KR101447025B1 - 디지털 홀로그래피를 이용한 위상일치 빔 결합 시스템 - Google Patents

디지털 홀로그래피를 이용한 위상일치 빔 결합 시스템 Download PDF

Info

Publication number
KR101447025B1
KR101447025B1 KR1020130045636A KR20130045636A KR101447025B1 KR 101447025 B1 KR101447025 B1 KR 101447025B1 KR 1020130045636 A KR1020130045636 A KR 1020130045636A KR 20130045636 A KR20130045636 A KR 20130045636A KR 101447025 B1 KR101447025 B1 KR 101447025B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
phase
light
split
light beam
beams
Prior art date
Application number
KR1020130045636A
Other languages
English (en)
Inventor
오경환
정윤섭
고해석
Original Assignee
국방과학연구소
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 국방과학연구소 filed Critical 국방과학연구소
Priority to KR1020130045636A priority Critical patent/KR101447025B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101447025B1 publication Critical patent/KR101447025B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03H—HOLOGRAPHIC PROCESSES OR APPARATUS
    • G03H1/00—Holographic processes or apparatus using light, infrared or ultraviolet waves for obtaining holograms or for obtaining an image from them; Details peculiar thereto
    • G03H1/04—Processes or apparatus for producing holograms
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03H—HOLOGRAPHIC PROCESSES OR APPARATUS
    • G03H1/00—Holographic processes or apparatus using light, infrared or ultraviolet waves for obtaining holograms or for obtaining an image from them; Details peculiar thereto
    • G03H1/04—Processes or apparatus for producing holograms
    • G03H1/08—Synthesising holograms, i.e. holograms synthesized from objects or objects from holograms
    • G03H1/0866—Digital holographic imaging, i.e. synthesizing holobjects from holograms
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03H—HOLOGRAPHIC PROCESSES OR APPARATUS
    • G03H2223/00—Optical components
    • G03H2223/17—Element having optical power
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03H—HOLOGRAPHIC PROCESSES OR APPARATUS
    • G03H2223/00—Optical components
    • G03H2223/23—Diffractive element
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03H—HOLOGRAPHIC PROCESSES OR APPARATUS
    • G03H2226/00—Electro-optic or electronic components relating to digital holography
    • G03H2226/11—Electro-optic recording means, e.g. CCD, pyroelectric sensors

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Holo Graphy (AREA)

Abstract

본 발명은 광원부에서 방출되는 광다발의 위상을 일치시키기 위하여 광다발을 기준광선과 복수의 분할광선으로 분할하는 광 분할부, 기준광선과 분할광선들의 결합을 입력받는 인식부, 상기 결합에 따른 간섭무늬에 의하여 위상차이를 산출하는 분석부 및 위상을 조절하는 위상조절기를 포함하는 위상일치 빔 결합 시스템을 제공한다.

Description

디지털 홀로그래피를 이용한 위상일치 빔 결합 시스템{PHASE MATCHING COHERENT BEAM COMBINING SYSTEM USING DIGITAL HOLOGRAPHY}
본 발명은 홀로그래피를 이용한 위상이 일치된 빔을 결합시키는 시스템에 관한 것이다.
1960년 레이저 발진이 보고된 이후 레이저의 출력을 증가하려는 노력은 학계, 산업계를 막론하고 중요한 이슈가 되어 왔다. 레이저의 출력이 증가함에 따라서 단일 레이저의 출력은 레이저 이득 물질 내의 열적인 문제, 비선형 현상 등에 의해 제한을 받게 되었다. 이러한 한계점을 극복하기 위한 노력으로 여러 개의 레이저를 하나로 결합하는 빔 결합 방법이 제시 되었으며 그 종류로는 "비 결맞음 빔 결합 (incoherent beam combining)"방법과 "결맞음 빔 결합 (coherent beam combining)" 방법이 있다. 두 방법의 차이점은 결합하려는 빔의 위상을 일치시키는가의 여부에 있다. 비 결맞음 결합 방법의 경우 빛의 위상을 제어하지 않으므로 시스템의 구성이 간단하지만 빔 품질 (beam quality)이 낮다는 단점이 있다. 반면 결맞음 위상 결합 방법은 여러 개의 빛의 위상을 능동형으로 제어해야 하는 고도의 기술이 필요하여 시스템이 복잡하다는 단점이 있지만, 여러 빔을 결합함에도 불구하고 하나의 레이저 출력과 비슷한 수준의 빔 품질 값을 갖는 장점이 있다.
최근에는 결맞음 빔을 결합하기 위하여 빛의 위상을 제어하는 시스템이 필요하며, 빛의 위상을 검출하는 방법에는 광 헤테로다인 검출 (optical heterodyne detection)을 이용한 위상 잠금 루프 (phase locked loop) 구성 방법, Stochastic parallel gradient descent (SPGD) 알고리즘을 이용한 방법, frequency-tagging multidither approach 방법 등이 있다.
다만, 빛의 위상을 알아내기 위한 종래의 시스템들은 상대적으로 고가이며, 복잡한 알고리즘이 사용되고 복잡한 알고리즘을 구현하기 위하여 고가의 장치가 필요한 단점이 있다.
이에 본 발명의 기술적 과제는 보다 간편한 위상일치 빔 결합 시스템을 제공하는 것에 있다,
이와 같은 본 발명의 과제를 달성하기 위한 일 실시예에 따른 위상일치 빔 결합 시스템은 상기 광다발을 하나의 기준광선 및 복수의 분할광선으로 분할하는 광 분할부, 상기 기준광선과 상기 분할광선이 입사되고, 상기 기준광선과 상기 분할광선의 결합에 의하여 생성되고, 밝은 영역 및 어두운 영역이 교대로 형성되는 복수의 간섭 무늬를 출력하는 인식부 및 복수의 간섭 무늬 및 이하의 식을 이용하여 위상차이를 산출하는 분석부를 포함한다. 식은
Figure 112013036195204-pat00001
에 해당되며, x는 서로 다른 간섭무늬에 포함되는 가장 가까운 밝은 영역의 첨두값들 사이의 거리이고, d는 밝은 영역의 첨두값과 어두운 영역의 첨두값 사이의 거리에 해당된다.
본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 분석부와 연결되고, 상기 위상차이를 근거로 상기 분할광선의 위상을 조절하는 위상조절기를 포함한다.
본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 인식부는 상기 기준광선과 결합한 상기 복수의 분할광선이 독립적으로 입사하도록 분할될 복수의 영역을 포함한다.
본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 기준광선의 단면이 상기 복수의 영역에 입사되기 위하여 상기 단면의 직경을 확장시키도록 형성되는 광속확대기를 더 포함한다.
본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 복수의 분할광선이 상기 복수의 영역으로 입사하도록 상기 복수의 분할광선을 평행하게 이동시키는 복수의 시준기를 포함한다.
본 발명과 관련된 일 예로서, 상기 기준광선이 상기 인식부를 향하여 진행하도록 상기 기준광선을 반사시키는 미러부 및 상기 분할광선 중 상기 기준광선과 위상이 상이한 상기 분할광선의 일부를 상기 인식부를 향하도록 반사시키고, 상기 기준광선을 통과시키도록 형성되는 광속 분리기를 더 포함한다.
본 발명과 관련된 일 예로서, 위상일치 빔 결합 시스템은 상기 광속 분리기는 상기 위상조절기에 의하여 위상이 조절된 상기 분할광선을 통과시키도록 형성된다.
본 발명과 관련된 일 예로서, 위상일치 빔 결합 시스템은 상기 위상조절기를 통과한 상기 분할광선을 집속시켜 결합광선을 형성하는 집속렌즈를 더 포함한다.
상기와 같은 구성의 본 발명에 의하면, 상대적으로 단순한 장비를 이용하여 위상정보를 산출할 수 있으며, 상기 위상정보에 의하여 실시간으로 레이저 빔의 위상변화에 따른 결합광에 대한 위상일치 여부를 확인할 수 있다.
따라서, 저비용으로 시스템을 구현할 수 있고, 단순한 방법으로 위상일치 결합빔을 생성할 수 있다.
도 1은 디지털 홀로그래피를 이용한 위상일치 빔 결합 시스템의 개념도.
도 2는 서로 다른 방향으로 진행하는 두 평면파를 설명하기 위한 개념도.
도 3은 인식부에 기록되는 기준광선과 시료광선의 간섭무늬를 도시한 개념도.
도 4는 간섭무늬를 이용한 위상정보 획득 방법을 설명하기 위한 개념도.
이하, 본 발명과 관련된 위상일치 빔 결합 시스템에 대하여 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다. 본 명세서에서는 서로 다른 실시예라도 동일·유사한 구성에 대해서는 동일·유사한 참조번호를 부여하고, 그 설명은 처음 설명으로 갈음한다. 본 명세서에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
도 1은 디지털 홀로그래피를 이용한 위상일치 빔 결합 시스템의 개념도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 위상일치 빔 결함 시스템(1000)은 광원부(100), 광 아이솔레이터(210), 제1 차 증폭기(310), 광 분할부(220), 제2 차 증폭기(320), 제1 시준기(331), 제2 시준기(332), 위상조절기(350)미러(410), 광속 분리기(420), 인식부(510), 분석부(520) 및 집광렌즈(430)를 포함할 수 있다.
상기 광원부(100), 상기 광 아이솔레이터(210) 및 상기 제1 차 증폭기(310)는 제1 방향(D1)을 따라 배열된다. 상기 광원부(100)는 광다발을 방출한다. 예를 들어, 약 1064nm의 광섬유 레이저로 형성될 수 있다.
상기 광다발은 상기 제1 차 증폭기(310)에 의하여 출력의 세기가 증폭된다. 상기 제1 차 증폭기(310)은 광섬유 증폭기로 형성될 수 있다. 여기에서 광섬유 증폭기는 광신호를 전기신호로 변환하지 않고 광의 레벨 그대로 증폭작용을 수행하는 증폭기에 해당된다.
상기 제1 차 증폭기(310)와 상기 광원부(100) 사이에 배치된 광 아이솔레이터(Optical isolator, 210)에 의하여 상기 광다발 중 역방향으로 진행되는 빛을 차단할 수 있다.
상기 제1 차 증폭기(310)에 의하여 증폭된 광다발은 광 분할부(220)에 의하여 분할된다. 예를 들어, 상기 광 분할부(220)에 의하여 실질적으로 동일한 세기를 갖는 5개의 광선으로 분할될 수 있다. 상기 광 분할부(220)에 의하여 분할되는 광선의 개수는 레이저의 사용목적에 따라 사용자에 의하여 설정될 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 상기 5개의 광선 중 1개의 광선은 기준광선(11)으로 정의되고, 나머지 4개의 광선은 분할광선(12)으로 정의된다.
상기 기준광선(11) 및 상기 분할광선(12)은 제2 차 증폭부(320)를 통하여 더 증폭될 수 있다. 상기 제2 차 증폭부(320)는 상기 기준광선(11)을 증폭하는 제1 증폭기(321)와 상기 분할광선(12) 각각을 증폭하는 제2 증폭기(322)를 포함할 수 있다. 상기 제2 증폭기(322)는 상기 분할광선(12)의 개수에 대응되도록 복수개로 구현될 수 있다.
상기 제1 차 증폭기(310)는 상기 광 분할부(220)에 의하여 분할되는 때 감소된 기준광선(11)과 분할광선(12)의 출력세기를 확보하기 위한 것으로, 상기 기준광선(11) 및 상기 분할광선(12)의 출력세기에 따라 상기 제1 차 증폭기(310)는 생략되거나 더 추가될 수 있다.
상기 분할광선(12) 각각에 상기 각 분할광선(12)의 위상을 변경시키기 위한 복수의 위상조절기(350)가 배치된다.
또한, 상기 기준광선(11) 및 상기 분할광선(12)은 상기 제1 및 제2 시준기(collimator, 331, 332)를 각각 통과한다. 상기 제1 및 제2 시준기(331,332)는 광섬유의 끝단으로부터 방출되는 광다발을 평행하게 진행하도록 하는 광학장치이다. 상기 제2 시준기(332)는 상기 분할광선(12)의 개수에 대응되는 복수의 장치로 구현된다.
상기 제1 시준기(331)를 통과하여 상기 제1 방향(D1)을 따라 전달되는 상기 기준광선(11)은 광속확대기(340)를 통과한다. 상기 광속확대기(340)를 통과한 상기 기준광선(11)은 상기 기준광선(11)의 단면의 직경이 확대된다. 즉, 상기 기준광선(11)이 입사하는 공간적인 면적이 확장된다.
상기 면적이 확장된 상기 기준광선(11)은 상기 미러(410)에 의하여 반사된다. 상기 미러(410)는 상기 제1 방향(D1)으로 진행하는 상기 기준광선(11)의 방향을 상기 제1 방향(D1)과 교차하는 제2 방향(D2)으로 변경시킨다. 상기 제2 방향(D2)으로 진행하는 상기 기준광선(11)은 상기 분할광선(12)과 결합된다.
한편, 상기 제2 시준기(332)를 통과한 복수의 분할광선(12)은 상기 제1 방향(D1)을 따라 전달되며, 상기 4개의 분할광선(12)은 사각형배열을 형성할 수 있다. 즉, 상기 4개의 제2 시준기(322)는 2행 2열의 배열로 배치될 수 있다. 이에 따라 상기 각 분할광선(12) 또한 2행 2열의 배열로서 방출된다. 다만, 상기 제2 시준기(322)의 배열에 따른 상기 분할광선(12)의 배열은, 상기 분할광선(12)의 개수 및 필요에 의하여 다르게 변형될 수 있다.
상기 제1 방향(D1)으로 진행하는 상기 분할광선(12)은 기 설정된 투과율을 갖도록 형성된 광속 분리기(beam splitter, 420)로 입사된다. 또한, 상기 제2 방향(D2)으로 진행하는 기준광선 또한 상기 광속 분리기(420)로 입사된다.
상기 광속분리기(420)에 입사된 분할광선(12)의 일부가 반사되어 시료광선(13)이 된다. 상기 시료광선(13)은 상기 광속 분리기(420)에 의하여 반사되면서 상기 제 2 방향(D2)과 기 설정된 각도를 이루는 방향으로 진행할 수 있다.
도 2는 서로 다른 방향으로 진행하는 두 평면파를 설명하기 위한 개념도이다. 서로 다른 방향으로 진행하는 두 평면파에 의하여 도 2에 도시된 바와 같은 형상으로 형성된다. 이와 같이 서로 다른 방향으로 진행하는 서로 다른 광선은 간섭무늬를 생성할 수 있다.
여기에서 간섭무늬는 서로 다른 방향으로 진행하는 두 평면파가 간섭을 일으키는 경우, 보강과 상쇄 간섭이 주기적으로 반복되는 모양으로 형성될 수 있다. 즉, 두 평면파의 위상차이에 의하여 밝고 어두운 부분이 시작되는 지점이 다르게 된다.
한편, 상기 분할광선(12)의 반사광선과 상기 기준광선(11)의 결합으로 이루어지는 시료광선(13)은 상기 인식부(510)로 입사된다. 상기 인식부(510)는 상기 시료광선(13)의 간섭무늬를 기록한다. 상기 복수의 분할광선(12)은 각각 기준광선(11)과 결합하여 복수의 시료광선(13)을 형성한다.
상기 인식부(510)의 상기 시료광선(13)이 입사되는 영역은 상기 분할광선(12)의 개수에 의하여 복수의 영역으로 구획될 수 있다. 상기 시료광선(13)은 상기 구획된 복수의 영역으로 독립적으로 입사된다.
한편, 상기 각각의 분할광선(12)이 통과하는 복수의 제2 시준기(332)에 의하여 상기 시료광선(13)이 상기 인식부(510)의 구획된 영역으로 입사할 수 있다. 이에 따라, 복수의 제2 시준기(332)의 배열에 의하여 상기 인식부(510)에 각각 입사하는 복수의 시료광선(13)이 도달하는 인식부(510) 상의 영역이 조절될 수 있다.
도 3은 4개로 구획된 상기 인식부(510)에 도달한 복수의 시료광선(13)의 무늬를 도시한 도면이다. 상기 시료광선(13)은 위상 및 방향차이에 의하여 도면에 도시된 바와 같은 밝기 차이에 의한 그래픽 홀로그래피(holography) 이미지로 출력된다.
여기에서 홀로그래피 이미지는 빛의 간섭을 이용한 사진법에 의하여 획득된 이미지이며, 파동으로서 빛이 가지는 정보를 시각적으로 인식할 수 있는 것에 의미가 있다. 즉, 본 발명의 실시예에서는 상기 기준광선과 각각의 분할광선에 따른 간섭무늬의 홀로그래피 이미지가 상기 인식부(510)에 형성된다. 이에 따라, 사용자는 상기 홀로그래피 이미지로부터 기준광선과 분할광선의 보강 및 상쇄 간섭에 대한 주기적으로 출력되는 간섭무늬를 통하여 상기 각 광선의 위상정보를 알 수 있다.
한편, 상기 광속확대기(340)에 의하여 광다발 단면의 직경이 확장된 상기 기준광선(11)은 상기 인식부(510)의 실질적으로 전체 면적에 도달하도록 형성된다. 즉, 사용자는 인식부(510)의 너비 및 상기 시료광선(13)의 개수에 따라서 상기 광속확대기(340)를 제어하여 상기 기준광선(11)의 직경을 조절할 수 있다.
한편, 상기 광속분리기(420)를 통과한 상기 분할광선(12)은 준-결합광선(14)으로 정의된다. 상기 준-결합광선(14)은 상기 집속렌즈(430)를 통과하여 결합광선(15)이 된다.
여기에서 집속렌즈(430)는 상기 결합광선(15)의 원거리장 분포의 측정 거리를 단축시키기 위한 소자이다. 다만, 상기 집속렌즈(430)는 필요에 따라 생략될 수 있다.
상기 인식부(510)는 촬상소자(CCD, CMOS)를 사용할 수 있다. 상기 기준광선(11)과 결합되는 상기 분할관선(12)의 각 간섭무늬는 상기 인식부(510)에 독립적으로 기록된다.
또한, 일반적인 홀로그래피 이미지와 달리 상기 인식부(510)에 기록되는 홀로그래피 이미지는 상기 광원(100)으로부터 광다발이 계속적으로 방출되는 동안 지속적으로 입력된다.
상기 분석부(520)는 상기 인식부(510)에 기록된 복수의 간섭무늬에 대한 정보를 이용하여 각 분할광선(12)에 대한 위상 정보를 생성한다. 또한, 상기 분석부(520)는 상기 위상 정보를 바탕으로 상기 각 분할광선(12)의 위상을 조절하도록 상기 위상조절기(350)를 제어한다.
도 4는 간섭무늬를 이용한 위상정보 획득 방법을 설명하기 위한 개념도이다. 먼저 4개의 시료광선(13) 중 제1 시료광선과 기준광선(11)의 간섭으로 인하여 생긴 간섭무늬에 관한 식은 수학식(1)과 같다.
Figure 112013036195204-pat00002
상기 수학식(1) 중 간섭을 표현하는 성분인 코사인 항에서, 주기 d는 파장과 두 평면파 사이의 입사가 각 차이에 의하여 결정되는 항이며, 주기 d=λ/sinθ로 계산될 수 있다(여기에서, θ는 기준광선(11)과 시료광선(13)의 진행방향 사이의 각도이다). △Ф1은 기준광선(11)과 시료광선(13)의 위상차이를 나타내는 항이다. 이에 따라, 나머지 3개의 시료광선(13)과 기준광선(11)의 간섭으로 인하여 생긴 간섭무늬에 관한 식은 수학식(2), 수학식(3) 및 수학식(4)으로 정의할 수 있다.
Figure 112013036195204-pat00003
Figure 112013036195204-pat00004
Figure 112013036195204-pat00005
도 4 및 상기 수학식 (1) 내지 수학식 (4)를 이용하여 위상차이에 대한 정보를 획득할 수 있다. 도 4를 참조하면, 상기 4개의 시료광선(13) 각각과 상기 기준광선(11)이 결합된 서로 독립적인 간섭무늬 중 하나를 기준 간섭무늬로 정의한다. 상기 기준 간섭무늬는 4개의 간섭무늬 중 임의의 하나로 지정할 수 있다(위상잠금).
상기 기준 간섭무늬와 다른 간섭무늬를 비교하여 d와 x를 측정할 수 있다. 상기 홀로그래피 이미지에 포함되는 간섭무늬의 밝은 영역의 첨두값과 어두운 영역의 첨두값의 간격은 d로 정의되며, 상기 d는 평면 상에서 π만큼의 위상차이가 있음을 의미한다.
또한, x는 기준 간섭무늬의 밝은 영역의 첨두값과 가장가까운 다른 간섭무늬의 밝은 영역의 첨두값 사이의 거리로 형성된다.
예를 들어, 제1 시료광선과 기준광선(11)의 위상차이(△Ф)가 0가 아닌 경우, 도 4에서 밝은 부분의 위치는 x만큼의 거리차이가 발생한다. 이 경우, 위상차이는 수학식 (5)로 정의된다. 상기 위상차이는 0과 π사이의 값으로 산출된다.
Figure 112013036195204-pat00006
본 발명의 일 실시예에 따른 상기 분석부(520)는 상기 홀로그래피 이미지의 밝은 부분의 첨두값을 획득하고, 수학식(5)를 이용하여 계산된 위상차이에 관한 정보를 상기 위상조절기(350)에 전달한다.
상기 위상차이에 관한 정보를 근거로 상기 위상조절기(350)는 상기 분할광선(12)의 위상을 조절한다. 상기 위상조절기(350)의 구동에 의하여 상기 분할광선(12)의 위상이 변형된다.
상기 위상이 변형된 분할광선(12)의 적어도 일부는 상기 광속 분리기(420)에서 반사되어 상기 인식부(510)에 도달하고, 상기 기준광선(11)과 결합하여 간섭무늬를 형성한다.
상기와 같은 과정은 위상이 간섭무늬를 통하여, 상기 기준광선(11)과 상기 분할광선(12)이 실질적으로 동일한 위상을 갖는 경우까지 반복적으로 이루어질 수 있다.
또한, 본 발명의 위상일치 빔 결합 시스템을 이용한 위상일치 빔 결합 방법은 복수의 분할광선(12)에 대하여 실질적으로 동일한 방법으로 위상을 조절하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 위상이 조절된 분할광선(12)의 대부분은 상기 광속 분리기(420)를 통과한다. 상기 광속 분리기(420)를 통과한 상기 분할광선(12)은 준-결합광선(14)으로 정의된다. 상기 준-결합광선(14)은 상기 집속렌즈(430)를 통과하여 결합광선(15)이 된다.
다만, 위상일치 빔 결합 시스템은 상기 집속렌즈(430) 대신 회절광학소자(DOE)를 포함할 수 있다.
상기 결합광선(15)은 위상이 실질적으로 동일한 결맞음 빔이 되어 외부 또는 다른 광학장치에 제공될 수 있다.
상기와 같이 설명된 위상일치 빔 결합 시스템은 상기 설명된 실시예들의 구성과 방법이 한정되게 적용될 수 있는 것이 아니라, 상기 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.

Claims (8)

  1. 광다발을 방출하는 광원부;
    상기 광다발을 하나의 기준광선 및 복수의 분할광선으로 분할하는 광 분할부;
    상기 기준광선과 상기 분할광선이 입사되고, 상기 기준광선과 상기 분할광선의 결합에 의하여 생성되고, 밝은 영역 및 어두운 영역이 교대로 형성되는 복수의 간섭 무늬를 출력하는 인식부; 및
    복수의 간섭 무늬 및 이하의 식을 이용하여 위상차이를 산출하는 분석부를 포함하고,
    Figure 112013036195204-pat00007
    (식)
    여기에서, x는 서로 다른 간섭무늬에 포함되는 가장 가까운 밝은 영역의 첨두값들 사이의 거리이고, d는 밝은 영역의 첨두값과 어두운 영역의 첨두값 사이의 거리에 해당되는 것을 특징으로 하는 위상일치 빔 결합 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 분석부와 연결되고, 상기 위상차이를 근거로 상기 분할광선의 위상을 조절하는 위상조절기를 포함하는 것을 특징으로 하는 위상일치 빔 결합 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 인식부는 상기 기준광선과 결합한 상기 복수의 분할광선이 독립적으로 입사하도록 분할될 복수의 영역을 포함하는 것을 특징으로 하는 위상일치 빔 결합 시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 기준광선의 단면이 상기 복수의 영역에 입사되기 위하여 상기 단면의 직경을 확장시키도록 형성되는 광속확대기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 위상일치 빔 결합 시스템.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 복수의 분할광선이 상기 복수의 영역으로 입사하도록 상기 복수의 분할광선을 평행하게 이동시키는 복수의 시준기를 포함하는 것을 특징으로 하는 위상일치 빔 결합 시스템.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 기준광선이 기준광선이 상기 인식부를 향하여 진행하도록 상기 기준광선을 반사시키는 미러부; 및
    상기 분할광선 중 상기 기준광선과 위상이 상이한 상기 분할광선의 일부를 상기 인식부를 향하도록 반사시키고, 상기 기준광선을 통과시키도록 형성되는 광속 분리기를 더 포함하는 위상일치 빔 결합 시스템.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 광속 분리기는 상기 위상조절기에 의하여 위상이 조절된 상기 분할광선을 통과시키도록 형성되는 것을 특징으로 하는 위상일치 빔 결합 시스템.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 위상조절기를 통과한 상기 분할광선을 집속시켜 결합광선을 형성하는 집속렌즈를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 위상일치 빔 결합 시스템.
KR1020130045636A 2013-04-24 2013-04-24 디지털 홀로그래피를 이용한 위상일치 빔 결합 시스템 KR101447025B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130045636A KR101447025B1 (ko) 2013-04-24 2013-04-24 디지털 홀로그래피를 이용한 위상일치 빔 결합 시스템

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130045636A KR101447025B1 (ko) 2013-04-24 2013-04-24 디지털 홀로그래피를 이용한 위상일치 빔 결합 시스템

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR101447025B1 true KR101447025B1 (ko) 2014-10-07

Family

ID=51996466

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020130045636A KR101447025B1 (ko) 2013-04-24 2013-04-24 디지털 홀로그래피를 이용한 위상일치 빔 결합 시스템

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101447025B1 (ko)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5121400A (en) 1989-12-01 1992-06-09 Thomson-Csf Device for coherent addition of laser beams
US20080084598A1 (en) 2006-10-05 2008-04-10 Rothenberg Joshua E Method and system for coherent beam combining using an integrated diffractive beam combiner and sampler
US8228599B1 (en) 2009-12-10 2012-07-24 The Boeing Company Coherent beam combining using real time holography
US8339694B1 (en) 2009-12-10 2012-12-25 The Boeing Company Incoherent spectral beam combining with optical path compensation using real time holography

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5121400A (en) 1989-12-01 1992-06-09 Thomson-Csf Device for coherent addition of laser beams
US20080084598A1 (en) 2006-10-05 2008-04-10 Rothenberg Joshua E Method and system for coherent beam combining using an integrated diffractive beam combiner and sampler
US8228599B1 (en) 2009-12-10 2012-07-24 The Boeing Company Coherent beam combining using real time holography
US8339694B1 (en) 2009-12-10 2012-12-25 The Boeing Company Incoherent spectral beam combining with optical path compensation using real time holography

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5394317B2 (ja) 回転対称非球面形状測定装置
RU2581513C2 (ru) Устройство для совмещения нескольких лучей
JP5637730B2 (ja) 撮像装置及びその撮像方法
WO2018124285A1 (ja) イメージング装置及び方法
EP2918968A2 (en) Optical shape measuring apparatus with diffraction grating and method of manufacturing article
US20160109216A1 (en) Optical position measuring device
US9588055B2 (en) Defect inspection apparatus and defect inspection method
JP2015163863A (ja) 多点距離測定装置及び方法並びに形状測定装置
US20110235048A1 (en) Apparatus for low coherence optical imaging
US9812840B2 (en) System for phasing a large number of laser sources
JP2013152191A (ja) 多波長干渉計
KR20170087916A (ko) 광학 결합기-분할기를 구비한 이중 파장 이중 간섭계
JP2021018182A (ja) 位相計測装置および位相補償装置
WO2022029867A1 (ja) 光複素振幅計測装置及び光複素振幅計測方法
KR101447025B1 (ko) 디지털 홀로그래피를 이용한 위상일치 빔 결합 시스템
JP2008506146A (ja) 光ファイバ位置合わせ装置及び方法
US10175115B2 (en) Wavefront sensor and method for determining differences in piston and tilt existing between several light beams
JP4459961B2 (ja) レーザ位相差検出装置およびレーザ位相制御装置
US10222268B2 (en) Method for measuring relative delays between optical propagation channels in pulsed operation
JP2009244227A (ja) 光波干渉測定装置
CN210895004U (zh) 一种基于多狭缝扩展记录频域全息成像的装置
JP6505396B2 (ja) 放射源の出力密度分布を測定するための装置及び方法
JP2020012782A (ja) 波面計測装置、波面計測方法、および、製造方法
KR101796443B1 (ko) 위상광 측정 시스템
JP2019023593A (ja) レーザ変位計と、それを用いたレーザ超音波検査装置

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant