KR100993578B1 - 라만 증폭기를 이용한 ｓｓ-ｏｃｔ 시스템 - Google Patents

라만 증폭기를 이용한 ｓｓ-ｏｃｔ 시스템 Download PDF

Info

Publication number
KR100993578B1
KR100993578B1 KR1020080103988A KR20080103988A KR100993578B1 KR 100993578 B1 KR100993578 B1 KR 100993578B1 KR 1020080103988 A KR1020080103988 A KR 1020080103988A KR 20080103988 A KR20080103988 A KR 20080103988A KR 100993578 B1 KR100993578 B1 KR 100993578B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
light
raman
light source
wavelength
coupler
Prior art date
Application number
KR1020080103988A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20100044980A (ko
Inventor
김창석
이형석
정은주
정명영
Original Assignee
부산대학교 산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 부산대학교 산학협력단 filed Critical 부산대학교 산학협력단
Priority to KR1020080103988A priority Critical patent/KR100993578B1/ko
Priority to US12/566,403 priority patent/US8400640B2/en
Publication of KR20100044980A publication Critical patent/KR20100044980A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100993578B1 publication Critical patent/KR100993578B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/0059—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons using light, e.g. diagnosis by transillumination, diascopy, fluorescence
    • A61B5/0062—Arrangements for scanning
    • A61B5/0066—Optical coherence imaging
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/41—Refractivity; Phase-affecting properties, e.g. optical path length
    • G01N21/45—Refractivity; Phase-affecting properties, e.g. optical path length using interferometric methods; using Schlieren methods
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B21/00—Microscopes
    • G02B21/0004—Microscopes specially adapted for specific applications
    • G02B21/002—Scanning microscopes
    • G02B21/0024—Confocal scanning microscopes (CSOMs) or confocal "macroscopes"; Accessories which are not restricted to use with CSOMs, e.g. sample holders
    • G02B21/0036—Scanning details, e.g. scanning stages
    • G02B21/0048—Scanning details, e.g. scanning stages scanning mirrors, e.g. rotating or galvanomirrors, MEMS mirrors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/30—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range using scattering effects, e.g. stimulated Brillouin or Raman effects
    • H01S3/302—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range using scattering effects, e.g. stimulated Brillouin or Raman effects in an optical fibre

Abstract

본 발명은 라만 증폭기를 이용한 SS-OCT 시스템에 관한 것으로서, 가간섭성 광을 발생시키는 광원부와, 상기 광원부에서 방출광을 입사받아 측정되는 샘플로부터 간섭무늬를 발생시키는 간섭계부와, 상기 간섭계부에서 조사되는 간섭무늬를 수신하여 전기적인 신호로 변환하는 수신부와, 상기 수신부의 신호를 검출하여 수집된 데이터를 영상화하는 처리부를 포함하여 이루어지되, 상기 광원부는 라만 광원을 제공하는 라만 증폭기인 것을 특징으로 한다.
이에 따라, 본 발명의 라만 증폭기를 이용한 SS-OCT 시스템은 고온에 대한 안전성이 높고, 비선형 현상에 의한 채널간 누화 및 잡음지수가 낮으며, 완화시간(Relaxation Time)이 수 fs 정도로 빨라서 대상 샘플을 실시간으로 빠르게 영상화할 수 있는 장점이 있다.
또한, 라만 증폭기에서 펌프 광원의 파장 대역 및 광 파워의 조절을 통해서 라만 증폭 대역의 선택을 유연하게 하여 초 광대역폭을 확보할 수 있으므로 샘플 이미지의 분해능을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.
간섭성, 라만, 파장, 펌프, 광섬유, 커플러, 편광, 필터

Description

라만 증폭기를 이용한 ＳＳ-ＯＣＴ 시스템{SWEPT SOURCE OPTICAL COHERENCE TOMOGRAPHY SYSTEM USING RAMAN AMPLIFIER }
본 발명은 SS(Swept Source)-OCT(Optical Coherence Tomography) 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 FD(Fourier Domain;주파수영역)-OCT 시스템에 속하는 것으로 생체 표면을 영상화하는데 물리적인 광 경로 스캐닝 장비가 필요치 않아서 데이터 처리속도가 빨라 실시간 영상화가 가능하고 신호 대비 잡음비가 우수한 OCT 시스템이다.
일반적으로 광 간섭성 단층촬영(Optical Coherence Tomography; OCT) 시스템은 근적외선( 파장 0.6μm ~ 1.3μm ) 광원을 사용하여 비침습적으로 생체 조직의 단면을 영상화하여 볼 수 있는 고해상도의 실시간 이미징 시스템이다.
상기와 같은 OCT 시스템은 생체 조직에 광원을 스캐닝하여 각 조직에서 반사된 근적외선의 세기를 여러 각도에서 측정하여 컴퓨터로 신호 처리하면 조직의 영상을 얻으며, 해상도는 수μm 정도로서 다른 영상장비에 비해 해상도가 높고 가격이 저렴하고, 장치가 단순하고, 신속한 데이터 획득이 가능하다.
상기 OCT 시스템의 영상 기법은 마이켈슨(Michelson) 간섭계에 기반을 두고 낮은 가간성을 갖는 광원의 출력이 간섭계 암(arm)의 두 방향으로 나누어진다. 기준단으로부터 되돌아온 반사광과 샘플단으로부터 후방 산란된 광은 다시 만나 간섭을 일으키고 신호처리를 통해 영상화된다.
OCT 시스템에는 TD(Time Domain;시간영역)-OCT 시스템과 FD(Fourier Domain;주파수영역)-OCT 시스템이 있는데, FD-OCT 시스템은 기존의 TD-OCT 시스템보다 생체 표면을 영상화하는데 물리적인 광 경로 스캐닝 장비가 필요치 않아서 데이터 처리속도가 빨라 실시간 영상화가 가능하고 신호 대비 잡음비가 우수하다.
상기 FD-OCT 시스템은 CCD(Charge Coupled Device)를 이용한 SD(Spectral Domain;스펙트럼영역)-OCT 시스템과, 광원의 증폭매체(gain medium)로 반도체 광증폭기(SOA; Semiconductor Optical Amplifier)를 사용한 SS(Swept Source;스웹 광원)-OCT 시스템이 있다.
상기 SS-OCT 시스템의 광원은 중심파장이 800nm, 1000nm, 1300nm으로 하며, 축 방향 해상도가 5μm 이상을 가지고, 완화시간(Relaxation Time)은 수 ns을 가지고 있다.
최근에 라만 광원(Raman source)은 WDM(Wavelength Division Multiplexing;파장분할다중화) 광통신에서 다파장 신호 또는 분포 증폭기의 펌핑 광원으로 널리 사용되고 있다. 라만 증폭을 통해서 광섬유 선로의 손실을 보상할 만큼의 이득을 얻기 위해선 수백 mW 이상의 펌프 광원이 필요하기 때문에 큰 관심을 받아오지 못하였으나, 라만 증폭을 하기에 적합한 고출력 펌프레이저의 개발이 이루어짐으로써 광섬유 라만 증폭기에 대한 연구 개발이 매우 활발해졌다.
상기 라만 광원은 고온에 대한 안전성이 높고, 비선형 현상에 의한 채널간 누화 및 잡음지수가 낮으며, 완화시간(Relaxation Time)은 수 fs을 가지고 있는 장점이 있다. 따라서, 이러한 장점들이 상기에서 언급한 SS-OCT 시스템에 적용될 경우 샘플 이미지의 분해능 향상을 도모할 수 있으므로, SS-OCT 시스템에 상기 라만 광원을 적용하는 것에 대해 제안하고자 한다.
상기에서 언급한 제안을 해결하기 위해서, 본 발명의 목적은 SS-OCT 시스템에 라만 광원을 증폭시킬 수 있도록 반도체 광증폭기(SOA) 대신에 라만 증폭기를 적용시킨 SS-OCT 시스템을 제공하는 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위해서, 본 발명의 라만 증폭기를 이용한 SS-OCT 시스템은 가간섭성 광을 발생시키는 광원부와, 상기 광원부에서 방출광을 입사받아 측정되는 샘플로부터 간섭무늬를 발생시키는 간섭계부와, 상기 간섭계부에서 조사되는 간섭무늬를 수신하여 전기적인 신호로 변환하는 수신부와, 상기 수신부의 신호를 검출하여 수집된 데이터를 영상화하는 처리부를 포함하여 이루어지되, 상기 광원부는 라만 광원을 제공하는 라만 증폭기인 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 광원부는 링 형상의 공진기 내에 소정의 파장을 갖는 광을 제공하는 펌프레이저와, 상기 펌프레이저에서 발생된 광의 파장을 결합시키는 WDM 커플러와. 상기 WDM 커플러를 통과한 광에 대해 라만 산란을 유발시키는 라만이득광섬유와, 상기 라만이득광섬유를 통과한 광을 소정의 비율로 피드백 대 출력시키는 출력커플러와, 상기 출력커플러에서 피드백된 광 파장을 주기적으로 스캔하여 광 파장을 가변시키는 가변필터와, 상기 가변필터를 통과한 광 펄스를 단일 편광 상태로 발진시키는 편광조절기와, 상기 라만이득광섬유 및 편광조절기의 다음 단에 각각 구비되어 공진기 내의 광을 일방향으로만 전달시키는 아이솔레이터를 포 함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 광원부는 양쪽 끝단에 미러가 형성된 선 형상의 공진기 내에 소정의 파장을 갖는 광을 제공하는 펌프레이저와, 상기 펌프레이저에서 발생된 광의 파장을 결합시키는 WDM 커플러와. 상기 WDM 커플러를 통과한 광에 대해 라만 산란을 유발시키는 라만이득광섬유와, 상기 라만이득광섬유를 통과한 광을 소정의 비율로 피드백 대 출력시키는 출력커플러와, 상기 출력커플러에서 피드백되어 미러에서 반사된 광 파장을 주기적으로 스캔하여 광 파장을 가변시키는 가변필터와, 상기 가변필터를 통과한 광 펄스를 단일 편광 상태로 발진시키는 편광조절기를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기와 같이 구성되고 작용하는 본 발명의 라만 증폭기를 이용한 SS-OCT 시스템은 라만 증폭기를 통해 라만 광원을 제공할 수 있으므로 고온에 대한 안전성이 높고, 비선형 현상에 의한 채널간 누화 및 잡음지수가 낮으며, 완화시간(Relaxation Time)이 수 fs 정도로 빨라서 대상 샘플을 실시간으로 빠르게 영상화할 수 있는 장점이 있다.
또한, 라만 증폭기에서 펌프 광원의 파장 대역 및 광 파워의 조절을 통해서 라만 증폭 대역의 선택을 유연하게 하여 초 광대역폭을 확보할 수 있으므로 샘플 이미지의 분해능을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.
이하 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 대해 보다 상세히 설명하기로 한다.
본 발명의 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 바람직한 실시 예에 대한 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다.
이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
또한, 하기 설명에서 구체적인 회로의 구성소자 등과 같은 특정 사항들 없이도, 본 발명이 실시될 수 있음은 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 자명하다 할 것이다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 라만 증폭기를 이용한 SS-OCT 시스템의 구성을 도시하는 개략도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 링 형상의 라만 증폭기(a)와 선 형상의 라만 증폭기(b)의 구성을 도시하는 개략도이다.
첨부된 도면을 참조하면, 본 발명의 라만 증폭기를 이용한 SS-OCT 시스템은 가간섭성 광을 발생시키는 광원부(20)와, 상기 광원부(20)에서 방출광을 입사받아 측정되는 샘플(S)로부터 간섭무늬를 발생시키는 간섭계부(40)와, 상기 간섭계부(40)에서 조사되는 간섭무늬를 수신하여 전기적인 신호로 변환하는 수신부(60)와, 상기 수신부(60)의 신호를 검출하여 수집된 데이터를 영상화하는 처리부(80)를 포함하여 이루어진다.
<제1실시 예>
도 2의 (a)를 참조하면, 광원부(20)는 링 형상의 공진기 내에 소정의 파장을 갖는 광을 제공하는 펌프레이저(21)와, 상기 펌프레이저(21)에서 발생된 광의 파장을 결합시키는 WDM 커플러(22)와. 상기 WDM 커플러(22)를 통과한 광에 대해 라만 산란을 유발시키는 라만이득광섬유(24)와, 상기 라만이득광섬유(24)를 통과한 광을 소정의 비율로 피드백 대 출력시키는 출력커플러(25)와, 상기 출력커플러(25)에서 피드백된 광 파장을 주기적으로 스캔하여 광 파장을 가변시키는 가변필터(26)와, 상기 가변필터(26)를 통과한 광 펄스를 단일 편광 상태로 발진시키는 편광조절기(28)와, 상기 라만이득광섬유(24) 및 편광조절기(28)의 다음 단에 각각 구비되어 공진기 내의 광을 일방향으로만 전달시키는 아이솔레이터(29)를 포함하여 구성된다.
상기와 같이 구성되는 광원부(20)는 약 1450nm의 광원이 상기 펌프레이저(21)에서 출력되어 WDM 커플러(22)를 통해서 라만이득광섬유(24)에 입사하게 되며, 상기 라만이득광섬유(24)의 분자가 약 1450nm의 파장을 흡수했다가 다시 떨어지면 약 1550nm의 파장을 광을 방출하게 된다. 즉, 외부의 빛이 라만이득광섬유(24)에 입사했을 때, 상기 라만이득광섬유(24)의 분자가 파장 1450nm의 광자에너지 hv를 흡수했다가 다시 떨어지면서 시프트된 파장 1550nm를 방출하게 되는 것이다. 이를 라만 산란이라고 하는 데, 비선형 현상의 일종으로 빛과 광섬유의 분자 진동 사이에서 일어나는 상호작용이며, 광섬유를 이루는 분자들의 진동에너지도 양자역학적으로 에너지 준위를 형성한다.
상기 라만이득광섬유(24)에 의해 방출된 광은 공진기 내를 회전하게 되는데, 출력커플러(25)에 의해서(90:10 커플러의 경우) 90%는 피드백되고 10%는 출력단으로 출력된다. 피드백된 광원은 가변필터(26)와 편광조절기(28) 및 WDM 커플러(22)를 통과하여 상기 라만이득광섬유(24)에서 다시 라만 산란을 하게 되어 약 1550nm 파장의 광을 방출하고, 방출된 광을 상기 출력커플러(25)에 의해서 다시 90%는 피드백되고 10%는 출력단으로 출력된다. 따라서, 상기와 같은 과정이 반복되어 출력단으로 SNR(signal-to-noise ratio;신호 대 잡음비)이 큰 광원이 출력되는 것이다.
<제2실시 예>
도 2의 (b)를 참조하면, 광원부(20)는 양쪽 끝단에 미러(23)가 형성된 선 형상의 공진기 내에 소정의 파장을 갖는 광을 제공하는 펌프레이저(21)와, 상기 펌프레이저(21)에서 발생된 광의 파장을 결합시키는 WDM 커플러(22)와. 상기 WDM 커플러(22)를 통과한 광에 대해 라만 산란을 유발시키는 라만이득광섬유(24)와, 상기 라만이득광섬유(24)를 통과한 광을 소정의 비율로 피드백 대 출력시키는 출력커플러(25)와, 상기 출력커플러(25)에서 피드백되어 미러(23)에서 반사된 광 파장을 주기적으로 스캔하여 광 파장을 가변시키는 가변필터(26)와, 상기 가변필터(26)를 통과한 광 펄스를 단일 편광 상태로 발진시키는 편광조절기(28)를 포함하여 구성된다.
상기와 같이 구성되고 작용하는 광원부(20)는 양쪽 끝단에 미러(23)가 형성된 선 형상의 공진기만 상기 <제1실시 예>와 차이가 있을 뿐, 나머지 구성요소는 <제1실시 예>에서 상술한 광원부(20)의 구성요소와 동일하고, 당해 기술분야에 통 상의 지식을 가진 자라면 자세한 설명 없이도 충분한 이해가 가능하므로 상세한 설명은 생략하도록 한다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 라만 증폭기의 펌프레이저 파워(0.3W, 2W, 5W)에 따라 변하는 라만 광원의 스펙트럼을 도시하는 그래프이며, 다른 파장대에 있는 스펙트럼을 펌프레이저(21)의 파워 및 WDM 커플러(22)의 구성을 조정하여 시프트시킬수 있음을 나타내고 있다.
이하, 앞서 상세히 설명한 광원부(20)에 이어서 본 발명의 구성요소들을 하기에서 차례로 설명하도록 한다.
상기 광원부(20)와 간섭계부(40) 사이에 구비된 아이솔레이터(30)는 상기 광원부(20)에서 출력된 광을 일방향으로만 전달하는 역할을 하며, 백노이즈(back noise)를 막는 역할을 한다.
간섭계부(40)는 방출광을 입사받아 소정 비율로 선택적 투과하여 출광하는 광분할 커플러(42a)와, 상기 광분할 커플러(42a)에 의해 투과된 광의 일부분을 입사받아 평행광으로 출광하는 제1렌즈(45a)와, 상기 제1렌즈(45a)를 거친 광의 세기를 감쇠시키는 ND필터(47)와, 상기 ND필터(47)를 거친 광에 대하여 간섭현상을 일으키도록 광의 길이를 맞추어주는 기준거울(48)과, 상기 광분할 커플러(42a)에 의해 투과된 광의 다른 부분을 입사받아 평행광으로 출광하는 제2렌즈(45b)와, 상기 제2렌즈(45b)를 거친 광을 입사받아 측정 대상의 샘플(S)에 촛점을 맞추어주는 대물렌즈(46)와, 상기 샘플(S)의 일정 부분을 스캐닝하는 칼바노미터 거울(49)과, 상기 기준거울(48)로부터의 반사광과 상기 샘플(S)로부터의 반사광을 일정 방향으로 흐르게 하는 제1서큘레이터(44a) 및 제2서큘레이터(44b)와, 상기 제1서큘레이터(44a) 및 제2서큘레이터(44b)를 통과한 각각의 반사광을 결합하여 전달시키는 광결합 커플러(42a)를 포함하여 구성된다.
상기와 같이 구성되는 간섭계부(40)는 광원부(20)에서 나온 광이 광분할 커플러(42a)에서 양분되고, 한쪽은 대물렌즈(46)를 통해 샘플(S)의 조직에 집중된다. 상기 샘플(S)의 조직에 입사된 광은 조직 내부에 존재하는 세포나 상이한 조직 층 사이에 발생하는 굴절률 차이에 의해 산란이나 반사를 일으키게 된다. 조직에 의해 산란된 광 중에서 대물렌즈(46)의 초점 심도안에서 산란된 광만이 시스템으로 역입사되며, 광분할 커플러(42a)에 의해 기준거울(48)에서 반사된 빛과 결합한다. 이때, 사용된 광원의 저가간섭성에 의해 상기 기준거울(48)에 의해 반사되어 나온 광과 산란광 사이에 광 경로차가 가간섭거리 안에 있는 경우에만 두 광이 보강 또는 상쇄 간섭을 일으킨다. 기준거울(48)을 이송하여 기준광의 광경로를 선형적으로 증가시킬 경우 조직 내부의 미세구조에 의해 반사되는 광에 의한 간섭무늬를 깊이 별로 얻어낼 수 있다.
수신부(60)는 상기 간섭계부(40)의 상기 광분할 커플러(42b)를 통해 각각 다른 신호(+,-)로 수신하는 제1밸런스 디텍터(62)와 제2밸런스 디텍터(64)를 포함하여 구성되며, 하기에서 상기 밸런스 디텍터의 작동 원리에 대해 설명하도록 한다.
먼저, 상기 광결합 커플러(42b)에 의해서 결합되어 출력되는 광원의 식은 아래와 같다.
I_total = I_reference + I_sample + 2*I_reference*I_sample*cos(kz)
광원을 데이터 처리하여 영상화하기 위해 실제로 필요한 신호는 상기 식에서 I_reference*I_sample*cos(kz)(수식의 오른쪽 3번째 항)만 필요하다. 따라서, I_DC = I_reference + I_sample(수식의 오른쪽 1,2번째 항)은 필요없는 항, 즉 노이즈 신호가 되므로 상기 노이즈 신호를 제거할 필요가 있다.
상기 노이즈 신호를 제거하기 위해 상기에서 언급한 제1밸런스 디텍터(62,이하 D1)와 제2밸런스 디텍터(64, 이하 D2)를 이용하며, D1에서는 플러스(+)I_DC가 되고, D2에서는 마이너스(-)I_DC가 된다. 이에 따라 상기 D1 및 D2에서 나오는 광원은 다음과 같다.
D1 = I_DC + OCT 신호
D2 = - I_DC + OCT 신호
따라서, 상기 D1과 D2에서 합쳐진 광원은 다음과 같다.
D1 + D2 = I_DC + OCT 신호 - I_DC + OCT 신호 = 2 OCT 신호
즉, 상기와 같이 D1은 플러스(+)로 D2는 마이너스(-)로 만들어 상기 D1과 D2의 광원을 합쳐서 노이즈 신호(DC)를 0으로 만들어 제거할 수 있게 되고, 변환된 간섭무늬를 전기적인 신호로 변환하게 되는 것이다.
처리부(80)는 상기 CCD필터(64)의 신호를 검출하는 검출기(82)와, 상기 검출기(82)에 의해 수집된 데이터를 영상화하는 컴퓨터(84)를 포함하여 구성된다.
상기와 같이 구성되는 수신부(60) 및 처리부(80)에서는 샘플(S) 내부의 각 지점의 반사계수 차이에 의해서 발생한 간섭무늬의 세기에 대하여 신호처리 기법을 적용함으로써 샘플(S) 내부의 단층 영상을 얻을 수 있게 된다.
전술한 내용은 후술할 발명의 특허청구범위를 더욱 잘 이해할 수 있도록 본 발명의 특징과 기술적 장점을 다소 폭넓게 상술하였다. 상술한 본 발명의 개념과 특정 실시 예는 본 발명과 유사 목적을 수행하기 위한 다른 구조의 설계나 수정의 기본으로서 즉시 사용될 수 있음이 당해 기술분야의 숙련된 사람들에 의해 인식되어야 한다.
또한, 상기에서 기술된 실시 예는 본 발명에 따른 하나의 실시 예일 뿐이며, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술적 사상의 범위에서 다양한 수정 및 변경이 가능할 것이다. 이러한 다양한 수정 및 변경 또한 본 발명의 기술적 사상의 범위 내라면 하기에서 기술되는 본 발명의 청구범위에 속한다 할 것이다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 라만 증폭기를 이용한 SS-OCT 시스템의 구성을 도시하는 개략도.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 링 형상의 라만 증폭기(a)와 선 형상의 라만 증폭기(b)의 구성을 도시하는 개략도.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 라만 증폭기의 펌프레이저 파워에 따라 변하는 라만 광원의 스펙트럼을 도시하는 그래프.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
20: 광원부 21: 펌프레이저
22: WDM 커플러 23: 미러
24: 라만이득광섬유 25: 출력커플러
26: 가변필터 28: 편광조절기
29: 아이솔레이터 30: 아이솔레이터
40: 간섭계부 42a: 광분할 커플러
42b: 광결합 커플러 44a: 제1서큘레이터
44b: 제2서큘레이터 45a: 제1렌즈
45b: 제2렌즈 46: 대물렌즈
47: ND필터 48: 기준거울
49: 갈바노미터 거울 60: 수신부
62: 제1밸런스 디텍터 64: 제2밸런스 디텍터
80: 처리부 82: 검출기
84: 컴퓨터

Claims (3)

  1. 가간섭성 광을 발생시키는 광원부(20)와, 상기 광원부(20)에서 방출광을 입사받아 측정되는 샘플(S)로부터 간섭무늬를 발생시키는 간섭계부(40)와, 상기 간섭계부(40)에서 조사되는 간섭무늬를 수신하여 전기적인 신호로 변환하는 수신부(60)와, 상기 수신부(60)의 신호를 검출하여 수집된 데이터를 영상화하는 처리부(80)를 포함하여 이루어지는 SS-OCT 시스템에 있어서,
    상기 광원부(20)는 라만 광원을 제공하는 라만 증폭기인 것을 특징으로 하는 라만 증폭기를 이용한 SS-OCT 시스템.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 광원부(20)는
    링 형상의 공진기 내에 소정의 파장을 갖는 광을 제공하는 펌프레이저(21)와,
    상기 펌프레이저(21)에서 발생된 광의 파장을 결합시키는 WDM 커플러(22)와.
    상기 WDM 커플러(22)를 통과한 광에 대해 라만 산란을 유발시키는 라만이득광섬유(24)와,
    상기 라만이득광섬유(24)를 통과한 광을 소정의 비율로 피드백 대 출력시키는 출력커플러(25)와,
    상기 출력커플러(25)에서 피드백된 광 파장을 주기적으로 스캔하여 광 파장 을 가변시키는 가변필터(26)와,
    상기 가변필터(26)를 통과한 광 펄스를 단일 편광 상태로 발진시키는 편광조절기(28)와,
    상기 라만이득광섬유(24) 및 편광조절기(28)의 다음 단에 각각 구비되어 공진기 내의 광을 일방향으로만 전달시키는 아이솔레이터(29)를 포함하는 것을 특징으로 하는 라만 증폭기를 이용한 SS-OCT 시스템.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 광원부(20)는
    양쪽 끝단에 미러(23)가 형성된 선 형상의 공진기 내에 소정의 파장을 갖는 광을 제공하는 펌프레이저(21)와,
    상기 펌프레이저(21)에서 발생된 광의 파장을 결합시키는 WDM 커플러(22)와.
    상기 WDM 커플러(22)를 통과한 광에 대해 라만 산란을 유발시키는 라만이득광섬유(24)와,
    상기 라만이득광섬유(24)를 통과한 광을 소정의 비율로 피드백 대 출력시키는 출력커플러(25)와,
    상기 출력커플러(25)에서 피드백되어 미러(23)에서 반사된 광 파장을 주기적으로 스캔하여 광 파장을 가변시키는 가변필터(26)와,
    상기 가변필터(26)를 통과한 광 펄스를 단일 편광 상태로 발진시키는 편광조절기(28)를 포함하는 것을 특징으로 하는 라만 증폭기를 이용한 SS-OCT 시스템.
KR1020080103988A 2008-10-23 2008-10-23 라만 증폭기를 이용한 ｓｓ-ｏｃｔ 시스템 KR100993578B1 (ko)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020080103988A KR100993578B1 (ko) 2008-10-23 2008-10-23 라만 증폭기를 이용한 ｓｓ-ｏｃｔ 시스템
US12/566,403 US8400640B2 (en) 2008-10-23 2009-09-24 Optical sensor interrogation system based on FDML wavelength swept laser

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020080103988A KR100993578B1 (ko) 2008-10-23 2008-10-23 라만 증폭기를 이용한 ｓｓ-ｏｃｔ 시스템

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20100044980A KR20100044980A (ko) 2010-05-03
KR100993578B1 true KR100993578B1 (ko) 2010-11-10

Family

ID=42272788

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020080103988A KR100993578B1 (ko) 2008-10-23 2008-10-23 라만 증폭기를 이용한 ｓｓ-ｏｃｔ 시스템

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100993578B1 (ko)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101401686B1 (ko) 2012-10-30 2014-05-29 한양대학교 산학협력단 라만 기반 파장 가변 레이저 및 그를 구비한 장거리 센싱 시스템
WO2014084556A1 (ko) * 2012-11-28 2014-06-05 광주과학기술원 3차원 oct 데이터를 처리하기 위한 광 간섭 단층 촬영장치
US9739593B2 (en) 2012-05-14 2017-08-22 Samsung Electronics Co., Ltd. Method and apparatus for coupling wavelength-swept light by controlling on/off timings of current applied to the gain mediums

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050090750A1 (en) 2002-04-04 2005-04-28 Ediger Marwood N. Determination of disease state using Raman Spectroscopy of tissue
JP2007278868A (ja) 2006-04-07 2007-10-25 Sun Tec Kk 光干渉断層画像表示システム
JP2008145375A (ja) * 2006-12-13 2008-06-26 Fujifilm Corp 光断層画像化システム

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050090750A1 (en) 2002-04-04 2005-04-28 Ediger Marwood N. Determination of disease state using Raman Spectroscopy of tissue
JP2007278868A (ja) 2006-04-07 2007-10-25 Sun Tec Kk 光干渉断層画像表示システム
JP2008145375A (ja) * 2006-12-13 2008-06-26 Fujifilm Corp 光断層画像化システム

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9739593B2 (en) 2012-05-14 2017-08-22 Samsung Electronics Co., Ltd. Method and apparatus for coupling wavelength-swept light by controlling on/off timings of current applied to the gain mediums
KR101401686B1 (ko) 2012-10-30 2014-05-29 한양대학교 산학협력단 라만 기반 파장 가변 레이저 및 그를 구비한 장거리 센싱 시스템
WO2014084556A1 (ko) * 2012-11-28 2014-06-05 광주과학기술원 3차원 oct 데이터를 처리하기 위한 광 간섭 단층 촬영장치

Also Published As

Publication number Publication date
KR20100044980A (ko) 2010-05-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9835840B2 (en) Methods for optical amplified imaging using a two-dimensional spectral brush
CA2421113C (en) Optical amplification in coherence reflectometry
RU2240502C1 (ru) Способ исследования объекта и оптический интерферометр для его осуществления
US6201608B1 (en) Method and apparatus for measuring optical reflectivity and imaging through a scattering medium
US8565861B2 (en) Optical inspection device, electromagnetic wave detection method, electromagnetic wave detection device, organism observation method, microscope, endoscope, and optical tomographic image generation device
JP3999437B2 (ja) 光断層画像化装置
JPWO2007034802A1 (ja) 弾性粘性測定装置
JP5975522B2 (ja) 動的焦点移動型光干渉断層顕微鏡
KR100982656B1 (ko) 빗살무늬 스펙트럼의 광원을 이용한 광 간섭성 단층촬영 시스템
US20140177660A1 (en) Wavelength stabilization
CN108139199B (zh) 多重散射串扰被抑制的、使用多个干涉仪的高速光学相干断层摄影
KR100993578B1 (ko) 라만 증폭기를 이용한 ｓｓ-ｏｃｔ 시스템
JP2021512336A (ja) コヒーレンスゲーテッド光音響リモートセンシング（ｃｇ−ｐａｒｓ）
JP2006275913A (ja) 光計測装置
JP2009270879A (ja) 光断層画像生成装置
Zhu et al. Dual-band time-multiplexing swept-source optical coherence tomography based on optical parametric amplification
JP2008128707A (ja) 断層画像処理方法、装置およびプログラムならびにこれを用いた光断層画像化システム
JPWO2009133734A1 (ja) 光学的検査装置、電磁波検出方法、電磁波検出装置、生態観察方法、顕微鏡、および、内視鏡並びに光断層画像生成装置
CN113432527A (zh) 基于马赫曾德尔干涉仪的高速谱域光学相干层析成像系统
CN107468214B (zh) 一种光学相干断层成像系统及光学相干断层成像方法
KR101680861B1 (ko) 서큘레이터를 이용하여 역방향 출력을 활용하는 트리거신호 추출형 링레이저를 구비하는 광학단층촬영장치 및 이의 작동방법
Zhang et al. Ultra broad band Fourier domain mode locked swept source based on dual SOAs and WDM couplers
US20230341222A1 (en) Systems, methods, and media for multiple beam optical coherence tomography
WO2012032779A1 (ja) 光イメージング装置
KR101134506B1 (ko) 고분자 ｗｉｎｃ를 이용한 고해상도ｏｃｔ시스템

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20131105

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20141104

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20151123

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170309

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20171117

Year of fee payment: 8

LAPS Lapse due to unpaid annual fee