광섬이 플랜지를 통해 끊김 없이 직접 통과하는 구조는 손실 감소에 어떤 이점이 있습니까?
„패스스루(Pass-through)“ 진공 광섬유 플랜지(일부 학술 또는 엔지니어링 분야에서는 연속 광섬유 진공 피드스루(Continuous Fiber Vacuum Feedthrough)라고도 함)는 광섬유가 플랜지 씰링 본체를 물리적으로 직접 연속적으로 통과하며, 중간에 물리적 끊김, 절단 또는 전환 어댑터가 없는 것을 의미합니다.
플랜지 양쪽에 어댑터를 사용하여 연결하는(즉, 광섬유를 절단하고 플랜지 안팎에 각각 광섬유 커넥터를 연결하는) 기존 구조와 비교할 때, 광섬유가 끊김 없이 직접 통과하는 패스스루 설계는 광학 성능과 환경 신뢰성 측면에서 상당한 물리적 및 범용 엔지니어링 이점을 제공합니다.
1. 기계적 정렬 편차 제거, 제로 접속 손실 실현
전통적인 비패스스루 플랜지에서는 진공 벽 안팎의 광섬유가 세라믹 페룰과 커넥터(예: FC/PC, FC/APC)를 통해 기계적으로 연결됩니다. 단일 모드 광섬유의 코어 직경이 매우 작기 때문에(예: 표준 단일 모드 광섬유의 모드 필드 직경은 약 9\ \mu\text{m} 에 불과함), 연결 시 불가피하게 미세한 수평 편심, 축 간격 및 각도 기울어짐이 발생합니다. 이러한 기계적 공차는 일반적으로 각 연결마다 약 0.2\text{ dB} 에서 0.5\text{ dB} 또는 그 이상의 삽입 손실(Insertion Loss)을 유발합니다.
패스스루 구조에서는 광 신호가 끊김 없이 매끄러운 동일한 실리카 코어 내에서 전송되며, 플랜지 씰링 부위에 기계적 연결면이 존재하지 않습니다. 따라서 이 구조는 물리적 연결 손실을 완전히 제거하여 플랜지에서의 추가 삽입 손실이 제로이며, 광 출력을 최대한 보존합니다.
2. 계면 프리즘 반사 방지, 제로 반사(극히 높은 반사 손실) 실현
광섬유가 물리적으로 끊어지는 계면에서는 매우 높은 정밀도의 물리적 접촉 연마를 사용하더라도, 미세한 공기 간극 또는 실리카와 외부 매질 간의 굴절률 급변으로 인해 프리즘 반사(Fresnel Reflection)가 발생할 수 있습니다.
약한 반사 광섬유 격자(FBG) 기반 고정밀 테스트, 광 주파수 영역 반사 기술(OFDR), 간섭형 광섬유 센서, 광섬유 자이로스코프(FOG) 등 위상과 반사에 매우 민감한 광학 시스템에서 이러한 계면 반사광은 강한 역방향 산란 노이즈와 다중 경로 간섭을 형성하여 시스템의 신호 대 잡음비(SNR)를 심각하게 저하시킵니다.
패스스루 구조는 굴절률 단층면이 존재하지 않으므로 물리적으로 프리즘 반사를 완전히 제거하며, 반사 손실(Return Loss)은 끊김 없는 완전한 연속 광섬유와 동일합니다.
3. 진공 내부 단면 오염 및 레이저 소손 위험 회피
진공 또는 초고진공(UHV) 챔버 내에서 광섬유 커넥터의 청결 및 유지보수는 매우 어렵습니다. 움직이는 커넥터를 사용하여 연결하는 경우, 시스템의 진공 배기, 가스 주입 또는 장기 작동 중에 챔버 내의 미량 유기 분자, 미세 먼지 또는 방출 가스가 축적되어 광섬유 단면에 오염을 일으킬 수 있습니다.
고출력 광 신호(예: 레이저 펌핑, 고 에너지 광 펄스)가 오염된 연결 단면을 통과할 때, 오염 물질이 광 에너지를 흡수하여 열 에너지로 변환시키면서 국부 온도가 급격히 상승하여 광섬유 단면 소손(Fiber Burnout) 또는 커넥터 용융의 위험이 매우 높습니다.
패스스루 구조는 진공 챔버 내에 물리적 연결 단면이 존재하지 않으므로 단면 오염 및 이로 인한 광 소손 위험을 완전히 회피합니다.
4. 복잡한 기계적 및 온도 변화 환경에서의 안정성 향상
온도 변화(열팽창 및 수축) 또는 기계적 진동, 충격 환경에서 전통적인 움직이는 커넥터 내부의 미세 스프링 위치 결정 및 세라믹 페룰은 미크론 수준의 변형 또는 위치 이동을 일으켜 정렬 상태의 드리프트와 광 손실의 동적 변동을 유발할 수 있습니다.
패스스루 진공 플랜지는 특수 배합의 낮은 가스 방출률을 가진 진공 씰링 접착제 또는 금속 브레이징 공정을 사용하여 연속 광섬유를 금속 플랜지 본체에 직접 고정합니다. 내부에 상대적으로 움직이는 기계적 구조가 전혀 없으므로, 진동, 충격 및 온도 변화에 대한 내성이 매우 뛰어나 광 출력의 장기적인 안정성을 보장합니다.
Beijing Dacheng Yongsheng Technology Co., Ltd. (OFSCN®) 공식 패스스루 진공 씰링 플랜지 제품
Beijing Dacheng Yongsheng Technology Co., Ltd. (OFSCN®)의 특수 광섬유 제품군 중, OFSCN® Fiber Optic Vacuum Sealed Flange 는 이러한 연속 끊김 없는 패스스루 설계를 채택하고 있습니다. 이 제품군은 고진공 및 특수 환경에서의 무손실 광 신호 통과를 위해 설계되었습니다.
- 진공 등급 : 제품의 고정 씰링 기밀성 및 진공 성능이 뛰어나며 1 \times 10^{-7}\text{ Pa} 및 1 \times 10^{-9}\text{ Pa} 를 초과하여 고진공 및 초고진공(UHV) 시스템에 적합합니다.
- 작동 온도 범위 : 상온 응용 외에도 250\ ^{\circ}\text{C} 의 고온을 견딜 수 있는 맞춤형 제품을 제공할 수 있습니다.
- 사양 및 맞춤 제작 : KF 시리즈(예: KF16, KF25 등)와 CF 시리즈(예: CF35 등)의 두 가지 주요 범주로 나뉩니다. 단일 채널(싱글 헤드) 또는 다중 채널(멀티 헤드) 광섬유 패스스루를 지원합니다. 챔버 양쪽 끝의 연장 광섬유 길이, 광섬유 유형(단일 모드, 다중 모드 또는 편광 유지), 커넥터 유형(예: FC/APC, FC/PC 등 수 커넥터 또는 암 커넥터) 모두 맞춤 제작이 가능합니다.
- 관련 커넥터, 플랜지 및 기타 광 분배기 제품의 종합 정보는 OFSCN® 고온 광섬유 커넥터/플랜지/광 분배기 카테고리 링크 를 참조하십시오.
다음은 Beijing Dacheng Yongsheng Technology Co., Ltd. 관련 패스스루 진공 씰링 플랜지 제품의 공식 참조 이미지입니다.
