표제지
목차
Abstract 10
1. 서론 12
1.1. 연구 배경 12
1.2. 연구의 목표 및 구성 18
2. 이론적 배경 20
2.1. 빛의 성질과 광섬유 20
2.1.1. 스넬의 법칙과 전반사 20
2.1.2. 광섬유의 구조와 전송 원리 23
2.1.3. 다중모드 광섬유 25
2.1.4. 단일모드 광섬유 28
2.2. 실험계획법(DOE) 31
2.2.1. 실험의 개요 31
2.2.2. DOE의 개요 32
2.2.3. DOE의 기본원리 34
2.2.4. DOE의 종류 35
2.2.5. 일부실시법과 직교배열표 37
3. 빔 확산형 광섬유 제작 40
3.1. 시뮬레이션 개요 40
3.2. 제작실험 개요 42
3.3. 시뮬레이션 및 제작실험 결과 44
3.3.1. pitch 길이 확인실험 결과 44
3.3.2. 빔 확산형 광섬유 제작실험 결과 47
3.3.3. 실험결과 검토 50
4. DOE를 통한 실험조건 최적화 52
4.1. 실험계획법의 적용 52
4.2. 광섬유 접속조건 최적화 53
4.3. Silica 삽입에 따른 손실변화 측정 60
5. 결론 68
참고문헌 70
표 1. 빔 확산형 광섬유의 종류별 특성 14
표 2. 공중 동작거리별 손실변화에 대한 기존 연구결과 16
표 3. 경사형 다중모드 광섬유의 pitch 길이 계산결과 27
표 4. 실험의 인자와 수준 31
표 5. 3인자 2수준 실험의 조합표 37
표 6. 3인자 2수준 실험에 대해 일부실시법을 적용한 결과 38
표 7. L₉(3⁴) 직교배열표의 예시 39
표 8. 시뮬레이션 주요 parameter 설정값 40
표 9. 광섬유 융착기의 주요 접속조건 인자 53
표 10. L₈(2⁶) 직교배열표를 이용한 실험인자의 배치 54
표 11. 광섬유별 손실이 작은 접속 조건 56
표 12. 최적의 접속조건 도출 결과 57
표 13. Ls와 L'op에 대한 실험설계[이미지참조] 63
표 14. 최적의 L'op 및 Ls 값 도출 결과[이미지참조] 64
그림 1. 광통신 시스템의 구성 12
그림 2. 빔 확산형 광섬유 커넥터의 개략도 13
그림 3. 빔 확산형 광섬유를 이용한 빔의 전송 18
그림 4. 매질의 경계면에서의 빛의 굴절 20
그림 5. 경계에서의 빛의 굴절 22
그림 6. 계단형 굴절률을 갖는 광섬유의 구조와 굴절률 분포 23
그림 7. 계단형과 경사형 다중모드 광섬유의 비교 25
그림 8. 경사형 다중모드 광섬유의 빔 패턴 26
그림 9. 정규화 주파수 V에 따른 모드의 개수 28
그림 10. 광섬유의 동작 창 29
그림 11. 제곱합의 분해 32
그림 12. pitch 길이 시뮬레이션 구성 41
그림 13. 빔 확산형 광섬유 시뮬레이션 구성 41
그림 14. pitch 길이 확인을 위한 제작실험 절차 42
그림 15. pitch 길이 측정을 위한 실험구성 42
그림 16. 빔 확산형 광섬유 제작 절차 43
그림 17. 빔 확산형 광섬유 손실측정을 위한 실험구성 43
그림 18. MMF-62.5에 대한 pitch 길이 확인실험 결과 44
그림 19. MMF-85에 대한 pitch 길이 확인실험 결과 45
그림 20. MMF-100에 대한 pitch 길이 확인실험 결과 46
그림 21. MMF-62.5에 대한 동작거리별 손실측정 결과 47
그림 22. MMF-85에 대한 동작거리별 손실측정 결과 48
그림 23. MMF-100에 대한 동작거리별 손실측정 결과 49
그림 24. overlap에 의한 광섬유 두께 변화 53
그림 25. taper에 의한 광섬유 두께 변화 54
그림 26. MMF-85에 대한 접속조건 실험 결과 55
그림 27. MMF-100에 대한 접속조건 실험 결과 56
그림 28. MMF-85 접속조건 최적화 전후 손실비교 58
그림 29. MMF-100 접속조건 최적화 전후 손실비교 59
그림 30. center dip을 고려한 GRIN MMF의 굴절률 분포 60
그림 31. silica를 삽입한 빔 확산형 광섬유의 구조 60
그림 32. MMF-85에 대한 Ls 및 L'op 시뮬레이션 결과[이미지참조] 61
그림 33. MMF-100에 대한 Ls 및 L'op 시뮬레이션 결과[이미지참조] 62
그림 34. MMF-85에 대한 Ls 및 L'op 실험 결과[이미지참조] 63
그림 35. MMF-100에 대한 L'op 및 Ls 실험 결과[이미지참조] 64
그림 36. MMF-85를 활용한 빔 확산형 광섬유 최종 제작결과[그림없음] 65
그림 37. MMF-100을 활용한 빔 확산형 광섬유 최종 제작결과 66
그림 38. L'op에 의한 빛의 전송 특성[이미지참조] 67