KR102025755B1 - 광을 출력하는 방법 및 광 출력장치. - Google Patents

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Abstract

광을 출력하는 방법 및 광 출력장치에 따르면, 적어도 두 개 이상의 레이저 다이오드들에 인가되는 전류를 제어하고, 레이저 다이오드들에 인가된 전류에 따라 세기, 폭, 반복률이 제어된 각각 다른 파장을 갖는 펄스 광들을 생성하고, 레이저 다이오드들로부터 생성된 펄스 광들이 결합된 다중파장 광을 증폭하고, 증폭된 다중파장 광에 의해 파장 변환 특성이 변하는 비선형 이득매질을 포함하는 광섬유에서 비선형 이득매질의 파장 변환 특성에 기초하여 증폭된 다중파장 광에 의한 비선형 이득매질의 펌핑의 결과로 획득되는 광을 출력한다.

Description

광을 출력하는 방법 및 광 출력장치. { Apparatus and Method for emitting light }
광을 출력하는 방법 및 광 출력장치에 관한 것이다.
단색성(monochromaticity), 응집성(coherence), 방향성(directionality)을 갖는 광의 특성을 이용하여, 광은 현재 다양한 분야에서 활용되고 있다. 바이오 분야 및 의료 분야에서도 광은 조직 및 세포의 관찰, 병의 진단 또는 레이저 시술 등으로 다양하게 활용되고 있다.
특히 의료분야에서, 위와 같은 광의 특성으로 인체를 직접 절개하지 않고 인체의 내부 구조를 관찰할 수 있으므로, 광을 이용하여 각종 질병의 원인과 위치 및 진행과정을 쉽고 안전하게 파악할 수 있다. 고출력, 연속 발진(continuous wave), 파장 가변(wavelength sweeping) 등의 광을 생성하는 기술의 발달과 함께, 광 투과 깊이 등이 개선되어, 실시간으로 살아있는 조직 또는 세포의 단층 영상을 고해상도로 획득할 수 있다.
본 발명의 적어도 하나의 실시예가 이루고자 하는 기술적 과제는 광을 출력하는 방법 및 광 출력장치를 제공하는 데 있다. 또한, 상기 방법을 컴퓨터에서 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체를 제공하는 데 있다. 광을 출력하는 방법 및 광 출력장치가 이루고자 하는 기술적 과제는 상기된 바와 같은 기술적 과제들로 한정되지 않으며, 또 다른 기술적 과제들이 존재할 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따른 광 출력장치는 인가된 전류에 따라 세기, 폭, 반복률이 제어된 제 1 파장의 제 1 펄스 광(pulsed light)을 생성하는 제 1 레이저 다이오드; 인가된 전류에 따라 세기, 폭, 반복률이 제어된 제 2 파장의 제 2 펄스 광(pulsed light)을 생성하는 제 2 레이저 다이오드; 상기 제 1 레이저 다이오드 및 상기 제 2 레이저 다이오드에 인가되는 전류를 제어하는 레이저 다이오드 제어부; 상기 제 1 펄스 광과 상기 제 2 펄스 광이 결합된 다중파장 광을 증폭하는 증폭부; 및 입사된 광에 의해 파장 변환 특성(wavelength conversion characteristic)이 변하는 비선형 이득매질을 포함하고, 상기 증폭부에서 증폭된 다중파장 광에 의해 변경된 상기 비선형 이득매질의 파장 변환 특성에 기초하여 상기 비선형 이득매질의 펌핑의 결과로 획득되는 광을 출력하는 광섬유;를 포함한다.
본 발명의 다른 측면에 따른 적어도 두 개 이상의 레이저 다이오드들을 포함하는 광 출력장치에서 광을 출력하는 방법은 상기 적어도 두 개 이상의 레이저 다이오드들에 인가되는 전류를 제어하는 단계; 상기 적어도 두 개 이상의 레이저 다이오드들에 인가된 전류에 따라 세기, 폭, 반복률이 제어된 각각 다른 파장을 갖는 펄스 광들을 생성하는 단계; 상기 적어도 두 개 이상의 레이저 다이오드들로부터 생성된 펄스 광들이 결합된 다중파장 광을 증폭하는 단계; 입사된 광에 의해 파장 변환 특성이 변하는 비선형 이득매질을 포함하는 광섬유에서 상기 증폭된 다중파장 광에 의해 변경된 상기 비선형 이득매질의 파장 변환 특성에 기초하여 상기 비선형 이득매질의 펌핑의 결과로 획득되는 광을 출력하는 단계;를 포함한다.
본 발명의 다른 측면에 따른 대상체에 광을 조사하여 단층을 촬영하는 광 간섭 단층 촬영 장치는 제 1 레이저 다이오드 및 제 2 레이저 다이오드에 인가되는 전류를 제어하고, 상기 제 1 레이저 다이오드에 인가된 전류에 따라 세기, 폭, 반복률이 제어된 제 1 파장의 제 1 펄스 광(pulsed light)을 방출하고, 상기 제 2 레이저 다이오드에 인가된 전류에 따라 세기, 폭, 반복률이 제어된 제 2 파장의 제 2 펄스 광을 방출하고, 상기 제 1 펄스 광과 상기 제 2 펄스 광이 결합된 다중파장 광을 증폭하고, 상기 증폭된 다중파장 광에 따라 파장 변환 특성이 변하는 비선형 이득매질을 포함하는 광섬유의 상기 비선형 이득매질의 파장 변환 특성에 기초하여 상기 증폭된 다중파장 광에 의한 상기 비선형 이득매질의 펌핑의 결과로 획득되는 광을 출력하는 광 출력장치; 상기 출력된 광을 측정 광 및 참조 광으로 분리하고, 상기 측정 광을 대상체에 조사하고, 상기 측정 광이 대상체에서 반사되어 돌아온 응답 광을 수신하는 간섭계; 상기 응답 광과 상기 참조 광에 의해 발생되는 간섭 신호를 검출하는 검출기; 및 상기 검출된 간섭 신호를 이용하여 상기 대상체의 단층 촬영 영상을 생성하는 영상 신호 처리기;를 포함한다.
본 발명의 또 다른 측면에 따라 광을 출력하는 방법을 컴퓨터에서 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 제공한다.
상기된 바에 따르면, 레이저 다이오드들에서 생성된 펄스 광들이 결합된 다중파장 광을 이용하여 광 펌핑을 수행하고, 이에 의해 획득된 광을 출력하는 광 출력장치에서 펄스 광들 각각의 세기, 폭, 반복률 및 편광 중 적어도 어느 하나를 제어함으로써 광 출력장치에서 출력되는 광의 스펙트럼을 원하는 형태로 변형(shaping)할 수 있다.
광 출력 장치는 레이저 다이오드들에서 생성된 펄스 광들 각각의 세기, 폭, 반복률 및 편광 중 적어도 하나를 제어함으로써, 소정의 파장 영역에서 (wavelength range)에서 확장된 대역폭(extended bandwidth)을 갖는 광을 출력할 수 있다.
광 출력 장치는 레이저 다이오드들에서 생성된 펄스 광들 각각의 세기, 폭, 반복률 및 편광 중 적어도 하나를 제어함으로써, 소정의 파장 영역에서 가우시안 형태(Gaussian shape)를 포함한 임의의 형태의 광 스펙트럼을 갖는 광을 출력할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 광 출력장치를 도시한 블록도이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 광 출력장치를 도시한 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 광 출력장치를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 광 출력장치를 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 광 출력장치를 도시한 도면이다.
도 6은 도 1에 도시된 레이저 다이오드 제어부의 제어에 의해 광 출력장치에서 출력되는 광들의 광 스펙트럼 변화를 도시한 그래프이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따라 도 1에 도시된 광 출력장치를 포함하는 광 간섭 단층 촬영 장치(Optical Coherence Tomography Apparatus)를 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 광 출력장치가 광을 출력하는 방법을 나타낸 흐름도이다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 광 출력장치를 도시한 블록도이다. 도 1을 참조하면, 광 출력장치(100)는 제 1 레이저 다이오드(110), 제 2 레이저 다이오드(120), 레이저 다이오드 제어부(130), 증폭부(140) 및 광섬유(150)로 구성된다.
도 1에 도시된 광 출력장치(100)는 본 실시예의 특징이 흐려지는 것을 방지하기 위하여 본 실시예와 관련된 구성요소들만이 도시되어 있다. 따라서, 도 1에 도시된 구성요소들 외에 다른 범용적인 구성요소들이 더 포함될 수 있음을 본 실시예와 관련된 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 수 있다.
제 1 레이저 다이오드(110)는 인가된 전류에 따라 세기, 폭, 반복률이 제어된 제 1 파장의 제 1 펄스 광(pulsed light)을 생성한다. 제 1 레이저 다이오드(110)는 인가된 전류에 의해 생성된 광을 유도방출하는 반도체 소자로, 제 1 레이저 다이오드(110)를 구성하는 반도체 물질의 구조에 따라 다양한 파장의 펄스 광들을 생성할 수 있다. 이에 따라, 광 출력장치(100)는 다양한 파장의 펄스 광들을 생성하는 레이저 다이오드들 중 광 출력장치(100)를 이용하여 출력하려는 광의 스펙트럼에 따라 제 1 파장의 펄스 광을 방출하는 레이저 다이오드를 제 1 레이저 다이오드(110)로 선택할 수 있다.
제 2 레이저 다이오드(120)는 인가된 전류에 따라 세기, 폭, 반복률이 제어된 제 2 파장의 제 2 펄스 광(pulsed light)을 생성한다. 제 2 레이저 다이오드(120)도 제 1 레이저 다이오드(110)와 마찬가지로, 제 2 레이저 다이오드(120)에 전류를 인가하면, 제 2 레이저 다이오드(120)를 구성하는 반도체 물질의 구조에 따라 제 2 파장의 펄스 광을 방출한다. 이때, 제 2 파장은 제 1 파장과 다른 파장이 될 수 있다.
이에 따라, 광 출력장치(100)는 광 출력장치(100)를 이용하여 출력하고자 하는 광의 스펙트럼에 기초하여 제 1 파장의 펄스 광을 방출하는 레이저 다이오드와 제 2 파장의 펄스 광을 방출하는 레이저 다이오드를 각각 제 1 레이저 다이오드(110)와 제 2 레이저 다이오드(120)로 이용할 수 있다. 예를 들면, 광 출력장치(100)는 1300nm 대역에서 평평한(flat) 형태의 광 스펙트럼을 갖는 광을 출력하기 위해서, 제 1 레이저 다이오드(110)로 1060nm의 파장을 갖는 펄스 광을 생성하는 레이저 다이오드를, 제 2 레이저 다이오드(120)로 1080nm의 파장을 갖는 펄스 광을 생성하는 레이저 다이오드를 사용할 수 있다. 다만, 본 실시예의 수치들은 일 실시예에 불과할 뿐이다. 광 출력장치(100)는 1300nm 대역에서 평평한(flat) 형태의 광 스펙트럼을 갖는 광을 출력하기 위해서, 다른 파장의 펄스 광들을 출력하는 제 1 레이저 다이오드(110)와 제 2 레이저 다이오드(120)를 사용할 수 있다.
레이저 다이오드 제어부(130)는 제 1 레이저 다이오드(110) 및 제 2 레이저 다이오드(120)에 인가되는 전류를 제어한다. 레이저 다이오드 제어부(130)는 제 1 레이저 다이오드(110) 및 제 2 레이저 다이오드(120) 각각에서 출력되는 제 1 펄스 광 및 제 2 펄스 광 각각의 세기, 폭, 반복률을 결정하고, 이에 따른 전류를 제 1 레이저 다이오드(110) 및 제 2 레이저 다이오드(120)에 인가한다. 이때, 펄스 광의 파장 대역폭은 반치폭(FWHM, full width at half maximum)으로 나타낼 수 있다.
이에 따라, 레이저 다이오드 제어부(130)는 제 1 레이저 다이오드(110)와 제 2 레이저 다이오드(120)를 각각 제어함으로써, 제 1 레이저 다이오드(110)와 제 2 레이저 다이오드(120) 각각에서 출력되는 서로 다른 파장을 갖는 펄스 광들이 각각 다른 형태의 광 스펙트럼을 가지도록 제어할 수 있다.
예를 들면, 광 출력장치(100)가 1300nm 대역에서 평평한(flat) 형태의 광 스펙트럼을 갖는 광을 출력하기 위해서, 레이저 다이오드 제어부(130)는 제 1 레이저 다이오드(110) 및 제 2 레이저 다이오드(120) 각각에 전류를 인가하여 제 1 레이저 다이오드(110)로부터 출력되는 1060nm의 파장의 제 1 펄스 광은 20kHz의 반복률로, 제 2 레이저 다이오드(120)로부터 출력되는 1080nm의 파장의 제 2 펄스 광은 500kHz의 반복률로 생성되도록 제어할 수 있다. 다만, 본 실시예의 수치들은 일 실시예에 불과할 뿐이다. 광 출력장치(100)로부터 1300nm 대역에서 평평한(flat) 형태의 광 스펙트럼을 갖는 광이 출력되도록 하기 위해서, 레이저 다이오드 제어부(130)는 제 1 파장의 제 1 펄스 광과 제 2 파장의 제 2 펄스 광을 다양하게 제어할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 레이저 다이오드 제어부(130)는 광섬유(150)에서 출력되는 광의 스펙트럼을 변형(shaping)하기 위하여 제 1 펄스 광 및 제 2 펄스 광 각각의 세기, 폭 및 반복률 중 적어도 하나를 제어할 수 있다.
다른 실시예에 따르면, 레이저 다이오드 제어부(140)는 광섬유(150)에서 출력되는 광이 제 3 파장 영역(wavelength range)에서 가우시안 형태(Gaussian shape)의 광 스펙트럼을 갖도록 제 1 펄스 광 및 제 2 펄스 광 각각의 세기, 폭 및 반복률 중 적어도 하나를 제어할 수 있다.
또 다른 실시예에 따르면, 레이저 다이오드 제어부(140)는 광섬유(150)에서 출력되는 광이 제 3 파장 영역에서 평평한(flat) 형태의 광 스펙트럼을 갖도록 제 1 펄스 광 및 제 2 펄스 광 각각의 세기, 폭 및 반복률 중 적어도 하나를 제어할 수 있다.
실시예들에 따른 레이저 다이오드 제어부(130)는 적어도 하나 이상의 프로세서(processor)에 해당하거나, 적어도 하나 이상의 프로세서를 포함할 수 있다. 또한, 제어부(140)는 도 1에 도시된 바에 같이 광 출력장치(100)의 내부에 위치할 수 있으나, 이에 한정되지 않으며, 광 출력장치(100)의 외부에 위치할 수도 있다.
증폭부(140)는 제 1 레이저 다이오드(110)에서 생성된 제 1 펄스 광과 제 2 레이저 다이오드(120)에서 생성된 제 2 펄스 광이 결합된 다중파장 광을 증폭한다. 이때, 증폭부(140)는 제 1 펄스 광과 제 2 펄스 광을 광 커플러(optical coupler) 또는 WDM(Wavelength Division Multiplexing) 기법에 의해 결합할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
증폭부(140)는 제 1 펄스 광과 제 2 펄스 광이 결합된 다중파장 광의 전체 세기를 증폭한다. 증폭부(140)에 사용되는 광 소자들은 증폭부(140)가 다중파장 광의 파장 대역에서 다중파장 광의 세기를 증폭할 수 있도록 제 1 펄스 광의 제 1 파장과 제 2 펄스 광의 제 2 파장에 기초하여 결정될 수 있다.
증폭부(140)는 레이저 다이오드, 광섬유 또는 광 분리기(optical isolator)등의 광 소자들을 이용하여 다양하게 구현될 수 있다. 이와 관련된 구체적인 실시예는 도 3의 도면들을 참조한다. 다만, 도 1의 증폭부(140)는 도 3에 도시된 실시예에 한정되지 않는다.
예를 들면, 광 출력장치(100)가 1060nm의 파장의 제 1 펄스 광과 1080nm의 파장의 제 2 펄스 광이 결합된 다중파장 광을 증폭하기 위해서, 증폭부(140)는 976nm의 광을 방출하는 레이저 다이오드와 976nm의 파장을 갖는 광에 의해 광 펑핌이 일어나는 이터븀 도핑 광섬유(Ytterbium Doped Fiber, YDF)를 이용하여 다중파장 광을 증폭할 수 있다. 다만, 본 실시예의 수치들은 일 실시예에 불과할 뿐이다. 증폭부(140)가 1060nm의 파장의 제 1 펄스 광과 1080nm의 파장의 제 2 펄스 광이 결합된 다중파장 광을 증폭하기 위해서, 증폭부(140)는 다른 파장의 광을 방출하는 레이저 다이오드와 다른 특성의 이득매질을 포함하는 광섬유를 이용할 수 있다.
광섬유(150)는 증폭부(140)로부터 입력된 다중파장 광에 따라 파장변환 특성이 변하는 비선형 이득매질을 포함하고, 비선형 이득매질의 파장 변환 특성에 따라 입력된 다중파장 광의 스펙트럼보다 더 넓어진 파장대역을 갖는 스펙트럼의 광을 출력한다. 이에 따르면, 증폭부(140)에 의해 증폭된 다중파장 광이 펌핑 광원으로 작용하여, 광섬유(150)는 비선형 이득매질의 변경된 파장 변환 특성에 따라 파장대역이 변형된 광을 출력한다.
이때, 광섬유(150)의 비선형 이득매질은 입력된 펌핑 광원에 따라 파장 변환 특성이 변하는 특성을 갖는다. 파장 변환 특성은 광섬유(150)에서 광이 전달될 때, 입사되는 광의 파장,세기 및 편광에 따라 변하는 특성을 나타낸다. 광섬유(150)는 증폭부(140)에서 다중파장 광을 증폭하기 위해서 사용되는 광섬유와 달리 입력된 펌핑 광원의 특성에 따라 파장 변환 특성이 변하는 특성을 갖는 비선형 이득매질을 포함한다. 일 예로 광섬유(150)는 광 펌핑에 의해 유도 라만 산란(Stimulated Raman Scattering) 현상이 발생하는 광섬유를 포함할 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다. 이에 따라, 광섬유(150)의 비선형 이득매질은 입력된 다중파장 광에 따라 파장 변환 특성이 변하고, 비선형 이득매질의 파장 변환 특성에 따라 광섬유(150)로부터 획득되는 광의 스펙트럼이 달라진다.
이에 따라, 광 출력장치(100)는 제 1 펄스 광 및 제 2 펄스 광 각각의 세기, 폭, 반복률을 제어함으로써 광섬유(150)에 입력되는 다중파장 광의 스펙트럼이 달라지도록 하여, 광 출력장치(100)는 원하는 형태로 변형된 스펙트럼의 광을 출력할 수 있다.
광섬유(150)의 비선형 이득매질의 파장 변환 특성은 비선형 이득매질에 포함된 물질들의 종류와 성분비 및 광섬유(150)의 기하학적 구조와 길이 중 적어도 어느 하나에 의해 달라질 수 있다. 이에 따라, 광 출력장치(100)는 광 출력장치(100)를 이용하여 출력하고자 하는 광의 스펙트럼에 기초하여 광섬유(150)의 비선형 이득매질에 포함된 물질들의 종류와 성분비, 광 섬유(150)의 기하학적 구조와 길이를 변화시킬 수 있다.
예를 들면, 광 출력장치(100)가 1300nm 대역에서 평평한(flat) 형태의 광 스펙트럼을 갖는 광을 출력하기 위해서, 광 출력장치(100)는 1060nm의 파장의 제 1 펄스 광과 1080nm의 파장의 제 2 펄스 광이 결합되어 증폭된 다중파장 광에 대하여 고복굴절광섬유(Highly-Birefringent fiber, Hi-Bi fiber)를 광섬유(150)로 사용할 수 있다. 다만, 이에 한정되지 않으며, 광 출력장치(100)가 1060nm의 파장의 제 1 펄스 광과 1080nm의 파장의 제 2 펄스 광이 결합되어 증폭된 다중파장 광을 이용하여 1300nm 대역에서 평평한(flat) 형태의 광 스펙트럼을 갖는 광이 출력하기 위해서, 광 출력장치(100)는 광섬유(150)로 다른 종류의 광섬유를 사용하거나 광섬유의 길이를 조절할 수 있다.
일 실시예에 따라, 광 출력장치(100)는 고비선형광섬유(Highly Non-Linear Fiber, HNLF)를 광섬유(150)로 사용할 수 있다. 이에 따라, 광 출력장치(100)는 유도 라만 산란(Stimulated Raman Scattering)을 이용한 라만 주파수 변환 효과를 강화할 수 있다.
다른 실시예에 따라, 광 출력장치(100)는 고복굴절광섬유(Highly-Birefringent fiber, Hi-Bi fiber)를 광섬유(150)로 사용할 수 있다. 이에 따라, 광 출력장치(100)는 편광 의존 특성 및 편광 유지 효과를 강화할 수 있다.
또는, 광 출력장치(100)는 고비선형광섬유(Highly Non-Linear Fiber, HNLF)와 고복굴절광섬유(Highly-Birefringent fiber, Hi-Bi fiber) 각각의 비선형 이득매질에 포함된 물질들을 소정의 성분비에 따라 포함한 비선형 이득매질을 광섬유(150)의 비선형 이득매질로 사용할 수 있다.
일 실시예에 따르면 광 출력장치(100)는 제 1 레이저 다이오드(110)와 제 2 레이저 다이오드(120) 외에 인가된 전류에 따라 세기, 폭, 반복률이 제어된 펄스 광을 생성하는 적어도 하나 이상의 레이저 다이오드를 더 포함할 수 있다. 그리고, 레이저 다이오드 제어부(130)는 제 1 레이저 다이오드(110), 제 2 레이저 다이오드(120) 및 적어도 하나 이상의 레이저 다이오드에 인가되는 전류를 제어한다. 증폭부(140)는 제 1 펄스 광, 제 2 펄스 광 및 적어도 하나 이상의 레이저 다이오드에서 생성된 펄스 광들이 결합된 다중파장 광을 증폭한다. 이에 따라, 광섬유(150)는 비선형 이득매질의 파장 변환 특성에 따라 증폭부(140)로부터 입력된 다중파장 광의 스펙트럼보다 더 넓어진 파장 대역을 갖는 스펙트럼의 광을 출력할 수 있다.
다른 실시예에 따르면, 광 출력장치(100)는 제 1 펄스 광, 제 2 펄스 광, 다중파장 광 및 증폭된 다중파장 광 중 적어도 하나의 편광을 조절하는 적어도 하나 이상의 편광 조절기(미도시)를 더 포함할 수 있다. 이에 따라, 광 출력장치(100)는 제 1 펄스 광 및 제 2 펄스 광 각각의 세기, 폭 및 반복률 중 적어도 하나를 제어하거나, 적어도 하나 이상의 편광 조절기(미도시)를 이용하여 제 1 펄스 광, 제 2 펄스 광, 다중파장 광 및 증폭된 다중파장 광 중 어느 하나의 편광을 제어함으로써 광섬유(150)에서 출력되는 광의 스펙트럼을 변형(shaping)할 수 있다. 편광 조절기(미도시)와 관련된 구체적인 설명은 도 2 및 도 4를 참조한다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 광 출력장치를 도시한 블록도이다. 도 2를 참조하면, 광 출력장치(100)는 제 1 레이저 다이오드(110), 제 2 레이저 다이오드(120), 레이저 다이오드 제어부(130), 증폭부(140), 광섬유(150), 제 1 편광 조절기(161), 제 2 편광 조절기(162) 및 제 3 편광 조절기(163)로 구성된다. 도 2에 도시된 제 1 레이저 다이오드(110), 제 2 레이저 다이오드(120), 레이저 다이오드 제어부(130), 증폭부(140) 및 광섬유(150)는 도 1에 도시된 제 1 레이저 다이오드(110), 제 2 레이저 다이오드(120), 레이저 다이오드 제어부(130), 증폭부(140) 및 광섬유(150)에 대응된다. 따라서, 도 1에서 제 1 레이저 다이오드(110), 제 2 레이저 다이오드(120), 레이저 다이오드 제어부(130), 증폭부(140) 및 광섬유(150)와 관련하여 기재된 내용은 도 2에 도시된 제 1 레이저 다이오드(110), 제 2 레이저 다이오드(120), 레이저 다이오드 제어부(130), 증폭부(140) 및 광섬유(150)에도 적용이 가능하므로, 이와 관련하여 중복된 설명은 생략한다.
레이저 다이오드 제어부(130)는 제 1 레이저 다이오드(110) 및 제 2 레이저 다이오드(120) 각각에서 출력되는 제 1 펄스 광 및 제 2 펄스 광 각각의 세기, 폭, 반복률을 결정하고, 이에 따른 전류를 제 1 레이저 다이오드(110) 및 제 2 레이저 다이오드(120)에 인가한다.
제 1 레이저 다이오드(110)는 인가된 전류에 따라 세기, 폭, 반복률이 제어된 제 1 파장의 제 1 펄스 광(pulsed light)을 생성한다.
제 2 레이저 다이오드(120)는 인가된 전류에 따라 세기, 폭, 반복률이 제어된 제 2 파장의 제 2 펄스 광(pulsed light)을 생성한다.
제 1 편광 조절기(161)는 제 1 레이저 다이오드(110)에서 출력된 제 1 펄스 광의 편광을 제어한다. 이에 따라, 제 1 편광 조절기(161)는 소정의 편광 상태로 제어된 제 1 펄스 광을 출력한다.
제 2 편광 조절기(162)는 제 2 레이저 다이오드(120)에서 출력된 제 2 펄스 광의 편광을 제어한다. 이에 따라, 제 2 편광 조절기(162)는 소정의 편광 상태로 제어된 제 2 펄스 광을 출력한다.
증폭부(140)는 제 1 편광 조절기(161)에 의해 편광이 제어된 제 1 펄스 광과 제 2 편광 조절기(162) 에 의해 편광이 제어된 제 2 펄스 광이 결합된 다중파장 광을 증폭한다.
제 3 편광 조절기(163)는 증폭부(140)에 의해 증폭된 다중파장 광의 편광을 제어한다. 이에 따라, 제 3 편광 조절기(163)는 소정의 편광 상태로 제어된 다중파장 광을 출력한다.
광섬유(150)는 제 3 편광 조절기(163)에 의해 편광이 제어된 다중파장 광에 의해 변경된 비선형 이득매질의 파장 변환 특성에 기초하여 비선형 이득매질의 펌핑의 결과로 획득되는 광을 출력한다. 즉, 제 3 편광 조절기(163)에 의해 편광이 조절된 다중파장 광이 펌핑 광원으로 작용하여, 광섬유(150)는 변경된 비선형 이득매질의 파장 변환 특성에 따라 파장대역이 변형된 광을 출력한다. 이에 따라, 광섬유(150)는 제 3 편광 조절기(163)로부터 입력된 다중파장 광의 스펙트럼보다 더 넓어진 파장대역을 갖는 스펙트럼의 광을 출력할 수 있다.
광섬유(150)의 비선형 이득매질은 입력된 펌핑 광원에 따라 파장 변환 특성이 변하는 특성을 갖는다. 파장 변환 특성은 광섬유(150)에서 광이 전달될 때, 입사되는 광의 파장, 세기 및 편광에 따라 변하는 특성이다. 이에 따라, 광 출력장치(100)는 제 1 편광 조절기(161), 제 2 편광 조절기(162), 제 3 편광조절기(163)의 의해 제 1 펄스 광, 제 2 펄스 광, 다중파장 광 및 증폭된 다중파장 광 중 적어도 하나의 편광을 조절함으로써 비선형 이득매질의 파장 변환 특성을 변경하고, 광 출력장치(100)는 변경된 파장 변환 특성에 기초하여 원하는 형태의 스펙트럼의 광을 출력할 수 있다.
본 실시예에 따른 광 출력장치(100)는 제 1 편광 조절기(161), 제 2 편광 조절기(162), 제 3 편광조절기(163)를 이용하여 편광을 제어하는 것으로 도시하였으나, 이에 한정되지 않는다. 다른 실시예에 따른 광 출력장치(100)는 제 1 편광 조절기(161), 제 2 편광 조절기(162) 및 제 3 편광조절기(163) 중 일부만을 포함할 수 있다. 또는, 광 출력장치(100)는 제 1 편광 조절기(161), 제 2 편광 조절기(162) 및 제 3 편광조절기(163) 이외에 다중파장 광의 편광 상태를 제어하는 하나 이상의 편광조절기(미도시)를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 광 출력장치(100)는 제 1 레이저 다이오드(110)와 제 2 레이저 다이오드(120) 외에 인가된 전류에 따라 세기, 폭, 반복률이 제어된 펄스 광을 생성하는 적어도 하나 이상의 레이저 다이오드를 더 포함할 수 있다. 이에 따라, 광 출력장치(100)는 제 1 편광조절기(161), 제 2 편광조절기(162) 외에 적어도 하나 이상의 레이저 다이오드에서 생성된 펄스 광들의 편광 상태를 조절하는 적어도 하나 이상의 편광조절기(미도시)를 더 포함할 수 있다.
이에 따라, 광 출력장치(100)는 제 1 펄스 광, 제 2 펄스 광, 적어도 하나 이상의 레이저 다이오드에서 생성되는 펄스 광들 각각의 세기, 폭 및 반복률 중 적어도 하나를 제어하거나, 제 1 편광 조절기(161), 제 2 편광 조절기(162), 제 3 편광 조절기(163) 또는 적어도 하나 이상의 편광 조절기(미도시)를 통해 광의 편광 상태를 제어함으로써 광 출력장치는 출력하는 광의 스펙트럼을 원하는 형태로 변형(shaping) 할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 광 출력장치를 도시한 도면이다. 도 3을 참조하면, 광 출력장치(100)는 제 1 레이저 다이오드(110), 제 2 레이저 다이오드(120), 제 1 레이저 다이오드 제어부(131), 제 2 레이저 다이오드 제어부(132), 모니터링 포트(211), 모니터링 포트(212), 광 감쇠기(Variable Attenuator, VA, 220), 증폭부(230) 및 광섬유(240)로 구성된다. 증폭부(230)는 WDM 커플러(Wavelength Division Multiplexing coupler, 231), 아이솔레이터(isolator, 232), 제 4 레이저 다이오드(233), 광섬유 번들(TFB, Tapered Fiber Bundle, 234), 이터븀 도핑 광섬유(YDF, 235), 아이솔레이터(isolator, 236), 모니터링 포트(237), WDM 커플러(238)로 구성될 수 있다.
제 1 레이저 다이오드(110)는 인가된 전류에 따라 세기, 폭, 반복률이 제어된 제 1 파장의 제 1 펄스 광(pulsed light)을 생성한다. 제 1 레이저 다이오드(110)는 제 1 레이저 다이오드(110)를 구성하는 반도체 물질의 구조에 따라 다양한 파장의 펄스 광들을 생성할 수 있다.
제 2 레이저 다이오드(120) 인가된 전류에 따라 세기, 폭, 반복률이 제어된 제 2 파장의 제 2 펄스 광(pulsed light)을 생성한다. 이때, 제 2 파장은 제 1 파장과 다른 파장이 될 수 있다.
광 출력장치(100)는 광 출력장치(100)를 이용하여 출력하고자 하는 광의 스펙트럼에 기초하여 제 1 파장의 펄스 광을 방출하는 레이저 다이오드와 제 2 파장의 펄스 광을 방출하는 레이저 다이오드를 각각 제 1 레이저 다이오드(110)와 제 2 레이저 다이오드(120)로 이용할 수 있다.
제 1 레이저 다이오드 제어부(131)는 제 1 레이저 다이오드(110)에 인가되는 전류를 제어한다. 레이저 다이오드 제어부(131)는 제 1 레이저 다이오드(110)에 출력되는 제 1 펄스 광 각각의 세기, 폭, 반복률을 결정하고, 이에 따른 전류를 제 1 레이저 다이오드(110)에 인가한다.
제 2 레이저 다이오드 제어부(132)는 제 2 레이저 다이오드(120)에 인가되는 전류를 제어한다. 레이저 다이오드 제어부(132)는 제 2 레이저 다이오드(120)에서 출력되는 제 2 펄스 광 각각의 세기, 폭, 반복률을 결정하고, 이에 따른 전류를 제 2 레이저 다이오드(120)에 인가한다.
모니터링 포트(211)는 제 1 레이저 다이오드(110)로부터 출력된 제 1 펄스 광의 출력의 일부를 분리하여, 제 1 레이저 다이오드 제어부(131)에 의해 세기, 폭, 반복률이 제어된 제 1 펄스 광을 모니터링한다.
모니터링 포트(212)는 제 2 레이저 다이오드(120)로부터 출력된 제 2 펄스 광의 출력의 일부를 분리하여, 제 2 레이저 다이오드 제어부(132)에 의해 세기, 폭, 반복률이 제어된 제 2 펄스 광을 모니터링한다.
광 감쇠기(Variable Attenuator, VA, 220)는 제 1 레이저 다이오드(110)로부터 출력된 제 1 펄스 광의 출력과 제 2 레이저 다이오드(120)로부터 출력된 제 2 펄스 광의 출력의 비율을 부가적으로 조정하기 위해 제 1 레이저 다이오드(110)로부터 출력된 제 1 펄스 광의 출력 크기를 감쇠시킬 수 있다.
증폭부(230)는 제 1 레이저 다이오드(110)에서 생성된 제 1 펄스 광과 제 2 레이저 다이오드(120)에서 생성된 제 2 펄스 광이 결합된 다중파장 광을 증폭한다. 본 실시예에 따라, 증폭부(230)는 WDM 커플러(Wavelength Division Multiplexing coupler, 231), 아이솔레이터(isolator, 232), 제 4 레이저 다이오드(233), 광섬유 번들(TFB, Tapered Fiber Bundle, 234), 이터븀 도핑 광섬유(YDF, 235), 아이솔레이터(isolator, 236), 모니터링 포트(237), WDM 커플러(238)의 광 소자들을 이용하여 제 1 펄스 광과 제 2 펄스 광이 결합된 다중파장 광을 증폭할 수 있다.
WDM 커플러(231)는 제 1 레이저 다이오드(110)와 제 2 레이저 다이오드(120)각각에 의해 생성된 제 1 펄스 광 및 제 2 펄스 광을 결합한다.
아이솔레이터(232)는 제 4 레이저 다이오드(233)에 의해 방출된 제 4 파장의 광 및 증폭부(230)에 입력된 다중파장 광이 반사되어 역방향으로 전파되는 것을 차단함으로써 제 1 레이저 다이오드(110)와 제 2 레이저 다이오드(120)의 손상을 방지한다.
제 4 레이저 다이오드(233)는 증폭부(230)에 유입된 다중파장 광을 증폭함에 있어서, 이터븀 도핑 광섬유(235)를 펌핑하는 펌프 광을 방출한다.
광섬유 번들(TFB, 234)은 제 4 레이저 다이오드(233)로부터 출력된 펌프 광과 증폭부(230)에 입력된 다중파장 광이 결합되어 함께 이터븀 도핑 광섬유(235)에 입사되도록 한다.
이터븀 도핑 광섬유(YDF, 235)는 증폭부(230)에 입력된 다중파장 광을 제 4 레이저 다이오드(233)로부터 출력된 펌프광의 펌핑 작용을 통해 이터븀 도핑 광섬유(235)의 이득매질의 특성에 따라 소정의 파장의 영역에서 출력 이득을 증가시킨다. 설명의 편의를 위하여, 증폭부(230)에서 다중파장 광을 소정의 파장 영역에서 증폭시키는 광섬유를 이터븀 도핑 광섬유(YDF, 235)로 표시하였으나, 이에 한정되지 않는다. 증폭부(230)는 증폭부(230)에 입력되는 다중파장 광의 파장 대역에 따라 어븀 도핑 광섬유(Erbium Doped Fiber, EDF) 또는 다른 물질로 도핑된 광섬유를 이용할 수 있다. 이때, 증폭부(230)에서 증폭을 위해 사용하는 광섬유는 광섬유(240)와 달리 좁은 파장 대역에서 펌핑되는 이득매질의 특성에 따라 출력 이득을 증가시키는 특성을 갖는다,
아이솔레이터(236)은 이터븀 도핑 광섬유(235)에 의해 증폭된 다중파장 광이 역방향으로 전파되는 것을 차단함으로써 증폭부(230)의 증폭 손실을 방지한다.
모니터링 포트(237)는 이터븀 도핑 광섬유(YDF, 235)에 의해 중폭된 다중파장 광의 출력의 일부를 분리하여, 증폭된 다중파장 광을 모니터링한다.
WDM 커플러(238)는 광섬유(240)에서 발생된 역방향 성분의 광대역 광을 순방향의 다중파장 광과 분리하여 역방향 성분의 광대역 광이 증폭부(230)로 재유입되는 것을 방지한다.
광섬유(240)는 증폭부(230)로부터 입력된 다중파장 광에 따라 파장변환 특성이 변하는 비선형 이득매질을 포함하고, 비선형 이득매질의 파장 변환 특성에 기초하여, 입력된 다중파장 광에 의한 비선형 이득매질의 펌핑의 결과로 획득되는 광을 출력한다. 이에 따르면, 증폭부(230)에 의해 증폭된 다중파장 광이 펌핑 광원으로 작용하여, 광섬유(240)는 비선형 이득매질의 변경된 파장변환 특성에 따라 파장 대역이 변형된 광을 출력한다. 또한, 광섬유(240)는 입력된 다중파장 광의 스펙트럼보다 더 넓어진 파장 대역을 갖는 스펙트럼의 광을 출력할 수 있다.
이에 따라, 광 출력장치(100)는 제 1 펄스 광 및 제 2 펄스 광 각각의 세기, 폭, 반복률을 제어함으로써 광섬유(240)에 입력되는 다중파장 광의 스펙트럼이 달라지도록 하여, 광 출력장치(100)는 원하는 형태로 변형된 스펙트럼의 광을 출력할 수 있다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 광 출력장치를 도시한 도면이다. 도 4를 참조하면, 광 출력장치(100)는 제 1 레이저 다이오드(110), 제 2 레이저 다이오드(120), 제 1 레이저 다이오드 제어부(131), 제 2 레이저 다이오드 제어부(132), 모니터링 포트(211), 모니터링 포트(212), 광 감쇠기(Variable Attenuator, VA, 220), 증폭부(230') 및 광섬유(240)로 구성된다.
도 4에 도시된 제 1 레이저 다이오드(110), 제 2 레이저 다이오드(120), 제 1 레이저 다이오드 제어부(131), 제 2 레이저 다이오드 제어부(132), 모니터링 포트(211), 모니터링 포트(212), 광 감쇠기(Variable Attenuator, VA, 220) 및 광섬유(240)는 도 3에 도시된 제 1 레이저 다이오드(110), 제 2 레이저 다이오드(120), 제 1 레이저 다이오드 제어부(131), 제 2 레이저 다이오드 제어부(132), 모니터링 포트(211), 모니터링 포트(212), 광 감쇠기(Variable Attenuator, VA, 220) 및 광섬유(240)에 대응된다. 따라서, 도 3에서 제 1 레이저 다이오드(110), 제 2 레이저 다이오드(120), 제 1 레이저 다이오드 제어부(131), 제 2 레이저 다이오드 제어부(132), 모니터링 포트(211), 모니터링 포트(212), 광 감쇠기(Variable Attenuator, VA, 220) 및 광섬유(240)와 관련하여 기재된 내용은 도 4 에도 적용이 가능하므로, 이와 관련하여 중복된 설명은 생략한다.
증폭부(230')는 제 1 레이저 다이오드(110)에서 생성된 제 1 펄스 광과 제 2 레이저 다이오드(120)에서 생성된 제 2 펄스 광이 결합된 다중파장 광을 증폭한다. 도 4에 도시된 증폭부(230')는 WDM 커플러(2301), 아이솔레이터(ISO, 2302), 제 4 레이저 다이오드(2303), 제 1 광섬유 번들(TFB, 2304), 제 1 이터븀 도핑 광섬유(YDF, 2305), 제 1 아이솔레이터(ISO, 2306), 제 1 모니터링 포트(2307), 제 1 WDM 커플러(2308), 제 5 레이저 다이오드(2313), 제 2 광섬유 번들(TFB, 2314), 제 2 이터븀 도핑 광섬유(YDF, 2315), 제 2 아이솔레이터(ISO, 2316), 제 2 모니터링 포트(2317) 및 제 2 WDM 커플러(2318)로 구성될 수 있다.
도 4에 도시된 증폭부(230')는 도 3에 개시된 증폭부(230)와 비교하여, 제 1 펄스 광과 제 2 펄스 광이 결합된 다중파장 광을 2단계에 걸쳐 증폭한다. 즉, 제 4 레이저 다이오드(2303), 제 1 광섬유 번들(TFB, 2304) 및 제 1 이터븀 도핑 광섬유(YDF, 2305)를 이용하여 제 1 단계의 증폭을 수행하고, 제 5 레이저 다이오드(2313), 제 2 광섬유 번들(TFB, 2314) 및 제 2 이터븀 도핑 광섬유(YDF, 2315)를 이용하여 제 2 단계의 증폭을 수행한다. 본 실시예에서는 다중파장 광이 2 단계에 걸쳐 증폭되는 것으로 기재하였으나, 이에 한정되지 않으며, 다른 실시예에 따른 광 출력장치(100)는 3 단계, 4 단계에 걸쳐 다중파장 광을 증폭할 수 있다.
WDM 커플러(2301)는 제 1 레이저 다이오드(110)와 제 2 레이저 다이오드(120)각각에 의해 생성된 제 1 펄스 광 및 제 2 펄스 광을 결합한다.
아이솔레이터(2302)는 제 4 레이저 다이오드(2303)에 의해 방출된 제 4 파장의 광 및 증폭부(230')에 입력된 다중파장 광이 반사되어 역방향으로 전파되는 것을 차단한다.
제 4 레이저 다이오드(2303)는 제 1 이터븀 도핑 광섬유(2305)에 유입된 다중파장 광을 증폭함에 있어서, 제 1 이터븀 도핑 광섬유(2305)를 펌핑하는 펌프 광을 방출한다.
제 1 광섬유 번들(TFB, 2304)은 제 4 레이저 다이오드(2303)로부터 출력된 펌프 광과 증폭부(230')에 입력된 다중파장 광이 결합되어 함께 제 1 이터븀 도핑 광섬유(2305)에 입사되도록 한다.
제 1 이터븀 도핑 광섬유(YDF, 2305)는 증폭부(230')에 입력된 다중파장 광을 제 4 레이저 다이오드(2303)로부터 출력된 펌프광의 펌핑 작용을 통해 제 1 이터븀 도핑 광섬유(2305)의 이득매질의 특성에 따라 소정의 파장의 영역에서 출력 이득을 증가시킨다. 설명의 편의를 위하여, 증폭부(230')에서 다중파장 광을 소정의 파장 영역에서 증폭시키는 광섬유를 이터븀 도핑 광섬유(YDF, 235)로 표시하였으나, 이에 한정되지 않는다. 증폭부(230')는 이터븀 도핑 광섬유(YDF) 대신, 증폭부(230')에 입력되는 다중파장 광의 파장 대역에 따라 어븀 도핑 광섬유(Erbium Doped Fiber, EDF) 또는 다른 물질로 도핑된 광섬유를 이용할 수 있다.
아이솔레이터(2306)은 제 1 이터븀 도핑 광섬유(2305)에 의해 증폭된 다중파장 광이 역방향으로 전파되는 것을 차단함으로써 증폭부(230')의 증폭 손실을 방지한다.
모니터링 포트(2307)는 제 1 이터븀 도핑 광섬유(YDF, 2305)에 의해 증폭된 다중파장 광의 출력의 일부를 분리하여, 증폭된 다중파장 광을 모니터링한다.
WDM 커플러(2308)는 역방향 성분의 광대역 광을 순방향의 다중파장 광과 분리하여 역방향 성분의 광대역 광이 제 1 이터븀 도핑 광섬유(2305)로 재유입되는 것을 방지한다.
제 5 레이저 다이오드(2313)는 제 1 이터븀 도핑 광섭유(2305)에 의해 증폭된 다중파장 광을 다시 증폭함에 있어서, 제 2 이터븀 도핑 광섬유(2315)를 펌핑하는 펌프 광을 출력한다.
제 2 광섬유 번들(TFB, 2314)은 제 5 레이저 다이오드(2313)로부터 출력된 펌프 광과 제 1 이터븀 도핑 광섭유(2305)에 의해 증폭된 다중파장 광이 결합되어 함께 제 2 이터븀 도핑 광섬유(2315)에 입사되도록 한다.
제 2 이터븀 도핑 광섬유(YDF, 2315)는 제 1 이터븀 도핑 광섭유(2305)에 의해 증폭된 다중파장 광을 제 5 레이저 다이오드(2313)로부터 출력된 펌프광의 펌핑 작용을 통해 제 2 이터븀 도핑 광섬유(2315)의 이득매질의 특성에 따라 소정의 파장의 영역에서 출력 이득을 증가시킨다.
설명의 편의를 위하여, 증폭부(230')에서 다중파장 광을 소정의 파장 영역에서 증폭시키는 광섬유를 이터븀 도핑 광섬유(YDF, 235)로 표시하였으나, 이에 한정되지 않는다. 증폭부(230')는 이터븀 도핑 광섬유(YDF) 대신, 증폭부(230')에 입력되는 다중파장 광의 파장 대역에 따라 어븀 도핑 광섬유(Erbium Doped Fiber, EDF) 또는 다른 물질로 도핑된 광섬유를 이용할 수 있다. 이와 같이, 증폭부(230')는 제 1 이터븀 도핑 광섬유(YDF, 2305)와 제 2 이터븀 도핑 광섬유(YDF, 2315)의 2 단계로 다중파장 광을 증폭할 수 있다. 본 실시예에서는, 제 1 단계 및 제 2 단계에서 다중파장 광을 증폭시키는 광섬유를 동일한 종류의 이터븀 도핑 광섬유로 표시하였으나, 이에 한정되지 않고, 각각 다른 물질로 도핑된 광섬유를 이용할 수 있다.
또한, 광 출력장치(100)는 원하는 광 스펙트럼의 형태 및 증폭부(230')에 입력되는 펄스 광들의 스펙트럼 특성에 따라 제 4 레이저 다이오드(2303), 제 5 레이저 다이오드(2313), 제 1 이터븀 도핑 광섬유(2305) 및 제 2 이터븀 도핑 광섬유(2315)에 사용되는 레이저 다이오드의 종류 및 광섬유의 종류를 각각 선택할 수 있다.
아이솔레이터(2316)은 제 2 이터븀 도핑 광섬유(2315)에 의해 증폭된 다중파장 광이 역방향으로 전파되는 것을 차단함으로써 증폭부(230')의 증폭 손실을 방지한다.
모니터링 포트(2317)는 제 2 이터븀 도핑 광섬유(YDF, 2315)에 의해 증폭된 다중파장 광의 출력의 일부를 분리하여, 증폭된 다중파장 광을 모니터링한다.
WDM 커플러(2318)는 역방향 성분의 광대역 광을 순방향의 다중파장 광과 분리하여 역방향 성분의 광대역 광이 제 2 이터븀 도핑 광섬유(2315)로 재유입되는 것을 방지한다.
이상에서와 같이, 광 출력장치(100)의 증폭부(230')는 다양한 형태로 구현될 수 있다. 이에 따라, 광 출력장치(100)는 증폭부(230')로 입력된 광의 특성에 따라 광섬유(240)에서 펌핑 광원으로 사용되는 다중파장 광을 다양한 형태로 증폭되도록 함으로써, 광 출력장치(100)는 원하는 형태로 변형된 스펙트럼의 광을 출력할 수 있다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 광 출력장치를 도시한 도면이다. 도 5를 참조하면, 광 출력장치(100)는 제 1 레이저 다이오드(110), 제 2 레이저 다이오드(120), 제 1 레이저 다이오드 제어부(131), 제 1 편광 조절기(161), 제 2 레이저 다이오드 제어부(132), 제 2 편광 조절기(162), 모니터링 포트(211), 모니터링 포트(212), 광 감쇠기(Variable Attenuator, VA, 220), 증폭부(230) 및 광섬유(240)로 구성된다. 증폭부(230)는 WDM 커플러(Wavelength Division Multiplexing coupler, 231), 아이솔레이터(isolator, 232), 제 4 편광 조절기(164), 제 4 레이저 다이오드(233), 광섬유 번들(TFB, Tapered Fiber Bundle, 234), 이터븀 도핑 광섬유(YDF, 235), 아이솔레이터(isolator, 236), 모니터링 포트(237), 제 5 편광 조절기(165), WDM 커플러(238)로 구성될 수 있다.
도 5에 도시된 제 1 레이저 다이오드(110), 제 2 레이저 다이오드(120), 제 1 레이저 다이오드 제어부(131), 제 2 레이저 다이오드 제어부(132), 모니터링 포트(211), 모니터링 포트(212), 광 감쇠기(Variable Attenuator, VA, 220) 및 광섬유(240)는 도 3에 도시된 제 1 레이저 다이오드(110), 제 2 레이저 다이오드(120), 제 1 레이저 다이오드 제어부(131), 제 2 레이저 다이오드 제어부(132), 모니터링 포트(211), 모니터링 포트(212), 광 감쇠기(Variable Attenuator, VA, 220) 및 광섬유(240)에 대응된다. 따라서, 도 3에서 제 1 레이저 다이오드(110), 제 2 레이저 다이오드(120), 제 1 레이저 다이오드 제어부(131), 제 2 레이저 다이오드 제어부(132), 모니터링 포트(211), 모니터링 포트(212), 광 감쇠기(Variable Attenuator, VA, 220) 및 광섬유(240)와 관련하여 기재된 내용은 도 5에 도시된 제 1 레이저 다이오드(110), 제 2 레이저 다이오드(120), 제 1 레이저 다이오드 제어부(131), 제 2 레이저 다이오드 제어부(132), 모니터링 포트(211), 모니터링 포트(212), 광 감쇠기(Variable Attenuator, VA, 220) 및 광섬유(240)에도 적용이 가능하므로, 이와 관련하여 중복된 설명은 생략한다.
제 1 레이저 다이오드 제어부(131)는 제 1 레이저 다이오드(110)에 인가되는 전류를 제어한다. 제 1 레이저 다이오드(110)는 인가된 전류에 따라 세기, 폭, 반복률이 제어된 제 1 파장의 제 1 펄스 광(pulsed light)을 생성한다. 제 1 편광 조절기(161)는 제 1 레이저 다이오드(110)에서 출력된 제 1 펄스 광의 편광을 제어한다. 이에 따라, 제 1 편광 조절기(161)는 소정의 편광 상태로 제어된 제 1 펄스 광을 출력한다.
제 2 레이저 다이오드 제어부(132)는 제 2 레이저 다이오드(120)에 인가되는 전류를 제어한다. 제 2 레이저 다이오드(120)는 인가된 전류에 따라 세기, 폭, 반복률이 제어된 제 2 파장의 제 2 펄스 광(pulsed light)을 생성한다. 제 2 편광 조절기(162)는 제 2 레이저 다이오드(120)에서 출력된 제 2 펄스 광의 편광을 제어한다. 이에 따라, 제 2 편광 조절기(162)는 소정의 편광 상태로 제어된 제 2 펄스 광을 출력한다.
제 1 편광 조절기(161) 및 제 2 편광 조절기(162)에 의해 각각 편광이 제어된 제 1 펄스 광 및 제 2 펄스 광은 증폭부(230)로 입력된다. 도 5에 개시된 증폭부(230)는 도 3에 개시된 증폭부(230)와 비교하여 제 4 편광 조절기(164) 및 제 5 편광 조절기(165)를 더 포함한다.
제 4 편광 조절기(164)는 WDM 커플러(231)에 의해 결합된 다중파장 광의 편광을 제어한다. 이에 따라, 제 4 편광 조절기(164)는 소정의 편광 상태로 제어된 다중파장 광을 출력한다.
제 4 편광 조절기(164)에 의해 편광이 제어된 다중파장 광은 광섬유 번들(TFB, 234) 및 이터븀 도핑 광섬유(YDF, 235)에 의해 증폭된다.
제 5 편광 조절기(165)는 증폭부(230) 내에서 증폭된 다중파장 광을 소정의 편광 상태로 제어하여 출력한다.
광섬유(240)는 증폭부(230)로부터 출력된 다중파장 광에 의해 변경된 비선형 이득매질의 파장 변환 특성에 기초하여 비선형 이득매질의 펌핑의 결과로 획득되는 광을 출력한다. 이에 따르면, 증폭부(230)로부터 출력된 다중파장 광이 펌핑 광원으로 작용하여, 광섬유(240)는 비선형 이득매질의 변경된 파장변환 특성에 따라 파장 대역이 변형된 광을 출력한다.
광섬유(240)의 비선형 이득매질은 입력된 펌핑 광원에 따라 파장 변환 특성이 변하는 특성을 갖는다. 파장 변환 특성은 광섬유(240)에서 광이 전달될 때, 입사되는 광의 파장, 세기 및 편광에 따라 변하는 특성이다. 이에 따라, 광 출력장치(100)는 제 1 편광 조절기(161), 제 2 편광 조절기(162), 제 4 편광조절기(164), 제 5 편광조절기(165)의 의해 제 1 펄스 광, 제 2 펄스 광, 다중파장 광 및 증폭된 다중파장 광 중 적어도 하나의 편광을 조절함으로써 비선형 이득매질의 파장 변환 특성을 변경하고, 광 출력장치(100)는 변경된 파장 변환 특성에 기초하여 원하는 형태의 스펙트럼의 광을 출력할 수 있다.
광 출력장치(100)는 제 1 편광 조절기(161), 제 2 편광 조절기(162), 제 4 편광조절기(164) 및 제 5 편광조절기(165) 이외에 광의 편광 상태를 제어하는 하나 이상의 편광조절기(미도시)를 더 포함할 수 있다.
도 6은 도 1 내지 도 5에 도시된 레이저 다이오드 제어부의 제어에 의해 광 출력장치에서 출력되는 광들의 광 스펙트럼 변화를 도시한 그래프이다.
가로 축은 파장(nm)을, 세로축은 상대적 스펙트럼 출력(dB)을 나타낸다. 파형(310), 파형(320) 및 파형(330)은 동일한 광 출력장치(100)에서 제 1 펄스 광 및 제 2 펄스 광 각각의 세기, 폭, 반복률 및 편광을 다르게 제어하여 획득된 광의 스펙트럼 파형을 나타낸다. 광 출력장치(100)는 레이저 다이오드 제어부(130)와 편광 조절기를 이용하여 제 1 펄스 광 및 제 2 펄스 광 각각의 세기, 폭, 반복률 및 편광을 조금씩 다르게 제어함으로써, 광 출력장치(100)는 각각 다른 형태의 광의 스펙트럼 파형을 획득할 수 있다. 이때, 광 출력장치(100)는 복수의 편광 조절기를 더 이용하여 제 1 펄스 광과 제 2 펄스 광이 결합된 다중파장 광 또는 증폭된 다중파장 광의 편광을 더 제어할 수 있다.
이에 따라, 광 출력장치(100)는 원하는 형태의 스펙트럼을 갖는 광이 출력되도록 제 1 펄스 광 및 제 2 펄스 광 각각의 세기, 폭 및 반복률 중 적어도 하나를 제어하거나, 적어도 하나 이상의 편광 조절기를 이용하여 제 1 펄스 광, 제 2 펄스 광, 다중파장 광 및 증폭된 다중파장 광 중 어느 하나의 편광을 제어할 수 있다.
도 7에 도시된 광 출력장치(100)는 본 실시예의 특징이 흐려지는 것을 방지하기 위하여 본 실시예와 관련된 구성요소들만이 도시되어 있다. 따라서, 도 7에 도시된 구성요소들 외에 다른 범용적인 구성요소들이 더 포함될 수 있음을 본 실시예와 관련된 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 수 있다.
광 출력장치(100)는 제 1 레이저 다이오드(110) 및 제 2 레이저 다이오드(120)에 인가되는 전류를 제어하고, 제 1 레이저 다이오드(110)에 인가된 전류에 따라 세기, 폭, 반복률이 제어된 제 1 파장의 제 1 펄스 광을 방출하고, 제 2 레이저 다이오드(120)에 인가된 전류에 따라 세기, 폭, 반복률이 제어된 제 2 파장의 제 2 펄스 광을 방출하고, 제 1 펄스 광과 제 2 펄스 광이 결합된 다중파장 광을 증폭하고, 증폭된 다중파장 광에 따라 파장변환 특성이 변하는 비선형 이득매질을 포함하는 광섬유(150)의 비선형 이득매질의 파장 변환 특성에 기초하여 증폭부(140)에서 증폭된 다중파장 광에 의한 이득매질의 펌핑의 결과로 획득되는 광을 출력한다. 광 출력장치(100)는 광을 간섭계(420)로 전달한다. 이에 따라, 광 출력장치(100)는 광 출력장치(100)로부터 출력되는 광이 광섬유(150)에 입력된 다중파장 광의 스펙트럼보다 더 넓어진 파장 대역을 갖는 스펙트럼의 광을 출력할 수 있다.
광 출력장치(100)는 제 1 펄스 광, 제 2 펄스 광, 다중파장 광, 증폭된 다중파장 광 중 적어도 하나의 편광을 조절하는 적어도 하나 이상의 편광 조절기를 더 포함할 수 있다. 이에 따라, 광 출력장치(100)는 제 1 펄스 광 및 제 2 펄스 광 각각의 세기, 폭, 반복률 및 편광 중 적어도 하나를 제어함으로써 원하는 형태의 스펙트럼 광을 출력할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 광 출력장치(100)는 광 출력장치(100)로부터 출력되는 광이 제 3 파장 영역에서 가우시안 형태의 광 스펙트럼을 갖도록 제 1 펄스 광 및 제 2 펄스 광 각각의 세기, 폭 반복률, 및 편광 중 적어도 하나를 제어할 수 있다.
다른 실시예에 따르면, 광 출력장치(100)는 광 출력장치(100)로부터 출력되는 광이 제 3 파장 영역(wavelength range)에서 평평한(flat) 형태의 광 스펙트럼을 갖도록 제 1 펄스 광 및 제 2 펄스 광 각각의 세기, 폭, 반복률 및 편광 중 적어도 하나를 제어할 수 있다.
간섭계(420)는 광 출력장치(100)로부터 출력된 광을 측정광 및 참조광으로 분리하고, 측정광을 대상체(10)에 조사하고, 측정광이 대상체(10)에서 반사되어 돌아온 응답광을 수신한다.
간섭계(420)는 빔 스플리터(beam splitter)(422) 및 기준 미러(424)를 포함할 수 있다. 광 출력장치(100)로부터 전달된 광은 빔 스플리터(422)에서 측정광 및 참조광으로 분리된다. 빔 스플리터(422)에서 분리된 광 중에서 측정광은 광 프로브(430)에 전달되고, 참조광은 기준 미러(424)로 전달되어 반사된 후 다시 빔 스플리터(422)로 돌아온다. 한편, 광 프로브(430)로 전달된 측정광은 광 프로브(430)를 통해 내부의 단층 영상을 촬영하고자 하는 대상체(10)에 조사되고, 조사된 측정광이 대상체(10)에서 반사된 응답광은 광 프로브(430)를 통해 빔 스플리터(422)로 전달된다. 전달된 응답광과 기준 미러(424)에서 반사된 참조광은 빔 스플리터(422)에서 간섭을 일으킨다.
광 프로브(430)는 콜리메이터(collimator) 렌즈(432), 갈바노 스캐너(galvano scanner)(434) 및 렌즈(436)를 포함할 수 있다. 여기서 갈바노 스캐너(434)는 일정한 축을 중심으로 일정 반경 회전이 가능한 미러(mirror)로서 MEMS(Micro Electro Mechanical System)로부터 회전에 필요한 구동력을 얻는 MEMS 스캐너로 구현될 수 있다. 광 결합기(420)로부터 전달된 측정광은 광 프로브(430)의 콜리메이터 렌즈(432)를 통과하며 시준(collimate)되고, 갈바노 스캐너(434)에서 반사됨으로써 진행 방향이 조절되어 렌즈(436)를 통과한 후 대상체(10)에 조사될 수 있다.
검출기(440)는 응답광과 참조광에 의해 발생되는 간섭 신호를 검출한다. 검출기(440)는 검출한 간섭 신호를 영상 신호 처리기(450)에 전달한다.
영상 신호 처리기(450)는 간섭 신호를 이용하여 대상체(10)의 단층 촬영 영상을 생성한다. 영상 신호 처리기(450)는 간섭 신호를 대상체(10)의 단층 영상을 나타내는 영상 신호로 변환한다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따라 광을 출력하는 방법을 나타낸 흐름도이다. 도 8을 참조하면, 도 8에 기재된 방법은 도 1 내지 도5 및 도 7에 도시된 광 출력장치들에서 시계열적으로 처리되는 단계들로 구성된다. 따라서, 하기에 생략된 내용이라 하더라도 도 1 내지 도 5 및 도 7에 도시된 광 출력장치들에 관하여 이상에서 기술된 내용은 도 8에 기재된 방법에도 적용됨을 알 수 있다.
510단계에서 레이저 다이오드 제어부(130)는 적어도 두 개 이상의 레이저 다이오드들에 인가되는 전류를 제어한다. 레이저 다이오드 제어부(130)는 광 출력장치(100)에서 출력되는 광의 스펙트럼을 변형(shaping)하기 위하여 레이저 다이오드들에 의해 생성되는 펄스 광들 각각의 세기, 폭 및 반복률 중 적어도 하나를 제어할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 레이저 다이오드 제어부(130)는 광 출력장치(100)에서 출력되는 광이 제 3 파장 영역(wavelength range)에서 가우시안 형태(Gaussian shape)의 광 스펙트럼을 갖도록 레이저 다이오드들에 의해 생성되는 펄스 광들 각각의 세기, 폭 및 반복률 중 적어도 하나를 제어할 수 있다.
다른 실시예에 따르면, 레이저 다이오드 제어부(130)는 광 출력장치(100)에서 출력되는 광이 제 3 파장 영역(wavelength range)에서 평평한(flat) 형태의 광 스펙트럼을 갖도록 레이저 다이오드들에 의해 생성되는 펄스 광들 각각의 세기, 폭 및 반복률 중 적어도 하나를 제어할 수 있다.
520단계에서 적어도 두 개 이상의 레이저 다이오드들은 적어도 두 개 이상의 레이저 다이오드들에 인가된 전류에 따라 세기, 폭, 반복률이 제어된 각각 다른 파장을 갖는 펄스 광들을 생성한다.
530단계에서 증폭부(140)는 적어도 두 개 이상의 레이저 다이오드들로부터 생성된 펄스 광들이 결합된 다중파장 광을 증폭한다. 일 실시예에 따르면, 광 출력장치(100)는 레이저 다이오드들 각각에 대응되는 편광 조절기를 더 포함할 수 있으며, 증폭부(140)는 각각의 편광 조절기에 의해 편광이 조절된 펄스 광들을 수신하여, 편광이 조절된 펄스 광들이 결합된 다중파장 광을 증폭할 수도 있다. 또는, 증폭부(140)는 내부에 하나 이상의 편광 조절기를 포함하여, 펄스 광들이 결합된 다중파장 광의 편광을 제어하거나 다중파장 광을 증폭한 후, 증폭된 다중파장 광의 편광을 제어할 수도 있다. 본 실시예에 따른 광 출력장치(100)는 펄스 광들 각각의 세기, 폭 및 반복률 중 적어도 하나를 제어하거나, 펄스 광들 각각의 편광을 조절하는 것에 의해서 출력되는 광의 스펙트럼을 변형(shaping)할 수 있다.
540단계에서 광섬유(150)는 증폭부(140)에서 증폭된 다중파장 광에 따라 파장 변환 특성이 변하는 비선형 이득매질을 포함하고, 광섬유(150)는 비선형 이득매질의 파장변환 특성에 기초하여 증폭부(140)에서 증폭된 다중파장 광에 의한 비선형 이득매질의 펌핑의 결과로 획득되는 광을 출력한다. 이때, 광섬유(150)의 비선형 이득매질의 파장 변환 특성은 비선형 이득매질에 포함된 물질들의 종류와 성분비 및 광섬유(150)의 기하학적 구조와 길이 중 적어도 어느 하나에 의해 달라질 수 있다.
한편, 상술한 방법은 컴퓨터에서 실행될 수 있는 프로그램으로 작성 가능하고, 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 이용하여 상기 프로그램을 동작시키는 범용 디지털 컴퓨터에서 구현될 수 있다. 또한, 상술한 방법에서 사용된 데이터의 구조는 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 여러 수단을 통하여 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체는 마그네틱 저장매체(예를 들면, 롬, 플로피 디스크, 하드 디스크 등), 광학적 판독 매체(예를 들면, 시디롬, 디브이디 등)와 같은 저장매체를 포함한다.
본 실시예와 관련된 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상기된 기재의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 방법들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.
100 ... 광 출력장치
110 ... 제 1 레이저 다이오드
120 ... 제 2 레이저 다이오드
130 ... 레이저 다이오드 제어부
140 ... 증폭부
150 ... 광섬유

Claims (25)

  1. 광 출력장치에 있어서,
    인가된 전류에 따라 세기, 폭, 반복률이 제어된 제 1 파장의 제 1 펄스 광(pulsed light)을 생성하는 제 1 레이저 다이오드;
    인가된 전류에 따라 세기, 폭, 반복률이 제어된 제 2 파장의 제 2 펄스 광(pulsed light)을 생성하는 제 2 레이저 다이오드;
    상기 제 1 레이저 다이오드 및 상기 제 2 레이저 다이오드에 인가되는 전류를 제어하는 레이저 다이오드 제어부;
    상기 제 1 펄스 광과 상기 제 2 펄스 광이 결합된 다중파장 광을 증폭하는 증폭부; 및
    입사된 광에 따라서 파장 변환 특성(wavelength conversion characteristic)이 변하는 특성을 갖는 이득 매질인 비선형 이득매질을 포함하고, 상기 증폭된 다중파장 광에 의해 변경된 상기 파장 변환 특성에 기초하여 상기 증폭된 다중파장 광의 스펙트럼과 다른 광의 스펙트럼을 갖는 광을 출력하는 광섬유를 포함하며,
    상기 파장 변환 특성은
    상기 광섬유로 입사되는 상기 증폭된 다중파장 광의 파장, 세기 및 편광에 따라서, 상기 출력 광의 스펙트럼이 변하는 특성이며,
    상기 비선형 이득 매질의 상기 파장 변환 특성은
    상기 비선형 이득 매질을 형성하는 물질의 종류와 성분비 및 상기 광섬유의 기하학적 구조와 길이 중 적어도 하나에 의해서 변하는 특성이며,
    상기 증폭부는
    제 4 파장의 광인 제1 펌프 광을 방출하는 제4 레이저 다이오드;
    상기 제1 펌프 광 및 상기 다중파장 광이, 결합을 위하여 입력되는 방향의 역방향으로 전파되는 것을 차단하는 아이솔레이터;
    상기 다중파장 광과 상기 펌프 광을 입력 받아 결합하는 광섬유 번들(Tapered Fiber Bundle, TFB); 및
    제1 이득 매질을 포함하며, 상기 광섬유 번들에서 결합된 상기 다중파장 광과 상기 제1 펌프 광을 입력받고, 상기 다중파장 광을 상기 제1 펌프 광으로 펌핑하는 펌핑 작용을 통해, 상기 제1 이득 매질의 특성에 따라 소정의 파장 영역에서의 상기 다중파장 광의 출력 이득을 증가시켜 상기 증폭된 다중파장 광을 출력하는 제1 광섬유를 포함하는 것을 특징으로 하는, 광 출력장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 펄스 광, 상기 제 2 펄스 광, 상기 다중파장 광 및 상기 증폭된 다중파장 광 중 적어도 하나의 편광을 조절하는 적어도 하나 이상의 편광 조절기;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광 출력장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 적어도 하나 이상의 편광 조절기의 위치는 상기 광 출력장치에서 출력하고자 하는 광의 스펙트럼의 형태에 따라 변경될 수 있는 것을 특징으로 하는 광 출력장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 레이저 다이오드 제어부가 상기 제 1 펄스 광 및 상기 제 2 펄스 광 각각의 세기, 폭 및 반복률 중 적어도 하나를 제어하거나, 상기 적어도 하나 이상의 편광 조절기가 상기 제 1 펄스 광, 상기 제 2 펄스 광, 상기 다중파장 광 및 상기 증폭된 다중파장 광 중 어느 하나의 편광을 제어함으로써 상기 광 출력장치는 상기 광섬유에서 출력되는 광의 스펙트럼을 변형(shaping)하는 것을 특징으로 하는 광 출력장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 광섬유에서 출력되는 광이 상기 제1 파장 및 상기 제2 파장과 다른 제3 파장에 대응되는 제3 파장 영역을 가질 때, 상기 광섬유에서 출력되는 광이 상기 제 3 파장 영역(wavelength range)에서 가우시안 형태(Gaussian shape)의 광 스펙트럼을 갖도록 상기 레이저 다이오드 제어부가 상기 제 1 펄스 광 및 상기 제 2 펄스 광 각각의 세기, 폭 및 반복률 중 적어도 하나를 제어하거나, 상기 적어도 하나 이상의 편광 조절기가 상기 제 1 펄스 광, 상기 제 2 펄스 광, 상기 다중파장 광 및 상기 증폭된 다중파장 광 중 어느 하나의 편광을 제어하는 것을 특징으로 하는 광 출력장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 광섬유에서 출력되는 광이 상기 제1 파장 및 상기 제2 파장과 다른 제3 파장에 대응되는 제3 파장 영역을 가질 때, 상기 광섬유에서 출력되는 광이 상기 제 3 파장 영역(wavelength range)에서 평평한(flat) 형태의 광 스펙트럼을 갖도록 상기 레이저 다이오드 제어부가 상기 제 1 펄스 광 및 상기 제 2 펄스 광 각각의 세기, 폭 및 반복률 중 적어도 하나를 제어하거나, 상기 적어도 하나 이상의 편광 조절기가 상기 제 1 펄스 광, 상기 제 2 펄스 광, 상기 다중파장 광 및 상기 증폭된 다중파장 광 중 어느 하나의 편광을 제어하는 것을 특징으로 하는 광 출력장치.
  7. 삭제
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 광섬유는 고비선형광섬유(Highly Non-Linear Fiber, HNLF)인 것을 특징으로 하는 광 출력장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 광섬유는 고복굴절광섬유(Highly-Birefringent fiber, Hi-Bi fiber)인 것을 특징으로 하는 광 출력장치.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 비선형 이득매질은 고비선형광섬유(Highly Non-Linear Fiber, HNLF)와 고복굴절광섬유(Highly-Birefringent fiber, Hi-Bi fiber) 각각의 비선형 이득매질에 포함된 물질들을 소정의 성분비에 따라 포함하는 것을 특징으로 하는 광 출력장치.
  11. 삭제
  12. 제 1 항에 있어서, 상기 증폭부는
    제 5 파장의 광인 제2 펌프 광을 방출하는 제 5 레이저 다이오드;
    상기 제 1 광섬유에 의해 증폭된 다중파장 광과 상기 제2 펌프 광을 결합하는 제 2 광섬유 번들(Tapered Fiber Bundle, TFB); 및
    상기 제2 광섬유 번들에서 결합된 상기 제1 광섬유에 의해 증폭된 다중파장 광과 상기 제2 펌프 광을 입력받고, 상기 제1 광섬유에 의해 증폭된 다중파장 광을 상기 제2 펌프 광으로 펌핑하는 펌핑 작용을 통해, 포함된 이득매질의 특성에 따라 소정의 파장 영역에서의 상기 제1 광섬유에 의해 증폭된 다중파장 광의 출력 이득을 증가시키는 제 2 광섬유를 포함하는 것을 특징으로 하는 광 출력장치.
  13. 삭제
  14. 제 12 항에 있어서,
    상기 제 1 펄스 광, 상기 제 2 펄스 광, 상기 제4 레이저 다이오드 및 상기 제5 레이저 다이오드에서 생성된 펄스 광들, 상기 다중파장 광, 상기 증폭된 다중파장 광 중 적어도 하나의 편광을 조절하는 적어도 하나 이상의 편광 조절기;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광 출력장치.
  15. 적어도 두 개 이상의 레이저 다이오드들을 포함하는 광 출력장치에서 광을 출력하는 방법에 있어서,
    상기 적어도 두 개 이상의 레이저 다이오드들에 인가되는 전류를 제어하는 단계;
    상기 적어도 두 개 이상의 레이저 다이오드들에 인가된 전류에 따라 세기, 폭, 반복률이 제어된 각각 다른 파장을 갖는 펄스 광들을 생성하는 단계;
    상기 적어도 두 개 이상의 레이저 다이오드들로부터 생성된 펄스 광들이 결합된 다중파장 광을 증폭하는 단계;
    입사된 광에 따라서 파장 변환 특성(wavelength conversion characteristic)이 변하는 특성을 갖는 이득 매질인 비선형 이득매질을 포함하는 광섬유에서, 상기 증폭된 다중파장 광에 의해 변경된 상기 비선형 이득매질의 파장 변환 특성에 기초하여, 상기 증폭된 다중파장 광의 스펙트럼과 다른 광의 스펙트럼을 갖는 광을 출력 광을 출력하는 단계;를 포함하며,
    상기 파장 변환 특성은
    상기 광섬유로 입사되는 상기 증폭된 다중파장 광의 파장, 세기 및 편광에 따라서, 상기 출력 광의 스펙트럼이 변하는 특성이며,
    상기 비선형 이득 매질의 상기 파장 변환 특성은
    상기 비선형 이득 매질을 형성하는 물질의 종류와 성분비 및 상기 광섬유의 기하학적 구조와 길이 중 적어도 하나에 의해서 변하는 특성이며,
    상기 증폭하는 단계는
    제 4 파장의 광인 제1 펌프 광을 방출하는 단계;
    상기 제1 펌프 광 및 상기 다중파장 광이, 결합을 위하여 입력되는 방향의 역방향으로 전파되는 것을 차단하는 단계;
    상기 다중파장 광과 상기 펌프 광을 입력 받아 결합하는 단계; 및
    결합된 상기 다중파장 광과 상기 제1 펌프 광을 입력받고, 입력된 광에 따라서 파장 변환 특성(wavelength conversion characteristic)이 변하는 특성을 갖는 이득 매질인 제1 비선형 이득매질을 포함하는 제1 광섬유를 이용하여, 상기 다중파장 광을 상기 제1 펌프 광으로 펌핑하는 펌핑 작용을 통해, 상기 제1 비선형 이득 매질의 특성에 따라 소정의 파장 영역에서의 상기 다중파장 광의 출력 이득을 증가시켜 상기 증폭된 다중파장 광을 출력하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는, 방법.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 증폭하는 단계는
    상기 적어도 두 개 이상의 레이저 다이오드들로부터 생성된 펄스 광들을 수신하는 단계;
    상기 적어도 두 개 이상의 레이저 다이오드들로부터 생성된 펄스 광들 각각의 편광을 조절하는 단계;
    상기 편광이 조절된 펄스 광들을 결합하여 하나의 상기 다중파장 광을 생성하는 단계; 및
    상기 다중파장 광을 증폭하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  17. 제 15 항에 있어서,
    상기 증폭하는 단계는
    상기 적어도 두 개 이상의 레이저 다이오드들로부터 생성된 펄스 광들을 수신하는 단계;
    상기 적어도 두 개 이상의 레이저 다이오드들로부터 생성된 펄스 광들을 결합하여 하나의 상기 다중파장 광을 생성하는 단계;
    상기 다중파장 광의 편광을 조절하는 단계; 및
    상기 편광이 조절된 다중파장 광을 증폭하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  18. 삭제
  19. 제 15 항에 있어서,
    상기 증폭하는 단계는
    제 5 파장의 광인 제2 펌프 광을 방출하는 단계;
    상기 증폭된 다중파장 광과 상기 제 2 펌프 광을 결합하는 단계; 및
    결합된 상기 증폭된 다중파장 광과 상기 제2 펌프 광을 입력받고, 상기 증폭된 다중파장 광을 상기 제2 펌프 광으로 펌핑하는 펌핑 작용을 통해, 제2 광섬유에 포함된 이득매질의 특성에 따라 소정의 파장 영역에서의 상기 증폭된 다중파장 광의 출력 이득을 증가시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  20. 제 15 항에 있어서,
    상기 제어하는 단계는 상기 광 출력장치에서 출력되는 광의 스펙트럼을 변형(shaping)하기 위하여 상기 펄스 광들 각각의 세기, 폭 및 반복률 중 적어도 하나를 제어하는 것을 특징으로 하는 방법.
  21. 제 15 항에 있어서,
    상기 광 출력장치는 상기 제1 광섬유에서 출력되는 광의 스펙트럼을 변형(shaping)하기 위하여 상기 펄스 광들 각각의 세기, 폭 및 반복률 중 적어도 하나를 제어하거나 상기 펄스 광들 각각의 편광을 조절하는 것을 특징으로 하는 방법.
  22. 제 15 항에 있어서,
    상기 비선형 이득매질의 파장 변환 특성은 상기 비선형이득매질에 포함된 물질들의 종류와 성분비 및 상기 광섬유의 기하학적 구조와 길이 중 적어도 어느 하나의 변경에 의해 변경되는 것을 특징으로 하는 방법.
  23. 제15항 내지 제17항, 제19항 내지 제22항 중 어느 한 항의 방법을 컴퓨터에서 실행시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체.
  24. 삭제
  25. 삭제
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