고품질 나선형 광섬유 장치를 제작하기 위해 4극 전극 아크 광섬유 가열 방법을 제안하였다. 자기유체역학 모델을 기반으로 4극 전극 아크 플라즈마 방전의 유한요소 시뮬레이션 모델을 구축하여 전극 각도, 전극 거리 및 인가 전압이 아크 방전 온도장에 미치는 영향을 연구하였다. 실제 상황에 따라 해당 온도장 시뮬레이션 계산을 진행하였으며, 결과는 4극 전극 아크 방전이 넓은 등온 구역을 형성함을 보여주었다. 넓은 등온 구역은 광섬유 응력 해방에 유리할 뿐만 아니라 광섬유 편위의 영향을 줄인다. 시뮬레이션 결과를 바탕으로 4극 전극 아크 방전의 넓은 등온 구역 플라즈마 열융합 비틀림 가공 시스템을 개발하였다. 시스템 내 가열된 광섬유의 최고 온도가 약 1050 ℃일 때, 가열된 광섬유 축방향 등온 구역의 길이는 약 2.12 mm이다. 개발된 시스템을 사용하여 서로 다른 광섬유와 다양한 주기에서 나선형 장주기 광섬유 격자를 제작하였으며, 파장 1.21~1.3 µm에서는 투과 스펙트럼 광 강도 변동이 1 dB 미만이고, 평균 광 강도 값은 -1 dB 이상이었다; 파장 1.3~1.35 µm에서는 평균 광 강도 값이 -1 dB 이상이었다; 가장 깊은 투과 스펙트럼 골은 22 dB 이상이었다. 개발된 시스템의 성능을 추가로 검증하기 위해 단일모드 광섬유, 편심 광섬유 및 이중 편심 광섬유를 사용하여 다양한 주기의 나선형 광섬유 구조를 제작하였다. 결과는 가공된 나선형 광섬유 구조의 클래딩 경계가 명확하고 평탄하며, 뚜렷한 나선 구조가 없음을 보여주었다; 광섬유 중앙 코어에는 뚜렷한 나선 가공 흔적이 없었으며, 편심 광섬유는 매끄럽고 연속적이었다.

4극 전극;아크;플라즈마 넓은 등온장;고온 광섬유 나선 가공