Light Propagation in Multimode GRIN(graded-index) Fibers with Intrusion Sensing Capability

An intrusion-sensitive capability of multimode graded-index (GRIN) optical fibers under bending has been investigated. In this system, the data light is transmitted in the fundamental mode while alarm monitor light is launched in a high-order mode at the same time. An attempted intrusion to drain data by bending the fiber results in greater attenuation of a monitor signal in higher order modes, thereby setting off an alarm at the receiver. Light propagation in a multimode graded-index fiber is also analyzed theoretically when the fundamental mode is selectively excited and the fiber is bent around a constant radius mandrel. The bending generates coupling between the various modes of the fiber. Power transitions of the fundamental mode by changing the bending radius were also analyzed numerically using program simulation. It is shown that Asawa-Taylor model[4] is valid up to 1cm of the radius of curvature of the fiber bend.

침입 감지기능을 가진 다중모드 GRIN(graded-index) 광섬유 내에서의 광파의 전파

광섬유의 침입 감지기능을 개발하기 위하여 다중모드 GRIN(graded-Index) 광섬유의 휨에 의한 광섬유내의 광전파 특성변화를 고찰하였다. 다중모드 CRIN 광섬유의 data파는 기본(fundamental) 모드로, 침입 감시용 감시파는 높은 차수의 모드로 동시에 전파 되게 하고, 광섬유의 휨(bending)에 의한 데이타 유출시도는 높은 차수 모드의 감시파의 감쇠를 가져오고, 결국 수신측의 경보를 작동하도록 한다. 또한 일정한 곡률반경으로 감겨진 광섬유에 기본 모드만 선별적으로 주입된 경우에 있어서, 다중모드 GRIN 광섬유 내에서의 광파의 전파과정을 이론적으로 해석하고, 광섬유가 휘게 피는 경우 여러 모드 사이에 결합(coupling)이 생겨나게 되는데, 광섬유가 감겨진 곡률반경을 변경해가면서 결합되는 기본모드의 power 변화를 수치해석을 이용한 프로그램 시뮬레이션을 통하여 조사하였다. 이 연구결과는 광섬유의 휨에 의하여 방출되는 데이타 도청 및 침입자 감지에 다중모드 GRIN 광섬유 활용 가능성과 광섬유의 곡률반경이 1cm 정도가지는 Asawa-Taylor의 모델[4]이 정당함을 보였다.