광섬유 개요

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신소재공학 과제로 광섬유의 기본구조, 종류, 원리 등을 설명한 글입니다.
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본문내용

신소재공학 과제로 광섬유의 구조, 종류, 원리 등을 설명한 글입니다.
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광섬유의 기본구조
통신용 광섬유는 일종의 가느다란 석영계 유리선으로 그 투명도가 매우 우수하여 가시광선 또는 적외선영역의 파장을 갖는 빛을 광섬유의 단면안에 거의 국한시키면서 선을 따라 전송하는 역할을 하게 된다.
이러한 광섬유는 굴절률이 밀한 매질에서 소한 매질로 빛이 진행할 때 그 경계면의 전반사에 의해서 빛을 전송시키는 코어(core)와 빛이 밖으로 새어나가지 못하도록 가두는 역할을 가진 클래드(clad)로 구성되며 원통형의 구조를 갖고 있다.

광섬유의 기본구조
광섬유는 코어보다 굴절률이 약간 낮은 클래드로 둘러싸인 빛을 전달하는 원통형 유전체 도파관(cylindrical dielectric waveguide)을 말하며, 섬유와 같은 모양이기 때문에 광섬유라고 부르고 있다. 실제로 전송되는 광출력은 코어를 따라서 전송된다.
이들의 코어와 클래드와의 굴절률의 차는 다중모드(멀티모드)형인 경우에 1~5%이고 단일모드형인 경우는 0.1~0.5% 정도이다. 코어 부분의 직경은 광섬유의 종류에 따라 다르며 다중모드형 광섬유인 경우는 약 50㎛이고 단일모드인 경우는 10㎛정도이다.

단일모드와 다중모드 광섬유의 단면
또한 광섬유는 그 굵기가 마치 사람의 머리카락처럼 가늘고 유리 성분이기 때문에 유리 자체의 특성상 깨어지기 쉬우며 인장강도는 매우 약하다. 따라서, 기계적 강도의 보강을 하기 위해 코팅(coating)을 하는데 이렇게 코팅된 상태에서야 광섬유로서 구실을 하게 된다.

광섬유의 종류
광섬유는 그 재료성이나 제조방법, 굴절률 분포나 전파모드에 따라서 분류가 가능하다. 광섬유를 구조와 사용법에 따라 분류하면 계단형(step index)과 언덕형(graded index), 또는 단일모드와 다중모드로 나눌 수 있다.

참고 자료

(이미지 출처)
광섬유 개요 동향/연구보고서, 정보통신산업진흥원, 2001년
네이버 백과사전
http://domech9.blog.me/100011600159
(내용 출처)
광통신 시스템 공학, 김장주, 진한M&B, 2005년
네이버 백과사전
네이버 뉴스 <클릭 사이언스>(34)광섬유