KR102076109B1 - 다파장 빔결합 시스템용 광섬유 어레이 구조체 및 이를 이용한 이중회절격자 다파장 빔결합 시스템 - Google Patents

다파장 빔결합 시스템용 광섬유 어레이 구조체 및 이를 이용한 이중회절격자 다파장 빔결합 시스템 Download PDF

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유준상
정민완
이강인
김상인
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고광웅
김동환
조준용
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    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
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    • G02B27/1086—Beam splitting or combining systems operating by diffraction only

Abstract

본 발명은 다파장 빔결합 시스템용 광섬유 어레이 구조체 및 이를 이용한 이중회절격자 다파장 빔결합 시스템에 관한 것으로 기준 파장의 기준빔을 출력하는 기준빔 출력단부와 기준빔과 결합되는 서로 다른 파장의 주변빔을 출력하는 복수의 주변빔 출력단부를 포함하는 결합빔 모듈을 복수의 행 또는 복수의 열로 배치하여 이중 회절격자 빔결합 시스템의 크기를 컴팩트하게 설계할 수 있고, 구조를 단순화하며, 출력되는 복수의 결합빔이 다각형을 이루는 꼭지점에 위치되도록 출력되어 중앙에 빈 공간을 형성하는 결합빔을 간단하게 성형할 수 있어 카세그레인(Cassegrain) 형태의 광집속기의 적용이 가능해지면서 제작과 조립이 용이하고 제작 비용도 저렴한 장점이 있다.

Description

다파장 빔결합 시스템용 광섬유 어레이 구조체 및 이를 이용한 이중회절격자 다파장 빔결합 시스템{FIBER ARRAY STRUCTURE FOR SPECTRAL BEAM COMBINING SYSTEM AND DUAL-GRATING SPECTRAL BEAM COMBINING SYSTEM USING THE SAME}
본 발명은 다파장 빔결합 시스템용 광섬유 어레이 구조체 및 이를 이용한 이중회절격자 다파장 빔결합 시스템에 관한 것으로 더 상세하게는 레이저 모듈의 출력단 배치를 통해 다파장 빔결합 시스템의 크기와 구조를 단순화하는 다파장 빔결합 시스템용 광섬유 어레이 구조체 및 이를 이용한 이중회절격자 다파장 빔결합 시스템에 관한 발명이다.
일반적으로 광섬유 어레이를 이용한 광섬유 레이저빔은 광학 스위칭, 신호처리, 광학 단층촬영, 센싱, 그리고 다파장 빔결합 분야에서 널리 활용되고 있다.
광섬유 레이저빔은 우수한 빔품질을 유지하면서 광섬유 레이저의 출력을 증대하기 위해 빔결합 방식이 널리 활용된다.
특히, 다파장 빔결합을 통한 출력 증대 방식은 그 구성이 간단하면서도 출력 증대가 용이해서 각광을 받고 있다.
다파장 빔결합에는 단일 회절격자를 적용하는 방식과 이중 회절격자를 적용하는 방식 두 가지가 있는데 단일 회절격자를 적용하는 방식은 시스템을 간단하게 구성하는 것이 가능하지만 레이저 모듈의 요구 선폭이 좁아 레이저 모듈의 출력 증대가 어려운 단점이 있다.
반면 이중 회절격자 방식은 대형 회절격자 사용 및 회절격자간 먼 거리 때문에 시스템 복잡도가 높고 크기도 커지는 단점이 있지만 레이저 모듈의 허용 선폭이 넓어 광섬유 레이저 모듈 제작이 용이한 장점이 있다.
이중 회절격자 빔결합 시스템에서 첫번째 회절격자의 크기를 줄이기 위해 동일한 사양의 작은 회절격자를 여러 개 적용하는 방식을 사용하기도 하고 회절격자간 간격을 좁히기 위해 중간에 반사 거울을 적용하기도 하지마나 여전히 시스템 크기와 복잡도 부분에서 문제점이 있었다.
0001)한국 특허등록 제1928406호 '광섬유 레이저 생성장치'(2018.12.06.등록)
본 발명의 목적은 기준 파장의 기준빔을 출력하는 기준빔 출력단부와 다른 파장의 주변빔을 출력하는 복수의 주변빔 출력단부를 포함하는 결합빔 모듈을 복수의 줄 또는 복수의 열로 배치하여 이중 회절격자 빔결합 시스템의 크기를 컴팩트하게 설계할 수 있는 다파장 빔결합 시스템용 광섬유 어레이 구조체 및 이를 이용한 이중회절격자 다파장 빔결합 시스템을 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은 복수의 결합빔이 다각형을 이루도록 배치되거나 원형을 이루도록 배치되어 중앙에 빈 공간을 형성하는 복수의 결합빔을 간단하게 성형할 수 있는 다파장 빔결합 시스템용 광섬유 어레이 구조체 및 이를 이용한 이중회절격자 다파장 빔결합 시스템을 제공하는 데 있다.
상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 다파장 빔결합 시스템용 광섬유 어레이 구조체의 일 실시예는 기준 파장의 기준빔을 출력하는 기준빔 출력단부와 기준빔과 결합되는 서로 다른 파장의 주변빔을 출력하는 복수의 주변빔 출력단부를 포함하는 결합빔 모듈이 복수의 행 또는 복수의 열로 배치되는 것을 특징으로 한다.
상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 이중회절격자 다파장 빔결합 시스템의 일 실시예는 기준 파장의 기준빔을 출력하는 기준빔 출력단부와 서로 다른 파장의 주변빔을 출력하는 복수의 주변빔 출력단부를 포함하는 결합빔 모듈, 상기 결합빔 모듈에서 방출되는 복수의 빔이 통과되어 결합빔을 형성하는 제1회절격자, 제2회절격자를 포함하고, 상기 결합빔 모듈은 복수의 행 또는 복수의 열로 배치되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 상기 결합빔 모듈의 상기 기준빔 출력단부와 복수의 상기 주변빔 출력단부는 한 줄로 위치될 수 있다.
본 발명에서 상기 결합빔 모듈은 상기 기준빔 출력단부의 양 측에 각각 복수의 주변빔 출력단부가 서로 대칭되는 구조로 배치될 수 있다.
본 발명에서 상기 결합빔 모듈은 상기 기준빔 출력단부의 일 측에 하나의 주변빔 출력단부가 위치되고, 타측에 복수의 주변빔 출력단부가 위치될 수 있다.
본 발명에서 상기 결합빔 모듈은 상기 기준빔 출력단부의 타측에 하나의 상기 주변빔 출력단부가 위치되고, 일측에 복수의 주변빔 출력단부가 위치될 수 있다.
본 발명에서 복수의 상기 결합빔 모듈은 각각 상기 기준빔 출력단부가 평면 상에서 다각형의 각 꼭지점에 위치될 수 있다.
본 발명에서 복수의 상기 결합빔 모듈은 다각형의 상부 측에 위치되는 한쌍의 상부 꼭지점에 각각 상기 기준빔 출력단부가 위치되는 제1상부 결합빔 모듈부와 제2상부 결합빔 모듈부, 다각형의 하부 측에 위치되는 한쌍의 하부 꼭지점에 각각 상기 기준빔 출력단부가 위치되는 제1하부 결합빔 모듈부와 제2하부 결합빔 모듈부를 포함할 수 있다.
본 발명에서 복수의 상기 결합빔 모듈은 다각형의 상부과 하부 측 사이에 위치되는 한쌍의 중간 꼭지점에 각각 상기 기준빔 출력단부가 위치되는 제1중간 결합빔 모듈부와 제2중간 결합빔 모듈부를 더 포함할 수 있다.
본 발명에서 상기 제1중간 결합빔 모듈부와 상기 제2중간 결합빔 모듈부는 복수의 행으로 위치되고, 상기 다각형은 팔각형일 수 있다.
본 발명에서 한쌍의 상부 꼭지점 중 일측에 위치되는 상기 제1상부 결합빔 모듈부와 한쌍의 하부 꼭지점 중 일측에 위치되는 상기 제1하부 결합빔 모듈부는 각각 꼭지점에 위치되는 상기 기준빔 출력단부와 상기 기준빔 출력단부를 기준으로 일측 방향으로 위치되는 복수의 주변빔 출력단부를 포함하며, 한쌍의 상부 꼭지점 중 타측에 위치되는 상기 제2상부 결합빔 모듈부와 한쌍의 하부 꼭지점 중 타측에 위치되는 상기 제2하부 결합빔 모듈부는 각각 꼭지점에 위치되는 상기 기준빔 출력단부와 상기 기준빔 출력단부를 기준으로 타측 방향으로 위치되는 복수의 주변빔 출력단부를 포함하고, 상기 제1중간 결합빔 모듈부는 다각형의 일측에 위치된 중간 꼭지점에 위치되는 상기 기준빔 출력단부, 상기 기준빔 출력단부의 타측에 하나의 주변빔 출력단부가 위치되고 상기 기준빔 출력단부의 일 측에 복수의 주변빔 출력단부가 위치되며, 상기 제2중간 결합빔 모듈부는 다각형의 타측에 위치된 중간 꼭지점에 위치되는 상기 기준빔 출력단부, 상기 기준빔 출력단부의 일측에 하나의 상기 주변빔 출력단부가 위치되고 상기 기준빔 출력단부의 타측에 복수의 상기 주변빔 출력단부가 위치될 수 있다.
본 발명에서 상기 기준빔 출력단부를 기준으로 일 측에 위치되는 상기 주변빔 출력단부는 기준빔보다 긴 파장의 주변빔을 출력하고, 상기 기준빔 출력단부를 기준으로 타측에 위치되는 상기 주변빔 출력단부는 기준빔보다 짧은 파장의 주변빔을 출력할 수 있다.
본 발명에서 상기 기준빔 출력단부의 일측에 위치된 복수의 상기 주변빔 출력단부는 상기 기준빔 출력단부에 멀어지는 순서대로 기준빔보다 점차 긴 파장의 주변빔을 출력하고, 상기 기준빔 출력단부의 타측에 위치된 복수의 상기 주변빔 출력단부는 상기 기준빔 출력단부에 멀어지는 순서대로 기준빔보다 점차 짧은 파장의 주변빔을 출력할 수 있다.
본 발명에 따른 다파장 빔결합 시스템용 광섬유 어레이 구조체의 일 실시예 또는 본 발명에 따른 이중회절격자 다파장 빔결합 시스템의 일 실시예는 상기 결합빔 모듈의 출력단이 고정되는 어레이 블럭부재를 더 포함할 수 있다.
본 발명에서 상기 어레이 블럭부재의 출력면에는 상기 결합빔 모듈의 각 출력단에 대응되게 복수의 이격된 마이크로 렌즈부재가 위치될 수 있다.
본 발명에 따른 다파장 빔결합 시스템용 광섬유 어레이 구조체의 일 실시예 또는 본 발명에 따른 이중회절격자 다파장 빔결합 시스템의 일 실시예는 상기 기준빔 출력단부와 상기 주변빔 출력단부에 각각 위치되어 상기 어레이 블럭부재에 장착되는 시준기를 더 포함할 수 있다.
본 발명은 기준 파장의 기준빔을 출력하는 기준빔 출력단부와 다른 파장의 주변빔을 출력하는 복수의 주변빔 출력단부를 포함하는 결합빔 모듈을 복수의 행 또는 복수의 열로 배치하여 이중 회절격자 빔결합 시스템의 크기를 컴팩트하게 설계할 수 있고, 구조를 단순화하는 효과가 있다.
본 발명은 출력되는 복수의 결합빔이 다각형을 이루는 꼭지점에 위치되도록 출력되어 중앙에 빈 공간을 형성하는 결합빔을 간단하게 성형할 수 있어 카세그레인(Cassegrain) 형태의 광집속기의 적용이 가능해지면서 제작과 조립이 용이하고 제작 비용도 저렴한 장점이 있다.
도 1은 본 발명에 따른 다파장 빔결합 시스템용 광섬유 어레이 구조체의 일 실시예를 도시한 도면.
도 2는 도 1의 다파장 빔결합 시스템용 광섬유 어레이 구조체를 이용한 이중회절격자 다파장 빔결합 시스템의 일 실시예를 도시한 도면.
도 3은 본 발명에 따른 다파장 빔결합 시스템용 광섬유 어레이 구조체의 다른 실시예를 도시한 도면.
도 4는 도 3의 다파장 빔결합 시스템용 광섬유 어레이 구조체를 이용한 이중회절격자 다파장 빔결합 시스템의 일 실시예를 도시한 도면.
도 5는 본 발명에 따른 다파장 빔결합 시스템용 광섬유 어레이 구조체의 또 다른 실시예를 도시한 도면.
도 6은 도 5의 다파장 빔결합 시스템용 광섬유 어레이 구조체를 이용한 이중회절격자 다파장 빔결합 시스템의 일 실시예를 도시한 도면.
도 7은 일반적인 빔결합 시스템용 광섬유 어레이 구조체를 도시한 도면.
도 8은 도 7의 빔결합 시스템용 광섬유 어레이 구조체를 이용한 이중회절격자 다파장 빔결합 시스템의 일 실시예를 도시한 도면.
도 9는 단일 및 이중 회절격자 적용 다파장 빔결합 시스템의 출사빔의 빔품질을 나타낸 그래프.
도 10은 레이저 빔 간격별 회절격자 간격과 30 채널 가정에 따른 첫 번째 회절격자 최소 요구폭을 나타낸 그래프.
도 11은 본 발명에 따른 다파장 빔결합 시스템용 광섬유 어레이 구조체에서 중앙에 빈 공간을 형성하는 복수의 결합빔을 형성하는 다른 실시예를 도시한 도면.
도 12는 도 11에서 각 출력단부 위치별 파장을 나타낸 그래프
도 13은 본 발명에 따른 다파장 빔결합 시스템용 광섬유 어레이 구조체에서 중앙에 빈 공간을 형성하는 복수의 결합빔을 형성하는 일 실시예를 도시한 도면.
도 14는 본 발명에 따른 다파장 빔결합 시스템용 광섬유 어레이 구조체의 또 다른 실시예를 도시한 사시도.
도 15은 도 14의 다파장 빔결합 시스템용 광섬유 어레이 구조체를 이용한 이중회절격자 다파장 빔결합 시스템을 도시한 도면.
본 발명을 더욱 상세히 설명한다.
본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 본 발명의 상세한 설명에 앞서, 이하에서 설명되는 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니된다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도 1은 본 발명에 따른 다파장 빔결합 시스템용 광섬유 어레이 구조체의 일 실시예를 도시한 도면이고, 도 2는 도 1의 다파장 빔결합 시스템용 광섬유 어레이 구조체를 이용한 이중회절격자 다파장 빔결합 시스템의 일 실시예를 도시한 도면이며, 도 3은 본 발명에 따른 다파장 빔결합 시스템용 광섬유 어레이 구조체의 다른 실시예를 도시한 도면이고, 도 4는 도 3의 다파장 빔결합 시스템용 광섬유 어레이 구조체를 이용한 이중회절격자 다파장 빔결합 시스템의 일 실시예를 도시한 도면이며, 도 5는 본 발명에 따른 다파장 빔결합 시스템용 광섬유 어레이 구조체의 또 다른 실시예를 도시한 도면이고, 도 6은 도 5의 다파장 빔결합 시스템용 광섬유 어레이 구조체를 이용한 이중회절격자 다파장 빔결합 시스템의 일 실시예를 도시한 도면이다.
도 1 내지 도 6을 참고하면 본 발명에 따른 다파장 빔결합 시스템용 광섬유 어레이 구조체는 기준 파장의 기준빔을 출력하는 기준빔 출력단부(100)와 기준빔과 결합되는 서로 다른 파장의 주변빔을 출력하는 복수의 주변빔 출력단부(200)를 포함하는 결합빔 모듈(10)을 복수의 행 또는 복수의 열로 배치한다.
결합빔 모듈(10)의 기준빔 출력단부(100)와 복수의 주변빔 출력단부(200)는 한 줄로 위치된다.
그리고, 복수의 주변빔 출력단부(200)는 각각 서로 다른 파장을 가지는 주변빔을 출력한다.
기준빔 출력단부(100)는 기준 파장의 기준빔을 출력하고, 복수의 주변빔 출력단부(200)는 기준빔과 결합되어 하나의 결합빔을 형성하는 서로 다른 파장을 가지는 주변빔을 출력한다.
기준빔 출력단부(100)에서 출력되는 기준빔과 복수의 주변빔 출력단부(200)에서 출력되는 복수의 주변빔은 제1회절격자(20)와 제2회절격자(30)를 통과하면서 하나의 빔으로 결합되어 결합빔을 형성한다.
복수의 주변빔 출력단부(200)는 기준빔 출력단부(100)와 근접한 순서대로 점차 긴 파장을 가지는 주변빔을 출력하는 것을 일 예로 한다.
또한, 복수의 주변빔 출력단부(200)는 타측에서 일측방향으로 순서대로 기준빔 출력단부(100)와 점차 긴파장을 가지는 주변빔을 출력하거나, 일측에서 타측 방향으로 기준빔 출력단부(100)와 멀어질수록 점차 작은 파장을 가지는 주변빔을 출력하는 것을 다른 예로 한다.
더 상세하게 도 1 및 도 2를 참고하면 기준 파장의 기준빔을 출력하는 기준빔 출력단부(100)와 기준빔과 결합되는 서로 다른 파장의 주변빔을 출력하는 복수의 주변빔 출력단부(200)를 포함하는 결합빔 모듈(10)을 복수의 행으로 배치한 예이다.
그리고, 제1행의 결합빔 모듈(10)과 제2행의 결합빔 모듈(10)은 각각 기준빔 출력단부(100)의 양 측에 각각 복수의 주변빔 출력단부(200)가 위치되고, 서로 대칭되는 구조로 배치된다.
제1행의 결합빔 모듈(10)에서 복수의 주변빔 출력단부(200)와 제2행의 결합빔 모듈(10)에서 복수의 주변빔 출력단부(200)는 각각 대응되는 파장의 주변빔을 출력하는 것을 일 예로 한다.
또한, 기준빔 출력단부(100)의 일측에 위치된 복수의 주변빔 출력단부(200)는 기준빔 출력단부(100)에 멀어지는 순서대로 기준빔보다 점차 긴 파장의 주변빔을 출력하고, 기준빔 출력단부(100)의 타측에 위치된 복수의 주변빔 출력단부(200)는 기준빔 출력단부(100)에 멀어지는 순서대로 기준빔보다 점차 짧은 파장의 주변빔을 출력한다.
일 예로, 기준빔 출력단부(100)의 양측에 각각 5개의 주변빔 출력 광섬유 부재가 위치되는 경우 기준빔 출력단부(100)의 일측에서 첫번째 주변빔 출력단부(200)는 기준빔의 기준 파장보다는 긴 파장의 제1주변빔을 출력하고, 두번째 주변빔 출력단부(200)는 제1주변빔보다 긴 파장의 제2주변빔을 출력하고, 세번째 주변빔 출력단부(200)는 제2주변빔의 파장보다 긴 파장의 제3주변빔을 출력하고,네번째 주변빔 출력단부(200)는 제3주변빔의 파장보다 긴 파장의 제4주변빔을 출력하고, 다섯번째 주변빔 출력단부(200)는 제4주변빔의 파장보다 긴 파장의 제5주변빔을 출력한다.
또한, 기준빔 출력단부(100)의 타측에서 첫번째 주변빔 출력단부(200)의 파장은 기준 파장보다는 짧은 파장이고, 첫번째 주변빔 출력단부(200)는 기준빔의 기준 파장보다는 짧은 파장의 제6주변빔을 출력하고, 두번째 주변빔 출력단부(200)는 제1주변빔보다 짧은 파장의 제7주변빔을 출력하고, 세번째 주변빔 출력단부(200)는 제2주변빔의 파장보다 짧은 파장의 제8주변빔을 출력하고, 네번째 주변빔 출력단부(200)는 제3주변빔의 파장보다 짧은 파장의 제9주변빔을 출력하고, 다섯번째 주변빔 출력단부(200)는 제4주변빔의 파장보다 짧은 파장의 제10주변빔을 출력한다.
제1행의 결합빔 모듈(10)과 제2행의 결합빔 모듈(10)은 각각 하나의 기준빔과 복수의 주변빔을 출력하고, 이는 제1회절격자(20)와 제2회절격자(30)를 통과하면서 하나의 빔으로 결합되어 수직 방향으로 나란한 한쌍의 결합빔 즉, yz 평면상에서 나란한 한쌍의 결합빔을 출력할 수 있다.
더 상세하게 도 3 및 도 4를 참고하면 기준 파장의 기준빔을 출력하는 기준빔 출력단부(100)와 기준빔과 결합되는 서로 다른 파장의 주변빔을 출력하는 복수의 주변빔 출력단부(200)를 포함하는 결합빔 모듈(10)을 복수의 열로 배치한 예이다.
그리고, 제1열의 결합빔 모듈(10)과 제2열의 결합빔 모듈(10)은 가로 방향으로 이격되게 위치되어 즉, 주변빔 출력단부(200)의 배치 방향으로 이격되게 위치되고, 각각 기준빔 출력단부(100)의 일 측에 하나의 주변빔 출력단부(200)가 위치되고, 타측에 복수의 주변빔 출력단부(200)가 위치될 수 있다.
제1열의 결합빔 모듈(10)과 제2열의 결합빔 모듈(10)은 각각 기준빔 출력단부(100)의 일측에 하나의 주변빔 출력단부(200)가 위치되고, 타측에 복수의 주변빔 출력단부(200)가 위치될 수 있다.
기준빔 출력단부(100)의 일측에 위치되는 하나의 주변빔 출력단부(200)는 기준빔 출력단부(100)보다 긴 파장의 주변빔을 출력하며 기준빔 출력단부(100)의 타측에 위치되는 복수의 기준빔 출력단부(100)는 기준빔 출력단부(100)보다 짧은 파장의 주변빔을 출력하며 기준빔 출력단부(100)에 떨어진 순서대로 기준빔보다 점차 짧은 파장의 주변빔을 출력한다.
즉, 기준빔 출력단부(100)의 타측에 5개의 주변빔 출력 광섬유 부재가 위치되는 경우 또한, 기준빔 출력단부(100)의 타측에서 첫번째 주변빔 출력단부(200)는 기준빔의 기준 파장보다는 짧은 파장의 주변빔을 출력하고, 두번째 주변빔 출력단부(200)는 첫번째 주변빔 출력단부(200)의 주변빔보다 짧은 파장의 주변빔을 출력하고, 세번째 주변빔 출력단부(200)는 두번째 주변빔 출력단부(200)의 주변빔보다 파장보다 짧은 파장의 주변빔을 출력하고, 네번째 주변빔 출력단부(200)는 세번째 주변빔 출력단부(200)의 주변빔보다 짧은 파장의 주변빔을 출력하고, 다섯번째 주변빔 출력단부(200)는 네번째 주변빔 출력단부(200)의 주변빔보다짧은 파장의 주변빔을 출력한다.
제1행의 결합빔 모듈(10)과 제2행의 결합빔 모듈(10)은 각각 하나의 기준빔과 복수의 주변빔을 출력하고, 이는 제1회절격자(20)와 제2회절격자(30)를 통과하면서 하나의 빔으로 결합되어 수평 방향으로 나란한 한쌍의 결합빔 즉, xz 평면상에서 나란한 한쌍의 결합빔을 출력할 수 있다.
더 상세하게 도 5 및 도 6을 참고하면 기준 파장의 기준빔을 출력하는 기준빔 출력단부(100)와 기준빔과 결합되는 서로 다른 파장의 주변빔을 출력하는 복수의 주변빔 출력단부(200)를 포함하는 결합빔 모듈(10)을 복수의 열로 배치한 다른 예이다.
제1열의 결합빔 모듈(10)은 기준빔 출력단부(100)의 일측에 하나의 주변빔 출력단부(200)가 위치되고, 타측에 복수의 주변빔 출력단부(200)가 위치될 수 있다.
또한, 제2열의 결합빔 모듈(10)은 기준빔 출력단부(100)의 타측에 하나의 주변빔 출력단부(200)가 위치되고, 일측에 복수의 주변빔 출력단부(200)가 위치될 수 있다.
제1열의 결합빔 모듈(10)에서 기준빔 출력단부(100)의 일측에 위치되는 하나의 주변빔 출력단부(200)는 기준빔 출력단부(100)보다 긴 파장의 주변빔을 출력하며 기준빔 출력단부(100)의 타측에 위치되는 복수의 기준빔 출력단부(100)는 기준빔 출력단부(100)보다 짧은 파장의 주변빔을 출력하며 기준빔 출력단부(100)에 떨어진 순서대로 기준빔보다 점차 짧은 파장의 주변빔을 출력한다.
즉, 기준빔 출력단부(100)의 타측에 5개의 주변빔 출력 광섬유 부재가 위치되는 경우 또한, 기준빔 출력단부(100)의 타측에서 첫번째 주변빔 출력단부(200)는 기준빔의 기준 파장보다는 짧은 파장의 주변빔을 출력하고, 두번째 주변빔 출력단부(200)는 첫번째 주변빔 출력단부(200)의 주변빔보다 짧은 파장의 주변빔을 출력하고, 세번째 주변빔 출력단부(200)는 두번째 주변빔 출력단부(200)의 주변빔보다 파장보다 짧은 파장의 주변빔을 출력하고, 네번째 주변빔 출력단부(200)는 세번째 주변빔 출력단부(200)의 주변빔보다 짧은 파장의 주변빔을 출력하고, 다섯번째 주변빔 출력단부(200)는 네번째 주변빔 출력단부(200)의 주변빔보다짧은 파장의 주변빔을 출력한다.
또한, 제2열의 결합빔 모듈(10)에서 기준빔 출력단부(100)의 타측에 위치되는 하나의 주변빔 출력단부(200)는 기준빔 출력단부(100)보다 짧은 파장의 주변빔을 출력하며 기준빔 출력단부(100)의 일측에 위치되는 복수의 기준빔 출력단부(100)는 기준빔 출력단부(100)보다 긴 파장을 가지는 주변빔을 출력하며 기준빔 출력단부(100)에 멀어지는 순서대로 기준빔보다 점차 긴 파장의 주변빔을 출력한다.
즉, 기준빔 출력단부(100)의 일측에 5개의 주변빔 출력 광섬유 부재가 위치되는 경우 또한, 기준빔 출력단부(100)의 일측에서 첫번째 주변빔 출력단부(200)의 파장은 기준 파장보다는 긴 파장의 주변빔을 출력하고, 두번째 주변빔 출력단부(200)는 첫번째 주변빔 출력단부(200)의 주변빔보다 긴 파장의 주변빔을 출력하고, 세번째 주변빔 출력단부(200)는 두번째 주변빔 출력단부(200)의 주변빔보다 파장보다 긴 파장의 주변빔을 출력하고, 네번째 주변빔 출력단부(200)는 세번째 주변빔 출력단부(200)의 주변빔보다 긴 파장의 주변빔을 출력하고, 다섯번째 주변빔 출력단부(200)는 네번째 주변빔 출력단부(200)의 주변빔보다 긴 파장의 주변빔을 출력한다.
제1행의 결합빔 모듈(10)과 제2행의 결합빔 모듈(10)은 각각 하나의 기준빔과 복수의 주변빔을 출력하고, 이는 제1회절격자(20)와 제2회절격자(30)를 통과하면서 하나의 빔으로 결합되어 수평 방향으로 나란한 한쌍의 결합빔 즉, xz 평면상에서 나란한 한쌍의 결합빔을 출력할 수 있다.
한편, 도 7은 일반적인 빔결합 시스템용 광섬유 어레이 구조체를 도시한 도면이고, 도 8은 도 7의 빔결합 시스템용 광섬유 어레이 구조체를를 이용한 이중회절격자 다파장 빔결합 시스템의 일 실시예를 도시한 도면이다.
도 7 및 도 8을 참고하면 일반적인 빔결합 시스템용 광섬유 어레이 구조체에서 레이저 모듈의 출력단을 형성하는 빔 출력 광섬유는 1열로배치되며 제1회절격자(20)와 제2회절격자(30) 이후에 기준 파장에 해당하는 빔으로 결합된다.
도 7의 (b)는 출사되는 결합빔의 형상을 나타내며, 도 8을 참고할 때 레이저 모듈의 채널 개수 증대와 시준빔의 크기에 따라 첫 번째 회절격자의 폭은 증가하게 됨을 알 수 있다.
도 9는 단일 및 이중 회절격자 적용 다파장 빔결합 시스템의 출사빔의 빔품질을 나타낸 그래프이고, 도 9를 참고하면 단일 회절격자의 경우 레이저 모듈의 선폭이 늘어남에 따라 빔품질 급격히 나빠지는 반면 이중 회절격자의 경우 선폭이 증대하여도 빔품질 저하가 서서히 진행되는 것을 확인할 수 있다.
때문에 이중 회절격자를 적용할 경우 레이저 선폭을 수십 GHz 이상으로 적용할 수 있어 레이저 빔의 출력 증대가 용이하다.
도 10은 레이저 빔 간격별 회절격자 간격과 30 채널 가정에 따른 첫 번째 회절격자 최소 요구폭을 나타낸 그래프이다.
도 10을 참고하면 레이저 출력과 시준기 하우징 크기를 고려해 빔간격을 20mm로 가정할 경우 회절격자 간격은 4.44m이고 첫 번째 회절격자 최소 요구 폭은 1552mm이다.
이 경우 회절격자간 간견이 너무 커서 반사거울을 사용해서 광경로를 접어 시스템 크기를 줄일 필요가 있으며 회절격자를 원하는 폭에 맞게 제작하는 것은 거의 불가능해서 빔결합 시스템을 구성하기 위해서는 첫 번째 회절격자를 동일한 사양의 여러 개의 작은 회절격자로 대체해야 한다.
도 11은 본 발명에 따른 다파장 빔결합 시스템용 광섬유 어레이 구조체에서 중앙에 빈 공간을 형성하는 복수의 결합빔을 형성하는 일 실시예를 도시한 도면이고, 도 12는 도 11에서 각 출력단부 위치별 파장을 나타낸 그래프이다.
도 11을 참고하면 기준 파장의 기준빔을 출력하는 기준빔 출력단부(100)와 기준빔과 결합되는 서로 다른 파장의 주변빔을 출력하는 복수의 주변빔 출력단부(200)를 포함하는 복수의 결합빔 모듈(10)은 기준빔 출력단부(100)가 평면 상에서 다각형의 각 꼭지점에 위치되어 각 기준빔 출력단부(100)의 중심을 직선으로 연결할 때 다각형을 형성하도록 배치되어 중앙에 빈 공간을 형성하는 결합빔이 간단하게 성형된다.
이렇게 중앙에 빈 공간을 형성하는 복수의 결합빔 형태는 카세그레인(Cassegrain) 형태의 광집속기의 적용이 가능한 것이다.
도 11의 (a)는 본 발명에 따른 다파장 빔결합 시스템용 광섬유 어레이 구조체에서 복수의 결합빔 모듈(10)에 대한 실시예이고, 도 11의 (b)는 본 발명에 따른 다파장 빔결합 시스템용 광섬유 어레이 구조체에서 출력되어 이중회절격자 다파장 빔결합 시스템을 통해 출력되는 즉, 제1회절격자(20)와 제2회절격자(30)를 통과한 출력되는 복수의 결합빔의 형태를 도시한 것이다.
즉, 각 결합빔 모듈(10)에서 출력되어 제1회전격자와 제2회전격자를 거쳐 출력되는 복수의 결합빔은 평면 상에서 다각형의 각 꼭지점에 위치되어 각 중심을 각 중심을 직선으로 연결할 때 다각형을 형성하면서 중앙에 기설정된 크기 이상의 빈 공간을 형성할 수 있다.
본 발명에 따른 다파장 빔결합 시스템용 광섬유 어레이 구조체 및 이중회절격자 다파장 빔결합 시스템은 평면 상에서 정팔각형의 각 꼭지점에 위치되는 결합빔을 출력하도록 구성되는 것을 일 예로 한다.
더 상세하게 복수의 결합빔 모듈(10)은 다각형의 상부 측에 위치되는 한쌍의 상부 꼭지점에 각각 기준빔 출력단부(100)가 위치되는 제1상부 결합빔 모듈부(11)와 제2상부 결합빔 모듈부(12), 다각형의 하부 측에 위치되는 한쌍의 하부 꼭지점에 각각 기준빔 출력단부(100)가 위치되는 제1하부 결합빔 모듈부(13)와 제2하부 결합빔 모듈부(14)를 포함할 수 있다.
또한, 복수의 결합빔 모듈(10)은 다각형의 상부과 하부 측 사이에 위치되는 한쌍의 중간 꼭지점에 각각 기준빔 출력단부(100)가 위치되는 제1중간 결합빔 모듈부(15)와 제2중간 결합빔 모듈부(16)를 더 포함할 수 있다.
제1중간 결합빔 모듈부(15)와 제2중간 결합빔 모듈부(16)는 복수의 행으로 위치될 수 있다.
즉, 정팔각형의 각 꼭지점에 위치되는 결합빔을 출력하는 경우 제1중간 결합빔 모듈부(15)와 제2중간 결합빔 모듈부(16)는 한쌍의 상부 꼭지점과 한쌍의 상부 꼭지점의 사이에 위치되는 2쌍의 중간 꼭지점에 각각 기준빔 출력 광섬유가 위치되도록 위치된다.
그리고, 제1중간 결합빔 모듈부(15)와 제2중간 결합빔 모듈부(16)는 2쌍의 꼭지점 사이에서 한행 더 위치될 수 있다.
한편, 제1상부 결합빔 모듈부(11)와 제1하부 결합빔 모듈부(13)는 동일한 파장 조합을 가지며, 제2상부 결합빔 모듈부(12)와 제2하부 결합빔 모듈부(14)는 동일한 파장 조합을 가진다.
또한, 복수의 행으로 위치될 수 있는 각 제1중간 결합빔 모듈부(15)는 동일한 파장 조합을 가지며, 복수의 행으로 위치될 수 있는 각 제2중간 결합빔 모듈부(16)는 동일한 파장 조합을 가진다.
제1중간 결합빔 모듈부(15)는 다각형에서 일측에 복수의 행으로 위치되고, 제2중간 결합빔 모듈부(16)는 다각형에서 타측에서 복수의 행으로 위치된다.
한쌍의 상부 꼭지점 중 일측에 위치되는 제1상부 결합빔 모듈부(11)와 한쌍의 하부 꼭지점 중 일측에 위치되는 제1하부 결합빔 모듈부(13)는 각각 꼭지점에 위치되는 기준빔 출력단부(100)와 기준빔 출력단부(100)를 기준으로 일측 방향으로 위치되는 복수의 주변빔 출력단부(200)를 포함한다.
또한, 한쌍의 상부 꼭지점 중 타측에 위치되는 제2상부 결합빔 모듈부(12)와 한쌍의 하부 꼭지점 중 타측에 위치되는 제2하부 결합빔 모듈부(14)는 각각 꼭지점에 위치되는 기준빔 출력단부(100)와 기준빔 출력단부(100)를 기준으로 타측 방향으로 위치되는 복수의 주변빔 출력단부(200)를 포함한다.
또한, 제1중간 결합빔 모듈부(15)는 다각형의 일측에 위치된 중간 꼭지점에 위치되는 기준빔 출력단부(100), 기준빔 출력단부(100)의 타측에 하나의 주변빔 출력단부(200)가 위치되고 기준빔 출력단부(100)의 일 측에 복수의 주변빔 출력단부(200)가 위치될 수 있다.
또한, 제2중간 결합빔 모듈부(16)는 다각형의 타측에 위치된 중간 꼭지점에 위치되는 기준빔 출력단부(100), 기준빔 출력단부(100)의 일측에 하나의 주변빔 출력단부(200)가 위치되고 기준빔 출력단부(100)의 타측에 복수의 주변빔 출력단부(200)가 한행으로 위치될 수 있다.
기준빔 출력단부(100)를 기준으로 일 측에 위치되는 주변빔 출력단부(200)는 기준빔보다 긴 파장의 주변빔을 출력하고, 기준빔 출력단부(100)를 기준으로 타측에 위치되는 주변빔 출력단부(200)는 기준빔보다 짧은 파장의 주변빔을 출력한다.
그리고, 일측 방향으로 위치되는 복수의 주변빔 출력단부(200)는 기준빔 출력단부(100)에 멀어지는 순서대로 기준빔보다 점차 긴 파장의 주변빔을 출력한다.
또한, 타측 방향으로 위치되는 복수의 주변빔 출력단부(200)는 기준빔 출력단부(100)에 멀어지는 순서대로 기준빔보다 점차 짧은 파장의 주변빔을 출력한다.
도 11의 (a)와 같이 복수의 결합 모듈이 배치된 다파장 빔결합 시스템용 광섬유 어레이 구조체가 적용된 본 발명에 따른 이중회절격자 다파장 빔결합 시스템에서 제1회절격자(20)와 제2회절격자(30)를 통과한 후 결합빔은 도 11의 (b)와 같이 각 기준빔 출력 위치와 대응되게 위치된다.
즉, 제1상부 결합빔 모듈부(11) 및 제1하부 결합빔 모듈부(13), 제2상부 결합빔 모듈부(12) 및 제2하부 결합빔 모듈부(14), 3행의 제1중간 결합빔 모듈부(15) 및 3행의 제2중간 결합빔 모듈부(16)에서 각각 출력되는 기준빔과 복수의 주변빔은 제1회절격자(20)와 제2회절격자(30)를 통과하면서 각각의 기준빔 출력단의 위치에서 결합되어 각 결합빔은 각 기준빔 출력 위치와 대응되게 출력됨을 확인한다.
한편, 도 13은 본 발명에 따른 다파장 빔결합 시스템용 광섬유 어레이 구조체에서 중앙에 빈 공간을 형성하는 복수의 결합빔을 형성하는 다른 실시예를 도시한 도면이고, 도 13의 (a) 내지 (c)는 각각 정팔각형을 형성하는 여덟개의 꼭지점에 각각 기준빔 출력단부(100)가 위치되어 최종 출력되는 복수의 결합빔이 정팔각형을 형성하는 여덟개의 꼭지점에 각각 위치되게 출력되는 예를 도시하고 있다.
도 13의 (a) 내지 (c)에서 결합빔 모듈(10)은 모두 가로 방향의 4개 줄로 구성되었고, 제1회절격자(20)와 제2회절격자(30)를 최종 결합된 빔의 형상은 기준 파장의 배치 형태와 같기 때문에 모두 동일한 구조를 갖는다.
도 13의 (a) 내지 (c)에서 본 발명에 따른 다파장 빔결합 시스템용 광섬유 어레이 구조체는 서로 동일한 파장 조합을 가지는 제1상부 결합빔 모듈부(11) 및 제1하부 결합빔 모듈부(13), 서로 동일한 파장 조합을 가지는 제2상부 결합빔 모듈부(12) 및 제2하부 결합빔 모듈부(14), 서로 동일한 파장 조합을 가지는 2행의 제1중간 결합빔 모듈부(15), 서로 동일한 파장 조합을 가지는 2행의 제2중간 결합빔 모듈부(16)를 포함한다.
더 상세하게 도 13의 (a)에서 본 발명에 따른 다파장 빔결합 시스템용 광섬유 어레이 구조체는 총 48개의 레이저 모듈로 구성된 조합이고, 제1상부 결합빔 모듈부(11) 및 제1하부 결합빔 모듈부(13), 제2상부 결합빔 모듈부(12) 및 제2하부 결합빔 모듈부(14), 제1중간 결합빔 모듈부(15) 및 제2중간 결합빔 모듈부(16)는 각각 1개의 기준빔 출력단과 5개의 주변빔 출력단을 포함하며, 각 기준빔 출력단의 위치에서 5개의 주변빔이 결합된 결합빔이 출력됨을 밝혀둔다.
이 경우 필요한 빔의 파장 종류는 11종임을 밝혀둔다.
도 13의 (b)에서 본 발명에 따른 다파장 빔결합 시스템용 광섬유 어레이 구조체는 총 32개의 레이저 모듈로 구성된 조합이고, 제1상부 결합빔 모듈부(11) 및 제1하부 결합빔 모듈부(13), 제2상부 결합빔 모듈부(12) 및 제2하부 결합빔 모듈, 제1중간 결합빔 모듈부(15) 및 제2중간 결합빔 모듈부(16)는 각각 1개의 기준빔 출력단과 5개의 주변빔 출력단을 포함하며, 각 기준빔 출력단의 위치에서 3개의 주변빔이 결합된 결합빔이 출력됨을 밝혀둔다.
이경우 필요한 빔의 파장 종류는 7종임을 밝혀둔다.
도 13의 (c)에서 본 발명에 따른 다파장 빔결합 시스템용 광섬유 어레이 구조체는 총 24개의 레이저 모듈로 구성된 조합이고, 제1상부 결합빔 모듈부(11) 및 제1하부 결합빔 모듈부(13), 제2상부 결합빔 모듈부(12) 및 제2하부 결합빔 모듈부(14), 제1중간 결합빔 모듈부(15) 및 제2중간 결합빔 모듈부(16)는 각각 1개의 기준빔 출력단과 5개의 주변빔 출력단을 포함하며, 각 기준빔 출력단의 위치에서 3개의 주변빔이 결합된 결합빔이 출력됨을 밝혀둔다.
이경우 필요한 빔의 파장 종류는 5종임을 밝혀둔다.
도 14는 본 발명에 따른 다파장 빔결합 시스템용 광섬유 어레이 구조체의 또 다른 실시예를 도시한 사시도이고, 도 15은 도 14의 다파장 빔결합 시스템용 광섬유 어레이 구조체를 이용한 이중회절격자 다파장 빔결합 시스템을 도시한 도면이다.
도 14를 참고하면 본 발명에 따른 다파장 빔결합 시스템용 광섬유 어레이 구조체는 복수의 행 또는 복수의 열로 구성되는 결합빔 모듈(10)의 출력단이 고정되는 어레이 블럭부재(300)를 더 포함할 수 있다.
그리고, 어레이 블럭부재(300)의 출력면에는 복수의 이격된 마이크로 렌즈부(500)가 위치될 수 있다.
마이크로 렌즈부(500)는 결합빔 모듈(10)의 출력단 개수에 대응되는 개수를 가지며 각 출력단에 대응되게 위치된다.
마이크로 렌즈부(500)는 시준빔 또는 발산각이 완화된 빔을 생성할 수 있도록한다.
어레이 블럭부재(300)는 어레이 블럭부재(300)는 유리 등과 같이 레이저 빔을 투과시킬 수 있고, 레이저 빔의 파장에 대해 흡수가 적은 공지의 재질로 제조되며 더 상세함 설명은 생략함을 밝혀둔다.
또한, 본 발명에 따른 다파장 빔결합 시스템용 광섬유 어레이 구조체는 기준빔 출력단부(100)와 주변빔 출력단부(200)에 각각 위치되어 어레이 블럭부재(300)에 장착되는 시준기(400)를 더 포함할 수 있다.
도 15를 참고하면 본 발명에 따른 다파장 빔결합 시스템용 광섬유 어레이 구조체를 이용한 이중회절격자 다파장 빔결합 시스템은 기준 파장의 기준빔을 출력하는 기준빔 출력단부(100)와 서로 다른 파장의 주변빔을 출력하는 복수의 주변빔 출력단부(200)를 포함하는 결합빔 모듈(10), 결합빔 모듈(10)에서 방출되는 복수의 빔을 하나의 결합빔으로 형성하는 제1회절격자(20), 제2회절격자(30)를 포함하고, 복수의 결합빔 모듈(10)은 복수 열 또는 복수의 행으로 배치될 수 있다.
또한, 복수의 결합빔 모듈(10)은 각 기준빔 출력단부(100)가 평면 상에서 다각형의 각 꼭지점에 위치되어 중앙에 빈 공간을 형성하는 결합빔을 간단하게 성형할 수 있음을 확인한다.
도시되지 않았지만 결합빔 모듈(10)의 각 출력단 즉, 기준빔 출력단 및 주변빔 출력단은 레이저 빔을 출력하는 레이저 출력부(미도시)와 연결되고, 레이저 출력부는 출력단 즉, 광섬유를 통해 레이저 빔을 출력하는 공지의 구성으로 더 상세한 설명은 생략함을 밝혀둔다.
본 발명은 기준 파장의 기준빔을 출력하는 기준빔 출력단부(100)와 다른 파장의 주변빔을 출력하는 복수의 주변빔 출력단부(200)를 포함하는 결합빔 모듈(10)을 복수의 행 또는 복수의 열로 배치하여 이중 회절격자 빔결합 시스템의 크기를 컴팩트하게 설계할 수 있고, 구조를 단순화한다.
본 발명은 출력되는 복수의 결합빔이 다각형을 이루는 꼭지점에 위치되도록 출력되어 중앙에 빈 공간을 형성하는 결합빔을 간단하게 성형할 수 있어 카세그레인(Cassegrain) 형태의 광집속기의 적용이 가능해지면서 제작과 조립이 용이하고 제작 비용도 저렴한 장점이 있다.
본 발명은 상기한 실시 예에 한정되는 것이 아니라, 본 발명의 요지에 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 변경하여 실시할 수 있으며 이는 본 발명의 구성에 포함됨을 밝혀둔다.
10 : 결합빔 모듈 11 : 제1상부 결합빔 모듈부
12 : 제2상부 결합빔 모듈부 13 : 제1하부 결합빔 모듈부
14 : 제2하부 결합빔 모듈부 15 : 제1중간 결합빔 모듈부
16 : 제2중간 결합빔 모듈부 20 : 제1회절격자
30 : 제2회절격자 100 : 기준빔 출력단부
200 : 주변빔 출력단부 300 : 어레이 블럭부재
400 : 시준기 500 : 마이크로 렌즈부

Claims (28)

  1. 기준 파장의 기준빔을 출력하는 기준빔 출력단부와 기준빔과 결합되는 서로 다른 파장의 주변빔을 출력하는 복수의 주변빔 출력단부를 포함하는 결합빔 모듈이 복수의 행 또는 복수의 열로 배치되되,
    상기 결합빔 모듈은 상기 기준빔 출력단부의 양 측에 각각 복수의 주변빔 출력단부가 서로 대칭되는 구조로 배치되는 것을 특징으로 하는 다파장 빔결합 시스템용 광섬유 어레이 구조체.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 기준 파장의 기준빔을 출력하는 기준빔 출력단부와 기준빔과 결합되는 서로 다른 파장의 주변빔을 출력하는 복수의 주변빔 출력단부를 포함하는 결합빔 모듈이 복수의 행 또는 복수의 열로 배치되되,
    상기 결합빔 모듈은 상기 기준빔 출력단부의 일 측에 하나의 주변빔 출력단부가 위치되고, 타측에 복수의 주변빔 출력단부가 위치되는 것을 특징으로 하는 다파장 빔결합 시스템용 광섬유 어레이 구조체.
  5. 기준 파장의 기준빔을 출력하는 기준빔 출력단부와 기준빔과 결합되는 서로 다른 파장의 주변빔을 출력하는 복수의 주변빔 출력단부를 포함하는 결합빔 모듈이 복수의 행 또는 복수의 열로 배치되되,
    상기 결합빔 모듈은 상기 기준빔 출력단부의 타측에 하나의 상기 주변빔 출력단부가 위치되고, 일측에 복수의 주변빔 출력단부가 위치되는 것을 특징으로 하는 다파장 빔결합 시스템용 광섬유 어레이 구조체.
  6. 기준 파장의 기준빔을 출력하는 기준빔 출력단부와 기준빔과 결합되는 서로 다른 파장의 주변빔을 출력하는 복수의 주변빔 출력단부를 포함하는 결합빔 모듈이 복수의 행 또는 복수의 열로 배치되되,
    복수의 상기 결합빔 모듈은 각각 상기 기준빔 출력단부가 평면 상에서 다각형의 각 꼭지점에 위치되는 것을 특징으로 하는 다파장 빔결합 시스템용 광섬유 어레이 구조체.
  7. 청구항 6에 있어서,
    복수의 상기 결합빔 모듈은,
    다각형의 상부 측에 위치되는 한쌍의 상부 꼭지점에 각각 상기 기준빔 출력단부가 위치되는 제1상부 결합빔 모듈부와 제2상부 결합빔 모듈부;
    다각형의 하부 측에 위치되는 한쌍의 하부 꼭지점에 각각 상기 기준빔 출력단부가 위치되는 제1하부 결합빔 모듈부와 제2하부 결합빔 모듈부를 포함하는 것을 특징으로 하는 다파장 빔결합 시스템용 광섬유 어레이 구조체.
  8. 청구항 7에 있어서,
    복수의 상기 결합빔 모듈은 다각형의 상부과 하부 측 사이에 위치되는 한쌍의 중간 꼭지점에 각각 상기 기준빔 출력단부가 위치되는 제1중간 결합빔 모듈부와 제2중간 결합빔 모듈부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다파장 빔결합 시스템용 광섬유 어레이 구조체.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 제1중간 결합빔 모듈부와 상기 제2중간 결합빔 모듈부는 복수의 행으로 위치되고,
    상기 다각형은 팔각형인 것을 특징으로 하는 다파장 빔결합 시스템용 광섬유 어레이 구조체.
  10. 청구항 8에 있어서,
    한쌍의 상부 꼭지점 중 일측에 위치되는 상기 제1상부 결합빔 모듈부와 한쌍의 하부 꼭지점 중 일측에 위치되는 상기 제1하부 결합빔 모듈부는 각각 꼭지점에 위치되는 상기 기준빔 출력단부와 상기 기준빔 출력단부를 기준으로 일측 방향으로 위치되는 복수의 주변빔 출력단부를 포함하며,
    한쌍의 상부 꼭지점 중 타측에 위치되는 상기 제2상부 결합빔 모듈부와 한쌍의 하부 꼭지점 중 타측에 위치되는 상기 제2하부 결합빔 모듈부는 각각 꼭지점에 위치되는 상기 기준빔 출력단부와 상기 기준빔 출력단부를 기준으로 타측 방향으로 위치되는 복수의 주변빔 출력단부를 포함하고,
    상기 제1중간 결합빔 모듈부는 다각형의 일측에 위치된 중간 꼭지점에 위치되는 상기 기준빔 출력단부, 상기 기준빔 출력단부의 타측에 하나의 주변빔 출력단부가 위치되고 상기 기준빔 출력단부의 일 측에 복수의 주변빔 출력단부가 위치되며,
    상기 제2중간 결합빔 모듈부는 다각형의 타측에 위치된 중간 꼭지점에 위치되는 상기 기준빔 출력단부, 상기 기준빔 출력단부의 일측에 하나의 상기 주변빔 출력단부가 위치되고 상기 기준빔 출력단부의 타측에 복수의 상기 주변빔 출력단부가 위치되는 것을 특징으로 하는 다파장 빔결합 시스템용 광섬유 어레이 구조체.
  11. 청구항 1, 청구항 4, 청구항 5, 청구항 6 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 결합빔 모듈의 출력단이 고정되는 어레이 블럭부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다파장 빔결합 시스템용 광섬유 어레이 구조체.
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 어레이 블럭부재의 출력면에는 상기 결합빔 모듈의 각 출력단에 대응되게 복수의 이격된 마이크로 렌즈부재가 위치되는 것을 특징으로 하는 다파장 빔결합 시스템용 광섬유 어레이 구조체.
  13. 청구항 11에 있어서,
    상기 기준빔 출력단부와 상기 주변빔 출력단부에 각각 위치되어 상기 어레이 블럭부재에 장착되는 시준기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다파장 빔결합 시스템용 광섬유 어레이 구조체.
  14. 기준 파장의 기준빔을 출력하는 기준빔 출력단부와 서로 다른 파장의 주변빔을 출력하는 복수의 주변빔 출력단부를 포함하는 결합빔 모듈; 및
    상기 결합빔 모듈에서 방출되는 복수의 빔을 결합시켜 하나의 결합빔을 형성하는 제1회절격자, 제2회절격자를 포함하고,
    상기 결합빔 모듈은 복수의 행 또는 복수의 열로 배치되며,
    상기 결합빔 모듈은 상기 기준빔 출력단부의 양 측에 각각 복수의 주변빔 출력단부가 서로 대칭되는 구조로 배치되는 것을 특징으로 하는 이중회절격자 다파장 빔결합 시스템.
  15. 삭제
  16. 삭제
  17. 기준 파장의 기준빔을 출력하는 기준빔 출력단부와 서로 다른 파장의 주변빔을 출력하는 복수의 주변빔 출력단부를 포함하는 결합빔 모듈; 및
    상기 결합빔 모듈에서 방출되는 복수의 빔을 결합시켜 하나의 결합빔을 형성하는 제1회절격자, 제2회절격자를 포함하고,
    상기 결합빔 모듈은 복수의 행 또는 복수의 열로 배치되며,
    상기 결합빔 모듈은 상기 기준빔 출력단부의 일 측에 하나의 주변빔 출력단부가 위치되고, 타측에 복수의 주변빔 출력단부가 위치되는 것을 특징으로 하는 이중회절격자 다파장 빔결합 시스템.
  18. 기준 파장의 기준빔을 출력하는 기준빔 출력단부와 서로 다른 파장의 주변빔을 출력하는 복수의 주변빔 출력단부를 포함하는 결합빔 모듈; 및
    상기 결합빔 모듈에서 방출되는 복수의 빔을 결합시켜 하나의 결합빔을 형성하는 제1회절격자, 제2회절격자를 포함하고,
    상기 결합빔 모듈은 복수의 행 또는 복수의 열로 배치되며,
    상기 결합빔 모듈은 상기 기준빔 출력단부의 타측에 하나의 상기 주변빔 출력단부가 위치되고, 일측에 복수의 주변빔 출력단부가 위치되는 것을 특징으로 하는 이중회절격자 다파장 빔결합 시스템.
  19. 기준 파장의 기준빔을 출력하는 기준빔 출력단부와 서로 다른 파장의 주변빔을 출력하는 복수의 주변빔 출력단부를 포함하는 결합빔 모듈; 및
    상기 결합빔 모듈에서 방출되는 복수의 빔을 결합시켜 하나의 결합빔을 형성하는 제1회절격자, 제2회절격자를 포함하고,
    상기 결합빔 모듈은 복수의 행 또는 복수의 열로 배치되며,
    복수의 상기 결합빔 모듈은 각각 상기 기준빔 출력단부가 평면 상에서 다각형의 각 꼭지점에 위치되는 것을 특징으로 하는 이중회절격자 다파장 빔결합 시스템.
  20. 청구항 19에 있어서,
    복수의 상기 결합빔 모듈은,
    다각형의 상부 측에 위치되는 한쌍의 상부 꼭지점에 각각 상기 기준빔 출력단부가 위치되는 제1상부 결합빔 모듈부와 제2상부 결합빔 모듈부;
    다각형의 하부 측에 위치되는 한쌍의 하부 꼭지점에 각각 상기 기준빔 출력단부가 위치되는 제1하부 결합빔 모듈부와 제2하부 결합빔 모듈부를 포함하는 것을 특징으로 하는 이중회절격자 다파장 빔결합 시스템.
  21. 청구항 20에 있어서,
    복수의 상기 결합빔 모듈은 다각형의 상부과 하부 측 사이에 위치되는 한쌍의 중간 꼭지점에 각각 상기 기준빔 출력단부가 위치되는 제1중간 결합빔 모듈부와 제2중간 결합빔 모듈부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이중회절격자 다파장 빔결합 시스템.
  22. 청구항 21에 있어서,
    상기 제1중간 결합빔 모듈부와 상기 제2중간 결합빔 모듈부는 복수의 행으로 위치되고,
    상기 다각형은 팔각형인 것을 특징으로 하는 이중회절격자 다파장 빔결합 시스템.
  23. 청구항 21에 있어서,
    한쌍의 상부 꼭지점 중 일측에 위치되는 상기 제1상부 결합빔 모듈부와 한쌍의 하부 꼭지점 중 일측에 위치되는 상기 제1하부 결합빔 모듈부는 각각 꼭지점에 위치되는 상기 기준빔 출력단부와 상기 기준빔 출력단부를 기준으로 일측 방향으로 위치되는 복수의 주변빔 출력단부를 포함하며,
    한쌍의 상부 꼭지점 중 타측에 위치되는 상기 제2상부 결합빔 모듈부와 한쌍의 하부 꼭지점 중 타측에 위치되는 상기 제2하부 결합빔 모듈부는 각각 꼭지점에 위치되는 상기 기준빔 출력단부와 상기 기준빔 출력단부를 기준으로 타측 방향으로 위치되는 복수의 주변빔 출력단부를 포함하고,
    상기 제1중간 결합빔 모듈부는 다각형의 일측에 위치된 중간 꼭지점에 위치되는 상기 기준빔 출력단부, 상기 기준빔 출력단부의 타측에 하나의 주변빔 출력단부가 위치되고 상기 기준빔 출력단부의 일 측에 복수의 주변빔 출력단부가 위치되며,
    상기 제2중간 결합빔 모듈부는 다각형의 타측에 위치된 중간 꼭지점에 위치되는 상기 기준빔 출력단부, 상기 기준빔 출력단부의 일측에 하나의 상기 주변빔 출력단부가 위치되고 상기 기준빔 출력단부의 타측에 복수의 상기 주변빔 출력단부가 위치되는 것을 특징으로 하는 이중회절격자 다파장 빔결합 시스템.
  24. 기준 파장의 기준빔을 출력하는 기준빔 출력단부와 서로 다른 파장의 주변빔을 출력하는 복수의 주변빔 출력단부를 포함하는 결합빔 모듈; 및
    상기 결합빔 모듈에서 방출되는 복수의 빔을 결합시켜 하나의 결합빔을 형성하는 제1회절격자, 제2회절격자를 포함하고,
    상기 결합빔 모듈은 복수의 행 또는 복수의 열로 배치되며,
    한 줄에 위치되는 상기 결합빔 모듈의 상기 기준빔 출력단부와 복수의 상기 주변빔 출력단부에서 상기 기준빔 출력단부를 기준으로 일 측에 위치되는 상기 주변빔 출력단부는 기준빔보다 긴 파장의 주변빔을 출력하고, 상기 기준빔 출력단부를 기준으로 타측에 위치되는 상기 주변빔 출력단부는 기준빔보다 짧은 파장의 주변빔을 출력하는 것을 특징으로 하는 이중회절격자 다파장 빔결합 시스템.
  25. 청구항 24에 있어서,
    상기 기준빔 출력단부의 일측에 위치된 복수의 상기 주변빔 출력단부는 상기 기준빔 출력단부에 멀어지는 순서대로 기준빔보다 점차 긴 파장의 주변빔을 출력하고, 상기 기준빔 출력단부의 타측에 위치된 복수의 상기 주변빔 출력단부는 상기 기준빔 출력단부에 멀어지는 순서대로 기준빔보다 점차 짧은 파장의 주변빔을 출력하는 것을 특징으로 하는 이중회절격자 다파장 빔결합 시스템.
  26. 청구항 14, 청구항 17, 청구항 18, 청구항 19, 청구항 24 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 결합빔 모듈의 출력단이 고정되는 어레이 블럭부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이중회절격자 다파장 빔결합 시스템.
  27. 청구항 26에 있어서,
    상기 어레이 블럭부재의 출력면에는 상기 결합빔 모듈의 각 출력단에 대응되게 복수의 이격된 마이크로 렌즈부재가 위치되는 것을 특징으로 하는 이중회절격자 다파장 빔결합 시스템.
  28. 청구항 26에 있어서,
    상기 기준빔 출력단부와 상기 주변빔 출력단부에 각각 위치되어 상기 어레이 블럭부재에 장착되는 시준기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이중회절격자 다파장 빔결합 시스템.
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