한국전자통신학회논문지 (The Journal of the Korea institute of electronic communication sciences)

한국전자통신학회 (Korea Institute of Electronic Communication Science)
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멀티코어 광섬유를 이용한 광에너지 전송에 관한 분석 연구

Analysis of optical energy delivery through multi-core optical fibers

  • 김성만 (경성대학교 전자공학과)
  • 투고 : 2012.07.18
  • 심사 : 2012.10.05
  • 발행 : 2012.10.31
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초록

현재 전 세계의 많은 과학자들이 지속 가능한 에너지원을 찾기 위하여 많은 노력을 하고 있지만, 태양광에너지가 궁극적인 해답이 될 것으로 받아들여지고 있다. 이러한 광 에너지는 조명용, 발열용, 통신용 등으로 사용될 수 있으며, 심지어 최근에는 광에너지로 동작하는 광자구동 모터에 대한 연구결과도 나오고 있다. 본 논문에서는 이러한 광에너지를 광섬유를 통해 전송할 수 있는 기술에 대해 이론적인 분석을 수행하였다. 특히, 한 가닥의 광섬유에 여러 개의 코어(core)가 삽입된 멀티코어(multi-core) 광섬유를 이용한 광에너지 전송의 에너지 전송량에 대해 예측해 보았다. 본 논문의 분석 결과에 따르면, 한 가닥의 멀티코어 광섬유로 약 2 kW 의 광에너지 전송이 가능할 것으로 예측되었으며, 초고압선처럼 수 cm 의 직경으로 광섬유 다발을 묶을 경우에는 10 MW 이상의 광에너지 전송이 가능할 것으로 예측되었다. 이는 도체 전력선과 비교하여 절반수준의 에너지 전송량으로 충분한 경쟁력이 있을 것으로 생각된다.

Many researchers worldwide have been making a lot of effort to find sustainable clean energy source to replace the current fossil fuels. However, solar energy is considered as the ultimate energy solution to supply the world total power consumption. Light can be used for lighting, heating, wired and wireless communications, etc. Moreover, even light-driven motors which can directly convert optical energy into kinetic energy are studied recently. In this paper, we analyze optical energy delivery through multi-core optical fibers. Our estimation shows that an optical power of 2 kW can be transmitted through a multi-core fiber and an optical power of >10 MW can be transmitted through a bundle of optical fibers with a diameter of several centimeters. It seems competitive compared with the electric power delivery through a copper cable.

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