KR101616980B1 - apparatus of generating wavelength tunable laser - Google Patents

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Abstract

본 발명은 파장가변 광 생성장치에 관한 것으로서, 구동신호의 변동에 따라 시간적으로 파장이 가변되게 출사되는 파장가변광을 출사하는 파장가변 광생성부와, 파장가변 광생성부에서 생성된 광을 입력받아 모니터링 출력단과 메인 출력단을 통해 분기하여 출력하는 제1광분배기와, 하우징 내부에 충진 가스가 충진되어 모니터링 출력단을 통해 출력되는 광을 입사 받아 충진 가스의 흡수파장에 대응되는 흡수 출력광을 출력하는 가스셀과, 가스셀을 경유한 광을 검출하는 제1광검출기와, 설정된 주기로 설정된 대역의 목표파장이 동일 패턴으로 출사되도록 제1광검출기에서 출력되는 신호로부터 현재 파장가변 광생성부에서 생성된 파장이 목표파장과 차이가 있는지를 판단하고, 차이가 있으면 파장가변 광생성부의 구동패턴을 보상되게 조정하면서 파장가변광생성부를 제어하는 조정부를 구비한다. 이러한 파장가변 광 생성장치는 파장가변광의 파장천이를 실시간으로 보정하여 파장가변광의 발생패턴을 동일하게 유지할 수 있는 장점을 제공한다.The present invention relates to a wavelength variable optical generation apparatus, and more particularly, to a wavelength variable optical generation apparatus that includes a wavelength variable optical generation unit that emits a wavelength variable light that is emitted so that a wavelength is varied in accordance with a variation of a drive signal, A first optical distributor for receiving the output of the first optical splitter through the monitoring output terminal and the main output terminal for outputting the absorption output light corresponding to the absorption wavelength of the filling gas, A first photodetector for detecting the light passing through the gas cell, and a second photodetector for generating a target wavelength of a predetermined band in a predetermined period, It is determined whether the wavelength is different from the target wavelength, and if there is a difference, the drive pattern of the tunable optical generator is adjusted to be compensated And an adjustment unit for controlling the wavelength variable optical generation unit. Such a tunable optical generation apparatus has an advantage of being able to maintain the same wavelength generation pattern by correcting the wavelength transition of the wavelength tunable light in real time.

Figure R1020140037182
Figure R1020140037182

Description

파장가변 광 생성장치{apparatus of generating wavelength tunable laser}Apparatus for generating wavelength tunable laser

본 발명은 파장가변 광 생성장치에 관한 것으로서, 상세하게는 파장가변패턴의 재현성을 향상시킬 수 있도록 된 파장가변 광 생성장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a wavelength variable optical generation apparatus, and more particularly, to a wavelength variable optical generation apparatus capable of improving the reproducibility of a wavelength variable pattern.

센서용으로 널리 이용되고 있는 광섬유격자는 광섬유에 길이 방향을 따라 상호 이격되게 다수의 격자를 새긴 것으로서, 주변온도나 인장정도에 따라 격자에서 반사되는 빛의 파장이 달라지는 특성이 있다.Optical fiber gratings widely used for sensors have a plurality of gratings spaced apart from one another along the longitudinal direction of the optical fiber. The wavelengths of light reflected from the gratings vary depending on the ambient temperature and the degree of tension.

이러한 광섬유격자는 주변온도나 인장강도에 따라 브래그 조건을 만족하는 파장만을 반사하고 그 외의 파장은 그대로 투과시키는 특징을 갖기 때문에 격자의 주변온도가 바뀌거나 격자에 인장이 가해지면 광섬유의 굴절율이나 길이가 변화되고 그에 따라 반사되는 빛의 파장이 변화된다.The optical fiber grating reflects only the wavelengths satisfying the Bragg condition according to the ambient temperature or tensile strength, and transmits the other wavelengths as it is. Therefore, if the ambient temperature of the grating is changed or the tensile is applied to the grating, The wavelength of the light which is changed and reflected thereby is changed.

이러한 광섬유격자의 특성을 이용한 광섬유격자 센서는 온도검출용 또는 교량, 댐, 건축물 등의 변형, 항공기의 날개 상태 등을 진단하는 용도로 다양하게 응용되고 있다.The fiber grating sensor using the characteristics of such a fiber grating has been widely used for diagnosing temperature, for detecting deformation of bridges, dams, buildings, and wing state of an aircraft.

이러한 광섬유격자를 이용한 센싱 방식은 국내 공개특허 제2005-0099087호 등 다양하게 게시되어 있다.Such a sensing method using the optical fiber grating is variously disclosed in, for example, Korean Patent Laid-Open Publication No. 2005-0099087.

그런데, 종래의 광섬유격자를 이용한 센싱방식은 파장을 가변하여 출사하는 광의 시간에 따른 파장 천이 또는 온도 변화에 따른 광부품 소자의 특성 변화에 따라 측정정밀도가 일정하게 유지되기 어려운 문제점이 있다.However, in the conventional sensing method using the optical fiber grating, there is a problem that the measurement accuracy is not constantly maintained in accordance with the wavelength transition or the temperature change of the optical component, which changes with the wavelength of the emitted light.

본 발명은 상기의 문제점을 개선하기 위하여 창안된 것으로서, 온도를 포함한 구동환경 변화에 대해서도 파장가변광의 파장 천이가 억제되게 생성할 수 있는 파장가변 광 생성장치를 제공하는데 그 목적이 있다.It is an object of the present invention to provide a wavelength variable optical generating apparatus which is capable of generating a wavelength shift of a wavelength variable lightwave with respect to a driving environment change including a temperature.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 파장가변 광 생성장치는 구동신호의 변동에 따라 시간적으로 파장이 가변되게 출사되는 파장가변광을 출사하는 파장가변 광생성부와; 상기 파장가변 광생성부에서 생성된 광을 입력받아 모니터링 출력단과 메인 출력단을 통해 분기하여 출력하는 제1광분배기와; 하우징 내부에 충진 가스가 충진되어 상기 모니터링 출력단을 통해 출력되는 광을 입사 받아 상기 충진 가스의 흡수파장에 대응되는 흡수 출력광을 출력하는 가스셀과; 상기 가스셀을 경유한 광을 검출하는 제1광검출기와; 설정된 주기로 설정된 대역의 목표파장이 동일 패턴으로 출사되도록 상기 제1광검출기에서 출력되는 신호로부터 현재 상기 파장가변 광생성부에서 생성된 파장이 상기 목표파장과 차이가 있는지를 판단하고, 차이가 있으면 상기 파장가변 광생성부의 구동패턴을 보상되게 조정하면서 상기 파장가변광생성부를 제어하는 조정부;를 구비한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a wavelength variable optical generation apparatus comprising: a wavelength variable optical generation unit configured to output a variable wavelength light emitted with a wavelength variable in time according to a variation in a driving signal; A first optical splitter receiving the light generated by the tunable optical generator and branching the optical output through the monitoring output and the main output; A gas cell which is filled with a filling gas in the housing and receives light output through the monitoring output terminal and outputs absorption output light corresponding to an absorption wavelength of the filling gas; A first photodetector for detecting light passing through the gas cell; The wavelength tunable optical signal generator determines whether the wavelength generated by the tunable optical generator is different from the target wavelength from a signal output from the first photodetector so that a target wavelength of a band set at a predetermined cycle is emitted in the same pattern, And an adjusting unit for controlling the wavelength variable light generating unit while adjusting a driving pattern of the wavelength variable light generating unit to be compensated.

본 발명의 일 측면에 따르면, 상기 파장가변 광생성부는 레이저 광을 출사하는 펌핑광원과; 상기 펌핑광원에서 출사되는 광을 공진기 내부로 입사시키는 파장분할기와; 상기 파장분할기를 통해 입사된 광을 증폭시키며 이터븀 또는 어븀이 첨가된 증폭 광섬유과; 상기 펌핑광원에서 공급된 광이 상기 파장분할기와, 상기 증폭 광섬유를 통해 순환되며 공진될 수 있게 광섬유로 형성된 고리형 광섬유와; 상기 고리형 광섬유에 결합되어 출력단을 통해 출력광을 상기 제1광커플러로 출력하는 출력 광커플러와; 상기 고리형 광섬유에 접속되며 상기 조정부의 구동패턴에 따라 파장을 가변하여 출력하는 파장가변필터:를 구비한다.According to an aspect of the present invention, the wavelength tunable optical generator includes: a pumping light source for emitting laser light; A wavelength splitter for introducing light emitted from the pumping light source into a resonator; An amplification optical fiber doped with ytterbium or erbium to amplify the light incident through the wavelength divider; An annular optical fiber formed of an optical fiber so that light supplied from the pumping light source can be circulated and resonated through the wavelength divider and the amplification optical fiber; An output optical coupler coupled to the annular optical fiber and outputting output light to the first optical coupler through an output terminal; And a wavelength tunable filter connected to the annular optical fiber and outputting a variable wavelength according to a driving pattern of the tuning unit.

상기 파장가변 필터는 상기 고리형 광섬유의 일단을 지지하는 제1지지체와; 상기 고리형 광섬유의 상기 일단과 대향되게 이격되는 타단을 지지하는 제2지지체와; 상기 제1지지체와 상기 제2지지체 사이에 결합되어 상기 조정부로부터 인가되는 전압레벨에 따라 신축되면서 상기 고리형 광섬유 사이의 일단과 타단 사이의 이격거리를 가변시켜 공진파장을 조정하는 피에조 엑추에이터;를 구비한다.Wherein the wavelength tunable filter comprises: a first support for supporting one end of the annular optical fiber; A second support for supporting the other end opposite to the one end of the annular optical fiber; And a piezo actuator coupled between the first and second supports to adjust the resonance wavelength by varying a distance between one end and the other end of the annular optical fiber while being expanded or contracted according to a voltage level applied from the adjustment unit do.

또한, 상기 모니터링 출력단과 상기 가스셀의 일단 사이에 접속되어 상기 모니터링 출력단을 통해 출력되는 광을 상기 가스셀로 출력하고, 상기 가스셀로부터 역으로 입사되는 광을 상기 제1광검출기로 출력하는 제1광서큘레이터와; 상기 가스셀의 타단과 접속되어 상기 가스셀의 타탄에서 출력되는 광을 상기 가스셀의 타단을 통해 역으로 다시 입사시킬 수 있도록 된 왕복경유유도부;를 더 구비할 수 있다. 상기 왕복경유 유도부는 상기 가스셀의 타단과 제1접속단을 통해 접속된 제2광서큘레이터와; 상기 제1접속단을 통해 입사되어 상기 제2광서큘레이터의 제2접속단을 통해 출력되는 광을 상기 제1접속단을 통해 상기 가스셀의 타단으로 다시 전송할 수 있도록 상기 제2광서큘레이터의 상기 제2접속단과 제3접속단 사이에 접속된 순환 광섬유;를 구비할 수 있다.And a monitoring output terminal connected to the monitoring output terminal and the one end of the gas cell for outputting light output through the monitoring output terminal to the gas cell and for outputting light incident backward from the gas cell to the first photodetector, 1 optical circulator; And a reciprocating light oil guiding part which is connected to the other end of the gas cell and can again enter the light output from the tartan of the gas cell through the other end of the gas cell again. The reciprocating oil guiding portion includes a second broad circulator connected to the other end of the gas cell through a first connection end; The second optical circulator being connected to the second end of the second optical circulator so that the light incident through the first connection end and output through the second connection end of the second optical circulator can be transmitted again to the other end of the gas cell through the first connection end And a circulating optical fiber connected between the second connection end and the third connection end.

본 발명에 따른 파장가변 광 생성장치는 파장가변광의 파장천이를 실시간으로 보정하여 파장가변광의 발생패턴을 동일하게 유지할 수 있는 장점을 제공한다.The wavelength variable optical generation apparatus according to the present invention provides an advantage that the generation of the wavelength variation can be maintained in the same manner by correcting the wavelength transition of the wavelength variable light in real time.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 파장가변 광 생성장치를 나타내 보인 도면이고,
도 2는 도 1에 적용되는 파장가변필터의 일 예를 나타내 보인 단면도이고,
도 3은 도 1의 가스셀의 흡수스펙트럼의 예를 나타내 보인 그래프이고,
도 4는 본 또 다른 실시예에 따른 파장가변 광 생성장치를 나타내 보인 도면이고,
도 5는 도 1의 조정부에서 파장가변필터의 구동패턴을 보정하는 과정을 설명하기 위한 플로우도이고,
도 6은 도 1의 파장가변 광생성부에서 파장천이가 발생할 수 있는 예를 설명하기 위한 그래프이고,
도 7은 도 6의 파장천이 발생을 억제하기 위한 보정 과정을 설명하기 위한 그래프이다.1 is a view showing a wavelength tunable optical device according to an embodiment of the present invention,
FIG. 2 is a cross-sectional view showing an example of a tunable filter applied to FIG. 1,
FIG. 3 is a graph showing an example of the absorption spectrum of the gas cell of FIG. 1,
4 is a view showing a wavelength tunable optical device according to another embodiment of the present invention,
FIG. 5 is a flowchart for explaining a process of correcting a drive pattern of a tunable filter in the adjustment unit of FIG. 1,
FIG. 6 is a graph for explaining an example in which wavelength transition can occur in the wavelength variable optical generation unit of FIG. 1,
FIG. 7 is a graph for explaining a correction process for suppressing the occurrence of the wavelength transition in FIG.

이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 파장가변 광 생성장치를 더욱 상세하게 설명한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a tunable optical apparatus according to a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 파장가변 광 생성장치를 나타내 보인 도면이다.1 is a view illustrating a wavelength tunable optical device according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 파장가변 광 생성장치(100)는 파장가변 광생성부(110)와, 제1광분배기(121)와, 가스셀(150)과, 제1광검출기(161)와, 조정부(180)를 구비한다.1, a wavelength tunable optical generation apparatus 100 according to the present invention includes a tunable optical generation unit 110, a first optical splitter 121, a gas cell 150, a first optical detector 161, and an adjusting unit 180. [

파장가변 광생성부(110)는 조정부에 제어되어 파장가변광을 광섬유 공진기를 통해 생성하여 출사할 수 있도록 되어 있다.The wavelength variable optical generation unit 110 is controlled by the adjustment unit to generate wavelength variable light through the optical fiber resonator and emit it.

파장가변 광생성부(110)는 펌핑광원(LD)(111)과, 파장분할기(112), 증폭 광섬유(113)과, 파장가변필터(140), 고리형 광섬유(115)와, 출력 광커플러(116) 및 아이솔레이터(117)를 구비한다.The wavelength variable optical generation unit 110 includes a pumping light source (LD) 111, a wavelength divider 112, an amplification optical fiber 113, a wavelength tunable filter 140, a ring-shaped optical fiber 115, (116) and an isolator (117).

펌핑광원(111)은 레이저 광을 출사하는 레이저 광원이 적용된다.The pumping light source 111 is a laser light source that emits laser light.

파장 분할기(112)는 펌핑광원(111)에서 출사되는 광을 공진기 내부로 입사시킨다.The wavelength divider 112 allows the light emitted from the pumping light source 111 to enter into the resonator.

아이솔레이터(117)는 파장분할기(112)로부터 파장가변필터(140) 및 증폭광섬유(113)로 이어지는 폐루프 형태의 광섬유 공진기 내를 광이 일방향으로 선회하도록 마련되어 있다.The isolator 117 is provided so as to turn the light in one direction in the closed loop type optical fiber resonator from the wavelength divider 112 to the tunable filter 140 and the amplified optical fiber 113.

증폭 광섬유(113)는 파장분할기(112)를 통해 입사되어 반시계 방향으로 순환되는 광을 증폭시키며 이터븀 또는 어븀이 첨가된 광섬유가 적용될 수 있다.The amplified optical fiber 113 may be an optical fiber doped with ytterbium or erbium doped with light that is incident through the wavelength divider 112 and amplifies the counterclockwise circulated light.

고리형 광섬유(115)는 펌핑광원(111)에서 공급된 광이 파장분할기(112)와, 증폭 광섬유(113)를 통해 순환되며 공진될 수 있게 대응되는 요소를 폐궤도로 형태로 접속되게 광섬유로 형성되어 있다.The annular optical fiber 115 is connected to the wavelength dividing unit 112 and the amplifying optical fiber 113 so that the light supplied from the pumping light source 111 is circulated through the amplifying optical fiber 113, Respectively.

파장가변필터(140)는 고리형 광섬유(115)에 접속되며 측정부(180)에 제어되어 파장을 가변한다.The wavelength tunable filter 140 is connected to the annular optical fiber 115 and is controlled by the measuring unit 180 to vary the wavelength.

파장가변필터(140)는 투과파장을 제어신호에 따라 조정할 수 있도록 되어 있고, 그 예를 도 2를 참조하여 설명한다.The wavelength tunable filter 140 is capable of adjusting the transmission wavelength according to a control signal, and an example thereof will be described with reference to FIG.

파장가변 필터(140)는 고리형 광섬유의 일단(115a)을 관통상태로 지지하는 제1지지체(141)와, 고리형 광섬유(115)의 일단(115a)과 대향되게 이격되는 타단(115b)을 지지하는 제2지지체(142)가 피에조 엑추에이터(144)에 의해 상호 접합된 구조로 되어 있다.The tunable filter 140 includes a first support 141 for supporting the one end 115a of the annular optical fiber in a penetrating state and a second end 115b spaced apart from the one end 115a of the annular optical fiber 115 And the second supporting body 142 supporting the second supporting body 142 are joined to each other by the piezo actuator 144.

피에조 엑추에이터(144)는 조정부(180)로부터 인가되는 전압레벨에 따라 신축되면서 고리형 광섬유(115) 사이의 일단(115a)과 타단(115b) 사이의 이격거리(g)를 가변시켜 공진파장을 조정한다.The piezoelectric actuator 144 is expanded and contracted according to the voltage level applied from the adjusting unit 180 to adjust the resonance wavelength by varying the separation distance g between one end 115a and the other end 115b between the annular optical fibers 115 do.

여기서, 고리형 광섬유(115) 사이의 일단(115a)과 타단(115b) 사이의 이격거리(g)를 형성하는 공간은 에어갭으로서 광진행 경로상에 설치된 미러(145)에 의한 공진파장이 조정된다.The space forming the distance g between one end 115a and the other end 115b between the annular optical fibers 115 is adjusted by adjusting the resonance wavelength of the mirror 145 provided on the optical path as an air gap do.

이러한 파장가변필터(140)의 구조는 공지되어 있어 상세한 설명은 생략한다.The structure of such a tunable filter 140 is well known, and a detailed description thereof will be omitted.

한편, 파장가변필터(140)의 피에조 엑추에이터(144)에 동일 전압이 인가되더라도 주변온도의 변화 또는 부품의 특성 변화에 의해 이격거리(g)가 달라질 수 있고, 이러한 주변환경 변화에 의해 공진파장이 천이될 수 있다.Even if the same voltage is applied to the piezo actuator 144 of the tunable filter 140, the separation distance g may be varied by a change in the ambient temperature or a change in the characteristics of the components. Can be transited.

출력 광커플러(116)는 고리형 광섬유(115)에 결합되어 출력단을 통해 출력광을 출력한다.The output optical coupler 116 is coupled to the annular optical fiber 115 and outputs the output light through the output end.

이러한 파장가변 광생성부(110)에서 고리형 광섬유(115) 내에 직렬상으로 접속된 광소자들 즉, 파장가변필터(114), 출력 광커플러(116), 증폭 광섬유(113)의 배치 위치는 도시된 예와 다르게 예를 들면 국내 공개특허 제10-2009-0061100호에 게시된 구조 등 다른 배치 패턴으로 배치될 수 있음은 물론이다.The arrangement positions of the optical elements connected in series in the annular optical fiber 115 in the wavelength tunable optical generator 110, that is, the wavelength tunable filter 114, the output optical coupler 116, and the amplified optical fiber 113 are It is needless to say that they may be arranged in a different arrangement pattern such as a structure disclosed in, for example, Korean Patent Laid-Open No. 10-2009-0061100.

또한, 파장가변 광생성부(110)는 펌핑광원(111)과 증폭광섬유(113)가 생략되고, 고리형 광섬유(115)내에 광을 증폭하는 반도체 증폭기가 적용된 구조가 적용될 수 있음은 물론이다.It should be noted that the wavelength variable optical generation unit 110 may be configured such that a pumping light source 111 and an amplification optical fiber 113 are omitted and a semiconductor amplifier for amplifying light in the annular optical fiber 115 is applied.

제1광분배기(121)는 파장가변 광생성부(110)에서 생성되어 출력 광커플러(116)에서 출력되는 광을 입력받아 메인 출력단(121a)과 모니터링 출력단(121b)을 통해 분기하여 출력한다.The first optical splitter 121 receives the light generated by the tunable optical generator 110 and output from the output optical coupler 116 and outputs the branched light through the main output terminal 121a and the monitoring output terminal 121b.

여기서 메인 출력단(121a)을 통해 출력되는 광은 주기적으로 동일 패턴으로 출력되는 파장가변광을 이용하고자 하는 장치에 접속하여 이용하면 된다.Here, the light output through the main output terminal 121a may be used by being connected to a device that uses wavelength-variable light output periodically in the same pattern.

가스셀(150)은 하우징(151) 내부에 충진 가스가 충진되어 모니터링 출력단(121b)을 통해 출력되는 광을 일단을 통해 입사 받아 충진 가스의 흡수파장에 대응되는 흡수출력광을 타단을 통해 출력한다.The gas cell 150 is filled with the filling gas inside the housing 151 and receives the light output through the monitoring output terminal 121b through one end and outputs the absorption output light corresponding to the absorption wavelength of the filling gas through the other end .

가스셀(150)의 일단과 타단에 해당하는 하우징(151)에는 광이 투과될 수 있게 투명한 소재로 형성되어 있다.The housing 151 corresponding to one end and the other end of the gas cell 150 is formed of a transparent material so that light can be transmitted therethrough.

가스셀(150)에 충진된 충진가스는 원하는 흡수광 스펙트럼 영역에 따라 적절하게 적용하면 되고, 일 예로서, H2O, HF, 12C2H2, H13CN, 13CO, 12CO 중 적어도 하나를 포함하게 적용하면 된다.The filling gas filled in the gas cell 150 may be appropriately applied according to the desired absorption spectrum region. For example, H 2 O, HF, 12 C 2 H 2 , H 13 CN, 13 CO, 12 CO It may be applied to include at least one.

가스셀(150) 내에 충진되는 충진가스의 압력은 50 내지 800토르(Torr) 정도로 적용한다.The pressure of the filling gas filled in the gas cell 150 is about 50 to 800 Torr.

가스셀(150)에 적용되는 충진가스의 종류에 따라 흡수 스펙트럼 파장범위가 달라지고, 충진가스가 H2O인 경우 899nm 내지 1497nm, HF의 경우 1255nm 내지 1351nm, 12C2H2의 경우 1513nm 내지 1540nm, H13CN의 경우 1528nm 내지 1562nm, 13COㅇ의 경우 1595nm 내지 1638nm, 12CO의 경우 1560nm 내지 1597nm이다.If is the absorption spectrum for a wavelength range depending on the kind of filling gas applied to the gas cell 150 vary, the filling gas is H 2 O In the case of 899nm to 1497nm, HF case of 1255nm to 1351nm, 12 C 2 H 2 1513nm to 1540 nm for H 13 CN, 1595 nm to 1638 nm for 13 CO 2, and 1560 nm to 1597 nm for 12 CO 3.

이러한 가스셀(150)은 흡수파장에 대응한 스펙트럼이 외부온도에 거의 무관하게 일정하게 출력되기 때문에 절대파장 정보로 이용할 수 있고, 이러한 절대 파장정보를 이용하여 파장가변필터(140)의 피에조 엑추에이터(144)의 현재 구동전압과 출력파장과의 상관관계를 실시간으로 알 수 있다.Since the spectrum corresponding to the absorption wavelength is constantly outputted regardless of the external temperature, the gas cell 150 can be used as the absolute wavelength information, and the gas cell 150 can be used as the absolute value 144 can be known in real time.

제1광검출기(PD1)(161)는 가스셀(150)을 경유한 광을 검출하여 조정부(180)에 출력한다.The first photodetector (PD1) 161 detects light passing through the gas cell 150 and outputs it to the adjusting unit 180. [

도시된 예와 다르게, 가스셀(150)에서 생성되는 기준파장정보에 대한 감도를 높일 수 있도록 도 3에 도시된 바와 같이 가스셀(150)을 광이 왕복진행하면서 출력되도록 구축할 수 있다. 앞서 도시된 도면에서와 동일 기능을 하는 요소는 동일 참조부호로 표기한다.As shown in FIG. 3, the gas cell 150 can be constructed so that the light is output while being reciprocated so as to increase the sensitivity to the reference wavelength information generated in the gas cell 150, unlike the illustrated example. The same reference numerals denote the same elements as those in the drawings.

도 3을 참조하면, 파장가변 광 생성장치는 제1서큘레이터(132), 왕복 경유 유도부를 더 구비한다.Referring to FIG. 3, the wavelength variable light generating apparatus further includes a first circulator 132 and a round trip oil guiding portion.

제1서큘레이터(132)는 모니터링 출력단(121b)과 가스셀(150)의 일단 사이에 접속되어 모니터링 출력단(121b)을 통해 출력되는 광을 가스셀(150)의 일단으로 출력하고, 가스셀(150)로부터 역으로 입사되는 광을 제1광검출기(161)로 출력한다.The first circulator 132 is connected between the monitoring output terminal 121b and one end of the gas cell 150 and outputs light output through the monitoring output terminal 121b to one end of the gas cell 150, 150 to the first photodetector 161. The first photodetector 161 outputs the light to the first photodetector 161,

왕복경유유도부는 가스셀(150)의 타단과 접속되어 가스셀(150)의 타탄에서 출력되는 광을 가스셀(150)의 타단을 통해 역으로 다시 입사시킬 수 있도록 되어 있다.The reciprocating light oil guiding portion is connected to the other end of the gas cell 150 so that light output from the tartan of the gas cell 150 can be incident again through the other end of the gas cell 150 again.

왕복경유유도부는 제2서큘레이터(133), 광순환방향 유도부를 구비한다.The round trip oil guiding portion has a second circulator 133 and a light circulation direction guiding portion.

제2서큘레이터(133)는 가스셀(150)의 타단과 제1접속단(133a)을 통해 접속되어 있고, 제1접속단(133a)을 통해 입력된 광을 제2접속단(133b)를 통해 출력하고, 제3입력단(133c)를 통해 입력된 광을 제1접속단(133a)으로 출력한다.The second circulator 133 is connected to the other end of the gas cell 150 through the first connection end 133a so that the light input through the first connection end 133a is connected to the second connection end 133b And outputs the light input through the third input terminal 133c to the first connection terminal 133a.

광순환 방향 유도부는 제1접속단(131a)을 통해 입사되어 제2서큘레이터(133)의 제2접속단(133b)을 통해 출력되는 광을 제3접속단(133c)을 통해 입력받아 제1접속단(133a)을 통해 다시 가스셀(150)의 타단으로 다시 전송할 수 있도록 제3서큘레이터(133)의 제2접속단(133b)과 제3접속단(133c) 사이에 접속된 순환광섬유(134)가 적용되었다.The light circulation direction guiding part receives the light incident through the first connection end 131a and output through the second connection end 133b of the second circulator 133 through the third connection end 133c, Connected to the second connecting end 133b and the third connecting end 133c of the third circulator 133 so as to be transmitted again to the other end of the gas cell 150 through the connecting end 133a 134) was applied.

이러한 구조에서 가스셀(150)은 도 1에 도시된 바와 같이 단순히 통과만 시키는 경우 제1광검출기(161)에서 검출되는 파장 스펙트럼은 도 4의 최상단에 표기된 바와 같이 온도에 거의 영향을 받지 않으면서 일정한 파장 간격으로 피크가 검출되며 일부 구간에서는 흡수가 강하지 않는 부분이 있다. In this structure, when the gas cell 150 is merely passed through as shown in FIG. 1, the wavelength spectrum detected by the first photodetector 161 is substantially unaffected by the temperature as indicated at the top of FIG. 4 A peak is detected at a constant wavelength interval, and there is a portion where the absorption is not strong in some sections.

이에 반해 도 3의 제2광서큘레이터(133)의 제2 및 제3접속단(133b)(133c)를 단순히 순환 광섬유(134)로만 연결한 경우는 중간단에 표기된 바와 같이 도 1의 구조에 비해 흡수스펙트럼의 해상도가 더 향상됨을 알 수 있고, 도 4의 최하단에 표기된 것은 도 3의 구조에서 제1광검출기(161)에서 검출되는 파장 스펙트럼을 나타낸 것이다.On the other hand, when the second and third connecting ends 133b and 133c of the second optical circulator 133 of FIG. 3 are simply connected by the circulating optical fiber 134, The resolution of the absorption spectrum is further improved as compared with that of the first photodetector 161. The bottom of FIG. 4 shows the wavelength spectrum detected by the first photodetector 161 in the structure of FIG.

조정부(180)는 제1광검출기(161)에서 출력되는 신호로부터 현재 파장정보를 획득하고, 출력 광커플러(116)를 통해 설정된 주기로 설정된 대역의 목표파장이 동일 패턴으로 출사되도록 제1광검출기(161)에서 출력되는 신호로부터 현재 파장가변 광생성부(110)에서 생성된 파장이 목표파장과 차이가 있는지를 판단하고, 차이가 있으면 파장가변 광생성부(110)의 파장가변필터(140)의 피에조 엑추에이터(144)의 구동패턴을 보상되게 조정하면서 파장가변광생성부(110)를 제어한다.The adjustment unit 180 obtains the current wavelength information from the signal output from the first photodetector 161 and controls the first photodetector (not shown) to output the target wavelengths of the preset band in the same pattern through the output optocoupler 116 Variable light generating unit 110. If there is a difference between the wavelengths generated by the current tunable optical generating unit 110 and the target wavelength, The wavelength tunable optical generation unit 110 is controlled while adjusting the driving pattern of the piezo actuator 144 to be compensated.

조정부(180)의 조정과정을 도 5를 참조하여 설명한다.The adjustment process of the adjustment unit 180 will be described with reference to FIG.

먼저, 결정된 구동패턴 값으로 파장가변필터(140)를 구동한다(단계 210).First, the tunable filter 140 is driven with the determined drive pattern value (step 210).

다음은 가스셀(150)의 출력파장을 제1광검출기(161)를 통해 검출한다(단계 220).Next, the output wavelength of the gas cell 150 is detected through the first photodetector 161 (step 220).

이후 제1광검출기(161)를 통해 검출된 검출파장에 대응한 피에조 엑추에이터(144)의 구동패턴의 구동값이 설정된 목표파장과 차이가 발생하였는지를 판단한다(단계 230).Then, it is determined whether a drive value of the drive pattern of the piezo actuator 144 corresponding to the detected wavelength detected through the first photodetector 161 is different from the set target wavelength (step 230).

단계 230에서 차이가 없으면 현재 구동패턴을 유지하는 것으로 결정하고9단계 240), 단계 210으로 복귀한다.If there is no difference in step 230, it is determined that the current driving pattern is maintained, and step 940 is performed.

이와는 다르게 단계 230에서 차이가 발생한 것으로 판단되면 목표파장을 추종하기 위한 구동값 보정분을 산출한다(단계 250).If it is determined in step 230 that a difference has occurred, a driving value correction value for following the target wavelength is calculated (step 250).

이후, 보정분을 반영한 구동값을 구동패턴 값으로 갱신되게 조정하고, 조정된 값을 결정된 구동패턴으로 결정한 후(단계 260), 단계 260으로 복귀한다.Thereafter, the drive value reflecting the correction amount is adjusted to be updated to the drive pattern value, and the adjusted value is determined to be the determined drive pattern (step 260), and then the process returns to step 260.

즉, 도 6에 도시된 바와 같이 설정된 목표 주기가 T1이고, 첫 번째 생성되는 대역의 파장이 목표치인 경우, 외부 환경요인에 의해 동일한 패턴의 구동값으로 피에조 엑추에이터(144)에 인가하였을 때 다음 주기에서는 목표주기보다 a만큼 주기가 증가하거나 쉬프트되어 파장이 생성되고, 그 다음 주기에서는 목표주기보다 b만큼 주기가 증가하거나 쉬프트되어 파장이 생성될 수 있고, 이 경우 도 7에 표기된 목표 파장패턴(P)에 대해 피에조 엑추에이터(144)의 구동전압(Vd)을 Va의 인가하였을 때 λa의 파장이 제1광검출기(161)를 통해 검출되었고, Vb를 인가하였을 때 λb의 파장이 제1광검출기(161)를 통해 검출되었고, 이러한 구동전압 및 대응되는 파장이 목표파장 조건에 해당할 때, 다음 주기에서 Va전압을 인가하였을 때 λa의 파장이 제1광검출기(161)를 통해 검출되지 않고, 이점쇄선으로 표기된 검출파장(s)처럼 λa보다 더 짧은 파장이 검출되면, Va에 증분 보정값을 가산한 값을 다음 구동패턴에 반영하여 주기 내에서 동일한 패턴의 파장대역이 광이 출사될 수 있도록 보정한다.That is, when the set target period is T1 and the wavelength of the first generated band is the target value as shown in FIG. 6, when applied to the piezo actuator 144 with the drive value of the same pattern by the external environmental factors, The wavelength may be generated by shifting or increasing the period by a of the target period a, and in the next period, the period may be increased or shifted by b than the target period to generate the wavelength. In this case, the target wavelength pattern P A wavelength of? A is detected through the first photodetector 161 when Va is applied to the driving voltage Vd of the piezo actuator 144 and a wavelength of? B is applied to the first photodetector 161, and when the driving voltage and the corresponding wavelength correspond to the target wavelength condition, when the voltage Va is applied in the next period, the wavelength? A is detected through the first photodetector 161 When a wavelength shorter than the wavelength λa is detected as indicated by the dashed double dotted line, the value obtained by adding the incremental correction value to Va is reflected in the next driving pattern, .

여기서, 보정은 주기(T1)를 시간상으로 분할한 단위시간 예를들면 100개로 분할한 경우 T1/100에 해당하는 단위 시간(K)마다 이러한 보정을 수행한다.Here, the correction is performed every unit time (K) corresponding to T1 / 100 when the cycle (T1) is divided into time units, for example, 100 units.

한편, 조정부(180)에는 설정된 주기로 설정된 대역의 목표파장이 동일 패턴으로 출사되도록 하기 위한 주기내에서의 단위 시간(K)별 목표파장들에 대한 정보가 룩업테이블(LUT)에 기록되어 있다.On the other hand, information on the target wavelengths per unit time K within the period for causing the target wavelengths of the set band to be output in the same pattern as the set period is recorded in the lookup table (LUT).

즉, 룩업테이블에는 T1/100에는 λ1, T1*2/100에는 λ2,,,등과 같이 주기 내에서 단위 시간별 목표 파장이 기록되어 있고, 조정부(180)는 단위 시간별로 목표 파장이 천이되면 이를 다음 단위 시간에 이전에 적용한 구동값에 보정분을 반영하여 목표파장이 출사되도록 보정한다. That is, in the lookup table, target wavelengths per unit time are recorded in a cycle such as lambda 1 for T1 / 100 and lambda 2, lambda, etc. for T1 * 2/100, and when the target wavelength transitions by unit time, The correction value is reflected to the drive value previously applied in the unit time so that the target wavelength is emitted so as to be corrected.

이상에서 설명된 바와 같이 본 발명에 파장가변 광 생성장치(100)에 의하면, 온도 변화에 따른 흡수스펙트럼이 거의 영향을 받지 않는 가스셀(150)의 파장정보를 이용하여 파장가변필터(115)를 포함한 파장가변 광생성부(110)의 목표파장과 생성파장과의 차이가 발생하지 않도록 구동조건을 조정함으로써 동일 주기로 재현성있는 파장가변광을 생성하여 제공할 수 있다.As described above, according to the wavelength variable optical generation apparatus 100 of the present invention, the wavelength tunable filter 115 is obtained by using the wavelength information of the gas cell 150, in which the absorption spectrum due to the temperature change is hardly affected, The tunable wavelength tunable light can be generated and provided in the same period by adjusting the driving conditions so that the difference between the target wavelength and the generated wavelength of the tunable optical signal generator 110 including the tunable optical signal is not generated.

110: 파장가변 광생성부 121: 제1광분배기
131: 제1서큘레이터 132: 제2서큘레이터
150: 가스셀 161: 제1광검출기
180: 조정부110: tunable optical generator 121: first optical splitter
131: first circulator 132: second circulator
150: gas cell 161: first photodetector
180:

Claims (7)

삭제delete 삭제delete 삭제delete 구동신호의 변동에 따라 시간적으로 파장이 가변되게 출사되는 파장가변광을 출사하는 파장가변 광생성부와;
상기 파장가변 광생성부에서 생성된 광을 입력받아 모니터링 출력단과 메인 출력단을 통해 분기하여 출력하는 제1광분배기와;
하우징 내부에 충진 가스가 충진되어 상기 모니터링 출력단을 통해 출력되는 광을 입사 받아 상기 충진 가스의 흡수파장에 대응되는 흡수 출력광을 출력하는 가스셀과;
상기 가스셀을 경유한 광을 검출하는 제1광검출기와;
설정된 주기로 설정된 대역의 목표파장이 동일 패턴으로 출사되도록 상기 제1광검출기에서 출력되는 신호로부터 현재 상기 파장가변 광생성부에서 생성된 파장이 상기 목표파장과 차이가 있는지를 판단하고, 차이가 있으면 상기 파장가변 광생성부에서 생성되는 파장이 상기 목표파장과 동일 패턴으로 출사되도록 상기 파장가변광생성부를 제어하는 조정부와;
상기 모니터링 출력단과 상기 가스셀의 일단 사이에 접속되어 상기 모니터링 출력단을 통해 출력되는 광을 상기 가스셀로 출력하고, 상기 가스셀로부터 역으로 입사되는 광을 상기 제1광검출기로 출력하는 제1광서큘레이터와;
상기 가스셀의 타단과 접속되어 상기 가스셀의 타탄에서 출력되는 광을 상기 가스셀의 타단을 통해 역으로 다시 입사시킬 수 있도록 된 왕복경유유도부;를 구비하는 것을 특징으로 하는 파장가변 광생성장치.A wavelength variable optical generation unit for outputting a variable wavelength light that is emitted so that a wavelength is varied with time in accordance with a variation of a driving signal;
A first optical splitter receiving the light generated by the tunable optical generator and branching the optical output through the monitoring output and the main output;
A gas cell which is filled with a filling gas in the housing and receives light output through the monitoring output terminal and outputs absorption output light corresponding to an absorption wavelength of the filling gas;
A first photodetector for detecting light passing through the gas cell;
The wavelength tunable optical signal generator determines whether the wavelength generated by the tunable optical generator is different from the target wavelength from a signal output from the first photodetector so that a target wavelength of a band set at a predetermined cycle is emitted in the same pattern, An adjustment unit for controlling the wavelength variable optical generation unit such that a wavelength generated by the tunable optical generation unit is emitted in the same pattern as the target wavelength;
A first optical fiber connected between said monitoring output and one end of said gas cell for outputting light output through said monitoring output to said gas cell and for outputting light incident back from said gas cell to said first optical detector, A circulator;
And a reciprocating light oil guiding part connected to the other end of the gas cell and capable of again entering the light output from the tartan of the gas cell through the other end of the gas cell again. 제4항에 있어서, 상기 왕복경유 유도부는
상기 가스셀의 타단과 제1접속단을 통해 접속된 제2광서큘레이터와;
상기 제1접속단을 통해 입사되어 상기 제2광서큘레이터의 제2접속단을 통해 출력되는 광을 상기 제1접속단을 통해 상기 가스셀의 타단으로 다시 전송할 수 있도록 상기 제2광서큘레이터의 상기 제2접속단과 제3접속단 사이에 접속된 순환 광섬유;를 구비하는 것을 특징으로 하는 파장가변 광생성장치.5. The air conditioner according to claim 4, wherein the reciprocating oil-
A second broad circulator connected to the other end of the gas cell through a first connection end;
The second optical circulator being connected to the second end of the second optical circulator so that the light incident through the first connection end and output through the second connection end of the second optical circulator can be transmitted again to the other end of the gas cell through the first connection end And a circulating optical fiber connected between the second connection end and the third connection end. 삭제delete 삭제delete
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