다방향 조사가 가능한 광섬유 팁 해석 및 제작
Fabrication of a Multidirectional Side-firing Optical Fiber Tip and Its Numerical Analysis
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초록
본 논문에서는 직경 125 μm의 싱글모드 광섬유에 입사된 빔을 다방향으로 방사하기 위하여 이론적으로 계산된 값을 광학설계프로그램인 LightTools를 이용하여 광섬유 끝단에 원뿔형 구조물을 모델링 하고 입사된 모든 빔이 전반사 되어 측면으로 방사되는 광섬유 팁과, 전방과 측면으로 동시에 방사가 가능한 광섬유 팁에 대해 시뮬레이션을 하였다. 이러한 결과를 가지고 광섬유끝단에 펨토초 레이저와 CO2 레이저를 이용하여 원뿔형 구조물을 제작하고 시뮬레이션 결과와 비교 분석하는 연구를 수행하였다.
Abstract
In this paper, using the value theoretically calculated to emit multidirectionally a beam coming into an optical fiber withdiameter of 125 μm, we modeled and produced a cone-shaped structure at the distal end of the fiber. A numerical simulationwas performed for an optical fiber tip in which all incident beams were totally reflected and emitted toward the side, as wellas for an optical fiber tip from which the beams could be emitted forward and sideways simultaneously. We producedmultidirectional-firing optical fiber tips based on the simulation result and model. Laser fabrication of the optical fiber was doneby processing a cone-shaped structure at the distal end of an optical fiber with diameter of 125 μm using a femtosecond pulsedlaser and polishing the processed surface with a CO2 laser. We also conducted an analysis to compare experimental and simulationresults.
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