KR20160125041A - wavelength-swept source based on super-continuum source - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a wavelength-swept source. A wavelength-swept source based on super-continuum source (100) according to the present embodiment includes a pump part (110) which generates an ultra-short optical pulse laser pump beam; an optical fiber (120) which converts an ultra-short optical pulse laser pump beam into a super continuum ray and outputs it; and a tunable wavelength filter which periodically changes the wavelength of the super continuum ray outputted from the optical fiber. According to the present embodiment, provided is a wavelength-swept source which can change wavelength at high speed, and can select a desired wavelength band in the wide wavelength range of super continuum.

Description

초광대역 광원 기반 파장 훑음 광원{wavelength-swept source based on super-continuum source}An ultra-wideband light source based on wavelength-swept source based on super-

본 발명은 파장 훑음 광원(wavelength-swept source)에 관한 것으로, 보다 상세하게는 초광대역 광원(super-continuum source) 기반 파장 훑음 광원에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a wavelength-swept source, and more particularly to a super-continuum source-based wavelength-scanned light source.

파장 훑음 광원 장치는 각각 다른 주파수를 갖는 복수의 광들을 순차적으로 출사하는 장치이다. 파장 훑음 광원 장치는 산업 공정 감시용 실시간 OCT(Optical Coherent Tomography) 계측기, 의료용 3차원 OCT 계측기, 광 통신용 광원, 반도체 분석기, 고분자 물질 분석 분광기, 환경 가스 감시 장치용 광원 등 많은 분야에 사용되고 있다.The wavelength sweep light source apparatus sequentially emits a plurality of lights having different frequencies. Wavelength skew light source devices are used in many fields such as real time OCT (Optical Coherent Tomography) instrument for industrial process monitoring, 3D OCT instrument for medical use, light source for optical communication, semiconductor analyzer, polymer material analyzing spectrometer, and light source for environmental gas monitoring device.

파장 훑음 광원 장치는 공진기(resonator)의 구현 형태에 따라 벌크 옵틱스(Bulk Optics)형, 반도체 집적 광소자형, 광섬유(Fiber Optics)형 등으로 분류될 수 있다. 벌크 옵틱스형 장치는 정밀한 광 정렬을 필요로 하고, 부피가 크다는 문제점을 갖고 있다. 또한, 벌크 옵틱스형 장치는 기계적인 진동이 커서 신뢰성이 낮은 단점을 갖는다. 반도체 집적 광소자형 장치는 파장 변경 작동 중 발진 모드가 불연속적으로 이동하는 모드 호핑(Mode Hopping) 현상이 생길 수 있으며, 주파수 변경 방식이 복잡한 단점을 갖는다.The wavelength-swept light source device can be classified into a bulk optics type, a semiconductor integrated optical device type, and a fiber optic type, depending on the implementation of a resonator. Bulk optics type devices require precise optical alignment and are bulky. In addition, the bulk optics type device has a disadvantage in that reliability is low due to large mechanical vibration. The semiconductor integrated optical device can cause a mode hopping phenomenon in which the oscillation mode moves discontinuously during the wavelength changing operation, and the frequency changing method is complicated.

광섬유형 장치의 경우, 광섬유의 선형 또는 비선형 특성에 따라 다양한 구성과 형태로 파장 훑음 광원을 구현할 수 있는 장점을 갖는다. 그런데, 기존의 광섬유형 파장 훑음 광원 장치는 이득매질의 종류에 따라 중심 파장이 정해지는 것으로써, 파장 훑음 광원 장치의 사용 용도에 따라 중심 파장을 용이하게 변화시키기 어려운 구조를 갖는다.In the case of a fiber optic type device, it is possible to realize a wavelength-scanned light source in various configurations and shapes according to the linear or nonlinear characteristics of the optical fiber. However, the conventional optical fiber type wavelength scanning light source apparatus has a structure in which the central wavelength is determined according to the type of the gain medium, and the central wavelength is difficult to easily change according to the use of the wavelength-segregated light source apparatus.

본 발명은 고속으로 파장을 가변할 수 있고, 초 광대역의 넓은 파장 범위에서 원하는 파장 밴드를 선택할 수 있는 파장 훑음 광원을 제공하는 것을 목적으로 한다.It is an object of the present invention to provide a wavelength-segregated light source which can change a wavelength at a high speed and can select a desired wavelength band in a wide wavelength range of an ultra-wideband.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급된 과제로 제한되지 않는다. 언급되지 않은 다른 기술적 과제들은 이하의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The problems to be solved by the present invention are not limited to the above-mentioned problems. Other technical subjects not mentioned will be apparent to those skilled in the art from the description below.

본 발명의 일 측면에 따른 초광대역 광원 기반 파장 훑음 광원은 초단 광 펄스 레이저 펌프 빔을 발생하는 펌프부; 상기 펌프부로부터 입사된 상기 펄스 레이저 펌프 빔을 초 광대역 광으로 변환하여 출력하는, 비선형성을 갖는 광섬유; 및 상기 광섬유에서 출력된 상기 초 광대역 광의 파장을 주기적으로 가변시키는 파장 가변 필터를 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided an ultra-wideband light source-based wavelength-seeking light source comprising: a pump unit for generating an ultra-short pulse laser pump beam; An optical fiber having non-linearity for converting the pulse laser pump beam incident from the pump unit into ultra-wideband light and outputting the ultra-wideband light; And a tunable filter that periodically varies the wavelength of the ultra-wideband light output from the optical fiber.

상기 광섬유는 광자 결정 광섬유 또는 분산 천이 광섬유를 포함할 수 있다.The optical fiber may include a photonic crystal fiber or a dispersion-shifted optical fiber.

상기 파장 가변 필터는 다면체 거울 스캐너; 상기 다면체 거울 스캐너에 광을 집속하여 제공하고, 상기 다면체 거울 스캐너로부터 반사된 광을 제공받아 집속하는 적어도 하나의 광집속렌즈; 상기 광집속렌즈에 광을 회절하여 제공하고, 상기 광집속렌즈로부터 광을 제공받아 회절시키는 회절 격자; 및 상기 광섬유의 출력단에 구비된 광선로의 광을 상기 회절 격자로 제공하고, 상기 회절 격자로부터 제공받은 광을 상기 광선로에 제공하는 콜리메이터를 포함할 수 있다.Wherein the wavelength tunable filter comprises: a polyhedron mirror scanner; At least one light focusing lens for focusing and providing light to the polyhedral mirror scanner and receiving and reflecting light reflected from the polyhedral mirror scanner; A diffraction grating that diffracts and provides light to the light focusing lens, and receives and diffracts light from the light focusing lens; And a collimator for providing the light of the optical line provided at the output end of the optical fiber to the diffraction grating and for providing the light provided from the diffraction grating to the optical line.

상기 파장 훑음 광원의 중심 파장 대역은 상기 회절 격자의 중심 파장에 따라 선택될 수 있다.The center wavelength band of the wavelength scanning light source may be selected according to the central wavelength of the diffraction grating.

본 발명의 다른 일 측면에 따르면, 상기 광대역 광원 기반 파장 훑음 광원을 포함하는 다이나믹 광섬유 센서가 제공된다.According to another aspect of the present invention, there is provided a dynamic optical fiber sensor including the broadband light source based wavelength scanning light source.

본 발명의 또 다른 일 측면에 따르면, 상기 초광대역 광원 기반 파장 훑음 광원을 포함하는 광간섭 단층촬영장치가 제공된다.According to another aspect of the present invention, there is provided an optical coherence tomography apparatus including the ultra-wideband light source based wavelength scanning light source.

본 발명의 또 다른 일 측면에 따르면, 초단 광 펄스 레이저 펌프 빔을 발생하는 단계; 비선형성을 갖는 광섬유를 이용하여 상기 펄스 레이저 펌프 빔을 초 광대역 광으로 변환하는 단계; 및 파장 가변 필터를 이용하여 상기 광섬유에서 출력된 상기 초 광대역 광의 파장을 주기적으로 가변시키는 단계를 포함하는 초광대역 광원 기반 파장 훑음 광원 생성 방법이 제공된다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing an ultra-short pulse laser pump, Converting the pulse laser pump beam into ultra-wideband light using an optical fiber having a non-linearity; And a step of periodically varying the wavelength of the ultra-wideband light output from the optical fiber using a tunable filter, wherein the ultra-wideband light source-based wavelength-seeking light source generation method is provided.

상기 초광대역 광원 기반 파장 훑음 광원 생성 방법은 상기 파장 가변 필터의 중심 파장에 따라 상기 파장 훑음 광원의 출력광의 중심 파장 대역이 선택될 수 있다.In the ultra wideband light source based wavelength scanning light source generation method, the central wavelength band of the output light of the wavelength seqy light source may be selected according to the central wavelength of the wavelength tunable filter.

본 발명의 실시 예에 의하면, 고속으로 파장을 가변할 수 있고, 초 광대역의 넓은 파장 범위에서 원하는 파장 밴드를 선택할 수 있는 파장 훑음 광원이 제공된다.According to the embodiment of the present invention, there is provided a wavelength-segregated light source capable of changing a wavelength at a high speed and selecting a desired wavelength band in a wide wavelength range of an ultra-wideband.

또한, 본 발명의 실시 예에 의하면, 파장 가변 필터의 중심 파장에 따라 파장 훑음 광원의 출력 광의 중심 파장 대역을 초 광대역의 넓은 파장 범위 내에서 용이하게 조절할 수 있다.According to the embodiment of the present invention, the central wavelength band of the output light of the wavelength-segregated light source can be easily adjusted within a wide wavelength range of the ultra-wideband according to the central wavelength of the wavelength tunable filter.

본 발명의 효과는 상술한 효과들로 제한되지 않는다. 언급되지 않은 효과들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.The effects of the present invention are not limited to the effects described above. Unless stated, the effects will be apparent to those skilled in the art from the description and the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 초광대역 광원 기반 파장 훑음 광원을 개략적으로 보여주는 구성도이다.
도 2는 도 1에 도시된 'A'부분의 광, 즉 광섬유에서 출력된 초 광대역 광의 파장분포를 보여주는 예시도이다.
도 3은 도 1에 도시된 'B'부분의 광, 즉 파장 가변 필터에 의해 가변되는 파장을 갖는 광의 파장분포를 보여주는 예시도이다.
도 4는 도 1에 도시된 초광대역 광원 기반 파장 훑음 광원에서 파장 가변 필터의 실시 예를 보여주는 도면이다.
도 5는 도 4에 도시된 파장 가변 필터를 확대하여 보여주는 도면이다.FIG. 1 is a schematic view illustrating an ultra-wideband light source-based wavelength scanning light source according to an exemplary embodiment of the present invention. Referring to FIG.
FIG. 2 is an exemplary view showing the wavelength distribution of the light of the 'A' portion shown in FIG. 1, that is, the ultra-wideband light output from the optical fiber.
3 is an exemplary diagram showing a wavelength distribution of light having a wavelength variable by the light of the 'B' portion shown in FIG. 1, that is, a variable wavelength filter.
FIG. 4 is a view showing an embodiment of a tunable filter in the ultra-wideband light source based wavelength scanning light source shown in FIG. 1. FIG.
FIG. 5 is an enlarged view of the wavelength tunable filter shown in FIG.

본 발명의 다른 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술하는 실시 예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되지 않으며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.Other advantages and features of the present invention and methods for accomplishing the same will be apparent from the following detailed description of embodiments thereof taken in conjunction with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, and the present invention is only defined by the scope of the claims.

만일 정의되지 않더라도, 여기서 사용되는 모든 용어들(기술 혹은 과학 용어들을 포함)은 이 발명이 속한 종래 기술에서 보편적 기술에 의해 일반적으로 수용되는 것과 동일한 의미를 갖는다. 공지된 구성에 대한 일반적인 설명은 본 발명의 요지를 흐리지 않기 위해 생략될 수 있다. 본 발명의 도면에서 동일하거나 상응하는 구성에 대하여는 가급적 동일한 도면부호가 사용된다. 본 발명의 이해를 돕기 위하여, 도면에서 일부 구성은 다소 과장되거나 축소되어 도시될 수 있다.Although not defined, all terms (including technical or scientific terms) used herein have the same meaning as commonly accepted by the generic art in the prior art to which this invention belongs. A general description of known configurations may be omitted so as not to obscure the gist of the present invention. In the drawings of the present invention, the same reference numerals are used as many as possible for the same or corresponding configurations. To facilitate understanding of the present invention, some configurations in the figures may be shown somewhat exaggerated or reduced.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.The terminology used in this application is used only to describe a specific embodiment and is not intended to limit the invention. The singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise.

본 출원에서, "포함하다", "가지다" 또는 "구비하다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.In the present application, the terms "comprises", "having", or "having" are intended to specify the presence of stated features, integers, steps, operations, components, Steps, operations, elements, parts, or combinations thereof, whether or not explicitly described or implied by the accompanying claims.

본 발명의 실시 예에 따른 초광대역 광원(super-continuum source) 기반 파장 훑음 광원(wavelength-swept source)은 초단 광 펄스 레이저 펌프 빔(super-continuum pulse laser pump beam)을 발생하는 펌프부; 펌프부로부터 입사된 펄스 레이저 펌프 빔을 초 광대역 광으로 변환하여 출력하는, 비선형성을 갖는 광섬유; 및 광섬유에서 출력된 초 광대역 광의 파장을 주기적으로 가변시키는 파장 가변 필터를 포함한다.A wavelength-swept source based on a super-continuum source according to an embodiment of the present invention includes a pump unit for generating a super-continuum pulse laser pump beam; An optical fiber having a nonlinearity that converts a pulsed laser pump beam incident from a pump unit into ultra-wideband light and outputs the ultra-wideband light; And a tunable filter that periodically varies the wavelength of the ultra-wideband light output from the optical fiber.

본 실시 예에 의하면, 고속의 주파수로 파장을 연속적이고 주기적으로 가변시킬 수 있고, 파장 가변 필터의 중심 파장에 따라 초 광대역의 넓은 파장 범위에서 원하는 파장 밴드를 선택할 수 있도록 하는 파장 훑음 광원이 제공된다.According to the present embodiment, a wavelength seqy light source is provided that can continuously and periodically vary the wavelength at a high frequency, and can select a desired wavelength band in a wide wavelength range of an ultra-wideband according to the central wavelength of the wavelength tunable filter .

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 초광대역 광원 기반 파장 훑음 광원(100)을 개략적으로 보여주는 구성도이다. 도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 초광대역 광원 기반 파장 훑음 광원(100)은 펌프부(110), 광섬유(120), 파장 가변 필터(130), 광선로(140) 및 써큘레이터(150)를 포함한다.FIG. 1 is a schematic view illustrating an ultra-wideband light source-based wavelength scanning light source 100 according to an embodiment of the present invention. 1, an ultra-wideband light source based wavelength-seeking light source 100 includes a pump unit 110, an optical fiber 120, a tunable filter 130, a light path 140, (150).

본 실시 예에서, 넓은 파장 범위(> 수백 nm)에서 파장 훑음(파장 가변)을 구현하기 위하여, 먼저 펌프부(110), 광섬유(120)에 의하여 초 광대역 광원을 발생시킨다. 초 광대역 광원을 구현하기 위하여, 펌프부(110)로는 초단 광 펄스 레이저가 사용될 수 있다. 초 광대역 광원은 비선형성이 큰 광섬유(120)를 이용하여 구현할 수 있다.In this embodiment, an ultra-wideband light source is first generated by the pump unit 110 and the optical fiber 120 in order to realize wavelength sweeping (wavelength tuning) in a wide wavelength range (> several hundred nm). In order to realize an ultra-wideband light source, a very short pulse laser may be used as the pump unit 110. [ The ultra-wideband light source can be implemented using an optical fiber 120 having a large non-linearity.

이를 보다 상세히 설명하면, 펌프부(110)는 초 광대역 광원의 구현을 위해 우선 초단 광 펄스 레이저 펌프 빔(super-continuum pulse laser pump beam)을 발생한다. 일 실시 예로, 펌프부(110)는 모드락 광섬유 레이저(mode-locked fiber laser)로 제공될 수 있다.In more detail, the pump unit 110 generates a super-continuum pulse laser pump beam for realizing an ultra-wideband light source. In one embodiment, the pump section 110 may be provided with a mode-locked fiber laser.

이러한 모드락 광섬유 레이저로는 예를 들어, 이터븀(Yb) 첨가 광섬유 레이저, Ti:sappaire 레이저, 어븀(Er)이 첨가된 펄스형 광섬유 레이저 등의 극초단 펄스 레이저가 사용될 수 있다. 펌프부(110)에 의해 발생된 초단 광 펄스 레이저 펌프 빔은 광섬유(120)로 입사된다.As such mode-locked fiber lasers, for example, ultrafast pulsed lasers such as ytterbium-doped fiber lasers, Ti: sappaire lasers, and erbium-doped pulsed fiber lasers can be used. The ultra-short pulse laser pump beam generated by the pump unit 110 is incident on the optical fiber 120.

광섬유(120)는 펌프부(110)로부터 입사된 초단 광 펄스 레이저 펌프 빔을 초 광대역 광으로 변환하여 광선로(140)로 출력한다. 광섬유(120)는 비선형성을 갖는 광섬유로 제공될 수 있다.The optical fiber 120 converts the ultra-short pulse laser pump beam incident from the pump unit 110 into ultra-wideband light and outputs the ultra-wideband light to the light path 140. The optical fiber 120 may be provided with an optical fiber having non-linearity.

일 실시 예로, 광섬유(120)로는 광자 결정 광섬유(photonic crystal fiber) 또는 분산 천이 광섬유(dispersion shifted fiber)가 사용될 수 있으며, 그 밖에 비선형 현상을 얻을 수 있는 비선형 광학 소자가 사용될 수 있다.In one embodiment, a photonic crystal fiber or a dispersion shifted fiber may be used as the optical fiber 120, and a nonlinear optical element capable of obtaining a nonlinear phenomenon may be used.

부언하면, 높은 첨두 출력을 갖는 초단 광 펄스 레이저(예를 들어, 펨토초 펄스 레이저)를 펌프 광으로 하여, 이를 비선형성이 높은 광섬유에 입사시키면, 비선형성이 높은 광섬유 내에서 비선형 광학 현상(예를 들어, 사광파 혼합, 교차위상변조, 자기위상변조 등)이 일어나게 된다.In other words, when an ultrafine-wave optical pulse laser having a high peak output (for example, a femtosecond pulse laser) is used as pump light and it is incident on an optical fiber having high nonlinearity, nonlinear optical phenomena For example, four-wave mixing, cross-phase modulation, and self-phase modulation).

이에 따라 광섬유의 출력을 통해 넓은 밴드 폭을 갖는 초 광대역 광원을 얻을 수 있다. 광섬유(120)의 출력단은 광선로(140)에 연결된다. 광섬유(120)에 의해 발생된 초 광대역 광원은 광선로(140)를 통해 진행하게 된다.Accordingly, an ultra-wideband light source having a wide bandwidth can be obtained through the output of the optical fiber. The output end of the optical fiber 120 is connected to the optical path 140. The ultra-wideband light source generated by the optical fiber 120 proceeds through the optical path 140.

파장 가변 필터(130)는 광섬유(120)에서 출력된 초 광대역 광의 파장을 주기적으로 가변시킨다. 파장 가변 필터(130)는 광섬유(120)의 출력단에 구비된 광선로(140)에 결합될 수 있다. 파장 가변 필터(130)는 광선로(140)의 초 광대역 광의 파장이 고속으로 가변되도록 광의 경로를 시간에 따라 변화시킬 수 있다.The wavelength tunable filter 130 periodically changes the wavelength of the ultra-wideband light output from the optical fiber 120. The wavelength tunable filter 130 may be coupled to the optical path 140 provided at the output end of the optical fiber 120. The wavelength tunable filter 130 can change the path of the light over time so that the wavelength of the ultra-wideband light of the optical path 140 varies at high speed.

본 실시 예에 의하면, 펌프부(110)와 광섬유(120)에 의해 얻은 초 광대역 광원을 기반으로, 고속의 주파수로 파장을 가변시킬 수 있는 파장 가변 필터를 광선로(140)에 연결함으로써, 빛의 파장을 고속으로 가변시켜 줄 수 있는 파장 훑음 광원을 얻을 수 있다.According to the present embodiment, by connecting the wavelength variable filter capable of varying the wavelength at a high frequency to the optical path 140 based on the ultra-wideband light source obtained by the pump unit 110 and the optical fiber 120, A wavelength sweep light source capable of changing the wavelength of the light beam at high speed can be obtained.

써큘레이터(circulator)(150)는 광선로(140) 상에 구비되고, 파장 가변 필터(130)와 연결된다. 써큘레이터(150)는 광선로(140)에서 광이 한쪽 방향으로 흐르도록 광의 방향을 제한한다.A circulator 150 is provided on the optical path 140 and is connected to the tunable filter 130. The circulator 150 restricts the direction of the light so that the light can flow in one direction in the light path 140.

도 2는 도 1에 도시된 'A'부분의 광, 즉 광섬유(120)에서 출력된 초 광대역 광의 파장분포를 보여주는 예시도이고, 도 3은 도 1에 도시된 'B'부분의 광, 즉 파장 가변 필터(130)에 의해 가변되는 파장을 갖는 광의 파장분포를 보여주는 예시도이다.FIG. 2 is an exemplary view showing the wavelength distribution of the light of the 'A' portion shown in FIG. 1, that is, the ultra-wideband light output from the optical fiber 120, FIG. 3 is a view showing the light of the 'B' And shows a wavelength distribution of light having a wavelength variable by the tunable filter 130. FIG.

광섬유(120)에서 출력된 초 광대역 광은 도 2에 도시된 바와 같이 초 광대역의 파장범위를 갖는다. 광선로(140)에서 써큘레이터(150)를 통과한 광은 도 3에 도시된 바와 같이 파장이 고속으로 가변된다. 이때, 광의 중심 파장 대역은 파장 가변 필터(130)에서의 중심 파장에 따라 조절될 수 있다The ultra-wideband light output from the optical fiber 120 has a wavelength range of ultra-wideband as shown in FIG. The wavelength of the light passing through the circulator 140 in the light path 140 varies at a high speed as shown in FIG. At this time, the central wavelength band of the light can be adjusted according to the central wavelength in the wavelength tunable filter 130

도 4는 도 1에 도시된 초광대역 광원 기반 파장 훑음 광원(100)에서 파장 가변 필터(130)의 실시 예를 보여주는 도면이고, 도 5는 도 4에 도시된 파장 가변 필터(130)를 확대하여 보여주는 도면이다.FIG. 4 is a view showing an embodiment of a wavelength tunable filter 130 in the ultra-wideband light source based wavelength-seqy light source 100 shown in FIG. 1, FIG. 5 is a view showing an example in which the wavelength tunable filter 130 shown in FIG. Fig.

도 4 및 도 5를 참조하면, 파장 가변 필터(130)는 다면체 거울 스캐너(131), 적어도 하나의 광집속렌즈(132,133), 회절 격자(134) 및 콜리메이터(135)를 포함할 수 있다.4 and 5, the tunable filter 130 may include a polyhedral mirror scanner 131, at least one light focusing lens 132, 133, a diffraction grating 134, and a collimator 135.

다면체 거울 스캐너(131)는 다면체 구조의 거울로 제공될 수 있다. 다면체 거울 스캐너(131)의 회전에 따라 파장 가변 필터(130)에서의 광 경로가 변화되고, 그에 따라 초 광대역 광의 파장이 가변된다.The polyhedral mirror scanner 131 may be provided as a mirror of a polyhedral structure. As the polyhedral mirror scanner 131 rotates, the optical path in the tunable filter 130 is changed, and thus the wavelength of the ultra-wideband light is varied.

광집속렌즈(132,133)는 다면체 거울 스캐너(131)에 광을 집속하여 제공하고, 다면체 거울 스캐너(131)로부터 반사된 광을 제공받아 집속한다. 광집속렌즈(132,133)는 하나 또는 복수 개로 제공될 수 있다.The light focusing lenses 132 and 133 focus the light on the polyhedral mirror scanner 131 and provide the reflected light from the polyhedral mirror scanner 131 and concentrate the light. One or more light focusing lenses 132 and 133 may be provided.

회절 격자(134)는 광집속렌즈(132,133)에 광을 회절하여 제공하고, 광집속렌즈(132,133)로부터 광을 제공받아 회절시킨다. 파장 훑음 광원(100)의 출력 광의 중심 파장 대역은 회절 격자(134)의 중심 파장에 따라 선택될 수 있다. 따라서 회절 격자(134)의 중심 파장을 조절하여 파장 훑음 광원(100)의 출력 광의 파장 대역을 조절할 수 있다.The diffraction grating 134 diffracts and provides light to the light focusing lenses 132 and 133, and receives and diffracts light from the light focusing lenses 132 and 133. The central wavelength band of the output light of the wavelength-segregated light source 100 may be selected according to the central wavelength of the diffraction grating 134. [ Therefore, the wavelength band of the output light of the wavelength sweep light source 100 can be adjusted by adjusting the center wavelength of the diffraction grating 134.

콜리메이터(collimator)(135)는 써큘레이터(150)를 통하여 제공된 광선로(140)의 광을 회절 격자(134)로 제공하고, 회절 격자(134)로부터 제공받은 광을 써큘레이터(150)를 통해 광선로(140)에 제공한다.The collimator 135 provides the light of the light path 140 provided through the circulator 150 to the diffraction grating 134 and the light provided from the diffraction grating 134 through the circulator 150 To the light path (140).

본 실시 예에 의하면, 초단 광 펄스 레이저를 펌프 빔으로 사용하여, 비선형성이 높은 광섬유에 입사시킴으로써 초 광대역 광원을 얻고, 이 초 광대역 광원을 입사광으로 다면체 거울 파장 필터와 같은 파장 가변 필터에 의해 파장을 가변시켜 줌으로써, 최종적으로 좁은 발진 선폭을 갖는 빛의 파장을 주기적/연속적으로 가변시켜 줄 수 있으며, 넓은 범위에서 고속의 주파수로 파장을 가변시킬 수 있다.According to this embodiment, an ultrawide optical pulse laser is used as a pump beam to enter an optical fiber having a high nonlinearity to obtain an ultra-wideband light source, and this ultra wideband light source is converted into incident light by a wavelength tunable filter such as a polyhedral mirror wavelength filter The wavelength of light having a narrow oscillation line width can be periodically / continuously varied, and the wavelength can be varied at a high frequency in a wide range.

또한 파장 훑음 광원(100)의 구성요소인 파장 가변 필터(130)의 중심 파장을 그 용도에 따라 800 nm, 1060 nm, 1300 nm, 1500 nm 등으로 선택하여 사용함으로써, 파장 훑음 광원(100)의 중심 파장을 800 nm, 1060 nm, 1300 nm, 1500 nm 로 선택할 수 있는 파장 선택형 파장 훑음 광원을 구현할 수 있다.The center wavelength of the wavelength tunable filter 130, which is a component of the wavelength-scanned light source 100, is selected by 800 nm, 1060 nm, 1300 nm, 1500 nm, A wavelength selective wavelength light source capable of selecting central wavelengths of 800 nm, 1060 nm, 1300 nm and 1500 nm can be realized.

즉 원하는 대역폭(예를 들어, 800 nm ±50 nm인 밴드)에 따라 파장 가변 필터(130)에서 회절 격자(134)의 중심 파장(800 nm 대역, 1060 nm 대역, 1300 nm 대역, 1500 nm 대역 등)을 변경함으로써, 파장 훑음 광원의 중심 파장을 가변시킬 수 있다.(800 nm band, 1060 nm band, 1300 nm band, 1500 nm band, and the like) of the diffraction grating 134 in the tunable filter 130 according to the desired bandwidth (for example, band of 800 nm ± 50 nm) ), It is possible to vary the central wavelength of the wavelength-scanned light source.

한편, 파장 훑음 광원에서 고속의 주파수로 파장을 가변할 수 있는 파장 가변 필터의 예로서, 도시된 다면체 거울 필터 구조 외에 파브리-페롯 파장 가변 필터, MEMS 파장 가변 필터, 회절 격자와 갈보 스캔 거울로 구성된 파장 가변 필터 등이 사용될 수도 있다.In the meantime, an example of a tunable filter capable of varying wavelengths at a high frequency in a wavelength-scanned light source includes a Fabry-Perot wavelength tunable filter, a MEMS tunable filter, a diffraction grating and a galvo scan mirror A tunable filter or the like may be used.

이상과 같이, 본 실시 예에 의하면, 높은 첨두치를 갖는 초단 광 펄스 레이저를 펌프 광으로 사용하여, 비선형성이 높은 광섬유에 입사시킨 후, 이로부터 발생되는 초 광대역 광원을 고속의 주파수로 파장을 가변시켜 줄 수 있는 파장 가변 필터와 결합함으로써, 파장 대역 밴드 선택형 파장 훑음 광원을 구현할 수 있다.As described above, according to the present embodiment, the ultrafine-wave optical pulse laser having a high peak value is used as the pump light to cause the ultra-wideband light source to enter the optical fiber having a high nonlinearity, Wavelength band-selective wavelength-shifted light source can be realized by combining the wavelength tunable filter with the wavelength tunable filter.

본 발명의 실시 예에 의하면, 초 광대역(super-continuum) 광원과, 고속의 주파수로 가변되는 파장 가변 필터를 결합하여 파장 훑음 광원을 구현할 수 있다. 특히 초 광대역이 갖는 넓은 밴드 폭(> 수백 nm)의 특성과, 파장 가변 필터의 회절 격자의 중심 파장 조절을 이용하여, 광대역 내에서 파장 밴드 폭(~수십 nm 이상)을 선택적으로 이용할 수 있는 파장 대역 선택형 파장 훑음 광원을 구현할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, a wavelength-scanned light source can be realized by combining a super-continuum light source and a tunable filter that is variable in a high frequency. Particularly, by using the characteristics of a wide bandwidth (> several hundred nm) possessed by the ultra-wideband and the adjustment of the central wavelength of the diffraction grating of the tunable filter, it is possible to selectively use a wavelength band width Band-selective wavelength-seeking light source.

즉 중심 파장이 서로 다른 파장 가변 필터를 사용하면, 초 광대역 광원 밴드 내에서 특정 파장 훑음 밴드를 선택할 수 있으며, 수백 nm 영역에 걸쳐 빛을 발생하는 초 광대역 광원을 파장 가변 필터에 입사하여 넓은 영역에서 파장을 가변시켜 주는 파장 훑음 레이저를 구현할 수 있다.That is, when a wavelength tunable filter having different center wavelengths is used, a specific wavelength sweep band can be selected within an ultra-wideband light source band, and an ultra-wideband light source that generates light over several hundreds of nm wavelength is input to the wavelength tunable filter, A wavelength-swept laser can be implemented to vary the wavelength.

본 실시 예에 따른 파장 훑음 광원은 고속 다이나믹 광섬유 센서, 광간섭 단층촬영장치(optical coherence tomography), 광 통신기기, 반도체 분석기, 고분자 물질 분석 분광기, 환경 가스 감시 장치의 광원 등의 다양한 분야에 응용될 수 있다.The wavelength-seeking light source according to this embodiment is applicable to various fields such as a high-speed dynamic optical fiber sensor, an optical coherence tomography, an optical communication device, a semiconductor analyzer, a polymer material analyzing spectrometer, .

특히 광간섭 단층촬영장치는 생체 조직의 영상 이미지를 얻는 기술로, 얻고자 하는 생체 조직에 따라 사용하는 광원의 밴드를 달리하게 된다. 본 실시 예에 따른 파장 훑음 광원은 초 광대역 광원을 기반으로 구현되기 때문에, 파장 가변 필터의 밴드 영역을 선택함으로써 파장 훑음 광원의 중심 파장(예컨대, 800 nm, 1060 nm, 1300 nm, 1500 nm 등)을 선택적으로 이용하여 그 용도에 따라 활용이 가능하다.In particular, the optical coherence tomography apparatus is a technique for obtaining an image of a living tissue, and the band of a light source to be used is different depending on a living tissue to be obtained. Since the wavelength-seeking light source according to the present embodiment is implemented based on an ultra-wideband light source, the center wavelength (e.g., 800 nm, 1060 nm, 1300 nm, or 1500 nm) of the wavelength- Can be selectively used according to the use thereof.

즉 기존의 파장 훑음 광원은 사용하는 이득매질의 종류에 따라 중심 파장이 정해지나, 본 발명의 실시 예에 따른 파장 훑음 광원은 초 광대역 광원을 기반으로 구현되기 때문에, 사용하는 파장 가변 필터의 중심 파장을 바꾸어 주어 선택적으로 원하는 파장 밴드에서 파장 훑음 광원을 구현할 수 있으며, 그 사용 용도에 따라 하나의 파장 훑음 레이저로부터 원하는 파장 대역(800nm, 1060nm, 1300nm, 1500nm 등)을 선택하여 이용할 수 있다.In other words, since the center wavelength is determined according to the type of the gain medium to be used, the wavelength-seeking light source according to the embodiment of the present invention is implemented based on the ultra-wideband light source, (800nm, 1060nm, 1300nm, 1500nm, etc.) can be selected from a single wavelength-scanning laser according to the use of the wavelength-scanned light source.

이상의 실시 예들은 본 발명의 이해를 돕기 위하여 제시된 것으로, 본 발명의 범위를 제한하지 않으며, 이로부터 다양한 변형 가능한 실시 예들도 본 발명의 범위에 속하는 것임을 이해하여야 한다. 본 발명의 기술적 보호범위는 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이며, 본 발명의 기술적 보호범위는 특허청구범위의 문언적 기재 그 자체로 한정되는 것이 아니라 실질적으로는 기술적 가치가 균등한 범주의 발명에 대하여까지 미치는 것임을 이해하여야 한다.It is to be understood that the above-described embodiments are provided to facilitate understanding of the present invention, and do not limit the scope of the present invention, and it is to be understood that various modifications are possible within the scope of the present invention. It is to be understood that the technical scope of the present invention should be determined by the technical idea of the claims and the technical scope of protection of the present invention is not limited to the literary description of the claims, To the invention of the invention.

100: 파장 훑음 광원
110: 펌프부
120: 광섬유
130: 파장 가변 필터
131: 다면체 거울 스캐너
132,133: 광집속렌즈
134: 회절 격자
135: 콜리메이터
140: 광선로
150: 써큘레이터100: Waveguided light source
110: pump section
120: Optical fiber
130: wavelength tunable filter
131: Polyhedral mirror scanner
132, 133: a light focusing lens
134: diffraction grating
135: Collimator
140: Light ray
150: Circulator

Claims (9)

초단 광 펄스 레이저 펌프 빔을 발생하는 펌프부;
상기 펌프부로부터 입사된 상기 펄스 레이저 펌프 빔을 초 광대역 광으로 변환하여 출력하는, 비선형성을 갖는 광섬유; 및
상기 광섬유에서 출력된 상기 초 광대역 광의 파장을 주기적으로 가변시키는 파장 가변 필터를 포함하는 초광대역 광원 기반 파장 훑음 광원.A pump unit for generating an ultra-short pulse laser pump beam;
An optical fiber having non-linearity for converting the pulse laser pump beam incident from the pump unit into ultra-wideband light and outputting the ultra-wideband light; And
And a tunable filter for periodically varying a wavelength of the ultra-wideband light output from the optical fiber. 제1 항에 있어서,
상기 광섬유는 광자 결정 광섬유 또는 분산 천이 광섬유를 포함하는 초광대역 광원 기반 파장 훑음 광원.The method according to claim 1,
Wherein the optical fiber comprises a photonic crystal fiber or a dispersion-shifted optical fiber. 제1 항에 있어서,
상기 파장 가변 필터는
다면체 거울 스캐너;
상기 다면체 거울 스캐너에 광을 집속하여 제공하고, 상기 다면체 거울 스캐너로부터 반사된 광을 제공받아 집속하는 적어도 하나의 광집속렌즈;
상기 광집속렌즈에 광을 회절하여 제공하고, 상기 광집속렌즈로부터 광을 제공받아 회절시키는 회절 격자; 및
상기 광섬유의 출력단에 구비된 광선로의 광을 상기 회절 격자로 제공하고, 상기 회절 격자로부터 제공받은 광을 상기 광선로에 제공하는 콜리메이터를 포함하는 초광대역 광원 기반 파장 훑음 광원.The method according to claim 1,
The wavelength tunable filter
Polyhedral mirror scanner;
At least one light focusing lens for focusing and providing light to the polyhedral mirror scanner and receiving and reflecting light reflected from the polyhedral mirror scanner;
A diffraction grating that diffracts and provides light to the light focusing lens, and receives and diffracts light from the light focusing lens; And
And a collimator for providing the light of the optical line provided at the output end of the optical fiber to the diffraction grating and providing the light provided from the diffraction grating to the optical line. 제3 항에 있어서,
상기 회절 격자의 중심 파장에 따라 상기 파장 훑음 광원의 중심 파장 대역이 선택되는 초광대역 광원 기반 파장 훑음 광원.The method of claim 3,
And a central wavelength band of the wavelength-scanned light source is selected according to a central wavelength of the diffraction grating. 제1 항 내지 제4 항 중 어느 한 항의 초광대역 광원 기반 파장 훑음 광원을 포함하는 다이나믹 광섬유 센서.A dynamic fiber optic sensor comprising an ultra-wideband light source based wavelength-seeking light source of any one of claims 1 to 4. 제1 항 내지 제4 항 중 어느 한 항의 초광대역 광원 기반 파장 훑음 광원을 포함하는 광간섭 단층촬영장치.An optical coherence tomography apparatus comprising an ultra-wideband light source-based wavelength-seeking light source according to any one of claims 1 to 4. 초단 광 펄스 레이저 펌프 빔을 발생하는 단계;
비선형성을 갖는 광섬유를 이용하여 상기 펄스 레이저 펌프 빔을 초 광대역 광으로 변환하는 단계; 및
파장 가변 필터를 이용하여 상기 광섬유에서 출력된 상기 초 광대역 광의 파장을 주기적으로 가변시키는 단계를 포함하는 초광대역 광원 기반 파장 훑음 광원 생성 방법.Generating an ultra-short pulse laser pump beam;
Converting the pulse laser pump beam into ultra-wideband light using an optical fiber having a non-linearity; And
And modulating the wavelength of the ultra-wideband light output from the optical fiber periodically using a tunable filter. 제7 항에 있어서,
상기 광섬유는 광자 결정 광섬유 또는 분산 천이 광섬유를 포함하는 초광대역 광원 기반 파장 훑음 광원 생성 방법.8. The method of claim 7,
Wherein the optical fiber comprises a photonic crystal fiber or a dispersion-shifted optical fiber. 제7 항에 있어서,
상기 파장 가변 필터의 중심 파장에 따라 상기 파장 훑음 광원의 출력광의 중심 파장 대역이 선택되는 초광대역 광원 기반 파장 훑음 광원 생성 방법.8. The method of claim 7,
And a central wavelength band of the output light of the wavelength-segregated light source is selected according to a central wavelength of the wavelength tunable filter.
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