광전자공학 chapter.05 광파이버 도파로

이제 광통신의 주요부분인 광파이버 도파로에 대해서 고려하자 비록 소수의사람들만 자기만의 광파이버를 설계 제작하더라도광파이버의 완성개념을 가지기 위함이 목적이다.

광파이버의 적당한 선택과 사용을 위해서 광파이버 구조와 특성에 대한 깊은 이해가 요구된다.

감쇠와 모드 그리고 정보 용량에 각별히 주의를 기울여야한다. 또한 광파이버와 광케이블의 설계와 제작에 대한 논의도 한다.

5.1 계단형 광파이버

계단형 굴절률 광파이버는 굴절률이 n1인 코어와 이를 둘러싸고 있는 굴절률이 n2인 클래딩으로 이루어져있다.

이를 계단형 굴절률 정합 클래드 파이버라고 부르기도 하며

유전체 평판에서와 같은 완벽한 유도조건은 반사각이 임계각 서타와 같거나 커야한다.

SI 광파이버의 임계각은 다음과 같다.

sin 세타 = n2/n1

비굴절률차 델타는 중요한 광파이버파라미터로

델타 = (n1-n2)/n1

이 파라미터는 항상 양의 값이며 임계각이 존재하기 위해 n1은 n2보다 커야한다.

실제 델타의 값은 0.01 정도이다.

효과적인 전송을 위해 코어와 클래딩에서 되도록 손실이 없어야된다.

광선도를 보면 광선이 전적으로 코어 내에서만 진행하는것을 의미한다.

그러나, 실제로는 제4장에서 언급한 바와 같이 얼마가느이 광은 소멸 파동의 형태로 클래딩에서 진행한다.

비흡수성의 클래딩이라면 이 광은 손실되지않고 광파이버를 따라 진행한다.

소멸전계는 급속히 감쇠되므로 두께가 수십 마이크론 정도라도 클래딩의 바깥 경계에 도달하지 못한다.

문제는 왜 클래딩이 필요하느냐는 것이다.

공기에 의해 둘러싸인 유리코어는 n1>n2조건을 만족하며 광파를 유도한다.

그러나,이러한 도파로 구조를 다루거나 고려할때 심각한 문제가 야기된다.

코어에 접착된 어떠한 손실성 매질도 유도되는 파동에 손실을 일으킨다.