KR101198910B1 - 레이저 간섭계 및 광신호 정렬 장치를 결합한 레이저 간섭계 - Google Patents

레이저 간섭계 및 광신호 정렬 장치를 결합한 레이저 간섭계 Download PDF

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Abstract

레이저 간섭계 및 광신호 정렬 장치를 결합한 레이저 간섭계를 제공한다. 광신호 정렬 장치를 결합한 레이저 간섭계에 있어서, 광신호를 방출하기 위한 광원부, 피측정체의 이동 방향과 평행하도록 광신호를 피측정체에 조사하고, 피측정체에서 반사된 반사광신호를 집속하기 위한 광도파로부, 반사광신호를 분석하여 광도파로부의 위치를 정렬하기 위한 정렬제어부 및 기준광신호와 반사광신호 간의 간섭신호를 분석하여 피측정체에 대한 정보를 생성하기 위한 정보제어부를 포함하여 구성되는 제어부 및 광원부에서 방출된 광신호의 일부를 광도파로부에 제공하고, 광도파로부에서 제공받은 반사광신호를 제어부에 제공하며, 광원부에서 방출된 광신호의 나머지를 기준광신호로 제어부에 제공하기 위한 광경로부를 포함하여 구성될 수 있다. 따라서 피측정체의 변위 및 속도를 정밀하게 측정할 수 있다. 피측정체의 반사면으로의 입사 각도를 조절하기 위하여 광신호를 정렬하면 한층 정밀하고 정확한 피측정체에 대한 변위 및 속도를 측정할 수 있다.
광신호, 기준광신호, 반사광신호, 간섭신호, 수직단면, 경사단면, 마이크로 구동기, 반사면

Description

레이저 간섭계 및 광신호 정렬 장치를 결합한 레이저 간섭계{Apparatus of Laser Interference System and Apparatus of Laser Interference System using Apparatus of Aligning Laser}
본 발명은 레이저 간섭계 및 광신호 정렬 장치를 결합한 레이저 간섭계에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 광도파로를 이용하는 레이저 간섭계 및 광신호 정렬 장치를 결합한 레이저 간섭계에 관한 것이다.
레이저 간섭계는 레이저를 이용한 간섭신호를 분석하여 피측정체에 대한 다양한 정보를 획득할 수 있는 장치이다. 레이저 간섭계의 하나인 바이브로미터(Vibrometer)는 피측정체의 이동에 따른 변위 및 속도를 비접촉 방식으로 정확하고 정밀하게 측정할 수 있는 장치를 말한다.
바이브로미터는 레이저가 공기 매질 내에서 광분배기, 렌즈, 거울 등으로 안내(guide)되는 자유공간 기반의 측정 장치와 광섬유로 안내되는 광섬유 기반의 측정 장치로 나눌 수 있다. 자유공간 기반의 측정 장치는 광섬유 기반의 측정 장치에 비하여 공기 중에 노출된 광경로가 길기 때문에 외란(external disturbance)에 민감하며, 각 부품들 간의 광학적 정렬에도 시간과 경비가 많이 소요되는 문제점이 있다.
최근, 마이크로 머시닝(micro machining) 기술의 진보에 의해 각종 마이크로 구동기가 사용되고 있으며, 이에 따라 마이크로 구동기의 정밀도에 대한 평가 수단으로서 정밀한 진동 및 변위에 대한 측정의 요구가 증가되고 있다.
본 발명의 목적은 레이저 간섭계를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 광신호 정렬 장치를 결합한 레이저 간섭계를 제공하는 것이다.
상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 간섭계는 레이저 간섭계에 있어서, 광신호를 방출하기 위한 광원부; 한쪽 끝이 경사단면이며, 피측정체의 이동 방향과 평행하도록 상기 광신호를 상기 피측정체에 조사하고, 상기 피측정체에서 반사된 반사광신호를 집속하기 위한 광도파로부; 기준광신호와 상기 반사광신호 간의 간섭신호를 분석하여 상기 피측정체에 대한 정보를 생성하기 위한 정보제어부; 및 상기 광원부에서 방출된 광신호의 일부를 상기 광도파로부에 제공하고, 상기 광도파로부에서 제공받은 상기 반사광신호를 상기 정보제어부에 제공하며, 상기 광원부에서 방출된 광신호의 나머지를 상기 기준광신호로 상기 정보제어부에 제공하기 위한 광경로부;를 포함하여 구성될 수 있다.
여기에서, 상기 경사단면의 끝이 일부 제거된 것일 수 있다.
여기에서, 상기 피측정체의 이동 방향과 평행하도록 상기 광신호를 상기 피측정체에 조사하기 위하여 상기 광도파로부의 외부에 경사면을 더 포함하여 구성되는 것일 수 있다.
상술한 본 발명의 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 간섭계는 광신호 정렬 장치를 결합한 레이저 간섭계에 있어서, 광신호를 방출하기 위한 광원부; 피측정체의 이동 방향과 평행하도록 상기 광신호를 상기 피측정체에 조사하고, 상기 피측정체에서 반사된 반사광신호를 집속하기 위한 광도파로부; 상기 반사광신호를 분석하여 상기 광도파로부의 위치를 정렬하기 위한 정렬제어부 및 기준광신호와 상기 반사광신호 간의 간섭신호를 분석하여 상기 피측정체에 대한 정보를 생성하기 위한 정보제어부를 포함하여 구성되는 제어부; 및 상기 광원부에서 방출된 광신호의 일부를 상기 광도파로부에 제공하고, 상기 광도파로부에서 제공받은 상기 반사광신호를 상기 제어부에 제공하며, 상기 광원부에서 방출된 광신호의 나머지를 기준광신호로 상기 제어부에 제공하기 위한 광경로부;를 포함하여 구성될 수 있다.
여기에서, 상기 광신호가 상기 피측정체에 조사되는지를 확인하기 위한 영상을 제공하는 영상장치를 더 포함하여 구성되는 것일 수 있다.
여기에서, 상기 정렬제어부는 상기 피측정체의 반사면에 수직하게 상기 광신호가 입사되도록 상기 광도파로부의 위치를 정렬하기 위한 것일 수 있다.
여기에서, 상기 정렬제어부는 상기 반사광신호의 세기를 실시간으로 측정하여 상기 광도파로를 정렬하기 위한 것일 수 있다.
여기에서, 상기 제어부는 상기 정렬제어부에서 상기 광도파로부에 대한 정렬을 한 후에 상기 정보제어부에서 상기 피측정체에 대한 정보를 생성하도록 제어하는 것일 수 있다.
여기에서, 상기 광도파로부의 한쪽 끝이 경사단면인 것일 수 있다.
여기에서, 상기 광도파로부의 경사단면은 식각 또는 연마에 의하여 형성되는 것일 수 있다.
여기에서, 상기 광도파로부의 경사단면에 금속막이 더 형성되는 것일 수 있다.
여기에서, 상기 광도파로부의 경사단면에 마이크로 렌즈가 형성되는 것일 수 있다.
여기에서, 상기 경사단면의 끝이 일부 제거된 것일 수 있다.
여기에서, 상기 광도파로부의 측면에 마이크로 렌즈가 형성되는 것일 수 있다.
여기에서, 상기 광도파로부의 측면에 상기 광도파로부를 식각 또는 연마하여 마이크로 렌즈를 형성하는 것일 수 있다.
여기에서, 상기 피측정체의 이동 방향과 평행하도록 상기 광신호를 상기 피측정체에 조사하기 위하여 상기 광도파로부의 외부에 경사면을 더 포함하여 구성되는 것일 수 있다.
본 발명에 따른 레이저 간섭계 및 광신호 정렬 장치를 결합한 레이저 간섭계 에 따르면, 피측정체의 변위 및 속도를 정밀하게 측정할 수 있다. 경사단면의 끝을 제거하여 공간적으로 협소하고 피측정체의 반사면의 크기가 작은 경우에도 피측정체를 측정할 수 있으며, 경사단면 및 수직단면의 광도파로를 사용할 수 없을 정도로 피측정체의 반사면의 크기가 작은 경우에도 외부 경사면을 이용하여 피측정체를 측정할 수 있다. 또한, 광신호 정렬에 의하여 피측정체를 정밀하게 측정할 수 있으며, 외부 경사면을 이용하여 광신호 정렬의 효율을 극대화할 수 있다. 광도파로를 이용하므로 측정 시 나타날 수 있는 외란에 의한 오류를 최소화할 수 있다. 특히, 피측정체의 반사면으로의 입사 각도를 조절하기 위하여 광신호 정렬 장치를 결합하여 활용하면, 정렬된 광신호를 이용하여 한층 정밀하고 정확한 피측정체에 대한 변위 및 속도를 측정할 수 있다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다.
그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치 하는 의미를 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명을 설명함에 있어 전체적인 이해를 용이하게 하기 위하여 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 간섭계를 설명하기 위한 블록도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 간섭계는 레이저 간섭계에 있어서, 광신호를 방출하기 위한 광원부(110); 한쪽 끝이 경사단면이며, 피측정체의 이동 방향과 평행하도록 상기 광신호를 상기 피측정체에 조사하고, 상기 피측정체에서 반사된 반사광신호를 집속하기 위한 광도파로부(120); 기준광신호와 상기 반사광신호 간의 간섭신호를 분석하여 상기 피측정체에 대한 정보를 생성하기 위한 정보제어부(131); 및 상기 광원부에서 방출된 광신호의 일부를 상기 광도파로부에 제공하고, 상기 광도파로부에서 제공받은 상기 반사광신호를 상기 정보제어부에 제공하며, 상기 광원부에서 방출된 광신호의 나머지를 상기 기준광신호로 상기 정보제어부에 제공하기 위한 광경로부(140);를 포함하여 구성될 수 있다. 피측정체(160)는 입사하는 광신호와 평행한 방향의 이동 변위를 가지는 것일 수 있다.
특히, 상기 광도파로부의 한쪽 끝에 형성된 상기 경사단면의 끝이 일부 제거 된 것일 수 있다. 경사단면의 끝을 일부 제거함에 따라, 공간적으로 협소한 경우 및 피측정체의 반사면의 크기가 작은 경우에도 피측정체를 측정할 수 있을 것이다. 또한, 상기 피측정체의 이동 방향과 평행하도록 상기 광신호를 상기 피측정체에 조사하기 위하여 상기 광도파로부의 외부에 경사면을 더 포함하여 구성되는 것일 수 있다. 광도파로부의 경사단면에 추가적으로 외부 경사면을 이용하여 광도파로부에서 피측정체까지의 광신호 정렬 효율을 극대화할 수 있을 것이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 광신호 정렬 장치를 결합한 레이저 간섭계를 설명하기 위한 블록도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 광신호 정렬 장치를 결합한 레이저 간섭계는 광신호 정렬 장치를 결합한 레이저 간섭계에 있어서, 광신호를 방출하기 위한 광원부(210); 피측정체의 이동 방향과 평행하도록 상기 광신호를 상기 피측정체에 조사하고, 상기 피측정체에서 반사된 반사광신호를 집속하기 위한 광도파로부(220); 상기 반사광신호를 분석하여 상기 광도파로부의 위치를 정렬하기 위한 정렬제어부(232) 및 기준광신호와 상기 반사광신호 간의 간섭신호를 분석하여 상기 피측정체에 대한 정보를 생성하기 위한 정보제어부(231)를 포함하여 구성되는 제어부(230); 및 상기 광원부에서 방출된 광신호의 일부를 상기 광도파로부에 제공하고, 상기 광도파로부에서 제공받은 상기 반사광신호를 상기 제어부에 제공하며, 상기 광원부에서 방출된 광신호의 나머지를 기준광신호로 상기 제어부에 제공하기 위한 광경로부(240);를 포함하여 구성될 수 있다. 피측정체(260)는 입사하는 광신호와 평행한 방향의 이동 변위를 가지는 것일 수 있다.
또한, 상기 광신호가 상기 피측정체에 조사되는지를 확인하기 위한 영상을 제공하는 영상장치(250)를 더 포함하여 구성될 수 있다. 영상장치를 이용하여 광도파로부(220)와 피측정체(260)간에 효율적인 광신호 정렬을 할 수 있을 것이다. 영상장치로는 CCD 카메라 등의 장치가 이용될 수 있을 것이며, 상기 광신호가 상기 피측정체에 조사되는지를 확인하기 위한 영상을 제공할 수 있는 장치라면 어떠한 영상장치도 사용될 수 있다는 것은 당업자에게 있어서 자명할 것이다.
먼저, 광신호를 방출하기 위한 광원부(210)는 광신호로서 레이저를 방출할 수 있는 레이저 발생 장치일 수 있다. 레이저의 종류는 원하는 측정 목적에 따라 달라질 수 있을 것이며, 레이저의 종류에 대한 제한이 없다는 것은 당업자에게 있어서 자명할 것이다.
다음으로, 상기 반사광신호를 분석하여 상기 광도파로부의 위치를 정렬하기 위한 정렬제어부(232) 및 기준광신호와 상기 반사광신호 간의 간섭신호를 분석하여 상기 피측정체에 대한 정보를 생성하기 위한 정보제어부(231)를 포함하여 구성되는 제어부(230)는 상기 정렬제어부에서 상기 광도파로부에 대한 정렬을 한 후에 상기 정보제어부에서 상기 피측정체에 대한 정보를 생성하도록 제어하는 것일 수 있다. 보다 효율적인 피측정체에 대한 측정을 위하여 광신호 정렬과정을 먼저 수행하는 것일 수 있을 것이다.
상기 반사광신호를 분석하여 상기 광도파로부의 위치를 정렬하기 위한 정렬제어부(232)는 상기 피측정체의 반사면에 수직하게 상기 광신호가 입사되도록 상기 광도파로부의 위치를 정렬하기 위한 것일 수 있다. 정렬제어부(232)의 제어에 따라 광도파로부의 위치를 조정하기 위하여 광도파로부는 공간상에서 자유롭게 이동 및 회전이 가능한 것일 수 있다. 더불어 광도파로부(220)는 외부장치에 결합되어 이동 및 회전이 가능한 것일 수 있다. 광도파도부(220)와 피측정체(260)에 대한 광신호 정렬을 통하여 보다 정밀한 측정이 수행될 수 있을 것이다. 또한, 상기 정렬제어부(232)는 상기 반사광신호의 세기를 실시간으로 측정하여 상기 광도파로를 정렬하기 위한 것일 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 간섭계에서 피측정체에서 광신호의 입사각도 및 반사광신호의 반사되는 각도에 따른 반사광의 세기를 설명하기 위한 예시도이며, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 간섭계에서 광도파로부와 피측정체의 반사면의 높이에 따른 반사광의 세기를 설명하기 위한 예시도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 간섭계에서 피측정체에서 광신호의 입사각도 및 반사광신호의 반사되는 각도에 따라 반사광의 세기가 변화하고 있으며, 반사되는 각도(θ)가 90°인 경우에 반사광의 세기가 가장 큰 값을 갖는 것을 알 수 있을 것이다. 결국, 피측정체의 반사면에 입사하는 입사광이 피측정체의 반사면에 수직하게 입사하는 경우에 가장 높은 반사광 세기를 얻을 수 있으며, 가장 효율적인 측정이 가능함을 알 수 있을 것이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 간섭계에서 피측정체의 반사면의 높이(h0)에 대하여 광도파로부의 높이(h)가 변화함에 따른 반사광의 세기가 변화하는 것을 알 수 있다. 결국, 입사광이 피측정체의 반사면의 높이보다 높 은 위치에서 입사하는 경우에는 반사광을 얻을 수 없지만, 입사광이 피측정체의 반사면의 높이보다 낮은 위치에서 입사하는 경우에는 비교적 안정적이고 높은 반사광의 세기를 얻을 수 있을 것이다.
기준광신호와 상기 반사광신호 간의 간섭신호를 분석하여 상기 피측정체에 대한 정보를 생성하기 위한 정보제어부(231)는 상기 광경로부(240)를 통하여 제공받은 기준광신호와 반사광신호의 간섭신호를 검출하고, 검출된 간섭신호를 분석하여 피측정체의 변위와 속도 등의 정보를 생성하기 위한 것일 수 있다. 피측정체에 대한 정보는 변위와 속도에 국한되지 아니하고, 다양한 형태의 정보까지도 생성이 가능할 것이다.
또한, 제어부(230)는 상기 정렬제어부에서 상기 광도파로부에 대한 정렬을 한 후에 상기 정보제어부에서 상기 피측정체에 대한 정보를 생성하도록 제어하는 것일 수 있다. 결국, 정렬제어부(232)를 통하여 피측정체의 반사면으로 입사하는 광신호를 정렬하여 최적의 측정조건을 형성한 후에, 정보제어부(231)를 통하여 피측정체에 대한 원하는 정보를 생성할 수 있는 것이다. 순서에 따라 피측정체에 대한 측정을 하는 것으로 최적의 측정 조건에서 최적의 측정 데이터를 수집할 수 있을 것이다.
다음으로, 상기 광원부에서 방출된 광신호의 일부를 상기 광도파로부에 제공하고, 상기 광도파로부에서 제공받은 상기 반사광신호를 상기 제어부에 제공하며, 상기 광원부에서 방출된 광신호의 나머지를 기준광신호로 상기 제어부에 제공하기 위한 광경로부(240)는 상기 광원부(210), 광도파로부(220) 및 제어부(230)에 광연 결을 위한 구성요소일 수 있다. 광경로부(240)는 공기를 매질로 하여 광신호를 연결하는 것일 수도 있다. 즉, 거울 및 렌즈를 이용하여 광경로를 설정하여 광원부(210), 광도파로부(220) 및 제어부(230)에 광연결을 제공하는 것일 수 있다. 광경로부(240)는 광섬유 등을 이용하는 것일 수 있다. 즉, 커플러 및 서큘레이터 등을 이용하여 광원부(210), 광도파로부(220) 및 제어부(230)에 광연결을 제공하는 것일 수도 있다. 또는 양자를 결합하여 광연결을 제공하는 것일 수 있다.
다음으로, 피측정체의 이동 방향과 평행하도록 상기 광신호를 상기 피측정체에 조사하고, 상기 피측정체에서 반사된 반사광신호를 집속하기 위한 광도파로부(220)는 상기 광경로부(240)로부터 제공받은 광신호를 피측정체(260)에 조사하기 위한 것으로서, 광도파로부(220)에는 여러 가지 종류의 매체가 사용될 수 있으나, 일반적으로는 광섬유가 이용될 수 있을 것이다. 다양한 형태의 광섬유가 이용될 수 있을 것이나, 내부에 코어(core)영역과 주변에는 클래딩(cladding)영역을 가지는 것으로서 광신호의 전반사 특성을 이용할 수 있는 광섬유가 이용될 수 있을 것이다.
한편, 상기 광도파로부(220)의 한쪽 끝이 경사단면인 것일 수 있다. 광도파로부의 한쪽 끝이 수직단면인 경우와 더불어 경사단면을 가지는 경우에는 피측정체의 반사면에 광신호를 입사시킬 수 있는 다양한 형태의 구성이 가능할 것이므로 공간 효율을 극대화할 수 있을 것이다. 상기 광도파로부(220)의 경사단면은 식각 또는 연마에 의하여 형성되는 것일 수 있다. 광도파로부(220)의 한쪽 끝이 수직단면 또는 경사단면인 경우에 각각의 경우에 따라 입사 각도를 다양하게 형성할 수 있으 며, 추가적인 광신호 정렬에 따라 최적의 피측정체에 대한 입사 각도를 가질 수 있도록 보완될 수 있을 것이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 간섭계에서 광도파로부의 다양한 형태를 설명하기 위한 예시도이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 간섭계에서 광도파로부(220)의 한쪽 끝은 (a)에서와 같이 수직단면일 수 있으며, (b)와 같이 수직단면의 끝에 마이크로 렌즈를 형성한 것일 수 있다. 또한, 광도파로부(220)의 한쪽 끝은 (c)와 같이 경사단면일 수 있다.
상기 광도파로부의 경사단면에 금속막이 더 형성되는 것일 수 있다. (d)와 같이 금속막을 형성되어 광신호의 반사 효율을 더 높일 수 있다. 또한, 상기 광도파로부의 측면에 마이크로 렌즈가 형성되는 것일 수 있으며, 상기 광도파로부의 경사단면에 마이크로 렌즈가 형성되는 것일 수 있으며, 상기 광도파로부의 측면에 상기 광도파로부를 식각 또는 연마하여 마이크로 렌즈를 형성하는 것일 수 있다. (e)는 광도파로부의 측면에 마이크로 렌즈가 형성된 것을 예시하고 있으며, (g)는 광도파로부의 경사단면에 마이크로 렌즈가 형성된 것을 예시하고 있으며, (i)는 광도파로부의 측면에 상기 광도파로부를 식각 또는 연마하여 마이크로 렌즈를 형성한 것을 예시하고 있다. (f), (h) 및 (j)는 (e), (g) 및 (i)의 경우에 경사단면에 금속막을 형성한 것을 예시하고 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 간섭계에서 끝이 제거된 광도파로부의 다양한 형태를 설명하기 위한 예시도이다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 간섭계에서 상기 광도파로부의 경사단면에서 경사단면의 끝이 일부 제거된 것을 예시하고 있다. 경사단면의 끝이 일부 제거된 경우에는 공간적으로 협소하거나 피측정체의 반사면의 크기가 작은 경우에도 피측정체를 측정할 수 있는 특징이 있을 것이다. 도 7에서 (a) 내지 (h)는 도 6에서 (c) 내지 (j)에 대응되며, 경사단면의 끝이 일부 제거되었다는 차이점만을 가질 뿐이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 간섭계에서 외부 경사면을 설명하기 위한 예시도이다.
도 7을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 간섭계에서 외부 경사면을 더 형성하여 광신호의 피측정체의 반사면에 대한 입사 각도를 조절할 수 있음을 예시하고 있다. (a)는 광도파로부의 한쪽 끝이 수직단면으로 구성된 경우를 예시하고 있으며, 수직단면을 통하여 제공된 광신호는 외부의 경사면에서 반사되어 피측정체의 반사면에 수직하게 입사할 수 있음을 보여주고 있다. (b)는 광도파로부의 한쪽 끝이 경사단면으로 구성된 경우를 예시하고 있으며, 경사단면을 통하여 제공된 광신호가 외부의 경사면을 이용하여 피측정체의 반사면에 수직하게 입사할 수 있음을 보여주고 있다. 각각의 경우에 광신호 정렬을 통하여 효율적인 피측정체에 대한 정보 생성이 가능한 위치로 광도파로의 정렬이 이루어 질 수 있을 것이다. 또한, 각각의 경우에 광도파로부의 단면에 마이크로 렌즈가 형성될 수 있음은 자명할 것이며, 특히 경사단면인 경우에는 경사면에 금속막이 형성되거나, 광도파로의 측면 등의 다양한 위치에 마이크로 렌즈가 형성될 수 있다는 것과 끝이 제거된 경사 진 광도파로를 사용할 수 있다는 것도 자명할 것이다.
이상 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 간섭계를 설명하기 위한 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 광신호 정렬 장치를 결합한 레이저 간섭계를 설명하기 위한 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 간섭계에서 피측정체에서 광신호의 입사각도 및 반사광신호의 반사되는 각도에 따른 반사광의 세기를 설명하기 위한 예시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 간섭계에서 광도파로부와 피측정체의 반사면의 높이에 따른 반사광의 세기를 설명하기 위한 예시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 간섭계에서 광도파로부의 다양한 형태를 설명하기 위한 예시도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 간섭계에서 끝이 제거된 광도파로부의 다양한 형태를 설명하기 위한 예시도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 간섭계에서 외부 경사면을 설명하기 위한 예시도이다.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
110, 210: 광원부 120, 220: 광도파로부
131, 231: 정보제어부 232: 정렬제어부
230: 제어부 140, 240: 광경로부
250: 영상장치 160, 260: 피측정체

Claims (16)

  1. 레이저 간섭계에 있어서,
    광신호를 방출하기 위한 광원부;
    한쪽 끝이 경사단면이며, 피측정체의 이동 방향과 평행하도록 상기 광신호를 상기 피측정체에 조사하고, 상기 피측정체에서 반사된 반사광신호를 집속하기 위한 광도파로부;
    기준광신호와 상기 반사광신호 간의 간섭신호를 분석하여 상기 피측정체에 대한 정보를 생성하기 위한 정보제어부;
    상기 광원부에서 방출된 광신호의 일부를 상기 광도파로부에 제공하고, 상기 광도파로부에서 제공받은 상기 반사광신호를 상기 정보제어부에 제공하며, 상기 광원부에서 방출된 광신호의 나머지를 상기 기준광신호로 상기 정보제어부에 제공하기 위한 광경로부; 및
    상기 반사광신호를 분석하여 상기 광도파로부의 위치를 정렬하기 위한 정렬제어부를 포함하여 구성되는 레이저 간섭계.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 경사단면의 끝이 일부 제거된 것을 특징으로 하는 레이저 간섭계.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 피측정체의 이동 방향과 평행하도록 상기 광신호를 상기 피측정체에 조사하기 위하여 상기 광도파로부의 외부에 경사면을 더 포함하여 구성되는 것을 특 징으로 하는 레이저 간섭계.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 광신호가 상기 피측정체에 조사되는지를 확인하기 위한 영상을 제공하는 영상장치를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 레이저 간섭계.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 정렬제어부는 상기 피측정체의 반사면에 수직하게 상기 광신호가 입사되도록 상기 광도파로부의 위치를 정렬하기 위한 것을 특징으로 하는 레이저 간섭계.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 정렬제어부는 상기 반사광신호의 세기를 실시간으로 측정하여 상기 광도파로를 정렬하기 위한 것을 특징으로 하는 레이저 간섭계.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 정보제어부는 상기 정렬제어부에서 상기 광도파로부에 대한 정렬을 한 후에 상기 정보제어부에서 상기 피측정체에 대한 정보를 생성하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 레이저 간섭계.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 광도파로부의 한쪽 끝이 경사단면인 것을 특징으로 하는 레이저 간섭계.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 광도파로부의 경사단면은 식각 또는 연마에 의하여 형성되는 것을 특징으로 하는 레이저 간섭계.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 광도파로부의 경사단면에 금속막이 더 형성되는 것을 특징으로 하는 레이저 간섭계.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 광도파로부의 경사단면에 마이크로 렌즈가 형성되는 것을 특징으로 하는 레이저 간섭계.
  13. 제9항에 있어서,
    상기 경사단면의 끝이 일부 제거된 것을 특징으로 하는 레이저 간섭계.
  14. 제9항에 있어서,
    상기 광도파로부의 측면에 마이크로 렌즈가 형성되는 것을 특징으로 하는 레이저 간섭계.
  15. 제9항에 있어서,
    상기 광도파로부의 측면에 상기 광도파로부를 식각 또는 연마하여 마이크로 렌즈를 형성하는 것을 특징으로 하는 레이저 간섭계.
  16. 삭제
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US6501551B1 (en) 1991-04-29 2002-12-31 Massachusetts Institute Of Technology Fiber optic imaging endoscope interferometer with at least one faraday rotator

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