일반기술

편광유지 광섬유에 제작된 장주기 광섬유격자를 이용한 광섬유 전류센서

본 기술은 광섬유를 이용한 전류센서(current sensor) 및 전류 측정 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 광섬유의 패러데이(Faraday) 현상을 이용하여 외부에서 가해지는 전류의 값을 측정할 수 있는 편광유지 광섬유에 제작된 장주기 광섬유격자를 이용한 광섬유 전류센서에 관한 것으로서, 광학적으로 전류의 값을 측정하는 기술 중 광섬유를 사용하는 방식은 1978년 스미스(Smith)에 의해 처음 제안된 후 점차 개선되어 왔고, 그 후 최근까지 광섬유 전류 센서의 해상도, 측정 범위, 안정성 및 적용성 등을 높이려는 연구가 활발히 진행되어 왔다. 자계에 민감한 광섬유가 종래부터 알려져 있으며, 예를 들어 전력 효용을 위한 광 전류 트랜스듀서로서 일반적으로 사용되고 있다. 보통의 광전류 트랜스듀서는 도전체를 감는 코일 내에 형성된 단일 모드 광섬유를 사용한다. 광섬유 코일을 가로 지르는 임의의 광의 편광은, 패러데이 회전이나 쿤트 효과로서도 부르는 자기-광학적 패러데이 효과에 의해서, 도체를 통해 흐르는 소정의 전류의 변화에 응답하여 시프트된다. 상기 패러데이 효과는 선형 편광된 광 빔의 편광이 인가된 자계의 방향에서의 물질을 통해 지날 때 회전하는 방식인데, 이것은 패러데이 복굴절(birefringence)의 결과이다.본 기술은 장주기 광섬유격자로써 광섬유형 분석기를 제작하여 벌크형식의 광학장치를 대신하여 광섬유 전류측정시스템의 부피나 비용의 증가를 줄임으로 인해 적용성을 높힐 수 있는 편광유지 광섬유에 제작된 장주기 광섬유격자를 이용한 광섬유 전류센서를 제공함에 그 목적이 있으며, 이를 위하여 본 기술은 편광 유지 광섬유에 장주기 광섬유 격자를 제작하여, 특정한 파장에서 분석기의 역할을 하는 광섬유형 분석기로 사용할 수 있도록 되어 있다. 구체적으로는 선형 편광된 광을 출력시키는 광원, 입력 편광을 조절하기 위한 편광조절기(polarization controller), 단일모드 광섬유를 통해 광섬유코일로 구성된 측정자, 광섬유형 분석기의 역할을 하는 편광유지 광섬유에 제작된 장주기 광섬유격자(또는 편광유지 장주기격자라고 함) 및 출력 광을 전기신호로 변환하는 광검출기로 이루어지며, 전기신호를 표시해주는 오실로스코프를 포함하는 광섬유 전류센서를 마련할 수 있다.