광섬유 Fabry-Perot 간섭형 센서 제조를 위한 $TiO_{2}$ 반사막의 형성 및 그 특성

Fabrication of $TiO_{2}$ In-line Reflection Mirror and Its Characteristics for Fiber Optic Fabry-Perot Interferometric Sensor

응답특성이 빠르고, 좁은 영역에서의 측정에 있어 매우 유리한 고 분해능의 광섬유 Fabry -Perot 간섭형 센서를 제조하기 위해 반사막으로 사용될 $TiO_{2}$ 박막의 형성법에 대해 조사하였다. RF magnetron sputtering 법을 이용하여 증착된 $TiO_{2}$ 박막은 굴절률이 $2.36{\sim}2.48$정도, 그리고 O/Ti의 원소조성비는 거의 2에 가까운 화학양론적인 조성비가 되어 e-beam 증착법으로 증착된 박막보다 우수한 특성을 나타내었다. 또한 용융 접합법을 사용하여 광섬유 선로내에 $TiO_{2}$ 반사막을 형성할 경우 RF 전력이 120W인 조건에서 증착된 반사막이 가장 큰 반사율을 나타내었을 뿐만 아니라 우수한 반사율 조절특성을 보였다. 광섬유 선로내에 이러한 조건에서 증착된 $TiO_{2}$ 반사막을 가지는 진성 광섬유 Fabry-Perot 간섭계는 매우 안정된 간섭특성을 나타내어 이를 여러가지 센서에 응용할 경우 고정도의 우수한 감지 특성을 나타낼 수 있을 것으로 기대된다.

For the fabrication of high sensitive intrinsic fiber optic Fabry-Perot interferometeric sensor, the deposition conditions of $TiO_{2}$ thin film used to the internal mirrors of the sensor were investigated. The $TiO_{2}$ film deposited by RF magnetron sputter had higher refractive index ($2.36{\sim}2.48$) and better stoiciometry (O/Ti = 2) than that deposited bye-beam evaporator. In the case of forming $TiO_{2}$ internal mirror by using fusion splicing technique, the $TiO_{2}$ reflection mirror deposited by RF magnetron sputter in the condition of 120W RF power showed high. reflectance and excellent controllability of reflection power. The fabricated intrinsic fiber optic Fabry-Perot interferometer with two $TiO_{2}$ internal mirrors deposited under the condition showed very stable fringe patterns. It is, therefore, expected that the interferometer will be applicable to various high precision sensors.