KR20000034461A - Pulse generator - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 계측기에 관한 것으로서, 특히 펄스 홀로그래피(pulse holography)용 March-zender 간섭계를 이용한 펄스발생장치에 관한 것이다.The present invention relates to a measuring instrument, and more particularly, to a pulse generator using a March-zender interferometer for pulse holography.
종래의 비파괴 측정용 펄스 홀로그래피 간섭계를 사용하기 위해서는 펄스 레이져가 필요하였다. 종래에서 사용된 편광기는 신호발생기의 신호를 받아 주기적으로 빛의 편광을 90° 변환하였다. 따라서 편광이 180° 차이가 나게되면 상쇄되어 빛이 나오지 않았다. 신호발생기의 신호를 끄면 액티브 미디움(active medium)에 포화되어 있던 빛이 한꺼번에 나와 펄스를 생성한다.In order to use a conventional pulse holography interferometer for nondestructive measurement, a pulsed laser was required. Conventionally used polarizers receive a signal from the signal generator and periodically converts the polarized light by 90 °. Therefore, when the polarization is different by 180 °, the light is canceled out. When the signal is turned off, the light saturated in the active medium comes out at once to generate a pulse.
이러한 레이져는 정밀광학계이고 Q-switching을 하려면 내부를 뜯어내어 개조하여야 한다. 이는 고난이도의 기술이 필요하며 따라서 종래의 Q-switched 레이져는 고가의 장비이며 편광기도 고가의 부품이라 경제적이 못한 문제점이 있다.These lasers are precision optics and require Q-switching to be ripped off and modified. This requires a high level of technology, and therefore, conventional Q-switched lasers are expensive equipment and polarizers are expensive components.
본 발명은 상술한 바와 같은 종래 기술을 개선하기 위하여 안출된 것으로서, March-zender 간섭계를 이용하여 매우 짧은 시간간격의 광경로차를 갖는 펄스파를 발생하는 장치를 제공함에 있다.The present invention has been made to improve the prior art as described above, and provides an apparatus for generating a pulse wave having a light path difference of a very short time interval using a March-zender interferometer.
상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 장치는 연속적인 파형을 갖는 레이져 빔을 발생하는 레이져 발생장치; 상기 레이져 발생장치로부터 인가된 연속적인 레이져 빔을 소정의 시간간격을 두고 계속해서 셔터링(shuttering)시켜 펄스 스트림(pulse stream)을 생성하는 음향광변조장치(Acousto Optic Modulator : AOM); 상기 음향광변조장치로부터 인가되는 펄스 스트림에 있어서 각각의 펄스파에 대해 일부는 투과시키고 일부는 소정의 각도로 반사시켜 2 개의 경로를 갖도록 각각의 펄스파를 분쇄하는 제1빔 스플리터(beam splitter); 상기 제1빔 스플리터로부터 일부의 반사된 펄스파를 소정의 각도로 전반사시키는 제1미러; 상기 제1미러로부터 인가된 펄스파를 소정의 광경로차를 갖도록 하는 페브리 페롯(pebri-perot) 간섭계; 상기 페브리 페롯(pebri-perot) 간섭계로부터 인가된 펄스파를 소정의 각도로 전반사시키는 제2미러; 및 상기 제1빔 스플리터(beam splitter)로부터 인가된 펄스파(Ps)를 통과시키며 그리고 상기 제2미러로부터 인가된 펄스파를 상기 펄스파(Ps)와 동일한 경로로 전반사시키는 제2빔 스플리터를 포함한다.An apparatus for achieving the above object comprises a laser generator for generating a laser beam having a continuous waveform; An acoustic optical modulator (AOM) for generating a pulse stream by continuously shuttering the continuous laser beam applied from the laser generator at a predetermined time interval; A first beam splitter for pulverizing each pulse wave to have two paths by transmitting part of each pulse wave and reflecting part at a predetermined angle in the pulse stream applied from the acoustic light modulator. ; A first mirror which totally reflects a part of the reflected pulse wave from the first beam splitter at a predetermined angle; A pebri-perot interferometer for causing the pulse wave applied from the first mirror to have a predetermined optical path difference; A second mirror which totally reflects pulse waves applied from the pebri-perot interferometer at a predetermined angle; And a second beam splitter for passing the pulse wave Ps applied from the first beam splitter and totally reflecting the pulse wave applied from the second mirror in the same path as the pulse wave Ps. do.
상기 제1빔 스플리터, 제1미러, 제2미러 및 제2빔 스플리터에서의 각각의 반사각도는 90°임을 특징으로 한다.Each of the reflection angles of the first beam splitter, the first mirror, the second mirror, and the second beam splitter is 90 °.
도 1은 본 발명에 따른 펄스발생장치의 구성도이다.1 is a block diagram of a pulse generator according to the present invention.
도 2는 레이져 발생장치에서 발생되는 연속적인 파형을 갖는 레이져 빔을 보이는 도면이다.2 is a view showing a laser beam having a continuous waveform generated in the laser generator.
도 3은 음향광변조장치를 통과하여 셔터링되는 펄스 스트림 중에서 하나의 펄스파만을 보이는 도면이다.3 is a view showing only one pulse wave among the pulse streams shuttered through the acoustic light modulator.
도 4는 제2빔 스플리터에서 투과 및 반사된 두 개의 펄스파를 보이는 도면이다.4 is a view showing two pulse waves transmitted and reflected by the second beam splitter.
도 5는 페브리-페롯 간섭계의 구성도이다.5 is a block diagram of a Fabry-Perot interferometer.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명** Description of the symbols for the main parts of the drawings *
100 : 레이져 발생장치 102 : 음향광변조장치(AOM)100: laser generating device 102: acoustic light modulator (AOM)
104 : 제1빔 스플리터 106 : 제1미러104: first beam splitter 106: first mirror
108 : 제2빔 스플리터 110 : 페브리-페롯 간섭계108: second beam splitter 110: Fabry-Perot interferometer
112 : 제2미러 500 : 핀홀112: second mirror 500: pinhole
502, 508 : 오목렌즈 504, 506 : 평면502, 508: concave lenses 504, 506: plane
510 : 볼록렌즈510: convex lens
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명에 따른 펄스발생장치의 구성도이다.1 is a block diagram of a pulse generator according to the present invention.
도 1에 도시된 바와 같은 펄스발생장치는 레이져 발생장치(100), AOM(102), 제1빔 스플리터(104), 제1미러(106), 제2빔 스플리터(108), 페브리-페롯 간섭계(110) 및 제2미러(112)를 포함하여 구성된다.The pulse generator as shown in FIG. 1 includes a laser generator 100, an AOM 102, a first beam splitter 104, a first mirror 106, a second beam splitter 108, and a Fabry-Perot. And an interferometer 110 and a second mirror 112.
본 발명에 따른 펄스발생장치의 구성을 설명한다.The configuration of the pulse generator according to the present invention will be described.
레이져 발생장치(100)는 연속적인 파형을 갖는 레이져 빔을 발생한다. 음향광변조장치(AOM)(102)는 상기 레이져 발생장치(100)로부터 인가된 연속적인 레이져 빔을 소정의 시간간격을 두고 계속해서 셔터링(shuttering)시켜 펄스 스트림(pulse stream)을 생성한다. 제1빔 스플리터(104)는 상기 음향광변조장치(102)로부터 인가되는 펄스 스트림에 있어서 각각의 펄스파에 대해 일부는 투과시키고 일부는 소정의 각도로 반사시켜 2 개의 경로를 갖도록 각각의 펄스파를 분쇄한다. 제1미러(106)는 상기 제1빔 스플리터(104)로부터 일부의 반사된 펄스파를 소정의 각도로 전반사시킨다. 페브리 페롯(pebri-perot) 간섭계(110)는 상기 제1미러(106)로부터 인가된 펄스파를 소정의 광경로차를 갖도록 한다. 제2미러(112)는 상기 페브리 페롯(pebri-perot) 간섭계(110)로부터 인가된 펄스파를 소정의 각도로 전반사시킨다. 제2빔 스플리터(108)는 상기 제1빔 스플리터(104)로부터 인가된 펄스파(Ps)를 통과시키며 그리고 상기 제2미러로(112)부터 인가된 펄스파를 상기 펄스파(Ps)와 동일한 경로로 전반사시킨다.The laser generator 100 generates a laser beam having a continuous waveform. The acoustic light modulator (AOM) 102 continuously shutters the continuous laser beam applied from the laser generator 100 at a predetermined time interval to generate a pulse stream. The first beam splitter 104 transmits a part of each pulse wave in the pulse stream applied from the acoustic light modulator 102 and reflects the pulse wave at a predetermined angle so that each pulse wave has two paths. Crush it. The first mirror 106 totally reflects a part of the reflected pulse wave from the first beam splitter 104 at a predetermined angle. The Febri-Perot interferometer 110 allows the pulse wave applied from the first mirror 106 to have a predetermined optical path difference. The second mirror 112 totally reflects the pulse wave applied from the pebri-perot interferometer 110 at a predetermined angle. The second beam splitter 108 passes the pulse wave Ps applied from the first beam splitter 104 and makes the pulse wave applied from the second mirror 112 equal to the pulse wave Ps. Totally reflect by path.
본 발명에 따른 펄스발생장치의 구성에 따른 작용을 설명한다.An operation according to the configuration of the pulse generator according to the present invention will be described.
도 2는 레이져 발생장치(100)에서 발생되는 연속적인 파형을 갖는 레이져 빔을 보이는 도면이고, 도 3은 음향광변조장치(102)를 통과하여 셔터링되는 펄스 스트림 중에서 하나의 펄스파만을 보이는 도면이며, 도 4는 제2빔 스플리터(108)에서 투과 및 반사된 두 개의 펄스파를 보이는 도면이다.2 is a view showing a laser beam having a continuous waveform generated in the laser generator 100, Figure 3 is a view showing only one pulse wave of the pulse stream shuttered through the acoustic light modulator 102 4 is a diagram showing two pulse waves transmitted and reflected by the second beam splitter 108.
레이져 발생장치(100)는 도 2와 같은 연속적인 파형을 갖는 레이져 빔을 발생한다. 음향광변조장치(102)는 레이져 발생장치(100)로부터 발생된 도 2와 같은 연속적인 파(wave)를 매우 짧은 시간간격으로 셔터링(shuttering)시키는 역할을 한다. 즉, 연속적으로 입사되는 파를 매우 짧은 시간간격으로 차단하고 통과시키고 또 차단하고 통과시키는 과정을 계속적으로 반복해서 펄스 스트림(pulse stream)을 생성한다. 도 3은 음향광변조장치(102)에서 생성된 펄스 스트림중에서 하나의 펄스만을 보이는 것이다. 음향광변조장치(102)는 상용 구입가능한 것으로 그리 비싸지 않는 것이다. 제1빔 스플리터(104)는 음향광변조장치(102)로부터 생성된 펄스 스트림을 인가하여 각각의 펄스파에 대해 일부는 투과시키고, 일부는 반사시킨다. 즉, 제1빔 스플리터(104)로 입사된 하나의 펄스파의 세기가 100이라 하였을 때, 대략 50 정도는 투과시키고 나머지 50 정도는 반사시킨다. 이 때, 반사되는 펄스파의 경로는 90°로 한다. 물론, 본 발명의 도면 도 1에서 보이는 바와 같이 미러를 2개 사용할 경우에는 제1빔 스플리터(104), 제1미러(106), 제2빔 스플리터(108) 및 제2미러(112)의 위치에 따라 그 각도는 조절 가능하다. 도면상에는 직사각형 구조로 그렸지만 각각의 구성요소의 위치에 따라 반사되는 각도는 이 분야에서 통상으 지식을 가진 자라면 용이하게 이해할 수 있는 정도의 것임은 자명하다. 물론, 뒤에서 설명할 제1미러(106), 제2미러(112) 및 제2빔 스플리터(108)의 반사각도도 동일한 원리에서 이해할 수 있다. 제1미러(106)는 상기 제1빔 스플리터(104)로부터 반사된 일부의 펄스파를 전반사시킨다. 페브리-페롯 간섭계(110)는 제1미러(106)로부터 인가된 펄스파를 입사하여 통과시키면서 소정의 광경로차를 갖도록 조정가능하다. 도 5는 페브리-페롯 간섭계(110)의 구성도이다. 도 5를 참조하면, 페브리-페롯 간섭계(110)는 핀홀(500), 2개의 오목렌즈(502, 508), 거리 d의 간격을 갖는 2개의 평면(504, 506), 볼록렌즈(510)으로 구성된다. 페브리-페롯 간섭계(110)는 핀홀 레이져와 외부의 노이즈를 제거하기 위한 위한 것으로서 첫 번째 오목렌즈(502)는 핀홀(500)을 통과한 빛을 확산된 평면파를 얻기 위한 것이고, 두 번째 오목렌즈(508)는 평면파를 집광시키기 위한 것이다. 두 개의 평면(504, 506) 사이의 간격 d를 조정하여 타임 딜레이(time delay)를 조정한다. 두 개의 평면(504, 506) 사이에서 빛 공진을 일으키다가 방출되는 것으로서 상용 구입가능한 것이다. 제2미러(112)는 페브리-페롯 간섭계(110)로부터 인가된 펄스파를 전반사시킨다. 제2빔 스플리터(108)는 제1빔 스플리터(104)로부터 투과된 펄스 스트림을 계속해서 투과시키고, 한편 제2미러(112)로부터 반사된 펄스 스트림을 계속해서 전반사시킨다. 따라서, 제2빔 스플리터(108)는 도 4에서 보이는 바와 같이, 이를 투과된 하나의 펄스파(Ps)와 이 펄스파(Ps)와 소정의 시간간격의 광경로차를 갖는 펄스파를 발생한다. 본 발명에서 구현한 펄스파(Ps)와 이에 대해 광경로차를 가지며 펄스파(Ps)에 후속하는 펄스파의 시간간격은 1μsec로 하는 것이 가능하다.The laser generator 100 generates a laser beam having a continuous waveform as shown in FIG. 2. The acoustic light modulator 102 serves to shutter the continuous wave generated from the laser generator 100 at a very short time interval. That is, the pulse stream is continuously generated by repeatedly interrupting, passing, blocking, and passing the continuously incident wave at a very short time interval. 3 shows only one pulse in the pulse stream generated by the acoustic light modulator 102. The acoustic light modulator 102 is commercially available and not very expensive. The first beam splitter 104 applies a pulse stream generated from the acoustic light modulator 102 to partially transmit and partially reflect each pulse wave. That is, when the intensity of one pulse wave incident to the first beam splitter 104 is 100, approximately 50 are transmitted and the other 50 is reflected. At this time, the path of the reflected pulse wave is set to 90 degrees. Of course, when using two mirrors as shown in Figure 1 of the present invention, the position of the first beam splitter 104, the first mirror 106, the second beam splitter 108 and the second mirror 112 According to the angle is adjustable. Although the drawings are drawn in a rectangular structure, it is obvious that the angle reflected by the position of each component is easily understood by those skilled in the art. Of course, the reflection angles of the first mirror 106, the second mirror 112, and the second beam splitter 108, which will be described later, can also be understood in the same principle. The first mirror 106 totally reflects a part of the pulse waves reflected from the first beam splitter 104. The Fabry-Perot interferometer 110 is adjustable to have a predetermined optical path difference while incident and passing pulse waves applied from the first mirror 106. 5 is a configuration diagram of the Fabry-Perot interferometer 110. Referring to FIG. 5, the Fabry-Perot interferometer 110 includes a pinhole 500, two concave lenses 502 and 508, two planes 504 and 506 having a distance d, and a convex lens 510. It consists of. The Fabry-Perot interferometer 110 is for removing the pinhole laser and external noise. The first concave lens 502 is for obtaining a plane wave diffused by the light passing through the pinhole 500, and the second concave lens. 508 is for condensing plane waves. The time delay is adjusted by adjusting the spacing d between the two planes 504, 506. It is commercially available to emit and cause light resonance between two planes 504 and 506. The second mirror 112 totally reflects the pulse wave applied from the Fabry-Perot interferometer 110. The second beam splitter 108 continues to transmit the pulse stream transmitted from the first beam splitter 104, while continuously reflecting the pulse stream reflected from the second mirror 112. Accordingly, as shown in FIG. 4, the second beam splitter 108 generates one pulse wave Ps transmitted therethrough and a pulse wave having an optical path difference of the pulse wave Ps with a predetermined time interval. . The pulse wave Ps embodied in the present invention and the optical wave difference therebetween, and the time interval of the pulse wave subsequent to the pulse wave Ps can be 1 μsec.
본 발명의 제1빔 스플리터(104), 제1미러(106), 제2미러(112) 및 제2빔 스플리터(108)의 구조는 상용 구입가능한 March-zender 간섭계의 기본적인 구조를 이용하는 것이다.The structure of the first beam splitter 104, the first mirror 106, the second mirror 112, and the second beam splitter 108 of the present invention uses the basic structure of a commercially available March-zender interferometer.
본 발명은 이상과 같이 기재된 구체예에 대하여만 상세히 설명되었지만 본 발명의 사상과 범위내에서 변경이나 변형할 수 있음은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백한 것이며 이러한 변경이나 변형은 첨부된 특허청구범위에 의하여 제한되어져야 한다.Although the present invention has been described in detail only with respect to the embodiments described above, it can be changed or modified within the spirit and scope of the present invention will be apparent to those skilled in the art to which the present invention pertains. Should only be limited by the appended claims.
상술한 바와 같은 펄스발생장치에 의하면, March-zender 간섭계를 이용하여 비용이 저렴하고 조립이 간단한 펄스 레이져를 만들 수 있다.According to the pulse generator as described above, it is possible to make a pulse laser of low cost and simple assembly using the March-zender interferometer.
Claims (2)
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Family Applications (1)
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Country Status (1)
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- 1998-11-30 KR KR1019980051797A patent/KR20000034461A/en not_active Application Discontinuation
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| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
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