KR101249474B1 - Light signal transmitting module used to diagnosing plasma - Google Patents

Light signal transmitting module used to diagnosing plasma Download PDF

Info

Publication number
KR101249474B1
KR101249474B1 KR1020110077716A KR20110077716A KR101249474B1 KR 101249474 B1 KR101249474 B1 KR 101249474B1 KR 1020110077716 A KR1020110077716 A KR 1020110077716A KR 20110077716 A KR20110077716 A KR 20110077716A KR 101249474 B1 KR101249474 B1 KR 101249474B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
optical signal
optical
optical fiber
fiber bundle
transmission module
Prior art date
Application number
KR1020110077716A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20130015625A (en
Inventor
오승태
Original Assignee
한국기초과학지원연구원
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 한국기초과학지원연구원 filed Critical 한국기초과학지원연구원
Priority to KR1020110077716A priority Critical patent/KR101249474B1/en
Publication of KR20130015625A publication Critical patent/KR20130015625A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101249474B1 publication Critical patent/KR101249474B1/en

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21B—FUSION REACTORS
    • G21B1/00—Thermonuclear fusion reactors
    • G21B1/11—Details
    • G21B1/23—Optical systems, e.g. for irradiating targets, for heating plasma or for plasma diagnostics
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B10/00—Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
    • H04B10/25—Arrangements specific to fibre transmission
    • H04B10/2581—Multimode transmission
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
    • Y02E30/10—Nuclear fusion reactors

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Optical Couplings Of Light Guides (AREA)

Abstract

KSTAR 장치의 플라즈마 진단에 이용되는 광 신호 전송 모듈이 개시된다. 본 발명의 실시예에 따른 광 신호 전송 모듈은 KSTAR 장치에 배치된 적어도 하나의 광학 측정 장치에서 생성된 광 신호를 수신하고, 복수 개의 개별 광섬유가 묶여져 제1 단면적을 갖는 광섬유 다발, 광섬유 다발의 제1 단면적에 대응하는 제2 단면적을 가지며 광섬유 다발로부터 전달된 광 신호를 집광하는 광 신호 집광부 및 광 신호 집광부를 통해 집광된 광 신호를 수신하여 플라즈마 진단을 위한 진단 장치로 전달하는 단일 광섬유를 포함한다. An optical signal transmission module used for plasma diagnosis of a KSTAR apparatus is disclosed. An optical signal transmission module according to an embodiment of the present invention receives an optical signal generated by at least one optical measuring device disposed in a KSTAR device, the plurality of individual optical fibers are bundled to have a first cross-sectional area of the optical fiber bundle, optical fiber bundle bundle An optical signal condenser having a second cross-sectional area corresponding to one cross-sectional area and condensing an optical signal transmitted from an optical fiber bundle, and a single optical fiber receiving the optical signal condensed through the optical signal condenser and delivering the optical signal to a diagnostic device for plasma diagnosis. Include.

Description

플라즈마 진단에 이용되는 광신호 전송 모듈 {LIGHT SIGNAL TRANSMITTING MODULE USED TO DIAGNOSING PLASMA}Optical signal transmission module for plasma diagnostics {LIGHT SIGNAL TRANSMITTING MODULE USED TO DIAGNOSING PLASMA}

본 발명의 실시예들은 플라즈마 진단에 이용되는 광신호 전송 모듈에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 광학 측정 장치로부터 광 신호를 수집하여 진단 장치로 전송하는 광신호 전송 모듈에 관한 것이다.
Embodiments of the present invention relate to an optical signal transmission module used for plasma diagnosis, and more particularly, to an optical signal transmission module for collecting an optical signal from an optical measuring device and transmitting the optical signal to the diagnostic device.

물질을 수억 도까지 가열하게 되면 분자 상태의 기체에서 전자가 하나 둘씩 떨어져 나가 음전하를 띠는 전자와, 양전하를 띠는 이온으로 분리되며 이러한 상태를 플라즈마라고 한다. 이처럼 플라즈마가 전하를 띠는 입자들로 이루어졌다는 점에 착안하여 강력한 자기장을 가하여 하전입자들이 그 주위를 맴돌게 함으로써 플라즈마를 공중에 띄워놓고 가열하는 것이 토카막에 적용되는 자기 구속 핵융합 방식이다. When the material is heated to hundreds of millions of degrees, electrons are separated one by one from the molecular gas and separated into negatively charged electrons and positively charged ions. This state is called plasma. In view of the fact that the plasma is composed of charged particles, it is a self-constrained nuclear fusion method applied to the Toka film by applying a strong magnetic field to cause the charged particles to hover around so that the plasma is floated in the air and heated.

한국형 토카막 장치로는 KSTAR(KOREA SUPERCONDUCTING TOKAMAK ADVANCED RESEARCH) 장치가 있다. 여느 토카막 장치와 마찬가지로, KSTAR 장치 역시 플라즈마 진단이 중요하다. Korean tokamak device is a KSTAR (KOREA SUPERCONDUCTING TOKAMAK ADVANCED RESEARCH) device. As with any Tokamak device, plasma diagnostics are important for KSTAR devices.

다양한 플라즈마 진단 장치가 있으며, 분광 진단 장치 및 톰슨산란 진단 장치 등과 같이 KSTAR 장치에 배치되어 광학 측정 방식으로 플라즈마를 진단하는 장치가 있을 수 있다. 광학 측정 방식을 이용하는 진단 장치들의 경우, KSTAR에 배치된 광학 측정 장치를 포함하는데 이 광학 측정 장치는 플라즈마로부터 자체 방출되는 전자기파를 광학적인 방법을 이용하여 측정한다. 이 같은 광학 측정 장치에 의해 생성된 광 신호는 각 광학 측정 장치에 연결된 광섬유를 통해 각 진단 장치로 전송될 수 있다. There are various plasma diagnostic devices, and there may be a device disposed in a KSTAR device such as a spectroscopic diagnostic device and a Thomson scattering diagnostic device to diagnose plasma by an optical measurement method. Diagnostic devices using an optical measuring method include an optical measuring device disposed in KSTAR, which measures electromagnetic waves emitted from the plasma by using an optical method. The optical signal generated by the optical measuring device may be transmitted to each diagnostic device through an optical fiber connected to each optical measuring device.

도 1은 종래 기술에 따른 KSTAR 장치의 광학 진단 시스템을 나타내는 도면이다. 1 is a view showing an optical diagnostic system of the KSTAR apparatus according to the prior art.

KSTAR 장치(10) 내부에 형성된 플라즈마의 상태를 진단하는 경우, 플라즈마 자체의 온도가 매우 높기 때문에 KSTAR 장치(10) 내부에 진단 장치를 접근시키는 것이 어렵다. 따라서, KSTAR 장치(10)에 광학 측정 장치를 배치시키고, 광학 측정 장치에서 생성된 광 신호를 수집하여 이를 기반으로 플라즈마의 상태를 진단해야 한다.When diagnosing the state of the plasma formed inside the KSTAR apparatus 10, since the temperature of the plasma itself is very high, it is difficult to bring the diagnostic apparatus inside the KSTAR apparatus 10. Therefore, the optical measuring device should be disposed in the KSTAR device 10, and the optical signal generated by the optical measuring device should be collected to diagnose the state of the plasma based thereon.

도 1을 참조하면, 광학 측정 장치(20)는 KSTAR 장치(10)에 배치되어 KSTAR 장치(10) 내부에 형성된 플라즈마 자체에서 방출되는 전자기파를 광학 방식으로 측정하고, 상기 전자기파에 대응하는 광 신호를 생성한다. Referring to FIG. 1, the optical measuring device 20 is disposed in the KSTAR device 10 to measure electromagnetic waves emitted from the plasma itself formed in the KSTAR device 10 by an optical method, and to measure an optical signal corresponding to the electromagnetic waves. Create

광 신호는 광학 측정 장치(20)에 연결된 광섬유(30)를 통해, KSTAR 장치(10)로부터 멀리 떨어져 배치된 진단 장치(40)에 전송될 수 있다. 이 경우, 광섬유(30)의 단면적에 따라 광 신호의 양이 결정된다. 진단 장치(40)는 광 신호를 통해 플라즈마의 상태를 진단하는 것으로, 진단 신뢰도를 확보하기 위해서는 많은 양의 광 신호를 필요로 한다. 이 같이 많은 양의 광 신호를 얻기 위해서 광 섬유(30)를 다발화하는 방안을 고려할 수 있다. 그러나, 광섬유(30)를 다발화할 경우, 비용이 증가하며 광섬유(30) 다발을 진단 장비(40)에 동시에 연결시킬 수가 없다는 문제가 있었다.
The optical signal may be transmitted to the diagnostic device 40 disposed far from the KSTAR device 10 through the optical fiber 30 connected to the optical measuring device 20. In this case, the amount of the optical signal is determined according to the cross-sectional area of the optical fiber 30. The diagnostic apparatus 40 diagnoses a state of plasma through an optical signal, and requires a large amount of optical signals to secure diagnostic reliability. In order to obtain such a large amount of optical signal it may be considered to bundle the optical fiber 30. However, when multiplexing the optical fiber 30, the cost increases and there is a problem that the bundle of the optical fiber 30 can not be connected to the diagnostic equipment 40 at the same time.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은, 광학측정장치에 연결된 광섬유 다발로부터 광 신호를 수집하고, 이 광 신호를 하나의 광섬유를 통해 진단 장치로 전송함으로써, 많은 양의 광 신호를 저비용으로 전송할 수 있는 광 신호 전송 모듈에 관한 것이다.
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to collect an optical signal from an optical fiber bundle connected to an optical measuring device, and transmit the optical signal to a diagnostic device through one optical fiber, The present invention relates to an optical signal transmission module capable of transmitting an optical signal at low cost.

본 발명의 일 실시예에 따른 KSTAR 장치의 플라즈마 진단에 이용되는 광 신호 전송 모듈은 상기 KSTAR 장치에 배치된 적어도 하나의 광학 측정 장치에서 생성된 광 신호를 수신하고, 복수 개의 개별 광섬유가 묶여져 제1 단면적을 갖는 광섬유 다발, 상기 광섬유 다발의 제1 단면적에 대응하는 제2 단면적을 가지며, 상기 광섬유 다발로부터 전달된 상기 광 신호를 집광하는 광 신호 집광부 및 상기 광 신호 집광부를 통해 집광된 상기 광 신호를 수신하여 상기 플라즈마 진단을 위한 진단 장치로 전달하는 단일 광섬유를 포함한다. The optical signal transmission module used for the plasma diagnosis of the KSTAR apparatus according to an embodiment of the present invention receives an optical signal generated by at least one optical measuring apparatus disposed in the KSTAR apparatus, and a plurality of individual optical fibers are bundled to form a first An optical signal bundle having a cross-sectional area, an optical signal condenser having a second cross-sectional area corresponding to a first cross-sectional area of the optical fiber bundle, and condensing the optical signal transmitted from the optical fiber bundle and the light collected through the optical signal condenser It comprises a single optical fiber for receiving a signal and passing it to the diagnostic device for the plasma diagnosis.

일측에 따르면, 상기 광 신호 집광부는 상기 광섬유 다발로부터 전달된 광 신호를 집광하는 집광 렌즈를 포함할 수 있다. According to one side, the optical signal concentrator may include a condenser lens for condensing the optical signal transmitted from the optical fiber bundle.

일측에 따르면, 상기 광 신호 집광부는 상기 광섬유 다발의 후단에 기 설정된 각도로 경사지게 배치되고, 상기 광섬유 다발로부터 전달된 광 신호를 반사 집광하는 반사 미러를 포함할 수 있다. According to one side, the optical signal converging portion may be disposed inclined at a predetermined angle at the rear end of the optical fiber bundle, and may include a reflective mirror for reflecting and condensing the optical signal transmitted from the optical fiber bundle.

일측에 따르면, 상기 광 신호 집광부는 상기 광 섬유 다발의 후단에 배치되고, 상기 광섬유 다발로부터 전달된 광 신호를 굴절시키는 적어도 하나 이상의 굴절 미러 및 상기 굴절 미러의 후단에 배치되고, 상기 굴절 미러에 의해 굴절된 광 신호를 반사 집광하는 반사 미러를 포함할 수 있다. According to one side, the optical signal concentrator is disposed at the rear end of the optical fiber bundle, at least one refractive mirror for refracting the optical signal transmitted from the optical fiber bundle and the rear end of the refractive mirror, and by the refractive mirror, It may include a reflection mirror for reflecting and focusing the refracted optical signal.

일측에 따르면, 상기 단일 광섬유는 광 신호 수신단에서부터 광 신호 출력단으로 갈수록 단면적이 점점 좁아지는 테이퍼 구조를 가질 수 있다.
According to one side, the single optical fiber may have a tapered structure in which the cross-sectional area becomes narrower gradually from the optical signal receiving end to the optical signal output end.

본 발명의 실시예들에 따르면, 광 신호 전송 모듈은 광학측정장치에 의해 생성된 광 신호를 진단 장치로 전송함에 있어서, 광섬유 다발을 통해 광 신호를 수집하고, 이 광 신호를 단일 광섬유를 통해 진단 장치로 전송함으로써 저비용으로 광 신호를 전송할 수 있고, 광 신호 전송 성능을 향상시킬 수 있다. 또한, 많은 양의 광 신호를 전송할 수 있으므로, 진단 장치의 진단 신뢰성을 향상시키는데 도움을 준다.
According to embodiments of the present invention, the optical signal transmission module collects an optical signal through a bundle of optical fibers in transmitting an optical signal generated by an optical measuring device to a diagnostic device, and diagnoses the optical signal through a single optical fiber. By transmitting to the device, the optical signal can be transmitted at low cost, and the optical signal transmission performance can be improved. In addition, since a large amount of optical signals can be transmitted, it helps to improve the diagnostic reliability of the diagnostic apparatus.

도 1은 종래 기술에 따른 KSTAR 장치의 광학 진단 시스템을 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 광 신호 전송 모듈을 이용한 광학 진단 시스템을 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 광 신호 전송 모듈을 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 광 신호 전송 모듈을 나타내는 도면이다. 1 is a view showing an optical diagnostic system of the KSTAR apparatus according to the prior art.
2 is a diagram illustrating an optical diagnostic system using an optical signal transmission module according to an embodiment of the present invention.
3 is a view showing an optical signal transmission module according to another embodiment of the present invention.
4 is a view showing an optical signal transmission module according to another embodiment of the present invention.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예들을 상세히 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 용어(terminology)들은 본 발명의 바람직한 실시 예를 적절히 표현하기 위해 사용된 용어들로서, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 본 발명이 속하는 분야의 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 따라서, 본 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다. 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타낸다.
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following description of the present invention, detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear. Also, terminologies used herein are terms used to properly represent preferred embodiments of the present invention, which may vary depending on the user, intent of the operator, or custom in the field to which the present invention belongs. Therefore, the definitions of these terms should be based on the contents throughout this specification. Like reference symbols in the drawings denote like elements.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 KSTAR 장치의 광학 진단 시스템을 나타내는 도면이다. 도 2를 참조하면, 광학 진단 시스템은 KSTAR 장치(10)의 내부에 형성되는 플라즈마를 진단하기 위하여 광 신호를 수집 및 진단한다. 2 is a view showing an optical diagnostic system of the KSTAR apparatus according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 2, the optical diagnostic system collects and diagnoses an optical signal to diagnose a plasma formed inside the KSTAR apparatus 10.

한국형 토카막 장치인 KSTAR(KOREA SUPERCONDUCTING TOKAMAK ADVANCED RESEARCH)(10)는 자기장을 이용하여 플라즈마를 구속한다. 그러나, 자기장을 이용하더라도, 플라즈마는 불안정한 상태를 유지하려고 한다. 따라서, 플라즈마를 지속적으로 관찰하고, 안정한 상태로 유지시켜줘야 한다. 이를 위해 KSTAR 장치(10)에 다양한 플라즈마 진단 장치를 배치 또는 설치하여 플라즈마를 진단하는 것이 중요하다. KSTAR (KOREA SUPERCONDUCTING TOKAMAK ADVANCED RESEARCH) 10, a Korean-type tokamak device, constrains plasma using a magnetic field. However, even with the use of a magnetic field, the plasma tries to remain unstable. Therefore, the plasma must be continuously observed and maintained in a stable state. To this end, it is important to arrange or install various plasma diagnosis apparatuses in the KSTAR apparatus 10 to diagnose plasma.

KSTAR 장치(10)의 내부에 형성된 플라즈마의 상태를 진단하는 경우, 플라즈마 자체의 온도가 매우 높기 때문에 KSTAR 장치(10)의 내부에 진단 장치를 접근시키는 것이 어렵다. 따라서, KSTAR 장치(10)에 복수의 광학 측정 장치를 배치시키고, 각 광학 측정 장치에서 생성된 광 신호를 수집하여 이를 기반으로 플라즈마의 상태를 진단해야 한다.When diagnosing the state of the plasma formed inside the KSTAR apparatus 10, it is difficult to bring the diagnostic apparatus closer to the inside of the KSTAR apparatus 10 because the temperature of the plasma itself is very high. Therefore, a plurality of optical measuring devices must be disposed in the KSTAR device 10, and the optical signals generated by each optical measuring device must be collected to diagnose the state of the plasma based thereon.

도 2를 참조하면, 광학 진단 시스템은 광학 측정 장치(110), 광 신호 전송 모듈(120) 및 진단 장치(130)를 포함한다. 본 발명에서는, 도 2에 도시된 광 신호 전송 모듈(120)를 이용하여 저비용으로 많은 양의 광 신호를 수집 및 전송하는 기술을 제안한다. 2, an optical diagnostic system includes an optical measuring device 110, an optical signal transmission module 120, and a diagnostic device 130. The present invention proposes a technique for collecting and transmitting a large amount of optical signals at low cost by using the optical signal transmission module 120 shown in FIG. 2.

도 2에서, 광 신호 전송 모듈(120)을 확대한 도면을 참조하면, 광 신호 전송 모듈(120)은 광섬유 다발(121), 광 신호 집광부(122) 및 단일 광섬유(123)를 포함한다. In FIG. 2, referring to an enlarged view of the optical signal transmission module 120, the optical signal transmission module 120 includes an optical fiber bundle 121, an optical signal concentrator 122, and a single optical fiber 123.

광섬유 다발(121)은 개별 광섬유(121a)를 세로축 및 가로축으로 복수 개씩 묶어 다발화한 것이다. 이때, 개별 광섬유(121a)의 개수는 한정되지는 않으나, 광섬유 다발(121)이 연결될 광학 측정 장치(110) 또는 광 신호 집광부(122)의 크기를 고려하여 적절히 조절될 수 있다. The optical fiber bundle 121 bundles and bundles individual optical fibers 121a in the longitudinal axis and the horizontal axis. In this case, the number of individual optical fibers 121a is not limited, but may be appropriately adjusted in consideration of the size of the optical measuring device 110 or the optical signal concentrator 122 to which the optical fiber bundle 121 is connected.

광섬유 다발(121)은 광학 측정 장치(110)에서 생성된 광 신호를 수신하여 광 신호 집광부(122)로 전달한다. The optical fiber bundle 121 receives the optical signal generated by the optical measuring device 110 and transmits the optical signal to the optical signal concentrator 122.

광 신호 집광부(122)는 광섬유 다발(121)과 단일 광섬유(123) 사이에 배치된 케이스(122a)를 포함하며, 케이스(122a) 내부에 배치된 집광 렌즈(122b)를 포함한다. The optical signal concentrator 122 includes a case 122a disposed between the optical fiber bundle 121 and a single optical fiber 123 and includes a condenser lens 122b disposed inside the case 122a.

집광 렌즈(122b)는 케이스(122a) 내부에서 광섬유 다발(121)의 후단에 배치되어 광섬유 다발(121)로부터 전달된 광 신호를 집광한다. 집광 렌즈(122b)는 광섬유 다발(121)로부터 광 신호를 전달받기 때문에, 집광하는 광 신호의 양이 상당하다. 또한, 집광 렌즈(122b)는 광섬유 다발(121)로부터 전달되는 광 신호를 모두 집광하기 위하여, 광섬유 다발(121)에 대응하는 단면적을 가질 수 있다. 즉, 광섬유 다발(122)의 단면적이 커질수록 집광 렌즈(122b)는 대면적을 가질 수 있다.  The condenser lens 122b is disposed at the rear end of the optical fiber bundle 121 in the case 122a and condenses an optical signal transmitted from the optical fiber bundle 121. Since the condenser lens 122b receives the optical signal from the optical fiber bundle 121, the amount of the optical signal to condense is considerable. In addition, the condenser lens 122b may have a cross-sectional area corresponding to the optical fiber bundle 121 to condense all the optical signals transmitted from the optical fiber bundle 121. That is, as the cross-sectional area of the optical fiber bundle 122 increases, the condenser lens 122b may have a large area.

단일 광섬유(123)는 집광 렌즈(122b)에 의해 집광된 광 신호를 수신하여 진단 장치(130)로 전송한다. 단일 광섬유(123)는 후단에 진단 장치(130)가 연결되어 광 신호를 진단 장치(130)에 전달할 수 있다. The single optical fiber 123 receives the optical signal collected by the condenser lens 122b and transmits the optical signal to the diagnostic apparatus 130. The single optical fiber 123 may be connected to the diagnostic device 130 at a rear end thereof to transmit an optical signal to the diagnostic device 130.

광 신호 전달 모듈(120)에서, 광섬유 다발(121)은 광학 측정 장치(110)에서 전달된 광 신호를 전달하는 면적을 증가시켜 광 신호의 양을 증가시키기 위한 것이므로, 실질적으로 그 길이가 길지 않다. 반면, 단일 광섬유(123)는 광 신호 집광부(122)로부터 수신된 광을, KSTAR 장치(10)로부터 멀리 떨어진 진단 장치(130)까지 전달해야 하므로, 광 섬유 다발(121)에 비해 그 길이가 길다. 따라서, 광 신호 전달 모듈(120)은 광섬유 다발(121)을 포함하더라도 그 길이가 길지 않으므로 비용을 크게 증가되지 않으나, 광 신호를 전달하는 면적은 크게 증가하여 많은 양의 광 신호를 진단 장치(130)로 전달할 수 있다. In the optical signal transmission module 120, the optical fiber bundle 121 is for increasing the amount of the optical signal by increasing the area for transmitting the optical signal transmitted from the optical measuring device 110, so that the length is not substantially long. . On the other hand, since the single optical fiber 123 has to transmit the light received from the optical signal concentrator 122 to the diagnostic device 130 far from the KSTAR device 10, the single optical fiber 123 has a length longer than that of the optical fiber bundle 121. long. Therefore, even if the optical signal transmission module 120 includes the optical fiber bundle 121, the length thereof is not long, and thus the cost is not greatly increased, but the area for transmitting the optical signal is greatly increased to diagnose a large amount of optical signals. ) Can be delivered.

진단 장치(130)는 광 신호 전달 모듈(120)로부터 많은 양의 광 신호를 수신함으로써, KSTAR 장치(10)의 내부에 형성된 플라즈마의 상태를 진단함에 있어서 신뢰성을 향상시킬 수 있다. The diagnostic apparatus 130 may improve reliability in diagnosing a state of the plasma formed inside the KSTAR apparatus 10 by receiving a large amount of optical signals from the optical signal transfer module 120.

도 2에서는 KSTAR 장치(10)의 일 영역에 배치된 광학 진단 시스템을 도시하고 있으나, 광학 진단 시스템은 다양한 종류 별로 다수 개가 배치될 수도 있다.
Although FIG. 2 illustrates an optical diagnostic system disposed in one region of the KSTAR apparatus 10, a plurality of optical diagnostic systems may be arranged for various types.

도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 광 신호 전송 모듈을 나타내는 도면이다. 도 3을 참조하면, 광 신호 전송 모듈(300)은 광섬유 다발(310), 광 신호 집광부(320) 및 단일 광섬유(330)를 포함한다. 3 is a view showing an optical signal transmission module according to another embodiment of the present invention. Referring to FIG. 3, the optical signal transmission module 300 includes an optical fiber bundle 310, an optical signal concentrator 320, and a single optical fiber 330.

광섬유 다발(310)은 개별 광섬유(311)를 세로축 및 가로축으로 복수 개씩 묶어 다발화한 것이다. 광섬유 다발(310)은 광학 측정 장치(미도시)에서 생성된 광 신호를 수신하여 광 신호 집광부로 전달한다. The optical fiber bundle 310 bundles and bundles a plurality of individual optical fibers 311 on the vertical axis and the horizontal axis. The optical fiber bundle 310 receives the optical signal generated by the optical measuring device (not shown) and transmits the optical signal to the optical signal condenser.

광 신호 집광부(320)는 반사 렌즈가 될 수 있다. 구체적으로, 반사 렌즈(320)는 광섬유 다발(310)의 후단에 기 설정된 각도로 경사지게 배치되어 광섬유 다발(310)로부터 전달된 광 신호를 반사 집광한다. 따라서, 반사 집광된 광 신호는 반사 렌즈(320)의 상단에 위치하는 단일 광섬유(330)로 전달된다. The optical signal condenser 320 may be a reflective lens. In detail, the reflective lens 320 is inclined at a predetermined angle at the rear end of the optical fiber bundle 310 to reflect and collect an optical signal transmitted from the optical fiber bundle 310. Accordingly, the reflected and collected light signal is transmitted to the single optical fiber 330 positioned at the top of the reflective lens 320.

단일 광섬유(330)는 반사 렌즈(320)에 의해 반사 집광된 광 신호를 수신하여 진단 장치(130)로 전송한다. 이때, 단일 광섬유(330)는 광 신호 수신단에서부터 광 신호 출력단으로 갈수록 단면적이 점점 좁아지는 테이퍼 구조를 가질 수 있다. 즉, 광 신호 수신단이 넓은 단면적을 갖도록 하여 광 신호의 수신 효율을 증가시킬 수 있다. The single optical fiber 330 receives the optical signal reflected by the reflective lens 320 and transmits it to the diagnostic device 130. In this case, the single optical fiber 330 may have a tapered structure in which the cross-sectional area becomes narrower gradually from the optical signal receiving end to the optical signal output end. That is, it is possible to increase the reception efficiency of the optical signal by having the optical signal receiving end has a large cross-sectional area.

또한, 도면에 도시되어 있지 않으나, 단일 광섬유(330)는 광 수신단에서 광 신호가 반사되는 것을 방지하기 위하여 광 수신단을 소정의 각도로 절단할 수도 있다.
In addition, although not shown in the drawing, the single optical fiber 330 may cut the light receiving end at a predetermined angle to prevent the optical signal from being reflected at the light receiving end.

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 광 신호 전송 모듈을 나타내는 도면이다. 도 4를 참조하면, 광 신호 전송 모듈(400)은 광섬유 다발(410), 광 신호 집광부(420) 및 단일 광섬유(430)를 포함한다. 4 is a view showing an optical signal transmission module according to another embodiment of the present invention. Referring to FIG. 4, the optical signal transmission module 400 includes an optical fiber bundle 410, an optical signal concentrator 420, and a single optical fiber 430.

광섬유 다발(410)은 개별 광섬유(411)를 세로축 및 가로축으로 복수 개씩 묶어 다발화한 것이다. 광섬유 다발(410)은 광학 측정 장치(미도시)에서 생성된 광 신호를 수신하여 광 신호 집광부(420)로 전달한다.The optical fiber bundle 410 bundles and bundles a plurality of individual optical fibers 411 in a vertical axis and a horizontal axis. The optical fiber bundle 410 receives the optical signal generated by the optical measuring device (not shown) and transmits the optical signal to the optical signal condenser 420.

광 신호 집광부(420)는 굴절 렌즈부(421) 및 반사 렌즈(422)를 포함하고, 광섬유 다발(410)과 단일 광섬유(430) 사이에 배치된다. The optical signal concentrator 420 includes a refractive lens unit 421 and a reflective lens 422 and is disposed between the optical fiber bundle 410 and the single optical fiber 430.

굴절 렌즈부(421)는 적어도 하나 이상의 굴절 렌즈를 포함한다. 일예로, 도 4에서 굴절 렌즈부(421)는 제1 내지 제3 굴절 렌즈(421a, 421b, 421c)를 포함한다. 제1 굴절 렌즈(421a)는 양면 볼록 렌즈이고, 제2 굴절 렌즈(421b)는 양면 오목 렌즈이며, 제3 굴절 렌즈(421c)는 단면 볼록 렌즈이다. 이들 제1 내지 제3 굴절 렌즈(421a, 421b, 421c)는 광섬유 다발(410)로부터 전달된 광 신호를 차례로 굴절시켜 진행 방향을 조절한다. 이 같이 광 신호의 진행 방향이 조절됨으로써, 광 신호가 집광될 수 있도록 한다. The refractive lens unit 421 includes at least one refractive lens. For example, in FIG. 4, the refractive lens unit 421 includes first to third refractive lenses 421a, 421b, and 421c. The first refractive lens 421a is a double-sided convex lens, the second refractive lens 421b is a double-sided concave lens, and the third refractive lens 421c is a single-sided convex lens. The first to third refractive lenses 421a, 421b, and 421c sequentially refract the optical signal transmitted from the optical fiber bundle 410 to adjust the traveling direction. In this way, the advancing direction of the optical signal is adjusted, so that the optical signal can be collected.

제1 내지 제3 굴절 렌즈(421a, 421b, 421c)의 종류 및 배치는 도 4에 도시된 실시예에 한정되지 않으며, 광 신호의 집광이 용이한 범위 내에서 변경될 수 있다. The type and arrangement of the first to third refractive lenses 421a, 421b, and 421c are not limited to the exemplary embodiment illustrated in FIG. 4, and may be changed within a range in which light signals are easily collected.

반사 렌즈(422)는 제3 굴절 렌즈(421c)의 후단에 기 설정된 각도로 경사지게 배치되어 제3 굴절 렌즈(421c)로부터 전달된 광 신호를 반사 집광한다. 따라서, 반사 집광된 광 신호는 반사 렌즈(422)의 상단에 위치하는 단일 광섬유(430)로 전달된다. The reflective lens 422 is disposed inclined at a predetermined angle at the rear end of the third refractive lens 421c to reflect and condense the optical signal transmitted from the third refractive lens 421c. Thus, the reflected condensed light signal is transmitted to a single optical fiber 430 positioned at the top of the reflective lens 422.

단일 광섬유(430)는 반사 렌즈(422)에 의해 집광된 광 신호를 수신하여 진단 장치(130)로 전송한다. The single optical fiber 430 receives the optical signal collected by the reflective lens 422 and transmits the optical signal to the diagnostic device 130.

도 4에서는, 제1 굴절 렌즈 내지 제3 굴절 렌즈(421a, 421b, 421c) 및 반사 렌즈(422)를 포함하는 광 신호 집광부(420)를 도시 및 설명하고 있으나, 굴절 렌즈 및 반사 렌즈의 종류(형태), 배치, 개수는 실시예에 따라 달라질 수 있다. 특히, 반사 렌즈(422)는 굴절 렌즈와 마찬가지로, 복수 개가 배치될 수 있다. In FIG. 4, although the optical signal condenser 420 including the first to third refractive lenses 421a, 421b, and 421c and the reflective lens 422 is illustrated and described, types of refractive and reflective lenses are illustrated. (Shape), arrangement and number may vary depending on the embodiment. In particular, a plurality of reflective lenses 422 may be disposed similarly to the refractive lens.

도 3 및 도 4에 도시된 광 신호 전송 모듈(300, 400)를 이용함으로써, 저비용으로 광 신호의 수집 및 전송을 용이하게 구현할 수 있다.
By using the optical signal transmission modules 300 and 400 illustrated in FIGS. 3 and 4, it is possible to easily collect and transmit the optical signals at low cost.

이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시 예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
As described above, although the present invention has been described with reference to the limited embodiments and the drawings, the present invention is not limited to the above embodiments, and those skilled in the art to which the present invention pertains various modifications and variations from such descriptions. This is possible. Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the described embodiments, but should be determined not only by the claims below but also by the equivalents of the claims.

10: KSTAR
110: 광학 측정 장치
120, 200: 광 신호 전송 모듈
121, 210: 광섬유 다발
122: 광 신호 집광부
121a, 240: 케이스
122, 230: 집광 렌즈
123, 250: 단일 광섬유
220: 반사 렌즈
221: 메인 미러
222: 서브 미러10: KSTAR
110: optical measuring device
120, 200: optical signal transmission module
121, 210: optical fiber bundle
122: light signal condenser
121a, 240: case
122, 230: condensing lens
123, 250: single fiber
220: reflective lens
221: main mirror
222: submirror

Claims (5)

삭제delete 삭제delete KSTAR 장치의 플라즈마 진단에 이용되는 광 신호 전송 모듈에 있어서,
상기 KSTAR 장치에 배치된 적어도 하나의 광학 측정 장치에서 생성된 광 신호를 수신하고, 복수 개의 개별 광섬유가 묶여져 제1 단면적을 갖는 광섬유 다발;
상기 광섬유 다발의 제1 단면적에 대응하는 제2 단면적을 가지며, 상기 광섬유 다발로부터 전달된 상기 광 신호를 집광하는 광 신호 집광부; 및
상기 광 신호 집광부를 통해 집광된 상기 광 신호를 수신하여 상기 플라즈마 진단을 위한 진단 장치로 전달하는 단일 광섬유를 포함하는 광 신호 전송 모듈로서,
상기 광 신호 집광부는,
상기 광섬유 다발의 후단에 기 설정된 각도로 경사지게 배치되고, 상기 광섬유 다발로부터 전달된 광 신호를 반사 집광하는 반사 미러
를 포함하는 것을 특징으로 하는 광 신호 전송 모듈.
In the optical signal transmission module used for the plasma diagnosis of the KSTAR device,
An optical fiber bundle that receives an optical signal generated by at least one optical measuring device disposed in the KSTAR device, wherein a plurality of individual optical fibers are bundled to have a first cross-sectional area;
An optical signal condenser having a second cross-sectional area corresponding to the first cross-sectional area of the optical fiber bundle and condensing the optical signal transmitted from the optical fiber bundle; And
An optical signal transmission module including a single optical fiber for receiving the optical signal collected through the optical signal concentrator and delivered to the diagnostic device for the plasma diagnosis,
The optical signal condenser,
A reflection mirror disposed at a rear end of the optical fiber bundle at a predetermined angle and reflecting and condensing an optical signal transmitted from the optical fiber bundle
Optical signal transmission module comprising a.
제3항에 있어서,
상기 광 신호 집광부는,
상기 광 섬유 다발의 후단에 배치되고, 상기 광섬유 다발로부터 전달된 광 신호를 굴절시키는 적어도 하나 이상의 굴절 미러; 및
상기 굴절 미러의 후단에 배치되고, 상기 굴절 미러에 의해 굴절된 광 신호를 반사 집광하는 반사 미러
를 포함하는 것을 특징으로 하는 광 신호 전송 모듈.
The method of claim 3,
The optical signal condenser,
At least one refractive mirror disposed at a rear end of the optical fiber bundle and refracting an optical signal transmitted from the optical fiber bundle; And
A reflection mirror disposed at a rear end of the refraction mirror and reflecting and condensing the optical signal refracted by the refraction mirror
Optical signal transmission module comprising a.
제3항에 있어서,
상기 단일 광섬유는,
광 신호 수신단에서부터 광 신호 출력단으로 갈수록 단면적이 점점 좁아지는 테이퍼 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 광 신호 전송 모듈.

The method of claim 3,
The single optical fiber,
An optical signal transmission module having a tapered structure in which the cross-sectional area is gradually narrowed from the optical signal receiving end to the optical signal output end.

KR1020110077716A 2011-08-04 2011-08-04 Light signal transmitting module used to diagnosing plasma KR101249474B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110077716A KR101249474B1 (en) 2011-08-04 2011-08-04 Light signal transmitting module used to diagnosing plasma

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110077716A KR101249474B1 (en) 2011-08-04 2011-08-04 Light signal transmitting module used to diagnosing plasma

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20130015625A KR20130015625A (en) 2013-02-14
KR101249474B1 true KR101249474B1 (en) 2013-04-01

Family

ID=47895401

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020110077716A KR101249474B1 (en) 2011-08-04 2011-08-04 Light signal transmitting module used to diagnosing plasma

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101249474B1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108877961A (en) * 2018-06-22 2018-11-23 中国工程物理研究院激光聚变研究中心 A kind of choosing of X-ray broadband can device and preparation method thereof

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007163940A (en) * 2005-12-15 2007-06-28 Mitsubishi Electric Corp Optical coupling apparatus
KR20080108572A (en) * 2006-06-28 2008-12-15 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 Low power rf tuning using optical and non-reflected power methods
KR100921964B1 (en) * 2007-12-14 2009-10-15 한국기초과학지원연구원 A monitoring system of plasma status

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007163940A (en) * 2005-12-15 2007-06-28 Mitsubishi Electric Corp Optical coupling apparatus
KR20080108572A (en) * 2006-06-28 2008-12-15 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 Low power rf tuning using optical and non-reflected power methods
KR100921964B1 (en) * 2007-12-14 2009-10-15 한국기초과학지원연구원 A monitoring system of plasma status

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108877961A (en) * 2018-06-22 2018-11-23 中国工程物理研究院激光聚变研究中心 A kind of choosing of X-ray broadband can device and preparation method thereof

Also Published As

Publication number Publication date
KR20130015625A (en) 2013-02-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TW515913B (en) One-piece lens arrays for collimating and focusing light and LED light generators using same
CN101833150B (en) Fiber coupling module of high-power semiconductor laser
US9644818B2 (en) Optical device with total reflection surfaces for achieving light signal transmission and light intensity attenuation, and associated optical module
CN102183359B (en) Method and device for detecting collimation of light beams
CN104457600A (en) Testing device of optical fiber collimator array
KR101589644B1 (en) Optical apparatus for infrared and laser
US7463339B2 (en) Device for measuring the distance to far-off objects and close objects
KR101249474B1 (en) Light signal transmitting module used to diagnosing plasma
JP2009122146A (en) Beam converter and light-receiving device
US11237399B2 (en) Optical beam shaping unit, distance measuring device and laser illuminator
KR102017224B1 (en) Monostatic bidrectional focusing and collecting optics system for free space optical communications
JP5162832B2 (en) Displacement detector
US20200225428A1 (en) One-to-many optical fiber array structures and methods
WO2016010344A1 (en) Optical fiber transfer link and light collecting device using same
KR101301959B1 (en) Optical signal collection system for plasma diagnosis
CN219997356U (en) Long-distance light receiving device
CN102252762A (en) Uncooled infrared focal plane imaging system including optical fiber reference optical paths
CN103900483A (en) Laser scanning type outer-diameter detection device
US20230049757A1 (en) Multimode Coupling for Fiber Waveguide
EP4339599A1 (en) Pinhole detection device
KR101974001B1 (en) Method for detection of optical signal by using beam shaping of microlenslet and Optical detection system
CN116755201A (en) Long-distance light receiving device and application method
EP3422614A1 (en) Optical wavelength division multiplexing device
WO2024079731A1 (en) Lightguide concentrating device
JP4984996B2 (en) Deflection device, condensing device using the same, and spatial light receiving device using the same

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
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: 20160303

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20161227

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20171219

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20181226

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20200225

Year of fee payment: 8