광섬유 격자의 원리와 응용

Principles and Applications of Optical Fiber Gratings

본 강좌에서는 광통신과 센서 분야에서 최근 실용화되고 있는 중요한 소자인 광섬유 격자(fiber grating)에 대해, 그 원리와 종류, 제작 방법, 시뮬레이션 기법, 광통신용 응용 및 광섬유 격자 센서 시스템의 구현 기법 등에 대해 설명한다. 별도로 제공되는 강의록에서 이에 대해 보다 구체적으로 기술할 것인 바, 그 요약은 아래와 같다. 광섬유에 굴절률 변화 패턴을 만들 수 있다는 사실은 1978년 Hill 등에 의해 발견되었고, 1989년 Meltz 등에 의해, 자외선(UV) 레이저를 광섬유 측면에 조사하여 광섬유 코어(core)의 특정 부위에 광섬유 격자를 만드는 방법이 고안되었다. 광섬유에 격자가 새겨지는 원인에 대한 이론은 여러 가지가 있고 이들이 복합적으로 작용하지만, 중요한 요인은 산소가 빠진 게르마늄과 관련된(oxygen deficient germania related) 결함이다. 따라서, 게르마늄(Ge)이 높게 도우핑(doping)된 광섬유에 격자가 잘 새겨진다. 보통의 단일 모드 광섬유도 수소처리(hydrogenation)를 하면 자외선에 대한 광민감성(photosensitivity)을 증가시킬 수 있어 격자의 제작이 가능하다. (중략)