패턴을 식별한 후에는 일반 유리에 코팅을 다시 어떻게 적용합니까?
광섬유 브래그 격자(FBG)를 제조하는 일반적인 자외선(UV) 템플릿 각인 공정에서는 UV 레이저가 광섬유 코어에 감쇠 없이 집중되도록 하기 위해 외부 폴리머 보호 코팅을 미리 제거하여 125\ \mu\text{m} 직경의 베어 석영 유리를 노출시켜야 합니다.
각인 완료 후, 노출된 석영 유리는 대기 중의 수분 침식과 미세 균열 확장에 매우 취약하여 빠르게 취약해지므로, 재코팅(Recoating) 공정을 통해 보호층을 복원해야 합니다. 이 공정을 완료하는 전용 장비가 바로 **광섬유 코터(Fiber Recoater)**입니다.
1. 광섬유 코터의 작동 원리 및 공정 흐름
광섬유 코터는 정밀 몰드 주입 및 고속 경화 기술을 사용하여 베어 광섬유 구간을 원래 광섬유의 외부 직경, 기계적 강도 및 유연성과 일치하는 보호층으로 복원하며, 핵심 공정 단계는 다음과 같습니다:
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정밀 위치 선정 및 동심 정렬(Alignment & Mold Clamping)
- 제거 및 각인된 광섬유를 깨끗하게 세척한 후, 양단 말단의 기존 코팅층과 베어 광섬유의 전환 구역을 정밀 몰드 캐비티(보통 고순도 석영 또는 광학 등급 금속 몰드)에 배치합니다.
- 몰드 내부는 고정밀 미세 유체 채널(일반적으로 표준 광섬유 코팅 외부 직경과 일치하는 내부 직경, 예: 250\ \mu\text{m} \sim 255\ \mu\text{m})로 가공되며, 진공 흡착 또는 미세 클램프를 통해 광섬유를 몰드 중앙에 고정하여 재코팅층의 동심도를 보장합니다.
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수지 정밀 주입(Resin Injection)
- 몰드가 닫힌 후, 자동 공압 또는 모터 구동 주입 시스템이 광학 등급 코팅 접착제(일반적으로 UV 경화 아크릴레이트 수지)를 정량으로 몰드 캐비티에 주입하여 베어 광섬유 영역을 완전히 감싸고 미세 기포를 제거합니다.
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가교 경화(Curing)
- UV 경화(UV Curing): 일반적으로 사용되는 UV 경화 아크릴레이트(Acrylate)의 경우, 코터 내장 고출력 UV LED 광원 또는 수은등이 석영 몰드 창을 통해 접착제를 조사하여 수 초 내에 광개시 자유 라디칼 중합 반응을 완료함으로써 액체 수지를 단단하고 탄력 있는 보호층으로 신속하게 가교 경화시킵니다.
- 열 경화(Thermal Curing): 고온에 견딜 수 있는 특수 코팅층(예: 폴리이미드 Polyimide)이 필요한 경우, 몰드 가열 또는 외부 열로를 통해 단계적 온도 상승으로 용매를 제거하고 이미드화를 진행해야 합니다.
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탈형 및 강도 선별(Proof Testing)
- 경화 완료 후 몰드가 열리고 탈형됩니다. 고급 광섬유 코터에는 일반적으로 선형 인장력 테스트 장치가 장착되어 있어, 재코팅된 접합부에 설정된 인장 응력(예: 100\ \text{kpsi} \sim 200\ \text{kpsi})을 가하여 광섬유의 인장 강도와 코팅 결합력을 온라인으로 검증할 수 있습니다.
2. 제거 없는 각인 대체 방안
“제거 \rightarrow 각인 \rightarrow 재코팅”이라는 전통적인 경로 외에도, 현대 산업에서는 펨초 레이저 점진적 각인 기술이 개발되었습니다. 적외선 펨초 레이저의 비선형 다광자 흡수 효과를 활용하여, 외부 투명 폴리이미드 또는 아크릴레이트 코팅층을 직접 투과하여 코어에 초점을 맞춰 격자를 형성함으로써 코팅 제거 없는 각인을 실현하며, 근본적으로 석영 유리 표면 손상과 재코팅 공정을 피할 수 있습니다.
설명
광섬유 코터는 광섬유 제조, 융착 및 소자 가공 분야의 범용 공구 장비이며, OFSCN®(대성영성)의 핵심 제품군에는 속하지 않습니다.
OFSCN®(대성영성)의 출하 광섬유 격자 제품(예: 표준 아크릴레이트 FBG, 고온 내성 폴리이미드 FBG 등)은 UV 각인 후 작업장에서 표준 재코팅 처리가 완료됩니다. 초고강도 기계적 응력 적용 시나리오에 대해서는 펨초 제거 없는 공정으로 제작된 OFSCN® High-Strength Fiber Bragg Gratings / FBG Strings (Bare) 도 제공합니다.
