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저손실 다공성 광섬유

전문가 제언: ○ FTTH(Fiber To The Home)가 가정 내 광기기까지 진입하는데 있어서 기존 단일모드 광섬유는 최고의 광전송 특성을 가졌으나 좁은 공간 내에서 구부림 손실이 너무 커서, 부드럽고 광학 특성이 우수한 불소수지나 다른 재료의 플라스틱 광섬유(POF)와 힘든 경쟁을 하고 있다.

○ 2001년 12월 일본의 Sumitomo전기(SEI)가 세계 최초로 Hokkaido대학과 공동으로 다공성 광섬유(HF, Holey Fiber)를 발표하여, 기존의 단일모드 광섬유의 우수한 광학 특성을 유지하며 구부림 손실을 줄일 수 있는 획기적인 방안을 제시하였다. 이 광섬유는 HALF(Hole Assisted Lightguide Fiber)라고 명명되어 FTTH의 "Last One Mile"을 성공시키는 실용 기술로 자리를 굳히고 있다. NTT사, Fujikura사, Hitachi전선을 비롯한 많은 기관이 활발한 연구로 실용화에 참가하고 있다.

○ 일본의 Fujikura사도 HA-HF(Hole Assisted Holey Fiber)라는 이름으로 SEI사와 비슷한 원리의 다공성 광섬유를 선보이고 있다. HA-HF나 HALF의 두 제품은 기공(air hole)을 2층으로 클래딩 내에 설치하여 낮은 등가 굴절률의 클래딩을 이루었다. 고굴절률의 코어를 사용하여 클래딩과 코어 사이의 굴절률 차이를 크게 하였다. 따라서 기본모드를 코어 내에 확실히 가두어 구부림 손실을 줄이고 고차모드의 차단파장을 짧게 하여 단일모드를 유지시킨다. 기공을 2층으로 배치하는 것은 기본모드와 고차모드를 독립적으로 제어하는데 장점이 있다.

○ 복잡한 2층의 기공을 사용한 SEI사, Fujikura사와 달리 본고의 Hitachi전선은 기공의 크기, 피치 등을 집중 연구 최적화하여, 1층의 기공으로 이룩한 실용화를 발표하였다. 클래딩 직경을 125㎛에서 80㎛로 줄여 구부림 반경 5mm에서 구부림 손실을 0.01dB/회까지 줄였다. 기공이 있음에도 불구하고 절단강도와 절단 변형, 그리고 동적 피로에서 기존 단일모드 광섬유와 대등한 신뢰성을 보였다. 전송 손실도 기존 단일모드 광섬유와 동등하였고, 기존 단일모드 광섬유와의 융착접속 손실도 우수하였다. FTTH의 성공적인 마무리를 위해 이러한 기본 기술의 연구가 국내에서도 활발히 전개되기를 기대한다.

저자: Yao Bing et al
자료유형: 학술정보