KR20080110569A - 광대역 파장 변환 광원 - Google Patents

광대역 파장 변환 광원 Download PDF

Info

Publication number
KR20080110569A
KR20080110569A KR1020080117996A KR20080117996A KR20080110569A KR 20080110569 A KR20080110569 A KR 20080110569A KR 1020080117996 A KR1020080117996 A KR 1020080117996A KR 20080117996 A KR20080117996 A KR 20080117996A KR 20080110569 A KR20080110569 A KR 20080110569A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
light
optical fiber
diffraction grating
single mode
wavelength conversion
Prior art date
Application number
KR1020080117996A
Other languages
English (en)
Inventor
김법민
이상원
Original Assignee
연세대학교 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 연세대학교 산학협력단 filed Critical 연세대학교 산학협력단
Priority to KR1020080117996A priority Critical patent/KR20080110569A/ko
Publication of KR20080110569A publication Critical patent/KR20080110569A/ko

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES 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
    • H01S5/00Semiconductor lasers
    • H01S5/50Amplifier structures not provided for in groups H01S5/02 - H01S5/30
    • H01S5/509Wavelength converting amplifier, e.g. signal gating with a second beam using gain saturation
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/0059Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons using light, e.g. diagnosis by transillumination, diascopy, fluorescence
    • A61B5/0062Arrangements for scanning
    • A61B5/0066Optical coherence imaging
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/30Collimators
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00Optical elements other than lenses
    • G02B5/18Diffraction gratings
    • G02B5/1828Diffraction gratings having means for producing variable diffraction
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24Coupling light guides
    • G02B6/26Optical coupling means
    • G02B6/27Optical coupling means with polarisation selective and adjusting means
    • G02B6/2706Optical coupling means with polarisation selective and adjusting means as bulk elements, i.e. free space arrangements external to a light guide, e.g. polarising beam splitters
    • G02B6/2713Optical coupling means with polarisation selective and adjusting means as bulk elements, i.e. free space arrangements external to a light guide, e.g. polarising beam splitters cascade of polarisation selective or adjusting operations
    • G02B6/272Optical coupling means with polarisation selective and adjusting means as bulk elements, i.e. free space arrangements external to a light guide, e.g. polarising beam splitters cascade of polarisation selective or adjusting operations comprising polarisation means for beam splitting and combining
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/10Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type
    • G02B6/12Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind
    • G02B2006/12083Constructional arrangements
    • G02B2006/12088Monomode

Abstract

본 발명은 빠른 속도의 광대역 파장 변환이 가능한 광대역 파장 변환 광원에 관한 것으로, 보다 상세히는 반도체 광 증폭기(SOA; semiconductor optical amplifier), 단일모드 광섬유 분배기, 회절격자, 갈바노미터에 결합된 거울로 이루어진 광대역 파장 가변 광원에 관한 것이다.
본 발명의 광대역 파장 변환 광원은 광 대역의 빛을 출력하는 반도체 광 증폭기(300); 상기 반도체 광 증폭기(300)로부터 광섬유를 통해 입사된 빛을 분배하여 제1방향과 제2방향으로 진행시키는 단일모드 광섬유 분배기(30); 상기 단일모드 광섬유 분배기(30)로부터 제1방향으로 진행된 빛을 수렴하여 일정한 크기의 평행한 빛을 출사하는 제 1광섬유-콜리메이터(330); 상기 제1광섬유-콜리메이터(330)로부터 입사된 일정한 크기의 평행한 빛을 회절시키는 회절격자(340); 갈바노미터에 거울을 부착한 것으로, 상기 회절격자(340)에서 입사된 빛을 상기 회절격자(340)로 반사하는 갈바노미터 결합 거울(350);을 적어도 구비하는 것을 특징으로 한다.
상기 회절격자(340)로부터의 회절된 빛(1차 회절 빛)은 상기 갈바노미터 결합 거울(350)에 의해 반사되어 상기 회절격자(340)에 다시 입사되고, 상기 회절격자(340)에 다시 입사된 빛은 상기 회절격자(340)에 의해 다시 반사되어 특정파장의 빛만이 상기 제1광섬유-콜리메이터(330)로 입사하게 되고, 상기 제1광섬유-콜리메이터(330)로 입사된 빛은 상기 단일모드 광섬유 분배기(320)를 통해 반도체 광증폭기(300)로 전달되어 증폭된다.
상기 제1광섬유-콜리메이터(330)로부터 상기 단일모드 광섬유 분배기(320)를 통해 반도체 광증폭기(300)로 입사되어 증폭된 빛이 상기 단일모드 광섬유 분배기(320)를 통해 제2방향으로 진행되며, 상기 단일모드 광섬유 분배기(320)를 통해 제2방향으로 진행된 빛을 출력단인 제2 광섬유-콜리메이터(360)에서 수렴하여 출력된다.
갈바노미터, 거울, 광원, 회절

Description

광대역 파장 변환 광원{Optical widely tunable wavelength source}
본 발명은 빠른 속도의 광대역 파장 변환이 가능한 광대역 파장 변환 광원에 관한 것으로, 보다 상세히는 반도체 광 증폭기(SOA; semiconductor optical amplifier), 단일모드 광섬유 분배기, 회절격자, 갈바노미터에 결합된 거울로 이루어진 광대역 파장 가변 광원에 관한 것이다.
광대역 파장 가변 광원은 광간섭 결맞음 단층촬영기에 필요하다.
광간섭 결맞음 단층촬영기(Optical Coherence Tomography)는 광대역 광원을 이용해 실시간으로 살아 있는 조직 또는 세포를 고해상도로 촬영하는 장치로서, 생체의 내부를 비접촉, 비침습적으로 관찰할 수 있을 뿐만 아니라 부드러운 조직간의 차이를 구분 해낼 수 있어 보다 정밀한 영상을 얻을 수 있다.
다시말해, 진단용 레이저는 간섭성이 매우 높기 때문에 레이저 광선을 생체에 조사할 때 생체내부의 서로 다른 조직 사이의 경계면에서 반사되어 나오는 빔과 기준광 사이에 형성된 간섭무늬를 분석하여 생체 조직 내부의 영상을 만들 수 있는데, 이러한 기술을 이용한 것이 광간섭 결맞음 단층촬영기이다.
종래의 광간섭 결맞음 단층촬영기에서 사용하는 파장가변 광원은 레이저 다 이오드, 회절격자(230), PZT(piezo electric)를 사용하였으며 회절격자에서 나온 0차 회절 빛을 출력으로 사용하였다. 그러나 이렇게 구성된 파장가변 광원은 파장의 대역폭(FWHM)이 20nm이하로 좁을 뿐 아니라 가변속도도 매우 느리고 회절격자에서 나오는 0차 회절 빛의 각도가 조금만 바뀌어도 광간섭 결맞음 단층촬영기의 시스템을 재구성해야 한다고 하는 단점을 가지고 있다.
도 1은 종래의 파장변환 레이저를 설명하기 위한 설명도로, 다이오드 레이저(200), 콜리메이터(210), 회절격자(230), PZT와 결합된 거울(이하 PZT 결합 거울 이라함)(240)을 구비한다.
다이오드 레이저(200)에서 나온 퍼지는 빛이 콜리메이터(210)로 입사된다.
콜리메이터(210)는 다이오드 레이저(200)에서 나온 퍼지는 빛들을 수렴하여 평행하게 회절격자(230)에 입사시킨다.
회절격자(230)에 입사된 빛은 회절격자(230)에 의해 회절 되며, 1차 회절 빛은 PZT 결합 거울(240)에 의해 다시 반사되고 회절격자(230)에 반사되어 특정 파장만이 다이오드 레이저(12)로 다시 입사하게 된다.
이런 과정이 여러 번 반복하게 되면 특정파장의 빛은 다이오드 레이저(12)에 의해 증폭하게 되고, 0차 회절 빛 즉 회절격자(230)에 의해 반사된 빛이 파장 변환레이저의 최종출력이 된다,
이때 출력되는 파장은 PZT 결합 거울(240)의 PZT의 각도에 의해서 가변되는데, 파장의 선택은 수학식1에 의해서 결정된다.
Figure 112008081509443-PAT00001
단, 여기서 λL은 선택된 빛의 파장이며, d는 회절격자(230)에서의 격자들 사이의 공간 거리이며, m은 회절 차수이며, α는 빛의 입사 각도이며, β는 회절 각도이다.
이와 같은 종래의 파장변환 레이저을 사용하는 광간섭 단층촬영기는 광섬유를 사용하지 않기 때문에 다이오드 레이저(200)와 회절격자(230) 사이의 각도가 조금이라도 변하게 되면 광간섭 단층촬영기의 모든 광학부품들을 다시 정렬시켜야 하는 단점이 있다. 또한 다이오드 레이저(200)와 PZT 결합 거울(240)을 사용하기 때문에 파장 변환 광원의 파장가변 영역이 40nm 이하이고, 반칙폭(FWHM: Full Width Half Maximum) 또한 20nm 이하로 좁으며 변환 속도가 느리다.
이에 회절격자로 입사되는 빛의 입사각도와 상관없이 일정한 빛의 출력을 얻을 수 있으며, 파장가변 영역이 넓고 변환속도가 빠른 광대역 파장 변환 광원이 요망된다.
따라서, 본 발명은 다이오드 레이저 대신 반도체 광 증폭기를 사용하며 단일모드 광섬유 분배기를 사용하여 회절격자로 입사되는 빛의 입사각도와 상관없이 일정한 빛의 출력을 얻을 수 있고, 또한 PZT 대신 갈바노미터를 사용하여 가변 범위를 넓힐 수 있을 뿐만 아니라 속도도 빠른 광대역 파장 변환 광원을 제공한다.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 회절격자로 입사되는 빛의 입사각도와 상관없이 일정한 빛의 출력을 얻을 수 있는 광대역 파장 변환 광원을 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 기술적 과제는, 가변 범위가 넓고 속도가 빠른 광대역 파장 변환 광원을 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 기술적 과제는 반도체 광 증폭기, 단일모드 광섬유 분배기, 갈바노미터를 사용하는 광대역 파장 변환을 갖는 파장 가변 광원을 제공하는 것이다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시형태에 따르면, 광대역 파장 변환 광원의 구동방법은, 반도체 광 증폭기(300)에서 나온 빛이 단일모드 광섬유 분배기(320)를 통하여 95%의 빛이 회절격자(340)로 진행하는 제1단계; 상기 제1단계에서 상기 회절격자(340)에 의해 1차 회절된 빛은 갈바노미터 결합 거울(350)에 의해서 반사되어 상기 회절격자(340)에 다시 입사되는 제2단계; 상기 제2단계에서 상기 회절격자(340)에 다시 입사된 빛은 상기 회절격자(340)에 의해 다시 반사되어 특정파장의 빛만이 상기 제1광섬유-콜리메이터(330)로 입사하게 되는 제3단계; 상기 제3단계에서 상기 제1광섬유-콜리메이터(330)로 입사된 빛은 상기 단일모드 광섬유 분배기(320)를 통해 반도체 광증폭기(300)로 전달되는 제4단계; 상기 제4단계 에서 반도체 광 증폭기로 들어간 빛이 증폭되는 제5단계; 상기 제1단계 내지 제5단계의 과정이 반복되어 빛이 증폭하게 되어 단일모드 광섬유 분배기(320)에 의해서 5%가 출력으로 나오게 되는 제6단계;를 구비하는 것을 특징으로 한다.
제6단계에서 출력으로 나오는 빛은, 상기 제1광섬유-콜리메이터(330)로부터 상기 단일모드 광섬유 분배기(320)를 통해 반도체 광증폭기(300)로 입사되어 증폭된 빛이 상기 단일모드 광섬유 분배기(320)를 통해 출력단인 제2 광섬유-콜리메이터(360)에서 수렴하여 출력되는 것을 특징으로 한다.
상기 반도체 광 증폭기(300)와 상기 단일모드 광섬유 분배기(320)의 사이에는 편광조절기(310)를 구비하여, 상기 편광조절기(310)는 반도체 광증폭기(300)로부터 입사된 광대역의 빛이 단일편광 상태가 되도록 편광을 조절하여 광섬유(370)를 통해 단일모드 광섬유분배기(320)로 전달하도록 이루어진 것을 특징으로 한다.
상기 특정파장은
Figure 112008081509443-PAT00002
(단, 여기서 λL은 선택된 빛의 파장이며, d는 회절격자(340)에서의 격자들 사이의 공간 거리이며, m은 회절 차수이며, α는 빛의 입사 각도이며, β는 회절 각도임)
에 의해서 파장이 정해지는 것을 특징으로 한다.
상기 광섬유(370)는 단일모드 광섬유인 것을 특징으로 한다.
상기 반도체 광 증폭기(300)와 상기 단일모드 광섬유 분배기(320)의 사이에 편광조절기(310)를 더 구비하는 것을 특징으로 한다.
상기 반도체 광증폭기(300)는 한 쪽이 AR/HR 코팅이 되어있어, 다른 한 쪽 방향으로만 빛이 진행하도록 이루어져 있는 것을 특징으로 한다.
상기 반도체 광증폭기(300)는 800nm 대역에서 넓은 대여폭을 갖는 것을 특징으로 한다.
상기 회절격자(340)는 금이 도금된 것을 특징으로 한다.
상기 갈바노미터는 정해진 각도로 그리고 일정한 속도로 변화되도록 이루어져 있는 것을 특징으로 한다.
상기 단일모드 광섬유 분배기(320)는 빛의 증폭을 최대 효율로 빛이 증폭될 수 있도록 회절격자(340) 방향과 출력단 방향으로 분배되는 빛 양의 비율을 조절하는 것을 특징으로 한다.
상기 특정 파장은 갈바노미터의 각도에 의해서 결정되어지는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 광대역 파장 변환 광원은 반도체 광 증폭기, 단일모드 광섬유 분배기, 갈바노미터를 사용하는 광대역 파장 변환을 갖는 파장 가변 광원을 제공하며, 회절격자로 입사되는 빛의 입사각도와 상관없이 일정한 빛의 출력을 얻을 수 있으며, 광 가변 범위가 넓고 속도가 빠르다.
다시말해, 본 발명은 반도체 광 증폭기, 단일모드 광섬유 분배기, 갈바노미 터 등을 사용함으로써 빠른 속도의 광대역 파장 변환을 갖는 파장 가변 광원을 제공하며, 또한 반도체 광 증폭기와 단일모드 광섬유 분배기를 사용하기 때문에 상기 단일모드 광섬유 분배기에서 나온 회절격자 방향으로 나온 빛과 회절격자 사이의 각도와 상관없이 출력단으로 일정하게 나온다. 그러므로 본 발명의 파장 변환 광원을 사용하여 광간섭 결맞음 단층촬영장치를 쉽게 구성할 수 있으며, 단층촬영장치의 광원으로써 매우 유용할 것이다.
본 발명의 파장 변환 광원은 파장 가변 영역과 반칙폭(FWHM)이 넓기 때문에 광간섭 결맞음 단층촬영장치에서 깊이 방향 해상도를 높여줄 수 있으며, 파장 변환 속도가 빠르기 때문에 빠른 영상 획득 속도를 가질 수 있다.
이하 본 발명의 일 실시예에 의한 광대역 파장 변환 광원의 구성 및 동작을 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 바람직한 일실시예에 의한 광대역 파장 변환 광원의 개략적인 구성도로서, 반도체 광증폭기(300), 편광조절기(310), 단일모드 광섬유분배기(320), 제1광섬유-콜리메이터(330), 회절격자(340), 갈바노미터와 결합된 거울(이하 갈바노미터 결합 거울이라 함)(350), 제2광섬유-콜리메이터(360), 광섬유(370)로 구성된다.
반도체 광증폭기(Semiconductor Optical Amplifier: SOA)(300)는 반도체 레이저와 같이 반도체 활성층에서의 이득 기구를 이용하는 광증폭기로서, 전력공급기(미도시)로부터 공급된 전기에너지를 광으로 변환시킨다. 반도체 광증폭기(300) 에서 나온 광대역의 빛은 광섬유(370)를 통해 편광조절기(310)로 전달된다. 반도체 광증폭기(300)는 한 쪽이 AR/HR 코팅이 되어있어, 다른 한 쪽 방향으로만 빛이 진행하도록 이루어져 있다. 또한 반도체 광증폭기(300)는 800nm 대역에서 넓은 대여폭을 갖는다.
광섬유(370)는 단일모드 광섬유이다.
편광조절기(310)는 반도체 광증폭기(300)로부터 입사된 광대역의 빛이 단일편광 상태가 되도록 편광을 조절하여 광섬유(370)를 통해 단일모드 광섬유분배기(320)로 전달한다.
단일모드 광섬유 분배기(320)는 반도체 광증폭기(300)로부터 편광조절기(310)를 통해 입사된 광을 분배하여 제1광섬유-콜리메이터(330)와 제2광섬유-콜리메이터(360)로 전달한다. 즉 반도체 광 증폭기(300)에서 나온 광 대역의 빛은 단일모드 광섬유 분배기(320)를 통하여 회절격자(340) 방향과 출력단(제 2광섬유-콜리메이터(360))으로 진행하게 된다. 반도체 광 증폭기(300)에서 나온 빛은 단일모드 광섬유 분배기(320)를 통하여 약 95%의 빛이 회절격자(340) 방향으로 진행하고 약 5%의 빛이 출력단으로 나오도록 이루어져 있다.
제 1광섬유-콜리메이터(330)는 단일모드 광섬유 분배기(320)로 부터 전달된 빛들을 수렴하여 평행하게 회절격자(230)에 입사시킨다. 즉, 제1광섬유-콜리메이터(330)로 입사된 광은 일정한 크기의 평행한 빛이 되어 광섬유 밖으로 나오게 된다.
회절격자(340)는 제1광섬유-콜리메이터(330)로부터 입사된 일정한 크기의 평 행한 빛을 회절시킨다. 1차 회절 빛은 갈바노미터 결합 거울(350)에 의해 반사되어 회절격자(340)에 다시 입사되고, 회절격자(340)에 의해 다시 반사되어 특정파장의 빛만이 제1광섬유-콜리메이터(330)를 통해 광섬유로 다시 입사하게 된다. 효율을 높이기 위해 회절격자(340)는 금이 도금된 것을 사용할 수 있다.
갈바노미터 결합 거울(350)은 갈바노미터에 거울을 부착한 것으로 갈바노미터와 결합된 거울이다. 상기 갈바노미터는 정해진 각도로 그리고 일정한 속도로 변화되도록 이루어져 있다.
회절격자(340)로부터 반사되어 제1광섬유-콜리메이터(330)로 입사된 빛은 단일모드 광섬유 분배기(320), 편광조절기(310)를 통해 반도체 광증폭기(300)로 전달되어 증폭된다. 이러한 과정이 반복되면서 특정 파장의 빛만이 반도체 광증폭기(300)에 의해서 증폭된다.
제2 광섬유-콜리메이터(360)는 반도체 광증폭기(300)에서 증폭된 빛이 편광조절기(310), 단일모드 광섬유 분배기(320)를 통해 입사되어 이를 수렴하여 출사한다. 즉 반도체 광증폭기(300)에서 증폭된 빛은 단일모드 광섬유 분배기(320)에서 출력단(제2 광섬유-콜리메이터(360))을 통하여 나오게 된다.
출력단(제2 광섬유-콜리메이터(360))에서 출력되는 파장은 갈바노미터 결합 거울(350)의 갈바노미터의 각도에 의해 결정되어지며 그 수식은 상술한 수학식 1과 같다. 따라서 파장 변환 광원이 되기 위해서는 갈바노미터를 정해진 각도와 일정한 속도로 변화시켜주면 된다.
도 2의 광대역 파장 변환 광원을 간략하게 다시 설명하면, 반도체 광 증폭 기(300)에서 나온 빛은 단일모드 광섬유 분배기(320)를 통하여 95%의 빛이 회절격자(340)로 진행하게 된다. 회절격자(340)에의해 1차 회절된 빛은 갈바노미터 결합 거울(350)에 의해서 반사되며, 반사된 빛은 회절격자에 의해 반사되어 반도체 광 증폭기로 들어가게 된다. 이러한 과정이 반복되어 빛은 증폭하게 되고 단일모드 광섬유 분배기(320)에 의해서 5%가 출력으로 나오게 된다.
본 발명에서는 최대의 효율로 빛이 증폭될 수 있도록 단일모드 광섬유 분배기(320)는 회절격자(340) 방향으로 진행하는 빛의 세기(반도체 광 증폭기(300)에서 나온 빛의 약 95%)와 출력단으로 진행하는 빛의 세기(반도체 광 증폭기(300)에서 나온 빛의 약 5%)의 비율을 적절하게 조절하고, 편광 조절기(310)를 사용하여 빛의 편광을 조절한다. 또한 효율을 높이기 위해서 회절격자(340)는 금이 도금된 것을 사용하였다.
본 발명은 페브릿-페럿이나 PZT를 사용하지 않고 갈바노미터를 사용하여 가변 범위를 넓힐 수 있을 뿐만 아니라 고속으로 파장 가변을 할 수 있으며, 또한 광 대역의 반도체 광 증폭기(300)를 사용하기 때문에 광 대역의 파장 가변 광원을 구성할 수 있다.
본 발명은 회절격자(340)와 갈바노미터 결합 거울(350)로 특정 파장만 선택하는 광학계를 구성한다.
본 발명은 다이오드 레이저 대신 반도체 광 증폭기(300)를 사용하며, 단일모드 광섬유 분배기(320)를 사용하기 때문에 회절격자로 들어가는 빛의 입사각도와 상관없이 일정한 빛의 출력을 얻을 수 있다.
도 3과 도 4는 본 발명의 광 대역 파장 변환 광원의 결과 그래프의 예이다.
도 3의 본 발명의 광대역 파장 변환 광원에서 갈바노미터의 정지시와 구동시의 파장변화를 나타내는 그래프의 일예이다.
도 3의 (b)는 본 발명에서의 갈바노미터가 임의의 각도에서 멈췄을 때 특정 파장만이 증폭되고 있음을 보여주고 있다. 즉 도 3의 (b)는 수학식 1에 따라 파장이 약 840nm 되는 각도에서 갈바노미터가 멈추어 있을 경우 출력된 빛의 파장이 약 840nm의 파장만이 증폭되어 있음을 확인할 수 있다. 본 발명에서 갈바노미터의 각도를 제어하여 원하는 파장의 빛만을 증폭할 수 있음을 알 수 있다.
도 3의 (a)는 갈바노미터를 구동하였을 때 갈바노미터의 움직임에 의해서 특정 파장이 옮겨가면서 증폭되고 있음을 보여주며, 파장 가변 영역이 약 70nm, 반칙폭이 약 40nm 임을 보여준다.
도 4는 본 발명의 광대역 파장 변환 광원의 광강도를 시간에 따라 나타내는 그래프의 일예이다.
도 4에서는 갈바노미터가 움직이는 시간에 따라 특정 파장에서의 빛의 세기를 나타내며, 이는 파장 가변이 빠르게 변하고 있음을 보여준다. 즉, 본 발명의 광 대역 파장가변 광원은 넓은 파장 가변 영역을 가지며 가변 속도가 빠름을 알 수 있다.
일반적으로 단일모드 광섬유는 복굴절을 가지고 있기 때문에 빛의 광강도에 영향을 끼친다. 따라서 본 발명의 파장가변 광원의 광강도를 최대화하면서 빛의 모양을 가우시안에 가깝게 하기 위하여 편광 조절기를 사용하여 최적화하였다.
본 발명은 이상에서 설명되고 도면에 예시된 것에 의해 한정되는 것은 아니며, 당업자라면 다음에 기재되는 청구범위 내에서 더 많은 변형 및 변용예가 가능한 것임은 물론이다.
도 1은 종래의 파장변환 레이저를 설명하기 위한 설명도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 일실시예에 의한 광대역 파장 변환 광원의 개략적인 구성도이다.
도 3의 본 발명의 광대역 파장 변환 광원에서 갈바노미터의 정지시와 구동시의 파장변화를 나타내는 그래프의 일예이다.
도 4는 본 발명의 광대역 파장 변환 광원의 광강도를 시간에 따라 나타내는 그래프의 일예이다.
<도면의 주요 부호에 대한 설명>
200: 다이오드 레이저
210: 콜리메이터 230,340: 회절격자
240: PZT 결합 거울 300: 반도체 광증폭기
310: 편광조절기 320: 단일모드 광섬유분배기
330: 제1광섬유-콜리메이터 350: 갈바노미터 결합 거울
360: 제2광섬유-콜리메이터 370: 광섬유

Claims (12)

  1. 반도체 광 증폭기(300)에서 나온 빛이 단일모드 광섬유 분배기(320)를 통하여 95%의 빛이 회절격자(340)로 진행하는 제1단계;
    상기 제1단계에서 상기 회절격자(340)에 의해 1차 회절된 빛은 갈바노미터 결합 거울(350)에 의해서 반사되어 상기 회절격자(340)에 다시 입사되는 제2단계;
    상기 제2단계에서 상기 회절격자(340)에 다시 입사된 빛은 상기 회절격자(340)에 의해 다시 반사되어 특정파장의 빛만이 상기 제1광섬유-콜리메이터(330)로 입사하게 되는 제3단계;
    상기 제3단계에서 상기 제1광섬유-콜리메이터(330)로 입사된 빛은 상기 단일모드 광섬유 분배기(320)를 통해 반도체 광증폭기(300)로 전달되는 제4단계;
    상기 제4단계에서 반도체 광 증폭기로 들어간 빛이 증폭되는 제5단계;
    상기 제1단계 내지 제5단계의 과정이 반복되어 빛이 증폭하게 되어 단일모드 광섬유 분배기(320)에 의해서 5%가 출력으로 나오게 되는 제6단계;
    를 구비하는 것을 특징으로 하는 광대역 파장 변환 광원의 구동방법.
  2. 제1항에 있어서,
    제6단계에서 출력으로 나오는 빛은,
    상기 제1광섬유-콜리메이터(330)로부터 상기 단일모드 광섬유 분배기(320)를 통해 반도체 광증폭기(300)로 입사되어 증폭된 빛이 상기 단일모드 광섬유 분배 기(320)를 통해 출력단인 제2 광섬유-콜리메이터(360)에서 수렴하여 출력되는 것을 특징으로 하는 광대역 파장 변환 광원의 구동방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 반도체 광 증폭기(300)와 상기 단일모드 광섬유 분배기(320)의 사이에는 편광조절기(310)를 구비하여, 상기 편광조절기(310)는 반도체 광증폭기(300)로부터 입사된 광대역의 빛이 단일편광 상태가 되도록 편광을 조절하여 광섬유(370)를 통해 단일모드 광섬유분배기(320)로 전달하도록 이루어진 것을 특징으로 하는 광대역 파장 변환 광원의 구동방법.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한항에 있어서
    상기 특정파장은
    Figure 112008081509443-PAT00003
    (단, 여기서 λL은 선택된 빛의 파장이며, d는 회절격자(340)에서의 격자들 사이의 공간 거리이며, m은 회절 차수이며, α는 빛의 입사 각도이며, β는 회절 각도임)
    에 의해서 파장이 정해지는 것을 특징으로 하는 광대역 파장 변환 광원의 구동방법.
  5. 제1항에 있어서
    상기 광섬유(370)는 단일모드 광섬유인 것을 특징으로 하는 광대역 파장 변환 광원의 구동방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 반도체 광 증폭기(300)와 상기 단일모드 광섬유 분배기(320)의 사이에 편광조절기(310)를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 광대역 파장 변환 광원의 구동방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 반도체 광증폭기(300)는 한 쪽이 AR/HR 코팅이 되어있어, 다른 한 쪽 방향으로만 빛이 진행하도록 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 광대역 파장 변환 광원의 구동방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 반도체 광증폭기(300)는 800nm 대역에서 넓은 대여폭을 갖는 것을 특징으로 하는 광대역 파장 변환 광원의 구동방법.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 회절격자(340)는 금이 도금된 것을 특징으로 하는 광대역 파장 변환 광원의 구동방법.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 갈바노미터는 정해진 각도로 그리고 일정한 속도로 변화되도록 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 광대역 파장 변환 광원의 구동방법.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 단일모드 광섬유 분배기(320)는 빛의 증폭을 최대 효율로 빛이 증폭될 수 있도록 회절격자(340) 방향과 출력단 방향으로 분배되는 빛 양의 비율을 조절하는 것을 특징으로 하는 광대역 파장 변환 광원의 구동방법.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 특정 파장은 갈바노미터의 각도에 의해서 결정되어지는 것을 특징으로 하는 광대역 파장 변환 광원의 구동방법.
KR1020080117996A 2008-11-26 2008-11-26 광대역 파장 변환 광원 KR20080110569A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020080117996A KR20080110569A (ko) 2008-11-26 2008-11-26 광대역 파장 변환 광원

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020080117996A KR20080110569A (ko) 2008-11-26 2008-11-26 광대역 파장 변환 광원

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020060108715A Division KR100882514B1 (ko) 2006-11-06 2006-11-06 광대역 파장 변환 광원

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20080110569A true KR20080110569A (ko) 2008-12-18

Family

ID=40369387

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020080117996A KR20080110569A (ko) 2008-11-26 2008-11-26 광대역 파장 변환 광원

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20080110569A (ko)

Cited By (2)

* 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
KR20200117709A (ko) 2019-04-05 2020-10-14 세종대학교산학협력단 광대역 파장 가변 광원

Cited By (2)

* 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
KR20200117709A (ko) 2019-04-05 2020-10-14 세종대학교산학협력단 광대역 파장 가변 광원

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6570659B2 (en) Broadband light source system and method and light source combiner
JP6450743B2 (ja) 可変レーザアレイシステム
US9835840B2 (en) Methods for optical amplified imaging using a two-dimensional spectral brush
US7233442B1 (en) Method and apparatus for spectral-beam combining of high-power fiber lasers
US7724789B2 (en) Method and apparatus for optical mode multiplexing of multimode lasers and arrays
TWI571023B (zh) 減少雷射的光譜頻寬
WO2008093448A9 (ja) 波長走査型光源及び光コヒーレンストモグラフィー装置
Greenwood et al. Quantum dot superluminescent diodes for optical coherence tomography: device engineering
JP5353121B2 (ja) テラヘルツ波発生装置およびテラヘルツ波発生方法
DE112011101288T5 (de) Strahldiagnostik- und Rückkopplungssystem sowie Verfahren für spektralstrahlkombinierteLaser
US20190391415A1 (en) Thermally tunable low broadband waveguides and related systems and methods
TW202107788A (zh) 用於材料處理的相位陣列波束操縱
US9702685B2 (en) Broadband wavelength-swept light source system and apparatus employing the same
KR20080110569A (ko) 광대역 파장 변환 광원
TWI291274B (en) Resonating cavity system for broadly tunable multi-wavelength semiconductor lasers
KR20080026338A (ko) 광간섭 단층촬용기용 광대역 파장 변환 광원
CN111694162B (zh) 一种光谱合成方法及装置
KR100882514B1 (ko) 광대역 파장 변환 광원
KR101107989B1 (ko) 선폭 조절이 가능한 파장 가변 레이저
KR101011623B1 (ko) 회전 슬릿을 이용한 파장 가변 레이저
EP1233491A2 (en) Wavelength-variable light source
KR100978191B1 (ko) 멀티 광원 스위칭 레이저
JP2013152223A (ja) 光干渉断層撮像装置及び光干渉断層撮像方法
KR20140074788A (ko) 광을 출력하는 방법 및 광 출력장치.
JP2022512390A (ja) スペクトルビーム結合されたレーザ源用の波長制御ビームスタビライザ

Legal Events

Date Code Title Description
A107 Divisional application of patent
WITN Application deemed withdrawn, e.g. because no request for examination was filed or no examination fee was paid