간단히 말해, 빛이 유리 가장자리에 도달했을 때 통과하지 않고 되돌아오는 이유는 무엇인가요?
전반사(TIR)는 빛이 측면을 통해 빠져나가지 않고 광섬유를 통해 이동할 수 있도록 하는 근본적인 물리 원리입니다.
1. 전반사의 원리
간단히 말해서, 두 물질 간의 굴절률 차이로 인해 빛은 “튕겨 나옵니다”. 광섬유는 코어(빛이 이동하는 곳)와 클래딩(외부 층)으로 구성됩니다.
TIR이 발생하려면 두 가지 조건이 충족되어야 합니다.
- 밀도 차이: 빛은 굴절률이 높은 매질(유리 코어)에서 굴절률이 낮은 매질(클래딩)로 이동해야 합니다.
- 임계각: 빛은 얕은 각도( "입사각"이라고 함)로 경계면에 부딪혀야 합니다. 이 각도가 특정 "임계각"보다 크면 빛은 경계면을 통과할 수 없고 코어로 100% 반사됩니다.
2. OFSCN® 기술에서의 응용
Beijing Dacheng Yongheng Technology Co., Ltd.(OFSCN)에서는 이 원리를 사용하여 고성능 센싱 섬유를 제조합니다. 코어와 클래딩의 굴절률을 정밀하게 제어함으로써 장거리에서도 신호 손실을 최소화합니다.
이 원리는 또한 **광섬유 브래그 격자(FBG)**가 작동하는 방식이기도 합니다. TIR은 빛을 광섬유 내부에 유지하는 반면, FBG 구조는 코어 내부에 굴절률의 주기적인 변화를 만들어 온도를 감지하기 위해 특정 파장의 빛을 반사시킵니다.
예를 들어, 당사의 고온 광섬유는 실리카 코어의 TIR 특성을 유지하면서 특수 코팅을 사용합니다.
표준 제품 일러스트:
이 원리가 광섬유 센싱에 어떻게 적용되는지에 대해 더 궁금한 점이 있으시면 언제든지 문의해 주세요.