KR102145443B1 - 고에너지 광섬유 레이저용 빔 성형장치 및 이를 이용한 고에너지 광섬유 레이저의 빔 성형방법 - Google Patents

고에너지 광섬유 레이저용 빔 성형장치 및 이를 이용한 고에너지 광섬유 레이저의 빔 성형방법 Download PDF

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이재훈
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유준상
김상인
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이영민
김동환
조준용
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Abstract

본 발명은 고에너지 광섬유 레이저용 빔 성형장치 및 이를 이용한 고에너지 광섬유 레이저의 빔 성형방법에 관한 것으로 레이저 빔을 출력하는 출력 광섬유부재가 삽입되는 광섬유 삽입부가 위치된 광섬유 진동용 하우징부, 상기 광섬유 진동용 하우징부의 내부에 위치되어 광섬유 삽입부에 삽입된 출력 광섬유부재에 진동을 발생시키는 광섬유 진동부, 상기 광섬유 진동부에 의해 상기 출력 광섬유부재로 전달되는 진동의 진폭 및 주파수를 제어하는 진동 제어부를 포함하여 다중모드 광섬유를 진동시켜 높은 수준의 빔 균일성을 갖는 고에너지 광섬유 레이저를 출력할 수 있다.

Description

고에너지 광섬유 레이저용 빔 성형장치 및 이를 이용한 고에너지 광섬유 레이저의 빔 성형방법{BEAM SHAPING APPARATUS FOR HIGH ENERGY OPTICAL FIBER LASER AND BEAM SHAPING METHOD FOR HIGH ENERGY OPTICAL FIBER LASER USING THE SAME}
본 발명은 고에너지 광섬유 레이저용 빔 성형장치 및 이를 이용한 고출력 광섬유 레이저의 빔 성형방법에 관한 것으로 더 상세하게는 다중모드 광섬유를 진동시켜 높은 수준의 빔 균일성을 갖는 고에너지 광섬유 레이저를 출력할 수 있는 고에너지 광섬유 레이저용 빔 성형장치 및 이를 이용한 고출력 광섬유 레이저의 빔 성형방법에 관한 발명이다.
지뢰나 불발탄등을 요격하기 위한 고에너지 광섬유 레이저나 소형무인기등의 추적하기 위한 영상용 레이저광원등은 그 효과를 높이기 위하여 높은 수준의 레이저 출력과 빔 균일성을 요구한다.
이렇게 다양한 군사적 레이저 응용을 위해 쉽게 출력을 달성하기 위한 수단으로 직경이 큰 다중모드 광섬유를 이용하지만, 이러한 다중모드 광섬유의 경우 다수의 공간모드가 존재해 빔 균일성이 매우낮아 그 응용이 제한적이며 효과도 낮다.
특히나 레이저 무기체계에서 영상을 얻기위한 조명용 레이저의 경우, 낮은 빔 균일성으로 인해 획득영상에 스펙클이 존재해 목표물 추적에 실패하기도 한다.
이러한 문제점을 보안하고자 다수의 광학 부품을 이용한 빔성형 장치가 활용되기도 하지만, 아주 짧은 구간에서만 높은 수준의 빔균일성으로 유지할 뿐 원거리에서는 그 효과가 미미한 실정이다.
0001)한국 특허등록 제1928406호 '광섬유 레이저 생성장치'(2018.12.06.등록)
본 발명의 목적은 다중모드 광섬유를 진동시켜 높은 수준의 빔 균일성을 갖는 고에너지 광섬유 레이저를 출력할 수 있는 고에너지 광섬유 레이저용 빔 성형장치 및 이를 이용한 고출력 광섬유 레이저의 빔 성형방법을 제공하는 데 있다.
상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 고에너지 광섬유 레이저용 빔 성형장치의 일 실시예는 레이저 빔을 출력하는 출력 광섬유부재가 삽입되는 광섬유 삽입부가 위치된 광섬유 진동용 하우징부, 상기 광섬유 진동용 하우징부의 내부에 위치되어 광섬유 삽입부에 삽입된 출력 광섬유부재에 진동을 발생시키는 광섬유 진동부, 상기 광섬유 진동부에 의해 상기 출력 광섬유부재로 전달되는 진동의 진폭 및 주파수를 제어하는 진동 제어부를 포함한다.
본 발명에서 상기 광섬유 삽입부는 길이 방향으로 관통된 원형의 관형상을 가질 수 있다.
본 발명에서 상기 광섬유 삽입부는 상기 출력 광섬유부재의 직경과 동일한 내경을 가지고 상기 출력 광섬유부재가 관통되는 광섬유 관통공간이 위치된 형태를 가질 수 있다.
본 발명에서 상기 광섬유 진동부는 상기 광섬유 삽입부의 외측면을 지지하며 진동을 발생시키는 복수의 진동자를 포함할 수 있다.
본 발명에서 상기 진동 제어부는 상기 진동자의 작동을 제어하는 사각파 또는 사인파를 인가할 수 있는 함수 발생부를 포함하여 상기 진동자의 작동을 제어할 수 있다.
본 발명에서 상기 광섬유 진동부는 상기 광섬유 삽입부의 하부 측에 위치되며 상기 광섬유 삽입부의 길이 방향으로 이격되게 위치되는 복수의 하부 진동자, 상기 광섬유 삽입부의 상부 측에 위치되어 상기 광섬유 삽입부의 길이 방향으로 이격되게 위치되는 복수의 상부 진동자, 상기 광섬유 삽입부의 일 측에 위치되어 상기 광섬유 삽입부의 일측면을 지지하고 상기 광섬유 삽입부의 길이 방향으로 이격되게 위치되는 복수의 제1측면 진동자 및 상기 광섬유 삽입부의 타 측에 위치되어 광섬유 삽입부의 타측면을 지지하고 상기 광섬유 삽입부의 길이 방향으로 이격되게 위치되는 복수의 제2측면 진동자를 포함할 수 있다.
본 발명에서 상기 상부 진동자, 상기 하부 진동자, 상기 제1측면 진동자, 상기 제2측면 진동자는 상기 출력 광섬유부재의 중심에서 90도 간격으로 배치될 수 있다.
본 발명에서 상기 상부 진동자, 상기 하부 진동자, 상기 제1측면 진동자, 상기 제2측면 진동자는 광섬유 삽입부의 외주면을 따라 형성되는 나선 상에 위치되도록 배치될 수 있다.
본 발명에서 상기 출력 광섬유부재는 복수의 단일모드 레이저 광섬유부재의 레이저 빔을 결합하여 출력하는 다중모드 광섬유일 수 있다.
본 발명에 따른 고에너지 광섬유 레이저용 빔 성형장치의 일 실시예는 복수의 단일모드 레이저 발생부, 복수의 상기 단일모드 레이저 발생부에서 출력된 레이저를 결합하며 상기 출력 광섬유부재가 연결되어 상기 출력 광섬유부재로 결합된 빔을 전달하는 빔 결합부를 더 포함하며, 상기 출력 광섬유부재는 복수의 단일모드 레이저 발생부에서 출력된 복수의 단일모드 레이저를 결합한 결합빔을 출력하는 다중모드 광섬유일 수 있다.
본 발명에 따른 고에너지 광섬유 레이저용 빔 성형장치의 일 실시예는 상기 출력 광섬유부재에서 출력되는 레이저 빔 중 일부분을 통과시키고, 나머지 부분을 반사시키는 빔 샘플러 및 상기 빔 샘플러에서 반사된 빔을 검출하여 검출된 빔의 정보를 진동 제어부로 전달하는 빔 검출기를 더 포함할 수 있다.
본 발명에서 상기 진동 제어부는 상기 빔 검출기를 통해 전달받은 레이저 빔의 정보를 통해 상기 광섬유 진동부의 작동을 제어할 수 있다.
상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 고에너지 광섬유 레이저의 빔 성형방법의 일 실시예는 레이저 빔을 출력하는 출력 광섬유부재를 복수의 진동자로 진동을 발생시켜 출력 광섬유부재를 통해 출력되는 레이저 빔을 성형하는 빔 성형단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 고에너지 광섬유 레이저의 빔 성형방법의 일 실시예는 상기 빔 성형단계 이전에 복수의 단일모드 레이저빔을 결합하여 출력 광섬유부재로 전달하는 빔 결합단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명에서 상기 빔 성형단계는 상기 출력 광섬유부재를 통해 출력되는 레이저 빔의 일부를 광 샘플러를 통해 반사하여 빔 검출기로 검출하는 빔 검출과정 및 상기 빔 검출과정에서 검출된 빔의 정보를 통해 진동자의 작동을 제어하여 상기 출력 광섬유부재에 진동을 가하여 상기 출력 광섬유부재에서 출사되는 레이저 빔을 성형하는 빔 성형과정을 포함할 수 있다.
본 발명은 다중모드 광섬유를 진동시켜 높은 수준의 빔 균일성을 갖는 고에너지 광섬유 레이저를 출력할 수 있는 효과가 있다.
즉, 본 발명은 레이저 빔을 다중모드 광섬유를 이용해 단순결합하거나 발진기를 직접 제작하더라고 손쉽게 높은 빔균일성을 가지는 고에너지 광섬유 레이저를 제작할 수 있으므로, 근거리의 폭발물이나 무인기등을 요격할 수 있는 레이저 무기체계의 광원이나 레이저 무기체계의 목표물을 정밀 추적할 수 있는 조명용 레이저 광원등을 제작에 활용할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 고에너지 광섬유 레이저용 빔 성형장치의 일 실시예를 도시한 개략도.
도 2 및 도 3은 본 발명에 따른 고에너지 광섬유 레이저용 빔 성형장치에서 광섬유 진동용 하우징부의 일 실시예를 도시한 도면.
도 4는 본 발명에 따른 고에너지 광섬유 레이저용 빔 성형장치에서 광섬유 진동용 하우징부의 다른 실시예를 도시한 도면.
도 5는 본 발명에 따른 고에너지 광섬유 레이저용 빔 성형장치 및 이를 이용한 고출력 광섬유 레이저의 빔 성형방법을 이용하지 않고 출력되는 레이저 빔을 예시한 도면.
도 6은 본 발명에 따른 고에너지 광섬유 레이저용 빔 성형장치 및 이를 이용한 고출력 광섬유 레이저의 빔 성형방법을 이용하여 출력되는 레이저 빔을 예시한 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 고에너지 광섬유 레이저용 빔 성형장치의 일 실시예를 도시한 개략도이고, 도 2 및 도 3은 본 발명에 따른 고에너지 광섬유 레이저용 빔 성형장치에서 광섬유 진동용 하우징부(100)의 일 실시예를 도시한 도면이다.
도 1 내지 도 3을 참고하여 본 발명에 따른 고에너지 광섬유 레이저용 빔 성형장치의 일 실시예를 하기에서 상세하게 설명한다.
본 발명에 따른 고에너지 광섬유 레이저용 빔 성형장치는 레이저 빔을 출력하는 출력 광섬유부재(10)가 삽입되는 광섬유 삽입부(110)가 위치된 광섬유 진동용 하우징부(100), 광섬유 진동용 하우징부(100)의 내부에 위치되어 광섬유 삽입부(110)에 삽입된 출력 광섬유부재(10)에 진동을 발생시키는 광섬유 진동부(200)를 포함한다.
광섬유 진동부(200)는 광섬유 삽입부(110)의 외측면을 지지하며 진동을 발생시키는 복수의 진동자를 포함하는 것을 일 예로 한다.
진동자는 진동모터, 압전소자, 디더 모터 등 진동을 발생시킬 수 있는 공지의 진동발생기를 이용하여 다양하게 변형되어 실시될 수 있고, 사각파 또는 사인파로 구동되는 것을 일 예로 한다.
진동 제어부(300)는 진동자의 작동을 제어하는 사각파 또는 사인파를 인가할 수 있는 함수 발생부를 포함하여 진동자의 작동을 제어하는 것을 일 예로 한다.
진동 제어부(300)는 함수 발생부로 사각파 또는 사인파의 임의의 파형을 인가하여 진동자의 진동을 제어한다.
광섬유 진동부(200)는 진동 제어부(300)와 전기적으로 연결되어 진동 제어부(300)에 의해 작동이 제어된다.
진동 제어부(300)는 광섬유 진동부(200) 즉, 복수의 진동자를 각각 개별적으로 작동을 제어하여 광섬유 진동부(200)에 의해 출력 광섬유부재(10)로 전달되는 진동의 진폭 및 주파수를 제어한다.
진동 제어부(300)는 광섬유 진동용 하우징부(100)의 내부에 위치되어 광섬유 진동부(200)에 연결되는 것을 일 예로 한다.
광섬유 삽입부(110)는 길이 방향으로 관통된 원형의 관형상을 가지는 것을 일 예로 하며, 출력 광섬유부재(10)의 외주면은 광섬유 삽입부(110)의 내주면에 밀착되어 지지된다.
광섬유 삽입부(110)는 출력 광섬유부재(10)의 직경과 동일한 내경을 가지는 광섬유 관통공간이 위치된 형태로 다양하게 변형되어 실시될 수 있음을 밝혀둔다.
출력 광섬유부재(10)는 광섬유 삽입부(110)를 관통하여 광섬유 진동용 하우징부(100)의 일 측으로 돌출되게 위치되어 돌출된 단부 측으로 고에너지 광섬유 레이저를 출력하게 된다.
광섬유 진동부(200)는 광섬유 삽입부(110)의 하부 측에 위치되며 광섬유 삽입부(110)의 길이 방향으로 이격되게 위치되는 복수의 하부 진동자(210), 광섬유 삽입부(110)의 상부 측에 위치되어 광섬유 삽입부(110)의 길이 방향으로 이격되게 위치되는 복수의 상부 진동자(220), 광섬유 삽입부(110)의 일 측에 위치되어 광섬유 삽입부(110)의 일측면을 지지하고 광섬유 삽입부(110)의 길이 방향으로 이격되게 위치되는 복수의 제1측면 진동자(230), 광섬유 삽입부(110)의 타 측에 위치되어 광섬유 삽입부(110)의 타측면을 지지하고 광섬유 삽입부(110)의 길이 방향으로 이격되게 위치되는 복수의 제2측면 진동자(240)를 포함한다.
복수의 상부 진동자(220)는 광섬유 삽입부(110)의 길이 방향으로 이격되게 위치되어 광섬유 삽입부(110)의 상부를 지지하며, 복수의 하부 진동자(210)는 광섬유 삽입부(110)의 길이 방향으로 이격되게 위치되어 광섬유 삽입부(110)의 하부를 지지하며, 복수의 제1측면 진동자(230)와 복수의 제2측면 진동자(240)는 각각 광섬유 삽입부(110)의 길이 방향으로 이격되게 위치되어
상부 진동자(220), 하부 진동자(210), 제1측면 진동자(230), 제2측면 진동자(240)는 광섬유 삽입부(110)의 중심 즉, 출력 광섬유부재(10)의 중심에서 90도 간격으로 배치되는 것을 일 예로 한다.
광섬유 진동부(200)는 출력 광섬유부재(10)의 상부에 위치되며 길이 방향으로 이격되는 복수의 상부 진동자(220), 출력 광섬유부재(10)의 길이 방향에서 하부에 위치되며 길이 방향으로 이격되는 복수의 하부 진동자(210), 출력 광섬유부재(10)의 양 측면에 각각 위치되고 각각 길이 방향으로 이격되는 복수의 제1측면 진동자(230)와 복수의 제2측면 진동자(240)를 포함하여 효율적으로 출력 광섬유부재(10)에 진동을 인가할 수 있고, 낮은 주파수 및 진동으로도 높은 빔균일성을 가지는 고에너지 레이저 빔을 출력할 수 있다.
진동자를 통해 진동이 인가되는 출력 광섬유부재(10) 즉, 다중모드 광섬유는 다중모드 광섬유의 코어를 통해 다수의 빔 모드가 발생해 커플링 되고, 또한 이를 통해 도파하여 높은 빔 균일성을 가지는 고에너지 레이저 빔을 출사하게된다.
한편, 출력 광섬유부재(10)는 복수의 단일모드 레이저 광섬유부재의 레이저 빔을 결합하여 출력하는 다중모드 광섬유인 것을 일 예로 한다.
더 상세하게 본 발명에 따른 고에너지 광섬유 레이저용 빔 성형장치의 일 실시예는 복수의 단일모드 레이저 발생부(400), 복수의 단일모드 레이저 발생부(400)에서 출력된 레이저를 결합하며 출력 광섬유부재(10)가 연결되어 출력 광섬유부재(10)로 결합된 빔을 전달하는 빔 결합부(500)를 더 포함한다.
출력 광섬유부재(10)는 복수의 단일모드 레이저 발생부(400)에서 출력된 복수의 단일모드 레이저를 결합한 결합빔을 출력하는 다중모드 광섬유인 것이다.
단일모드 레이저 발생부(400)는 광원(410)과 광원(410)으로부터 빛을 전달받는 단일모드 광섬유부재(420)를 포함하는 것을 일 예로 한다.
빔 결합부(500)는 복수의 단일모드 레이저 발생부(400)에서 발생된 레이저 빔을 결합하는 공지의 빔 결합기로 더 상세한 설명은 생략함을 밝혀둔다.
본 발명에 따른 고에너지 광섬유 레이저용 빔 성형장치의 일 실시예는 출력 광섬유부재(10)에서 출력되는 레이저 빔 중 일부분을 통과시키고, 나머지 부분을 반사시키는 빔 샘플러(600), 빔 샘플러(600)에서 반사된 빔을 검출하여 검출된 빔의 정보를 진동 제어부(300)로 전달하는 빔 검출기(700)를 더 포함한다.
진동 제어부(300)는 빔 검출기(700)를 통해 전달받은 레이저 빔의 정보를 통해 광섬유 진동부(200) 즉, 복수의 진동자를 각각 개별적으로 제어하여 출력 광섬유부재(10)를 통해 높은 빔 균일성을 가지는 레이저 빔을 출력할 수 있도록 한다.
즉, 진동 제어부(300)는 광섬유 진동부(200)의 작동을 제어하여 진동자를 통해 출력 광섬유부재(10) 즉, 다중모드 광섬유에 진동을 인가하여 다중모드 광섬유의 코어를 통해 다수의 빔 모드가 발생해 커플링 되고, 이를 통해 도파하여 높은 빔 균일성을 가지는 고에너지 레이저 빔이 다중모드 광섬유를 통해 출사되도록 한다.
도 4는 본 발명에 따른 고에너지 광섬유 레이저용 빔 성형장치에서 광섬유 진동용 하우징부(100)의 다른 실시예를 도시한 도면이고, 도 4를 참고하면 복수의 진동자는 광섬유 삽입부(110)의 외주면에 나선형으로 배치될 수 있다.
더 상세하게 상부 진동자(220), 하부 진동자(210), 제1측면 진동자(230), 제2측면 진동자(240)는 광섬유 삽입부(110)의 외주면을 따라 형성되는 나선 상에 위치되도록 배치될 수 있다.
상부 진동자(220), 하부 진동자(210), 제1측면 진동자(230), 제2측면 진동자(240)는 광섬유 삽입부(110)의 외주면을 따라 형성되는 나선 상에 위치됨으로써 보다 더 효율적으로 출력 광섬유부재(10) 즉, 다중모드 광섬유에 진동을 인가하여 낮은 주파수 및 진동으로도 높은 빔 균일성을 가지는 고에너지 빔을 얻을 수 있도록 한다.
한편, 본 발명에 따른 고에너지 광섬유 레이저의 빔 성형방법의 일 실시예는 레이저 빔을 출력하는 출력 광섬유부재(10)를 복수의 진동자로 진동을 발생시켜 출력 광섬유부재(10)를 통해 출력되는 레이저 빔을 성형하는 빔 성형단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 고에너지 광섬유 레이저의 빔 성형방법의 일 실시예는 빔 성형단계 이전에 복수의 단일모드 레이저빔을 결합하여 출력 광섬유부재(10)로 전달하는 빔 결합단계를 더 포함할 수 있다.
빔 성형단계는 출력 광섬유부재(10)를 통해 출력되는 레이저 빔의 일부를 광 샘플러를 통해 반사하여 빔 검출기(700)로 검출하는 빔 검출과정, 빔 검출과정에서 검출된 빔의 정보를 통해 진동자의 작동을 제어하여 출력 광섬유부재(10)에 진동을 가하여 출력 광섬유부재(10)에서 출사되는 레이저 빔을 성형하는 빔 성형과정을 포함한다.
빔 성형과정은 진동자를 통해 출력 광섬유부재(10) 즉, 다중모드 광섬유에 진동을 인가하여 다중모드 광섬유의 코어를 통해 다수의 빔 모드가 발생해 커플링 되고, 이를 통해 도파하여 높은 빔 균일성을 가지는 고에너지 레이저 빔이 다중모드 광섬유를 통해 출사되도록 한다.
도 5는 본 발명에 따른 고에너지 광섬유 레이저용 빔 성형장치 및 이를 이용한 고출력 광섬유 레이저의 빔 성형방법을 이용하지 않고 출력되는 레이저 빔을 예시한 도면이고, 도 6은 본 발명에 따른 고에너지 광섬유 레이저용 빔 성형장치 및 이를 이용한 고출력 광섬유 레이저의 빔 성형방법을 이용하여 출력되는 레이저 빔을 예시한 도면이다.
도 5는 본 발명에 따른 고에너지 광섬유 레이저용 빔 성형장치 및 이를 이용한 고출력 광섬유 레이저의 빔 성형방법을 이용하지 않고, 즉, 진동자가 작동되기 전에 출력 광섬유부재(10)인 다중모드 광섬유에서 출력되는 레이저 빔의 형상을 보여준다.
도 5를 참고하면 빔 결합부(500)를 통해 복수의 단일모드 레이저 빔이 결합되어 높은 출력은 달성되었지만, 빔의 형상이 나빠 효과가 반감되거나 조명용 레이저 광원(410)으로 사용되었을 시 임의적으로 존재하는 스펙클로 인해 표적 추적에 실패할 수 있음을 확인할 수 있다.
도 6은 본 발명에 따른 고에너지 광섬유 레이저용 빔 성형장치 및 이를 이용한 고출력 광섬유 레이저의 빔 성형방법을 이용하여 복수의 진동자로 출력 광섬유부재(10)인 다중모드 광섬유를 진동시키면서 다중모드 광섬유로부터 출력되는 레이저 빔의 형상을 보여준다.
도 6을 참고하면, 복수의 진동자가 빔 검출기(700)로부터 전달받은 빔 정보로 작동이 제어되었을 때 복수의 진동자에 의해 진동이 부여된 다중모드 광섬유로부터 출력되는 레이저빔은 높은 출력도 달성됨은 물론 빔의 균일성을 확보함으로써 빔의 공간 형상이 우수하여 근거리의 폭발물 처리나 무인기의 요격 또는 스펙클 현상이 완화된 조명용 레이저 광원(410)으로 사용할 수 있게 됨을 확인할 수 있다.
본 발명은 다중모드 광섬유를 진동시켜 높은 수준의 빔 균일성을 갖는 고에너지 광섬유 레이저를 출력할 수 있다.
즉, 본 발명은 레이저 빔을 다중모드 광섬유를 이용해 단순결합하거나 발진기를 직접 제작하더라고 손쉽게 높은 빔균일성을 가지는 고에너지 광섬유 레이저를 제작할 수 있으므로, 근거리의 폭발물이나 무인기등을 요격할 수 있는 레이저 무기체계의 광원이나 레이저 무기체계의 목표물을 정밀 추적할 수 있는 조명용 레이저 광원등을 제작에 활용할 수 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 : 출력 광섬유부재
100 : 광섬유 진동용 하우징부
110 : 광섬유 삽입부
200 : 광섬유 진동부
210 : 하부 진동자
220 : 상부 진동자
230 : 제1측면 진동자
240 : 제2측면 진동자
300 : 진동 제어부
400 : 레이저 발생부
410 : 광원
420 : 단일모드 광섬유부재
500 : 빔 결합부
600 : 빔 샘플러
700 : 빔 검출기

Claims (15)

  1. 레이저 빔을 출력하는 출력 광섬유부재가 삽입되는 광섬유 삽입부가 위치된 광섬유 진동용 하우징부;
    상기 광섬유 진동용 하우징부의 내부에 위치되어 광섬유 삽입부에 삽입된 출력 광섬유부재에 진동을 발생시키는 광섬유 진동부;
    상기 광섬유 진동부에 의해 상기 출력 광섬유부재로 전달되는 진동의 진폭 및 주파수를 제어하는 진동 제어부;
    상기 출력 광섬유부재에서 출력되는 레이저 빔 중 일부분을 통과시키고, 나머지 부분을 반사시키는 빔 샘플러; 및
    상기 빔 샘플러에서 반사된 빔을 검출하여 검출된 빔의 정보를 진동 제어부로 전달하는 빔 검출기를 포함하는 것을 특징으로 하는 고에너지 광섬유 레이저용 빔 성형장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 광섬유 삽입부는 길이 방향으로 관통된 원형의 관형상을 가지는 것을 특징으로 하는 고에너지 광섬유 레이저용 빔 성형장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 광섬유 삽입부는 상기 출력 광섬유부재의 직경과 동일한 내경을 가지고 상기 출력 광섬유부재가 관통되는 광섬유 관통공간이 위치된 형태를 가지는 것을 특징으로 하는 고에너지 광섬유 레이저용 빔 성형장치.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 광섬유 진동부는 상기 광섬유 삽입부의 외측면을 지지하며 진동을 발생시키는 복수의 진동자를 포함하는 것을 특징으로 하는 고에너지 광섬유 레이저용 빔 성형장치.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 진동 제어부는 상기 진동자의 작동을 제어하는 사각파 또는 사인파를 인가할 수 있는 함수 발생부를 포함하여 상기 진동자의 작동을 제어하는 것을 특징으로 하는 고에너지 광섬유 레이저용 빔 성형장치.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 광섬유 진동부는,
    상기 광섬유 삽입부의 하부 측에 위치되며 상기 광섬유 삽입부의 길이 방향으로 이격되게 위치되는 복수의 하부 진동자;
    상기 광섬유 삽입부의 상부 측에 위치되어 상기 광섬유 삽입부의 길이 방향으로 이격되게 위치되는 복수의 상부 진동자;
    상기 광섬유 삽입부의 일 측에 위치되어 상기 광섬유 삽입부의 일측면을 지지하고 상기 광섬유 삽입부의 길이 방향으로 이격되게 위치되는 복수의 제1측면 진동자; 및
    상기 광섬유 삽입부의 타 측에 위치되어 광섬유 삽입부의 타측면을 지지하고 상기 광섬유 삽입부의 길이 방향으로 이격되게 위치되는 복수의 제2측면 진동자를 포함하는 것을 특징으로 하는 고에너지 광섬유 레이저용 빔 성형장치.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 상부 진동자, 상기 하부 진동자, 상기 제1측면 진동자, 상기 제2측면 진동자는 상기 출력 광섬유부재의 중심에서 90도 간격으로 배치되는 것을 특징으로 하는 고에너지 광섬유 레이저용 빔 성형장치.
  8. 청구항 6에 있어서,
    상기 상부 진동자, 상기 하부 진동자, 상기 제1측면 진동자, 상기 제2측면 진동자는 광섬유 삽입부의 외주면을 따라 형성되는 나선 상에 위치되도록 배치되는 것을 특징으로 하는 고에너지 광섬유 레이저용 빔 성형장치.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 출력 광섬유부재는 복수의 단일모드 레이저 광섬유부재의 레이저 빔을 결합하여 출력하는 다중모드 광섬유인 것을 특징으로 하는 고에너지 광섬유 레이저용 빔 성형장치.
  10. 청구항 1에 있어서,
    복수의 단일모드 레이저 발생부;
    복수의 상기 단일모드 레이저 발생부에서 출력된 레이저를 결합하며 상기 출력 광섬유부재가 연결되어 상기 출력 광섬유부재로 결합된 빔을 전달하는 빔 결합부를 더 포함하며,
    상기 출력 광섬유부재는 복수의 단일모드 레이저 발생부에서 출력된 복수의 단일모드 레이저를 결합한 결합빔을 출력하는 다중모드 광섬유인 것을 특징으로 하는 고에너지 광섬유 레이저용 빔 성형장치.
  11. 삭제
  12. 청구항 1에 있어서,
    상기 진동 제어부는 상기 빔 검출기를 통해 전달받은 레이저 빔의 정보를 통해 상기 광섬유 진동부의 작동을 제어하는 것을 특징으로 하는 고에너지 광섬유 레이저용 빔 성형장치.
  13. 레이저 빔을 출력하는 출력 광섬유부재를 복수의 진동자로 진동을 발생시켜 출력 광섬유부재를 통해 출력되는 레이저 빔을 성형하는 빔 성형단계를 포함하며,
    상기 빔 성형단계는,
    상기 출력 광섬유부재를 통해 출력되는 레이저 빔의 일부를 광 샘플러를 통해 반사하여 빔 검출기로 검출하는 빔 검출과정; 및
    상기 빔 검출과정에서 검출된 빔의 정보를 통해 진동자의 작동을 제어하여 상기 출력 광섬유부재에 진동을 가하여 상기 출력 광섬유부재에서 출사되는 레이저 빔을 성형하는 빔 성형과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 고에너지 광섬유 레이저의 빔 성형방법.
  14. 청구항 13에 있어서,
    상기 빔 성형단계 이전에 복수의 단일모드 레이저빔을 결합하여 출력 광섬유부재로 전달하는 빔 결합단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 고에너지 광섬유 레이저의 빔 성형방법.
  15. 삭제
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