한 그 일부에는 길이 2∼300 ㎜의 리본부가 있는 것을 특징으로 하는 리본 섬유가 제공된다.

본 명세서에서, 비피복 섬유부에 소정의 가공이 실시되지 않은 섬유는, 예컨대 프리폼(preform)을 와이어 드로잉하여 형성된 비피복 섬유부가 있는 섬유이며, 상기 비피복 섬유에 피복을 실시한 것을 포함한다.

즉, 소정의 가공이 실시되지 않은 섬유의 길이 방향 단면도는 거의 동일한 것이 되며, 예컨대 싱글 모드 섬유, 멀티 모드 섬유, 편파(偏波) 유지 섬유 등을 들 수 있다.

또한, 이러한 섬유의 비피복 섬유부에 대하여 소정의 가공을 실시했다는 것은, 비피복 섬유의 길이 방향의 일부 또는 복수 개소에 소정의 가공을 실시한 것으로, 이렇게 소정 가공을 실시한 부분을 소정 가공부라 한다.

또한, 본 발명에서는, 상기 특수 섬유는 렌즈식 섬유, TEC 섬유, 금속화 섬유, 이종 섬유를 융착한 섬유, 그레이팅 섬유 중 어느 하나인 것이 바람직하다.

더욱이, 본 발명에서는, 리본부가 위치 결정 수단을 구비하는 것이 바람직하고, 이 위치 결정 수단은 요철로 형성되어 있는 것이 바람직하다.

상기 요철은 규칙적인 피치로, 또는 불연속적으로 배치되어 있고, 또한 그 형상은 톱니형 또는 곡선형의 파형인 것이 바람직하다.

또한, 본 발명(제2 태양)에 따르면, 비피복 섬유부에 소정의 가공이 실시되지 않은 섬유의 비피복 섬유부에 대하여 소정의 가공이 실시된 특수 섬유를, 피치 폭이 정확하게, 또한 소정 가공부의 길이 방향의 위치가 소정의 정밀도가 되도록 조정하면서 복수 가닥 정렬시킨 후, 그 일부를 접착제로 고착, 피복시킴으로써 리본부를 형성하는 것을 특징으로 하는 리본 섬유의 제조 방법이 제공된다.

더욱이, 본 발명(제3 태양)에 따르면, 비피복 섬유부에 소정의 가공이 실시되지 않은 섬유의 비피복 섬유부에 대하여 소정의 가공이 실시된 특수 섬유를, 리본화하기 위한 리본화용 홈이 있는 상형과 하형으로 이루어진 리본화용 지그를 이용하여, 상기 하형의 리본화용 홈의 양단에 마련된 V 홈부에 상기 특수 섬유를, 피치 폭이 정확하게, 또한 소정 가공의 길이 방향 위치가 소정의 정밀도가 되도록 조정하면서 복수 가닥 정렬시킨 후, 상기 상형과 그 하형의 리본화용 홈으로 형성된 주형 안에 접착제를 유입, 경화시키고, 상기 하형 및 상형을 분리하여 리본부를 형성하는 것을 특징으로 하는 리본 섬유의 제조 방법이 제공된다.

이 때, 본 발명에서는 상기 특수 섬유가 렌즈식 섬유, TEC 섬유, 금속화 섬유, 이종 섬유를 융착한 섬유, 그레이팅 섬유 중 어느 하나인 것이 바람직하다.

또한, 본 발명에서는, 소정 가공부의 길이 방향 조정 시에, 접착제를 광섬유끼리 접촉하는 부위에 도포하는 것이 바람직하다.

이 때, 상기 접착제는 점도가 10000 cP 이하인 것이 바람직하고, 또한 접착제는 우레탄 아크릴레이트 수지인 것이 바람직하다.

더욱이, 본 발명(제4 태양)에 따르면, 상기 리본 섬유로 제작되는 것을 특징으로 하는 광섬유 어레이가 제공된다.

본 발명의 리본 섬유는 비피복 섬유부에 소정의 가공이 실시되지 않은 섬유의 비피복 섬유부에 대하여 소정의 가공이 실시된 특수 섬유가 복수 가닥 정렬되어 이루어지고, 또한 그 일부에는 길이 2∼300 ㎜의 리본부가 있는 것이다.

이에 따라, 상기 특수 섬유를 사용한 광섬유 어레이의 제작 시에, 상기 특수 섬유의 소정 가공부의 길이 방향 위치를 조정할 필요가 없기 때문에, 심이 여러 개인 광섬유 어레이를 용이하게 제작할 수 있을 뿐만 아니라 작업 효율 및 수율을 향상시킬 수 있다.

이하, 도면에 기초하여 본 발명을 더욱 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 리본 섬유의 일례를 도시한 것으로, (a)는 좌측면도, (b)는 정면도, (c)는 (a)의 상세도이다.

도 1의 (a), (b)에 도시된 바와 같이, 본 발명의 리본 섬유(1)는, 거의 동일한 면 내에 배치되고, 또한 거의 평행하게 인접하여 세로 방향으로 연장되는 복수 가닥[도 1의 (a), (b)에서는 8가닥]의 특수 섬유(12)로 이루어지며, 그 일부에는 길이(T) 2∼300 ㎜의 리본부(2)가 있는 것이다.

이 때, 상기 비피복 섬유부는 프리폼을 와이어 드로잉하여 형성된 광섬유 그 자체이며, 또한 처리 또는 가공이 되어 있는 경우, 길이 방향에 대해서 거의 전체적으로 처리 또는 가공이 실시된 것이다.

또한, 광섬유의 제법은 특별히 한정되지 않으며, 상기 광섬유와 같은 형태로 제조할 수 있는 것이면 당연히 포함된다.

또한, 본 발명에서 사용하는 특수 섬유는 상기 비피복 섬유부에 소정의 가공(어떤 특성을 부여하기 위해서 상기 소정 가공부의 길이 방향으로 부분적으로 처리 또는 가공)이 된 것으로, 예를 들면 도 10 내지 도 14에 도시된 바와 같은 것이 있다.

이 때, 본 발명의 리본 섬유는 통상의 SM(싱글 모드) 리본 섬유와 달리 리워크(rework)(리본인 상태로 선단을 제거하고, 재차 피복 제거하는 등)할 수 없기 때문에, 그 제작 시에 소정 가공부의 길이 방향의 위치를 소정의 정밀도가 되도록 조정하는 것이 필요 불가결하다.

여기서, 본 발명의 리본 섬유는, 도 1의 (c)에 도시된 바와 같이 리본부(2)가 복수 가닥의 특수 섬유(12)를 접착제(36)로 고착, 피복하고, 소정 가공부(10)의 길이 방향의 위치 정밀도(ΔL)가 ±10 ㎛가 되도록 정렬됨으로써 이루어지는 것이 바람직하다.

이것은, 특수 섬유(12) 중에서도 특히 렌즈식 섬유(도 10 참조), TEC 섬유(도 11 참조)를 리본화할 때 주된 용도가 레이저 다이오드(LD)와의 결합이기 때문에, 이 경우 소정 가공의 길이 방향의 위치 정밀도(ΔL)가 ±10 ㎛ 정도 요구되기때문이다.

또한, 비피복 섬유부(10)의 길이 방향의 길이(L)는 특별히 한정되지 않지만, 통상 2∼10 ㎜이다.

또한, 본 발명의 리본 섬유는, 도 1의 (c)에 도시된 바와 같이 소정 가공부(10)의 길이 방향의 위치 정밀도(ΔL)가 ±5 ㎜가 되도록 정렬됨으로써 이루어지는 것이어도 좋다.

이것은, 특수 섬유(12)인 금속화 섬유(도 12 참조)를 리본화할 때, 디바이스의 패키지 밀봉 부분에 피복 엣지(피복 제거 개시부)를 존재시킬 필요가 있으므로, 소정 가공부(10)의 길이 방향의 위치 정밀도(ΔL)가 ±5 ㎜ 정도 요구되기 때문이다.

또한, 특수 섬유(12)인 이종 섬유를 융착한 섬유(도 13 참조)나 그레이팅 섬유(도 14 참조)를 리본화할 때, 섬유 어레이 전체 길이가 통상 10 ㎜ 정도이기 때문에, 섬유 어레이의 최장 길이에 해당하는 길이는 정렬된 섬유 사이에서 위치 정밀도의 차이로서 허용될 수 있지만, 피복 엣지를 섬유 어레이의 길이 중 어디에 존재시킬 것인가가 중요하기 때문에 소정 가공부(10)의 길이 방향의 위치 정밀도(ΔL)가 ±5 ㎜ 정도 요구되기 때문이다.

또한, 비피복 섬유부(10)의 길이 방향의 길이(L)는 특별히 한정되지 않지만, 통상 2∼10 ㎜이다.

또한, 도 1의 (b)에 도시된 바와 같이, 리본부(2)의 길이(T)는 필요 이상으로 길지 않아도 좋지만, 최소한 섬유 어레이 안에 들어가는 길이가 리본화되어 있으면 좋다.

단, 리본 섬유를 제작한 후, 섬유 어레이 제작까지의 동안에 충분히 섬유가 고착되어 있지 않으면, 조정된 소정 가공부의 길이 방향의 위치가 어긋날 위험이 있는 것이나, 섬유 어레이 제작 후에 이 부분의 고착이 열화된 경우, 리본 섬유 제작 시의 비틀림 응력 등이 섬유 어레이에 작용하여 섬유 어레이 자신의 신뢰성을 저하시킬 우려가 있기 때문에 리본부의 길이(T)는 적어도 2 ㎜ 이상인 것이 바람직하다.

더욱이, 리본 섬유를 섬유 어레이의 V 홈에 합체시킬 때, 섬유 어레이의 후방 외측은 어느 정도의 강성이 없으면 작업을 하기 어렵기 때문에, 리본부(2)의 길이(T)는 300 ㎜ 이하(통상 100 ㎜ 정도)인 것이 바람직하다.

더욱이, 본 발명의 리본 섬유의 심 수는 특별히 한정되지 않지만, 5∼16심(도 1에서는 8심)인 것이 제작도 용이해서 심이 여러 개인 섬유 어레이의 제작 시에 적합하게 사용할 수 있다.

전술한 바와 같이, 본 발명의 리본 섬유는 통상의 SM(싱글 모드) 리본 섬유와 동일하게 취급할 수 있기 때문에, 광섬유 어레이의 제작 시에, 소정 가공부의 길이 방향의 조정을 할 필요가 없다.

또한, 종래의 방법에서는, 예컨대 48 ch(채널)의 광섬유 어레이를 제작하는 경우, 소정 가공부의 길이 방향의 위치 조정도 심 수가 많아질수록 그 균일 정도가 악화될 위험이 높아질 뿐만 아니라, 각 소정 가공의 길이 방향 조정용 피복 유지 지그(예컨대, 250 ㎛ 피치로 48 가닥)를 이용하는 것도 현실적으로 곤란하였다.

한편, 본 발명에서는, 우선 한번에 정확히 조정하여 배열할 수 있는 심선 단위(예컨대 8심)로 리본화를 행하고, 이어서 제작된 복수 가닥의 리본 섬유에 대해서 소정 가공부의 길이 방향의 위치 조정을 하면서, 섬유 어레이의 V 홈에 합체시킴으로써(예컨대, 48심의 경우, 8심 리본을 6 가닥 합체시킴. 이 경우, 48심의 조정이 아니라 6 가닥의 조정이 되므로, 48심을 한 번에 조정하는 것보다 작업성 및 정밀도가 크게 향상됨), 매우 심이 많은 섬유 어레이나 하프 피치 섬유 어레이라도 실현할 수 있다.

더욱이, 종래의 방법에서는, 섬유 어레이용 부품인 V 홈 기판 상에서 소정 가공부의 길이 방향의 조정 작업을 실시할 때에 불량이 발생하면, V 홈 기판을 포함하여 섬유 어레이용 부품 자체를 사용할 수 없게 된다.

한편, 본 발명에서는, 리본 섬유에 결함이 발생한 경우에도 새로운 것으로 교환하기만 하면 되기 때문에, 섬유 어레이용 부품의 손실이 전혀 발생하지 않는다.

본 발명의 리본 섬유의 제조 방법은, 비피복 섬유부에 소정의 가공이 실시되지 않은 섬유의 비피복 섬유부에 대하여 소정의 가공이 실시된 특수 섬유를, 피치 폭이 정확하게, 또한 소정 가공부의 길이 방향의 위치가 소정의 정밀도가 되도록 조정하면서 복수 가닥 정렬시킨 후, 그 일부를 접착제로 고착, 피복시킴으로써 리본부를 형성하는 것이다.

이에 따라, 특수 섬유를 이용한 리본 섬유를 확실하고 간편하게 제조할 수 있다.

이하, 본 발명의 리본 섬유의 제조 방법의 일례를 도 2에 따라 설명한다.

우선, 도 2의 (a)에 도시된 바와 같이, 리본화용 홈(24)이 있는 상형(26)과 하형(22)으로 이루어진 리본화용 지그(20)(도 3 내지 도 4 참조)를 이용하여, 하형(22)의 리본화용 홈(24a)의 양단에 마련된 V 홈부(23)에 복수 가닥의 특수 섬유(12)를 배열한다.

다음으로, 특수 섬유(12)를, 피치 폭이 정확하게, 또한 소정 가공부(10)의 길이 방향의 위치가 소정의 정밀도가 되도록 조정하면서 복수 가닥 정렬시킨다[도 1의 (c) 참조].

이 때, 접착제(36)를 특수 섬유(12)끼리 접촉하는 부위[예컨대, 리본화용 홈(24a)에 배치된 특수 섬유(12)]에 도포함으로써, 특수 섬유(12)끼리의 간섭이 쉽게 발생하지 않게 할 수 있기 때문에 바람직하다.

또한, 상기 조정은 사용하는 특수 섬유의 종류에 따라 적절하게 선택되는 것이지만, 예컨대 도 8의 (a), (b)에 도시된 바와 같이, 리본화용 지그(20)의 선단부에 접촉 지그(50)(벽)를 접촉시키고, 그 지그에 소정 가공부(10)의 선단을 맞대어 소정 가공부(10)의 길이 방향의 위치를 가지런하게 할 수 있다.

이 방법(접촉 지그법)은 특별한 조정을 요하지 않는 간편한 방법이기 때문에, 소정 가공부의 길이 방향의 위치 정밀도가 ±5 ㎜가 되도록 정렬시키는 경우에 적합하게 이용할 수 있다.

한편, 소정 가공부의 길이 방향의 위치 정밀도가 ±10 ㎛가 되도록 정렬시키는 경우에는, 예컨대 도 9의 (a), (b)에 도시된 CCD 모니터 조정법이 통상 이용된다.

이 때, 수 ㎛의 조정을 실현하기 위해서는, 예컨대 500배 이상이라는 상당한 고배율로 관찰할 필요가 생기지만, 이러한 고배율이라면 시야가 좁은 데다가 초점 심도도 매우 얕다.

이 때문에, 도 9의 (a), (b)에 도시된 바와 같이, 섬유 상부(특히, 단부면이 평면인 경우) 또는 중심부(예컨대, 렌즈식 섬유의 경우에 단부가 둥근 경우)를 관찰하면서 길이 방향의 조정을 할 때, V 홈 기판(70)에서 특수 섬유(12)가 타고 있는 부분[도 9의 (b)에서는 V 홈]의 엣지와 특수 섬유(12)를 관찰하는 부분은 촛점이 어긋나 있기 때문에, V 홈 기판(70)의 어디에 대하여 맞추어야 될지를 관찰 모니터 상에서 인식하기가 매우 어려웠다.

이러한 경우, 예컨대 CCD 모니터 상에 라인을 설치하여 그 라인을 광축과 직각이 되도록 하고, 이 라인을 표적으로 하여 특수 섬유의 조정을 행하면 관찰도 하기 쉽고 조정도 하기 쉽다.

보다 구체적으로는, 도 9의 (a)에 도시된 바와 같이, CCD 모니터 상에 배치되고, 또한 광축과 직각으로 한 라인(52, 53)을 수 ㎛의 간격(ΔL)으로 벌어지도록 배치해 두고, 특수 섬유(12)의 선단부가 라인(52)과 라인(53) 사이가 되도록 특수 섬유의 길이 방향의 조정을 행함으로써 매우 높은 정밀도의 조정이 가능하게 된다.

또한, 상기 CCD 모니터 조정법은, 고배율로 관찰하는 경우 시야가 좁아지기 때문에, 도 9의 (a), (b)에 도시된 심이 여러 개인 특수 섬유의 조정 시에 관찰계와 피관찰계를 이동시켜 순차 조정할 필요가 있지만, 라인(52, 53)과 그 이동계와의 평행도의 확보나 광축과의 직각도 등을 충분히 고려해야 한다.

더욱이, 도 2의 (b)에 도시된 바와 같이, 하형(22)에 상형(26)을 짜 맞추어 얻은 주형(25) 안에 접착제(26)를 유입, 경화시키고, 도 2의 (c)에 도시된 바와 같이 하형(22) 및 상형(26)을 분리함으로써 본 발명의 리본 섬유(1)를 얻을 수 있다.

도 5는 본 발명의 리본 섬유의 다른 예를 도시한 도면으로, (a)는 좌측면도, (b)는 정면도, (c)는 (a)의 상세도이다.

도 5의 (a), (b)에 도시된 바와 같이, 본 발명의 리본 섬유(1)는 거의 동일한 면 내에 배치되고, 또한 거의 평행하게 인접하여 세로 방향으로 연장되는 복수 가닥[도 5의 (a), (b)에서는 8 가닥]의 특수 섬유(12)로 이루어지며, 그 일부에는 길이(T) 2∼300 ㎜의 리본부(2)가 있는 것이다.

이 때, 본 발명에서는, 도 5의 (a), (b)에 도시된 바와 같이 리본부(2)가 위치 결정 수단을 구비하는 것이 바람직하고, 이 위치 결정 수단은 요철(5)로 형성되어 있는 것이 바람직하다.

또한, 상기 요철(5)은 규칙적인 피치로 되어 있고, 또한 요철(5)의 형상은 톱니형이지만 특별히 한정되지 않으며, 예컨대 요철(5)이 불연속으로 배치되거나, 요철의 형상이 곡선형의 파형 등이어도 좋다.

이것은, 일본 특개평5-333225호 공보의 도 3에 도시된 바와 같은 기능이 있는 섬유 어레이에 이용하는 경우, 보다 높은 정밀도로 리본 섬유와 섬유 어레이의 V 홈의 상대 위치를 맞출 수 있고, 섬유의 굽힘 등이 없는 고품질의 섬유 어레이를 얻을 수 있기 때문이다.

더욱이, 예컨대 도 6의 (a), (b)에 도시된 바와 같이, 리본 섬유(1a)에 리본 섬유(1b)를 중첩시키는 경우, 리본 섬유(1a)의 요철(5a)과 리본 섬유(1b)의 요철(5b)이 끼워 맞춰진 위치 관계에 있고, 요철(5b)의 1개 또는 수 개의 피치씩 이동시켜 소정의 간격이 되도록 중첩시킴으로써, 상하 리본 섬유(1a, 1b)와의 좌우의 위치 맞춤을 용이하게 행할 수 있다.

예컨대, 도 15의 (a), (b), (c)에 도시된 하프 피치 섬유를 제작하는 경우, 평탄한 리본 섬유(33a, 23b)를 2장 중첩시킨 상태[도 15의 (c) 참조]로 상하 리본 섬유(33a, 33b)의 특수 섬유(12)를 교대로 하부 기판(31)의 V 홈부(34)에 수용시켜야 하지만, 직경 125 ㎛의 특수 섬유가 250 ㎛ 피치로 배열된 리본 섬유로 이것을 실현하기 위해서는 2장의 리본 섬유(33a, 33b)의 좌우 방향의 위치 맞춤이 매우 중요하고 또한 힘든 작업이었다.

그러나, 도 5의 (a), (b), (c)에 도시된 리본 섬유를 이용함으로써, 도 6 (a), (b)에 도시된 바와 같이, 중첩시킨 리본 섬유의 좌우 방향의 위치 맞춤을 매우 간편하고 정확하게 행할 수 있기 때문에 그 메리트가 매우 크다.

또한, 본 발명의 리본 섬유는 통상의 SM(싱글 모드) 리본 섬유와 달리, 리워크(리본인 상태로 선단을 제거하고, 재차 피복 제거하는 등)할 수 없기 때문에, 그 제작 시에 소정 가공부의 길이 방향의 위치를 소정의 정밀도가 되도록 조정하는 것이 필요 불가결하다.

여기서, 본 발명의 리본 섬유는, 도 5의 (c)에 도시된 바와 같이 리본부(2)가 복수 가닥의 특수 섬유(12)를 접착제(36)로 고착, 피복하고, 또한 소정가공부(10)의 길이 방향의 위치 정밀도(ΔL)가 ±10 ㎛가 되도록 정렬됨으로써 이루어지는 것이 바람직하다.

이것은, 특수 섬유(12) 중에서도, 특히 렌즈식 섬유(도 10 참조), TEC 섬유(도 11 참조)를 리본화할 때, 이들의 특성상 소정 가공부의 길이 방향의 위치 정밀도(ΔL)가 ±10 ㎛ 정도 요구되기 때문이다.

또한, 비피복 섬유부(10)의 길이 방향의 길이(L)는 특별히 한정되지 않지만, 통상 2∼10 ㎜이다.

또한, 본 발명의 리본 섬유는, 도 5의 (c)에 도시된 바와 같이 소정 가공부(10)의 길이 방향의 위치 정밀도(ΔL)가 ±5 ㎜가 되도록 정렬되어 이루어지는 것이어도 좋다.

이것은, 특수 섬유(12)인 금속화 섬유(도 12 참조)를 리본화할 때, 디바이스의 패키지 밀봉 부분에 피복 엣지(피복 제거 개시부)를 존재시킬 필요가 있기 때문에, 소정 가공부(10)의 길이 방향의 위치 정밀도(ΔL)가 ±5 ㎜ 정도 요구되기 때문이다.

또한, 특수 섬유(12)인 이종 섬유를 융착한 섬유(도 13 참조)나 그레이팅 섬유(도 14 참조)를 리본화할 때, 섬유 어레이의 전체 길이가 통상 10 ㎜ 정도이기 때문에, 섬유 어레이의 최장 길이에 해당하는 길이는 정렬된 섬유 사이에서 위치 정밀도의 차이로서 허용될 수 있지만, 피복 엣지를 섬유 어레이의 길이 중 어디에 존재시킬 것인가가 중요하기 때문에, 소정 가공부(10)의 길이 방향의 위치 정밀도(ΔL)가 ±5 ㎜ 정도 요구되기 때문이다.

또한, 비피복 섬유부(10)의 길이 방향의 길이(L)는 특별히 한정되지 않지만 통상, 2∼10 ㎜이다.

또한, 도 5의 (b)에 도시된 바와 같이, 리본부(2)의 길이(T)는 필요 이상으로 길지 않아도 좋지만, 최소한 섬유 어레이 안에 들어가는 길이가 리본화되어 있으면 좋다.

단, 리본 섬유를 제작한 후, 섬유 어레이 제작까지의 동안에 충분히 섬유가 고착되어 있지 않으면, 조정된 소정 가공부의 길이 방향의 위치가 어긋날 위험이 있는 것이나, 섬유 어레이 제작 후에 이 부분의 고착이 열화된 경우, 리본 섬유 제작 시의 비틀림 응력 등이 섬유 어레이에 작용하여 섬유 어레이 자신의 신뢰성을 저하시킬 우려가 있기 때문에, 리본부의 길이(T)는 적어도 2 ㎜ 이상인 것이 바람직하다.

더욱이, 리본 섬유를 섬유 어레이의 V 홈에 합체시킬 때, 섬유 어레이의 후방 외측은 어느 정도의 강성이 없으면 작업을 하기 어렵기 때문에, 리본부(2)의 길이(T)는 300 ㎜ 이하(통상, 100 ㎜ 정도)인 것이 바람직하다.

더욱이, 본 발명의 리본 섬유의 심 수는 특별히 한정되지 않지만, 5∼12심(도 5에서는 8심)인 것이 제작도 용이하여 심이 여러 개인 섬유 어레이의 제작 시에 적합하게 이용할 수 있다.

더욱이, 본 발명의 리본 섬유의 심 수는 특별히 한정되지 않지만, 5∼l6심 인 것이 제작도 용이하여 심이 여러 개인 광섬유 어레이의 제작 시에 적합하게 이용할 수 있다.

이하, 본 발명의 리본 섬유의 제조 방법의 다른 예를 도 7에 따라 설명한다.

리본화용 지그의 하형(V 홈 기판)(70)에 마련된 V 홈부에 특수 섬유(렌즈식 섬유)(12)를 8 가닥 배치한 후, 리본화용 지그의 상형(누름 기판)(72)을 V 홈 기판(70)의 양단에 얹어, V 홈(71) 내에서 특수 섬유(12)의 길이 방향의 위치 조정을 행할 수 있는 상태로 하면 좋다.

또한, 이 경우에는 V 홈(71)과 누름 기판(72)으로 형성되는 삼각형의 내접원이 특수 섬유(12)의 직경보다 약간 큰 것이 바람직하다.

다음으로, 특수 섬유(12)를 길이 방향 조정 지그(80)에 세트하고(①), V 홈 기판(70)의 V 홈에 접착제(36)를 유입시켜(②) 주걱(74)으로 접착제(36)를 균일화한 후(③), CCD 카메라(64)로 특수 섬유(12)의 단부면을 관찰하면서 특수 섬유(12)의 길이 방향의 조정을 행한다(④).

또한, 도 7의 ④에 도시된 바와 같이, CCD 모니터 상에 마련되고, 또한 광축과 직각으로 한 라인(52, 53)을, 예컨대 수 ㎛의 간격(AL)으로 벌어지도록 배치해 두고, 특수 섬유(12)의 선단부[비피복 섬유부(10)]가 라인(52)과 라인(53) 사이가 되도록 특수 섬유(12)의 길이 방향의 조정을 행한다(④).

상기 길이 방향의 조정후, UV 램프(82)로 UV 조사함으로써 접착제(36)를 경화시켜 리본부(2)를 형성시킨 후(⑤), 누름 기판(72), 길이 방향 조정 지그(80) 및 V 홈 기판(70)을 분리함으로써 도 5의 (a), (b), (c)에 도시된 리본 섬유(1)를 얻을 수 있다.

또한, 8심의 리본 섬유를 형성한 후(⑤), V 홈 기판(70)의 V 홈부 부근에 특수 섬유(12)를 8 가닥 배치하고, 도 7의 ① 내지 ⑤의 공정을 행한 후, 16심 모두에 접착제(36)를 다시 도포하고(⑥) 경화시킴으로써(⑦) 16심의 리본 섬유(6)를 얻을 수 있다(⑧).

여기서, 본 발명에서 사용하는 접착제(36)는 단시간의 고화가 가능하고, 또한 점도가 10000 cP 이하인 것이 바람직하다.

이것은, 접착제의 경화에 시간이 걸리면, 길이 방향으로 조정된 상태로부터 섬유가 움직이게 되어 조정된 섬유 각도가 어긋날 위험이 있기 때문이다.

이 때문에, 적어도 10분 이내로 경화되는 접착제가 바람직하다. UV 접착제를 이용하면, 5분 이하의 매우 단시간의 경화가 가능하고, 또한 열경화형 접착제를 이용한 경우에 우려되는 가열 중인 접착제의 점도 변화에 따른 조정 섬유 각도에 대한 악영향이 없기 때문에 보다 바람직하다.

즉, 본 발명에서 사용하는 접착제는 소정 가공부의 길이 방향의 조정 후에, 신속하게 특수 섬유를 고착, 피복하는 것이 바람직하기 때문에, 단시간에 경화가 가능한 UV 접착제인 것이 바람직하고, 특히 통상의 피복인 우레탄 아크릴레이트 수지를 사용하는 것이 보다 바람직하다.

다음으로, 본 발명에서 사용하는 접착제는 소정 가공부의 길이 방향의 조정 시에, 특수 섬유 사이에서 윤활제로서 작용하게 하고, 특수 섬유끼리의 회전 간섭을 쉽게 발생시키지 않게 하기기 위해서 점도를 10000 cP 이하로 하는 것이 바람직하다.

이상의 조건을 만족하는 접착제로는, 예컨대 점도가 3000 cP인 우레탄 아크릴레이트 수지를 들 수 있다.

또한, 본 발명에서 사용하는 리본화용 지그(20), 하형(V 홈 기판)(70) 또는 상형(누름 기판)(72)의 재질은 UV가 투과하는 유리인 것이 바람직하지만, 리본화용 홈(24a, 24b)의 가공 등이 어렵기 때문에 아크릴을 사용하여도 좋다.

또한, 아크릴을 사용하는 경우, 리본화용 지그(20), 하형(V 홈 기판)(70) 또는 상형(누름 기판)(72)의 두께를 될 수 있는 한 얇게 하고, UV 투과를 방해하지 않도록 하는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명에서 사용하는 리본화용 지그(20), 하형(V 홈 기판)(70) 또는 상형(누름 기판)(72)의 내표면은 접착제가 접착되지 않도록 박리 효과가 있는 재질을 사용하거나, 이형재(離型材)를 표면에 도포 또는 코팅해 두는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명에서 사용하는 특수 섬유는 렌즈식 섬유, TEC 섬유, 금속화 섬유, 이종 섬유를 융착한 그레이팅 섬유 중 어느 하나를 적합하게 사용할 수 있다.

이하, 본 발명에서 사용하는 특수 섬유에 대해서 도면에 기초하여 설명한다.

렌즈식 섬유는, 도 10에 도시된 바와 같이 비피복 섬유부(10)의 선단이 렌즈 가공된 섬유로서, 도시한 것 이외에도 다양한 렌즈부(40)의 형상이 있다.

TEC(코어 확대: Thermal Expanded Core) 섬유는, 도 11에 도시된 바와 같이 비피복 섬유부(10)의 선단 코어가 확대된 섬유이다.

이것은, 확대 코어부(42)를 구비함으로써 비피복 섬유부(10)의 선단으로부터 빛을 쉽게 받아들일 수 있는 것이 특징이다.

이상, 도 10 내지 도 11에 도시된 특수 섬유는, 주된 용도로서 LD(레이저 다이오드) 결합에 이용된다.

다음으로, 금속화(코팅) 섬유는, 도 12에 도시된 바와 같이 비피복 섬유부(10)가 금속화(코팅)된 섬유로서, 주된 용도는 밀봉용이다.

이종 섬유를 융착한 섬유는, 도 13에 도시된 바와 같이 비피복 섬유부(10)와 이질의 섬유(48)를 융착함으로써, 예컨대 도파로에 이용하는 경우에 도파로와의 컨버팅(converting) 기능을 미리 설치할 수 있기 때문에, 디바이스의 공간 절약에 기여할 수 있는 섬유로서, 주된 용도는 High NA 도파로이다.

그레이팅 섬유는, 도 14에 도시된 바와 같이 비피복 섬유부(10)의 일부에 파장 선택 소자(회절 격자)(49)가 있는 섬유로서, 주된 용도는 이것 자체가 파장 선택 소자이다.

또한, 파장 선택 소자(회절 격자)(49)는 비피복 섬유부의 일부에 소정 패턴의 마스크를 씌우고 UV 조사함으로써, UV 조사된 유리의 굴절률을 변화시켜 소정의 선택 파장만을 선택할 수 있게 한 것이다.

또한, 전술한 바와 같이, 소정의 가공을 실시한 비피폭 섬유부가 피복이 실시되지 않은 노출 상태로 되어 있는 예를 들었지만, 소정의 가공을 실시한 비피복 섬유부가 피복되어 있어도 좋으며, 이 소정 가공부의 길이 방향의 위치 정밀도가 소정 정밀도를 갖는 한 본원 발명의 범위 내에 있는 것은 물론이다.

이상과 같이, 본 발명에 따르면, 비피복 섬유부에 소정의 가공이 실시되지 않은 섬유의 비피복 섬유부에 대하여 소정의 가공이 실시된 특수 섬유를 사용한 광섬유 어레이의 제작 시에, 각각의 소정 가공부의 길이 방향의 위치를 조정할 필요가 없기 때문에, 심이 여러 개인 섬유 어레이나 하프 피치 섬유 어레이를 용이하게 제작할 수 있을 뿐만 아니라 작업 효율 및 수율을 향상시킬 수 있다.

Claims (16)

1. 비피복 섬유부에 소정의 가공이 실시되지 않은 섬유의 비피복 섬유부에 대하여 소정의 가공이 실시된 특수 섬유가 복수 가닥 정렬되어 이루어지고, 또한 그 일부에는 길이 2∼300 ㎜의 리본부가 있는 것을 특징으로 하는 리본 섬유.
2. 제1항에 있어서, 상기 특수 섬유는 렌즈식 섬유, TEC 섬유, 금속화 섬유, 이종 섬유를 융착한 섬유, 그레이팅 섬유 중 어느 하나인 것인 리본 섬유.
3. 제1항에 있어서, 상기 리본부는 위치 결정 수단을 구비하는 것인 리본 섬유.
4. 제2항에 있어서, 상기 리본부는 위치 결정 수단을 구비하는 것인 리본 섬유.
5. 제3항에 있어서, 상기 위치 결정 수단은 요철로 형성되어 있는 것인 리본 섬유.
6. 제5항에 있어서, 상기 요철은 규칙적인 피치로, 또는 불연속적으로 배치된 것인 리본 섬유.
7. 제6항에 있어서, 상기 요철의 형상은 톱니형 또는 곡선형의 파형인 것인 리본 섬유.
8. 비피복 섬유부에 소정의 가공이 실시되지 않은 섬유의 비피복 섬유부에 대하여 소정의 가공이 실시된 특수 섬유를, 피치 폭이 정확하게, 또한 소정 가공부의 길이 방향 위치가 소정의 정밀도가 되도록 조정하면서 복수 가닥 정렬시킨 후, 그 일부를 접착제로 고착, 피복시킴으로써 리본부를 형성하는 것을 특징으로 하는 리본 섬유의 제조 방법.
9. 비피복 섬유부에 소정의 가공이 실시되지 않은 섬유의 비피복 섬유부에 대하여 소정의 가공이 실시된 특수 섬유를, 리본화하기 위한 리본화용 홈을 구비한 상형과 하형으로 이루어진 리본화용 지그를 이용하여, 상기 하형의 리본화용 홈의 양단에 마련된 V 홈부에 상기 특수 섬유를, 피치 폭이 정확하게, 또한 소정 가공부의 길이 방향 위치가 소정의 정밀도가 되도록 조정하면서 복수 가닥 정렬시킨 후, 상기 상형과 하형의 리본화용 홈으로 형성된 주형 안에 접착제를 유입, 경화시키고, 상기 하형 및 상형을 분리하여 리본부를 형성하는 것을 특징으로 하는 리본 섬유의 제조 방법.
10. 제8항에 있어서, 상기 특수 섬유는 렌즈식 섬유, TEC 섬유, 금속화 섬유, 이종 섬유를 융착한 섬유, 그레이팅 섬유 중 어느 하나인 것인 리본 섬유의 제조 방법.
11. 제9항에 있어서, 상기 특수 섬유는 렌즈식 섬유, TEC 섬유, 금속화 섬유, 이종 섬유를 융착한 섬유, 그레이팅 섬유 중 어느 하나인 것인 리본 섬유의 제조 방법.
12. 제8항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 소정 가공부의 길이 방향의 위치 조정 시에, 접착제를 특수 섬유끼리 접촉하는 부위에 도포하는 것인 리본 섬유의 제조 방법.
13. 제8항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 접착제는 점도가 10000 cP 이하인 것인 리본 섬유의 제조 방법.
14. 제12항에 있어서, 상기 접착제는 점도가 10000 cP 이하인 것인 리본 섬유의 제조 방법.
15. 제13항에 있어서, 상기 접착제는 우레탄 아크릴레이트 수지인 것인 리본 섬유의 제조 방법.
16. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 기재된 리본 섬유로 제작되는 것을 특징으로 하는 광섬유 어레이.