광섬유 모재의 코어부 비원율의 측정 방법 및 그 장치 document_id A220623030997

근년에, 광통신의 장거리화나 고속화를 제한하는 요인으로서, 편파 모드 분산(Polarization Mode Dispersion, 이하, PMD라 칭한다)의 영향이 주목되고 있다. PMD라는 것은, 서로 직교하는 편파면(plane of polarization)을 가지는 2개의 모드가 섬유 중을 조금 다른 속도로 전파함으로써, 입사된 펄스의 폭이 섬유 중을 전파함에 따라 퍼져 가는 현상을 가리키고 있다. 통상의 싱글 모드(single mode) 광섬유는, 코어부(core part)와 그 외주에 당해 코어부보다 굴절률이 낮은 클래드부(clad part)를 가지고 있고, 입사한 광은 거의 코어부에 갇히듯이 하여 진행된다. 코어부가 완전히 진원(眞圓)인 경우, 이 2개의 모드는 축퇴(degeneracy)하고 있어 구별할 수 없지만, 코어부가 진원이 아니기도 하고, 광섬유 혹은 광케이블을 제작하는 단계에서 코어부에 뒤틀림(distoriton)이 가해지거나 하여 대칭성이 무너지면, 광섬유 중을 전파하는 2개의 모드의 속도에 차이를 생기게 하고 PMD를 발생시킨다. PMD의 영향이 커지면, 광통신에 있어서 다른 신호광 펄스의 일부가 서로 겹치게 되고, 때로는 신호광 펄스의 검출이 불가능하게 된다. 따라서, 특히 PMD 특성이 엄하게 요구되는 것 같은 경우에는, 광섬유 코어부의 비원율을 엄밀히 관리하는 것이 중요하게 된다. 광섬유의 코어부의 비원율은, 예를 들면, 니어 필드 이미지(Near Field Image)법에 의해 측정할 수 있다. 그러나, 싱글 모드 광섬유의 코어부의 직경은 겨우 10μm 정도로 매우 작기 때문에, 측정 정밀도가 부족한데다, 광섬유를 커트(cut)한 때의 측정면의 상태에도 영향을 받기 쉽다. 따라서, 코어부의 비원율은 광섬유용 프리폼(preform)(이하, 단지 프리폼이라 칭한다)의 단계에서도 측정되어 있는 것이 바람직하다. 프리폼의 비원율은, 예를 들면, 레이저 외경 측정기를 이용하여, 프리폼을 회전시키면서 복수의 방향으로부터 외경을 측정하고, 얻어진 외경 데이터의 최대치와 최소치의 차를 평균치로 나누어 비원율을 구할 수 있다. 그 외에, 최소 제곱법 등을 이용하여 타원의 식을 계산하고, 장축과 단축의 길이, 및 그들의 평균치로부터 비원율을 구할 수도 있다. 그러나, 프리폼의 코어부의 비원율은, 통상, 코어부가 클래드부의 일부와 일체로 합성되기 때문에, 상기의 방법으로 측정하는 것은 불가능하다. 특허문헌 1은, 도 1에 나타내듯이, 클래드부와 굴절률이 대략 동등한 액체로 채워진 용기(1)를 관통하도록 광섬유 모재(2)를 수평으로 배치하고, 광섬유 모재(2)의 측면에 광원부(3)로부터 평행광을 조사하고, 투과한 광을 수광부(4)로 수광하여 얻은 촬상의 광강도 분포에 근거하여 코어부 비원율을 구하는 방법을 제안하고 있다. 이 방법은, 광강도 분포의 명부(bright space)의 폭을 측정하여 코어 직경 상대치를 구하고, 이로부터 코어부 비원율을 구하는 것이다. 특허문헌 1:　특개 2003－42894호 공보