광섬유 소자의 삽입 손실 측정 실험

본 내용은 " 광전자1보고서(광섬유소자의 삽입 손실측정) " 의 원문 자료에서 일부 인용된 것입니다. 2025.03.04

문서 내 토픽

• 1. 광 감쇠기(Optical Attenuator)

  광통신에 사용되는 빛의 세기를 일정하게 또는 연속적으로 줄여주는 소자입니다. 가변형, 연속형, 스텝형, 고정형 등이 있으며, 빛 흡수체 재료 사용이나 빛 경로상의 통과 공간을 조절하여 빛의 양을 감쇠시킵니다. 가변형은 수신 감도 및 AGC 측정 시 사용되고, 고정형은 단국장치 또는 중계 장치 입력 측에 삽입하여 적정한 광 입력을 얻는 데 사용됩니다.

• 2. 광 서큘레이터(Circulator)

  1, 2, 3 세 포트가 원형으로 배치된 구조로, 신호가 입력될 때 바로 다음 번호의 단자로 신호를 출력시킵니다. 포트는 1→2, 2→3, 3→1로 순방향 결합되며 인접한 포트로만 순방향 결합됩니다. 실험 결과 1→2 경로에서 188μW, 15dB 손실률을 보였고, 2→3 경로에서 275μW, 13dB 손실률을 나타냈습니다.

• 3. 광 커플러(Optical Coupler)

  입력된 신호 1개를 2개 이상으로 분배하거나, 2개 이상의 신호를 하나로 결합하는 기능을 가진 소자입니다. 실험에서는 50:50, 70:30, 95:5의 비율로 신호를 분배하는 광 커플러를 사용했습니다. 50:50 커플러는 각각 1mW, 7dB 손실률을 보였고, 70:30 커플러는 445μW(11dB), 170μW(15dB)의 결과를 나타냈습니다.

• 4. 광 분리기(Optical Isolator)

  광이 한쪽으로만 진행하게 하는 소자로, 레이저나 광원에서 반사광을 차단하여 각 소자들의 오동작을 방지합니다. 순방향 삽입손실은 0.2~2dB, 역방향 삽입손실은 20~40dB입니다. 실험 결과 순방향 427μW(11dB), 역방향 842nW(38dB)로 측정되었습니다.

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• 1. 광 감쇠기(Optical Attenuator)

  광 감쇠기는 광통신 시스템에서 신호의 강도를 조절하는 필수적인 광학 부품입니다. 이 장치는 수신기의 포화를 방지하고 신호 레벨을 최적화하여 통신 품질을 향상시킵니다. 특히 장거리 광통신에서 신호 손실을 보정하거나 테스트 환경에서 신호 강도를 정밀하게 제어할 때 매우 유용합니다. 다양한 감쇠 방식(기계식, 전자식, 반도체식)이 있어 응용 분야에 따라 선택할 수 있으며, 낮은 삽입 손실과 높은 신뢰성이 중요한 성능 지표입니다. 현대 광통신 인프라에서 신호 품질 관리의 핵심 역할을 하고 있습니다.

• 2. 광 서큘레이터(Circulator)

  광 서큘레이터는 광신호를 특정 방향으로만 전달하는 비상호적 광학 소자로, 광통신 시스템에서 중요한 역할을 합니다. 이 부품은 신호와 반사파를 분리하여 간섭을 방지하고, 양방향 통신을 효율적으로 구현할 수 있게 해줍니다. 특히 광 증폭기와 함께 사용되어 증폭된 신호의 역방향 전파를 차단함으로써 시스템 안정성을 높입니다. 파라데이 효과를 이용한 설계로 높은 격리도를 제공하며, 광 센서와 측정 장비에서도 광범위하게 활용됩니다. 다만 비용이 높고 편광 의존성이 있을 수 있다는 점이 개선 과제입니다.

• 3. 광 커플러(Optical Coupler)

  광 커플러는 광신호를 여러 경로로 분배하거나 결합하는 핵심 광학 부품으로, 광통신 네트워크의 기본 구성 요소입니다. 이 장치는 다양한 분할 비율(3dB, 10:90 등)로 제공되어 신호 분배, 신호 모니터링, 다중화 등 다양한 용도로 활용됩니다. 특히 광 센서, 간섭계, 광 네트워크에서 필수적이며, 낮은 삽입 손실과 높은 격리도가 성능을 결정합니다. 단순한 구조로 높은 신뢰성을 제공하고, 광대역 특성으로 다양한 파장에서 동작할 수 있습니다. 현대 광통신 인프라의 확장성과 유연성을 크게 향상시키는 중요한 부품입니다.

• 4. 광 분리기(Optical Isolator)

  광 분리기는 광신호를 한 방향으로만 전달하고 역방향 신호를 차단하는 필수 광학 소자입니다. 이 부품은 레이저와 광 증폭기를 역반사로부터 보호하여 시스템 안정성을 크게 향상시킵니다. 파라데이 회전자와 편광자를 조합하여 높은 격리도(30dB 이상)를 달성하며, 광통신 시스템의 신뢰성 향상에 핵심적인 역할을 합니다. 특히 고출력 레이저 시스템과 광 증폭기 기반 통신에서 필수적이며, 편광 유지형과 편광 무관형 두 가지 형태로 제공됩니다. 다만 삽입 손실과 온도 의존성 관리가 중요하며, 비용 효율성 개선이 지속적인 과제입니다.