제 1 장 광섬유의 개요 광섬유의 성질 광섬유의 종류 광섬유의 장점과 단점 광섬유의 제조 광섬유의 역사 및 장/단점

Electromagnetic Spectrum Radio Radio and television Microwaves Millimetric waves Far infrared Ultra violet Radio Activity Fiber Optics Violet 4000nm Low frequencies High frequencies 1550nm 1300nm 850nm 660nm

광섬유의 역사 1 1621 Willbrord Snell는 하나의 매질에서 다른 매질로 통과하는 빛의 작용을 처리하는 법칙을 공식화했다. 1870 John Tyndall은 물의 흐름 속에서 빛의 전송을 실험했다. 1897 John William Strutt는 빛의 전달을 설명하는 몇 개의 기본 법칙을 공식화 했다. 1900 Max Planck는 불규칙한 광자의 방사 이론과 전자와 광자의 에너지에 관련된 Planck상수 h를 만들었다. 1905 Albert Einstein은 광전효과를 설명하는 광자이론을 제안했다. 1930 Willis Lamb,Ju.는 광섬유에서의 빛의 유도실험을 했다. 1951 미국 연구소 단체는 광섬유의 다발을 통해 영상을 전송했다. 1953 Narinder Singh Kapany는 클래딩을 가지는 광섬유를 만들었으며, 전송특성이 상당히 개선됐다.

광섬유의 역사 2 1960 Theodore Maiman은 처음으로 루비 레이져를 실험했다. 1966 Charles Kao와 Charles Hockman은 원거리 전송에서의 광섬유의 사용을 제안했다. 1970 Robert Maurer과 Corning Glass 회사의 단체는 20dB/km 이하의 손실을 가지는 광섬유를 생산했다. 1980 AT&T는 Boston, Massachusetts, Richmond, Virginia 사이에 광섬유 통신을 시작했다. 1981 Corning Glass 회사는 상업적으로높은 대역과 낮은 손실을 가지는 단일 모드 광섬유를 제안했다. 1983 AT&T, MCI와 다른 회사들은 단일 모드 광섬유를 이용하여 원거리의 광통신망을 설치했다.

통신 시스템 블럭도 송신기 변조기 반송파원 채널결합기 (입력) 정보채널 (출력) 검출기 신호 처리기 수신기 신호원 신호출력

광통신 계통도 흙 물 각종 정보 광섬유 광섬유 전기신호 관찰 펄스 신호 관찰 전기신호 변 환 기 펄스신호 변 환 기 반 도 체 변 환 기 펄스신호 변 환 기 반 도 체 변 조 기 광섬유 흙 물 광섬유 수 광 다이오드 전기신호 변 환 기 전기신호 증 폭 기 스피커

광섬유의 장점 1. 전송손실이 극히 적다. 2. 광대역이다. 3. 대용량 고속 데이터전송 4. 전자파의 영향이 없다. 5. 세경 및 경량 6. 자원의 풍부성 7. 가요성이 우수하다. 8. 비밀화 9. 설치 공간이 적다

광섬유의 단점 1. 광섬유 접속이 어렵다. 2. 전력 전송이 어렵다. 3. 급준한 휨에 약하다. 4. 분기 및 결합이 어렵다. 5. 광소자가 필요하다. 6. 큰 휨강도에 약하다. 7. 낮은 대역폭 시스템 응용에서의 높은 비용

광섬유의 제조과정 모 재 열원 슈트 화염 완성된 광섬유 광섬유 모재 제조 (MCVD법 이용) 광섬유 인출 모재 인출기 모 재 화염 열원 인출기 모재 모니터 / 피드백 완성된 광섬유 광섬유 모재 제조 (MCVD법 이용) 광섬유 인출

광섬유의 성질 광섬유 : 빛을 유도하는 고체(혹은 플라스틱)섬유

광섬유의 구조 1 폴리우레탄 외부 자켓 스트렝스 멤버 버퍼 자켓 실리콘 코팅 클래딩(실리카) 코어(실리카) 광섬유

광섬유의 구조 2

전파방식 : 전반사를 이용 굴절광선 굴절광선 cladding core 전반사 굴절각 부분반사 반사광선 반사광선 임계각 전파방식 : 전반사를 이용 굴절각 굴절광선 부분반사 입사광선 반사광선 cladding core 굴절광선 반사광선 임계각 (B ) 전반사

광섬유 내에서의 전파 core 2 Cladding Acceptance angle : Critical angle :

광섬유의 크기에 따른 종류 1 클래딩 클래딩 실리카 실리카 내부자켓 내부자켓 보호용 플라스틱 보호용 자켓 보호용 플라스틱 자켓 불순물이 투여된 실리카 코어 클래딩 광대역 경사형 계수 다중 모드 광섬유 실리카 보호용 플라스틱 자켓 내부자켓 불순물이 투여된 실리카 코어 클래딩 단일 모드 계단형 계수 광섬유 보호용 플라스틱 자켓 플라스틱 클래딩 실리카 코어 큰코어/플라스틱 클래딩 섬유

광섬유의 종류 2

Spec. of fiber1 All-silicon step-index Silica core, plastic-clad Type Manu- facturer Model Refractive Profile Core Diameter (µm) Cladding All-silicon step-index Silica core, plastic-clad draded-index All-plastic single-mode Silicon, single-mode, W profile dispersion- shifted Quqrtz products Corp. Dupont Valtec/Phillips Corp. Corning Glass Inc. QSF 133/200 ASW Pifax S-120 Type30 MG05 Pifax PIR140 Type B SMF-28 SMF-D5 133 200 200 600 50 125 368 400 8.3 125 16 125

Spec. of fiber2 All-silicon step-index Silica core, plastic-clad Type All-silicon step-index Silica core, plastic-clad draded-index All-plastic single-mode Silicon, single-mode, W profile dispersion- shifted N.A. 0.2 5 20 1.46 1.409 0.38 30 0.85 0.2 5 400 1.48 1.419 0.42 270 0.58 @790nm 1.471  =0.36% 0.12 1.8 >2000 @1300nm @850nm @1300nm 1.476 max = 0.9% — 2.06 >4000 min = 0.3% @850nm @1550nm 0.22 (565Mb/s @1550 -80km)