KR100941444B1 - 레이저 송수신 광학계 및 그 송수신 방법, 송수신 광학계를구비하는 라이다 시스템 - Google Patents

레이저 송수신 광학계 및 그 송수신 방법, 송수신 광학계를구비하는 라이다 시스템 Download PDF

Info

Publication number
KR100941444B1
KR100941444B1 KR1020070074934A KR20070074934A KR100941444B1 KR 100941444 B1 KR100941444 B1 KR 100941444B1 KR 1020070074934 A KR1020070074934 A KR 1020070074934A KR 20070074934 A KR20070074934 A KR 20070074934A KR 100941444 B1 KR100941444 B1 KR 100941444B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
laser
optical system
blue
reflected
infrared
Prior art date
Application number
KR1020070074934A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20090011399A (ko
Inventor
최성철
이용훈
오명규
고도경
이종민
Original Assignee
광주과학기술원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 광주과학기술원 filed Critical 광주과학기술원
Priority to KR1020070074934A priority Critical patent/KR100941444B1/ko
Publication of KR20090011399A publication Critical patent/KR20090011399A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100941444B1 publication Critical patent/KR100941444B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01V—GEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
    • G01V8/00—Prospecting or detecting by optical means
    • G01V8/02—Prospecting
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G01B11/24—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring contours or curvatures
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/25—Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/25—Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
    • G01N21/31—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01V—GEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
    • G01V8/00—Prospecting or detecting by optical means
    • G01V8/10—Detecting, e.g. by using light barriers
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/25—Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
    • G01N21/31—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry
    • G01N21/39—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry using tunable lasers
    • G01N2021/395—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry using tunable lasers using a topographic target

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geophysics (AREA)
  • Optical Radar Systems And Details Thereof (AREA)

Abstract

본 발명은 레이저 광학계가 해저 탐사에 단파장 가시광선 레이저(구체적으로, 파장이 400nm~500nm인 블루 레이저)를 광원으로 이용함으로써 기존보다 탐사영역을 확장시키고 해수 투과도를 향상시키며, 수신된 적외선 레이저를 토대로 편광소멸도 값을 계산함으로써 실시간으로 해안선을 결정하여 탐사영역에 대한 정확성과 신뢰도를 높이는 특징이 있는 레이저 송수신 광학계 및 그 송수신 방법, 송수신 광학계를 구비하는 라이다 시스템에 관한 것이다.
본 발명은 레이저를 송신하는 광학계에 있어서, 적외선 레이저의 조화파를 블루 레이저로 변환하여 상기 적외선 레이저와 더불어 송신되도록 하는 블루레이저 생성 OPO를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 송신 광학계를 제공한다. 본 발명에 의하면, 해안선, 육지 지형, 해저 지형 등을 동시에 관측하는 것이 가능하게 된다. 또한, 암초와 같은 해저의 위험요인을 미리 파악할 수 있으며, 침몰선을 수색하는 데에도 활용될 수 있다.
라이다(LiDAR), 광학계, 레이저, 블루파장, 해저 탐사, 해저 지형, 편광 광분해기, 편광소멸도, OPO(Optical Parametric Oscillator), DPSSL(Diode Pumped Solid State Laser)

Description

레이저 송수신 광학계 및 그 송수신 방법, 송수신 광학계를 구비하는 라이다 시스템 {Optical system for transmitting and receiving laser, and method using the same, and LIDAR system having the said optical system}
본 발명은 레이저 송수신 광학계 및 그 송수신 방법, 송수신 광학계를 구비하는 라이다 시스템에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 레이저 광학계가 해저 탐사에 단파장 가시광선 레이저(구체적으로, 파장이 400nm~500nm인 블루 레이저)를 광원으로 이용함으로써 기존보다 탐사영역을 확장시키고 해수 투과도를 향상시키며, 수신된 적외선 레이저를 토대로 편광소멸도 값을 계산함으로써 실시간으로 해안선을 결정(해상과 육상의 구별)하여 탐사영역에 대한 정확성과 신뢰도를 높이는 특징이 있는 레이저 송수신 광학계 및 그 송수신 방법, 송수신 광학계를 구비하는 라이다 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 해저 지형도 작성에 널리 이용되는 방법은 음향측심(echo sounding) 방법이다. 음향측심 방법은 초음파를 해저면 방향으로 발사한 후 초음파가 반사되어 돌아오는 데에 걸리는 시간을 측정하여 바다의 깊이나 해저 지형의 위치를 파악한다.
그런데, 종래의 음향측심 방법은 초음파를 발생하는 음향측심기(precision depth recorder)를 선박에 탑재하는 관계로 선박 운행이 불가능한 곳(예컨대, 수심이 얕거나, 산호초나 암초가 있는 연안해역)에서는 수심측량이 불가능하였다. 이외 양식시설이나 어구시설이 설치된 곳과 같이 선박의 진입에 제약이 따르는 곳도 수심측량에 많은 어려움이 따랐다. 게다가, 종래 음향측심 방법을 통해 측량된 데이터는 온도, 염분, 수압 등 해수 특성에 따른 값을 참작하여 수시 보정해야 하는 불편이 있었다.
이에, 종래에는 해저 지형도 작성에 항공기에 설치된 레이저(laser)를 이용하는 라이다(LiDAR; Light Detection And Ranging) 시스템이 도입되었다. 라이다 시스템은 레이저를 이용하여 해저 지형을 측량하거나 대상물의 위치를 결정하는 시스템으로 정의할 수 있다.
통상 해저 지형의 기복을 측량하기 위해서는 항공기에 광학계(optical system), GPS 수신기, 관성항법장치(Inertial Navigation System) 등을 탑재한 후 목표지역을 비행하게 된다. 그러면, 라이다 시스템은 먼저 DGPS(Differential Global Positioning System) 기법에 따라 레이저 탑재기의 위치를 결정하고, 이후 관성항법장치로 레이저 펄스의 회전각을 측정한다. 그런 다음, 라이다 시스템은 광학계를 통해 송수신된 레이저들로부터 수심을 계산하고 지형의 형상을 파악한다.
이러한 라이다 시스템은 능동센서를 채용하여 야간에도 관측이 가능하며, 기상조건이나 지형조건에 따른 영향을 별로 받지 않는다. 뿐만 아니라, 라이다 시스템은 지형물에 관계없이 투과율이 매우 우수하고 자료취득 및 처리 등 전과정이 수 치방식으로 이루어지기 때문에 모든 사물을 DEM(Digital Elevation Model)으로 제작할 수 있다. 라이다 시스템은 이외에도 측량의 효율성과 경제성이 우수하며, 고화질에다 대상물의 특징정보(예컨대, 나무의 밀도, 높이, 나뭇잎의 모양, 식생 등)까지 구체적으로 파악하는 특성을 가지고 있다.
이러한 라이다 시스템의 지형측량 방법은 기존 음향측심 방법과 비교할 때 보다 광범위한 지역을 보다 빠른 시간 내에 관측할 수 있다는 장점을 가지고 있다. 게다가, 해수 특성값에 의해 초래되는 측량 데이터의 오차가 거의 없어 별도의 보정이 필요하지 않으며, 해저 지형과 육상 지형을 동시에 관측할 수 있다는 장점도 내포하고 있다.
그런데, 이러한 라이다 시스템에서의 광학계는 종래에는 출력 레이저로 파장이 1064nm인 Nd:YAG 레이저와 파장이 532nm인 KTP 레이저를 사용하였다. 해저 지형 계측을 통한 3차원 맵핑(mapping)을 정확하게 도출하기 위해서는 특히 KTP 레이저(그린 레이저)의 해수 투과도가 우수해야 하는데, 기존의 것은 이를 충족시키지 못하였다. 게다가, 기존의 것은 깊이있게 투과되지 못하여 탐사범위가 극히 한정되는 경향을 보였으며, 특히 심해의 경우에는 해저 지형의 관측 자체가 불가능하였다.
더욱이, 종래의 광학계는 해저 지형과 육상 지형을 동시에 관측할 경우 이들의 구분이 용이하지 못하여 지형도 작성에 많은 어려움이 따랐다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 출력 레이저로 단파장 가시광선 레이저(구체적으로, 파장이 400nm~500nm인 블루 레이저)를 채용한 광학계를 구비하는 것을 제1 특징으로 하는 레이저 송수신 광학계 및 그 송수신 방법, 송수신 광학계를 구비하는 라이다 시스템을 제공함을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 수신된 적외선 레이저에서 편광소멸도 값을 계산하는 편광 광분해기를 장착하는 것을 제2 특징으로 하는 레이저 송수신 광학계 및 그 송수신 방법, 송수신 광학계를 구비하는 라이다 시스템을 제공함을 목적으로 한다.
본 발명은 상기한 목적을 달성하기 위해 안출된 것으로서, 레이저를 송신하는 광학계에 있어서, 적외선 레이저의 조화파를 블루 레이저로 변환하여 상기 적외선 레이저와 더불어 송신되도록 하는 블루레이저 생성 OPO를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 송신 광학계를 제공한다.
바람직하게는, 상기 블루레이저 생성 OPO는 90% 이상의 반사율을 가지며 상기 적외선 레이저의 조화파를 수렴시키는 제1 반구면형 거울; 비선형 결정으로 상기 조화파를 상기 블루 레이저로 변환시키는 BBO 결정; 및 상기 BBO 결정을 지나 발산하는 블루 레이저를 평행 레이저로 조절하는 제2 반구면형 거울을 포함한다.
더 바람직하게는, 상기 레이저 송신 광학계는 상기 블루 레이저를 직각 방향으로 반사시키는 반사거울; 및 상기 적외선 레이저를 투과시키고 상기 반사된 블루 레이저를 직각 방향으로 반사시켜 이들이 합일되게 하는 제1 이색성 거울을 더 포함한다.
또한, 본 발명은 광학계를 이용하여 레이저를 송신하는 방법에 있어서, (a) 상기 레이저를 발생시키는 레이저 광 발생기가 적외선 레이저 및 상기 적외선 레이저의 조화파를 출력하는 단계; (b) 비선형 결정을 구비하는 블루레이저 생성 OPO가 상기 조화파를 블루 레이저로 변환시키는 단계; (c) 반사 기능을 하는 반사거울이 상기 블루 레이저를 직각 방향으로 반사시키는 단계; (d) 파장이 다른 레이저를 반사 또는 투과시키는 제1 이색성 거울이 상기 적외선 레이저를 투과시키고 상기 반사된 블루 레이저를 직각 방향으로 반사시켜 이들을 합일시키는 단계; 및 (e) 주사 기능을 하는 스캔 장치가 전반사 거울을 이용하여 상기 합일된 레이저를 목표지점으로 조사하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 송신 광학계의 레이저 송신방법을 제공한다.
더 바람직하게는, 상기 (b) 단계는 (ba) 90% 이상의 반사율을 가지는 제1 반구면형 거울이 상기 조화파를 수렴시키는 단계; (bb) 비선형 결정을 구비하는 BBO 결정이 상기 수렴된 조화파를 블루 레이저로 변환시키는 단계; 및 (bc) 제2 반구면형 거울이 상기 변환된 블루 레이저를 평행 레이저로 조절하는 단계로 이루어진다.
또한, 본 발명은 적외선 레이저를 수신하는 광학계에 있어서, 상기 적외선 레이저의 편광소멸도를 측정하며, 상기 편광소멸도의 대소에 따라 상기 적외선 레이저를 육지면에서 반사된 레이저와 해수면에서 반사된 레이저로 구분하는 편광 광분해기를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 수신 광학계를 제공한다.
바람직하게는, 상기 레이저 수신 광학계는, 상기 적외선 레이저와 더불어 블루 레이저도 수신되는 경우 이들 레이저를 구분하는 제2 이색성 거울; 및 상기 블루 레이저, 상기 육지면에서 반사된 레이저 및 상기 해수면에서 반사된 레이저를 수신하여 각각을 전류 펄스로 변환시키며, 이들로부터 해안선을 결정하거나 해수면에서 해저면까지의 거리를 측정하게 하는 광전증배관을 더 포함한다.
또한, 본 발명은 광학계를 이용하여 레이저를 수신하는 방법에 있어서, (a) 파장이 다른 레이저를 반사 또는 투과시키는 제2 이색성 거울이 수신된 블루 레이저를 투과시키며 수신된 적외선 레이저를 반사시키는 단계; (b) 상기 반사된 적외선 레이저를 수신하면, 편광소멸도를 측정하는 편광 광분해기가 상기 반사된 적외선 레이저를 편광소멸도의 대소에 따라 육지면에서 반사된 레이저와 해수면에서 반사된 레이저로 구분하는 단계; (c) 상기 편광 광분해기가 상기 육지면에서 반사된 레이저를 투과시키며 상기 해수면에서 반사된 레이저를 반사시키는 단계; 및 (d) 광학기기인 광전증배관이 상기 제2 이색성 거울을 투과한 블루 레이저, 상기 편광 광분해기를 투과한 육지면 반사 레이저, 및 상기 편광 광분해기에서 반사된 해수면 반사 레이저를 수신하여 이들을 전류 펄스로 변환시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 수신 광학계의 레이저 수신방법을 제공한다.
바람직하게는, 상기 (a) 단계의 이전 단계는 (aa) 전반사 거울이 외부로부터 상기 블루 레이저 또는 상기 적외선 레이저를 수신하는 단계; (ab) 망원경이 상기 수신한 레이저를 수렴시켜 핀홀을 통과시키는 단계; 및 (ac) 시준렌즈가 상기 핀홀을 통과한 레이저를 평행 레이저로 조절하는 단계를 포함한다. 그리고, 상기 (a) 단계와 상기 (b) 단계의 중간 단계는 평면형 거울이 상기 제2 이색성 거울에서 반사된 적외선 레이저를 반사시켜 상기 편광 광분해기로 향하도록 하는 단계를 포함한다. 그리고, 상기 (c) 단계와 상기 (d) 단계의 중간 단계는 별도의 평면형 거울이 상기 편광 광분해기에서 반사된 해수면 반사 레이저를 반사시켜 상기 광전증배관으로 향하도록 하는 단계를 포함한다.
또한, 본 발명은 레이저를 이용하여 육지나 해저의 지형을 측량하는 라이다 시스템에 있어서, 상술한 기능을 구비하는 레이저 송신 광학계; 및 역시 상술한 기능을 구비하는 레이저 수신 광학계를 포함하는 것을 특징으로 하는 라이다 시스템을 제공한다.
바람직하게는, 상기 송신 광학계와 상기 수신 광학계는 일체형으로 형성된다.
더 바람직하게는, 상기 송신 광학계에 구비되는 것들인 상기 적외선 레이저를 발생시키는 레이저 광 발생기와 제1 이색성 거울 사이의 레이저 흐름로에는 상기 편광 광분해기가 수신하는 적외선 레이저의 입사각을 조절하는 파동판이 형성된다.
본 발명은 상기한 구성 및 방법에 따라 다음과 같은 효과를 생산한다. 첫째, 본 발명은 제1 특징에 따라 출력 레이저가 종래보다 약 3배 정도 향상된 해수 투과도를 가지며, 측정수심 향상에 따른 깊이있는 투과로 심해 해저 지형의 관측이 가능하게 되는 등 탐사영역이 확장된다.
둘째, 본 발명은 제2 특징에 따라 실시간으로(게다가 보다 정확하고 간단하게) 해안선을 결정하여 해저 지형과 육상 지형을 구분하며, 이로 말미암아 탐사영역에 대한 정확성과 신뢰도를 향상시킨다. 또한, 본 발명은 상기한 바에 따라 해안선, 육지 지형, 해저 지형 등을 동시에 관측할 수 있는 편의성도 제공한다. 이외에도, 본 발명은 암초와 같은 해저의 위험요인을 미리 파악할 수 있게 하며, 침몰선 수색 등에도 활용 가능하다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다. 또한, 이하에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명할 것이나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정하거나 제한되지 않고 당업자에 의해 변형되어 다양하게 실시될 수 있음은 물론이다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 라이다 시스템은 송신 광학계, 수신 광학계 및 편광 광분해기를 포함하여 이루어진다. 송신 광학계는 본 발명의 실시예에서 출력 레이저로 단파장 가시광선 레이저(구체적으로, 파장이 400nm~500nm인 블루 레이저)와 적외선 레이저를 발생시키며, 이들을 측량대상 위치로 송신하는 기능을 수행한다. 수신 광학계는 본 발명의 실시예에서 측량대상 위치에서 반사되어 돌아오 는 블루 레이저와 적외선 레이저를 수신하며, 이들로부터 해저 지형의 형상을 파악하는 기능을 수행한다. 편광 광분해기는 수신 광학계에 구비되며, 수신된 적외선 레이저에서 편광소멸도 값을 측정하는 기능을 수행한다. 이하, 도면을 참조하여 이러한 송신 광학계와 수신 광학계(편광 광분해기 포함)에 대해 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 송신 광학계의 내부구성 개념도이다. 그리고, 도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 송신 광학계의 레이저 송신방법을 도시한 순서도이다. 먼저 도 1을 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 송신 광학계(100)는 레이저 광 발생기(110), 시준렌즈(115), 블루레이저 생성 OPO(Optical Parametric Oscillator)(120), 제1 평면형 거울(140), 제1 이색성 거울(dichroic mirror)(145), 제2 평면형 거울(150), 파동판(155) 및 스캔 장치(160)를 포함하여 구성된다.
레이저 광 발생기(110)는 본 발명의 실시예에서 적외선 레이저를 생성 발진하는 기능을 한다. 상기 적외선 레이저는 파장이 1064nm인 Nd:YAG(acronym for NeoDymium-doped Yttrimium Aluminum Garnet) 레이저인 것이 일반인데, 본 발명에서 요구하는 레이저는 해수면에서 반사될 수 있을 정도의 장파장을 가지면 충분하다. 이에, 상기 레이저 광 발생기(110)는 파장이 1540nm인 Er:Glass(acronym for Erbium-doped Glass) 레이저, 파장이 2940nm인 Er:YAG(acronym for Erbium-doped Yttrimium Aluminum Garnet) 레이저 등을 Nd:YAG 레이저 대신으로 생성하는 것도 가능하다.
한편, 레이저 광 발생기(110)는 발진(기본)파인 Nd:YAG 레이저에 대한 3차 조화파도 생성 발진한다. 3차 조화파는 파장이 355nm로 본 발명의 실시예에서 블루 레이저를 생성하는데에 이용된다. 레이저 광 발생기(110)는 상기를 이루기 위해 조화파 생성에 기여하는 결정(crystal)을 내장하는 공진기를 더 포함한다.
상술한 레이저 광 발생기(110)는 예컨대 DPSSL(Diode Pumped Solid State Laser)로 구현될 수 있다. 이 경우, 레이저 광 발생기(110)의 레이저 반복률은 1kHz이며, 레이저 출력은 15mJ(파장이 1064nm일 경우)이다. 이러한 레이저 광 발생기(110)는 복수개의 레이저가 동시에 조사될 수 있도록 대한민국 특허등록공보 제720,868호(발명의 명칭 : 마이크로 렌즈 배열체에 의하여 멀티 레이저 스팟을 구현한 치료용 레이저 시스템)에 제안된 바가 참작될 수 있다.
시준렌즈(115)는 본 발명의 실시예에서 레이저 광 발생기(110)에서 발진된 레이저(즉, 3차 조화파인 355nm 레이저)가 평행하게 나아가지 않을 경우 이를 조정하는 기능을 한다. 그러나, 레이저 광 발생기(110)에서 평행 레이저가 발진될 경우에는 시준렌즈(115)는 본 발명의 실시예에서 구비되지 않아도 무방하다.
블루레이저 생성 OPO(120)는 본 발명의 실시예에서 시준렌즈(115)를 지나 입사되는 355nm 레이저를 블루 레이저로 변환시키는 기능을 한다. 이를 위해 블루레이저 생성 OPO(120)에는 제1 반구면형 거울(125), BBO 결정(Beta-Barium bOrate crystal: 130) 및 제2 반구면형 거울(135)이 순서대로 배열 구비된다. 이 구성요소들을 토대로 블루레이저 생성 OPO(120)의 기능을 상세하게 설명하면 다음과 같다.
상기 입사된 355nm 레이저는 제1 반구면형 거울(125)을 거쳐 BBO 결정(130)에 도달한다. 이때, 제1 반구면형 거울(125)은 입사된 레이저를 수렴시켜 BBO 결 정(130)에 용이하게 도달하도록 조절한다. 이를 위해 제1 반구면형 거울(125)은 반사율 90%로써 평평한 일면에 대해 그 반대면이 오목하게 형성된다. BBO 결정(130)은 제1 반구면형 거울(125)을 지난 레이저를 블루 레이저로 변환하여 발산시킨다. 이러한 BBO 결정(130)은 본 발명의 실시예에서 블루 레이저로의 변환이 가능하다면 다른 비선형 결정으로 대체됨도 가능하다. BBO 결정(130)이 발산시킨 레이저는 제2 반구면형 거울(135)을 거쳐 평행 레이저로써 외부로 배출된다. 제2 반구면형 거울(135)은 제1 반구면형 거울(125)과 동일한 형태로 구현된다. 다만, 블루레이저 생성 OPO(120) 내에서 제1 반구면형 거울(125)과 제2 반구면형 거울(135)은 오목면이 BBO 결정(130)을 향하도록 형성된다.
한편, 블루레이저 생성 OPO(120)는 입사되는 레이저의 에너지 효율성을 극대화시키기 위해 다음과 같이 구현되는 것도 가능하다. 첫째, 제1 반구면형 거울(125)과 제2 반구면형 거울(135)의 반사율을 기존(90%)보다 더 높인다. 둘째, BBO 결정(130)의 길이를 기존보다 연장형성한다. 세째, 레이저 광 발생기(110)에서 출력되는 레이저의 진폭을 기존보다 감소시킨다.
제1 평면형 거울(140)은 본 발명의 실시예에서 블루 레이저를 제1 이색성 거울(145) 방향으로 반사시키는 기능을 한다.
제1 이색성 거울(145)은 본 발명의 실시예에서 파동판(155)을 통과한 1064nm 레이저를 투과시키는 기능을 한다. 또한, 제1 이색성 거울(145)은 본 발명의 실시예에서 블루 레이저를 직각 방향으로 반사시키는 기능을 한다. 이상과 같은 제1 이색성 거울(145)의 역할에 의해 1064nm 레이저와 블루 레이저는 제1 이색성 거 울(145)에서 하나로 합쳐지며, 이후에는 동시에 전진하는 형국을 띤다. 제1 이색성 거울(145)의 이러한 기능은 예컨대 대한민국 특허등록공보 제392,858호(발명의 명칭 : 펜타-프리즘을 이용한 LCD 프로젝터용 빔 결합기)에 제안된 바 참조를 통해 구현될 수 있다.
한편, 상기한 파동판(155)은 본 발명의 실시예에서 추후 수신 광학계의 편광 광분해기에 입사되는 레이저의 입사각을 조절하는 역할을 한다. 이에, 본 발명에서는 파동판(155)을 위상조절기로 대체함도 가능하다. 위상조절기가 상기한 기능을 수행함은 예컨대 대한민국 특허등록공보 제540,222호(발명의 명칭 : 대류권 오존과 비구형성의 분진을 동시에 관측하기 위한 레이저 광송신장치, 광수신장치 및 라이다 시스템)를 참조하면 된다.
제2 평면형 거울(150)은 본 발명의 실시예에서 일체된 블루 레이저와 1064nm 레이저를 스캔 장치(160)로 반사시키는 기능을 한다. 그리고, 스캔 장치(160)는 전반사 거울(165)을 통하여 상기 반사된 일체형 레이저를 목표 지점(특정 해수면)에 조사하는 기능을 한다. 이러한 스캔 장치(160)는 원통 형상으로 형성되며 회전성을 지니고 있다.
한편, 도 1에서 보는 바와 같이 본 발명의 실시예에서 제1 평면형 거울(140), 제1 이색성 거울(145), 제2 평면형 거울(150) 및 전반사 거울(165)은 모두 레이저의 진행방향에 대해 비스듬하게 형성됨을 알 수 있다. 이는 직진성을 지닌 레이저를 원하는 방향으로 진행하도록 하기 위한 것임은 자명하다.
다음으로, 도 2를 참조하여 상술한 바와 같이 구성되는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 송신 광학계의 레이저 송신방법을 설명한다. 구체적인 레이저 송신방법은 송신 광학계의 구성장치들의 기능으로 상술하였으므로(도 1 참조), 여기에서는 간략하게 기술하기로 한다.
먼저, 레이저 광 발생기(110)가 두 종류의 레이저를 생성 발진한다(S200). 물론, 두 종류의 레이저는 1064nm 레이저(Nd:YAG 레이저)와 355nm 레이저(Nd:YAG 레이저에 대한 3차 조화파)를 말한다. 1064nm 레이저는 파동판(155)을 거쳐 제1 이색성 거울(145)을 투과한다(S205). 반면, 355nm 레이저는 블루레이저 생성 OPO(120)로 인도되며, 블루레이저 생성 OPO(120)는 이 레이저를 블루 레이저로 변환시킨다(S210). 이후, 블루 레이저는 제1 평면형 거울(140) 및 제1 이색성 거울(145)에서 차례대로 반사된다(S215).
그런데, 앞서 기술한 바와 같이 본 발명의 실시예에서 1064nm 레이저와 블루 레이저는 제1 이색성 거울(145)에서 만나 합체되며 이후 진행에는 동반하는 특징이 있다. 따라서, 이후에는 일체된 레이저가 제2 평면형 거울(150) 및 스캔 장치(160)의 전반사 거울(165)을 거쳐 외부로 배출되며, 일체된 레이저는 해수면에 조사된다(S220).
다음으로, 편광 광분해기를 포함하는 수신 광학계에 대해서 설명한다. 도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 수신 광학계의 내부구성 개념도이다. 그리고, 도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 수신 광학계의 레이저 수신방법을 도시한 순서도이다. 먼저 도 3을 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 수신 광학계(300)는 스캔 장치(160), 전반사 거울(165), 망원경(310), 핀홀(pinhole; 330), 시준렌즈(335), 제2 이색성 거울(340), 제3 평면형 거울(345), 편광 광분해기(350), 제4 평면형 거울(355), 간섭필터(360), 집광렌즈(365) 및 광전증배관(photomultiplier tube; 370)을 포함하여 이루어진다.
스캔 장치(160)는 본 발명의 실시예에서 전반사 거울(165)을 통하여 해수면 또는 해저 바닥면에서 반사되어 돌아오는 레이저를 망원경(310)으로 반사시키는 기능을 한다. 여기에서, 해수면에서 반사되어 돌아오는 레이저는 1064nm 레이저를, 해저 바닥면에서 반사되어 돌아오는 레이저는 블루 레이저를 각각 가리킨다. 이러한 스캔 장치(160)와 전반사 거울(165)은 송신 광학계(100)에 의해 송신된 레이저를 용이하게 수신하기 위해 송신 광학계(100)의 그것과 동일 위치에 구비된다. 즉, 본 발명의 바람직한 실시예에 있어서 스캔 장치(160)와 전반사 거울(165)은 하나만 구비되며, 이를 송신 광학계(100)와 수신 광학계(300)에서 공유하게 된다. 상기를 참작한 일체형 송수신 광학계는 도 5에서 보는 바와 같이 구현할 수 있다. 이러한 일체형 송수신 광학계(500)는 장치의 크기나 부피를 감소시킬 뿐만 아니라 비용절감 효과도 거둘 수 있어 바람직하다 하겠다.
망원경(310)은 본 발명의 실시예에서 제1 반사거울(315) 내지 제3 반사거울(325)을 구비한다. 망원경(310)은 이들을 이용하여 전반사 거울(165)을 통해 입사된 레이저를 수렴시켜 핀홀(330)을 통과하도록 한다. 구체적으로, 도 3에 도시된 바와 같이 망원경(310)에 입사된 레이저는 제1 반사거울(315)에 의해 1차 수렴된 뒤 제2 반사거울(320)에 의해 재수렴(2차 수렴)된다. 이후, 레이저는 제3 반사거울(325)을 통하여 집광되어 핀홀(330)을 통과하게 된다. 핀홀(330)은 망원경(310)의 시각을 조절하는 작은 구멍을 말한다.
제1 반사거울(315)이나 제2 반사거울(320)은 입사되는 레이저의 진행방향에 대해 수직방향으로 망원경(310) 내부에 설치된다. 그리고, 이들(315, 320)은 수렴 기능을 위해 레이저와 대면하는 일면이 오목하게 형성된다. 반면, 제3 반사거울(325)은 집광과 동시에 핀홀(330) 방향으로 레이저를 반사시키기 위해 레이저의 진행방향에 대해 경사각을 가지도록 형성된다.
시준렌즈(335)는 본 발명의 실시예에서 핀홀(330)을 통과한 레이저를 평행 레이저로 조절하는 기능을 한다.
제2 이색성 거울(340)은 본 발명의 실시예에서 광분해 역할을 한다. 구체적으로, 제2 이색성 거울(340)은 블루 레이저의 경우 투과시켜 제1 광전증배관(370a)으로 향하도록 한다. 그리고, 1064nm 레이저의 경우는 반사시켜 제3 평면형 거울(345)을 통해 편광 광분해기(350)로 향하도록 한다.
편광 광분해기(350)는 본 발명의 실시예에서 1064nm 레이저의 편광소멸도 값(depolarization ratio)을 이용하여 상기 레이저를 해수면에서 반사된 레이저와 육지면에서 반사된 레이저로 구분하는 기능을 한다. 구체적으로, 편광 광분해기(350)는 다음 방법에 따라 상기한 기능을 수행한다. 일반적으로 육지면에서 반사된 레이저는 불균일한 지형적 특성으로 인하여 해수면에서 반사된 레이저보다 편광소멸도 값이 더 크게 발생한다. 편광 광분해기(350)는 이를 참작하여 입사된 1064nm 레이저를 해수면에서 반사된 레이저와 육지면에서 반사된 레이저로 구분한다. 구분 방법은 편광 광분해기(350)가 레이저 광 발생기(110)에서 생성될 당시의 편광이 보존된 레이저(본 발명의 경우 해수면에서 반사된 레이저)를 반사시키는 과정, 및 편광 광분해기(350)가 그러하지 못한 레이저(본 발명의 경우 육지면에서 반사된 레이저)를 투과시키는 과정으로 전개된다. 물론, 본 발명에서는 이의 반대로 행함도 가능하다.
본 발명의 실시예에서 편광 광분해기(350)를 투과한 레이저는 제2 광전증배관(370b)으로 향한다. 그리고, 편광 광분해기(350)에 의해 반사된 레이저는 제4 평면형 거울(355)에서 재차 반사되어 제3 광전증배관(370c)으로 향한다. 이와 같이 광전증배관(370a 내지 370c)으로 향하는 레이저들은 먼저 간섭필터(360)를 통과한다. 간섭필터(360)는 본 발명의 실시예에서 입사되는 레이저에서 지정된 파장의 레이저만을 추출하는 기능을 한다.
간섭필터(360)를 통과한 레이저들은 다음으로 집광렌즈(365)를 거친다. 집광렌즈(365)는 본 발명의 실시예에서 간섭필터(360)를 통과한 레이저들을 집광시키는 기능을 한다.
광전증배관(370)은 본 발명의 실시예에서 집광렌즈(365)에 의해 집광된 레이저들을 수신하여 이를 전류 펄스로 변환시키는 기능을 한다. 광전증배관(370)의 이러한 기능은 추후 라이다 시스템이 이 신호를 수신하여 해저 지형도 작성을 구현할 수 있게 한다.
광전증배관(370)은 이미 언급한 바와 같이 본 발명의 실시예에서 제1 광전증 배관(370a) 내지 제3 광전증배관(370c)으로 구성된다. 여기에서, 제1 광전증배관(370a)은 블루 레이저를 수신하며, 제2 광전증배관(370b)은 1064nm 레이저 중에서 육지면에서 반사된 레이저를 수신한다. 그리고, 제3 광전증배관(370c)은 1064nm 레이저 중에서 해수면에서 반사된 레이저를 수신한다. 본 발명에서 광전증배관(370)은 이상 3개로 구성되어 각각의 레이저를 별도 관리함에 한정되는 것은 아니며, 당업자 재량에 따라 얼마든지 수량에 변화를 줄 수 있다. 예컨대, 광전증배관(370)을 하나만 구비하여 모든 레이저를 총괄하도록 함도 가능하다.
한편, 광전증배관(370)은 소켓 연결일 경우 접촉의 신뢰성이 낮은 점을 참작하여 직접 납땜이 가능하도록 리드선을 구비할 수 있다. 또한, 광전증배관(370)은 잡음을 최소화하기 위해 구동용 회로를 후단에 설치할 수 있다. 또한, 광전증배관(370)은 고전압에 의한 충격을 방지하기 위해 실리콘 고무를 외피에 형성시킬 수 있다.
다음으로, 도 4를 참조하여 상술한 바와 같이 구성되는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 수신 광학계의 레이저 수신방법을 설명한다. 역시, 구체적인 레이저 수신방법은 수신 광학계의 구성장치들의 기능으로 상술하였으므로(도 3 참조), 여기에서는 간략하게 기술하기로 한다.
먼저, 스캔 장치(160)는 주사한 레이저가 해수면, 육지면 및 해저 지형 중 어느 하나에 접촉한 후 반사되어 돌아오면 이를 수신한다. 그런 다음, 전반사 거울(165)을 통해 망원경(310)이 구비된 쪽으로 이 레이저를 반사시킨다(S400). 레이 저가 망원경(310)에 도달하면, 제1 반사거울(315) 내지 제3 반사거울(325)은 이 레이저를 차례대로 수렴 반사시켜 핀홀(330)을 통과하도록 한다. 핀홀(330)을 통과한 레이저는 시준렌즈(335)에 의해 평행 레이저로 조정되고, 이후 제2 이색성 거울(340)에 도달한다(S405).
제2 이색성 거울(340)은 도달한 레이저가 블루 레이저인 경우 그대로 투과시키며, 1064nm 레이저인 경우에는 반사시킨다(S410). 제2 이색성 거울(340)을 투과한 블루 레이저는 간섭필터(360)와 집광렌즈(365)를 차례대로 통과하여 제1 광전증배관(370a)에 도달한다. 제1 광전증배관(370a)은 도달한 레이저를 전류 펄스로 변환시키고, 라이다 시스템이 이를 수신하도록 한다(S415).
한편, 제2 이색성 거울(340)에 의해 반사된 1064nm 레이저는 제3 평면형 거울(345)을 거쳐 편광 광분해기(350)로 향한다. 편광 광분해기(350)는 편광소멸도 값을 토대로 1064nm 레이저를 해수면에서 반사된 레이저와 육지면에서 반사된 레이저로 구분한다. 그래서, 편광 광분해기(350)는 육지면에서 반사된 레이저의 경우 그대로 투과시키며, 해수면에서 반사된 레이저의 경우에는 반사시킨다(S420). 편광 광분해기(350)를 투과한 레이저(즉, 육지면에서 반사된 레이저)는 간섭필터(360)와 집광렌즈(365)를 거쳐 제2 광전증배관(370b)으로 향한다. 그러면, 제2 광전증배관(370b)은 제1 광전증배관(370a)과 동일한 기능을 수행한다(S425). 반면, 편광 광분해기(350)에서 반사된 레이저(즉, 해수면에서 반사된 레이저)는 제4 평면형 거울(355), 간섭필터(360) 및 집광렌즈(365)를 차례대로 거쳐 제3 광전증배관(370c)으로 향한다. 제3 광전증배관(370c) 역시 제1 광전증배관(370a)과 동일 기능을 수 행한다(S430).
한편, 라이다 시스템이 상술한 결과를 토대로 해저 지형도를 작성하는 방법 및 실시간으로 해안선을 결정하는 방법을 더 설명하면 다음과 같다.
(1) 해저 지형도를 작성하는 방법
먼저, 라이다 시스템은 제1 광전증배관(370a) 및 제3 광전증배관(370c)이 변환한 신호를 수신한다. 이후, 라이다 시스템은 동일 위치에 입사된 두 신호로부터 해수면에서 해저 지형까지의 깊이를 계산한다. 이후, 라이다 시스템은 계산된 값들을 정리하여 해저 지형을 3차원 영상으로 모델링한다.
(2) 실시간으로 해안선을 결정하는 방법
먼저, 라이다 시스템은 제2 광전증배관(370b) 및 제3 광전증배관(370c)이 변환한 신호를 수신한다. 이후, 라이다 시스템은 특정 모델 상에 각 신호의 위치를 결정한다. 이후, 라이다 시스템은 상기 특정 모델에서 육지와 해상의 경계선인 해안선을 결정한다. 해안선 결정은 상기에서 보다 정확한 해저 지형 모델링을 실현한다.
이상의 설명은 본 발명의 기술사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호범 위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
본 발명은 군사적 목적 또는 지도제작 목적에 이용될 수 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 송신 광학계의 내부구성 개념도,
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 송신 광학계의 레이저 송신방법을 도시한 순서도,
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 수신 광학계의 내부구성 개념도,
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 수신 광학계의 레이저 수신방법을 도시한 순서도,
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 일체형 송수신 광학계의 내부구성 개념도이다.
< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >
100 : 송신 광학계 110 : 레이저 광 발생기
120 : 블루레이저 생성 OPO 125, 135 : 반구면형 거울(제1, 제2)
130 : BBO 결정 145, 340 : 이색성 거울(제1, 제2)
140, 150, 345, 355 : 평면형 거울(제1~제4)
155 : 파동판 160, 165 : 스캔 장치 및 그의 전반사 거울
300 : 수신 광학계 330 : 핀홀
310 내지 325 : 망원경 및 그의 반사거울(제1~제3)
335 : 시준렌즈 350 : 편광 광분해기
360 : 간섭필터 365 : 집광렌즈
370 : 광전증배관

Claims (13)

  1. 레이저를 송신하는 광학계에 있어서,
    적외선 레이저의 조화파를 블루 레이저로 변환시키며 전반사 거울을 구비하는 스캔 장치를 통해 상기 변환된 블루 레이저를 상기 적외선 레이저와 함께 송신시키는 장치로서, 상기 적외선 레이저의 조화파를 수렴시키는 제1 반구면형 거울과, 비선형 결정으로 상기 조화파를 상기 블루 레이저로 변환시키는 BBO 결정, 및 상기 BBO 결정을 지나 발산하는 블루 레이저를 평행 레이저로 조절하는 제2 반구면형 거울을 포함하는 블루레이저 생성 OPO
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 송신 광학계.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 블루 레이저를 직각 방향으로 반사시키는 반사거울; 및
    상기 적외선 레이저를 투과시키고 상기 반사된 블루 레이저를 직각 방향으로 반사시켜 이들이 합일되게 하는 제1 이색성 거울
    을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 송신 광학계.
  4. 광학계를 이용하여 레이저를 송신하는 방법에 있어서,
    (a) 상기 레이저를 발생시키는 레이저 광 발생기가 적외선 레이저 및 상기 적외선 레이저의 조화파를 출력하는 단계;
    (b) 비선형 결정을 구비하는 블루레이저 생성 OPO가 상기 조화파를 블루 레이저로 변환시키는 단계;
    (c) 반사 기능을 하는 반사거울이 상기 블루 레이저를 직각 방향으로 반사시키는 단계;
    (d) 파장이 다른 레이저를 반사 또는 투과시키는 제1 이색성 거울이 상기 적외선 레이저를 투과시키고 상기 반사된 블루 레이저를 직각 방향으로 반사시켜 이들을 합일시키는 단계; 및
    (e) 주사 기능을 하는 스캔 장치가 전반사 거울을 이용하여 상기 합일된 레이저를 목표지점으로 조사하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 송신 광학계의 레이저 송신방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 (b) 단계는,
    (ba) 90% 이상의 반사율을 가지는 제1 반구면형 거울이 상기 조화파를 수렴 시키는 단계;
    (bb) 비선형 결정을 구비하는 BBO 결정이 상기 수렴된 조화파를 블루 레이저로 변환시키는 단계; 및
    (bc) 제2 반구면형 거울이 상기 변환된 블루 레이저를 평행 레이저로 조절하는 단계
    로 이루어지는 것을 특징으로 하는 송신 광학계의 레이저 송신방법.
  6. 적외선 레이저를 수신하는 광학계에 있어서,
    상기 적외선 레이저의 편광소멸도를 측정하며, 상기 측정된 편광소멸도를 토대로 상기 적외선 레이저가 처음 발진시의 편광을 유지하고 있으면 상기 적외선 레이저를 해수면에서 반사된 레이저로 구분하고, 상기 적외선 레이저가 처음 발진시의 편광을 유지하고 있지 못하면 상기 적외선 레이저를 육지면에서 반사된 레이저로 구분하는 편광 광분해기
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 수신 광학계.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 적외선 레이저와 더불어 블루 레이저도 수신되는 경우, 이들 레이저를 구분하는 제2 이색성 거울
    을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 수신 광학계.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 블루 레이저, 상기 육지면에서 반사된 레이저 및 상기 해수면에서 반사된 레이저를 수신하며, 상기 수신된 레이저들을 전류 펄스로 변환시키는 광전증배관
    을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 수신 광학계.
  9. 광학계를 이용하여 레이저를 수신하는 방법에 있어서,
    (a) 파장이 다른 레이저를 반사 또는 투과시키는 제2 이색성 거울이 수신된 블루 레이저를 투과시키며 수신된 적외선 레이저를 반사시키는 단계;
    (b) 상기 반사된 적외선 레이저를 수신하면, 편광소멸도를 측정하는 편광 광분해기가 상기 반사된 적외선 레이저를 편광소멸도의 대소에 따라 육지면에서 반사된 레이저와 해수면에서 반사된 레이저로 구분하는 단계;
    (c) 상기 편광 광분해기가 상기 육지면에서 반사된 레이저를 투과시키며 상기 해수면에서 반사된 레이저를 반사시키는 단계; 및
    (d) 광학기기인 광전증배관이 상기 제2 이색성 거울을 투과한 블루 레이저, 상기 편광 광분해기를 투과한 육지면 반사 레이저, 및 상기 편광 광분해기에서 반사된 해수면 반사 레이저를 수신하여 이들을 전류 펄스로 변환시키는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 수신 광학계의 레이저 수신방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 (a) 단계의 이전 단계는,
    (a1) 전반사 거울이 외부로부터 상기 블루 레이저 또는 상기 적외선 레이저를 수신하는 단계;
    (a2) 망원경이 상기 수신된 블루 레이저 또는 상기 수신된 적외선 레이저를 수렴시켜 핀홀을 통과시키는 단계; 및
    (a3) 시준렌즈가 상기 핀홀을 통과한 레이저를 평행 레이저로 조절하는 단계
    를 포함하며,
    상기 (a) 단계와 상기 (b) 단계의 중간 단계는,
    평면형 거울이 상기 제2 이색성 거울에서 반사된 적외선 레이저를 반사시켜 상기 편광 광분해기로 향하도록 하는 단계
    를 포함하고,
    상기 (c) 단계와 상기 (d) 단계의 중간 단계는,
    별도의 평면형 거울이 상기 편광 광분해기에서 반사된 해수면 반사 레이저를 반사시켜 상기 광전증배관으로 향하도록 하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 수신 광학계의 레이저 수신방법.
  11. 레이저를 이용하여 육지나 해저의 지형을 측량하는 라이다 시스템에 있어서,
    제 1 항 또는 제 3 항에 따른 레이저 송신 광학계; 및
    제 6 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 따른 레이저 수신 광학계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 라이다 시스템.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 송신 광학계와 상기 수신 광학계는 일체형으로 형성되는 것을 특징으로 하는 라이다 시스템.
  13. 제 11 항 또는 제 12 항에 있어서,
    상기 송신 광학계에는 적외선 레이저를 발생시키는 레이저 광 발생기와 제1 이색성 거울이 구비되고,
    상기 수신 광학계에는 편광소멸도를 측정하는 편광 광분해기가 구비되며,
    상기 레이저 광 발생기와 상기 제1 이색성 거울 사이의 레이저 흐름로에는 파동판이 구비되어 상기 편광 광분해기로 수신되는 적외선 레이저의 입사각을 조절하는 것을 특징으로 하는 라이다 시스템.
KR1020070074934A 2007-07-26 2007-07-26 레이저 송수신 광학계 및 그 송수신 방법, 송수신 광학계를구비하는 라이다 시스템 KR100941444B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020070074934A KR100941444B1 (ko) 2007-07-26 2007-07-26 레이저 송수신 광학계 및 그 송수신 방법, 송수신 광학계를구비하는 라이다 시스템

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020070074934A KR100941444B1 (ko) 2007-07-26 2007-07-26 레이저 송수신 광학계 및 그 송수신 방법, 송수신 광학계를구비하는 라이다 시스템

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20090011399A KR20090011399A (ko) 2009-02-02
KR100941444B1 true KR100941444B1 (ko) 2010-02-11

Family

ID=40682535

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020070074934A KR100941444B1 (ko) 2007-07-26 2007-07-26 레이저 송수신 광학계 및 그 송수신 방법, 송수신 광학계를구비하는 라이다 시스템

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100941444B1 (ko)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101415146B1 (ko) 2014-01-23 2014-07-04 국방과학연구소 비대칭 시계 개념이 적용된 비축 적외선 광학계
KR20210026083A (ko) 2019-08-29 2021-03-10 (주)그린광학 초소형 및 초경량 라이다용 광학계
KR20240014350A (ko) 2022-07-25 2024-02-01 한국에너지기술연구원 원격 측정 디바이스를 보호하기 위한 장치 및 방법

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102681024B (zh) * 2012-05-24 2014-06-04 北京北奥东华激光技术有限公司 连续反射式激光探测装置
KR20140079090A (ko) 2012-12-18 2014-06-26 한국전자통신연구원 레이저 방출기 모듈 및 그것이 적용된 레이저 감지 시스템
KR20140091342A (ko) 2013-01-11 2014-07-21 삼성테크윈 주식회사 전방향 스캔 레이다 및 전방향 레이저 스캐닝 방법
CN109444826A (zh) * 2018-11-15 2019-03-08 深圳市速腾聚创科技有限公司 接收器件、接收系统及激光雷达
CN111505603A (zh) * 2019-01-31 2020-08-07 深圳市速腾聚创科技有限公司 激光雷达系统和激光雷达控制方法
CN111536907B (zh) * 2020-04-15 2021-12-07 北京仿真中心 激光/红外复合模拟器同轴度标定装置及其操作方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR930020170A (ko) * 1992-03-18 1993-10-19 천성순 비선형 결정을 이용한 레이저 거리 측정기
KR20050008124A (ko) * 2003-07-14 2005-01-21 광주과학기술원 대류권 오존과 비구형성의 분진을 동시에 관측하기 위한레이저 광송신장치,광수신장치 및 라이다 시스템

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR930020170A (ko) * 1992-03-18 1993-10-19 천성순 비선형 결정을 이용한 레이저 거리 측정기
KR20050008124A (ko) * 2003-07-14 2005-01-21 광주과학기술원 대류권 오존과 비구형성의 분진을 동시에 관측하기 위한레이저 광송신장치,광수신장치 및 라이다 시스템

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101415146B1 (ko) 2014-01-23 2014-07-04 국방과학연구소 비대칭 시계 개념이 적용된 비축 적외선 광학계
KR20210026083A (ko) 2019-08-29 2021-03-10 (주)그린광학 초소형 및 초경량 라이다용 광학계
KR20240014350A (ko) 2022-07-25 2024-02-01 한국에너지기술연구원 원격 측정 디바이스를 보호하기 위한 장치 및 방법

Also Published As

Publication number Publication date
KR20090011399A (ko) 2009-02-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100941444B1 (ko) 레이저 송수신 광학계 및 그 송수신 방법, 송수신 광학계를구비하는 라이다 시스템
JP6940563B2 (ja) 水面下の物体を探知するためのレーザー探知測距装置
CN106199562B (zh) 基于机载激光雷达测量海底地形的海面误差校正方法
JP6576340B2 (ja) 水面の物体を探知するための探知システム
Guenther et al. Meeting the accuracy challenge in airborne lidar bathymetry
CN112526482B (zh) 一种星载激光近海岸地形探测激光雷达及探测方法
CN109298431B (zh) 一种三波段机载激光雷达系统
CN101762817A (zh) 基于激光成像的高分辨率海浪微尺度波探测方法
JP2017502258A (ja) 海洋環境を監視するためのシステム
US8307705B2 (en) Laser hydrography
CN104749579B (zh) 一种基于混沌激光装置及其相关法的航道水深测量方法
CN108761482A (zh) 一种基于mems振镜的微型激光三维成像雷达及成像方法
CN217639539U (zh) 一种海洋激光雷达系统
Steinvall et al. Airborne laser depth sounding: system aspects and performance
CN109507683A (zh) 机载浅水水深的激光探测方法及装置
Filisetti et al. Developments and applications of underwater LiDAR systems in support of marine science
Pfennigbauer et al. High-resolution hydrographic airborne laser scanner for surveying inland waters and shallow coastal zones
CN108490422A (zh) 一种基于声光效应的水下单波束回波精密探测方法及系统
Kuus Bottom tracking issues and recognition thereof using SHOAL-300 green laser beam in dense fields of Zostera Marina and Laminaria Sp.
JPH036408A (ja) レーザーによる水面下物体の形状計測装置
Farrant et al. Opto-acoustic underwater remote sensing (OAURS)-an optical sonar?
Axelsson Rapid topographic and bathymetric reconnaissance using airborne LiDAR
Wei et al. Design of three-channel optical receiving system for dual-frequency laser radar
RU2694084C1 (ru) Устройство для определения поправок к глубинам, измеренным эхолотом при съемке рельефа дна акватории
RU2529626C2 (ru) Устройство для определения поправок к глубинам, измеренным эхолотом при съемке рельефа дна акватории

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20121211

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20131211

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20141218

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20151217

Year of fee payment: 7

LAPS Lapse due to unpaid annual fee