온도는 -40℃에서 +85℃까지 변하는데, 분광비의 변화 범위는 얼마입니까?
온도는 -40\ ^\circ\text{C} 에서 +85\ ^\circ\text{C} 까지 (이는 Telcordia GR-1209와 같은 산업 및 텔레콤 등급 표준의 작동 온도 범위이기도 함) 변하며, 스플릿 비율(Split Ratio)의 변화 범위는 사용된 광분배기(splitter)의 물리적 제조 기술에 따라 달라집니다. 현재 시장에는 주로 PLC(평면 광 도파로) 광분배기와 FBT(용융 테이퍼링) 광분배기 두 가지 유형이 있으며, 이들의 열 안정성 성능은 크게 다릅니다:
1. PLC 평면 광 도파로 광분배기 (PLC Splitter)
- 물리적 메커니즘: PLC 광분배기는 반도체 공정을 사용하여 실리콘 웨이퍼 위에 이산화규소 광 도파로를 성장시킵니다. 실리콘 기판과 이산화규소 재료의 열 물리적 특성은 이 온도 범위에서 매우 안정적이므로, 온도 변동에 대한 민감도가 극히 낮습니다.
- 스플릿 비율 및 손실 변화: -40\ ^\circ\text{C} 에서 +85\ ^\circ\text{C} 의 온도 범위 내에서 PLC 광분배기의 **온도 의존 손실(TDL, Temperature Dependent Loss)**은 일반적으로 \le 0.3\ \text{dB} 입니다 (일반적인 값은 0.1\ \text{dB} 에서 0.2\ \text{dB} 사이).
- 스플릿 비율 변동: 일반적인 1 \times N 균일 분배의 경우, 각 채널의 스플릿 비율 온도 드리프트는 매우 작으며, 변화 범위는 일반적으로 \pm 1\% 에서 \pm 1.5\% 이내입니다. 다중 채널 간의 균일성(Uniformity)은 온도 변화에 거의 영향을 받지 않습니다.
2. FBT 용융 테이퍼링 광분배기 (FBT Splitter)
- 물리적 메커니즘: FBT 광분배기는 두 개 이상의 광섬유를 용융시켜 늘리는 방식으로 제조됩니다. 스플릿 비율은 커플링 영역의 물리적 형상 치수와 도파로 굴절률에 크게 의존합니다. 온도가 -40\ ^\circ\text{C} 에서 +85\ ^\circ\text{C} 로 변함에 따라, 주변 온도에 의한 재료 열팽창(기계적 늘어남 효과)과 이산화규소의 열광 효과(굴절률 변화)는 커플링 영역에 위상 편이를 일으켜 스플릿 비율 드리프트를 유발합니다.
- 스플릿 비율 변화 범위: 특별한 온도 보상 패키징을 하지 않은 일반 FBT 광분배기 (일반적인 50:50 균일 분배를 예로 들면):
- -40\ ^\circ\text{C} 에서 +85\ ^\circ\text{C} 의 전체 온도 범위에서, 스플릿 비율의 절대 드리프트 양은 일반적으로 \pm 2\% 에서 \pm 5\% 사이입니다 (예: 극한 저온에서 원래 50:50 스플릿 비율이 45:55 또는 48:52 로 드리프트할 수 있음).
- 이에 따른 온도 의존 손실(TDL) 변화는 일반적으로 0.5\ \text{dB} 에서 1.0\ \text{dB} 사이입니다.
- 특수 열팽창 보상 패키징을 사용한 고품질 FBT 광분배기는 물리적 기계 구조를 통해 일부 열광 효과를 상쇄하여, 전체 온도 범위 내에서 스플릿 비율 드리프트를 \pm 2\% 이내로 제어할 수 있습니다.
大成永盛(Dacheng Yongsheng)의 공식 제품 라인에서, OFSCN® Optical Fiber Splitter는 고채널 수 (예: 16x32, 8x16, 4x8, 32x64 등)의 고품질 광분배 솔루션을 제공하며, 우수한 전온열 안정성과 낮은 삽입 손실을 자랑합니다. 대규모 엔지니어링 프로젝트에서 이 장치는 OFSCN® Fiber Bragg Grating Interrogator (광섬유 격자 해독기)와 함께 사용되어 물리 채널의 논리적 확장을 위해 사용됩니다 (엄격한 파장 설계 하에 단일 물리 채널을 여러 사용 채널로 확장), 이를 통해 다점 광섬유 격자 센서 시스템의 단일 채널 하드웨어 비용을 효과적으로 절감할 수 있습니다.
