저손실 및 고대역폭 플라스틱 광섬유의 발전

Jul 15, 2024

광섬유의 기본 개념과 분류

POF를 통한 빛 전파 원리는 GOF와 동일합니다. POF는 기본적으로 코어와 클래딩이라는 두 개의 동축 레이어로 구성됩니다. 코어는 빛을 안내하는 섬유의 내부 부분인 반면 클래딩은 코어를 완전히 둘러싸고 있습니다. 코어의 굴절률은 클래딩의 굴절률보다 약간 높습니다. 따라서, 코어에 입력된 광의 입사각이 임계각보다 큰 경우, 각 층을 구성하는 서로 다른 유전체 물질 사이의 경계면에서 내부 전반사로 인해 입력이 코어 영역으로 제한됩니다. 이 간단한 개념은 다양한 종류의 광섬유에서 광 유도의 유용한 근사치이지만 완전한 설명을 제공하지는 않습니다. 빛은 실제로 광학 범위의 주파수를 갖는 전자기파입니다. 광섬유는 도파관 전체의 빛 에너지 분포를 설명하는 모드라고 하는 고유한 패턴으로 파동을 안내합니다. 일반적으로 사용되는 광섬유는 모드 특성에 따라 단일 모드 광섬유와 다중 모드 광섬유의 두 가지 클래스로 구분할 수 있습니다. 단일 모드 광섬유는 SI(스텝 인덱스) 광섬유인 반면, 다중 모드 광섬유는 SI(SI) 광섬유와 등급 지수(GI) 광섬유로 나눌 수 있습니다. SI와 GI는 섬유 축으로부터 반경 방향 거리에 따른 굴절률의 변화 패턴을 나타냅니다. 그림 1은 (a) 단일 모드 광섬유, (b) SI 다중 모드 광섬유 및 (c) GI 다중 모드 광섬유의 세 가지 유형의 광섬유를 개략적으로 보여줍니다.

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현재 대부분의 GOF는 단일 모드 구조로 제작되며 코어 및 대도시 네트워크와 같은 장거리 애플리케이션에 일반적으로 사용됩니다. 결합 손실과 관련하여 단일 모드 광섬유의 작은 코어는 심각한 단점입니다. 코어 직경이 작을수록 빛을 광섬유에 결합하는 것이 더 어려워집니다. 따라서 GI 다중 모드 유형 광섬유도 광범위하게 연구되었으며12-15 중반까지 일부 통신 애플리케이션에 배포되었습니다-1980. 그러나 단일 모드 GOF는 감쇠와 대역폭 모두에서 훨씬 우수하므로 점차 저장 영역 네트워크와 같은 짧은 길이의 애플리케이션으로 전환되었습니다. 단일 모드 광섬유에 빛을 결합하려면 다중 모드 광섬유의 더 큰 코어에 빛을 결합하는 것보다 필연적으로 훨씬 더 엄격한 허용 오차가 필요합니다. 그러나 이렇게 더 엄격한 허용 오차가 달성되었습니다. 오늘날 단일 모드 GOF는 높은 비트 전송률 또는 몇 킬로미터 이상의 범위 거리를 포함하는 거의 모든 종류의 통신에 대한 표준 선택이 되었습니다.

반면, POF는 건물 내 네트워크와 같은 단거리 네트워크에 대한 최적의 후보로 주목을 받고 있습니다.9 광섬유는 건물의 개별 공간에 있는 다양한 장치를 연결할 수 있어야 합니다. 따라서 유연하고 쉽게 구부릴 수 있어야 하며 여러 지점에서 연결되어야 합니다. 예상대로 단일 모드 GOF는 부서지기 쉽고 코어가 작기 때문에 이 애플리케이션에 적합하지 않습니다. 대조적으로, POF는 유연성이나 섬유 정렬의 용이성을 잃지 않고 직경을 약 1mm까지 확대할 수 있습니다.

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POF의 출현과 감쇠 분석

현재 대부분의 GOF는 단일 모드 구조로 제작되며 코어 및 대도시 네트워크와 같은 장거리 애플리케이션에 일반적으로 사용됩니다. 결합 손실과 관련하여 단일 모드 광섬유의 작은 코어는 심각한 단점입니다. 코어 직경이 작을수록 빛을 광섬유에 결합하는 것이 더 어려워집니다. 따라서 GI 다중 모드 유형 광섬유도 광범위하게 연구되었으며12-15 중반까지 일부 통신 애플리케이션에 배포되었습니다-1980. 그러나 단일 모드 GOF는 감쇠와 대역폭 모두에서 훨씬 우수하므로 점차 저장 영역 네트워크와 같은 짧은 길이의 애플리케이션으로 전환되었습니다. 단일 모드 광섬유에 빛을 결합하려면 다중 모드 광섬유의 더 큰 코어에 빛을 결합하는 것보다 필연적으로 훨씬 더 엄격한 허용 오차가 필요합니다. 그러나 이렇게 더 엄격한 허용 오차가 달성되었습니다. 오늘날 단일 모드 GOF는 높은 비트 전송률이나 몇 킬로미터 이상의 범위 거리를 포함하는 거의 모든 종류의 통신에 대한 표준 선택이 되었습니다.

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