광섬유 격자 소자 기술

위상 마스크 이용법 (Phase Mask Method)
1993년 Hill 등과 Anderson 등은 위상 마스크를 이용하여 격자를 새기는 새로운 방법을 동시에 발표하였다. 위상 마스크는 일종의 회절 광학 소자 (Diffractive Optical Element)로서, 격자 형성용 UV 빛을 통과시켜 공간에 따른 위상차를 유도하여 UV 빛의 간섭무늬를 광섬유 코어 내에 형성시키도록한 간섭형 마스크이다. 위상 마스크는 그림 3과 같이 마스크의 골의 깊이(DPM) 를 조절함으로써 위상 마스크에 수직으로 인가된 UV 빛의 0차 회절은 수 % 이내로 하고, 1차 회절을 최대로 하여 이 빛들을 이용하여 광섬유의 코어에서 간섭을 일으킨다.
그림 3. 위상 마스크를 이용한 광섬유 격자 제작
따라서 0차 회절된 빛은 위상 마스크의 골과 마루사이만큼의 위상차를 가져야 한다.
여기서, nUV는 입사되는 UV 빛에 대한 위상 마스크의 굴절률, λ는 UV 빛의 파장을 나타낸다. 위상 마스크를 이용하여 광섬유 격자를 제작한 경우의 브래그 파장 (Bragg)과 위상 마스크의 골 간격사이 (PM) 의 관계는 다음과 같다.
홀로그래픽 방법과 비교할 때 위상 마스크를 사용하는 방법은 격자 형성용 UV 빛의 가간섭성 길이에 관계없이 광섬유 격자를 만들 수 있으므로 저가의 UV 레이저를 사용할 수 있고, 단순히 하나의 광학 소자를 사용하므로 시스템이 훨씬 간단해지며, 보다 안정적으로 광섬유 격자를 만들 수 있기 때문에 광섬유 격자를 대량으로 제작할 수 있다는 장점이 있다.
2.4 광섬유에서의 광민감성 (Photosensitivity in Optical Fiber)
현재 광섬유의 재료가 되는 무정형 (amorphous) 형태의 4면체 구조의 순수한 실리카 (SiO2)는 160 nm 근처에 흡수 대역을