KR100371640B1

KR100371640B1 - Light wavemeter and method of polarization interferometer for improving a measurable bandwidth and resolution

Info

Publication number: KR100371640B1
Application number: KR10-2000-0055488A
Authority: KR
Inventors: 강선모; 김용평; 전상민
Original assignee: 강선모
Priority date: 2000-09-21
Filing date: 2000-09-21
Publication date: 2003-02-11
Also published as: KR20010000355A

Abstract

본 발명은 복수의 위상 지연기를 이용하여 측정 대역폭 및 분해능을 향상시킨 편광 간섭계 광파장 측정 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 복수의 위상 지연/편광 신호를 이용하여 복수의 전압값을 각각 산출하는 단계, 상기 복수의 전압값 중 적어도 하나의 전압값을 이용하여 파장 측정 구간을 결정하는 단계, 상기 파장 측정 구간 내에서 상기 복수의 전압값 중 상기 적어도 하나의 전압값이 아닌 다른 전압값 중 적어도 2개의 전압값의 절대값을 비교하는 단계, 상기 비교하는 단계의 결과와 상기 파장 측정 구간을 이용하여 파장값을 산출하는 단계를 포함함으로써, 입사광의 대역폭에 관계없이 넓은 파장 범위와 정밀한 분해능으로 광파장을 측정할 수 있으므로 시스템 유지, 보수의 용도뿐만 아니라 연구실에서의 실험 장비로의 적용이 기대된다.The present invention relates to a polarization interferometer optical wavelength measuring apparatus having improved measurement bandwidth and resolution by using a plurality of phase retarders, and more particularly, calculating a plurality of voltage values by using a plurality of phase delay / polarization signals, Determining a wavelength measurement section using at least one voltage value of the plurality of voltage values, and at least two voltages among voltage values other than the at least one voltage value of the plurality of voltage values within the wavelength measurement section Comparing the absolute value of the value, and calculating the wavelength value using the result of the comparing step and the wavelength measurement interval, thereby measuring the optical wavelength with a wide wavelength range and precise resolution irrespective of the bandwidth of the incident light It is expected to be applied to laboratory equipment in laboratory as well as system maintenance and repair. .

Description

Light wavemeter and method of polarization interferometer for improving a measurable bandwidth and resolution

본 발명은 복수의 위상 지연/편광부를 이용하여 위상 지연/편광부의 복굴절률 및 길이에 따라 변화하는 위상차를 바탕으로 측정 대역폭을 확대하는 동시에 분해능을 향상시킬 수 있는 측정 대역폭 및 분해능을 향상시킨 편광 간섭계 광파장 측정 방법 및 시스템에 관한 것이다.The present invention provides a polarization interferometer that improves the measurement bandwidth and resolution while increasing the measurement bandwidth based on the phase difference that varies with the birefringence and the length of the phase delay / polarization portion using a plurality of phase delay / polarization portions. The present invention relates to a light wavelength measuring method and system.

일반적으로 분해능이란 센서나 아날로그/디지털 변환기(A/D Converter)에서 표현할 수 있는 최소 단위라고 볼 수 있다. 우리 주변의 모든 신호(예를 들어, 길이, 온도, 압력, 속도, 등)는 연속적인 물리량을 표현하는 아날로그(Analog) 값으로 표현된다.In general, resolution is the smallest unit that can be expressed in a sensor or analog-to-digital converter. All signals around us (eg length, temperature, pressure, speed, etc.) are represented by analog values representing a continuous physical quantity.

예를 들어, 길이로 생각하면, 1비트(bit)의 분해능을 가지고 있는 측정 장치로 1m의 길이를 측정하면 0 또는 1의 두 가지 표현으로 제한된다. 그러나 2비트(bit)의 분해능을 가진 측정 장치를 이용하면 2의 2승인 4 단위로 측정이 가능하다.For example, in terms of length, measuring a length of 1m with a measuring device with a resolution of 1 bit is limited to two representations of 0 or 1. However, if you use a measurement device with 2 bits of resolution, you can measure in units of two, two powers of two.

일반적으로 분해능 측정 장치는 12bit의 아날로그 디지털 변환기(A/D Converter)가 많이 사용되는데, 12비트는 2의 12승(2¹²= 4,096)의 분해능을 갖고 이 경우 4Kg의 센서라면 약 1그램의 분해능을 갖게 되며 1그램 이하는 측정하지 못한다는 의미이다.In general, a resolution measuring device uses a 12-bit analog-to-digital converter (A / D converter), which has a resolution of ¹² powers of 2 (2 ¹² = 4,096), in which case a 4Kg sensor has about 1 gram resolution. This means that less than 1 gram cannot be measured.

따라서, 분해능이란 물리량을 디지털화(부호화) 할 경우에 얼마나 원래의 값과 유사하게 부호화 하는가를 나타낸다.Therefore, the resolution indicates how similar to the original value when the physical quantity is digitized (encoded).

신호 전송의 목적으로 사용되어지는 파장 분할 다중화(WDM: WavelengthDivision Multiplexing)은 주파수 분할 다중화(FDM: Frequency Division Multiplexing)과 같은 개념인데, 광섬유를 전송 매체로 하는 통신에서 빛의 파장을 달리하는 여러 채널을 하나의 광섬유에 포함시키는 것이다.Wavelength Division Multiplexing (WDM), which is used for the purpose of signal transmission, is the same concept as Frequency Division Multiplexing (FDM). It is included in one optical fiber.

상기 파장 분할 다중화(WDM) 기술은 광섬유가 가지는 여러 가지 장점 중에 하나인 매우 광대한 대역폭을 효과적으로 이용할 수 있게 한다.The wavelength division multiplexing (WDM) technology enables the efficient utilization of very wide bandwidth, which is one of several advantages of optical fibers.

상기 파장 분할 다중화(WDM) 방식은 광 전송 시 여러 개의 광 신호 파장을 동시에 사용함으로써 광섬유가 제공하는 넓은 대역폭을 효과적으로 이용할 수 있으며, 시 분할 다중(TDM : Time Division Multiplexing)방식보다 파장 분할 수에 따라 대량의 신호 전송이 가능해 대용량 고속 전송에 유리한 면을 지니고 있다.The wavelength division multiplexing (WDM) method can effectively use a wide bandwidth provided by an optical fiber by simultaneously using several optical signal wavelengths in optical transmission, and according to the number of wavelength divisions than a time division multiplexing (TDM) method. It is possible to transmit a large amount of signals, which is advantageous for large capacity and high speed transmission.

파장 분할 다중화(WDM) 방식은 망 자체를 확장시키는 외에도 망의 속도를 기존보다 5배정도 늘릴 수 있고 특별히 새로운 망을 구축할 필요 없이 케이블 망의 양쪽 끝에 파장 분할 다중 송신 장비를 설치하기만 하면 되므로 비용의 절감을 가져올 수 있다는 장점이 있다.In addition to expanding the network itself, the wavelength division multiplexing (WDM) method can increase the speed of the network by five times compared to the existing one, and it is necessary to install wavelength division multiplexing equipment at both ends of the cable network without any special network construction. The advantage is that it can bring savings.

한편, 상기 파장 분할 다중화(WDM) 방식은 광통신 시스템의 유지 및 보수를 위하여 배열 도파관 격자(AWG : Arrayed Waveguide Grating) 광학 소자를 개선하여 파장 분할 다중화(WDM) 방식에서 사용되는 여러 채널의 파장 및 광 광파워 세기를 동시에 감시할 수 있다.Meanwhile, the wavelength division multiplexing (WDM) method improves an arrayed waveguide grating (AWG) optical element for maintaining and repairing an optical communication system, and thus wavelength and optical wavelengths of various channels used in the wavelength division multiplexing (WDM) method. Can monitor optical power intensity at the same time.

그리고, 편광 간섭계형 광 분할 모듈은 입사광의 파장에 따라 복굴절 매질인 위상 지연기에 의해 위상차가 달라지는 것을 측정하여 입사광의 파장을 측정하는 장비이다.The polarization interferometer type light splitting module measures the wavelength of incident light by measuring that the phase difference is changed by a phase retarder which is a birefringent medium according to the wavelength of incident light.

기본 구조는 위상 지연기의 패스트(Fast)축과 슬로우(Slow)축 방향으로 동일 위상, 동일 크기의 편광된 광을 입사시키기 위해 축을 45°기울인 편광기를 위상 지연기의 입력 측에 위치시킨다.The basic structure places a 45 ° tilted polarizer on the input side of the phase retarder to inject polarized light of the same phase and magnitude in the fast and slow axes of the phase retarder.

다음, 출력 측에 편광기와 같은 축으로 정렬된 편광 분할부를 위치시켜 위상 지연기에 의한 위상차로 인해 변이된 편광 성분을 측정하기 위해 두 축 성분으로 나눈다.Next, the polarization splitters aligned on the same axis as the polarizer are placed on the output side, and divided into two axial components to measure the polarization components shifted due to the phase difference by the phase retarder.

다음, 이 두 축 성분을 로그 비율의 증폭기로 비교하여 출력된 전압을 광파장 값으로 환산하여 파장을 측정한다.Next, the two axis components are compared with a logarithmic ratio amplifier, and the output voltage is converted into an optical wavelength value to measure the wavelength.

하기의 수학식 1은 출력 전압을 표현하며, 수학식 2는 위상차와 파장의 관계를 나타낸다.Equation 1 below represents an output voltage, and Equation 2 represents a relationship between a phase difference and a wavelength.

여기서,는 출력전압,는 증폭 게인,는 광검출기의 반응도,는 위상차를 나타낸다.here, Is the output voltage, Amplified gain, Is the reactivity of the photodetector, Represents a phase difference.

로그 비율 증폭기의 출력 전압은에 비례하는 주기적인 함수이다. 따라서,에 따라 변하는의 대역폭을 가지게 된다. 이 관계는 하기에 설명되는 수학식 4에 표시되어 있다.The output voltage of the logarithmic ratio amplifier is Periodic function proportional to therefore, Depends on Will have a bandwidth of. This relationship is shown in equation (4) described below.

따라서, 파장값()을 측정하기 위해서는 입사광이의 어느 대역폭 범위에 해당하는지 알 필요가 있다.Therefore, the wavelength value ( In order to measure) You need to know which bandwidth range of.

그러므로, 입사광이 어느 범위에 해당되는지 모를 경우는 로그 비율 증폭기의 출력 값에 대해 여러 파장값이 존재하게 된다.Therefore, when the incident light falls in a range, there are various wavelength values for the output value of the logarithmic ratio amplifier.

하기의 수학식 3은 정수인에 따라 가변되는 파장을 나타내고, 여기서 파장은이 정수인 부분에서 불연속 상에 존재하는 특이점을 갖는 파장으로 분포된다.Equation 3 below is an integer Represents a wavelength that varies according to In this integer part, it is distributed by the wavelength which has a singular point which exists in a discontinuous phase.

또한, 수학식 4는 상기 수학식 3의 특이점을 갖는 파장 사이의 대역폭을 나타낸다.Equation 4 also represents a bandwidth between wavelengths having the singularity of Equation 3 above.

여기서,은 정수,은 위상 지연기의 복굴절률,은 위상 지연기의 길이를 나타낸다.here, Is an integer, Is the birefringence of the phase retarder, Represents the length of the phase retarder.

상기 수학식으로부터 특이점을 갖는 파장 사이의 대역폭에서는 출력 전압으로부터 파장값이 구해질 수 있다.In the bandwidth between wavelengths having a singularity, the wavelength value can be obtained from the output voltage.

한편, 편광 간섭계형 광 분할 모듈은 측정하고자하는 대역폭과 광검출기의 감도에 따라 파장 측정기의 분해능이 결정된다.On the other hand, in the polarization interferometer optical splitting module, the resolution of the wavelength detector is determined according to the bandwidth to be measured and the sensitivity of the photodetector.

하기의 수학식 5는 파장과 출력 전압의 관계를 나타내고 이것이 곧 분해능을 의미하며, 상기 수학식 5로부터 상기 분해능은 복굴절률과 길이와 관련이 있다는 것을 유추할 수 있으며, 또한 대역폭과 분해능은 반비례 관계를 가지고 있으므로 대역폭을 넓히기 위해서는 분해능을 낮추어야 하며, 분해능을 높이기 위해서는 대역폭을 좁혀야 하는 문제점이 존재하게 된다.Equation 5 below represents the relationship between the wavelength and the output voltage, which means resolution, and from Equation 5, it can be inferred that the resolution is related to the birefringence and the length, and the bandwidth and the resolution are inversely related. Therefore, the resolution must be lowered to increase the bandwidth, and the bandwidth must be narrowed to increase the resolution.

종래의 편광 간섭계형 광 분할 모듈은 입사광이 어느 파장대의 대역폭 내에 해당되는지 명확히 파악되지 않으며, 또한 측정 대역폭과 분해능의 반비례 관계로인해 대역폭을 넓게 하면 분해능이 나빠지고, 분해능을 세밀하게 하면 대역폭이 좁아지는 단점을 갖는다.Conventional polarization interferometric light splitting module is not clearly understood which wavelength range the incident light falls within. In addition, due to the inverse relationship between the measurement bandwidth and the resolution, the wider the bandwidth, the worse the resolution, and the finer the resolution, the narrower the bandwidth. Loss has its drawbacks.

따라서, 본 발명의 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 복수의 위상 지연/편광부를 이용하여 위상 지연/편광부의 길이를 상이하게 하여 파장 함수 곡선 사이에 위상차를 발생시켜 서로 보완적으로 파장값을 측정함으로써 측정 대역폭을 향상시키는 편광 간섭계 광파장 측정 방법을 제공할 수 있다.Accordingly, in order to solve the above problems of the present invention, by using a plurality of phase delay / polarization portion to vary the length of the phase delay / polarization portion to generate a phase difference between the wavelength function curve complementary wavelength By measuring the value, it is possible to provide a polarization interferometer optical wavelength measuring method which improves the measurement bandwidth.

또한, 복수의 위상 지연/편광부를 이용하여 위상 지연/편광부의 길이를 현저히 달리 하여 대역폭이 넓은 파장 함수 곡선과 대역폭이 좁은 파장 함수 곡선을 출력시켜 대역폭이 넓은 파장 함수 곡선을 바탕으로 넓은 대역폭 내에 존재하는 복수의 좁은 대역폭을 통해 파장값을 측정함으로써, 대역폭 및 분해능을 향상시키는 편광 간섭계 광파장 측정 방법을 제공할 수 있다.In addition, by using a plurality of phase delay / polarizers, the length of the phase delay / polarizer is remarkably different to output a wide bandwidth wavelength curve and a narrow bandwidth function curve to exist within a wide bandwidth based on the wide bandwidth wavelength curve. By measuring wavelength values through a plurality of narrow bandwidths, a polarization interferometer optical wavelength measuring method for improving bandwidth and resolution can be provided.

또한, 복수의 위상 지연/편광부를 가변 위상 지연/편광부로 대체하여 비교부의 출력 오차 발생을 신호 처리부의 위상 제어 신호에 의한 가변 위상 지연/편광부의 복굴절률 및 길이 조절을 통하여 출력 오차를 보상할 수 있는 편광 간섭계 광파장 측정 방법을 제공할 수 있다.Also, by replacing the plurality of phase delays / polarizers with variable phase delays / polarizers, the output error can be compensated for by adjusting the birefringence and the length of the variable phase delay / polarizer by the phase control signal of the signal processor. It is possible to provide a polarization interferometer optical wavelength measuring method.

도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 편광 간섭계 광 분할 장치의 개략도.1 is a schematic diagram of a polarization interferometer light splitting apparatus according to a preferred embodiment of the present invention.

도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 광 분할 장치에 입력되는 입사광이 복수의 광학 소자를 경유할 때마다 출력되는 편광의 방향을 설명하는 도면.FIG. 2 is a view for explaining a direction of polarized light output whenever an incident light input to an optical splitting apparatus according to an exemplary embodiment of the present invention passes through a plurality of optical elements. FIG.

도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 고정된 특성(복굴절률, 길이 등)을 갖는 복수의 위상 지연/편광부를 포함하는 편광 간섭계 광파장 측정 시스템의 구성도.3 is a block diagram of a polarization interferometer optical wavelength measurement system including a plurality of phase delay / polarization parts having fixed characteristics (birefringence, length, etc.) according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 4는 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른 가변 특성을 갖는 위상 지연/편광부를 포함하는 편광 간섭계 광파장 측정 시스템의 구성도.4 is a block diagram of a polarization interferometer optical wavelength measurement system including a phase delay / polarization part having variable characteristics according to another exemplary embodiment of the present invention.

도 5는 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른 제1 위상 지연/편광부, 제2 위상 지연/편광부 및 제3 위상 지연/편광부에 의해 출력된 파장 함수 곡선을 예시한 도면.5 is a diagram illustrating a wavelength function curve output by a first phase delay / polarizer, a second phase delay / polarizer, and a third phase delay / polarizer according to another exemplary embodiment of the present invention.

도 6은 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른 제1 위상 지연/편광부, 제2위상 지연/편광부 및 제3 위상 지연/편광부에 의해 출력된 파장 함수 곡선으로부터 파장값 산출을 설명하기 위한 순서도.FIG. 6 illustrates the calculation of the wavelength value from the wavelength function curves output by the first phase delay / polarization unit, the second phase delay / polarization unit, and the third phase delay / polarization unit according to another exemplary embodiment of the present invention. Flowchart.

도 7은 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른 비교부에서 산출된 전압값을 바탕으로 신호 처리부에서 증폭 이득의 조절을 통해 최적의 전압값을 산출하기 위한 알고리즘을 설명하기 위한 순서도.7 is a flowchart illustrating an algorithm for calculating an optimal voltage value by adjusting an amplification gain in a signal processor based on a voltage value calculated by a comparator according to another exemplary embodiment of the present invention.

도 8은 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른 제1 위상 지연/편광부와 제2 위상 지연/편광부에 의해 출력된 파장 함수 곡선을 예시한 도면.8 illustrates a wavelength function curve output by a first phase delay / polarizer and a second phase delay / polarizer according to another preferred embodiment of the present invention.

도 9는 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른 제1 위상 지연/편광부와 제2 위상 지연/편광부의 매질의 굴절룰차는 동일하고 길이의 미세한 차이에 의한 파장 함수 곡선간의 위상차를 이용하여 각 파장 함수 곡선의 특이점에서의 파장값 측정의 불명료함을 보정하는 것을 예시한 도면.FIG. 9 is a diagram illustrating the refraction difference between the media of the first phase delay / polarization unit and the second phase delay / polarization unit according to another preferred embodiment of the present invention, and using the phase difference between the wavelength function curves due to minute differences in length. A diagram illustrating the correction of the ambiguity of the measurement of the wavelength value at the singular point of the function curve.

도 10은 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른 미세한 길이 차이를 포함하는 제1 위상 지연/편광부 및 제2 위상 지연/편광부로부터 출력된 파장 함수 곡선 사이의 위상차에 의한 보상된 파장값 산출을 설명하기 위한 순서도.FIG. 10 illustrates the calculation of a compensated wavelength value due to a phase difference between a wavelength function curve output from a first phase delay / polarization unit and a second phase delay / polarization unit including a minute length difference according to another exemplary embodiment of the present invention. Flowchart for illustration.

도 11은 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른 일직선 상에 직렬로 배치된 복수개의 가변 위상 지연기로 구성된 가변 위상 지연/편광부의 구성도.FIG. 11 is a configuration diagram of a variable phase delay / polarization unit composed of a plurality of variable phase retarders disposed in series in a straight line according to another exemplary embodiment of the present invention. FIG.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

100, 200 : 광 분할 모듈 101 : 지지대100, 200: optical splitting module 101: support

103 : 브라켓 105 : 콜리메이터103: bracket 105: collimator

110, 210 : 편광 분할부 112, 144 : 제1, 2 편광 분할기110, 210: polarization divider 112, 144: first and second polarization divider

120, 220 : 파장 측정 모듈120, 220: wavelength measurement module

124, 128, 129, 224, 228, 229 : 제1, 2 전압 검출부124, 128, 129, 224, 228, and 229: first and second voltage detectors

130, 230 : 신호 처리부130, 230: signal processing unit

140a, 140b, 140n : 제1, 2, n 위상 지연/편광부140a, 140b, 140n: first, second, n phase delay / polarization part

142 : 위상 지연기142: phase delay

150a, 150b, 150n, 250a, 250b, 250n : 제1, 2, n 광검출부150a, 150b, 150n, 250a, 250b, 250n: first, second, n photodetector

160a, 160b, 160n, 260a, 260b, 260n : 제1, 2, n 비교부160a, 160b, 160n, 260a, 260b, 260n: first, second and n comparison units

240a, 240b, 240n : 제1, 제2, n 가변 위상 지연/편광부240a, 240b, 240n: first, second, n variable phase delay / polarization parts

300, 330, 370 : 제1 위상 지연/편광부에 의한 파장 함수 곡선300, 330, 370: wavelength function curve by first phase delay / polarization part

310, 340, 372 : 제2 위상 지연/편광부에 의한 파장 함수 곡선310, 340, 372: wavelength function curve by second phase delay / polarization unit

350, 360 : 제1 위상 지연/편광부, 제2 위상 지연/편광부에 의한 파장 함수 곡선의 대역폭350, 360: bandwidth of the wavelength function curve by the first phase delay / polarization unit and the second phase delay / polarization unit

374 : 측정 오차가 큰 부분 376 : 측정 오차가 작은 부분374: portion with large measurement error 376: portion with small measurement error

378 : 측정 대역폭 720a, 720b, 720c : 액정378: measurement bandwidth 720a, 720b, 720c: liquid crystal

710a, 710b, 710c : 가변 위상 지연기 730a, 730b, 730c : 전극판710a, 710b, 710c: variable phase retarder 730a, 730b, 730c: electrode plate

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 측면에 따르면, 복수의 위상 지연/편광부로부터 출력되는 각각의 위상 지연/편광 신호를 이용하여 제1 전압값, 제2 전압값 및 제3 전압값을 산출하고, 상기 제1 전압값을 이용하여 파장 측정 구간을 결정하고, 상기 파장 측정 구간 내에서 상기 제2 전압값 및 상기 제3 전압값의 절대값을 비교하고, 상기 비교하는 단계의 결과와 상기 파장 측정 구간을 이용하여 파장값을 산출하는 것을 특징으로 하는 편광 간섭계 광파장 측정 방법이 제공된다.In order to achieve the above object, according to an aspect of the present invention, the first voltage value, the second voltage value and the third voltage value by using the respective phase delay / polarization signal output from the plurality of phase delay / polarization unit Calculating, determining a wavelength measurement section using the first voltage value, comparing an absolute value of the second voltage value and the third voltage value within the wavelength measurement section, and comparing the result with the result Provided is a polarization interferometer optical wavelength measuring method comprising calculating a wavelength value using a wavelength measuring section.

또한, 상기 제1 전압값, 상기 제2 전압값 및 상기 제3 전압값을 각각 산출하는 것은 증폭 이득(G[i])표 및 최대 i(imax)를 설정하고(여기서, i는 증폭 이득을 조절하는 정수), 상기 최대 i에 상응하는 증폭 이득을 바탕으로 전압값 범위(Vmax, Vmin)를 설정하고, 비교부로부터 출력된 전압값(Vin)을 산출하고, 현재의 i를 최대 i 또는 최소 i와의 비교를 통해 전압값(Vo)을 산출하는 것을 더 포함할 수 있다.In addition, calculating the first voltage value, the second voltage value, and the third voltage value, respectively, sets an amplification gain (G [i]) table and a maximum i (imax), where i is an amplification gain. To adjust the voltage value range (Vmax, Vmin) based on the amplification gain corresponding to the maximum i, calculate the voltage value Vin output from the comparator, and set the current i to the maximum i or the minimum. The method may further include calculating a voltage value Vo by comparing with i.

또한, 현재의 i가 최대 i를 초과하거나 또는 최소 i 미만일 경우, 상기 비교부로부터 출력된 전압값(Vin)과 최대 전압값(Vmax)을 비교하고, 최대 전압값(Vmax)보다 클 경우 현재의 i에서 1을 감산하고, 크지 않을 경우 상기 비교부로부터 출력된 전압값(Vin)과 최소 전압값(Vmin)을 비교하고, 최소 전압값(Vmin)보다 작을 경우 현재의 i에서 1을 가산하고, 클 경우 전압값(Vo)을 산출하는 것을 더 포함할 수 있다.In addition, when the current i exceeds the maximum i or less than the minimum i, the voltage value Vin output from the comparison unit is compared with the maximum voltage value Vmax, and when the current i is larger than the maximum voltage value Vmax, Subtract 1 from i, compare the voltage value Vin output from the comparator with the minimum voltage value Vmin if it is not large, add 1 from the current i if it is less than the minimum voltage value Vmin, If greater, the method may further include calculating a voltage value Vo.

또한, 상기 복수의 위상 지연/편광부는 0.00848의 복굴절률과 1.7㎜의 길이인 제1 위상 지연/편광부, 0.00848의 복굴절률과 15㎜의 길이인 제2 위상 지연/편광부 및 0.00848의 복굴절률과 15.3㎜의 길이인 제3 위상 지연/편광부가 사용될 수있다.In addition, the plurality of phase delay / polarization parts has a birefringence of 0.00848 and a first phase delay / polarization part having a length of 1.7 mm, a birefringence of 0.00848 and a second phase delay / polarization part having a length of 15 mm and a birefringence of 0.00848. And a third phase delay / polarizer having a length of 15.3 mm can be used.

바람직한 일 실시예에서, 각각의 위상 제어 신호에 상응하는 만큼 복굴절률 및 길이를 각각 가변하고, 가변된 가변 위상 지연/편광부로부터 출력된 가변 위상 지연/편광 신호를 이용하여 제1 전압값 및 제2 전압값을 각각 산출하고, 상기 제1 전압값을 이용하여 파장 측정 구간을 결정하고, 상기 파장 측정 구간 내에서 상기 제2 전압값 및 상기 제3 전압값의 절대값을 비교하고, 상기 비교하는 단계의 결과와 상기 파장 측정 구간을 이용하여 파장값을 산출하는 것을 특징으로 하는 편광 간섭계 광파장 측정 방법이 제공된다.In a preferred embodiment, the birefringence and the length are respectively varied as corresponding to each phase control signal, and the first voltage value and the first voltage value are generated using the variable phase delay / polarization signal output from the variable variable phase delay / polarization unit. Calculates two voltage values, determines a wavelength measurement section using the first voltage value, compares the absolute value of the second voltage value and the third voltage value within the wavelength measurement section, and compares the absolute value. Provided is a polarization interferometer optical wavelength measuring method comprising calculating a wavelength value using the result of the step and the wavelength measuring section.

또한, 상기 가변 위상 지연/편광부는 일직선상에 복수로 구성되어 각각의 복굴절률 및 길이를 가변시키는 복수의 가변 위상 지연기가 사용될 수 있다.In addition, a plurality of variable phase delay / polarizers may be configured in plural on a straight line to vary the birefringence and the length.

또한, 상기 위상 제어 신호는 상기 복수의 가변 위상 지연기에 선택적으로 공급되는 것을 특징으로 한다.The phase control signal may be selectively supplied to the plurality of variable phase retarders.

바람직한 또 다른 실시예에서, 복수의 위상 지연/편광부로부터 출력되는 각각의 위상 지연/편광 신호를 이용하여 제1 전압값 및 제2 전압값을 산출하고, 상기 제1 전압값을 파장 측정 구간을 결정하고, 상기 파장 측정 구간 및 상기 제2 전압값을 이용하여 파장값을 산출하는 것을 특징으로 하는 편광 간섭계 광파장 측정 방법이 제공된다.In another preferred embodiment, the first voltage value and the second voltage value are calculated using the respective phase delay / polarization signals output from the plurality of phase delay / polarization parts, and the first voltage value is determined using the wavelength measurement section. And a wavelength value is calculated using the wavelength measurement section and the second voltage value.

바람직한 또 다른 실시예에서, 복수의 위상 지연/편광부로부터 출력되는 각각의 위상 지연/편광 신호를 이용하여 제1 전압값 및 제2 전압값을 산출하고, 상기 제2 전압값 및 상기 제3 전압값의 절대값을 비교하고, 상기 비교하는 단계의 결과를 바탕으로 파장값을 산출하는 것을 특징으로 하는 편광 간섭계 광파장 측정 방법이 제공된다.In another preferred embodiment, the first voltage value and the second voltage value are calculated using respective phase delay / polarization signals output from the plurality of phase delay / polarization parts, and the second voltage value and the third voltage value are calculated. A polarization interferometer optical wavelength measuring method is provided which compares an absolute value of a value and calculates a wavelength value based on the result of the comparing step.

바람직한 또 다른 실시예에서, 복수의 위상 지연/편광 신호를 이용하여 복수의 전압값을 각각 산출하고, 상기 복수의 전압값 중 적어도 하나의 전압값을 이용하여 파장 측정 구간을 결정하고, 상기 파장 측정 구간 내에서 상기 복수의 전압값 중 상기 적어도 하나의 전압값이 아닌 다른 전압값 중 적어도 2개의 전압값의 절대값을 비교하고, 상기 비교하는 단계의 결과와 상기 파장 측정 구간을 이용하여 파장값을 산출하는 것을 특징으로 하는 편광 간섭계 광파장 측정 방법이 제공된다.In another preferred embodiment, a plurality of voltage values are respectively calculated using a plurality of phase delay / polarization signals, a wavelength measurement interval is determined using at least one of the plurality of voltage values, and the wavelength measurement. Comparing an absolute value of at least two voltage values among voltage values other than the at least one voltage value among the plurality of voltage values, and comparing the wavelength value using the result of the comparing step and the wavelength measurement interval. A polarization interferometer optical wavelength measuring method is provided, characterized in that it is calculated.

바람직한 또 다른 실시예에서, 위상 지연/편광 신호를 이용하여 복수의 전압값을 측정하고, 각각 미리 정해진 전압값 측정 범위를 바탕으로 상기 범위를 초과할 경우 이득 제어 신호를 생성하고, 상기 이득 제어 신호에 따라 해당 이득을 조절하는 것을 특징으로 하는 편광 간섭계 광파장 측정 방법이 제공된다.In another preferred embodiment, a plurality of voltage values are measured using a phase delay / polarization signal, each generating a gain control signal when the range is exceeded based on a predetermined voltage value measuring range, and the gain control signal. In accordance with the present invention, a polarization interferometer optical wavelength measuring method is provided.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 입사광을 직교 분할하여 제1 편광 신호 및 제2 편광 신호를 출력하는 편광 분할부, 각각 복굴절률과 길이 중 적어도 하나가 다르며, 상기 제1 편광 신호 및 상기 제2 편광 신호 중 어느 하나를 입력하여 설정된 길이 및 복굴절률에 상응하는 만큼 위상 지연한 후, 편광 분할하여 2개의 위상 지연/편광 신호를 출력하는 복수의 위상 지연/편광부, 각각 입사되는 상기 2개의 위상 지연/편광 신호들의 광세기에 비례하는 전류값을 가지는 검출 신호를 출력하는 복수의 광검출부, 각각 상응하는 복수의 광검출부로부터 출력되는 2개의 검출 신호의 로그비율에 따른 전압값을 출력하는 복수의 비교부 및 상기 복수의 비교부로부터 입력되는 복수의 전압값을 분석하여 파장값을 출력하는 상기 신호 처리부를 포함하는 것을 특징으로 하는 측정 대역폭 및 분해능을 향상시킨 편광 간섭계 광파장 측정 시스템이 제공된다.According to another aspect of the present invention, a polarization splitting unit for outputting a first polarized signal and a second polarized signal by orthogonally dividing the incident light, at least one of a birefringence and a length is different, respectively, the first polarized signal and the second polarized light A plurality of phase delays / polarizers for inputting any one of the signals to a phase delay corresponding to the set length and the birefringence, and outputting two phase delays / polarization signals by polarization division, respectively, the two phase delays incident A plurality of photodetectors for outputting a detection signal having a current value proportional to the light intensity of the polarized signals, and a plurality of comparisons for outputting a voltage value according to a log ratio of two detection signals output from a corresponding plurality of photodetectors, respectively And a signal processing unit for outputting a wavelength value by analyzing a plurality of voltage values input from the plurality of comparison units. It is provided with a polarized light wavelength measuring interferometer system with improved measured bandwidth, and resolution.

또한, 상기 복수의 위상 지연/편광부는 매질의 복굴절률 및 길이가 고정되어 있는 위상 지연기 및 매질의 복굴절률과 길이가 가변되는 복수의 가변 위상 지연기 중 어느 하나이고, 위상 제어 신호의 선택에 의해 변위가 발생되는 복수의 액정 및 상기 액정을 포함하는 위상 지연기의 상·하로 설치되는 전극판으로 구성되는 것을 특징으로 한다.The plurality of phase delay / polarizers may be any one of a phase retarder having a fixed birefringence and a length of a medium, and a plurality of variable phase retarders having a variable birefringence and a length of a medium. And a plurality of liquid crystals in which displacements are generated and electrode plates provided above and below the phase retarder including the liquid crystals.

또한, 상기 신호 처리부는 상기 복수의 전압값의 범위에 기초하여 복수의 이득 제어 신호를 발생하며, 상기 복수의 비교부 각각은 상기 복수의 이득 제어 신호 중 해당되는 이득 제어 신호에 따라 이득이 조절되는 것을 특징으로 한다.The signal processor may generate a plurality of gain control signals based on the range of the plurality of voltage values, and each of the plurality of comparison units may adjust gain according to a corresponding gain control signal among the plurality of gain control signals. It is characterized by.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

여기서, 위상 지연/편광부를 이용하여 광파장을 측정하는 하나의 광 분할 모듈 및 파장 측정 모듈을 구비한 편광 간섭계 광파장 측정 장치는 특허 10-2000-0021148의 "휴대용 편광 간섭계 광파장 측정 장치 및 측정 방법"으로 출원되었고, 본 발명은 입사광의 파장값을 넓은 파장 범위에서 보다 정확하고 세밀하게 측정하는 것에 관한 것이다.Here, the polarization interferometer optical wavelength measuring device having one optical splitting module and wavelength measuring module for measuring the optical wavelength by using the phase delay / polarization part is a "portable polarization interferometer optical wavelength measuring device and measuring method" of Patent 10-2000-0021148. The present invention relates to measuring the wavelength value of incident light more accurately and precisely over a wider wavelength range.

우선, 상기 편광 간섭계 광파장 측정 장치는 크게 필요에 따라 입사광을 한축 또는 두 축으로 편광하여 출력시키는 제1 편광부, 일 축으로 편광된 광을 입력받아 패스트(Fast) 축 및 슬로우(Slow) 축에 따른 위상차가 상이한 복수의 편광 신호를 출력하는 위상 지연/편광부, 상기 위상 지연/편광부로부터 분할된 각 편광 신호의 광파워 세기에 상응한 검출 신호의 비에 따른 전압 신호를 출력하는 전압 검출부 및 상기 전압 신호에 상응하는 파장값을 산출하는 신호 처리부로 구성된다.First, the polarization interferometer optical wavelength measuring device is a first polarization unit that polarizes and outputs incident light in one or two axes as needed, and receives light polarized in one axis on a fast axis and a slow axis. A phase delay / polarization unit for outputting a plurality of polarization signals having different phase differences, and a voltage detector for outputting a voltage signal according to a ratio of detection signals corresponding to optical power intensities of the polarization signals divided from the phase delay / polarization unit; And a signal processor for calculating a wavelength value corresponding to the voltage signal.

상기 구성으로부터 생성된 위상차를 포함하는 각각의 편광 성분의 위상 지연/편광 신호가 검출되고, 상기 위상 지연/편광 신호를 검출 신호로 각각 변환하고 상기 검출 신호를 로그 비율 증폭기를 이용하여 전압 신호를 출력하고, 상기 전압 신호를 파장에 대한 함수의 곡선과 대응시킴으로써, 출력 전압값이 산출되면 상기 출력 전압값에 상응하는 입사광의 파장값이 측정된다.A phase delay / polarization signal of each polarization component including the phase difference generated from the configuration is detected, converting the phase delay / polarization signal into a detection signal, respectively, and outputting the voltage signal using a log ratio amplifier. By matching the voltage signal with a curve of the function of the wavelength, when the output voltage value is calculated, the wavelength value of the incident light corresponding to the output voltage value is measured.

그러나, 상기의 편광 간섭계 광파장 측정 장치는 구성이 간단하면서 비용을 현저히 낮추면서 광파장을 용이하게 측정하는데 그 목적이 있으나, 상기 수학식 5에서 보는 바와 같이 통상 광파장 측정시 측정 대역폭과 분해능은 반비례 관계에 있으므로, 상기 위상 지연/편광부를 가변시켜 측정 대역폭을 확대하면 분해능이 저하되고, 반면에 분해능을 향상시키면 측정 대역폭이 작아져 측정 범위가 줄어들게 된다.However, the above-described polarization interferometer optical wavelength measuring device has a purpose to easily measure the optical wavelength while the structure is simple and the cost is significantly lowered. However, as shown in Equation 5, the measurement bandwidth and the resolution are inversely related in the optical wavelength measurement. Therefore, when the measurement bandwidth is increased by varying the phase delay / polarization part, the resolution is lowered. On the other hand, when the resolution is improved, the measurement bandwidth is reduced and the measurement range is reduced.

따라서, 본 발명은 종래의 편광분할부, 위상 지연/편광부를 포함하는 광 분할 모듈 및 전압 검출부 및 신호 처리부를 포함하는 파장 측정 모듈로 이루어진 광파장 측정 장치에 있어서, 상기 위상 지연/편광부를 복수로 구성하여 하나의 위상 지연/편광부는 측정 대역폭을 확대하고 다른 위상 지연/편광부는 분해능을 향상시킴으로써, 측정 대역폭 확대에 따른 분해능의 저하를 보상하고자 한 것이다.Accordingly, the present invention provides an optical wavelength measuring device comprising a conventional polarization splitter, an optical splitting module including a phase delay / polarization unit, and a wavelength measuring module including a voltage detector and a signal processing unit. Thus, one phase delay / polarization unit enlarges the measurement bandwidth and the other phase delay / polarization unit improves the resolution, thereby compensating for the degradation of the resolution due to the expansion of the measurement bandwidth.

도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 편광 간섭계 광 분할 장치의 개략도를 나타낸다.1 shows a schematic diagram of a polarization interferometer light splitting apparatus according to a preferred embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 광 분할 장치는 복수개의 광학소자(즉, 편광 분할부(110), 위상 지연/편광부(140a, 140b)를 포함한다)와 상기 광학 소자의 구성 요소를 장착·고정하는 브라켓(103)으로 구성된다.Referring to FIG. 1, an optical splitter includes a plurality of optical elements (that is, polarization splitter 110 and phase delay / polarizers 140a and 140b) and components for mounting and fixing components of the optical element. It is composed of a bracket (103).

상기 브라켓(103)은 상기 광학 소자를 설치할 수 있도록 내부가 비어 있는 한편, 일측으로 돌출된다.The bracket 103 is hollow inside and protrudes to one side to install the optical element.

상기 브라켓(103)의 앞단에는 콜리메이터(Collimator)(105)를 고정 지지하는 지지대(101)가 구비된다.The front end of the bracket 103 is provided with a support 101 for fixing and supporting the collimator (Collimator) (105).

상기 콜리메이터(101) 후단에는 일정 거리를 두고 입사광을 복수의 편광 신호로 분할하는 제1 편광 분할기(112)가 구비되고, 상기 제1 편광 분할기(112)로부터 복수로 출력되는 편광 신호를 입력받는 위상 지연/편광부(140a, 140b)가 복수로 구비된다.A first polarization splitter 112 is provided at a rear end of the collimator 101 to split incident light into a plurality of polarization signals at a predetermined distance, and a phase for receiving a plurality of polarization signals output from the first polarization splitter 112. A plurality of delay / polarization parts 140a and 140b are provided.

즉, 하나의 편광 신호는 상기 제1 편광 분할기(112)의 후단의 제1 위상 지연/편광부(140b)로 입력되고, 다른 편광 신호는 상기 제1 편광 분할기(112)의 측면으로 출력되어 상기 브라켓(103)의 일측으로 돌출된 브라켓에 구비된 제2 위상 지연/편광부(140b)로 입력된다.That is, one polarization signal is input to the first phase delay / polarization unit 140b at the rear end of the first polarization divider 112, and the other polarization signal is output to the side of the first polarization divider 112 and the The second phase delay / polarization unit 140b provided in the bracket protruding to one side of the bracket 103 is input.

여기서, 미설명 부호 142는 위상 지연기, 144는 제2 편광 분할기, 150a 및 150b는 광검출부를 나타낸다.Here, reference numeral 142 denotes a phase retarder, 144 denotes a second polarization splitter, and 150a and 150b denote a photodetector.

각각의 광학소자의 특징 및 기능은 하기에 더욱 상세히 후술하기로 한다.The features and functions of each optical element will be described later in more detail.

도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 광 분할 장치에 입력되는 입사광이 복수의 광학 소자를 경유할 때마다 출력되는 편광의 방향을 설명하는 도면을 나타낸다.FIG. 2 is a diagram illustrating a direction of polarized light output whenever an incident light input to an optical splitter according to an exemplary embodiment of the present invention passes through a plurality of optical elements.

먼저, 콜리메이터(105)를 경유하여 출력된 입사광은 진공 상태에서 전계와 자계의 결합인 전자기파로 진행하고, 이때 입사광은 X축 성분 및 Y축 성분의 광 신호 모두를 포함한다.First, the incident light output via the collimator 105 proceeds to the electromagnetic wave which is a combination of an electric field and a magnetic field in a vacuum state, and the incident light includes both an X-axis component and an optical signal of the Y-axis component.

상기 입사광은 제1 편광 분할기(112)로 입력되어 복수의 편광 신호로 분할되고, 일부는 Y축 방향의 광 신호를 모두 흡수하여 X축 성분만의 편광 신호를 상기 제1 편광 분할기(112)의 후단으로 출력되고, 다른 일부는 X축 방향의 광 신호를 모두 흡수하여 Y축 성분만의 편광 신호를 상기 제1 편광 분할기(112)의 일측면으로 출력시킨다.The incident light is input to the first polarization splitter 112 and divided into a plurality of polarization signals, and part of the light absorbs all of the optical signals in the Y-axis direction, thereby converting the polarization signal of only the X-axis component into the first polarization splitter 112. It is output to the rear stage, and the other part absorbs all the optical signals in the X-axis direction and outputs a polarization signal of only the Y-axis component to one side of the first polarization splitter 112.

그리고, X축 및 Y축 방향의 편광 신호는 위상 지연/편광부(140a, 140b)로 입력된다.The polarization signals in the X-axis and Y-axis directions are input to the phase delay / polarization parts 140a and 140b.

상기 위상 지연/편광부(140a, 140b)는 상기 제1 편광 분할기로(112)부터 출력된 편광 신호를 입력받아 패스트(Fast) 축과 슬로우(Slow) 축을 따라 진행함에 따라 매질의 복굴절률과 길이(L)에 의해 결정되는 위상차를 발생시키는 위상 지연기(142)와 상기 위상 지연기(142)로부터 출력된 위상차를 포함하는 X축 및 Y축 방향의 편광 신호를 분할하는 제2 편광 분할기(144)로 이루어진다.The phase delay / polarizers 140a and 140b receive the polarization signal output from the first polarization splitter 112 and proceed along the fast axis and the slow axis, and thus the birefringence and the length of the medium. A second polarization splitter 144 for dividing a polarization signal in the X- and Y-axis directions including a phase retarder 142 for generating a phase difference determined by (L) and a phase difference output from the phase retarder 142. )

따라서, 제1 편광 분할기(112)로부터 출력된 입사광은 X축 및 Y축 편광 신호로 분할되고, 다시 각각의 편광 신호는 위상 지연/편광부(140a, 140b)를 경유하면서 다시 X축 편광 신호와 Y축 편광 신호로 분할되므로, 위상 지연/편광부(140a, 140b)가 두개가 존재할 때 최종 출력되는 편광 신호는 X축 방향 2개(Po11, Po21)와 Y축 방향 2개(Po12, Po22)의 모두 4개의 편광이 출력된다.Therefore, the incident light output from the first polarization splitter 112 is divided into an X-axis and a Y-axis polarization signal, and again each polarization signal passes through the phase delay / polarization units 140a and 140b again with the X-axis polarization signal. Since it is divided into Y-axis polarized signals, when two phase delay / polarizers 140a and 140b exist, the final polarized signals are two X-axis directions (Po11, Po21) and two Y-axis directions (Po12, Po22). 4 polarizations are output.

도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 고정된 특성(복굴절률, 길이 등)를 갖는 복수의 위상 지연/편광부를 포함하는 편광 간섭계 광파장 측정 시스템의 구성도를 나타낸다.3 is a block diagram of a polarization interferometer optical wavelength measurement system including a plurality of phase delay / polarization units having fixed characteristics (birefringence, length, etc.) according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 편광 간섭계 광파장 측정 시스템은 크게 분류하면, 복수의 광학 소자를 포함하는 광 분할 모듈(100)과 상기 광학 소자의 위상차를 포함하는 광파워 세기를 바탕으로 파장 신호를 검출하는 파장 측정 모듈(120)로 구성된다.Referring to FIG. 3, a polarization interferometer optical wavelength measuring system is classified broadly, a wavelength for detecting a wavelength signal based on an optical splitting module 100 including a plurality of optical elements and an optical power intensity including a phase difference between the optical elements. It consists of a measurement module 120.

즉, 상기 광 분할 모듈(100)은 각각의 광학 소자를 브라켓에 설치하는 장치에 관한 것이고, 상기 파장 측정 모듈(120)은 상기 광학 소자를 경유하여 위상차를 포함하는 각 편광 신호의 광파워 세기를 바탕으로 출력 신호(Vo1, Vo2, Von)를 산출하고, 상기 출력 신호를 이용하여 파장 신호를 검출하는 전자 회로에 관한 것이다.That is, the optical splitting module 100 relates to a device for installing each optical element on a bracket, and the wavelength measuring module 120 measures the optical power intensity of each polarized signal including a phase difference via the optical element. The present invention relates to an electronic circuit for calculating output signals Vo1, Vo2, and Von and detecting wavelength signals using the output signals.

상기 광 분할 모듈(100)은 입사광을 복수의 편광 신호로 분할하는 편광 분할부(110)와 상기 편광 분할부(110)로부터 출력된 각 축의 편광 신호는 위상 지연기에 의해 위상차가 생성되고 편광 분할기에 의해 복수의 편광 신호를 출력시키는 복수의 위상 지연/편광부(140a, 140b, 140n)로 구성된다.The optical splitting module 100 generates a phase difference between a polarization splitting unit 110 for dividing incident light into a plurality of polarization signals and a polarization signal of each axis output from the polarization splitting unit 110 by a phase retarder. By a plurality of phase delay / polarization parts 140a, 140b, 140n for outputting a plurality of polarized signals.

상기 편광 분할부(110)는 입사광을 복수의 편광 상태에 관계없이 세기만 일정한 비율(일반적으로 50:50)로 분할하고, 상기 분할된 광을 X축 편광 신호와 Y축 편광 신호로 출력시키는 제1 편광 분할기를 포함한다.The polarization dividing unit 110 divides the incident light into a constant ratio (typically 50:50) only in intensity regardless of the plurality of polarization states, and outputs the divided light as an X-axis polarization signal and a Y-axis polarization signal. 1 polarization divider.

상기 제1 편광 분할기는 입사광의 편광 분할 횟수에 따라 광분할기, 편광기 또는 회전기의 조합으로 이루어지는 것이 바람직하다.The first polarization splitter may be a combination of a light splitter, a polarizer, or a rotator according to the number of polarization divisions of incident light.

또한, 상기 편광 분할기의 전단에는 필요에 따라 입사광을 일정한 빔폭으로 진행시켜 주는 콜리메이터를 설치할 수 있다.In addition, a collimator may be provided at the front end of the polarization splitter for advancing incident light to a constant beam width as necessary.

따라서, 상기 제1 편광 분할기로부터 출력된 편광 신호는 X축 편광 신호와 Y축 편광 신호의 두개가 출력된다.Accordingly, two polarized signals output from the first polarized light splitter are outputted as X-axis polarized signals and Y-axis polarized signals.

상기 위상 지연/편광부(140a, 140b, 140n)는 상기 편광 분할부(110)로부터 출력된 각 축의 편광 신호를 입력받아 상기 편광 신호를 복굴절률 및 길이에 따라 위상 지연시키는 위상 지연기와 상기 위상 지연된 광을 X축 편광 신호와 Y축 편광 신호로 분할하는 제2 편광 분할기로 구성된다.The phase delay / polarizers 140a, 140b, and 140n may receive a polarization signal of each axis output from the polarization splitter 110 and phase-delay the polarization signal according to birefringence and length. And a second polarization splitter that splits light into an X-axis polarization signal and a Y-axis polarization signal.

필요에 따라 상기 위상 지연/편광부(140a, 140b, 140n)는 복수로 구성될 수 있다.If necessary, the phase delay / polarization parts 140a, 140b, and 140n may be configured in plural.

상기 위상 지연기는 입력된 편광 신호가 패스트 축과 슬로우 축으로 진행하면서 매질의 복굴절률과 길이에 따라 위상차를 발생시킨다.The phase retarder generates a phase difference according to the birefringence and the length of the medium while the input polarized signal travels on the fast axis and the slow axis.

따라서, 상기 위상 지연기의 복굴절률과 길이에 따라 위상차는 다르게 되고, 상기 위상차에 의해 파장 측정 모듈을 통해 출력된 전압 신호의 파장 함수에서 파장값을 결정할 수 있다.Accordingly, the phase difference is different according to the birefringence and the length of the phase retarder, and the wavelength value may be determined from the wavelength function of the voltage signal output through the wavelength measuring module by the phase difference.

상기 위상 지연/편광부(140a, 140b, 140n)는 제1 위상 지연/편광부, 제2 위상 지연/편광부로 필요에 따라 복수로 구성되고, 상기 제1 위상 지연/편광부(140a)는 측정 대역폭을 설정하는데 사용하고, 상기 제2 위상 지연/편광부(140b)는 상기의 제1 위상 지연/편광부(140a)의 측정 대역폭 내의 분해능을 향상시켜 보다 정밀한 파장값을 측정하는데 사용된다.The phase delay / polarizers 140a, 140b, and 140n may include a plurality of first phase delay / polarizers and a second phase delay / polarizer, as necessary, and the first phase delay / polarizers 140a may be measured. Used to set the bandwidth, the second phase delay / polarizer 140b is used to measure a more precise wavelength value by improving the resolution within the measurement bandwidth of the first phase delay / polarizer 140a.

이는 하기에 파장 측정 모듈을 설명할 때 상세히 기술하기로 한다.This will be described in detail later when describing the wavelength measurement module.

상기 제1 편광 분할기 또는 제2 편광 분할기는 석영(Quartz) 재질이 바람직하다.The first polarizing splitter or the second polarizing splitter is preferably made of quartz.

더욱 바람직하기로는 제2 편광 분할기는 빔 스플리터(Beam Splitter)를 사용한다.More preferably, the second polarization splitter uses a beam splitter.

지금까지 설명한 편광 분할부 및 위상 지연/편광부는 브라켓 및 지지대에 의해 고정·장착되는 장치로서, 하나의 세트로 제작될 수 있다.The polarization splitting part and the phase delay / polarization part described so far are fixed and mounted by a bracket and a support, and can be manufactured in one set.

다음, 상기 파장 측정 모듈(120)은 전압 검출부(122, 124, 126)와 신호 처리부(130)를 포함한다.Next, the wavelength measuring module 120 includes voltage detectors 122, 124, and 126 and a signal processor 130.

상기 전압 검출부(122, 124, 126)는 상기 위상 지연/편광부(140a, 140b, 140n)로부터 출력된 위상차를 포함하는 축 방향의 위상 지연/편광 신호(Po11, Po12, Po21, Po22, Pon1, Pon2)를 검출하여 상기 위상 지연/편광 신호의 광파워 세기에 상응하는 검출 신호(Io11, Io12, Io21, Io22, Ion1, Ion2)로 변환하는 복수의 광검출부(150a, 150b, 150n) 및 상기 검출 신호의 로그비에 따른 출력 신호(Vo1, Vo2, V0n)을 생성하는 복수의 비교부(160a, 160b, 160n)를 포함한다.The voltage detectors 122, 124, and 126 include phase delay / polarization signals Po11, Po12, Po21, Po22, Pon1, which include phase differences output from the phase delay / polarization units 140a, 140b, and 140n. A plurality of photodetectors 150a, 150b, 150n for detecting Pon2) and converting them into detection signals Io11, Io12, Io21, Io22, Ion1, and Ion2 corresponding to the optical power intensities of the phase delay / polarization signal; And a plurality of comparison units 160a, 160b, and 160n for generating output signals Vo1, Vo2, and V0n according to the log ratio of the signals.

따라서, 상기 전압 검출부는 상기 위상 지연/편광부의 위상차를 포함하는 각각의 광파워 세기를 이용하여 출력 전압을 산출하는 것이다.Accordingly, the voltage detector calculates an output voltage using the respective optical power intensities including the phase difference of the phase delay / polarization unit.

상기 비교부(160a, 160b, 160n)는 신호 처리부의 이득 제어 신호에 의해 전압 신호의 범위를 조절하는 증폭 이득을 포함한다,The comparator 160a, 160b, 160n includes an amplification gain for adjusting a range of a voltage signal by a gain control signal of a signal processor.

상기 신호 처리부(130)는 상기 비교부(160a, 160b, 160n)로부터 출력된 출력 신호를 입력하여 위상 지연기의 복굴절률 및 길이에 따른 파장 함수 곡선을 이용하여 파장 신호()를 산출한다.The signal processor 130 inputs an output signal output from the comparator 160a, 160b, 160n and uses a wavelength function curve according to the birefringence and the length of the phase retarder. ) Is calculated.

또한, 상기 신호 처리부(130)로부터 출력된 파장 신호를 출력하기 위해서 표시부를 설치하는 것이 바람직하다.In addition, in order to output the wavelength signal output from the signal processing unit 130, it is preferable to provide a display unit.

상기 표시부는 인간이 인지할 수 있는 모든 표시 수단이 가능하다.The display unit can be any display means that can be recognized by a human being.

예를 들어, 모니터, 액정 디스플레이 등이 있다.For example, there are a monitor, a liquid crystal display, and the like.

따라서, 공급자가 상기 파장 측정 시스템을 사용자에게 공급하면, 사용자는 상기 시스템을 자신이 갖고 있는 표시부에 연결하여 측정된 파장 측정값을 확인할 수 있다.Therefore, when the supplier supplies the wavelength measuring system to the user, the user can connect the system to the display unit having the user to check the measured wavelength measurement value.

상기 신호 처리부는 마이크로 컴퓨터의 기능을 구비하는 것이 바람직하다.It is preferable that the signal processing unit has a function of a microcomputer.

즉, 상기 마이크로 컴퓨터는 비교부로부터 수신된 출력 신호를 바탕으로 소정의 처리 과정을 수행하는 마이크로프로세서, 미리 위상 지연기의 복굴절률 및 길이에 따른 파장 함수 곡선의 데이터를 저장하는 저장부, 전압 검출부로부터 수신되는 출력 신호와 처리 과정을 거쳐 산출된 파장 신호를 공급하는 입출력 장치 등을 포함한다.That is, the microcomputer is a microprocessor for performing a predetermined process based on the output signal received from the comparator, a storage unit for storing data of the wavelength function curve according to the birefringence and the length of the phase retarder in advance, the voltage detector And an input / output device for supplying an output signal received from the wavelength signal and a wavelength signal calculated through the processing.

상기 저장부에는 램(RAM) 및 롬(ROM)을 모두 포함하는 것이 바람직하다.The storage unit preferably includes both RAM and ROM.

상기 광검출부(150a, 150b, 150n)는 위상 지연/편광부(140a, 140b, 140n)에서 출력된 X축 편광 신호(Po11) 및 Y축 편광 신호(Po12)로부터 검출된 위상 지연/편광 신호에 상응하는 검출 신호를 출력시킨다.The light detectors 150a, 150b, and 150n may be used to detect the phase delay / polarization signals detected from the X-axis polarization signal Po11 and the Y-axis polarization signal Po12 output from the phase delay / polarization units 140a, 140b and 140n. Output the corresponding detection signal.

한편, 상기 광검출부(150a, 150b, 150n) 내부의 광검출기 후단에 전류 트랜스포머(Transformer)를 설치하여 상기 광검출기에서 출력된 검출 신호를 출력 신호로 변환하여 비교부(160a, 160b, 160n)로 입력 시킬 수도 있다.On the other hand, a current transformer is installed at the rear end of the photodetectors inside the photodetectors 150a, 150b, and 150n to convert the detected signal output from the photodetector into an output signal to the comparator 160a, 160b, 160n. It can also be entered.

상기 위상 지연/편광부(140a, 140b, 140n) 하나에 X축 편광 신호와 Y축 편광 신호의 두개의 광이 출력되므로, 상기 광검출부(150a, 150b, 150n)는 2개의 광검출기가 필요하게 된다.Since two light beams, an X-axis polarization signal and a Y-axis polarization signal, are output to one of the phase delay / polarization units 140a, 140b, and 140n, the photodetectors 150a, 150b, and 150n require two photodetectors. do.

상기 광검출기는 포토 다이오드가 바람직하다.The photodetector is preferably a photodiode.

상기 전압 검출부(122, 124, 126)는 제1 전압 검출부(121), 제2 전압 검출부(124) 및 제n 전압 검출부(126)로 이루어지고, 그 내부 구성 및 기능이 유사하므로 이하 제1 전압 검출부(122)를 중심으로 설명한다.The voltage detectors 122, 124, and 126 are formed of a first voltage detector 121, a second voltage detector 124, and an n-th voltage detector 126. The detection unit 122 will be described below.

상기 제1 전압 검출부(122)는 위상 지연기에서 발생된 위상차를 포함하는 위상 지연/편광 신호로부터 광파워 세기를 검출하는 광검출부(150a, 150b, 150n) 및 각각의 상기 광검출부(150a, 150b, 150n)로부터 출력된 검출 신호를 입력받아 상기 검출 신호의 로그 비율에 따른 출력 신호를 산출하는 제1 비교부(160a)를 포함한다.The first voltage detector 122 includes photodetectors 150a, 150b, and 150n for detecting optical power intensities from a phase delay / polarization signal including a phase difference generated by a phase delay unit, and the photodetectors 150a and 150b, respectively. And a first comparison unit 160a which receives the detection signal output from 150n and calculates an output signal according to the log ratio of the detection signal.

상기 신호 처리부(130)는 상기 제1 비교부(160a)로부터 출력된 전압 신호가 파장에 대해 비선형적일 경우에 증폭 이득 제어 신호를 상기 제1 비교부(160a)에인가하여 증폭 이득을 조절함으로써, 파장에 대한 전압 신호를 선형적으로 변환시켜 파장값 측정을 보다 용이하게 한다.The signal processor 130 adjusts the amplification gain by applying an amplification gain control signal to the first comparator 160a when the voltage signal output from the first comparator 160a is nonlinear to the wavelength. Linear conversion of the voltage signal over the wavelength makes wavelength measurement easier.

즉, 상기 신호 처리부(130)의 이득 제어 신호는 상기 제1 비교부(160a)의 증폭 이득을 변경하여 전압 측정 레벨을 조절한다.That is, the gain control signal of the signal processor 130 adjusts the voltage measurement level by changing the amplification gain of the first comparator 160a.

여기서, 상기 증폭 이득의 변경은 상기 신호 처리부(130)의 메모리에 구비된 전압값 산출 프로그램에 의해 증폭 이득을 계산하여 이득 제어 신호를 상기 제1 비교부(160a)로 공급하여 상기 제1 비교부(160a)의 증폭 이득을 변경한다.In this case, the amplification gain is changed by calculating an amplification gain by a voltage value calculation program included in the memory of the signal processor 130 and supplying a gain control signal to the first comparator 160a to supply the gain comparator. The amplification gain of 160a is changed.

상기 신호 처리부(130)는 제1 전압 검출부(124)와 제2 전압 검출부(128)로부터 전압 신호를 입력받아 상기 전압값 산출 프로그램에 의해 상기 전압 신호가 파장 함수 곡선으로부터 파장을 측정할 수 있는 범위 내에 있는가를 조사한다.The signal processor 130 receives a voltage signal from the first voltage detector 124 and the second voltage detector 128, and a range in which the voltage signal can measure a wavelength from a wavelength function curve by the voltage value calculation program. Investigate if you are inside.

또한, 상기 신호 처리부(130)는 미리 각각의 위상 지연기의 복굴절률 및 길이에 대한 데이터를 바탕으로 파장 함수 곡선을 메모리에 저장한다.In addition, the signal processor 130 previously stores the wavelength function curve in the memory based on the data on the birefringence and the length of each phase retarder.

따라서, 상기 전압값을 바탕으로 메모리에 저장된 파장 함수 곡선을 이용하여 파장값을 산출한다.Therefore, the wavelength value is calculated using the wavelength function curve stored in the memory based on the voltage value.

한편, 상기 제1 위상 지연/편광부(140a)는 액정의 변위에 따른 복굴절률의 가변에 의해 위상차를 조절하는 제1 가변 위상 지연/편광부를 구비할 수 있다.Meanwhile, the first phase delay / polarizer 140a may include a first variable phase delay / polarizer for controlling the phase difference by varying the birefringence according to the displacement of the liquid crystal.

상기 제2 위상 지연/편광부(140b)도 상기 제1 위상 지연/편광부(140a)와 동일하게 제2 가변 위상 지연/편광부로 대체될 수 있다.The second phase delay / polarization unit 140b may also be replaced with a second variable phase delay / polarization unit in the same manner as the first phase delay / polarization unit 140a.

상기 제1 가변 위상 지연/편광부는 하기의 도 4에서 보다 상세히 설명한다.The first variable phase delay / polarization unit will be described in more detail with reference to FIG. 4 below.

또한, 상기 위상 지연/편광부(140a, 140b, 140n)가 고정되었을 때(즉, 위상지연기의 복굴절률 및 길이가 고정된 경우)은 상기 위상 지연기의 길이 및 복굴절률이 일정하게 고정된다.Further, when the phase retarder / polarizers 140a, 140b, and 140n are fixed (that is, when the birefringence and the length of the phase retarder are fixed), the length and the birefringence of the phase retarder are fixed constantly. .

상기 광 분할 모듈(100)은 조건에 따라 제1 위상 지연/편광부(140a)와 제2 위상 지연/편광부(140b) 중 단수의 제1 위상 지연기 및 복수의 제2 위상 지연기, 복수의 제1 위상 지연기 및 단수의 제2 위상 지연기, 복수의 제1 위상 지연기 및 복수의 제2 위상 지연기의 조합 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.The light splitting module 100 may include a plurality of first phase delayers, a plurality of second phase delayers, and a plurality of first phase delay / polarizers 140a and second phase delay / polarizers 140b according to conditions. And at least one of a combination of a first phase retarder and a single second phase retarder, a plurality of first phase retarders, and a plurality of second phase retarders.

여기서, 조건이라 함은 파장값을 좀 더 정확하게 측정하기 위한 대역폭 확대와 분해능 향상을 위한 것을 의미한다.Here, the condition means that the bandwidth for increasing the wavelength value more accurately and for improving the resolution.

즉, 상기 분해능이 미약해지면 제2 가변 위상 지연/편광부를 조절하여 세밀한 복수의 대역폭을 생성하여 분해능을 향상시키고, 대역폭이 적으면 상기 제1 가변 위상 지연/편광부를 조절하여 측정 대역폭을 확대한다.That is, when the resolution is weak, the second variable phase delay / polarization part is adjusted to generate a plurality of fine bandwidths to improve resolution, and when the bandwidth is small, the measurement bandwidth is expanded by adjusting the first variable phase delay / polarization part.

도 4는 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른 가변 특성을 갖는 위상 지연/편광부를 포함하는 편광 간섭계 광파장 측정 시스템의 구성도를 나타낸다.4 is a block diagram of a polarization interferometer optical wavelength measurement system including a phase delay / polarization part having variable characteristics according to another exemplary embodiment of the present invention.

도 4를 참조하면, 편광 간섭계 광파장 측정 시스템은 광 분할 모듈(200)과 파장 측정 모듈(220)을 포함하고, 상기 광 분할 모듈(200) 내부에 있는 제1 가변 위상 지연/편광부(240a) 및 제2 가변 위상 지연/편광부(240b)는 신호 처리부의 위상 제어 신호에 의해 가변 위상 지연기의 액정을 변위시킴과 더불어 길이를 조절하여 파장 함수 곡선 사이의 위상을 조절한다.Referring to FIG. 4, the polarization interferometer optical wavelength measuring system includes a light splitting module 200 and a wavelength measuring module 220, and includes a first variable phase delay / polarization unit 240a inside the light splitting module 200. The second variable phase delay / polarizer 240b displaces the liquid crystal of the variable phase retarder by the phase control signal of the signal processor and adjusts the length to adjust the phase between the wavelength function curves.

도 4 중에서 도 3과 중복되는 부재에 대한 설명은 생략한다.In FIG. 4, description of members overlapping with FIG. 3 will be omitted.

상기 제1 가변 위상 지연/편광부(240a)는 액정(Liquid Crystal)을 사용하여위상 지연/편광부의 특성을 가변할 수 있도록 구성한 부재이다.The first variable phase delay / polarizer 240a is a member configured to vary the characteristics of the phase delay / polarizer using liquid crystal.

여기서, 상기 제1 가변 위상 지연/편광부(240a)가 액정을 제어하는 방법에 관해서는 하기에 후술하기로 한다.A method of controlling the liquid crystal by the first variable phase delay / polarization unit 240a will be described later.

입사광이 편광 분할부(210)에 의해 여러 번 분할될 경우 출력되는 광출력 세기는 작아지고 잡음이 많이 삽입되어 광검출부(250a, 250b, 250n)에 의한 검출이 불명확해져서 파장값 측정이 용이하지 않게 된다.When incident light is divided into multiple times by the polarization dividing unit 210, the light output intensity output is small and a lot of noise is inserted so that the detection by the light detecting units 250a, 250b, and 250n becomes unclear so that the wavelength value is not easily measured. do.

이를 극복하기 위해, 파장값 측정이 불명확할 경우 상기 신호 처리부(230)로부터 이득 제어 신호가 제1, 2 가변 위상 지연/편광부(240a, 240b, 240n)에 인가되어 위상 지연기의 길이와 복굴절률을 가변시켜 측정 대역폭을 넓게 하거나 분해능을 높게 할 수 있다.To overcome this, if the wavelength value measurement is unclear, a gain control signal from the signal processor 230 is applied to the first and second variable phase delay / polarization units 240a, 240b, and 240n to recover the length and length of the phase delay unit. By varying the refractive index, the measurement bandwidth can be widened or the resolution can be increased.

상기와 같이, 상기 제1, 2 및 n 가변 위상 지연/편광부(240a, 240b, 240n)를 가변시켜 측정 대역폭과 분해능을 향상시킴으로써, 상기 측정 대역폭과 분해능을 향상시키기 위한 목적으로 복수의 가변 위상 지연/편광부(240a, 240b, 240n)에 편광 신호를 공급하기 위해 상기 편광 분할부(210)에서 여러번 분할을 하여 광출력이 미약해지는 것을 방지할 수 있다.As described above, by varying the first, second and n variable phase delay / polarization units 240a, 240b, and 240n to improve measurement bandwidth and resolution, a plurality of variable phases are provided for the purpose of improving the measurement bandwidth and resolution. In order to supply polarization signals to the delay / polarization units 240a, 240b, and 240n, the polarization splitter 210 may be divided several times to prevent the light output from being weakened.

상술한 바와 같이, 상기 제1, 2 및 n 가변 위상 지연/편광부(240a, 240b, 240n)은 조건에 따라 제1 가변 위상 지연/편광부(240a)와 제2 가변 위상 지연/편광부(240b) 중 단수의 제1 가변 위상 지연기 및 복수의 제2 가변 위상 지연기, 복수의 제1 가변 위상 지연기 및 단수의 제2 가변 위상 지연기, 복수의 제1 가변 위상 지연기 및 복수의 제2 가변 위상 지연기의 조합 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.As described above, the first, second, and n variable phase delay / polarization parts 240a, 240b, and 240n may be configured by the first variable phase delay / polarization part 240a and the second variable phase delay / polarization part (according to conditions). 240b) a plurality of first variable phase delays and a plurality of second variable phase delays, a plurality of first variable phase delays and a plurality of second variable phase delays, a plurality of first variable phase delays and a plurality of It may include at least one of a combination of the second variable phase delay.

이하, 상기 편광 간섭계 광파장 측정 시스템을 이용하여 측정 대역폭 및 분해능을 향상시켜 파장값을 측정하는 방법을 하기에 설명하기로 한다.Hereinafter, a method of measuring wavelength values by improving measurement bandwidth and resolution using the polarization interferometer optical wavelength measurement system will be described below.

(실시예 1)(Example 1)

도 5는 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른 제1 위상 지연/편광부, 제2 위상 지연/편광부 및 제3 위상 지연/편광부에 의해 출력된 파장 함수 곡선을 예시한 도면이다.5 is a diagram illustrating a wavelength function curve output by a first phase delay / polarization unit, a second phase delay / polarization unit, and a third phase delay / polarization unit according to another exemplary embodiment of the present invention.

도 5를 참조하면, 상기 파장 함수 곡선은 각각의 위상 지연/편광부의 매질의 복굴절률 및 길이에 따라 결정되는 위상차에 상응하는 전압 신호를 파장에 대한 함수로 나타낸다.Referring to FIG. 5, the wavelength function curve shows a voltage signal corresponding to a phase difference determined according to the birefringence and the length of the medium of each phase retardation / polarization unit as a function of wavelength.

상기 파장 함수 곡선은 미리 위상 지연기의 복굴절률 및 길이를 바탕으로 산출되어 신호 처리부의 메모리에 저장될 수 있다.The wavelength function curve may be previously calculated based on the birefringence and the length of the phase retarder and stored in the memory of the signal processor.

또는, 상기 수학식 1을 이용하여 전압값과 파장값의 대응관계에 관한 데이터를 메모리에 저장할 수도 있다.Alternatively, data relating to the correspondence between the voltage value and the wavelength value may be stored in the memory by using Equation 1 above.

도 5를 참조하면, 제1 위상 지연/편광부에 의한 파장 함수 곡선(300)은 제2 위상 지연/편광부 및 제3 위상 지연/편광부에 의한 파장 함수 곡선(310, 320)에 비해 대역폭이 크고, 상기 제2 위상 지연/편광부에 의한 파장 함수 곡선(310)과 상기 제3 위상 지연/편광부에 의한 파장 함수 곡선(320)은 대역폭이 유사하다.Referring to FIG. 5, the wavelength function curve 300 by the first phase delay / polarization unit has a bandwidth compared to the wavelength function curves 310 and 320 by the second phase delay / polarization unit and the third phase delay / polarization unit. This large, wavelength function curve 310 by the second phase delay / polarization unit and wavelength function curve 320 by the third phase delay / polarization unit have similar bandwidths.

이는 제1 위상 지연/편광부에 의한 파장 함수 곡선(300)을 이용하여 측정 대역폭을 넓히고, 제2 위상 지연/편광부 및 제3 위상 지연/편광부에 의한 파장 함수곡선(310,320)을 이용하여 파장의 주기마다 생성되는 특이점에서의 파장값 측정을 가능하게 하는 한편, 파장 주기를 작게 하여 측정 분해능을 향상시키는 효과를 기대할 수 있다.This widens the measurement bandwidth by using the wavelength function curve 300 by the first phase delay / polarization unit, and uses the wavelength function curves 310 and 320 by the second phase delay / polarization unit and the third phase delay / polarization unit. While it is possible to measure the wavelength value at the singular point generated for each period of the wavelength, the effect of improving the measurement resolution by reducing the wavelength period can be expected.

도 5는 3개의 위상 지연/편광부를 이용했을 때 산출되는 것으로서, 상기 제1 위상 지연/편광부는 0.00848의 복굴절률과 1.7㎜의 길이인 제1 위상 지연기를 포함하고, 상기 제2 위상 지연/편광부는 0.00848의 복굴절률과 15㎜의 길이인 제2 위상 지연기를 포함하고, 또한 상기 제3 위상 지연/편광부는 0.00848의 복굴절률과 15.3㎜의 길이인 제3 위상 지연기를 포함한다.FIG. 5 is calculated when three phase delay / polarization units are used, and the first phase delay / polarization unit includes a first phase retarder having a birefringence of 0.00848 and a length of 1.7 mm, and the second phase delay / polarization. The part includes a second phase retarder having a birefringence of 0.00848 and a length of 15 mm, and the third phase retarder / polarizer includes a third phase retarder having a birefringence of 0.00848 and a length of 15.3 mm.

여기서, 상기 복굴절률은 슬로우(Slow) 축을 따라 편광된 편광 신호에 따른 파장 함수 곡선의 굴절률과 패스트(Fast) 축을 따라 편광된 편광 신호에 따른 파장 함수 곡선의 굴절률의 차를 의미한다.Here, the birefringence means the difference between the refractive index of the wavelength function curve according to the polarization signal polarized along the slow axis and the refractive index of the wavelength function curve according to the polarization signal polarized along the fast axis.

도 6은 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른 제1 위상 지연/편광부, 제2 위상 지연/편광부 및 제3 위상 지연/편광부에 의해 출력된 파장 함수 곡선으로부터 파장값 산출을 설명하기 위한 순서도이다.FIG. 6 illustrates the calculation of the wavelength value from the wavelength function curve output by the first phase delay / polarization unit, the second phase delay / polarization unit, and the third phase delay / polarization unit according to another exemplary embodiment of the present invention. Flowchart.

도 6을 참조하면, 하나의 위상 지연/편광부로부터 두개 방향으로 편광 분할된 입사광의 위상 지연/편광 신호를 갖는 복수의 위상 지연/편광부를 바탕으로 제1 전압값, 제2 전압값 및 제3 전압값을 각각 산출한다(단계 401).Referring to FIG. 6, a first voltage value, a second voltage value, and a third voltage value are based on a plurality of phase delay / polarization parts having phase delay / polarization signals of incident light polarized divided in two directions from one phase delay / polarization part. The voltage values are respectively calculated (step 401).

서로 상이한 길이를 가지는 각각의 위상 지연/편광부로부터 출력된 두 축으로 편광된 위상 지연/편광 신호를 바탕으로 비교부에 의해 전압값이 산출되어 신호 처리부의 메모리에 저장된다.The voltage value is calculated by the comparator based on the two phase polarized phase delay / polarization signals output from the phase delay / polarization parts having different lengths from each other and stored in the memory of the signal processing part.

여기서, 상기 전압값을 산출하는 과정은 도 7에서 보다 상세히 설명한다.Here, the process of calculating the voltage value will be described in more detail with reference to FIG. 7.

도 7은 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른 비교부에서 산출된 전압값을 바탕으로 신호 처리부에서 증폭 이득의 조절을 통해 최적의 전압값을 산출하기 위한 알고리즘을 설명하기 위한 순서도이다.7 is a flowchart illustrating an algorithm for calculating an optimal voltage value by adjusting an amplification gain in a signal processor based on a voltage value calculated by a comparator according to another exemplary embodiment of the present invention.

도 7을 참조하면, 증폭 이득(G[i]) 표, 최대 i(imax) 및 최소 i(imin)를 설정한다(단계 510).Referring to FIG. 7, the amplification gain G [i] table, the maximum i (imax) and the minimum i (imin) are set (step 510).

여기서, i는 증폭 이득을 조절하는 정수이다.Where i is an integer to adjust the amplification gain.

먼저, i를 분류하고, 상기 i에 상응하는 증폭 이득(G[i])값을 테이블로 작성하여 메모리에 저장한다.First, i is classified, and the amplification gain G [i] values corresponding to i are prepared in a table and stored in a memory.

또한, 분류된 i를 바탕으로 최대 i(imax) 및 최소 i(imin)를 설정한다.Also, the maximum i (imax) and the minimum i (imin) are set based on the classified i.

예를 들어, i를 1, 2, 3으로 분류하고, 각 i에 상응하는 증폭 이득값을 0.1, 1, 10이라고 하자.For example, classify i into 1, 2, and 3, and let amplification gain values corresponding to each i be 0.1, 1, and 10.

한편, 프로그램 상의 버그를 수정하기 위해 i는 0, 4를 추가할 수 있고, 이때의 증폭 이득은 i가 1, 3일 때와 동일하다.On the other hand, to fix a bug in the program i can add 0, 4, the amplification gain is the same as when i is 1, 3.

다음, 현재의 i에 상응하는 증폭 이득을 바탕으로 전압값 범위(Vmax, Vmin)를 설정한다.(단계 530).Next, the voltage value ranges Vmax and Vmin are set based on the amplification gain corresponding to the current i (step 530).

이때, 처음에 현재의 i는 최대 i로 설정된다.At this time, the current i is initially set to the maximum i.

상기 전압값 범위를 설정하는 것은 하기의 수학식 6을 이용하여 계산된다.Setting the voltage value range is calculated using Equation 6 below.

, ,

여기서,는 증폭 이득을 조절하는 정수,는에 상응하는 증폭 이득,는 최대 전압값,는 최소 전압값을 나타낸다.here, Is an integer to adjust the amplification gain, Is Corresponding amplification gain, Is the maximum voltage value, Represents the minimum voltage value.

만일 최대 i가 3이라면, 증폭 이득은 10이 되고 최대 전압값(Vmax)은 0.09이고, 최소 전압값(Vmin)은 0.01이 된다.If the maximum i is 3, the amplification gain is 10, the maximum voltage value Vmax is 0.09, and the minimum voltage value Vmin is 0.01.

따라서, 상기 전압값 범위는 0.01내지 0.09가 된다.Therefore, the voltage value ranges from 0.01 to 0.09.

다음, 수신된 전압값이 측정 전압 범위를 벗어난 경우 신호 처리부의 이득 제어 신호에 의해 비교부의 증폭 이득이 재 설정되어 다시 입력되는 입사광으로부터 전압값(Vin)을 산출하여 메모리에 저장한다(단계 550).Next, when the received voltage value is out of the measured voltage range, the amplification gain of the comparator is reset by the gain control signal of the signal processor, and the voltage value Vin is calculated from the incident light input again and stored in the memory (step 550). .

예를 들어, 최대 i가 3일 때 증폭 이득은 10이 되고, 상기 신호 처리부의 신호에 의해 비교부의 증폭 이득이 10으로 설정된다.For example, when the maximum i is 3, the amplification gain is 10, and the amplification gain of the comparator is set to 10 by the signal of the signal processor.

다음, 현재의 i가 최대 i(imax)보다 큰지 또는 최소 i(imin)보다 작은지를 비교한다(단계 570).Next, compare whether the current i is greater than the maximum i (imax) or less than the minimum i (imin) (step 570).

현재의 i는 최대 i와 같으므로(즉, 둘 다 3이다) 최대 i보다는 크지 않기 때문에 단계 590으로 간다.Since the current i is equal to the maximum i (ie, both are 3), it is not greater than the maximum i, so go to step 590.

메모리에 저장된 비교부로부터 출력된 전압값(Vin)을 최대 전압값(Vmax)과 비교한다(단계 590).The voltage value Vin output from the comparator stored in the memory is compared with the maximum voltage value Vmax (step 590).

상기 단계 590에서 비교하여 전압값(Vin)이 최대 전압값보다 크면 현재의 i에서 1을 감산하고(단계 630), 최대 전압값보다 작으면 전압값(Vin)을 최소 전압값(Vmin)과 비교한다(단계 610).In step 590, if the voltage value Vin is greater than the maximum voltage value, 1 is subtracted from the current i (step 630). If the voltage value Vin is smaller than the maximum voltage value, the voltage value Vin is compared with the minimum voltage value Vmin. (Step 610).

만일 전압값(Vin)이 0.1이면 최대 전압값 0.09보다 크므로 현재의 i 3에서 1을 감산하여 산출된 2가 단계 530으로 가고, 만일 전압값(Vin)이 0.08이면 단계 610으로 간다.If the voltage value Vin is 0.1, the value calculated by subtracting 1 from the current i 3 goes to step 530 since the voltage value is greater than 0.09, and if the voltage value Vin is 0.08, the flow goes to step 610.

다음, 단계 610에서 전압값(Vin)이 최소 전압값(Vmin) 보다 작으면 현재의 i에 1을 가산하고(단계 650), 최소 전압값보다 크면 전압값(Vin)을 바탕으로 최종 전압값을 산출한다(단계 670).Next, in step 610, if the voltage value Vin is less than the minimum voltage value Vmin, 1 is added to the current i (step 650). If the voltage value Vin is greater than the minimum voltage value, the final voltage value is calculated based on the voltage value Vin. Calculate (step 670).

여기서, 최종 전압값의 산출은 하기의 수학식 7을 이용하여 산출된다.Here, the final voltage value is calculated using Equation 7 below.

여기서,는에 상응하는 증폭 이득,은 비교부에 의해 출력된 전압값 및는 최종 전압값을 각각 나타낸다.here, Is Corresponding amplification gain, Is the voltage value output by the comparator and Denotes the final voltage value, respectively.

다음, 상기 제1 전압값을 바탕으로 제1 위상 지연/편광부에 의한 파장 함수 곡선을 이용하여 제2 위상 지연/편광부에 의한 파장 함수 곡선 및 제3 위상 지연/편광부에 의한 파장 함수 곡선으로부터 파장 측정 구간을 결정한다(단계 403).Next, the wavelength function curve by the second phase delay / polarization unit and the wavelength function curve by the third phase delay / polarization unit using the wavelength function curve by the first phase delay / polarization unit based on the first voltage value. Determine the wavelength measurement interval from (step 403).

상기 파장 함수 곡선은 상기 수학식 1을 이용하여 계산되고, 상기 파장 측정 구간을 결정하는 것은 상기 제1 전압값을 이용하여 특이점에서의 정수(m, n)를 정하는 것을 의미한다.The wavelength function curve is calculated using Equation 1, and determining the wavelength measurement interval means determining an integer (m, n) at a singular point using the first voltage value.

예를 들어, 도5를 참조하면 최종 전압값(Vo)이 0.5이면 상기 제1 위상 지연/편광부에 의한 파장 함수 곡선에 대응하는 파장값은 대략 1546nm이고, 상기 파장값을 기준으로 제2 위상 지연/편광부에 의한 파장 함수 곡선 및 제3 위상 지연/편광부에 의한 파장 함수 곡선에 파장 주기에서 이 부분의 파장 주기의 특이점의 정수를 결정하면 된다.For example, referring to FIG. 5, when the final voltage value Vo is 0.5, the wavelength value corresponding to the wavelength function curve by the first phase delay / polarization part is approximately 1546 nm, and the second phase is based on the wavelength value. What is necessary is just to determine the integer of the singularity of the wavelength period of this part in a wavelength period in the wavelength function curve by a delay / polarization part and the wavelength function curve by a 3rd phase delay / polarization part.

여기서, 상기 정수의 결정은 상기 수학식 3을 이용하여 계산된다.Here, the determination of the integer is calculated using the equation (3).

다음, 상기 파장 측정 구간 내의 상기 제2 전압값 및 상기 제3 전압값의 절대값을 비교한다(단계 407).Next, an absolute value of the second voltage value and the third voltage value within the wavelength measurement section is compared (step 407).

예를 들어, 1546nm의 파장값을 기준으로 제2 전압값 및 제3 전압값은 각각 -0.2, 0.7을 나타낸다.For example, the second voltage value and the third voltage value represent −0.2 and 0.7, respectively, based on the wavelength value of 1546 nm.

그러므로, 제2 전압값의 절대값과 제3 전압값의 절대값을 비교하면, 제3 전압값의 절대값이 더 크게 된다.Therefore, when the absolute value of the second voltage value and the absolute value of the third voltage value are compared, the absolute value of the third voltage value becomes larger.

다음, 상기 비교 결과 제3 전압값이 더 크게 되면 제2 전압값 및 m을 이용하여 파장값을 산출하고(단계 409), 반대로 제2 전압값이 더 크게 되면 제3 전압값 및 n을 이용하여 파장값을 산출한다(단계 411).Next, as a result of the comparison, when the third voltage value is larger, the wavelength value is calculated using the second voltage value and m (step 409). On the contrary, when the second voltage value is larger, the third voltage value and n are used. The wavelength value is calculated (step 411).

예를 들어, 상기 단계 407에서 제3 전압값의 절대값이 더 크므로 0.2의 제2 전압값과 상기 제2 전압값이 제2 위상 지연/편광부에 의한 파장 함수 곡선에 대응하는 지점의 사이에 두는 m값을 바탕으로 파장값을 산출한다.For example, since the absolute value of the third voltage value is greater in step 407, between the second voltage value of 0.2 and the point where the second voltage value corresponds to the wavelength function curve by the second phase delay / polarization part. The wavelength value is calculated based on the m value.

따라서, 이때는 상기 비교부에서 출력된 제2 전압값에 의해 파장이 결정된다.Therefore, at this time, the wavelength is determined by the second voltage value output from the comparator.

측정 대역폭은 제1 위상 지연/편광부에 의한 파장 함수 곡선의 대역폭과 동일하고, 상기 제2 위상 지연/편광부에 의한 파장 곡선 및 제3 위상 지연/편광부에 의한 파장 함수 곡선의 복수의 대역폭을 갖는 파장의 주기적인 배열을 포함하고, 이는 상기 수학식 3에 의해 m 및 n이 정수일 때마다 불연속점이 존재한다.The measurement bandwidth is equal to the bandwidth of the wavelength function curve by the first phase delay / polarization unit, and the plurality of bandwidths of the wavelength function curve by the second phase delay / polarization unit and the wavelength function curve by the third phase delay / polarization unit It includes a periodic arrangement of wavelengths having a discontinuity point whenever m and n are integers according to Equation 3 above.

따라서, 제1 전압값을 바탕으로 측정 대역폭 내에 있는 상기 제2 위상 지연/편광부에 의한 파장 함수 곡선에 의해 형성된 불연속점에 해당하는 정수(m)와 상기 제3 위상 지연/편광부에 의한 파장 함수 곡선에 의해 형성된 불연속점에 해당하는 정수(n)를 산출한다.Accordingly, the integer m corresponding to the discontinuity formed by the wavelength function curve by the second phase delay / polarization part within the measurement bandwidth based on the first voltage value and the wavelength by the third phase delay / polarization part The integer n corresponding to the discontinuity formed by the function curve is calculated.

그리고, 제2 전압값 또는 제3 전압값을 바탕으로 m, n을 이용하여 파장값을 얻을 수 있다.The wavelength value may be obtained using m and n based on the second voltage value or the third voltage value.

한편, 편광 분할부에 의해 입사광이 복수로 분할됨에 따른 위상 지연/편광 신호의 저하에 따라 생성된 잡음에 의한 측정 오차를 방지하기 위해 복수의 위상 지연/편광부를 하나의 가변 위상 지연/편광부로 대체하여 사용할 수 있다.On the other hand, in order to prevent measurement error caused by noise generated due to the degradation of the phase delay / polarization signal as the incident light is divided into a plurality of polarization splitters, the plurality of phase delay / polarizers are replaced with one variable phase delay / polarizer. Can be used.

상술한 바와 같이, 가변 위상 지연/편광부에는 복수의 가변 위상기가 일직선상으로 배열되어 있으므로, 각각에 위상 지연기에 개별적으로 전압 신호를 인가하기 위해 상기 신호 처리부에는 각각의 가변 위상 지연기를 온·오프 제어할 수 있는 별도의 회로가 구성되는 것이 바람직하다.As described above, since the plurality of variable phase groups are arranged in a straight line in the variable phase delay / polarization unit, each of the variable phase delay units is turned on and off in the signal processing unit in order to apply voltage signals to the phase delay units individually. It is preferable to configure a separate circuit that can be controlled.

따라서, 가변 위상 지연/편광부의 매질의 복굴절률 및 길이를 조절하여 산출된 복수 전압값을 이용하여 복수의 고정 위상 지연/편광부의 역할을 대신할 수 있다.Accordingly, the plurality of voltage values calculated by adjusting the birefringence and the length of the medium of the variable phase delay / polarization unit may be used to replace the plurality of fixed phase delay / polarization units.

그러므로, 기존의 복수의 고정 위상 지연/편광부를 하나의 가변 위상 지연/편광부로 대체함으로써, 분할된 입사광의 신호저하에 따른 측정 오차를 방지하고, 비용을 감소시키는 효과가 기대된다.Therefore, by replacing a plurality of fixed phase delays / polarizations with a single variable phase delay / polarizations, the measurement error due to signal degradation of the divided incident light is prevented and the cost is expected to be reduced.

(실시예 2)(Example 2)

도 8은 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른 제1 위상 지연/편광부와 제2 위상 지연/편광부에 의해 출력된 파장 함수 곡선을 예시한 도면이다.8 is a diagram illustrating a wavelength function curve output by a first phase delay / polarization unit and a second phase delay / polarization unit according to another exemplary embodiment of the present invention.

도 8을 참조하면, 상기 파장 함수 곡선은 도 3에 도시된 제1 위상 지연/편광부와 제2 위상 지연/편광부가 각각 하나씩 구성되어진 경우에 해당한다.Referring to FIG. 8, the wavelength function curve corresponds to a case in which one first phase delay / polarization unit and one second phase delay / polarization unit illustrated in FIG. 3 are configured.

여기서, 미설명 부호 330은 상기 제1 위상 지연/편광부에 의한 파장 함수 곡선을 나타내고, 340은 상기 제2 위상 지연/편광부에 의한 파장 함수 곡선을 나타낸다.Here, reference numeral 330 denotes a wavelength function curve by the first phase delay / polarization unit, and 340 denotes a wavelength function curve by the second phase delay / polarization unit.

상기 제1 위상 지연/편광부에 의한 파장 함수 곡선의 대역폭(350)을 이용하여 상기 제2 위상 지연/편광부에 의한 파장 함수 곡선의 대역폭(360)이 어느 파장 영역에 존재하는지를 측정할 수 있다.Using the bandwidth 350 of the wavelength function curve by the first phase delay / polarizer, it is possible to measure in which wavelength region the bandwidth 360 of the wavelength function curve by the second phase delay / polarizer is present. .

이를 위해서는 제1 위상 지연/편광부의 위상차에 의해 산출된 제1 전압값 및 제1 위상 지연/편광부에 의한 파장 함수 곡선을 이용하여 제2 위상 지연/편광부에의한 파장 함수 곡선의 대역폭을 결정하는 정수(m)를 결정하여 파장값을 산출할 수 있다.For this purpose, the bandwidth of the wavelength function curve by the second phase delay / polarization part is determined by using the first voltage value calculated by the phase difference of the first phase delay / polarization part and the wavelength function curve by the first phase delay / polarization part. The wavelength value can be calculated by determining the constant m to be determined.

파장값을 측정하는 측정 대역폭은 곧 제1 위상 지연/편광부에 의한 파장 함수 곡선의 대역폭(350)이 된다.The measurement bandwidth for measuring the wavelength value is the bandwidth 350 of the wavelength function curve by the first phase delay / polarizer.

이 때 상기 제2 위상 지연/편광부는 상기 제1 위상 지연/편광부에 의한 파장 함수 곡선의 대역폭(350) 내에 있는 파장값을 정확하게 측정할 수 있는 분해능을 향상시키는 역할을 하게 된다.In this case, the second phase delay / polarization part serves to improve the resolution capable of accurately measuring the wavelength value within the bandwidth 350 of the wavelength function curve by the first phase delay / polarization part.

즉, 상기 제1 위상 지연/편광부에 의해 산출된 대역폭(350) 내에는 상기 제2 위상 지연/편광부에 의해 산출된 대역폭(360)이 복수로 존재한다.That is, a plurality of bandwidths 360 calculated by the second phase delay / polarization unit exist in the bandwidth 350 calculated by the first phase delay / polarization unit.

따라서, 제1 전압값에 대응하는 제1 위상 지연/편광부에 의한 파장 함수 곡선 중에서 상기 제2 위상 지연/편광부에 의한 파장 함수 곡선의 대역폭이 가장 근접하는 부분의 파장값이 측정하려는 파장값이다.Therefore, the wavelength value of the wavelength value curve of the portion where the bandwidth of the wavelength function curve by the second phase delay / polarization unit is closest to the wavelength function curve by the first phase delay / polarization unit corresponding to the first voltage value is to be measured. to be.

여기서, 상기 제1 위상 지연/편광부에 의한 파장 함수 곡선의 대역폭 및 상기 제2 위상 지연/편광부에 의한 파장 함수 곡선의 대역폭의 조절은 상기 가변 위상 지연기를 제어함으로써 가능하고, 더욱 상세한 것은 나중에 설명하기로 한다.Here, the adjustment of the bandwidth of the wavelength function curve by the first phase delay / polarization part and the bandwidth of the wavelength function curve by the second phase delay / polarization part is possible by controlling the variable phase retarder, more details later. Let's explain.

상기 제1 위상 지연/편광부에 의한 파장 함수 곡선의 대역폭(350)은 상기 제2 위상 지연/편광부에 의한 파장 함수 곡선의 대역폭(360)이 보다 좁고 세밀하게 되도록 상기 제2 가변 위상 지연기의 복굴절률 및 길이를 조절하면 대역폭이 보다 더 넓게 된다.The bandwidth 350 of the wavelength function curve by the first phase delay / polarization unit is such that the bandwidth 360 of the wavelength function curve by the second phase delay / polarization unit is narrower and more detailed. By adjusting the birefringence and the length of, the bandwidth becomes wider.

따라서, 상기 제2 위상 지연/편광부에 의한 파장 함수 곡선의 대역폭(360)을가능한 정밀하게 설계하여 높은 분해능을 갖도록 할 수 있다.Therefore, the bandwidth 360 of the wavelength function curve by the second phase delay / polarization part can be designed as precisely as possible to have high resolution.

상기와 같이 구성하면, 상기 제1 위상 지연/편광부에 의해 산출된 대역폭(350)에서 입사광의 대략적인 파장값을 측정하고 상기 제2 위상 지연/편광부에 의해 산출된 대역폭(360)에서 입사광의 정확한 파장값을 측정하게 된다.With the above configuration, an approximate wavelength value of incident light is measured at the bandwidth 350 calculated by the first phase delay / polarization unit and incident light at the bandwidth 360 calculated by the second phase delay / polarization unit. The exact wavelength value of is measured.

그러므로, 가변 위상 지연기의 길이와 복굴절률을 가변시킴으로써, 상기 제1 위상 지연/편광부에 의한 파장 함수 곡선의 대역폭은 측정하고자 하는 대역폭을 확대시키고, 상기 제2 위상 지연/편광부에 의한 파장 함수 곡선의 대역폭은 분해능을 향상시킬 수 있다.Therefore, by varying the length and the birefringence of the variable phase retarder, the bandwidth of the wavelength function curve by the first phase delay / polarization unit enlarges the bandwidth to be measured and the wavelength by the second phase delay / polarization unit The bandwidth of the function curve can improve resolution.

파장값을 측정하는 방법은 먼저 하나의 위상 지연/편광부로부터 두개 방향으로 편광 분할된 입사광의 위상 지연/편광 신호를 갖는 복수의 위상 지연/편광부를 바탕으로 제1 전압값 및 제2 전압값을 각각 산출한다.The method for measuring the wavelength value is based on a first voltage value and a second voltage value based on a plurality of phase delay / polarization parts having phase delay / polarization signals of incident light polarized in two directions from one phase delay / polarization part. Calculate each.

여기서, 상기 제1 전압값 및 제2 전압값을 산출하는 방법은 7에 상술한 바와 같은 과정을 통해 산출한다.Here, the method of calculating the first voltage value and the second voltage value is calculated through the process as described above.

상기 복수의 위상 지연/편광부는 0.00848의 복굴절률과 1.7㎜의 길이인 제1 위상 지연/편광부 및 0.00848의 복굴절률과 15㎜의 길이인 제2 위상 지연/편광부로 구성된다.The plurality of phase delay / polarization parts are composed of a first phase delay / polarization part having a birefringence of 0.00848 and a length of 1.7 mm, and a second phase delay / polarization part having a birefringence of 0.00848 and a length of 15 mm.

다음, 상기 제1 전압값을 바탕으로 제1 위상 지연/편광부에 의한 파장 함수 곡선을 이용하여 제2 위상 지연/편광부에 의한 파장 함수 곡선으로부터 파장 측정 구간을 결정한다.Next, the wavelength measurement section is determined from the wavelength function curve by the second phase delay / polarization unit based on the wavelength function curve by the first phase delay / polarization unit based on the first voltage value.

여기서, 상기 파장 측정 구간의 결정은 상기 제1 전압값을 이용하여 특이점에서의 정수(m)를 결정하는 것을 의미한다.Here, the determination of the wavelength measurement interval means determining an integer m at a singular point using the first voltage value.

다음, 상기 파장 측정 구간 및 상기 제2 전압값을 이용하여 파장값을 산출한다.Next, a wavelength value is calculated using the wavelength measurement section and the second voltage value.

상술한 바와 같이, 가변 위상 지연/편광부에는 복수의 가변 위상지가 일직선상으로 배열되어 있으므로, 각각에 위상 지연기에 개별적으로 전압 신호를 인가하기 위해 상기 신호 처리부에는 각각의 가변 위상 지연기를 온·오프 제어할 수 있는 별도의 회로가 구성되는 것이 바람직하다.As described above, since a plurality of variable phase papers are arranged in a straight line in the variable phase delay / polarization unit, each of the variable phase delay units is turned on and off in the signal processing unit in order to apply voltage signals to the phase delay units individually. It is preferable to configure a separate circuit that can be controlled.

(실시예 3)(Example 3)

도 9는 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른 제1 위상 지연/편광부와 제2 위상 지연/편광부의 매질의 복굴절률은 동일하고 길이의 미세한 차이에 의한 파장 함수 곡선간의 위상차를 이용하여 각 파장 함수 곡선의 특이점에서의 파장값 측정의 불명료함을 보정하는 것을 예시한 도면이다.FIG. 9 is a graph illustrating birefringence of a medium of a first phase delay / polarization unit and a second phase delay / polarization unit according to another exemplary embodiment of the present invention, and using a phase difference between wavelength function curves due to minute differences in length. It is a figure which exemplifies the ambiguity of the measurement of the wavelength value at the singular point of the function curve.

도 9를 참조하면, 제1 위상 지연/편광부에 의한 위상차가의 정수 배에 해당되는 부근(이하, 측정 오차가 큰 부근이라 한다 : 374)에서는 광검출부의 파장에 따른 출력 변화율이 매우 크게 되어 전압값에 상응하는 파장값 측정이 용이하지 않다.9, the phase difference by the first phase delay / polarization unit In the vicinity corresponding to an integer multiple of (hereinafter, referred to as a neighborhood with a large measurement error: 374), the rate of change of output according to the wavelength of the photodetector is very large, so that the wavelength value corresponding to the voltage value is not easy to measure.

이러한 경우, 측정 오차가 큰 부분(374)은 제2 위상 지연/편광부에 의한 파장 함수 곡선과정도의 위상차가 되도록, 상기 제1 위상 지연/편광부 및 상기 제2 위상 지연/편광부의 길이를 상이하게 함으로써, 제1 위상 지연/편광부에 의한 파장 함수 곡선(370)의 측정 오차가 큰 부근(374)은 제2 위상 지연/편광부에 의한 파장 함수 곡선(372)의 측정 오차가 작은 부분(376)으로 대체된다.In this case, the portion 374 having a large measurement error may have a wavelength function curve by the second phase delay / polarization unit. By varying the lengths of the first phase delay / polarization part and the second phase delay / polarization part so as to have a phase difference of degree, the vicinity of the large measurement error of the wavelength function curve 370 by the first phase delay / polarization part is large. 374 is replaced by the portion 376 where the measurement error of the wavelength function curve 372 by the second phase delay / polarization portion is small.

이 때, 측정 대역폭(378)은 두 개의 출력 곡선이 만나는 지점과 지점 사이로서, 하나의 위상 지연/편광부를 사용할 때 보다 측정 대역폭이 두 배로 확대된다.At this time, the measurement bandwidth 378 is between the point where the two output curves meet, and the measurement bandwidth is doubled than when using one phase delay / polarizer.

도 10을 참조하여 파장값을 산출하는 방법을 설명하면 다음과 같다.Referring to FIG. 10, a method of calculating a wavelength value is as follows.

단, 일부 설명은 상기 실시예 1과 중복되므로 생략하기로 한다.However, some descriptions thereof will be omitted since they overlap with the first embodiment.

먼저, 하나의 위상 지연/편광부로부터 두개 방향으로 편광 분할된 입사광의 위상 지연/편광 신호를 갖는 복수의 위상 지연/편광부를 바탕으로 제1 전압값 및 제2 전압값을 각각 산출한다(단계 431).First, a first voltage value and a second voltage value are respectively calculated based on a plurality of phase delay / polarization parts having phase delay / polarization signals of incident light polarized divided in two directions from one phase delay / polarization part (step 431). ).

이때, 상기 복수의 위상 지연/편광부는 0.00848의 복굴절과 8㎜의 길이인 제1 위상 지연기 및 0.00848의 복굴절과 8.3㎜의 길이인 제2 위상 지연기로 구성된다.In this case, the plurality of phase delay / polarization parts include a first phase retarder having a birefringence of 0.00848 and a length of 8 mm, and a second phase retarder having a birefringence of 0.00848 and a length of 8.3 mm.

다음, 상기 제1 전압값 및 상기 제2 전압값의 절대값을 비교한다(단계 435).Next, an absolute value of the first voltage value and the second voltage value is compared (step 435).

여기서, 상기 단계 435는 제1 위상 지연/편광부에 의한 파장 함수 곡선 및 제2 위상 지연/편광부에 의한 파장 함수 곡선을 이용한다.Here, the step 435 uses the wavelength function curve by the first phase delay / polarization unit and the wavelength function curve by the second phase delay / polarization unit.

다음, 상기 비교 결과를 바탕으로 상기 제2 전압값의 절대값이 상기 제1 전압값의 절대값보다 큰 경우, 상기 제1 전압값을 이용하여 파장값을 산출한다(단계 439).Next, when the absolute value of the second voltage value is greater than the absolute value of the first voltage value based on the comparison result, the wavelength value is calculated using the first voltage value (step 439).

만일 상기 제1 전압값의 절대값이 더 큰 경우에는 상기 제2 전압값을 이용하여 파장값을 산출한다(단계 437).If the absolute value of the first voltage value is larger, the wavelength value is calculated using the second voltage value (step 437).

도 11은 본 발명의 바람직한 다른 실시예에 따른 일직선상에 직렬로 배치된 복수개의 가변 위상 지연기로 구성된 가변 위상 지연/편광부의 구성도를 나타낸다.11 is a block diagram of a variable phase delay / polarization unit including a plurality of variable phase retarders arranged in series in a straight line according to another exemplary embodiment of the present invention.

도 11을 참조하면, 상기 도 4의 가변 위상 지연/편광부를 구성하는 가변 위상 지연기(710a, 710b, 710c)는 복수개가 직렬로 배치되어 있고, 그 내부에 복수개의 액정(Liquid Crystal)(720a, 720b, 720c)을 삽입한다.Referring to FIG. 11, a plurality of variable phase delayers 710a, 710b, and 710c constituting the variable phase delay / polarization unit of FIG. 4 are arranged in series, and a plurality of liquid crystals 720a are disposed therein. , 720b, 720c).

또한, 상기 가변 위상 지연기(710a, 710b, 710c)의 상·하로 전압 신호를 인가하여 주는 알루미늄 전극판(730a, 730b, 730c)이 형성되고, 상기 전극판(730a, 730b, 730c)에는 신호 처리부(130)에서 전압 신호가 공급될 수 있는 케이블이 연결되어 있다.In addition, aluminum electrode plates 730a, 730b, and 730c that apply voltage signals to the variable phase retarders 710a, 710b, and 710c are applied to the electrode plates 730a, 730b, and 730c. The cable to which the voltage signal is supplied from the processor 130 is connected.

따라서, 상기 신호 처리부에서 출력되는 위상 제어 신호를 상기 전극판에 인가하면, 상기 가변 위상 지연기 내부의 액정의 변위를 발생시켜 복굴절률을 조절할 수 있다.Accordingly, when the phase control signal output from the signal processor is applied to the electrode plate, the birefringence may be adjusted by generating a displacement of the liquid crystal inside the variable phase retarder.

또한, 상기 신호 처리부는 상기 가변 위상 지연기의 각각의 상기 전극판에 이득 제어 신호를 선택적으로 인가하여 주어, 상기 가변 위상 지연기의 길이를 가변시킬 수 있을 뿐만 아니라 복굴절률도 제어할 수 있어 보다 더 정확하게 파장을 측정할 수 있다.In addition, the signal processing unit selectively applies a gain control signal to each of the electrode plates of the variable phase retarder, thereby not only changing the length of the variable phase retarder but also controlling the birefringence. The wavelength can be measured more accurately.

상기와 같이 이루어진 측정 대역폭 및 분해능을 향상시킨 편광 간섭계 광파장 측정 방법 및 시스템은 입사광이 어느 대역폭에 해당되는지 몰라도 광파장을 측정할 수 있다.The polarization interferometer optical wavelength measuring method and system having improved measurement bandwidth and resolution as described above can measure the optical wavelength without knowing which bandwidth the incident light corresponds to.

또한, 측정 대역폭 및 분해능을 향상시킨 편광 간섭계 광파장 측정 방법 및 시스템은 복수의 위상 지연/편광부를 이용하여 하나의 위상 지연/편광부는 길이를 작게 하여 대역폭을 넓게 하고, 반대로 다른 하나의 위상 지연/편광부는 길이를 크게 하여 세밀한 대역폭을 형성함으로써, 넓은 대역폭 내에 있는 세밀한 대역폭을 이용하여 파장을 측정하여 대역폭에 관계없이 넓은 범위에서 측정 가능하며 정밀한 분해능을 구현할 수 있다.In addition, the polarization interferometer optical wavelength measuring method and system which improves the measurement bandwidth and resolution, by using a plurality of phase delay / polarization portion, one phase delay / polarization portion is small in length to widen the bandwidth, the other phase delay / polarization By increasing the length to form a fine bandwidth, the unit can measure wavelengths using the fine bandwidth within the wide bandwidth, and can measure a wide range regardless of the bandwidth, and realize precise resolution.

또한, 측정 대역폭 및 분해능을 향상시킨 편광 간섭계 광파장 측정 방법 및 시스템은 위상 지연기의 특성을 가변할 수 있게 하여, 단수 또는 복수 개의 시스템의 경우보다 세밀한 분해능을 갖고 보다 넓은 대역폭을 갖는 광파장 및 광파워 세기 측정기를 구현할 수 있다.In addition, the polarization interferometer optical wavelength measuring method and system that improves the measurement bandwidth and resolution can vary the characteristics of the phase retarder, so that the wavelength and optical power having a finer resolution and wider bandwidth than the case of single or multiple systems An intensity meter can be implemented.

또한, 측정 대역폭 및 분해능을 향상시킨 편광 간섭계 광파장 측정 방법 및 시스템은 다른 파장대의 광통신 시스템 유지, 보수의 용도뿐만 아니라 연구실에서의 레이저 개발, 특성 분석 등의 실험 장비로도 사용이 가능하다.In addition, the polarization interferometer optical wavelength measurement method and system with improved measurement bandwidth and resolution can be used not only for the maintenance and repair of optical communication systems in other wavelength bands but also as experimental equipment for laser development and characterization in the laboratory.

본 발명은 상기 실시예 및 하기의 청구항에 한정되지 않으며, 많은 변형이 본 발명의 사상 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 가능함은 물론이다.The present invention is not limited to the above embodiments and the claims below, and many variations are possible by those skilled in the art within the spirit of the invention.

Claims

In the polarization interferometer optical wavelength measuring method for measuring the wavelength of the incident light using the phase difference of the phase delay / polarization portion,

Calculating a first voltage value, a second voltage value, and a third voltage value by using each phase delay / polarization signal output from the plurality of phase delay / polarization parts;

Determining a wavelength measurement section using the first voltage value;

Comparing an absolute value of the second voltage value and the third voltage value within the wavelength measurement period; And

Computing a wavelength value using the result of the comparing step and the wavelength measurement section

Polarization interferometer optical wavelength measurement method comprising a.

The method of claim 1,

Calculating the first voltage value, the second voltage value, and the third voltage value, respectively,

Setting an amplification gain (G [i]) table and a maximum i (imax), where i is an integer to adjust the amplification gain;

Setting a voltage range (Vmax, Vmin) based on the amplification gain corresponding to the maximum i;

Calculating a voltage value Vin output from the comparator; And

Calculating a voltage value Vo by comparing the current i with the maximum i or the minimum i

Polarization interferometer optical wavelength measurement method further comprising.

The method of claim 2,

Comparing the voltage value Vin and the maximum voltage value Vmax output from the comparing unit when the current i is greater than the maximum i or less than the minimum i;

Subtracting 1 from the current i if greater than the maximum voltage value Vmax, and comparing the minimum voltage value Vmin with the voltage value Vin output from the comparator if it is not large; And

Calculating a voltage value Vo when the current voltage is smaller than the minimum voltage value Vmin, and adding 1 to the current i;

The method of claim 2,

The voltage value range (Vmax, Vmin) is,

Polarization interferometer optical wavelength measurement method characterized in that it is calculated using the following equation.

,

only, Is an integer to adjust the amplification gain,

Is Corresponding amplification gain,

Is the maximum voltage value,

Is the minimum voltage value.

The method of claim 1,

In determining the wavelength measurement section,

And determining the integer (m, n) at the singular point using the first voltage value.

The method of claim 5,

The integer is,

only, Is an integer,

Is the birefringence of the phase retarder,

Is the length of the phase retarder.

The method of claim 1,

The plurality of phase delay / polarization unit,

A first phase retarder / polarizer having a birefringence of 0.00848 and a length of 1.7 mm, a second phase retarder / polarizer having a birefringence of 0.00848 and a length of 15 mm and a third phase retarder / polarizer having a birefringence of 0.00848 and a length of 15.3 mm

The polarization interferometer optical wavelength measuring method, characterized in that each is used.

The method of claim 7, wherein

The birefringence is,

The difference between the refractive index of incident light polarized along the slow axis and the refractive index of incident light polarized along the fast axis

It is a polarization interferometer light wavelength measuring method characterized by the above-mentioned.

Varying the birefringence and the length by corresponding to each phase control signal;

Calculating a first voltage value, a second voltage value, and a third voltage value by using the variable phase delay / polarization signal output from the variable variable phase delay / polarization part;

Determining a wavelength measurement section using the first voltage value;

Polarization interferometer optical wavelength measurement method comprising a.

The method of claim 9,

Setting an amplification gain (G [i]) table and a maximum i, where i is an integer to adjust the amplification gain;

Calculating a voltage value Vin output from the comparator; And

The method of claim 10,

Comparing the voltage value Vin output from the comparison unit with the maximum voltage value Vmax when the current i is greater than or equal to the maximum i or less than the minimum i;

The method of claim 9,

In determining the wavelength measurement section,

The method of claim 9,

The variable phase delay / polarization unit,

A plurality of variable phase retarders configured in plural on a straight line to vary respective birefringence and lengths

Polarization interferometer optical wavelength measurement method characterized in that it is used to include.

The method of claim 9,

The phase control signal is,

And a method of selectively supplying the plurality of variable phase retarders.

Calculating a first voltage value and a second voltage value using respective phase delay / polarization signals output from the plurality of phase delay / polarization parts;

Determining a wavelength measurement section using the first voltage value; And

Computing a wavelength value using the wavelength measurement section and the second voltage value

Polarization interferometer optical wavelength measurement method comprising a.

The method of claim 15,

In calculating the first voltage value and the second voltage value, respectively,

Calculating a voltage value Vin output from the comparator;

Calculating a voltage value Vo by comparing the current i with the maximum i or the minimum i;

Comparing the voltage value Vin and the maximum voltage value Vmax output from the comparison unit when the current i is greater than the maximum i or less than the minimum i;

The method of claim 15,

In determining the wavelength measurement section,

And determining an integer (m) at a singular point using the first voltage value.

The method of claim 15,

The plurality of phase delay / polarization unit,

A first phase retarder / polarizer having a birefringence of 0.00848 and a length of 1.7 mm and a second phase retarder / polarizer having a birefringence of 0.00848 and a length of 15 mm

Calculating a first voltage value and a second voltage value using the variable phase delay / polarization signal output from the variable variable phase delay / polarization unit;

Determining a wavelength measurement section using the first voltage value; And

Polarization interferometer optical wavelength measurement method comprising a.

The method of claim 19,

In determining the wavelength measurement section,

The method of claim 19,

The variable phase delay / polarization unit,

The method of claim 19,

The phase control signal is,

Comparing an absolute value of the first voltage value and the second voltage value; And

Computing a wavelength value based on the result of the comparing step

Polarization interferometer optical wavelength measurement method comprising a.

The method of claim 23, wherein

Calculating a voltage value Vin output from the comparator;

Calculating a voltage value Vo by comparing the current i with a maximum i or a minimum i;

The method of claim 23, wherein

The plurality of phase delay / polarization unit,

A first phase retarder / polarizer having a birefringence of 0.00848 and a length of 8 mm and a second phase retarder / polarizer having a birefringence of 0.00848 and a length of 8.3 mm

Computing a wavelength value based on the result of the comparing step

Polarization interferometer optical wavelength measurement method comprising a.

The method of claim 26,

The variable phase delay / polarization unit,

The method of claim 26,

The phase control signal is,

Calculating a plurality of voltage values using the plurality of phase delay / polarization signals, respectively;

Determining a wavelength measurement section using at least one voltage value of the plurality of voltage values;

Comparing an absolute value of at least two voltage values among voltage values other than the at least one voltage value among the plurality of voltage values within the wavelength measurement period; And

Polarization interferometer optical wavelength measurement method comprising a.

The method of claim 29,

In determining the wavelength measurement section,

Measuring a plurality of voltage values using the phase delay / polarization signal;

Generating a gain control signal when the range is exceeded based on a predetermined voltage value measurement range, respectively; And

Adjusting a corresponding gain according to the gain control signal

Polarization interferometer optical wavelength measurement method comprising a.

A polarization splitting unit configured to orthogonally divide incident light to output a first polarization signal and a second polarization signal;

At least one of the birefringence and the length is different, respectively, and any one of the first polarization signal and the second polarization signal is input to delay a phase corresponding to the set length and the birefringence, and then polarization is divided into two phase delays / A plurality of phase delay / polarization parts for outputting a polarized signal;

A plurality of photodetectors for outputting detection signals each having a current value proportional to the light intensity of the two phase delay / polarization signals incident;

A plurality of comparison units for outputting a voltage value corresponding to a log ratio of two detection signals respectively output from a plurality of corresponding photodetectors; And

The signal processor to output a wavelength value by analyzing a plurality of voltage values input from the plurality of comparison units

Polarization interferometer optical wavelength measurement system that improves the measurement bandwidth and resolution comprising a.

33. The method of claim 32,

The polarization split unit,

A polarization interferometer optical wavelength measuring system having improved measurement bandwidth and resolution, comprising a combination of a light splitter, a polarizer or a rotator according to the number of polarization splits of incident light.

33. The method of claim 32,

The plurality of phase delay / polarization unit,

A polarization interferometer optical wavelength measuring system having improved measurement bandwidth and resolution, characterized in that one of a phase retarder having a fixed birefringence and a length of a medium and a plurality of variable phase retarders having a variable birefringence and a length of a medium.

The method of claim 34, wherein

The plurality of variable phase retarders,

A plurality of liquid crystals in which displacement is generated by selection of a phase control signal; And

Electrode plates provided above and below the phase retarder including the liquid crystal

Polarization interferometer optical wavelength measurement system that improves the measurement bandwidth and resolution, characterized in that consisting of.

33. The method of claim 32,

The plurality of phase delay / polarization unit,

A plurality of first phase delays and a plurality of second phase delays, a plurality of first phase delays and a plurality of second phase delays, a plurality of first phase delays and a plurality of second phase delays

A polarization interferometer optical wavelength measurement system having improved measurement bandwidth and resolution, characterized in that it comprises at least one of.

33. The method of claim 32,

The signal processor generates a plurality of gain control signals based on the range of the plurality of voltage values,

The plurality of comparators each of the plurality of gain control signals, the gain is adjusted according to the corresponding gain control signal, the polarization interferometer optical wavelength measurement system with improved measurement bandwidth and resolution.

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