KR101796155B1 - Apparatus of compact optical delay module for timely coherent beam dividing or combining - Google Patents

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Abstract

본 발명은 초소형 시간지연 모듈에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 제1 광경로 및 제2 광경로가 형성되며, 상기 제2 광경로가 멀티 패스(multi-pass)로 구성되어 거리에 비례한 만큼 시간지연이 일어나게 함으로써, 소형의 모듈로 구현 가능한 펄스광의 분할 또는 결합을 위한 초소형 시간지연 모듈에 관한 것이다. The present invention relates to an ultra-small time delay module, more specifically, a first optical path and a second optical path are formed, and the second optical path is configured as a multi-pass, To a micro-time delay module for splitting or coupling pulsed light that can be implemented with a small module.

Description

펄스광의 분할 또는 결합을 위한 초소형 시간지연 모듈{Apparatus of compact optical delay module for timely coherent beam dividing or combining}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a compact time delay module for dividing or combining pulsed light,

본 발명은 초소형 시간지연 모듈에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 제1 광경로 및 제2 광경로가 형성되며, 상기 제2 광경로가 멀티 패스(multi-pass)로 구성되어 거리에 비례한 만큼 시간지연이 일어나게 함으로써, 소형의 모듈로 구현 가능한 펄스광의 분할 또는 결합을 위한 초소형 시간지연 모듈에 관한 것이다. The present invention relates to an ultra-small time delay module, more specifically, a first optical path and a second optical path are formed, and the second optical path is configured as a multi-pass, To a micro-time delay module for splitting or coupling pulsed light that can be implemented with a small module.

첨단 제조산업의 핵심인 난가공 소재, 신소재 등의 초정밀 고속 가공을 위해서는 레이저의 출력을 증폭시키는 기술이 필요하다.In order to achieve high-precision and high-speed machining of raw materials and new materials, which are the core of advanced manufacturing industries, it is necessary to develop a technique to amplify the laser output.

종래의 단일 증폭 레이저 시스템에서는 출력광의 세기로 인한 증폭 매질의 손상으로 인하여 광 증폭에 한계가 있는 문제점이 있었다. 이러한 손상을 해결하기 위해 가간섭 광 결합 기술이 응용되고 있다. In the conventional single amplification laser system, there is a problem that optical amplification is limited due to damage of the amplification medium due to intensity of output light. An interference optical coupling technique is applied to solve such a damage.

또한, 출력을 더욱 증폭시키기 위한 용도로 가간섭 광 결합을 이용한 기술이 이용되고 있으며, 크게 두가지의 방법으로 구분될 수 있다.In addition, a technique using an interference optical coupling is used for further amplifying the output, which can be roughly divided into two methods.

첫 번째 방법으로는, 공간적인 증폭을 이용하는 방법으로, 빔을 N개의 공간으로 분리하여, 분리된 증폭기에서 증폭하고, 이를 재결합하여 첨두 출력과 평균 출력을 N배 만큼 향상시키는 방법이다.In the first method, the beam is divided into N spaces by a spatial amplification method, amplified by a separate amplifier, and then recombined to improve the peak output and the average output by N times.

두 번째 방법으로는, 시간 영역에서 펄스를 분할하여 증폭하고 결합하는 방법으로, 도 1에 도시한 바와 같이 마이켈슨 간섭계의 구조를 통한 시간지연 방법이 이용된다. As a second method, a time delay method using a structure of a Michelson interferometer is used as shown in FIG. 1, in which a pulse is divided and amplified and combined in a time domain.

도 1은 종래의 마이켈슨 간섭계 시간지연 모듈(10)을 보여주는 도면이다.FIG. 1 is a diagram illustrating a conventional Michelson interferometer time delay module 10.

도 1을 참조하면, 종래의 마이켈슨 간섭계 시간지연 모듈(10)은 중앙에 위치하는 편광 빔 스플리터(11), 상기 편광 빔 스플리터의 가로축 전방에 위치하는 제1 반파장판(12), 상기 편광 빔 스플리터(11)의 가로축 후방에 위치하는 제2 반파장판(13), 상기 편광 빔 스플리터(11)의 상부에 위치하는 제1 미러(14), 상기 편광 빔 스플리터(11)와 상기 제1 미러(14) 사이에 위치하는 제1 1/4파장판(15), 상기 편광 빔 스플리터(11)의 하부에 위치하는 제2 미러(16) 및 상기 편광 빔 스필리터(11)와 상기 제2 미러(16) 사이에 위치하는 제2 1/4파장판(17)을 포함하여 이루어진다.Referring to FIG. 1, a conventional Michelson interferometer time delay module 10 includes a polarization beam splitter 11 located at the center, a first half wave plate 12 located in front of the horizontal axis of the polarization beam splitter 12, A second half wave plate 13 located on the rear side of the horizontal axis of the splitter 11, a first mirror 14 positioned on the upper side of the polarization beam splitter 11, a first mirror 14 positioned above the polarizing beam splitter 11, A second mirror 16 positioned below the polarization beam splitter 11 and a second mirror 16 positioned between the polarization beam splitter 11 and the second mirror 16. The first quarter wave plate 15, And a second quarter wave plate (17) positioned between the first quarter wave plate (16) and the second quarter wave plate (17).

이러한 구조로 인해, 종래의 마이켈슨 간섭계 시간지연 모듈(10)은 상기 편광 빔 스플리터(11)를 곧바로 투과하여 나오게 되는 제1 광경로와, 상기 편광 빔 스플리터(11)에 반사되어, 상기 제1 미러(14)에 입사한 후, 반사되어 상기 편광 빔 스플리터(11)를 투과하고, 상기 제2 미러(16)에 입사된 후, 반사되어 상기 편광 빔 스플리터(12)에 반사되어 나오게 되는 제2 광경로가 형성됨으로써, 시간지연이 발생되게 된다.Due to such a structure, the conventional Michelson interferometer time delay module 10 has a first optical path that is directly transmitted through the polarization beam splitter 11, and a second optical path reflected by the polarization beam splitter 11, And a second mirror 16 which is incident on the mirror 14 and then reflected and transmitted through the polarizing beam splitter 11 and is incident on the second mirror 16 and then reflected and reflected by the polarizing beam splitter 12, As the optical path is formed, time delay occurs.

하지만, 종래의 마이켈슨 간섭계 시간지연 모듈(10)에서 시간 지연을 보다 늘리기 위해서는 상기 제1 미러(14)와 상기 편광 빔 스플리터(11) 사이의 거리 또는 상기 제2 미러(16)와 상기 편광 빔 스플리터(11) 사이의 거리가 길어져야 하는 구조임에 따라, 시간 지연을 증가시키는 데에 공간적인 한계가 있으며, 시간 지연 모듈의 크기가 커지는 문제점이 있었다.However, in order to further increase the time delay in the conventional Michelson interferometer time delay module 10, the distance between the first mirror 14 and the polarization beam splitter 11 or the distance between the second mirror 16 and the polarization beam splitter 11, The distance between the splitter 11 must be long, there is a space limit to increase the time delay, and the size of the time delay module is increased.

더욱이, 이러한 문제점으로 인해, 고출력 펨토초 레이저 광 결합 기술에 적용할 수 없는 원인이 된다. Moreover, due to such a problem, it is not applicable to the high output femtosecond laser optical coupling technology.

본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 시간 지연 모듈을 멀티 패스(multi-pass)로 구성하여, 펄스를 분할하는 과정에서 멀티 패스로 인해 길어진 거리 만큼 시간지연이 일어나게 함으로써, 소형의 모듈로 구현 가능하며, 고출력 펨토초 레이저 광 결합기술로 활용할 수 있는 펄스광의 분할 또는 결합을 위한 초소형 시간지연 모듈을 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been conceived to solve such a problem, and an object of the present invention is to provide a time delay module, which is multi-pass, in which, during a pulse division process, To provide a compact time delay module for dividing or combining pulsed light that can be implemented as a small module and can be utilized as a high output femtosecond laser optical coupling technology.

본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The objects of the present invention are not limited to the above-mentioned objects, and other objects not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 중앙부에 위치하며, 빔의 편광 방향에 따라 반사 또는 투과시키는 편광 빔 스플리터(Polarization Beam Spliter, PBS); 상기 편광 빔 스플리터의 가로축 상에서 전방 상부에 위치하는 제1 반파장판; 상기 편광 빔 스플리터의 가로축 상에서 후방 상부에 위치하여, 상기 제1 반파장판과 대향되는 제2 반파장판; 상기 편광 빔 스플리터의 세로축 상에서 상기 편광 빔 스플리터의 상부에 위치하는 제1 역반사체; 상기 편광 빔 스플리터와 상기 제1 역반사체 사이에 위치하는 제1 1/4파장판; 상기 편광 빔 스플리터의 세로축 상에서 상기 편광 빔 스플리터의 하부에 위치하여, 상기 제1 역반사체와 대향되는 제2 역반사체; 상기 편광 빔 스플리터의 가로축 상에서 전방 하부에 위치하는 제1 미러; 상기 제1 미러와 상기 편광 빔 스플리터의 사이에 위치하는 제2 1/4파장판; 상기 편광 빔 스플리터의 가로축 상에서 후방 하부에 위치하는 제2 미러; 및 상기 제2 미러와 상기 편광 빔 스플리터의 사이에 위치하는 제3 1/4파장판;을 포함하는 펄스광의 분할 또는 결합을 위한 초소형 시간지연 모듈을 제공한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a polarization beam splitter (PBS) which is located at a central portion and reflects or transmits a beam according to a polarization direction of the beam. A first half wave plate positioned forward and upward on the horizontal axis of the polarizing beam splitter; A second half wave plate positioned at a rear upper portion on the horizontal axis of the polarization beam splitter and opposed to the first half wave plate; A first retroreflector positioned above the polarizing beam splitter on a longitudinal axis of the polarizing beam splitter; A first quarter wave plate positioned between the polarizing beam splitter and the first retroreflector; A second retroreflector positioned below the polarization beam splitter on a longitudinal axis of the polarizing beam splitter and facing the first retroreflector; A first mirror positioned at a front lower portion on the horizontal axis of the polarizing beam splitter; A second quarter wave plate positioned between the first mirror and the polarizing beam splitter; A second mirror positioned rearward and lower on the horizontal axis of the polarizing beam splitter; And a third quarter-wave plate positioned between the second mirror and the polarizing beam splitter. The ultra-small time delay module for dividing or combining pulse light.

바람직한 실시예에 있어서, 상기 제1 역반사체 및 상기 제2 역반사체는 각각 두 개의 거울로 이루어지며, 두 개의 거울이 만나서 이루는 각도가 직각인 수직 미러이다.In a preferred embodiment, the first retroreflector and the second retroreflector are two mirrors, each of which is a vertical mirror having an angle formed by two mirrors.

바람직한 실시예에 있어서, 광원으로부터 입사된 빔은 상기 제1 반파장판을 거쳐 편광방향이 서로 수직인 S파 및 P파로 편광되고, 상기 P파는 상기 편광 빔 스플리터를 투과하여 나오는 제1 광경로로 이동되고, 상기 S파는 상기 편광 빔 스플리터에 의해 반사되어 제2 광경로로 이동된다.In a preferred embodiment, the beam incident from the light source is polarized by the S wave and the P wave whose polarization directions are mutually perpendicular via the first half wave plate, and the P wave is moved to the first optical path through the polarization beam splitter And the S wave is reflected by the polarizing beam splitter and is moved to the second optical path.

바람직한 실시예에 있어서, 상기 제2 광경로는 상기 평광 빔 스플리터에 입사된 S파가 반사되어, 상기 제1 1/4파장판을 통과한 후, 상기 제1 역반사체로 입사되며, 상기 제1 역반사체로부터 반사된 후 상기 제1 1/4파장판을 통과하여 P파로 편광되어 상기 편광 빔 스플리터를 투과하게 되고, 투과된 P파는 상기 제 2역 반사체로 입사된 후 반사되어 상기 편광 빔 스플리터를 투과하게 되고, 상기 제1 1/4파장판을 통과하여 상기 제1 역반사체로 입사되며, 상기 제1 역반사체로부터 반사된 후 상기 제1 1/4파장판을 통과하여 S파로 편광되어, 상기 편광 빔 스플리터에 반사되고, 반사된 S파는 상기 제2 1/4파장판을 통과하여 상기 제1 미러로 입사되고, 상기 제1 미러에 의해 반사된 후, 상기 제2 1/4파장판을 통과하여 P파로 편광되어, 상기 편광 빔 스플리터를 투과하게 되고, 투과된 P파는 상기 제3 1/1파장판을 통과하여 상기 제2 미러로 입사되고, 상기 제2 미러에 의해 반사된 후, 상기 제3 1/4파장판을 통과하여 S파로 편광되어, 상기 편광 빔 스플리터에 반사되고, 반사된 S파는 상기 제2 역반사체로 입사된 후 반사되어, 상기 편광 빔스플리터에 반사되어 나가도록 형성된다.In a preferred embodiment, the second optical path passes through the first quarter wave plate and is incident on the first retroreflector after the S wave incident on the light beam splitter is reflected, reflected by the first quarter wave plate, After passing through the first quarter wave plate, it is reflected by the retroreflector and is polarized by the P wave to be transmitted through the polarizing beam splitter. The transmitted P wave is incident on the second retroreflector, Passes through the first quarter wave plate and is incident on the first retroreflector, is reflected from the first retroreflector, passes through the first quarter wave plate and is polarized with an S wave, The reflected S-wave is incident on the first mirror through the second 1/4 wave plate, is reflected by the first mirror, and then passes through the second 1/4 wave plate Polarized by the P wave, and transmits the polarized beam splitter The transmitted P-wave passes through the third 1/1 wave plate, enters the second mirror, is reflected by the second mirror, passes through the third 1/4 wave plate, and is polarized with the S wave , And the reflected S-wave is reflected by the polarizing beam splitter, is incident on the second retroreflector, is reflected, and is reflected to the polarizing beam splitter.

바람직한 실시예에 있어서, 상기 제1 광경로와 상기 제2 광경로의 거리 차이는 하기의 수학식 1로 표기 된다.In a preferred embodiment, the distance difference between the first optical path and the second optical path is represented by the following equation (1).

(수학식 1)(1)

Figure 112016039972056-pat00001
Figure 112016039972056-pat00001

여기서, 상기 b는 제1 광경로의 거리, 상기 a는 상기 제2 광경로의 거리, 상기 l1은 편광 빔 스플리터와 상기 제1 역반사체 간의 거리, 상기 l2는 상기 편광 빔 스플리터와 상기 제2 역반사체 간의 거리, 상기 l3는 상기 편광 빔 스플리터와 상기 제1 미러 간의 거리, 상기 l4는 상기 편광 빔 스플리터와 상기 제2 미러 간의 거리, 상기 d는 제1 반파장판의 광경로 축과 상기 제2 1/4파장판의 광경로 축과의 거리차이 및 상기 수직미러의 두 개의 거울 사이의 광경로 거리이다. Here, b is the distance of the first optical path, a is the distance of the second optical path, l 1 is the distance between the polarization beam splitter and the first retroreflector, l 2 is the distance between the polarization beam splitter and the first retroreflector, 2 is a distance between the polarizing beam splitter and the second mirror, l 3 is a distance between the polarizing beam splitter and the first mirror, l 4 is a distance between the polarizing beam splitter and the second mirror, and d is a distance between the polarizing beam splitter and the first mirror, The distance between the second quarter wavelength plate and the optical path axis, and the optical path distance between the two mirrors of the vertical mirror.

바람직한 실시예에 있어서, 미세한 거리 제어를 위해 상기 제1 미러 또는 상기 제2 미러에 설치되는 압전소자(PZT);를 더 포함한다.In a preferred embodiment, it further comprises a piezoelectric element (PZT) installed in the first mirror or the second mirror for fine distance control.

또한, 본 발명은 본 발명의 초소형 시간지연 모듈이 구비된 펄스광 분할기를 더 제공한다.The present invention further provides a pulse light splitter equipped with the ultra-small time delay module of the present invention.

바람직한 실시예에 있어서, 상기 펄스광 분할기의 광원은 펨토초 레이저가 이용된다.In a preferred embodiment, a femtosecond laser is used as the light source of the pulse light splitter.

또한, 본 발명은 본 발명의 초소형 시간지연 모듈이 구비된 펄스광결합기를 더 제공한다.In addition, the present invention further provides a pulse optical coupler provided with the ultra-small time delay module of the present invention.

바람직한 실시예에 있어서, 상기 펄스광 결합기의 광원은 펨토초 레이저가 이용된다.In a preferred embodiment, a femtosecond laser is used as the light source of the pulse optical coupler.

본 발명은 다음과 같은 우수한 효과를 가진다.The present invention has the following excellent effects.

본 발명의 펄스광의 분할 또는 결합을 위한 초소형 시간지연 모듈에 의하면, 멀티 패스(multi-pass)로 구성되게 하여, 펄스를 분할하는 과정에서 거리에 비례한 만큼 시간지연이 일어나게 함으로써, 소형의 모듈로 구현 가능하며, 고출력 펨토초 레이저 광 결합기술로 활용할 수 있는 효과가 있다.According to the minute time delay module for dividing or coupling the pulse light of the present invention, the time delay is proportional to the distance in the process of dividing the pulse by making it multi-pass, And can be utilized as a high output femtosecond laser optical coupling technology.

또한, 본 발명의 펄스광의 분할 또는 결합을 위한 초소형 시간지연 모듈에 의하면, 시간 지연이 구현되게 하는 광경로 상의 미러에 압전소자가 구비됨으로써, 펄스 지연을 용이하게 제어할 수 있는 장점을 지닌다.In addition, according to the micro-sized time delay module for dividing or coupling pulse light of the present invention, a pulse delay can be easily controlled by providing a piezoelectric element in a mirror on an optical path for realizing a time delay.

도 1은 종래의 마이켈슨 간섭계 시간지연 모듈을 보여주는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 초소형 시간지연 모듈을 보여주는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 초소형 시간지연 모듈의 제1 광경로를 보여주는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 초소형 시간지연 모듈의 제2 광경로를 보여주는 도면이다. 1 is a diagram illustrating a conventional Michelson interferometer time delay module.
FIG. 2 is a diagram illustrating a micro-sized time delay module according to an embodiment of the present invention.
3 is a diagram illustrating a first optical path of the micro-time delay module according to an embodiment of the present invention.
4 is a diagram illustrating a second optical path of the micro-time delay module according to an embodiment of the present invention.

본 발명에서 사용되는 용어는 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어를 선택하였으나, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있는데 이 경우에는 단순한 용어의 명칭이 아닌 발명의 상세한 설명 부분에 기재되거나 사용된 의미를 고려하여 그 의미가 파악되어야 할 것이다.Although the terms used in the present invention have been selected as general terms that are widely used at present, there are some terms selected arbitrarily by the applicant in a specific case. In this case, the meaning described or used in the detailed description part of the invention The meaning must be grasped.

이하, 첨부한 도면에 도시된 바람직한 실시예들을 참조하여 본 발명의 기술적 구성을 상세하게 설명한다.Hereinafter, the technical structure of the present invention will be described in detail with reference to preferred embodiments shown in the accompanying drawings.

그러나, 본 발명은 여기서 설명되는 실시예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화 될 수도 있다. 명세서 전체에 걸쳐 동일한 참조번호는 동일한 구성요소를 나타낸다.However, the present invention is not limited to the embodiments described herein but may be embodied in other forms. Like reference numerals designate like elements throughout the specification.

도 2는 본 발명에 따른 펄스광의 분할 또는 결합을 위한 초소형 시간지연 모듈을 보여주는 도면이다.FIG. 2 is a diagram showing a micro-sized time delay module for dividing or combining pulsed light according to the present invention.

도 2을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 초소형 시간지연 모듈은 시간영역에서 펄스광의 분할 또는 결합을 위한 초소형 시간지연 모듈로서, 편광 빔 스플리터(Polarization Beam Spliter, 110), 두 개의 반 파장판(half-wave plate, 120, 130), 두 개의 역반사체(retro reflector, 140, 160), 세 개의 1/4 파장판(quater-wave plate, 150, 180, 200), 두 개의 미러(170, 190)을 포함하여 이루어진다.Referring to FIG. 2, the micro-sized time delay module according to an exemplary embodiment of the present invention includes a polarization beam splitter 110, Wave plates 120 and 130, two retro-reflectors 140 and 160, three quater-wave plates 150 and 180 and two mirrors 170 , 190).

여기서, 상기 반파장판들(120, 130)은 입사되는 빔의 편광 방향을 90°변화시키는 파장판이다.Here, the half wave plates 120 and 130 are wave plates that change the polarization direction of an incident beam by 90 degrees.

이하에서는 상기 반 파장파들(120, 130) 중 하나의 반파장판을 제1 반파장판(120)으로 설명하고, 다른 하나의 반파장판을 제2 반파장판(130)으로 설명한다.Hereinafter, one of the half-wave plates 120 and 130 will be referred to as a first half-wave plate 120 and the other half-wave plate will be described as a second half-wave plate 130. [

상기 1/4파장판들(150, 180, 200)들은 입사되는 빔의 편광 방향을 180°변화시키는 파장판이다. The quarter wave plates 150, 180, and 200 are wavelength plates that change the polarization direction of the incident beam by 180 degrees.

이하에서는 상기 1/4파장판들(150, 180, 200) 중 하나의 1/4파장판을 제1 1/4파장판(150), 다른 하나의 1/4파장판을 제2 1/4파장판(180), 또 다른 하나의 1/4파장판을 제3 1/4파장판(200)으로 설명한다.Hereinafter, one quarter wave plate 150 is referred to as a first quarter wave plate 150, another one quarter wave plate 150 is referred to as a second quarter wave plate 150, Wave plate 180 and another 1/4 wave plate is referred to as a third 1/4 wave plate 200. [

상기 역반사체들(140, 160)은 각각 두 개의 거울(141,142 또는 161,162)로 이루어지며, 두 개의 거울이 만나서 이루는 각도가 지각인 수직 미러이다.Each of the retroreflectors 140 and 160 is formed of two mirrors 141 and 142 or 161 and 162, and the angle formed by the two mirrors is a perceptual vertical mirror.

이하에서는, 상기 역반사반체들(140, 160) 중 하나의 역반사체를 제1 역반사체(140)로 설명하고, 다른 하나의 역반사체를 제2 역반사체(160)로 설명한다.Hereinafter, one of the retroreflectors 140 and 160 will be referred to as a first retroreflector 140, and the other one thereof will be described as a second retroreflector 160. [

또한, 상기 미러들(170, 190)중 하나의 미러를 제1 미러(170)로 설명하고, 다른 하나의 미러를 제2 미러(190)로 설명한다.One of the mirrors 170 and 190 is referred to as a first mirror 170 and the other mirror is referred to as a second mirror 190. [

즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 초소형 시간지연 모듈은 편광 빔 스플리터(110), 제1 반장판(120), 제2 반파장판(130), 제1 역반사체(140), 제1 1/4파장판(150), 제2 역반사체(160), 제1 미러(170), 제2 1/4파장판(180), 제2 미러(190) 및 제3 1/4파장판(200)을 포함하여 이루어진다.That is, the ultra-small time delay module according to an embodiment of the present invention includes a polarization beam splitter 110, a first half-wave plate 120, a second half-wave plate 130, a first retroreflector 140, The second quarter wave plate 180, the second mirror 190, and the third quarter wave plate 200, the first quarter wave plate 150, the second back reflector 160, the first mirror 170, the second quarter wave plate 180, .

상기 편광 빔 스플리터(110)는 입사되는 빔의 평광 방향에 따라 반사 또는 투과시키는 광학 소자로서, 중앙에 위치한다.The polarizing beam splitter 110 is an optical element that reflects or transmits according to the direction of the polarized light of the incident beam, and is positioned at the center.

또한, 상기 제1 반파장판(120)은 상기 편광 빔 스플리터(110)의 가로축 상에서 전방 상부에 위치한다.In addition, the first half wave plate 120 is positioned on the front upper side on the horizontal axis of the polarizing beam splitter 110.

또한, 상기 제2 반파장판(130)은 상기 편광 빔 스플리터(110)의 가로축 상에서 후방 상부에 위치하며, 상기 제1 반파장판(120)과 대향된다.The second half wave plate 130 is located at a rear upper portion on the horizontal axis of the polarization beam splitter 110 and faces the first half wave plate 120.

즉, 상기 제1 반파장판(120)과 상기 제2 반파장판(130)은 동일한 제1 가로축(x1) 상에서 상기 편광 빔 스플리터(110)를 사이에 두고, 서로 대향되도록 위치한다.That is, the first half wave plate 120 and the second half wave plate 130 are positioned to face each other with the polarizing beam splitter 110 therebetween on the same first horizontal axis x 1 .

또한, 상기 제1 역반사체(140)는 상기 편광 빔 스플리터(110)의 세로축 상에서 상기 편광 빔 스플리터(110)의 상부에 위치한다.In addition, the first retroreflector 140 is positioned above the polarization beam splitter 110 on the longitudinal axis of the polarization beam splitter 110.

또한, 상기 제1 1/4파장판(150)은 상기 편광 빔 스플리터(110)와 상기 제1 역반사체(140) 사이에 위치한다.The first quarter wave plate 150 is positioned between the polarization beam splitter 110 and the first retroreflector 140.

또한, 상기 제2 역반사체(160)는 상기 편광 빔 스플리터(110)의 세로축 상에서 상기 편광 빔 스플리터(110)의 하부에 위치하며, 상기 제1 역반사체(140)와 대향된다.The second retroreflector 160 is positioned below the polarization beam splitter 110 on the longitudinal axis of the polarized beam splitter 110 and faces the first retroreflector 140.

즉, 상기 제1 역반사체(140)와 상기 제2 역반사체(150)는 동일한 세로축(y) 상에서 상기 편광 빔 스플리터(110)를 사이에 두고, 서로 대향되도록 위치하며, 상기 제1 역반사체(140)와 상기 편광 빔 스플리터(110) 사이에 제1 1/4파장판(150)이 위치한다.The first retroreflector 140 and the second retroreflector 150 are positioned to face each other with the polarizing beam splitter 110 interposed therebetween on the same longitudinal axis y, The first quarter wave plate 150 is positioned between the first quarter wave plate 140 and the polarizing beam splitter 110.

또한, 상기 제1 미러(170)는 상기 편광 빔 스플리터(110)의 가로축 상에서 전방 하부에 위치한다.In addition, the first mirror 170 is located at a front lower portion on the horizontal axis of the polarizing beam splitter 110.

또한, 상기 제2 1/4파장판(180)은 상기 제1 미러(170)와 상기 편광 빔 스플리터(110) 사이에 위치한다.The second quarter wave plate 180 is positioned between the first mirror 170 and the polarizing beam splitter 110.

또한, 상기 제2 미러(190)는 상기 편광 빔 스플리터(110)의 세로축 상에서 후방 하부에 위치하며, 상기 제1 미러(170)와 대향된다.The second mirror 190 is located on the rear lower side of the longitudinal axis of the polarization beam splitter 110, and is opposed to the first mirror 170.

또한, 상기 제3 1/4파장판(200)은 상기 제2 미러(190)와 상기 편광 빔 스플리터(110)의 사이에 위치한다.The third 1/4 wave plate 200 is positioned between the second mirror 190 and the polarization beam splitter 110.

즉, 상기 제1 미러(170)와 상기 제2 미러(190)는 서로 동일한 제2 가로축(x2) 상에서 상기 편광 빔 스플리터(110)를 사이에 두고, 서로 대향되도록 위치하며, 상기 제1 미러(170)와 상기 편광 빔 스플리터(110) 사이에는 제2 1/4 파장판(180)이 위치하고, 상기 제2 미러(190)와 상기 편광 빔 스플리터(110) 사이에는 제3 1/4파장판(200)이 위치한다.That is, the first mirror 170 and the second mirror 190 are positioned to face each other with the polarization beam splitter 110 therebetween on the same second horizontal axis (x 2 ) A second 1/4 wave plate 180 is disposed between the first mirror 170 and the polarizing beam splitter 110 and a third 1/4 wave plate 180 is disposed between the second mirror 190 and the polarizing beam splitter 110. [ (200).

한편, 도 3은 본 발명에 따른 초소형 시간지연 모듈의 제1 광경로를 보여주는 도면이고, 도 4는 본 발명에 따른 초소형 시간지연 모듈의 제2 광경로를 보여주는 도면이다.FIG. 3 is a view showing a first optical path of the micro-sized time delay module according to the present invention, and FIG. 4 is a view showing a second optical path of the micro time delay module according to the present invention.

이하에서는 도 3 및 도 4를 참조하여, 본 발명의 초소형 시간지연 모듈의 광경로에 대해 상세하게 설명한다.Hereinafter, the optical path of the ultra-small time delay module of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 3 and 4. FIG.

본 발명에 따른 초소형 시간지연 모듈은 펄스의 편광 방향에 따라 제1 광경로(a) 및 제2 광경로(b)로 이동되게 한다.The micro-time delay module according to the present invention causes the first optical path (a) and the second optical path (b) to move in accordance with the polarization direction of the pulse.

도 3에 도시한 바와 같이, 상기 제1 광경로(a)는 광원으로부터 빔이 입사되어, 상기 제1 반파장판(120)을 거쳐, 편광방향이 서로 수직인 S파 및 P파로 편광된 후, 상기 P파가 상기 편광 빔 스플리터(110)를 투과하여 나오는 경로이다. As shown in FIG. 3, the first optical path (a) receives a beam from a light source, and is polarized into an S wave and a P wave whose polarization directions are perpendicular to each other via the first half wave plate 120, And the P wave is transmitted through the polarization beam splitter 110. [

도 4에 도시한 바와 같이, 상기 제2 광경로(b)는 광원으로부터 빔이 입사되어, 상기 제1 반파장판(120)을 거쳐, 편광방향이 서로 수직인 S파 및 P파로 편광된 후, 상기 S파가 상기 편광 빔 스플리터(110)에 반사되어 멀피 패스(multi-pass)로 이동되는 경로이다. As shown in FIG. 4, the second optical path (b) receives a beam from a light source, and is polarized into an S wave and a P wave whose polarization directions are perpendicular to each other via the first half wave plate 120, And the S-wave is reflected by the polarizing beam splitter 110 and travels in a multi-pass.

상기 제2 광경로(b)를 보다 자세하게 설명하면, 상기 편광 빔 스플리터(110)에 입사된 S파가 반사되어, 상기 제1 1/4파장판(150)을 통과한 후, 상기 제1 역반사체(140)로 입사된다.In more detail, the second optical path (b) is configured such that the S wave incident on the polarization beam splitter 110 is reflected, passes through the first quarter wave plate 150, And is incident on the reflector 140.

다음, 상기 제1 역반사체(140)로부터 반사된 후, 상기 제1 1/4파장판(150)을 통과하여 P파로 편광되어, 상기 편광 빔 스플리터(110)를 투과하게 된다.Then, the light is reflected from the first retroreflector 140, passes through the first quarter wave plate 150, is polarized by the P wave, and is transmitted through the polarizing beam splitter 110.

다음, 투과된 P파는 상기 제2 역반사체(160)로 입사된 후, 반사되어 다시 상기 편광 빔 스플리터(110)를 투과하게 된다.Then, the transmitted P-wave is incident on the second retroreflector 160, and then is reflected and transmitted through the polarizing beam splitter 110 again.

다음, 상기 제1 1/4파장판(150)을 통과하여 상기 제1 역반사체(140)로 입사되며, 상기 제1 역반사체(140)로부터 반사된 후, 상기 제1 1/4파장판(150)을 통과하여 S파로 편광되어, 상기 편광 빔스플리터(110)에 반사된다.Then, the light passes through the first quarter wave plate 150 and is incident on the first quarter wave plate 140. After the first quarter wave plate 150 is reflected from the first quarter wave plate 150, 150, is S-polarized, and is reflected by the polarizing beam splitter 110.

다음, 반사된 S파는 상기 제2 1/4파장판(180)을 통과하여, 상기 제1 미러(170)로 입사되고, 상기 제1 미러(170)에 의해 반사된 후, 상기 제2 1/4파장판(180)을 통과하여 P파로 편광되어, 상기 편광 빔 스플리터(110)를 투과하게 된다.Next, the reflected S wave passes through the second quarter wave plate 180, is incident on the first mirror 170, is reflected by the first mirror 170, and then passes through the second 1 / Wave plate 180 and is polarized by the P wave, and is transmitted through the polarizing beam splitter 110.

다음, 투과된 P파는 상기 제3 1/4파장판(200)을 통과하여, 상기 제2 미러(190)로 입사되고, 상기 제2 미러(190)에 의해 반사된 후, 상기 제3 1/4파장판(200)을 통과하여 S파로 편광되어, 상기 편광 빔 스플리터(110)에 반사된다.Then, the transmitted P wave passes through the third 1/4 wave plate 200, is incident on the second mirror 190, is reflected by the second mirror 190, and then passes through the third 1 / Wave plate 200, is polarized by the S wave, and is reflected by the polarizing beam splitter 110.

다음, 반사된 S파는 상기 제2 역반사체(160)로 입사된 후 반사되어, 상기 편광 빔스플리터(110)에 반사되어 나가도록 형성된다.Next, the reflected S wave is incident on the second retroreflector 160 and then reflected to be reflected by the polarizing beam splitter 110.

즉, 상기 제1 광경로(a)와 상기 제2 광경로(b)의 거리 차이는 하기 수학식 1로 표시될 수 있다.That is, the distance difference between the first optical path (a) and the second optical path (b) can be expressed by the following equation (1).

(수학식 1)(1)

Figure 112016039972056-pat00002
Figure 112016039972056-pat00002

여기서, 상기 b는 제1 광경로의 거리, 상기 a는 상기 제2 광경로의 거리, 상기 l1은 상기 편광 빔 스플리터(110)와 상기 제1 역반사체(140) 간의 거리, 상기 l2는 상기 편광 빔 스플리터(110)와 상기 제2 역반사체(160) 간의 거리, 상기 l3는 상기 편광 빔 스플리터(110)와 상기 제1 미러(170) 간의 거리, 상기 l4는 상기 편광 빔 스플리터(110)와 상기 제2 미러(190) 간의 거리, 상기 d는 제1 반파장판의 광경로 축(α)과 상기 제2 1/4파장판의 광경로 축(β)과의 거리차이 및 상기 수직미러의 두 개의 거울 사이의 광경로 거리이다. Here, the b is the distance of a first light path, wherein a is the first distance, the l 1 to the second optical path is the distance between the polarizing beam splitter 110 and the first retroreflector (140), the l 2 is the polarizing beam splitter 110 and the second station the distance between the reflector 160, the l 3 is the distance between the polarizing beam splitter 110 and the first mirror 170, the l 4 is the polarizing beam splitter ( 110) and the second mirror (190), d is the distance between the optical path axis (?) Of the first half wave plate and the optical path axis (?) Of the second quarter wave plate, It is the optical path distance between the two mirrors of the mirror.

즉, 본 발명에 따른 초소형 시간지연 모듈은 제2 광경로(b)가 멀티 패스(multi-pass)로 구성되게 하여, 펄스를 분할하는 과정에서 거리에 비례한 만큼 시간지연이 일어나게 함으로써, 소형의 모듈(약 0.3m X 약 0.3m)로 구현 가능하며, 고출력 펨토초 레이저 광 결합기술로 활용할 수 있는 장점을 지니게 되는 것이다.That is, the micro-sized time delay module according to the present invention allows the second optical path b to be configured as a multi-pass so that a time delay occurs in proportion to the distance in the process of dividing the pulse, Module (about 0.3m X about 0.3m), and it can be used as a high power femtosecond laser optical coupling technology.

또한, 본 발명에 따른 초소형 시간지연 모듈은 상기 제1 미러(170) 또는 상기 제2 미러(190)에 설치되는 압전소자(PZT, 210)를 더 포함할 수 있다.In addition, the ultra-small time delay module according to the present invention may further include a piezoelectric element (PZT) 210 installed in the first mirror 170 or the second mirror 190.

이는 시간 지연이 구현되게 하는 제2 광경로(b) 상의 상기 제1 미러(170) 또는 상기 제2 미러(200)에 상기 압전소자(210)가 구비됨으로써, 상기 l3 또는 상기 l4의 거리를 미세하게 제어하여, 펄스 지연을 용이하게 제어할 수 있는 장점을 지닌다.Which by being provided with the second to the first mirror 170 or the second mirror 200, the piezoelectric element 210 on the second light path (b) to be implemented is a time delay, or the l 3 The distance l 4 is finely controlled and the pulse delay can be easily controlled.

또한, 본 발명은 본 발명에 따른 시간지연 모듈이 구비된 펄스광 분할기를 더 제공할 수 있다.In addition, the present invention can further provide a pulse light splitter equipped with a time delay module according to the present invention.

또한, 상기 펄스광 분할기의 광원은 펨토초 레이저가 이용될 수 있다.Also, a femtosecond laser may be used as the light source of the pulse light splitter.

또한, 본 발명은 본 발명에 따른 시간지연 모듈이 구비된 펄스광 결합기로 제공될 수 있다.In addition, the present invention can be provided as a pulse optical coupler provided with a time delay module according to the present invention.

또한, 상기 펄스광 결합기의 광원은 펨토초 레이저가 이용될 수 있다.Also, a femtosecond laser may be used as the light source of the pulse optical coupler.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명은 바람직한 실시예를 들어 도시하고 설명하였으나, 상기한 실시예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is clearly understood that the same is by way of illustration and example only and is not to be taken by way of limitation, Various changes and modifications will be possible.

110 : 편광 빔 스플리터(110) 120 : 제1 반장판
130 : 제2 반파장판 140 : 제1 역반사체
150 : 제1 1/4파장판 160 : 제2 역반사체
170 : 제1 미러 180 : 제2 1/4파장판
190 : 제2 미러 200 : 제3 1/4파장판
210 : 압전소자110: polarizing beam splitter (110) 120: first half plate
130: second half wave plate 140: first retroreflector
150: first 1/4 wavelength plate 160: second retroreflector
170: first mirror 180: second 1/4 wavelength plate
190: Second mirror 200: Third 1/4 wavelength plate
210: piezoelectric element

Claims (10)

중앙부에 위치하며, 빔의 편광 방향에 따라 반사 또는 투과시키는 편광 빔 스플리터(Polarization Beam Spliter, PBS);
상기 편광 빔 스플리터의 가로축 상에서 전방 상부에 위치하는 제1 반파장판;
상기 편광 빔 스플리터의 가로축 상에서 후방 상부에 위치하여, 상기 제1 반파장판과 대향되는 제2 반파장판;
상기 편광 빔 스플리터의 세로축 상에서 상기 편광 빔 스플리터의 상부에 위치하는 제1 역반사체;
상기 편광 빔 스플리터와 상기 제1 역반사체 사이에 위치하는 제1 1/4파장판;
상기 편광 빔 스플리터의 세로축 상에서 상기 편광 빔 스플리터의 하부에 위치하여, 상기 제1 역반사체와 대향되는 제2 역반사체;
상기 편광 빔 스플리터의 가로축 상에서 전방 하부에 위치하는 제1 미러;
상기 제1 미러와 상기 편광 빔 스플리터의 사이에 위치하는 제2 1/4파장판;
상기 편광 빔 스플리터의 가로축 상에서 후방 하부에 위치하는 제2 미러; 및
상기 제2 미러와 상기 편광 빔 스플리터의 사이에 위치하는 제3 1/4파장판;을 포함하고,
광원으로부터 입사된 빔은 상기 제1 반파장판을 거쳐 편광방향이 서로 수직인 S파 및 P파로 편광되고, 상기 P파는 상기 편광 빔 스플리터를 투과하여 나오는 제1 광경로로 이동되고, 상기 S파는 상기 편광 빔 스플리터에 의해 반사되어 제2 광경로로 이동되며,
상기 제2 광경로는 상기 편광 빔 스플리터에 입사된 S파가 반사되어, 상기 제1 1/4파장판을 통과한 후, 상기 제1 역반사체로 입사되며, 상기 제1 역반사체로부터 반사된 후 상기 제1 1/4파장판을 통과하여 P파로 편광되어 상기 편광 빔 스플리터를 투과하게 되고,
투과된 P파는 상기 제2 역반사체로 입사된 후 반사되어 상기 편광 빔 스플리터를 투과하게 되고,
상기 제1 1/4파장판을 통과하여 상기 제1 역반사체로 입사되며, 상기 제1 역반사체로부터 반사된 후 상기 제1 1/4파장판을 통과하여 S파로 편광되어, 상기 편광 빔 스플리터에 반사되고,
반사된 S파는 상기 제2 1/4파장판을 통과하여 상기 제1 미러로 입사되고, 상기 제1 미러에 의해 반사된 후, 상기 제2 1/4파장판을 통과하여 P파로 편광되어, 상기 편광 빔 스플리터를 투과하게 되고,
투과된 P파는 상기 제3 1/4 파장판을 통과하여 상기 제2 미러로 입사되고, 상기 제2 미러에 의해 반사된 후, 상기 제3 1/4파장판을 통과하여 S파로 편광되어, 상기 편광 빔 스플리터에 반사되고,
반사된 S파는 상기 제2 역반사체로 입사된 후 반사되어, 상기 편광 빔스플리터에 반사되어 나가도록 형성되는 것을 특징으로 하는 펄스광의 분할 또는 결합을 위한 초소형 시간지연 모듈
A polarizing beam splitter (PBS) which is located at the center and reflects or transmits the beam according to the polarization direction of the beam;
A first half wave plate positioned forward and upward on the horizontal axis of the polarizing beam splitter;
A second half wave plate positioned at a rear upper portion on the horizontal axis of the polarization beam splitter and opposed to the first half wave plate;
A first retroreflector positioned above the polarizing beam splitter on a longitudinal axis of the polarizing beam splitter;
A first quarter wave plate positioned between the polarizing beam splitter and the first retroreflector;
A second retroreflector positioned below the polarization beam splitter on a longitudinal axis of the polarizing beam splitter and facing the first retroreflector;
A first mirror positioned at a front lower portion on the horizontal axis of the polarizing beam splitter;
A second quarter wave plate positioned between the first mirror and the polarizing beam splitter;
A second mirror positioned rearward and lower on the horizontal axis of the polarizing beam splitter; And
And a third quarter-wave plate positioned between the second mirror and the polarizing beam splitter,
The beam incident from the light source is polarized into an S wave and a P wave whose polarization directions are perpendicular to each other through the first half wave plate and the P wave is moved to a first optical waveguide which is transmitted through the polarizing beam splitter, Reflected by the polarizing beam splitter and moved to the second optical path,
Wherein the second optical path reflects an S wave incident on the polarizing beam splitter, passes through the first quarter wave plate, is incident on the first retroreflector, and after being reflected from the first retroreflector And passes through the first quarter wave plate to be polarized by the P wave to be transmitted through the polarizing beam splitter,
The transmitted P-wave is incident on the second retroreflector and is then reflected to be transmitted through the polarizing beam splitter,
Reflects from the first retroreflector, passes through the first quarter wave plate and is polarized with an S wave, and is incident on the polarizing beam splitter through the first quarter wave plate, Reflected,
The reflected S wave passes through the second quarter wave plate and is incident on the first mirror. After being reflected by the first mirror, the reflected S wave passes through the second quarter wave plate and is polarized by the P wave, Is transmitted through the polarizing beam splitter,
The transmitted P wave passes through the third 1/4 wave plate and is incident on the second mirror. After being reflected by the second mirror, the P wave passes through the third 1/4 wave plate and is polarized with the S wave, Reflected by the polarizing beam splitter,
Wherein the reflected S wave is formed to be incident on the second retroreflector and then reflected to be reflected by the polarizing beam splitter.
제 1항에 있어서,
상기 제1 역반사체 및 상기 제2 역반사체는 각각 두 개의 거울로 이루어지며, 두 개의 거울이 만나서 이루는 각도가 직각인 수직 미러인 것을 특징으로 하는 펄스광의 분할 또는 결합을 위한 초소형 시간지연 모듈.
The method according to claim 1,
Wherein the first retroreflector and the second retroreflector are two mirrors, and each of the first and second retroreflectors is a vertical mirror having an angle formed by two mirrors.
삭제delete 삭제delete 제 1항에 있어서,
상기 제1 광경로와 상기 제2 광경로의 거리 차이는 하기의 수학식 1로 표기 되는 것을 특징으로 하는 펄스광의 분할 또는 결합을 위한 초소형 시간지연 모듈.
(수학식 1)
Figure 112017053462721-pat00003

여기서, 상기 b는 제1 광경로의 거리, 상기 a는 상기 제2 광경로의 거리, 상기 l1은 편광 빔 스플리터와 상기 제1 역반사체 간의 거리, 상기 l2는 상기 편광 빔 스플리터와 상기 제2 역반사체 간의 거리, 상기 l3는 상기 편광 빔 스플리터와 상기 제1 미러 간의 거리, 상기 l4는 상기 편광 빔 스플리터와 상기 제2 미러 간의 거리, 상기 d는 제1 반파장판의 광경로 축과 상기 제2 1/4파장판의 광경로 축과의 거리차이 및 상기 제1, 2 미러의 두 개의 거울 사이의 광경로 거리이다.
The method according to claim 1,
Wherein the difference in distance between the first optical path and the second optical path is represented by the following equation (1): " (1) "
(1)
Figure 112017053462721-pat00003

Here, b is the distance of the first optical path, a is the distance of the second optical path, l 1 is the distance between the polarization beam splitter and the first retroreflector, l 2 is the distance between the polarization beam splitter and the first retroreflector, 2 is a distance between the polarizing beam splitter and the second mirror, l 3 is a distance between the polarizing beam splitter and the first mirror, l 4 is a distance between the polarizing beam splitter and the second mirror, and d is a distance between the polarizing beam splitter and the first mirror, The distance between the second quarter wavelength plate and the optical path axis, and the optical path distance between the two mirrors of the first and second mirrors.
제 1항에 있어서,
상기 제1 미러 또는 상기 제2 미러에 설치되는 압전소자(PZT);를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 펄스광의 분할 또는 결합을 위한 초소형 시간지연 모듈.
The method according to claim 1,
And a piezoelectric element (PZT) provided on the first mirror or the second mirror. The ultra-small time delay module for dividing or coupling pulse light.
제 1항, 제2 항, 제 5항 및 제 6항 중 어느 한 항의 초소형 시간지연 모듈이 구비된 펄스광 분할기.
A pulse light splitter equipped with the ultra-small time delay module of any one of claims 1, 2, 5 and 6.
제 7항에 있어서,
상기 펄스광 분할기의 광원은 펨토초 레이저가 이용되는 것을 특징으로 하는 펄스광 분할기.
8. The method of claim 7,
Wherein the light source of the pulse light splitter is a femtosecond laser.
제 1항, 제2 항, 제 5항 및 제 6항 어느 한 항의 초소형 시간지연 모듈이 구비된 펄스광결합기.
A pulse optical coupler comprising the ultra-small time delay module of any one of claims 1, 2, 5, and 6.
제 9항에 있어서,
상기 펄스광 결합기의 광원은 펨토초 레이저가 이용되는 것을 특징으로 하는 펄스광 결합기.
10. The method of claim 9,
Wherein a femtosecond laser is used as the light source of the pulse optical coupler.
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