KR101352803B1 - 편광 민감 광 간섭 단층 촬영장치를 위한 파장 가변 레이저 - Google Patents

편광 민감 광 간섭 단층 촬영장치를 위한 파장 가변 레이저 Download PDF

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Abstract

본 발명의 목적은 고속 파장 가변 레이저의 구조를 기반으로 하나의 레이저에서 수평 및 수직 편광 광이 서로 교차하면서 발진-출력 되도록 하여서, 추가적인 광변조 기기나 수직-수평 편광 성분을 구분하여 측정하는 두 개의 광검출기를 사용하지 않고도, PS-OCT 시스템을 구성하는 것이다.
위와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 일 실시예에 따르면 파장 가변 레이저가 개시될 수 있다. 상기 파장 가변 레이저는 입력되는 광의 파장을 λ1부터 λ2까지 변화시키기 위한 파장 가변 수단; 상기 파장 가변 수단으로부터 출력된 광을 수직 편광된 광 및 수평 편광된 광으로 분배하기 위한 편광 분배 수단; 상기 수직 편광된 광을 증폭하기 위한 제 1 광 증폭 수단; 상기 수평 편광된 광을 증폭하기 위한 제 2 광 증폭 수단; 및 상기 제 1 및 제 2 광 증폭 수단을 순차적으로 온(on) 또는 오프(off)시키기 위한 변조 신호 발생 수단을 포함할 수 있다.

Description

편광 민감 광 간섭 단층 촬영장치를 위한 파장 가변 레이저{WAVELENGTH SWEPT LASER FOR POLARIZED SENSITIVE OPTICAL COHERENCE TOMOGRAPHY}
본 발명은 편광 민감 광 간섭 촬영장치(Polarization Sensitive Optical Creherence Tomography, PS-OCT)를 위한 파장 가변 레이저에 관한 것으로, 보다 상세하게는 고속 파장 가변 레이저를 PS-OCT에 최적화되도록 하기 위하여 하나의 레이저에서 두 개의 편광 상태(수평 편광 및 수직 편광)의 광이 교대로 출력되도록 하는 고속 파장 가변 레이저에 관한 것이다.
전통적인 영상 진단기기로서 X-ray CT, MRI, 초음파 영상(ultrasound imaging)과 같은 단층촬영 영상(tomography imaging) 기술이 의료분야에서 광범위하게 사용되고 있다. 이들 기술은 서로 다른 물리적 성질, 해상도, 투과 깊이 등에 따라 특정한 분야의 진단에 사용되고 있다. 최근 빛을 이용한 의료 진단기기의 개발에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.
그 중에서 가장 대표적인 것이 광 간섭 단층 촬영장치(OCT)이다. 광 간섭 단층 촬영은 OCDR(Optical Coherence Domain Tomography)에 기반을 둔 기술로서 두과이와 매틱이 처음으로 1970년대 초에 '피부 내부 관찰(seeing through skin)'의 가능성을 제시하였다. 이 기술은 레이저의 저 간섭(low coherence) 특성을 이용하여 광학 반사(optical reflection)의 측정에 의해서 생체조직(biological tissue)의 내부 구조를 비침습적, 비접촉적인 방법으로 횡단면 영상화(cross-sectional imaging)를 하는 것이다.
OCT는 컴퓨터 단층촬영(X-ray computed tomography; CT), 초음파 영상촬영(ultrasound imaging), 자기 공명 영상 촬영기와 같은 기존의 계측 장비들이 가지는 인체 유해성 문제, 가격 문제 및 측정 분해능 문제를 보완하기 위하여 연구되고 있다.
상기 OCT의 영상 기법은 마이켈슨(Michelson) 간섭계에 기반을 두고, 낮은 가간섭성을 갖는 광원의 출력이 간섭계 암(arm)의 두 방향으로 나누어진다. 기준단으로부터 되돌아온 반사광과 샘플단으로부터 후방 산란된 광은 다시 만나 간섭을 일으키고 신호처리를 통해 영상화된다.
생체 조직로부터 반사된 광의 간섭 성질은 조직의 반사 경계와 백-스캐터링(back-scattering)으로부터 유도된 미세구조에 대한 공간정보(time-of-flight information)를 가지고 있다. 이러한 광 간섭 단층 촬영장치(OCT)는 광을 이용하므로 인체를 진단하기 위해 사용하더라도 무해하며, 가장 대표적인 진단 분야가 눈(eye)의 망막의 진단이다.
OCT는 기존의 초음파 영상보다 높은 분해능(해상도)을 갖고 있으며, 대상체의 내부를 비절개 방식으로 촬영할 수 있고, 실시간 단층 영상 촬영이 가능하고, 소형 및 저가형 기기의 제작이 가능하다는 등의 많은 장점을 가지고 있다.
종래에는 TD(Time Domain;시간영역)-OCT가 주로 개발되었으나, TD-OCT의 경우 기준단에서 물리적인 움직임이 있어야 하기 때문에 스캔 속도의 한계 등의 문제점들이 있어 최근에는 FD(Fourier Domain;푸리에 영역)-OCT 중심으로 연구 개발이 이루어지고 있다.
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.
이와 함께, 도플러 OCT, 편광 민감 OCT(Polarization Sensitive Optical Coherence Tomography, 이하 PS-OCT) 등과 같은 기능형 OCT에 대한 연구가 꾸준히 이루어지고 있다.
PS-OCT는 생체 샘플로부터 생체 샘플로부터 반사된 광을 두개의 직교하는 편광 채널들을 통하여 검출한다. PS-OCT의 동작 원리에 대해서는 미국 등록 특허 6,208,415(발명의 명칭 "Birefringence imaging in biological tissue using polarization sensitive optical coherent tomography")에 설명되어 있다.
2차원 단층 영상을 보여주던 기존의 OCT 기술은 빛의 편광 특성에 관계 없이 생체나 측정 대상의 세밀한 구조만을 보여준다. 이에 비해서, PS-OCT는 빛의 편광 상태에 따라서 상이한 산란 특성을 이용하여, 대상의 복굴절 구조를 영상화할 수 있다. 이러한 특성을 이용하면 섬유 구조를 가진 근육이나 화상 등에 의해 손상된 피부의 조직 또는 외과 시술 후 치료 중인 미세 조직의 손상 정도나 치료 정도를 상대적으로 파악할 수 있어서, 기능형 OCT의 한가지로 PS-OCT를 개발하고 있다.
그러나 PS-OCT 를 개발하기 위해서는 편광 성분을 구분해 낼 수 있는 방법을 가지고 있어야 한다. 기존에는 두 개의 정밀 분광계를 이용하여 각 분광계가 수직, 수평 편광 성분을 따로 측정하거나, 하나의 파장 가변 레이저에서 나오는 빛 중에서 선형 편광된 빛만 선택한 후에 이 빛을 수직 혹은 수평 편광으로 순차적으로 변조시키면서 수직, 수평 편광 성분을 따로 측정하는 방법을 사용하고 있다.
하기 설명은 본 발명의 실시예에 대한 기본적인 이해를 제공하기 위해서 하나 이상의 실시예들의 간략화된 설명을 제공한다. 본 섹션은 모든 가능한 실시예들에 대한 포괄적인 개요는 아니며, 모든 엘리먼트들 중 핵심 엘리먼트를 식별하거나, 모든 실시예의 범위를 커버하고자 할 의도도 아니다. 그 유일한 목적은 후에 제시되는 상세한 설명에 대한 도입부로서 간략화된 형태로 하나 이상의 실시예들의 개념을 제공하기 위함이다.
본 발명의 목적은 고속 파장 가변 레이저의 구조를 기반으로 하나의 레이저에서 수평 및 수직 편광 광이 서로 교차하면서 발진-출력 되도록 하여서, 추가적인 광변조 기기나 수직-수평 편광 성분을 구분하여 측정하는 두 개의 광검출기를 사용하지 않고도, PS-OCT 시스템을 구성하는 것이다.
위와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 일 실시예에 따르면 파장 가변 레이저가 개시될 수 있다. 상기 파장 가변 레이저는 입력되는 광의 파장을 λ1부터 λ2까지 변화시키기 위한 파장 가변 수단; 상기 파장 가변 수단으로부터 출력된 광을 수직 편광된 광 및 수평 편광된 광으로 분배하기 위한 편광 분배 수단; 상기 수직 편광된 광을 증폭하기 위한 제 1 광 증폭 수단; 상기 수평 편광된 광을 증폭하기 위한 제 2 광 증폭 수단; 및 상기 제 1 및 제 2 광 증폭 수단을 순차적으로 온(on) 또는 오프(off)시키기 위한 변조 신호 발생 수단을 포함할 수 있다.
또한, 상기 파장 가변 레이저는 상기 제 1 및 제 2 광 증폭 수단으로부터 출력되는 광을 출력하기 위한 출력 수단을 더 포함하고, 상기 제 1 광 증폭 수단이 온이고, 상기 제 2 광 증폭 수단이 오프인 동안 상기 수직 편광된 광이 출력되고, 상기 제 1 광 증폭 수단이 오프이고, 상기 제 2 광 증폭 수단이 온인 동안 상기 수평 편광된 광이 출력될 수 있다.
또한, 상기 파장 가변 레이저는 상기 출력 수단으로부터 출력되는 광을 상기 파장 가변 수단으로 입력되는 광과 외부로 출력되는 광으로 분할하기 위한 출력 커플러를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 파장 가변 레이저는 상기 파장 가변 수단은 입력되는 광의 파장을 주기적으로 λ1부터 λ2까지 변화시키는 것일 수 있다.
또한, 상기 파장 가변 레이저는 상기 제 1 및 제 2 광 증폭 수단은 광이 일정한 방향으로 진행하도록 하기 위한 광 아이솔레이터를 각각 포함할 수 있다.
본원 발명의 다른 실시예에 따르면, 광 간섭 단층 촬영장치(Optical Coherence Tomography, OCT)가 개시될 수 있다. 상기 광 간섭 단층 촬영장치는 가간섭성 광을 발생시키는 광원부와, 상기 광원부에서 방출광을 입사받아 측정되는 샘플로부터 간섭무늬를 발생시키는 간섭계부와, 상기 간섭계부에서 조사되는 간섭무늬를 수신하여 전기적인 신호로 변환하는 수신부와, 상기 수신부에서 획득된 데이터를 영상화하는 처리부를 포함하고, 상기 광원부는, 입력되는 광의 파장을 λ1부터 λ2까지 변화시키기 위한 파장 가변 수단; 상기 파장 가변 수단으로부터 출력된 광을 수직 편광된 광 및 수평 편광된 광으로 분배하기 위한 편광 분배 수단; 상기 수직 편광된 광을 증폭하기 위한 제 1 광 증폭 수단; 상기 수평 편광된 광을 증폭하기 위한 제 2 광 증폭 수단; 및 상기 제 1 및 제 2 광 증폭 수단을 순차적으로 온(on) 또는 오프(off)시키기 위한 변조 신호 발생 수단을 포함할 수 있다.
또한, 상기 광원부는 상기 제 1 및 제 2 광 증폭 수단으로부터 출력되는 광을 출력하기 위한 출력 수단을 더 포함하고, 상기 제 1 광 증폭 수단이 온이고, 상기 제 2 광 증폭 수단이 오프인 동안 상기 수직 편광된 광이 출력되고, 상기 제 1 광 증폭 수단이 오프이고, 상기 제 2 광 증폭 수단이 온인 동안 상기 수평 편광된 광이 출력될 수 있다.
또한, 상기 광원부는 상기 출력 수단으로부터 출력되는 광을 상기 파장 가변 수단으로 입력되는 광과 외부로 출력되는 광으로 분할하기 위한 출력 커플러를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 파장 가변 수단은 입력되는 광의 파장을 주기적으로 λ1부터 λ2까지 변화시키는 것일 수 있다.
또한, 상기 제 1 및 제 2 광 증폭 수단은 광이 일정한 방향으로 진행하도록 하기 위한 광 아이솔레이터를 각각 포함할 수 있다.
본원 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 파장 가변 레이저가 개시될 수 있다. 상기 파장 가변 레이저는 입력되는 광의 파장을 주기적으로 λ1부터 λ2까지 증가시킨 후 다시 λ2부터 λ1로 변화시키기 위한 푸리에 도메인 모드 록(Fourier Domain Mode Lock, FDML) 방식의 파장 가변 수단; 상기 파장 가변 수단으로부터 출력된 광을 수직 편광된 광 및 수평 편광된 광으로 분배하기 위한 편광 분배 수단; 상기 수직 편광된 광 또는 상기 수평 편광된 광을 지연시키기 위한 시간 지연용 광섬유; 상기 수직 편광된 광을 증폭하기 위한 제 1 광 증폭 수단; 상기 수평 편광된 광을 증폭하기 위한 제 2 광 증폭 수단; 및 상기 제 1 및 제 2 광 증폭 수단을 순차적으로 온(on) 또는 오프(off)시키기 위한 변조 신호 발생 수단을 포함하고, 상기 시간 지연용 광섬유는 입력되는 광의 파장이 변화하는 반 주기 시간만큼 상기 수직 편광된 광 또는 상기 수평 편광된 광을 지연시키고, 상기 변조 신호 발생 수단은 입력되는 광의 파장이 변화하는 반 주기 시간에 맞춰서 상기 제 1 및 제 2 광 증폭 수단을 순차적으로 온(on) 또는 오프(off)시킬 수 있다.
본원 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 광 간섭 단층 촬영장치가 개시될 수 있다. 상기 광 간섭 단층 촬영장치는 가간섭성 광을 발생시키는 광원부와, 상기 광원부에서 방출광을 입사받아 측정되는 샘플로부터 간섭무늬를 발생시키는 간섭계부와, 상기 간섭계부에서 조사되는 간섭무늬를 수신하여 전기적인 신호로 변환하는 수신부와, 상기 수신부에서 획득된 데이터를 영상화하는 처리부를 포함하고, 상기 광원부는, 입력되는 광의 파장을 주기적으로 λ1부터 λ2까지 증가시킨 후 다시 λ2부터 λ1로 변화시키기 위한 푸리에 도메인 모드 록(Fourier Domain Mode Lock, FDML) 방식의 파장 가변 수단; 상기 파장 가변 수단으로부터 출력된 광을 수직 편광된 광 및 수평 편광된 광으로 분배하기 위한 편광 분배 수단; 상기 수직 편광된 광 또는 상기 수평 편광된 광을 지연시키기 위한 시간 지연용 광섬유; 상기 수직 편광된 광을 증폭하기 위한 제 1 광 증폭 수단; 상기 수평 편광된 광을 증폭하기 위한 제 2 광 증폭 수단; 및 상기 제 1 및 제 2 광 증폭 수단을 순차적으로 온(on) 또는 오프(off)시키기 위한 변조 신호 발생 수단을 포함하고, 상기 시간 지연용 광섬유는 입력되는 광의 파장이 변화하는 반 주기 시간만큼 상기 수직 편광된 광 또는 상기 수평 편광된 광을 지연시키고, 상기 변조 신호 발생 수단은 입력되는 광의 파장이 변화하는 반 주기 시간에 맞춰서 상기 제 1 및 제 2 광 증폭 수단을 순차적으로 온(on) 또는 오프(off)시킬 수 있다.
위와 같은 본 발명의 구성에 따르면, PS-OCT 개발에서 출력되는 레이저 광원의 편광이 수직 편광과 수평 편광으로 번갈아가면서 발진 되어서 레이저의 출력을 유지하면서 연속적으로 편광 민감 OCT 영상을 구현 할 수 있다.
상술한 목적 및 관련된 목적을 달성하기 위해서, 하나 이상의 실시예들이 아래에서 설명되고, 특히 청구항에서 특정되는 특징들을 포함한다. 하기 설명 및 관련 도면은 이러한 실시예들의 예시적인 양상들을 보다 상세히 설명한다. 이러한 양상들은 단지 일 예일 뿐이며, 다양한 변형이 가능함을 당업자는 잘 이해할 수 있을 것이다. 또한, 제시된 실시예들은 이러한 실시예들 및 이러한 실시예들의 균등물 모두를 포함하는 것으로 해석된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 광 간섭 단층 촬영장치(Optical Coherence Tomography, OCT)의 개략도가 도시된다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 광원부(10)의 개략도를 도시한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 파장 가변 필터로부터 발생되는 파장 가변 광의 그래프를 도시한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 파장 가변 필터에서 출력되는 광의 시간 대 파장, 이에 대응하는 시간에서 제 1 및 제 2 광 증폭 수단에서의 변조 신호 및 파장에 따른 광 출력의 그래프를 도시한다.
도 5는 본원 발명의 일 실시예에 따른 파장 가변 레이저의 개략도를 도시한다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 파장 가변 레이저의 개략도를 도시한다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 파장 가변 레이터의 개략도를 도시한다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 파장 가변 레이저의 개략도를 도시한다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 푸리에 도메인 모드 록(Fourier Domain Mode Lock, FDML) 방식의 고속 파장 가변 레이저의 개략도를 도시한다.
도 10은 도 9의 실시예에 따른 광의 파장, 제 1 및 제 2 SOA의 변조 신호 및 광 출력 간의 관계를 나타낸 그래프를 도시한다.
다양한 실시예들이 이제 도면을 참조하여 설명되며, 전체 도면에서 걸쳐 유사한 도면번호는 유사한 엘리먼트를 나타내기 위해서 사용된다. 설명을 위해 본 명세서에서, 다양한 설명들이 본 발명의 이해를 제공하기 위해서 제시된다. 그러나 이러한 실시예들은 이러한 특정 설명 없이도 실행될 수 있음이 명백하다. 다른 예들에서, 공지된 구조 및 장치들은 실시예들의 설명을 용이하게 하기 위해서 블록 다이아그램 형태로 제시된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 광 간섭 단층 촬영장치(Optical Coherence Tomography, OCT)의 개략도가 도시된다.
도 1을 참조하면, 상기 OCT는 가간섭성 광을 발생시키는 광원부(10)와, 상기 광원부(10)에서 방출광을 입사받아 측정되는 샘플로부터 간섭무늬를 발생시키는 간섭계부와, 상기 간섭계부에서 조사되는 간섭무늬를 수신하여 전기적인 신호로 변환하는 수신부(50)와, 상기 수신부에서 획득된 데이터를 영상화하는 처리부(60)를 포함할 수 있다.
상기 광원부(10)는 가간섭성 광을 발생시킬 수 있다.
OCT의 광원부(10)에서 발생하는 광은 광대역이어야 하고, 인체에 조사했을 때 유해하지 않은 세기를 가지고 있어야 한다.
상기 간섭계부는 광원부(10)로부터 발생된 가간섭성 광을 입사 받아 기준단(30)으로 입사되는 제 1 광 및 샘플단으로 입사되는 제 2 광으로 분할하기 위한 빔 스플리터(20), 입사된 제 1 광을 다시 빔 스플리터(20)로 반사하기 위한 거울 등을 포함하는 기준단(30), 및 입사된 제 2 광을 이용하여 샘플을 스캐닝하고 이를 다시 빔 스플리터(20)로 반사하기 위한 샘플단(40)을 포함할 수 있다.
빔 스플리터(20)는 광원부(10)로부터의 광을 기준단(30)으로의 제 1 광 및 샘플단(40)으로의 제 2 광으로 분할하고 기준단(30) 및 샘플단(40)으로부터 다시 반사되어 들어오는 광을 결합하여 간섭시키는 역할을 한다. 빔 스플리터(20)는 광원부(10)로부터의 광대역 광을 손실 없이 정확히 제 1 광 및 제 2 광으로 일정 비율로 나누어줄 수 있어야만 한다. 빔 스플리터(20)는 주로 제 1 광 및 제 2 광을 50:50의 비율로 나누고, 예를 들어, 광 커플러를 포함할 수 있다.
기준단(30)은 예를 들어, 거울 등을 포함함으로써, 빔 스플리터(20)로부터 입사되는 광을 반사시킬 수 있다. 기준단(30)은 샘플단(40)으로부터 빔 스플리터(20)로 입사되는 광과의 간섭 신호를 발생시키기 위한 기준 광을 발생시키기 위한 것으로써, 샘플단(40)의 광 경로에 따라 기준단(30)의 광 경로 길이를 적절히 조정하여야 한다.
샘플단(40)은 예를 들어, 갈바노미터 등을 포함함으로써, 빔 스플리터(20)부터 입사되는 광을 이용하여 샘플(예를 들어, 인체의 눈 등)을 스캐닝하기 위한 부분이다. 샘플로부터 반사된 광은 다시 빔 스플리터(20)로 입사되어 기준단(30)으로부터의 광과 결합하여 간섭 신호를 발생시킬 수 있다.
OCT는 기준단(30) 및 샘플단(40)으로부터 반사된 광이 빔 스플리터(20)에서 결합되어 발생된 간섭 신호를 수신하여 전기적인 신호로 변환하는 수신부(50)를 포함할 수 있다.
수신부(50)에서는 실시간으로 샘플의 영상을 구현할 수 있는 속도로 간섭 신호 데이터를 획득할 수 있다.
OCT는 수신부(50)에서 획득한 3차원 OCT 데이터를 처리하여 샘플의 영상을 구현하기 위한 처리부(60)를 포함할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 광원부(10)의 개략도를 도시한다.
광원부(10)는 두 개의 편광 상태(수평 편광 및 수직 편광)의 광이 교차적으로 출력될 수 있는 파장 가변 레이저일 수 있다.
광원부(10)는 입력되는 광의 파장을 λ1부터 λ2까지 변화시키기 위한 파장 가변 수단(201), 상기 파장 가변 수단으로부터 출력된 광을 수직 편광된 광 및 수평 편광된 광으로 분배하기 위한 편광 분배 수단(202), 상기 수직 편광된 광을 증폭하기 위한 제 1 광 증폭 수단(203a), 상기 수평 편광된 광을 증폭하기 위한 제 2 광 증폭 수단(203b), 및 상기 제 1 및 제 2 광 증폭 수단을 순차적으로 온(on) 또는 오프(off)시키기 위한 변조 신호 발생 수단(206)을 포함할 수 있다.
파장 가변 수단(201)은 파장 가변 필터를 포함할 수 있다. 파장 가변 필터는 패브리-페롯 필터, 모드 커플링을 이용한 파장 가변 필터, 마하-젠더 간섭계를 이용한 파장 가변 필터, 광섬유 회절 격자를 이용한 파장 가변 필터, AWG(Arrayed Waveguide Grating)을 이용한 파장 가변 필터, 측면 폴리싱된 광섬유 파장 가변 필터(side Polished Fiber Tunable Filter), 폴리곤 미러 기반의 파장 가변 필터, EOM(Electro Optical modulator) 기반의 파장 가변 필터 등을 포함할 수 있고, 이는 예시일 뿐 이에 제한되지 않는다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 파장 가변 필터로부터 발생되는 파장 가변 광의 그래프를 도시한다.
도 3에 도시된 바와 같이, 파장 가변 필터를 통과한 광은 λ1부터 λ2까지 주기적으로 변화하고 있다.
파장 가변 필터로부터 출력된 광은 편광 분배 수단(202)으로 입력될 수 있다. 편광 분배 수단(202)은 편광 빔 분배기(Polarized beam splitter, PBS)를 포함할 수 있지만, 이는 예시일 뿐 이에 제한되지 않는다.
편광 분배 수단(202)은 파장 가변 필터를 통과한 광을 수직 편광된 광 및 수평 편광된 광으로 분배할 수 있다.
상기 수직 편광된 광 및 수평 편광된 광은 각각 제 1 광 증폭 수단(203a) 및 제 2 광 증폭 수단(203b)으로 입력되어 증폭될 수 있다.
예를 들어, 수직 편광된 광은 제 1 광 증폭 수단(203a)으로 입력되어 증폭되고, 수평 편광된 광은 제 2 광 증폭 수단(203b)으로 입력되어 증폭될 수 있다.
제 1 및 제 2 광 증폭 수단(203a 및 203b)은 반도체 광 증폭기(Semiconductor Optical Amplifier, SOA)를 포함할 수 있고, 이는 예시일 뿐 이에 제한되지 않는다.
제 1 및 제 2 광 증폭 수단(203a 및 203b)은 변조 신호 발생 수단(206)에 의해 순차적으로 온(on) 또는 오프(off)될 수 있다.
예를 들어, 변조 신호 발생 수단(206)은 파장 가변 필터로부터 출력되는 광의 파장이 λ1부터 λ2까지 변화되는 첫 시간 주기에서 제 1 광 증폭 수단(203a)은 온 시키고, 제 2 광 증폭 수단(203b)은 오프시킬 수 있다. 이 시간 주기 동안 제 1 광 증폭 수단(203a)에는 편광 분배 수단(202)으로부터 수직 편광된 광이 입력되고 있고, 제 2 광 증폭 수단(203b)에는 편광 분배 수단(202)으로부터 수평 편광된 광이 입력되고 있기 때문에, 수직 편광된 광은 제 1 광 증폭 수단(203a)에 의하여 증폭되어 출력되고 수평 편광된 광은 제 2 광 증폭 수단(203b)이 오프되어 있어 출력되지 않게 된다.
따라서 이 시간 주기 동안 제 1 광 증폭 수단(203a)에서 출력된 수직 편광된 광만이 출력 수단(204)에 의하여 출력된다.
또한, 변조 신호 발생 수단(206)은 파장 가변 필터로부터 출력되는 광의 파장이 λ1부터 λ2까지 변화되는 다음 시간 주기에서 제 1 광 증폭 수단(203a)은 오프시키고, 제 2 광 증폭 수단(203b)은 온시킬 수 있다. 이 시간 주기 동안 제 1 광 증폭 수단(203a)에는 편광 분배 수단(202)으로부터 수직 편광된 광이 입력되고 있고, 제 2 광 증폭 수단(203b)에는 편광 분배 수단(202)으로부터 수평 편광된 광이 입력되고 있기 때문에, 수직 편광된 광은 제 1 광 증폭 수단(203a)에 의하여 출력되지 않고 수평 편광된 광은 제 2 광 증폭 수단(203b)에 의하여 증폭되어 출력된다.
따라서 이 시간 주기 동안 제 2 광 증폭 수단(203b)에서 출력된 광만이 출력 수단(204)에 의하여 출력된다.
이와 같이 파장 가변 필터로부터 출력되는 광의 파장이 λ1부터 λ2까지 변화 시간 주기마다 제 1 광 증폭 수단(203a) 및 제 2 광 증폭 수단(203b)이 교대로 온오프되기 때문에 수직 편광된 광 및 수평 편광된 광이 교대로 출력될 수 있다.
출력 수단(204)은 편광된 광을 편광을 유지하면서 그대로 출력하기 위한 소자로서, 예를 들어, 편광 빔 분배기, 편광 유지 광섬유 커플러(Polarization Maintain Optical Fiber Coupler, PM Coupler), 광섬유 커플러 등을 포함할 수 있고, 이는 예시로써, 이에 의하여 제한되지 않는다.
출력 수단(204)에 의하여 출력된 광은 출력 커플러(205)에 의하여 상기 파장 가변 수단(201)으로 다시 입력되는 광과 외부(208)로 출력되는 광으로 분할될 수 있다.
파장 가변 수단(201)으로 입력되는 광은 파장 가변 수단(201), 편광 분배 수단(202), 제 1 및 제 2 광 증폭 수단(203a 및 203b) 및 출력 수단(204)으로 이루어지는 공진 구조 내에서 공진될 수 있고, 외부(208)로 출력되는 광은 간섭계(20)로 입력될 수 있다.
또한, 상기 제 1 및 제 2 광 증폭 수단(203a 및 203b)은 광이 일정한 방향으로 진행하도록 하기 위한 광 아이솔레이터(207a 및 208b)를 각각 포함할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 파장 가변 필터에서 출력되는 광의 시간 대 파장, 이에 대응하는 시간에서 제 1 및 제 2 광 증폭 수단에서의 변조 신호 및 파장에 따른 광 출력의 그래프를 도시한다.
도 4를 참조하면, 파장 가변 필터를 통과한 파장의 광은 주기적으로 λ1부터 λ2까지 변화되고, 그 주기에 맞춰서 제 1 광 증폭 수단 및 제 2 광 증폭 수단이 순차적으로 온오프되고 있다.
또한, 파장 가변 필터를 통과한 파장의 광이 λ1부터 λ2까지 변화하는 동안 제 1 및 제 2 광 증폭 수단을 통과한 광의 출력은 위로 볼록한 그래프가 그려질 수 있다. 그 이유는 광 증폭 수단이 광을 증폭하는데 있어서, 모든 파장의 광을 다 증폭하지 못하고, 특정 대역만 증폭할 수 있으며, 광의 파장에 따라서 증폭률이 다르기 때문이다. 따라서, 증폭 대역의 중심에서는 증폭률이 가장 좋고 가장자리로 갈수록 증폭률이 떨어져서 볼록한 모양을 나타내게 된다.
도 5는 본원 발명의 일 실시예에 따른 파장 가변 레이저의 개략도를 도시한다.
도 5를 참조하면, 파장 가변 레이저는 파장 가변 필터(501), 제 1 PBS(502), 제 1 및 제 2 SOA(503a 및 503b), 제 2 PBS(504), 출력 커플러(505), 변조 신호 발생기(506), 및 제 1 및 제 2 광 아이솔레이터(507a 및 507b)를 포함할 수 있다.
파장 가변 필터(501), 제 1 PBS(502), 제 1 및 제 2 SOA(503a 및 503b), 제 2 PBS(504), 및 출력 커플러(505)로 이루어진 공진 구조에서 광의 공진이 시작되면 파장 가변 필터(501)를 통과한 광은 주기적으로 특정 주파수 범위(예를 들어, λ1부터 λ2) 내에서 변화할 수 있고, 이와 같은 광은 제 1 PBS(502)를 통과하면서 수직 편광된 광과 수평 편광된 광으로 분배될 수 있다.
수직 편광된 광은 제 1 아이솔레이터(507a) 및 제 1 SOA(503a)를 통과할 수 있고, 수평 편광된 광은 제 2 아이솔레이터(507b) 및 제 2 SOA(503b)를 통과할 수 있다. 파장 가변 필터를 통과한 광이 예를 들어, λ1부터 λ2 내에서 변화하는 제 1 시간 주기 동안 변조 신호 발생기(506)에 의해 제 1 SOA(503a)가 온이 되고, 제 2 SOA(503b)가 오프될 수 있다. 따라서, 제 1 시간 주기 동안 제 1 SOA(503a)를 통과하는 수직 편광된 광만이 증폭되어 출력될 수 있고, 제 2 SOA(503b)를 통과하는 수평 편광된 광은 출력되지 않을 수 있다.
또한, 파장 가변 필터를 통과한 광이 예를 들어, λ1부터 λ2 내에서 변화하는 제 2 시간 주기 동안 변조 신호 발생기(506)에 의해 제 1 SOA(503a)가 오프가 되고, 제 2 SOA(503b)가 온이 될 수 있다. 따라서, 제 1 시간 주기 동안 제 1 SOA(503a)를 통과하는 수직 편광된 광은 출력되지 않고, 제 2 SOA(503b)를 통과하는 수평 편광된 광은 출력되지 않을 수 있다.
시간 주기마다 교대로 제 1 및 제 2 SOA(503a 및 503b)가 온오프됨으로써 수직 편광된 광 및 수평 편광된 광이 순차적으로 출력될 수 있다.
출력된 수직 또는 수평 편광된 광은 제 2 PBS(504)를 통과한 후 출력 커플러(505)를 통과하면서 일부는 외부(508)로 출력되고 일부는 공진 구조로 돌아가 파장 가변 필터(501)로 입력되게 된다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 파장 가변 레이저의 개략도를 도시한다.
도 6을 참조하면 파장 가변 레이저는 파장 가변 필터(601), PBS(602), 제 1 및 제 2 SOA(603a 및 603b), 편광 유지 광섬유 커플러(604), 출력 커플러(605), 변조 신호 발생기(606), 및 제 1 및 제 2 광 아이솔레이터(607a 및 607b)를 포함할 수 있다.
파장 가변 필터(601), PBS(602), 제 1 및 제 2 SOA(603a 및 603b), 편광 유지 광섬유 커플러(604), 및 출력 커플러(605)로 이루어진 공진 구조에서 광의 공진이 시작되면 파장 가변 필터(601)를 통과한 광은 주기적으로 특정 주파수 범위(예를 들어, λ1부터 λ2까지) 내에서 변화할 수 있고, 이와 같은 광은 PBS(602)를 통과하면서 수직 편광된 광과 수평 편광된 광으로 분배될 수 있다.
수직 편광된 광은 제 1 아이솔레이터(607a) 및 제 1 SOA(603a)를 통과할 수 있고, 수평 편광된 광은 제 2 아이솔레이터(607b) 및 제 2 SOA(603b)를 통과할 수 있다. 파장 가변 필터를 통과한 광이 예를 들어, λ1부터 λ2 내에서 변화하는 제 1 시간 주기 동안 변조 신호 발생기(606)에 의해 제 1 SOA(603a)가 온이 되고, 제 2 SOA(603b)가 오프될 수 있다. 따라서, 제 1 시간 주기 동안 제 1 SOA(603a)를 통과하는 수직 편광된 광만이 증폭되어 출력될 수 있고, 제 2 SOA(603b)를 통과하는 수평 편광된 광은 출력되지 않을 수 있다.
또한, 파장 가변 필터를 통과한 광이 예를 들어, λ1부터 λ2 내에서 변화하는 제 2 시간 주기 동안 변조 신호 발생기(606)에 의해 제 1 SOA(603a)가 오프가 되고, 제 2 SOA(603b)가 온이 될 수 있다. 따라서, 제 1 시간 주기 동안 제 1 SOA(603a)를 통과하는 수직 편광된 광은 출력되지 않고, 제 2 SOA(603b)를 통과하는 수평 편광된 광은 출력되지 않을 수 있다.
시간 주기마다 교대로 제 1 및 제 2 SOA(603a 및 603b)가 온오프됨으로써 수직 편광된 광 및 수평 편광된 광이 순차적으로 출력될 수 있다.
출력된 수직 또는 수평 편광된 광은 편광 유지 광섬유 커플러(604)를 통과한 후 출력 커플러(605)를 통과하면서 일부는 외부(608)로 출력되고 일부는 공진 구조로 돌아가 파장 가변 필터(601)로 입력되게 된다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 파장 가변 레이터의 개략도를 도시한다.
도 7을 참조하면 파장 가변 레이저는 폴리곤 미러(polygon mirror) 기반의 파장 가변 필터(701), PBS(702), 제 1 및 제 2 SOA(703a 및 703b), 편광 유지 광섬유 커플러(704), 출력 커플러(705), 변조 신호 발생기(706), 및 제 1 및 제 2 광 아이솔레이터(707a 및 707b)를 포함할 수 있다.
폴리곤 미러 기반의 파장 가변 필터는 고속으로 회전하는 다면의 거울면과 거울로 입사하는 광 사이의 상대적 각도가 변하면서 거울을 반사하여 되돌아 나가는 광의 파장이 달라지게 되는 현상을 이용한 것이다. 고속(10kHz 이상의 파장 반복률)으로 파장이 변하므로, 제 1 및 제 2 SOA(703a 및 703b)의 변조도 이에 맞춰 동기화될 수 있어야 한다.
폴리곤 미러가 회전하면서, 거울면과 거울로 입사하는 광 사이의 상대적 각도가 변화하고, 파장 가변 필터를 통과하는 광의 파장이 가변한다. 이에 동기화하여 제 1 및 제 2 SOA(703a 및 703b)를 순차적으로 온오프되도록 변조하면, 제 1 및 제 2 SOA(703a 및 703b)로부터 출력되는 광은 수직 편광된 광 및 수평 편광된 광이 교대로 출력되게 된다.
파장 가변 필터(701), PBS(702), 제 1 및 제 2 SOA(703a 및 703b), 편광 유지 광섬유 커플러(704), 및 출력 커플러(705)로 이루어진 공진 구조에서 광의 공진이 시작되면 파장 가변 필터(701)를 통과한 광은 주기적으로 특정 주파수 범위(예를 들어, λ1부터 λ2) 내에서 변화할 수 있고, 이와 같은 광은 PBS(702)를 통과하면서 수직 편광된 광과 수평 편광된 광으로 분배될 수 있다.
수직 편광된 광은 제 1 아이솔레이터(707a) 및 제 1 SOA(703a)를 통과할 수 있고, 수평 편광된 광은 제 2 아이솔레이터(707b) 및 제 2 SOA(703b)를 통과할 수 있다. 파장 가변 필터를 통과한 광이 예를 들어, λ1부터 λ2 내에서 변화하는 제 1 시간 주기 동안 변조 신호 발생기(706)에 의해 제 1 SOA(703a)가 온이 되고, 제 2 SOA(703b)가 오프될 수 있다. 따라서, 제 1 시간 주기 동안 제 1 SOA(703a)를 통과하는 수직 편광된 광만이 증폭되어 출력될 수 있고, 제 2 SOA(703b)를 통과하는 수평 편광된 광은 출력되지 않을 수 있다.
또한, 파장 가변 필터를 통과한 광이 예를 들어, λ1부터 λ2 내에서 변화하는 제 2 시간 주기 동안 변조 신호 발생기(706)에 의해 제 1 SOA(703a)가 오프가 되고, 제 2 SOA(703b)가 온이 될 수 있다. 따라서, 제 1 시간 주기 동안 제 1 SOA(703a)를 통과하는 수직 편광된 광은 출력되지 않고, 제 2 SOA(703b)를 통과하는 수평 편광된 광은 출력되지 않을 수 있다.
시간 주기마다 교대로 제 1 및 제 2 SOA(703a 및 703b)가 온오프됨으로써 수직 편광된 광 및 수평 편광된 광이 순차적으로 출력될 수 있다.
출력된 수직 또는 수평 편광된 광은 편광 유지 광섬유 커플러(704)를 통과한 후 출력 커플러(705)를 통과하면서 일부는 외부(708)로 출력되고 일부는 공진 구조로 돌아가 파장 가변 필터(701)로 입력되게 된다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 파장 가변 레이저의 개략도를 도시한다.
도 8을 참조하면 파장 가변 레이저는 EOM(Electro Optical Modulator) 및 첩 광섬유 브래그 격자(Chirped Fiber Bragg Grating, CFBG) 기반의 액티브 모드 록킹 파장 가변 필터(801), PBS(802), 제 1 및 제 2 SOA(803a 및 803b), 편광 유지 광섬유 커플러(804), 출력 커플러(805), 변조 신호 발생기(806), 및 제 1 및 제 2 광 아이솔레이터(807a 및 807b)를 포함할 수 있다.
EOM 및 첩 광섬유 브래그 격자 기반의 액티브 모드 록킹 파장 가변 필터(801)는 EOM의 변조 주파수와 공진기 전체의 길이에 의해서 투과되는 광의 파장이 달라지게 될 수 있다. 광섬유 공진기의 전체 길이가 정해지면 이에 따른 EOM의 변조 주파수 및 투과 파장의 관계가 정해지게 될 수 있다. 또한 고속(100kHz 이상의 파장 반복률)으로 파장이 바뀌므로, 제 1 및 제 2 SOA(803a 및 803b)의 변조도 이에 맞추어서 동기화되어 순차적으로 변조하면, 투과되는 광의 편광 상태도 수직 및 수평으로 교차하게 된다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 푸리에 도메인 모드 록(Fourier Domain Mode Lock, FDML) 방식의 고속 파장 가변 레이저의 개략도를 도시한다.
도 9를 참조하면 FDML 방식의 고속 파장 가변 레이저는 패브리 페롯 파장 가변 필터(Fabry Perot Tunable Filter, FPTF)(901), PBS(902), 제 1 및 제 2 SOA(903a 및 903b), 제 1, 제 2 및 제 3 출력 커플러(905a, 905b 및 905), 변조 신호 발생기(906), 제 1 및 제 2 광 아이솔레이터(907a 및 907b), 출력(908) 및 제 1 내지 제 3 시간 지연용 광섬유(909a, 909b 및 909c)를 포함할 수 있다.
FDML 방식의 고속 파장 가변 레이저는 FPTF의 반복 속도가 수 kHz가 넘으면 레이저 공진 구조 내에서 충분한 이득을 얻지 못하여, 레이저의 발진 대역폭이 줄어드는 현상을 개선하기 위해 개발되었다. FDML 레이저는 공진 구조 내에 FPTF의 반복 속도(f Hz)에 대응하도록 공진기의 길이를 l 미터(l=c*f/n; c는 광속, n은 해당 파장에서 광섬유의 굴절률)만큼 길게 연장시킨 구조를 가지고 있다. 특정 파장의 광이 발진하고 공진 구조를 한 바퀴 돌고 다시 필터를 돌아오면, FPTF 역시 파장 대역을 전체 변조하고 다시 원래의 파장으로 돌아오도록 반복 시간(또는 반복률)을 맞춰 준다. 이렇게 되면 시간상으로 FPTF의 투과 파장과 공진 구조 내의 발진 파장이 일치하여 대역폭이 줄어드는 현상이 발생하지 않는다.
본 발명의 일 실시예에 따르면 FDML 구조의 고속 파장 가변 레이저에서 PBS(902)를 이용하여 수직 편광된 광과 수평 편광된 광으로 분배하고 시간상으로 두 개의 편광 성분이 서로 섞이지 않도록 각 경로에 제 1 내지 제 3 시간 지연용 광섬유를 도 9에 도시된 바와 같이 배치하였다. 또한, 제 1 및 제 2 SOA(903a 및 903b)를 서로 교차하여 변조시키는 방식을 추가로 사용하였다.
도 10은 도 9의 실시예에 따른 광의 파장, 제 1 및 제 2 SOA의 변조 신호 및 광 출력 간의 관계를 나타낸 그래프를 도시한다.
도 10을 참조하면, 시간에 따라서 λ1부터 λ2까지 톱니바퀴 형태로 변화하는 FPTF에서 출력되는 광의 파장 그래프가 도시되어 있다.
λ1부터 λ2까지 변화하는 제 1 반 시간 주기 동안 제 1 SOA(903a)가 온 상태이기 때문에 λ1부터 λ2까지의 파장을 가진 수직 편광된 광이 출력되고 λ1부터 λ2까지의 파장을 가진 수평 편광된 광은 제 1 시간 지연용 광섬유(909a)를 통과하느라 지연된 상태이기 때문에 출력되지 않는다.
λ2부터 λ1까지 파장이 변화되는 제 2 반 시간 주기가 시작될 때 λ1부터 λ2까지의 파장을 가진 수평 편광된 광이 제 1 시간 지연용 광섬유(909a)를 통과하여 차례로 제 2 SOA(903b)에 도달하게 되고, 제 2 반 시간 주기 동안 제 2 SOA(903b)가 온 상태이기 때문에 λ1부터 λ2까지의 파장을 가진 수평 편광된 광이 출력될 수 있다.
광 출력의 세기의 그래프는 도 4와 관련하여 설명된 바와 같다.
이와 같은 구성에 따라 수직 편광된 광 및 수평 편광된 광이 순차적으로 출력될 수 있다.
제시된 실시예들에 대한 설명은 임의의 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 이용하거나 또는 실시할 수 있도록 제공된다. 이러한 실시예들에 대한 다양한 변형들은 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이며, 여기에 정의된 일반적인 원리들은 본 발명의 범위를 벗어남이 없이 다른 실시예들에 적용될 수 있다. 그리하여, 본 발명은 여기에 제시된 실시예들로 한정되는 것이 아니라, 여기에 제시된 원리들 및 신규한 특징들과 일관되는 최광의의 범위에서 해석되어야 할 것이다.

Claims (12)

  1. 입력되는 광의 파장을 λ1부터 λ2까지 변화시키기 위한 파장 가변 수단;
    상기 파장 가변 수단으로부터 출력된 광을 수직 편광된 광 및 수평 편광된 광으로 분배하기 위한 편광 분배 수단;
    상기 수직 편광된 광을 증폭하기 위한 제 1 광 증폭 수단;
    상기 수평 편광된 광을 증폭하기 위한 제 2 광 증폭 수단; 및
    상기 제 1 및 제 2 광 증폭 수단을 순차적으로 온(on) 또는 오프(off)시키기 위한 변조 신호 발생 수단
    을 포함하는, 파장 가변 레이저.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 광 증폭 수단으로부터 출력되는 광을 출력하기 위한 출력 수단을 더 포함하고,
    상기 제 1 광 증폭 수단이 온이고, 상기 제 2 광 증폭 수단이 오프인 동안 상기 수직 편광된 광이 출력되고,
    상기 제 1 광 증폭 수단이 오프이고, 상기 제 2 광 증폭 수단이 온인 동안 상기 수평 편광된 광이 출력되는, 파장 가변 레이저.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 출력 수단으로부터 출력되는 광을 상기 파장 가변 수단으로 입력되는 광과 외부로 출력되는 광으로 분할하기 위한 출력 커플러
    를 더 포함하는, 파장 가변 레이저.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 파장 가변 수단은 입력되는 광의 파장을 주기적으로 λ1부터 λ2까지 변화시키는 것인, 파장 가변 레이저.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 광 증폭 수단은 광이 일정한 방향으로 진행하도록 하기 위한 광 아이솔레이터를 각각 포함하는, 파장 가변 레이저.

  6. 편광 민간 광 간섭 단층 촬영장치(Polarization Sensitive Optical Coherence Tomography, PS-OCT)에 있어서,
    가간섭성 광을 발생시키는 광원부와,
    상기 광원부에서 방출광을 입사받아 측정되는 샘플로부터 편광에 따른 간섭무늬를 발생시키는 간섭계부와,
    상기 간섭계부에서 조사되는 편광에 따른 간섭무늬를 수신하여 전기적인 신호로 변환하는 수신부와,
    상기 수신부에서 획득된 데이터를 영상화하는 처리부
    를 포함하고,
    상기 광원부는,
    입력되는 광의 파장을 λ1부터 λ2까지 변화시키기 위한 파장 가변 수단;
    상기 파장 가변 수단으로부터 출력된 광을 수직 편광된 광 및 수평 편광된 광으로 분배하기 위한 편광 분배 수단;
    상기 수직 편광된 광을 증폭하기 위한 제 1 광 증폭 수단;
    상기 수평 편광된 광을 증폭하기 위한 제 2 광 증폭 수단; 및
    상기 제 1 및 제 2 광 증폭 수단을 순차적으로 온(on) 또는 오프(off)시키기 위한 변조 신호 발생 수단
    을 포함하는, 광 간섭 단층 촬영장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 광원부는 상기 제 1 및 제 2 광 증폭 수단으로부터 출력되는 광을 출력하기 위한 출력 수단을 더 포함하고,
    상기 제 1 광 증폭 수단이 온이고, 상기 제 2 광 증폭 수단이 오프인 동안 상기 수직 편광된 광이 출력되고,
    상기 제 1 광 증폭 수단이 오프이고, 상기 제 2 광 증폭 수단이 온인 동안 상기 수평 편광된 광이 출력되는, 광 간섭 단층 촬영장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 광원부는 상기 출력 수단으로부터 출력되는 광을 상기 파장 가변 수단으로 입력되는 광과 외부로 출력되는 광으로 분할하기 위한 출력 커플러를 더 포함하는, 광 간섭 단층 촬영장치.
  9. 제 6 항에 있어서,
    상기 파장 가변 수단은 입력되는 광의 파장을 주기적으로 λ1부터 λ2까지 변화시키는 것인, 광 간섭 단층 촬영장치.
  10. 제 6 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 광 증폭 수단은 광이 일정한 방향으로 진행하도록 하기 위한 광 아이솔레이터를 각각 포함하는, 광 간섭 단층 촬영장치.
  11. 입력되는 광의 파장을 주기적으로 λ1부터 λ2까지 증가시킨 후 다시 λ2부터 λ1로 변화시키기 위한 푸리에 도메인 모드 록(Fourier Domain Mode Lock, FDML) 방식의 파장 가변 수단;
    상기 파장 가변 수단으로부터 출력된 광을 수직 편광된 광 및 수평 편광된 광으로 분배하기 위한 편광 분배 수단;
    상기 수직 편광된 광 또는 상기 수평 편광된 광을 지연시키기 위한 시간 지연용 광섬유;
    상기 수직 편광된 광을 증폭하기 위한 제 1 광 증폭 수단;
    상기 수평 편광된 광을 증폭하기 위한 제 2 광 증폭 수단; 및
    상기 제 1 및 제 2 광 증폭 수단을 순차적으로 온(on) 또는 오프(off)시키기 위한 변조 신호 발생 수단
    을 포함하고,
    상기 시간 지연용 광섬유는 입력되는 광의 파장이 변화하는 반 주기 시간만큼 상기 수직 편광된 광 또는 상기 수평 편광된 광을 지연시키고,
    상기 변조 신호 발생 수단은 입력되는 광의 파장이 변화하는 반 주기 시간에 맞춰서 상기 제 1 및 제 2 광 증폭 수단을 순차적으로 온(on) 또는 오프(off)시키는, 파장 가변 레이저.
  12. 광 간섭 단층 촬영장치(Optical Coherence Tomography, OCT)에 있어서,
    가간섭성 광을 발생시키는 광원부와,
    상기 광원부에서 방출광을 입사받아 측정되는 샘플로부터 간섭무늬를 발생시키는 간섭계부와,
    상기 간섭계부에서 조사되는 간섭무늬를 수신하여 전기적인 신호로 변환하는 수신부와,
    상기 수신부에서 획득된 데이터를 영상화하는 처리부
    를 포함하고,
    상기 광원부는,
    입력되는 광의 파장을 주기적으로 λ1부터 λ2까지 증가시킨 후 다시 λ2부터 λ1로 변화시키기 위한 푸리에 도메인 모드 록(Fourier Domain Mode Lock, FDML) 방식의 파장 가변 수단;
    상기 파장 가변 수단으로부터 출력된 광을 수직 편광된 광 및 수평 편광된 광으로 분배하기 위한 편광 분배 수단;
    상기 수직 편광된 광 또는 상기 수평 편광된 광을 지연시키기 위한 시간 지연용 광섬유;
    상기 수직 편광된 광을 증폭하기 위한 제 1 광 증폭 수단;
    상기 수평 편광된 광을 증폭하기 위한 제 2 광 증폭 수단; 및
    상기 제 1 및 제 2 광 증폭 수단을 순차적으로 온(on) 또는 오프(off)시키기 위한 변조 신호 발생 수단
    을 포함하고,
    상기 시간 지연용 광섬유는 입력되는 광의 파장이 변화하는 반 주기 시간만큼 상기 수직 편광된 광 또는 상기 수평 편광된 광을 지연시키고,
    상기 변조 신호 발생 수단은 입력되는 광의 파장이 변화하는 반 주기 시간에 맞춰서 상기 제 1 및 제 2 광 증폭 수단을 순차적으로 온(on) 또는 오프(off)시키는, 광 간섭 단층 촬영장치.
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Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20160062723A (ko) 2014-11-25 2016-06-02 한국과학기술원 편광 다중 방식의 파장 가변 광원 장치 및 이를 이용한 편광민감 광간섭단층촬영 이미징 시스템
WO2017014373A1 (ko) * 2015-07-20 2017-01-26 한국과학기술원 파면 제어기를 활용한 초고속 고정밀 3차원 굴절률 측정 방법 및 장치
WO2017119547A1 (ko) * 2016-01-08 2017-07-13 한화테크윈 주식회사 신호간섭검출장치 및 방법
KR101784336B1 (ko) * 2016-08-16 2017-10-13 주식회사 토모큐브 파면 제어기를 활용한 초고속 고정밀 3차원 굴절률 측정 방법 및 장치
KR20170140459A (ko) * 2016-06-10 2017-12-21 주식회사 토모큐브 파면 제어기를 이용한 초고속 3차원 굴절률 영상 촬영 및 형광 구조화 조도 현미경 시스템 및 이를 이용한 방법
KR20180081657A (ko) * 2017-01-06 2018-07-17 주식회사 토모큐브 디지털 마이크로미러 소자와 시간 복합 구조화 조명을 이용한 구조화 조명 현미경 시스템 및 그 동작 방법
KR102362033B1 (ko) * 2020-10-06 2022-02-11 주식회사 한화 광섬유 레이저 빔 결합장치

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3003569B2 (ja) 1996-02-19 2000-01-31 日本電気株式会社 光受信器
KR100982656B1 (ko) 2008-10-23 2010-09-16 부산대학교 산학협력단 빗살무늬 스펙트럼의 광원을 이용한 광 간섭성 단층촬영 시스템
KR100990978B1 (ko) 2008-10-23 2010-10-29 부산대학교 산학협력단 Ｆｄｍｌ 파장가변 레이저를 이용한 ｆｂｇ 센서 복조 시스템
KR101190862B1 (ko) 2008-12-18 2012-10-15 한국전자통신연구원 단일 종모드 발진 광원 기반의 씨앗광 모듈

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3003569B2 (ja) 1996-02-19 2000-01-31 日本電気株式会社 光受信器
KR100982656B1 (ko) 2008-10-23 2010-09-16 부산대학교 산학협력단 빗살무늬 스펙트럼의 광원을 이용한 광 간섭성 단층촬영 시스템
KR100990978B1 (ko) 2008-10-23 2010-10-29 부산대학교 산학협력단 Ｆｄｍｌ 파장가변 레이저를 이용한 ｆｂｇ 센서 복조 시스템
KR101190862B1 (ko) 2008-12-18 2012-10-15 한국전자통신연구원 단일 종모드 발진 광원 기반의 씨앗광 모듈

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20160062723A (ko) 2014-11-25 2016-06-02 한국과학기술원 편광 다중 방식의 파장 가변 광원 장치 및 이를 이용한 편광민감 광간섭단층촬영 이미징 시스템
WO2017014373A1 (ko) * 2015-07-20 2017-01-26 한국과학기술원 파면 제어기를 활용한 초고속 고정밀 3차원 굴절률 측정 방법 및 장치
KR20170010590A (ko) * 2015-07-20 2017-02-01 주식회사 토모큐브 파면 제어기를 활용한 초고속 고정밀 3차원 굴절률 측정 방법 및 장치
KR101716125B1 (ko) * 2015-07-20 2017-03-15 주식회사 토모큐브 파면 제어기를 활용한 초고속 고정밀 3차원 굴절률 측정 방법 및 장치
US10215697B2 (en) 2015-07-20 2019-02-26 Tomocube, Inc. Method and apparatus for measuring 3D refractive-index tomograms using high-speed wavefront shaper
WO2017119547A1 (ko) * 2016-01-08 2017-07-13 한화테크윈 주식회사 신호간섭검출장치 및 방법
KR20170140459A (ko) * 2016-06-10 2017-12-21 주식회사 토모큐브 파면 제어기를 이용한 초고속 3차원 굴절률 영상 촬영 및 형광 구조화 조도 현미경 시스템 및 이를 이용한 방법
KR101865624B1 (ko) 2016-06-10 2018-06-11 주식회사 토모큐브 파면 제어기를 이용한 초고속 3차원 굴절률 영상 촬영 및 형광 구조화 조도 현미경 시스템 및 이를 이용한 방법
KR101784336B1 (ko) * 2016-08-16 2017-10-13 주식회사 토모큐브 파면 제어기를 활용한 초고속 고정밀 3차원 굴절률 측정 방법 및 장치
KR20180081657A (ko) * 2017-01-06 2018-07-17 주식회사 토모큐브 디지털 마이크로미러 소자와 시간 복합 구조화 조명을 이용한 구조화 조명 현미경 시스템 및 그 동작 방법
KR102362033B1 (ko) * 2020-10-06 2022-02-11 주식회사 한화 광섬유 레이저 빔 결합장치

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