KR100381007B1 - 음향파를 이용한 광스펙트로메터 및 광검출 방법 - Google Patents

Abstract

1. 청구범위에 기재된 발명이 속한 기술분야

본 발명은 음향파를 이용하여 광섬유를 통과하는 광의 파장을 알아내기 위한 광스펙트로메타 및 광검출 방법에 관한 것임.

2. 발명이 해결하려고 하는 기술적 과제

본 발명은, 광의 파장과 세기를 알아내는 기술에 대한 것으로, 특히 음향파를 이용하여 광섬유를 통과하여 지나가는 광의 파장을 알아내기 위한 광스펙트로메타 및 광검출 방법을 제공하고자 함.

3. 발명의 해결방법의 요지

본 발명은, 빛의 파장을 알아내기 위한 광스펙트로메타에 있어서, 소정의 주파수의 파장을 가지는 빛을 검출하기 위하여, 상기 소정의 주파수의 파장을 가지는 음향파를 발생시키기 위한 음향파 발생 수단; 상기 음향파 발생 수단에서 발생한 음향파를 광섬유에 가해주기 위한 음향 변환 수단; 및 상기 음향 변환 수단으로부터 상기 광섬유에 가해진 음향파에 의해, 상기 광섬유의 크래딩을 통해 나오는 빛의 세기를 검출하기 위한 광검출 수단을 포함함.

4. 발명의 중요한 용도

본 발명은 광 검출 장치 등에 이용됨.

Description

음향파를 이용한 광스펙트로메터 및 광검출 방법{Method for Detecting Light And Optical Spectrometer Using Acoustic Wave}

본 발명은, 광의 파장과 세기를 알아내는 기술에 대한 것으로, 특히 음향파를 이용하여 광섬유를 통과하는 광의 파장을 알아내기 위한 광스펙트로메타 및 광검출 방법에 관한 것이다 .

종래의 광섬유를 통과하는 광의 파장을 알아내는 방법으로는, 분광기를 사용하는 방법과 절대광원을 기준으로 사용하는 간섭계를 사용하는 방법 등이 있는데, 이 중 분광기를 사용하는 방법은 입사광을 분광격자(grating)를 이용하여 파장별로 광을 퍼트려서 광검출기로 파장을 측정하는 방법이다. 또한, 절대기준광원을 이용하는 방법은 절대광원을 기기내에 내장하여 간섭무늬의 갯수를 측정하여 파장을 알아 내는 방법이다. 그러나, 이러한 종래의 광파장과 세기를 알아내는 방법들은 그 분석 장치의 구성이 복잡하고, 그에 따른 추가 비용이 많이 소요되는 문제점이 있다.

본 발명은, 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 음향파를 이용하여 광섬유를 통과하여 지나가는 광의 파장을 알아내는 광스펙트로메타 및 광검출 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1 은 특정파장의 광이 음향파에 따라 광섬유 코어에서 클래딩으로 결합되어 나오는 기본 개념도.

도 2a 및 도 2b 는 본 발명에 따른 음향 변환기와 광검출기의 일실시예 배치도.

도 3 은 본 발명에 따른 음향파를 이용한 광스펙트로메타의 일실시예 구성도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

21 : 음향변환기 22 : RF(Radio Frequency) 발생기

23 : 광검출기

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 빛의 파장을 알아내기 위한 광스펙트로메타에 있어서, 소정의 주파수의 파장을 가지는 빛을 검출하기 위하여, 상기 소정의 주파수의 파장을 가지는 음향파를 발생시키기 위한 음향파 발생 수단; 상기 음향파 발생 수단에서 발생한 음향파를 광섬유에 가해주기 위한 음향 변환 수단; 및 상기 음향 변환 수단으로부터 상기 광섬유에 가해진 음향파에 의해, 상기 광섬유의 크래딩을 통해 나오는 빛의 세기를 검출하기 위한 광검출 수단을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명은, 빛의 파장을 검출하는 광검출 시스템에, 소정의 주파수의 파장을 가지는 빛을 검출하기 위하여, 상기 소정의 주파수의 파장을 가지는 음향파를 발생시키는 제 1 단계 ; 상기 제 1 단계에서 발생시킨 음향파를 광섬유에 가해주는 제 2 단계; 상기 제 2 단계에서 상기 광섬유에 가해진 음향파에 의해, 상기 광섬유의 크래딩을 통해 나오는 빛의 세기를 검출하는 제 3 단계; 및 상기 제 1 단계에서 발생시킨 음향파의 주파수와 상기 제 3 단계에서 검출된 빛의 세기를 이용해 상기 검출된 빛의 파장과 세기를 구하는 제 4 단계를 포함한다.

상술한 목적, 특징들 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 질 것이다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일실시예를 상세히 설명한다.

도 1 은 특정파장의 광이 음향파에 따라 광섬유 코어에서 클래딩으로 결합되어 나오는 기본 개념도이다.

광섬유를 통과하는 광대역 파장의 광원에서 특정파장영역의 광이 음향파의 주파수에 따라 광섬유 코어에서 크래딩으로 결합되어 나오는 것의 기본 개념을 나타낸 것으로, 음향파의 세기가 증가함에 따라 특정주파수영역의 광이 많이 빠져 나오며, 음향주파수를 변화시켜 줌에 따라 코어에서 크래딩으로 결합되는 특정주파수 영역의 광의 파장이 변화됨이 나타난다.

이에 따라, 광전송시스템에서 광섬유를 진행하는 광의 파장을 알아내고자 한다. 이를 위해 광섬유를 지나가는 광을 음향파가 가하여진 광섬유를 통과하게 하여, 음향파에 의해 크래딩으로 결합되어 나오는 광의 세기 및 파장을 알아낼 수 있다.즉, 광세기를 알 수 있는 방법으로 광섬유를 지나가는 광 신호를 분기해서 광검출기로 광세기를 모니터하고, 분기된 다른 신호는 음향파가 진행하는 광섬유에 연결하여 음향변환기를 통해 인가해 주는 음향파의 주파수에 따라 특정 파장의 광이 광섬유 밖으로 빠져 나오게 한다. 이때, 광섬유를 통해 빠져 나온 광 신호를 광검출기로 모니터하고, 인가하여준 음향파의 주파수를 정확히 알면 광의 파장을 알아 낼 수 있다.

도 2a 및 도 2b 는 본 발명에 따른 음향 변환기와 광검출기의 배치에 관해 설명하기 위한 개략도이다.

이중 도 2a 는 광섬유에 광이 진향하는 방향과 나란한 방향으로 음향변환기(21)를 부착한 예를 나타낸 것이며, 광검출기(23)는 광섬유를 중심으로 하여 부착한 예와 광섬유 출력에 부착한 예를 나타낸 것이다. 또한, 도 2b 는 광섬유에 광이 진향하는 방향과 수직한 방향으로 음향변환기(21)를 부착한 예를 나타내며, 광검출기(23)는 광섬유를 중심으로 하여 부착한 예와 출력에 부착한 예를 나타낸 것이다. 광스펙트로메타를 구성함에 있어서, 음향 변환기의 위치는 광섬유에 음향파를 정확히 가해줄 수만 있다면 어떤 위치에 있더라도 같은 효과를 보이기 때문에, 상기의 두가지 실시예는 그 구성에 있어서의 차이는 있지만 효과는 같다.

도 3 은 본 발명에 따른 음향파를 이용한 광스펙트로메타의 일실시예 구성도이다.

제 1 광커넥터(1)는 입력 광을 연결하는 역할을 하고, 제 2 광커넥터(2)는 출력 광을 연결하는 역할을 한다. 제 1 광분파기(8)는 제 1 광커넥터(1)를 통해 연결된 광세기의 일부를 나누어 주는 역할을 하며, 제 1 광검출기(3)는 제 1 광분파기(8)에서 분기된 광세기를 검출하는 역할을 한다.

제 1 음향변환기(9)는 제 1 무선 주파수(RF : Radio Frequency)발생기(11)에서 생성시킨 주파수를 음향파로 변환하여 광섬유에 가해주는 역할을 하는 것으로서 1520 ~ 1570nm 파장영역의 광을 광섬유 밖으로 나오게 하는 역할을 한다.

제 2 , 제 3 광검출기(4 , 5)는 음향파에 의해 광섬유 밖으로 나온 1520 ~ 1570nm 파장의 광신호를 검출하는 역할을 한다. 제 2 음향변환기(10)는 제 2 무선 주파수(RF)발생기(12)에서 생성시킨 주파수를 음향파로 변환하여 광섬유에 가해주는 역할을 하는 것으로서 1560 ~ 1610nm 의 파장영역의 빛을 광섬유 밖으로 나오게 하는 기능을 수행한다.

제 4 , 제 5 광검출기(6 , 7)는 음향파에 의해 광섬유 밖으로 나온 1560 ~ 1610nm 파장영역의 광신호를 검출하는 기능을 수행한다.

프로세서(13)는 제 1 광분파기(8)의 출력 하나를 이용하여 광세기를 결정하여 광세기표시기(14)로 광세기를 알려주어 광세기를 표시하게 한다. 또한, 프로세서(13)은 제 1 무선 주파수(RF)발생기(11)의 출력 및 제 2, 제 3 광검출기(4, 5)의 출력을 이용하여 광의 파장을 알아낸 후, 그 결과를 광파장표시기(15)로 알려주어 파장을 표시하게 한다. 또한 프로세서(13)은 제 2 무선주파수 (RF)발생기(12)의 출력 및 제 4, 제 5 광검출기(6, 7)의 출력을 이용하여 광의 파장을 알아낸 후, 그 결과를 광파장표시기(15)로 알려주어 파장을 표시하게 한다. 제 2 광분파기(16)은 광섬유로 진행하는 광의 일부를 분기하여 하나는 제 6 광검출기(17)로 보내주고 다른 하나는 제 2 광커넥터(2)로 보내준다. 제 6 광검출기(17)에서는 앞쪽에서 음향파에 의해 광섬유 밖으로 나간 광 이외의 나머지 광신호를 검출한다. 프로세서(13)에서는 제 1, 제 2 무선 주파수(RF)발생기(11, 12)에 따른 제 2 광분파기(16)에서 검출된 광신호를 이용해서 광의 파장을 알아내어 광파장표시기(15)로 알려주어 파장을 표시하게 한다.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.

상기한 바와 같은 본 발명은, 광섬유 입력 신호를 분기해서 광검출기로 광세기를 모니터 하고, 다른 신호는 음향파가 진행하는 광섬유에 연결하여 음향변환기에 인가해주는 무선주파수(RF : Radio Frequency)에 따라 특정파장의 광이 광섬유 밖으로 나오게 하여, 광섬유를 나오는 특정파장의 광을 광검출기로 모니터하여 광의 파장을 알아내게 하는 장치를 제공함으로써, 필요한 광소자의 수를 줄여 장치를 단순화 시킬수 있고, 이에 따라 비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.

Claims (5)

1. 빛의 파장을 알아내기 위한 광스펙트로메타에 있어서,

   소정의 주파수의 파장을 가지는 빛을 검출하기 위하여, 상기 소정의 주파수의 파장을 가지는 음향파를 발생시키기 위한 음향파 발생 수단;

   상기 음향파 발생 수단에서 발생한 음향파를 광섬유에 가해주기 위한 음향 변환 수단; 및

   상기 음향 변환 수단으로부터 상기 광섬유에 가해진 음향파에 의해, 상기 광섬유의 크래딩을 통해 나오는 빛의 세기를 검출하기 위한 광검출 수단

   을 포함하는 음향파를 이용한 광스펙트로메타.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 광검출 수단은 광섬유를 중심으로 부착하는 것

   을 특징으로하는 음향파를 이용한 광스펙트로메타.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 광섬유의 출력단에 부착하여 상기 소정의 주파수를 가지는 빛을 제외한 나머지 빛의 세기를 측정하기 위한 광검출 수단

   을 더 포함하는 음향파를 이용한 광스펙트로메타.
4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 음향파 발생 수단은 발생시키는 음향파의 주파수를 변화할 수 있도록 하는 것

   을 특징으로 하는 음향파를 이용한 광스펙트로메타.
5. 빛의 파장을 검출하는 광검출 시스템에,

   소정의 주파수의 파장을 가지는 빛을 검출하기 위하여, 상기 소정의 주파수의 파장을 가지는 음향파를 발생시키는 제 1 단계 ;

   상기 제 1 단계에서 발생시킨 음향파를 광섬유에 가해주는 제 2 단계;

   상기 제 2 단계에서 상기 광섬유에 가해진 음향파에 의해, 상기 광섬유의 크래딩을 통해 나오는 빛의 세기를 검출하는 제 3 단계; 및

   상기 제 1 단계에서 발생시킨 음향파의 주파수와 상기 제 3 단계에서 검출된 빛의 세기를 이용해 상기 검출된 빛의 파장과 세기를 구하는 제 4 단계

   를 포함하는 음향파를 이용한 광검출 방법.