KR101214530B1 - 집적 광학형 레이저빔 발사기 및 그 집적 광학형 레이저빔 발사기 정렬방법 - Google Patents

집적 광학형 레이저빔 발사기 및 그 집적 광학형 레이저빔 발사기 정렬방법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 집적 광학형 레이저빔 발사기는 적외선 레이저빔을 발사하는 적외선 레이저 다이오드와, 가시광선 레이저빔을 발사하는 가시광선 레이저 다이오드로 구성되는 광원; 상기 광원이 장착되며, 적외선 레이저빔의 진행방향과 가시광선 레이저빔의 진행방향이 서로 일치하도록 내부에 레이저빔을 안내하는 도파로가 형성되는 집적 광학형 레이저빔 정렬 유닛; 및 상기 가시광선 레이저빔을 육안으로 식별 가능한 거리까지 진행시키고 상기 적외선 레이저빔을 화기의 살상 거리까지 감지 폭을 확산시키는 렌즈;를 구비하되, 상기 도파로를 통해서 상기 적외선 레이저빔의 중심축과 상기 가시광선 레이저빔의 중심축이 정렬되어, 육안으로 식별 불가능한 적외선 레이저빔의 지향을 가시광선 레이저빔을 통해 육안으로 확인할 수 있어 화기와의 정렬을 용이하게 하도록 구성되는 것을 특징으로 한다.

Description

집적 광학형 레이저빔 발사기 및 그 집적 광학형 레이저빔 발사기 정렬방법{Integrated optical type laser transmitter and align method thereof}
본 발명은 집적 광학형 레이저빔 발사기 및 그 집적 광학형 레이저빔 발사기 정렬방법에 관한 것으로, 좀더 상세하게는 레이저빔 정렬 역할을 하는 집적 광학형 도파로를 이용하여 적외선 레이저빔과 가시광선 레이저빔이 서로 평행하게 정렬되어 진행하도록 함으로써 별도의 영점 조준기 사용 없이 쉽고 빠르게 영점 조준을 할 수 있는 집적 광학형 레이저빔 발사기 및 그 집적 광학형 레이저빔 발사기 정렬방법에 관한 것이다.
일반적으로 군사 훈련 등에서 레이저빔을 이용하여 모의 교전 훈련이 행해지고 있다. 이러한 교전 훈련은 실제 전투와 동일한 전장 효과 및 무기의 성능을 모사(模寫) 하여 행해진다.
실제 전투를 모사 하기 위해서는 실탄 대신 레이저빔을 발사하는 발사기를 사용하고 이를 감지 장치를 이용하여 감시하는 방식을 사용한다. 이러한 모의 교전에서 사용되는 장비로는 대표적으로 개인 화기, 공용 화기, 대전차 화기, 대공 화기 등 실제 화기를 모사 하는 훈련용 화기와 훈련자나 차량 등의 장비에 장착하여 훈련용 화기에서 발사되는 레이저빔을 감지하는 감지기가 있다.
최근 군에서는 소 총류 및 기타 발사체 무기에 부착해서 실탄 대신 레이저빔을 발사하는 소형 발사기(Small Arms Transmitter, 이하 SAT라 칭한다)와 이 레이저빔을 감지하여 명중 여부를 파악할 수 있는 감지장치(optical detector)로 구성된 다중 통합형 레이저 교전 시스템(Multiple Integrated Laser Engagement System, 이하 마일즈 시스템이라 한다)을 교전 훈련에 도입함으로써 실제와 유사한 모의 전투 훈련을 수행하고 있다.
마일즈 시스템의 작동방식을 간단히 설명하면 다음과 같다.
병사가 목표물을 조준하여 개인화기나 공용화기의 방아쇠를 당기면 공포탄 등이 발사되는데, 이때 생성되는 소리나 빛을 SAT의 내부 장치인 음향 센서 또는 수광 센서가 감지하여 역시 SAT에 장착된 적외선 레이저 다이오드를 활성화하면, 이로부터 펄스형 적외선 레이저빔이 조준 목표에 발사된다. 만약 발사된 레이저빔이 각 병사의 헬멧 및 몸에 두른 하네스(harness), 또는 전차 등 목표물의 외부에 장착된 감지장치의 다수 개의 감지소자 중 일부를 피격하면, 피격된 감지소자에 입사된 레이저 신호는 전기신호로 전환된 후 감지장치 모듈 부에 내장된 MPU(Microprocessor Unit, 이하 감지장치 MPU라 한다)에 전달된다. 감지장치 MPU는 이 신호를 피격신호로 인식한 후, 정해진 로직에 따라 병사의 몸에 장착된 경광등으로 피격 여부를 시각적, 청각적으로 표시하고 이와 동시에 해당 병사의 발사체인 SAT 작동을 정지시킬 수 있다. 또한 감지장치 모듈 부의 통신모듈을 이용하여 피격되었음을 알리는 신호를 원거리에 위치한 중앙통제 시스템에 전송하여 그 피격 여부를 중앙에서 통제할 수 있도록 구성된다.
최근에는 군뿐만 아니라 학생, 젊은 일반인 등을 중심으로 서바이벌 게임이 점차 인기가 높아지면서, 종전에 페인트를 넣은 작은 탄환을 이용하였으나, 현재에는 레이저빔을 이용한 마일즈 시스템 방식의 게임장이 점차 늘어가고 있다.
모의 전투 훈련이나 서바이벌 게임 등은 레이저 발사기가 장착된 화기(실화기 또는 모의 화기)가 필수적으로 요구된다.
도 1은 화기에 장착된 레이저빔 발사기를 보인 도면이다.
도 1을 참조하면, 종래 레이저빔 발사기(12)는 화기(10)의 총열에 장착된다.
레이저빔 발사기(12)에서 발사되는 레이저빔은 화기(10)의 총탄이 도달하는 목표물과 동일한 위치에 도달하여야 한다. 따라서, 화기(10)의 총탄이 진행하는 방향과 레이저빔 발사기(12)의 레이저빔이 진행하는 방향은 반드시 일치하여야 하는바, 레이저빔 발사기(12)의 중심축(a)과 화기(10)의 총구 방향 중심축(b)이 서로 평행하도록 정렬하는 과정이 필수적으로 요구된다.
종래에는 레이저빔 발사기(12)를 정렬하기 위하여 영점 조준기를 사용하였는바, 영점 조준기는 상당히 고가의 장비일 뿐만 아니라, 설치도 상당한 시간이 요구되며, 사용 방법도 간단하지 않고 주변 환경에 민감한 반응하여 오작동하는 문제점이 있었다.
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 육안으로 식별 가능한 가시광선 레이저를 레이저빔 발사기에 집적함으로써 별도의 영점 조준기를 사용하지 않고도 화기의 총열에 레이저 발사기를 정확하고 빠르게 정렬할 수 있는 집적 광학형 레이저빔 발사기 및 그 집적 광학형 레이저빔 발사기 정렬방법을 제공함에 그 목적이 있다.
전술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 제1 예에 따른 집적 광학형 레이저빔 발사기는 적외선 레이저빔을 발사하는 적외선 레이저 다이오드와, 가시광선 레이저빔을 발사하는 가시광선 레이저 다이오드로 구성되는 광원; 상기 광원이 장착되며, 적외선 레이저빔의 진행방향과 가시광선 레이저빔의 진행방향이 서로 일치하도록 내부에 레이저빔을 안내하는 도파로가 형성되는 집적 광학형 레이저빔 정렬 유닛; 및 상기 가시광선 레이저빔을 육안으로 식별 가능한 거리까지 진행시키고 상기 적외선 레이저빔을 화기의 살상 거리까지 감지 폭을 확산시키는 렌즈;를 구비하되, 상기 도파로를 통해서 상기 적외선 레이저빔의 중심축과 상기 가시광선 레이저빔의 중심축이 정렬되어, 육안으로 식별 불가능한 상기 적외선 레이저빔의 지향을 육안으로 확인할 수 있어 상기 화기와의 정렬을 용이하게 하도록 구성된다.
상기 렌즈는 벌크 형 렌즈, 광섬유 결합형 렌즈 중 어느 하나로 할 수 있다.
상기 집적 광학형 레이저빔 정렬 유닛의 입구 측에 상기 적외선 레이저 다이오드와 상기 가시광선 레이저 다이오드를 에폭시로 직접 결합할 수 있다.
상기 집적 광학형 레이저빔 정렬 유닛의 입구 측과 출구 측에는 광섬유 유리 블록이 설치되고, 상기 입구 측의 상기 광섬유 유리 블록에는 상기 적외선 레이저 다이오드와 상기 가시광선 레이저 다이오드가 장착되고, 상기 출구 측의 광섬유 유리 블록에는 광섬유 결합형 렌즈가 장착될 수 있다.
상기 광섬유 유리 블록의 유리섬유는 단일 또는 다중 모드 특성의 광섬유, 다중 모드에서 단일 모드로 변환하는 특성의 테이퍼 광섬유, 코어 사이즈가 크고 단일 모드 특성을 갖는 광 결정 광섬유, 재질 실리카 또는 플라스틱으로 제작된 것 중에서 어느 하나일 수 있다.
상기 적외선 레이저 다이오드와, 상기 가시광선 레이저 다이오드에 포커싱 렌즈부가 형성될 수 있다.
한편, 본 발명의 제2 예에 따른 집적 광학형 레이저빔 발사기는 적외선 레이저빔 발사 부와 가시광선 레이저빔 발사 부가 배치되고, 포커싱 렌즈가 형성되어 적외선 레이저빔과 가시광선 레이저빔을 발사하는 레이저 다이오드; 상기 레이저 다이오드가 장착되며, 적외선 레이저빔의 진행방향과 가시광선 레이저빔의 진행방향이 서로 일치하도록 내부에 레이저빔을 안내하는 직선형 도파로가 형성되는 집적 광학형 레이저빔 정렬 유닛; 및 상기 가시광선 레이저빔을 육안으로 식별 가능한 거리까지 진행시키고 상기 적외선 레이저빔을 화기의 살상 거리까지 감지 폭을 확산시키는 렌즈;를 구비하되, 상기 도파로를 통해서 상기 적외선 레이저빔의 중심축과 상기 가시광선 레이저빔의 중심축이 정렬되어, 육안으로 식별 불가능한 상기 적외선 레이저빔의 지향을 육안으로 확인할 수 있어 상기 화기와의 정렬을 용이하게 하도록 구성된다.
상기 렌즈는 벌크 형 렌즈, 광섬유 결합형 렌즈 중 어느 하나일 수 있다.
상기 집적 광학형 레이저빔 정렬 유닛의 입구 측에 상기 적외선 레이저 다이오드와 상기 가시광선 레이저 다이오드가 에폭시로 직접 결합되고, 상기 집적 광학형 레이저빔 정렬 유닛의 출구 측에는 광섬유 유리 블록이 설치되고, 상기 출구 측의 광섬유 유리 블록에는 광섬유 결합형 렌즈가 장착될 수 있다.
한편, 본 발명의 제3 예에 따른 집적 광학형 레이저빔 발사기는 적외선 레이저빔을 발사하는 적외선 레이저 다이오드 칩과, 가시광선 레이저빔을 발사하는 가시광선 레이저 다이오드 칩으로 구성되는 광원; 상기 광원이 연결되며, 적외선 레이저빔의 진행방향과 가시광선 레이저빔의 진행방향이 서로 일치하도록 레이저빔을 안내하는 도파로가 형성되는 집적 광학형 레이저빔 정렬 유닛; 및 상기 가시광선 레이저빔을 육안으로 식별 가능한 거리까지 진행시키고 상기 적외선 레이저빔을 화기의 살상 거리까지 감지 폭을 확산시키는 렌즈;를 구비한다.
상기 집적 광학형 레이저빔 정렬 유닛의 입구/출구 측에는 광섬유 유리 블록이 설치되고, 상기 출구 측의 광섬유 유리 블록에는 광섬유 결합형 렌즈가 장착될 수 있다.
상기 광섬유 유리 블록의 광섬유는 단일 모드 또는 다중 모드 특성의 광섬유, 다중 모드에서 단일 모드로 변환하는 특성의 테이퍼 광섬유, 코어 사이즈가 크고 단일 모드 특성의 광 결정 광섬유, 재질은 실리카 또는 플라스틱으로 제작된 것 중에서 어느 하나일 수 있다.
상기 도파로는 단일 모드, 다중 모드, 다중 모드에서 단일 모드로 변환하는 테이퍼, 광 결정 구조일 수 있다.
상기 도파로는 그 입력 측이 2개이고 출력 측이 1개인 Y자형, h자형, T자형 도파로, 입력과 출력 측이 1개인 직선형 도파로, 입력 측과 출력 측이 2개씩인 이중 직선형 중 어느 하나일 수 있다.
상기 다중 모드는 광원과의 결합효율을 높여주고 S자형 곡선 경로는 안정적인 정렬과 진행 손실을 줄이며 단일 모드 출력에서 단일 모드 레이저빔을 출력하도록 테이퍼형 구조일 수 있다.
상기 집적 광학형 레이저빔 정렬 유닛은 유리 기판, 쿼츠 기판, 실리콘 기판이며, 상기 도파로의 코어와 클래드의 물질은 폴리머, 실리콘, 실리카, 실리콘 나이트라이드의 물질로 제조될 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 집적 광학형 레이저빔 발사기 정렬방법은 화기의 총열에 레이저빔 발사기를 부착하는 단계; 상기 레이저빔 발사기를 가시광선 레이저빔 발사 모드로 전환하는 단계; 상기 화기의 조준 선을 영점 사격 전용 표적지에 겨냥하는 단계; 상기 가시광선 레이저빔을 발사하는 단계; 가시광선 레이저빔과 상기 화기의 조준 선과 상기 영점 사격 전용 표적지를 일치시키는 단계; 일치되었는 지를 확인하는 단계; 일치하지 않을 경우, 상기 레이저빔 발사기의 상하좌우 방향을 조절하는 단계; 및 일치할 경우, 상기 레이저빔 발사기의 정렬을 종료하는 단계; 적외선 레이저빔 발사 모드로 전환하는 단계;를 구비한다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 집적 광학형 도파로 기반의 가시광 및 적외선 레이저빔이 정렬된 구조로서, 추가 적으로 고가의 영점 조준기를 사용하지 않고도 화기와 레이저빔 발사기의 레이저빔 정렬을 손쉽게 수행할 수 있게 됨으로써, 저가의 비용으로 영점 조준이 가능하며 주간에도 사용이 가능하여 조준선 정렬시 장소와 시간적인 제약을 받지 않고 신속하고 정확하게 정렬할 수 있는 뛰어난 효과가 있다.
도 1은 화기에 장착된 레이저빔 발사기를 보인 도면
도 2는 본 발명에 따른 집적 광학형 레이저빔 발사기를 보인 구성도
도 3a, 도 3b, 도 3c, 도 3d, 도 3e, 도 3f는 본 발명의 제1 예에 따른 집적 광학형 레이저빔 발사기를 설명하기 위한 도면
도 4a, 도 4b는 본 발명의 제2 예에 따른 집적 광학형 레이저빔 발사기를 설명하기 위한 도면
도 5a, 도 5b, 도 5c, 도 5d는 본 발명의 제3 예에 따른 집적 광학형 레이저빔 발사기를 설명하기 위한 도면
도 6a, 도 6b, 도 6c, 도 6d, 도 6e는 도파로의 변형 예들을 보인 도면
도 7은 도파로의 입력부분과 출력 부분에서의 레이저빔 모드 특성을 나타내는 도면
도 8은 본 발명에 따른 집적 광학형 레이저빔 발사기 정렬방법을 보인 흐름도
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명에 따른 집적 광학형 레이저빔 발사기 및 집적 광학형 레이저빔 발사기 정렬방법을 상세하게 설명한다.
도 2는 본 발명에 따른 집적 광학형 레이저빔 발사기를 보인 구성도이고, 도 3a, 도 3b, 도 3c, 도 3d, 도 3e, 도 3f는 본 발명의 제1 예에 따른 집적 광학형 레이저빔 발사기를 설명하기 위한 도면이다.
위 도면을 참조하면, 본 발명의 제1 예에 따른 집적 광학형 레이저빔 발사기(100)는 적외선 레이저빔을 발사하는 적외선 레이저 다이오드(111)와, 가시광선 레이저빔을 발사하는 가시광선 레이저 다이오드(113)로 구성되는 광원(110); 상기 광원(110)이 장착되며, 적외선 레이저빔의 진행방향과 가시광선 레이저빔의 진행방향이 서로 일치하도록 내부에 레이저빔을 안내하는 도파로(121)가 형성되는 집적 광학형 레이저빔 정렬 유닛(120); 및 상기 가시광선 레이저빔을 육안으로 식별 가능한 거리까지 진행시키고 상기 적외선 레이저빔을 화기(12)의 살상 거리까지 감지 폭을 확산시키는 렌즈(130);를 구비한다.
상기 적외선 레이저 다이오드(111)와 가시광선 레이저 다이오드(113)는 각각 적외선 레이저 다이오드 칩(111a)과 가시광선 레이저 다이오드 칩(113a)을 갖는다.
본 발명의 제1 예에 따른 집적 광학형 레이저빔 발사기(100)의 특징은 상기 도파로(121)를 통해서 상기 적외선 레이저빔의 중심축과 상기 가시광선 레이저빔의 중심축이 평행하게 정렬되어, 육안으로 식별 불가능한 상기 적외선 레이저빔의 지향을 육안으로 확인할 수 있어 상기 화기(12)와의 정렬을 쉽게 할 수 있도록 구성된다.
상기 렌즈(130)는 벌크 형 렌즈로 구성될 수도 있고(도 3a 참조), 광섬유 결합형 렌즈(도 3b 참조)로도 구성 가능하다.
상기 집적 광학형 레이저빔 정렬 유닛(120)의 입구 측에 상기 적외선 레이저 다이오드(111)와 상기 가시광선 레이저 다이오드(113)가 에폭시로 직접 결합할 수 있다(도 3a, 도 3d 참조).
상기 집적 광학형 레이저빔 정렬 유닛(120)의 입구 측 및/또는 출구 측에는 광섬유 유리 블록(140)이 설치될 수 있고(도 3b, 도 3c 참조), 상기 입구 측의 상기 광섬유 유리 블록(140)에는 상기 적외선 레이저 다이오드(111)와 상기 가시광선 레이저 다이오드(113)가 장착되고, 상기 출구 측의 광섬유 유리 블록(140)에는 광섬유 결합형 렌즈가 장착될 수 있다(도 3b 참조).
상기 광섬유 유리 블록(140)의 유리섬유는 단일 또는 다중 모드 특성의 광섬유, 다중 모드에서 단일 모드로 변환하는 특성의 테이퍼 광섬유, 코어 사이즈가 크고 단일 모드 특성을 갖는 광 결정 광섬유, 재질은 실리카 또는 플라스틱으로 제작된 것 중에서 어느 하나일 수 있다.
상기 적외선 레이저 다이오드(111)와, 상기 가시광선 레이저 다이오드(113)에 포커싱 렌즈 부(115)가 형성될 수 있다(도 3e, 도 3f 참조).
이와 같이 구성된 본 발명의 제1 예에 따른 집적 광학형 레이저빔 발사기(100)의 작동 원리를 간략하게 설명한다.
광원(110)에서 방출하는 적외선 레이저빔은 도파로(121)의 진행경로를 따라 진행하며, 렌즈(130)를 투과하여 화기(12)의 살상 거리까지 감지 폭이 확산하면서 전파한다.
광원(110)에서 방출하는 가시광선 레이저빔은 도파로(121)의 진행경로를 따라 진행하며, 렌즈(130)를 투과하여 화기(12)의 발사 목표지점인 영점 전용 표적지를 향하여 전파한다. 적외선 레이저빔과 가시광선 레이저빔이 도파로(121)를 경유하여 진행하므로, 두 레이저빔이 동일 축으로 정렬되어 전파한다. 따라서 별도의 영점 조준기를 사용하지 않고도 육안으로 식별 가능한 가시광선 레이저빔을 통하여 화기(12)의 조준 선과 영점 전용 표적지와의 일치 여부를 쉽게 확인할 수 있다.
한편, 도 4a, 도 4b는 본 발명의 제2 예에 따른 집적 광학형 레이저빔 발사기를 보인 도면이다.
위 도면을 참조하면, 본 발명의 제2 예에 따른 집적 광학형 레이저빔 발사기(200)는 적외선 레이저빔 발사 칩(211a)과 가시광선 레이저빔 발사 칩(213a)이 배치되고, 포커싱 렌즈(215)가 형성되어 적외선 레이저빔과 가시광선 레이저빔을 발사하는 레이저 다이오드(210); 상기 레이저 다이오드(210)가 장착되며, 적외선 레이저빔의 진행방향과 가시광선 레이저빔의 진행방향이 서로 일치하도록 내부에 레이저빔을 안내하는 직선형 도파로(221)가 형성되는 집적 광학형 레이저빔 정렬 유닛(220); 및 상기 가시광선 레이저빔을 육안으로 식별 가능한 거리까지 진행시키고 상기 적외선 레이저빔을 화기(12)의 살상 거리까지 감지 폭을 확산시키는 렌즈(230);를 구비한다.
상기 도파로(221)를 통해서 상기 적외선 레이저빔의 중심축과 상기 가시광선 레이저빔의 중심축이 평행하게 정렬되어, 육안으로 식별 불가능한 상기 적외선 레이저빔의 지향을 육안으로 확인할 수 있어 상기 도파로(221)와의 정렬을 용이하게 하도록 구성된다.
상기 렌즈(230)는 벌크 형 렌즈(도 4a 참조), 광섬유 결합형 렌즈(도 4b 참조)일 수 있다.
상기 집적 광학형 레이저빔 정렬 유닛(220)의 입구 측에 상기 적외선 레이저 다이오드(211)와 상기 가시광선 레이저 다이오드(213)가 에폭시로 직접 결합될 수 있고(도 4a, 도 4b 참조), 상기 집적 광학형 레이저빔 정렬 유닛(220)의 출구 측에는 광섬유 유리 블록(240)이 설치되고, 상기 출구 측의 광섬유 유리 블록(240)에는 광섬유 결합형의 렌즈(230)가 장착될 수 있다(도 4b 참조).
이와 같이 구성된 본 발명의 제2 예에 따른 집적 광학형 레이저빔 발사기(200)의 작동 원리를 간략하게 설명한다.
광원(210)에서 방출하는 적외선 레이저빔은 도파로(221)의 진행경로를 따라 진행하며, 렌즈(230)를 투과하여 화기(12)의 살상 거리까지 감지 폭이 확산하면서 전파한다.
광원(210)에서 방출하는 가시광선 레이저빔은 도파로(221)의 진행경로를 따라 진행하며, 렌즈(230)를 투과하여 화기(12)의 발사 목표지점인 영점 전용 표적지를 향하여 전파한다. 적외선 레이저빔과 가시광선 레이저빔이 도파로(221)를 경유하여 진행하므로, 두 레이저빔이 동일 축으로 정렬되어 전파한다. 따라서 별도의 영점 조준기를 사용하지 않고도 육안으로 식별 가능한 가시광선 레이저빔을 통하여 화기(12)의 조준 선과 영점 전용 표적지와의 일치 여부를 쉽게 확인할 수 있다.
한편, 도 5a, 도 5b, 도 5c, 도 5d는 본 발명의 제3 예에 따른 집적 광학형 레이저빔 발사기를 설명하기 위한 도면이다.
위 도면을 참조하면, 본 발명의 제3 예에 따른 집적 광학형 레이저빔 발사기(300)는 적외선 레이저빔을 발사하는 적외선 레이저 다이오드 칩(311)과, 가시광선 레이저빔을 발사하는 가시광선 레이저 다이오드 칩(313)으로 구성되는 광원(310); 상기 광원(310)이 연결되며, 적외선 레이저빔의 진행방향과 가시광선 레이저빔의 진행방향이 서로 일치하도록 레이저빔을 안내하는 도파로(321)가 형성되는 집적 광학형 레이저빔 정렬 유닛(320); 및 상기 가시광선 레이저빔을 육안으로 식별 가능한 거리까지 진행시키고 상기 적외선 레이저빔을 화기(12)의 살상 거리까지 감지 폭을 확산시키는 렌즈(330);를 구비한다.
상기 집적 광학형 레이저빔 정렬 유닛(320)의 출구 측에는 벌크 형의 렌즈(330)가 설치될 수 있다(도 5a 참조).
상기 집적 광학형 레이저빔 정렬 유닛(320)의 출구 측에는 광섬유 유리 블록(340)이 설치되고, 상기 출구 측의 광섬유 유리 블록(340)에는 광섬유 결합형의 렌즈(330)가 장착될 수 있다(도 5d 참조).
상기 광섬유 유리 블록(340)의 광섬유는 단일 모드 또는 다중 모드 특성의 광섬유, 다중 모드에서 단일 모드로 변환하는 특성의 테이퍼 광섬유, 코어 사이즈가 크고 단일 모드 특성의 광 결정 광섬유, 재질은 실리카 또는 플라스틱으로 제작된 것 중에서 어느 하나일 수 있다.
상기 집적 광학형 레이저빔 정렬 유닛(320)은 유리 기판, 쿼츠 기판, 실리콘 기판이며, 상기 도파로의 코어와 클래드의 물질은 폴리머, 실리콘, 실리카, 실리콘 나이트라이드의 물질로 제조될 수 있다.
상기 도파로(321)는 단일 모드, 다중 모드, 다중 모드에서 단일 모드로 변환하는 테이퍼, 광 결정 구조일 수 있다.
상기 광원(310)과 상기 집적 광학형 레이저빔 정렬 유닛(320)은 지지대(혹은 받침대)(350)에 의해 지지된다.
이와 같이 구성된 본 발명의 제3 예에 따른 집적 광학형 레이저빔 발사기(300)의 작동 원리를 간략하게 설명한다.
광원(310)에서 방출하는 적외선 레이저빔은 도파로(321)의 진행경로를 따라 진행하며, 렌즈(330)를 투과하여 화기(12)의 살상 거리까지 감지 폭이 확산하면서 전파한다.
광원(310)에서 방출하는 가시광선 레이저빔은 도파로(321)의 진행경로를 따라 진행하며, 렌즈(330)를 투과하여 화기(12)의 발사 목표지점인 영점 전용 표적지를 향하여 전파한다.
적외선 레이저빔과 가시광선 레이저빔이 도파로(321)를 경유하여 진행하므로, 두 레이저빔이 동일 축으로 정렬되어 전파한다. 따라서 별도의 영점 조준기를 사용하지 않고도 육안으로 식별 가능한 가시광선 레이저빔을 통하여 화기(12)의 조준 선과 영점 전용 표적지와의 일치 여부를 쉽게 확인할 수 있다.
한편, 도 6a, 도 6b, 도 6c, 도 6d, 도 6e는 도파로의 변형 예들을 보인 도면이다.
위 도면을 참조하면, 도파로(321)는 그 입력 측이 2개이고 출력 측이 1개인 Y자형(도 6a 참조), h자형(도 6b 참조), T자형 도파로(도 6c 참조), 입력과 출력 측이 1개인 직선형 도파로(도 6d 참조), 입력 측과 출력 측이 2개씩인 이중 직선형(도 6e 참조) 중 어느 하나일 수 있다.
도파로에 있어서, 다중 모드의 입력부분(321a)은 광원과의 결합효율을 높여주며, S자형 곡선 경로부분(321b)은 안정적인 정렬과 진행 손실을 줄이며, 테이퍼형 구조의 단일 모드 출력 부분(321c)은 단일 모드 레이저빔을 출력하도록 한다(도 6a 참조).
본 발명의 도파로 제작 방법으로는 평면 도파로 공정(Planar lightwave circuit; PLC), CNC 정밀가공 공정, 나노임프린트 공정, 감광성유리 공정, 초소형 정밀기계 공정(MEMS) 등을 도입하여 제작할 수 있다.
상기 집적 광학형 레이저빔 정렬 유닛(320)은 유리 기판, 쿼츠기판, 실리콘 기판이며, 상기 도파로의 코어와 클래드의 물질은 폴리머, 실리콘, 실리카, 실리콘 나이트라이드의 물질로 제조될 수 있는바, 클래드(clad)는 광섬유를 구성하는 바깥 부분으로, 코어처럼 석영계 유리 성분으로 제조된다. 코어에 입사된 빛 에너지가 광섬유 밖으로 나가지 못하도록 코어보다 굴절률이 다소 낮게 제조된다.
도 7은 도파로의 입력부분과 출력 부분에서의 레이저빔 모드 특성을 나타내는 도면이다.
도 7을 참조하면, 본 발명에 있어서는 다중 모드의 입력부분에서 결합효율을 높이기 위해 다중 모드 특성의 레이저빔을 입력하고 도파로의 높이와 폭을 조금씩 줄여가면서 단일 모드 출력부분에서 단일 모드 특성의 레이저빔을 갖는 일종의 테이퍼 도파로에서의 모드 변환 특성이 있다.
한편, 본 발명에 따른 집적 광학형 레이저빔 발사기 정렬방법은 화기의 총열에 레이저빔 발사기를 부착하는 단계(S10); 상기 레이저빔 발사기를 가시광선 레이저빔 발사 모드로 전환하는 단계(S20); 상기 화기의 조준 선을 영점 사격 전용 표적지에 겨냥하는 단계(S30); 상기 가시광선 레이저빔을 발사하는 단계(S40); 가시광선 레이저빔과 상기 화기의 조준 선과 상기 영점 사격 전용 표적지를 일치시키는 단계(S50); 일치되었는 지를 확인하는 단계(S60); 일치하지 않을 경우, 상기 레이저빔 발사기의 상하좌우 방향을 조절하고 레이저빔 발사기의 정렬을 종료하는 단계(S70); 일치할 경우, 상기 레이저빔 발사기의 정렬을 종료하는 단계(S80); 및 적외선 레이저빔 발사 모드로 전환하는 단계(S90);를 구비한다.
이와 같이 본 발명의 권리는 상기 설명된 실시 예에 한정되지 않고, 청구범위에 기재된 바에 의해 정의되며, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 특허청구범위에 기재된 권리범위 내에서 다양한 변형을 할 수 있다는 것은 자명하다.
100: 집적 광학형 레이저빔 발사기
110: 광원
111: 적외선 레이저 다이오드
113: 가시광선 레이저 다이오드
120: 집적 광학형 레이저빔 정렬 유닛
121: 도파로
130: 렌즈

Claims (17)

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  10. 적외선 레이저빔을 발사하는 적외선 레이저 다이오드 칩과, 가시광선 레이저빔을 발사하는 가시광선 레이저 다이오드 칩으로 구성되는 광원;
    상기 광원이 연결되며, 적외선 레이저빔의 진행방향과 가시광선 레이저빔의 진행방향이 서로 일치하도록 레이저빔을 안내하는 도파로가 형성되는 집적 광학형 레이저빔 정렬 유닛; 및
    상기 가시광선 레이저빔을 육안으로 식별 가능한 거리까지 진행시키고 상기 적외선 레이저빔을 화기의 살상 거리까지 감지 폭을 확산시키는 렌즈;를 포함하되,
    상기 집적 광학형 레이저빔 정렬 유닛의 입구/출구 측에는 광섬유 유리 블록이 설치되고, 상기 출구 측의 광섬유 유리 블록에는 광섬유 결합형 렌즈가 장착되며,
    다중 모드는 광원과의 결합효율을 높여주고 S자형 곡선 경로는 안정적인 정렬과 진행 손실을 줄이며 단일 모드 출력에서 단일 모드 레이저빔을 출력하도록 테이퍼형 구조로 형성되는 것을 특징으로 하는 집적 광학형 레이저빔 발사기.
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  12. 제10항에 있어서,
    상기 광섬유 유리 블록의 광섬유는 단일 모드 또는 다중 모드 특성의 광섬유, 다중 모드에서 단일 모드로 변환하는 특성의 테이퍼 광섬유, 코어 사이즈가 크고 단일 모드 특성의 광 결정 광섬유, 재질은 실리카 또는 플라스틱으로 제작된 것 중에서 어느 하나인 것을 특징으로 하는 집적 광학형 레이저빔 발사기.
  13. 제10항에 있어서,
    상기 도파로는 단일 모드, 다중 모드, 다중 모드에서 단일 모드로 변환하는 테이퍼, 광 결정 구조인 것을 특징으로 하는 집적 광학형 레이저빔 발사기.
  14. 제10항에 있어서,
    상기 도파로의 입력 측이 2개이고 출력 측이 1개인 Y자형, h자형, T자형 도파로, 입력과 출력 측이 1개인 직선형 도파로, 입력 측과 출력 측이 2개씩인 이중 직선형 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 집적 광학형 레이저 빔 발사기.
  15. 삭제
  16. 제10항에 있어서,
    상기 집적 광학형 레이저빔 정렬 유닛은 유리 기판, 쿼츠 기판, 실리콘 기판이며, 상기 도파로의 코어와 클래드의 물질은 폴리머, 실리콘, 실리카, 실리콘 나이트라이드의 물질로 제조되는 것을 특징으로 하는 집적 광학형 레이저빔 발사기.
  17. 삭제
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1995030123A1 (en) 1994-04-29 1995-11-09 Cubic Defense Systems, Inc. Laser alignment system for small arms
JP2002357731A (ja) * 2001-05-31 2002-12-13 Japan Aviation Electronics Industry Ltd 光導波路デバイス用チップ及びその製造方法並びに光導波路デバイス

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