KR102253554B1 - Method, and system for evaluating a condition of a coherence beam combining - Google Patents

Method, and system for evaluating a condition of a coherence beam combining Download PDF

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KR102253554B1 KR1020200131285A KR20200131285A KR102253554B1 KR 102253554 B1 KR102253554 B1 KR 102253554B1 KR 1020200131285 A KR1020200131285 A KR 1020200131285A KR 20200131285 A KR20200131285 A KR 20200131285A KR 102253554 B1 KR102253554 B1 KR 102253554B1
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박재덕
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국방과학연구소
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Abstract

The present invention relates to a system for identifying a state of coherent beam-combining. According to the present invention, the system for identifying a state of coherent beam-combining comprises: a beam combining light source comprising a plurality of light sources arranged to individually irradiate a plurality of laser beams to a scattering target; a light receiving lens for generating a speckle image signal by receiving light scattered from the scattering target to which the plurality of beams are irradiated; a Fourier analysis unit for generating an output signal by applying Fourier transform and a spatial filter to the speckle image signal; and an evaluation unit for identifying the state of coherent beam-combining through the output signal.

Description

결맞음 빔결합 상태를 평가하기 위한 방법 및 시스템{METHOD, AND SYSTEM FOR EVALUATING A CONDITION OF A COHERENCE BEAM COMBINING}Method and system for evaluating coherence beam coupling condition {METHOD, AND SYSTEM FOR EVALUATING A CONDITION OF A COHERENCE BEAM COMBINING}

본 개시(disclosure)는 일반적으로 빔결합 상태를 평가하는 시스템에 관한 것으로, 보다 구체적으로 본 개시는 푸리에 분석에 기반하여 산란목표물에서 반사되는 결맞음 빔결함 상태를 평가하기 위한 장치, 방법, 및 시스템에 관한 것이다.The present disclosure generally relates to a system for evaluating a beam coupling state, and more specifically, the present disclosure provides an apparatus, method, and system for evaluating a coherent beam defect state reflected from a scattering target based on Fourier analysis. About.

단일 레이저에서 레이저 출력 향상은 레이저 이득 물질 내의 열 문제 및 비선형 현상 등에 의하여 근본적으로 제한을 받는다. 이러한 한계점을 극복하기 위한 노력으로 여러 개의 레이저를 공간적으로 결합하는 빔결합 방법이 제시되었으며, 대표적으로 파장 빔결합 (spectral beam combining)과 결맞음 빔결합 (coherent beam combining) 방법이 있다. 결맞음 빔결합은 복수의 광원을 한 위치에 집속하여 높은 세기의 광 에너지를 얻는 기술 중 하나로서, 광원들 간의 결합이 결맞음 길이 내에서 서로 보강 간섭을 일으키며 나타날 때 해당 광원들의 개수의 제곱에 비례하는 높은 세기를 얻을 수 있다. 이는 파장 빔 결합 등의 다른 방식과 비교하여 가장 높은 광 세기 획득을 기대할 수 있어 입자가속을 위한 극초단 레이저 펄스의 빔결합 및 지향성 레이저 에너지 무기를 위한 연속발진 레이저 빔결합 등의 분야에 활용될 수 있다.In a single laser, the laser power improvement is fundamentally limited by thermal problems and nonlinear phenomena in the laser gain material. In an effort to overcome this limitation, a beam combining method that spatially combines several lasers has been proposed, and representatively, there are spectral beam combining and coherent beam combining methods. Coherent beam coupling is one of the techniques for obtaining high intensity light energy by focusing a plurality of light sources at one location.When the coupling between the light sources causes constructive interference with each other within the coherence length, it is proportional to the square of the number of the corresponding light sources. High intensity can be obtained. This can be used in fields such as beam coupling of ultrashort laser pulses for particle acceleration and continuous laser beam coupling for directional laser energy weapons, as compared to other methods such as wavelength beam coupling. have.

결맞음 빔결합 방식으로 결합되는 레이저 빔을 원거리에 위치한 목표물에 조사할 때 대기 요란 (Atmospheric disturbance)등의 외부환경 요인의 변화를 극복하기 위하여 개별 빔에 피드백을 주어 실시간으로 빔을 재정렬하고 위상차를 보정할 수 있는 되먹임 시스템(feedback system)을 구현하는 것이 필요하다. 일반적으로 큰 산란 특성을 가지는 목표물에서 반사되는 결맞음 빔은 복잡한 스펙클 패턴을 생성하게 되는데 이는 되먹임 시스템을 위한 광 모니터링에 큰 제약을 가져온다. 이를 극복하기 위하여 영상카메라에서 획득한 스펙클 이미지의 크기를 직접 계산하거나, 스펙클 패턴 분석을 위한 별도의 되먹임 시스템을 도입하는 방법들이 제안되었으나 이들은 느린 동작시간 및 복잡한 시스템 구성 등의 한계를 보인다. In order to overcome changes in external environmental factors such as atmospheric disturbance when a laser beam coupled by coherent beam coupling method is irradiated to a distant target, feedback is given to individual beams to real-time rearrange the beam and correct the phase difference. It is necessary to implement a capable feedback system. In general, a coherent beam reflected from a target having a large scattering characteristic generates a complex speckle pattern, which brings a great limitation to light monitoring for a feedback system. To overcome this, methods of directly calculating the size of a speckle image acquired from an image camera or introducing a separate feedback system for speckle pattern analysis have been proposed, but these have limitations such as slow operation time and complex system configuration.

　　　

상술한 바와 같은 논의를 바탕으로, 본 개시(disclosure)는 푸리에 변환에 기반하여 결맞음 빔결합 상태를 효율적으로 평가하기 위한 방법 및 시스템을 제공한다.Based on the above discussion, the present disclosure provides a method and system for efficiently evaluating a coherent beam-combination state based on Fourier transform.

또한, 본 개시는 다양한 산란 목표물에서 결맞음 빔결합의 최적화 상태를 지속할 수 있는 되먹임 시스템을 구성하기 위한 방법 및 시스템을 제공한다.In addition, the present disclosure provides a method and system for configuring a feedback system capable of sustaining an optimized state of coherent beam combining in various scattering targets.

본 개시의 다양한 실시 예들에 따르면, 결맞음 빔결합의 상태를 식별하는 시스템은, 산란 목표물에 복수의 레이저 빔들을 각각 조사하도록 정렬되는 복수의 광원들을 포함하는 빔결합 광원과, 상기 복수의 빔들이 조사된 상기 산란 목표물에서 반사된 스펙클 형상의 빛을 수신하는 수광 광학계와, 상기 스펙클 이미지 신호의 푸리에 변환과 푸리에 공간 필터를 통과한 단일 모니터링 신호를 만드는 푸리에 분석부와, 상기 모니터링 신호를 통해 결맞음 빔결합의 상태를 식별하는 평가부를 포함한다.According to various embodiments of the present disclosure, a system for identifying a state of coherent beam combining includes a beam combining light source including a plurality of light sources arranged to respectively irradiate a plurality of laser beams to a scattering target, and the plurality of beams are irradiated. A light-receiving optical system that receives speckle-shaped light reflected from the scattering target, a Fourier analysis unit that generates a single monitoring signal that has passed through a Fourier transform of the speckle image signal and a Fourier spatial filter, and coherence through the monitoring signal It includes an evaluation unit that identifies the state of beam coupling.

다른 일 실시 예에 따르면, 상기 빔결합 광원은 상기 산란 목표물로부터 제1 거리만큼 이격하여 위치하고, 상기 수광 렌즈는 상기 산란 목표물로부터 상기 제1 거리에 기반하여 결정되는 제2 거리만큼 이격하여 위치한다.According to another embodiment, the beam-combining light source is located spaced apart from the scattering target by a first distance, and the light-receiving lens is located spaced apart from the scattering target by a second distance determined based on the first distance.

다른 일 실시 예에 따르면, 상기 푸리에 분석부는, 상기 스펙클 이미지 신호를 수광하여 공간 푸리에 변환된 신호를 생성하는 푸리에 변환부와, 상기 공간 푸리에 변환된 신호에 공간 필터를 적용하는 공간 필터링부와, 상기 공간 필터를 적용하여 생성된 상기 출력 신호를 수집하는 신호 수집부를 포함한다.According to another embodiment, the Fourier analysis unit includes a Fourier transform unit that receives the speckle image signal and generates a spatial Fourier-transformed signal, a spatial filtering unit that applies a spatial filter to the spatial Fourier-transformed signal, And a signal collection unit collecting the output signal generated by applying the spatial filter.

다른 일 실시 예에 따르면, 상기 푸리에 분석부는 상기 스펙클 이미지 신호를 수신하여 기록하는 이미징 카메라부와, 상기 이미지 신호를 푸리에 변환하여 공간 푸리에 변환 이미지를 생성하는 푸리에 변환부와, 상기 공간 푸리에 변환 이미지에 공간 필터를 적용하는 푸리에 필터링부와, 상기 푸리에 필터링부를 통과한 단일 출력 신호를 계산하는 모니터링부를 포함한다. According to another embodiment, the Fourier analysis unit includes an imaging camera unit receiving and recording the speckle image signal, a Fourier transform unit generating a spatial Fourier transform image by Fourier transforming the image signal, and the spatial Fourier transform image And a Fourier filtering unit that applies a spatial filter to and a monitoring unit that calculates a single output signal that has passed through the Fourier filtering unit.

다른 일 실시 예에 따르면, 상기 푸리에 분석부는, 상기 수광 렌즈의 초점거리에 적절한 크기의 공간필터를 둠으로써, 상기 스펙클 이미지 신호의 푸리에 변환된 위치인 렌즈의 초점거리에서 푸리에 필터링한 이미지 신호를 획득하는 필터링부와, 상기 이미지 신호를 수집하여 집광 신호를 생성하는 집광 렌즈와, 상기 집광 신호에 기반하여 상기 출력 신호를 생성하는 광 검출기를 포함한다.According to another embodiment, the Fourier analysis unit applies a Fourier-filtered image signal at a focal length of a lens that is a Fourier transformed position of the speckle image signal by placing a spatial filter having an appropriate size at a focal length of the light-receiving lens. And a filtering unit to acquire, a condensing lens that collects the image signal and generates a condensing signal, and a photo detector that generates the output signal based on the condensed signal.

다른 일 실시 예에 따르면, 상기 공간 필터는 공간 푸리에 영역의 원점 주변의 영역에 해당하는 낮은 주파수 대역의 성분을 통과하고 이 외의 영역에 해당하는 성분을 차단한다.According to another embodiment, the spatial filter passes a component of a low frequency band corresponding to a region around an origin of a spatial Fourier region and blocks components corresponding to other regions.

다른 일 실시 예에 따르면, 상기 푸리에 공간 필터의 형태는, 상기 결맞음 빔결합의 크기, 상기 스펙클 이미지 신호의 영역의 크기 등을 최적화하기 위하여 다양한 모양을 가질 수 있다.According to another embodiment, the shape of the Fourier spatial filter may have various shapes to optimize the size of the coherent beam combination, the size of the area of the speckle image signal, and the like.

다른 일 실시 예에 따르면, 상기 평가부는, 상기 출력 신호의 크기에 기반하여 결맞음 빔결합 상태를 평가한다.According to another embodiment, the evaluation unit evaluates a coherent beam combining state based on the magnitude of the output signal.

본 개시의 일 실시 예에 따르면, 결맞음 빔결합의 상태를 식별하는 장치의 동작 방법은, 복수의 빔들이 조사된 산란 목표물에서 산란된 빛을 수신하여 스펙클 이미지 신호를 생성하는 과정과, 상기 스펙클 이미지 신호에 푸리에 변환과 공간 필터를 적용시킴으로써 출력 신호를 생성하는 과정과, 상기 출력 신호를 통해 결맞음 빔결합의 상태를 식별하는 과정을 포함한다.According to an embodiment of the present disclosure, a method of operating an apparatus for identifying a state of coherent beam combining includes a process of generating a speckle image signal by receiving light scattered from a scattering target to which a plurality of beams are irradiated, and the specification A process of generating an output signal by applying a Fourier transform and a spatial filter to a large image signal, and a process of identifying a state of coherent beam combining through the output signal.

다른 일 실시 예에 따르면, 상기 출력 신호를 생성하는 과정은, 상기 스펙클 이미지 신호를 수신하여 이미지 신호를 생성하는 과정과, 상기 이미지 신호를 푸리에 변환하여 공간 푸리에 변환 이미지를 생성하는 과정과, 상기 공간 푸리에 변환 이미지에 공간 필터를 적용하여 출력 이미지를 생성하는 과정과, 상기 출력 이미지로부터 상기 출력 신호를 생성하는 과정을 포함한다.According to another embodiment, the process of generating the output signal includes a process of generating an image signal by receiving the speckle image signal, a process of generating a spatial Fourier transform image by Fourier transforming the image signal, and the And generating an output image by applying a spatial filter to a spatial Fourier transform image, and generating the output signal from the output image.

다른 일 실시 예에 따르면, 상기 출력 신호를 생성하는 과정은, 수광 렌즈의 초점거리에 위치하는 공간 필터를 이용하여, 상기 스펙클 이미지 신호를 푸리에 변환 및 공간 필터링한 신호를 출력하는 과정과, 상기 신호를 수집하여 집광 신호를 생성하는 과정과, 상기 집광 신호에 기반하여 상기 출력 신호를 생성하는 과정을 포함한다.According to another embodiment, the process of generating the output signal includes a process of outputting a signal obtained by Fourier transform and spatial filtering of the speckle image signal using a spatial filter positioned at a focal length of a light receiving lens, and the And generating a condensed signal by collecting signals, and generating the output signal based on the condensed signal.

다른 일 실시 예에 따르면, 상기 공간 필터는 공간 푸리에 영역의 원점 주변의 영역에 해당하는 성분을 통과하고 이 외의 영역에 해당하는 성분을 차단한다.According to another embodiment, the spatial filter passes a component corresponding to a region around an origin of a spatial Fourier region and blocks components corresponding to other regions.

본 발명의 다양한 각각의 측면들 및 특징들은 첨부된 청구항들에서 정의된다. 종속 청구항들의 특징들의 조합들(combinations)은, 단지 청구항들에서 명시적으로 제시되는 것뿐만 아니라, 적절하게 독립항들의 특징들과 조합될 수 있다.Each of the various aspects and features of the invention are defined in the appended claims. Combinations of features of the dependent claims may be combined with features of the independent claims as appropriate, as well as only those explicitly presented in the claims.

또한, 본 개시에 기술된 임의의 하나의 실시 예(any one embodiment) 중 선택된 하나 이상의 특징들은 본 개시에 기술된 임의의 다른 실시 예 중 선택된 하나 이상의 특징들과 조합될 수 있으며, 이러한 특징들의 대안적인 조합이 본 개시에 논의된 하나 이상의 기술적 문제를 적어도 부분적으로 경감시키거나, 본 개시로부터 통상의 기술자에 의해 식별될 수 있는(discernable) 기술적 문제를 적어도 부분적으로 경감시키고, 나아가 실시 예의 특징들(embodiment features)의 이렇게 형성된 특정한 조합(combination) 또는 순열(permutation)이 통상의 기술자에 의해 양립 불가능한(incompatible) 것으로 이해되지만 않는다면, 그 조합은 가능하다.In addition, one or more features selected from any one embodiment described in the present disclosure may be combined with one or more features selected from any other embodiment described in the present disclosure, and alternatives to these features. A combination of at least partially alleviates one or more technical problems discussed in the present disclosure, or at least partly alleviates technical problems discernable by a person skilled in the art from the present disclosure, and furthermore, features of the embodiments ( Combinations are possible, provided that the particular combination or permutation thus formed of embodiment features is not understood to be incompatible by one of ordinary skill in the art.

본 개시에 기술된 임의의 예시 구현(any described example implementation)에 있어서 둘 이상의 물리적으로 별개의 구성 요소들은 대안적으로 단일 구성 요소로 통합될 수도 있으며, 그렇게 형성된 단일한 구성 요소에 의해 동일한 기능이 수행된다면, 그 통합은 가능하다. 반대로, 본 개시에 기술된 임의의 실시 예(any embodiment)의 단일한 구성 요소는 대안적으로, 적절한 경우, 동일한 기능을 달성하는 둘 이상의 별개의 구성 요소들로 구현될 수도 있다.In any described example implementation described in the present disclosure, two or more physically separate components may alternatively be integrated into a single component, and the same function is performed by a single component thus formed. If so, the integration is possible. Conversely, a single component of any embodiment described in the present disclosure may alternatively be implemented as two or more separate components that achieve the same function, as appropriate.

본 발명의 특정 실시 예들(certain embodiments)의 목적은 종래 기술과 관련된 문제점 및/또는 단점들 중 적어도 하나를, 적어도 부분적으로, 해결, 완화 또는 제거하는 것에 있다. 특정 실시 예들(certain embodiments)은 후술하는 장점들 중 적어도 하나를 제공하는 것을 목적으로 한다.It is an object of certain embodiments of the present invention to solve, alleviate or eliminate, at least in part, at least one of the problems and/or disadvantages associated with the prior art. Certain embodiments aim to provide at least one of the advantages described below.

본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 장치, 방법, 및 시스템은, 고출력 광원을 위한 결맞음 빔결합 상태를 평가할 수 있게 한다.An apparatus, method, and system according to various embodiments of the present disclosure enable the evaluation of coherent beam coupling conditions for high power light sources.

본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 장치, 방법, 및 시스템은, 원거리에서 결맞음 빔결합 상태를 평가함으로써, 목표물에 제한 없이 결맞음 빔결합의 최적화 상태를 지속하는 시스템을 구성할 수 있게 한다.An apparatus, method, and system according to various embodiments of the present disclosure may configure a system that maintains an optimized state of coherent beam combining without limitation to a target by evaluating a coherent beam combining state at a distance.

본 개시에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 개시가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The effects obtainable in the present disclosure are not limited to the effects mentioned above, and other effects not mentioned may be clearly understood by those of ordinary skill in the technical field to which the present disclosure belongs from the following description. will be.

도 1은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 빔결합 시스템을 도시한다.
도 2는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 결맞음 빔결합 시스템을 도시한다.
도 3은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 결맞음 빔결합 시스템에서, 빔 정렬 상태 분포도를 도시한다.
도 4는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 결맞음 빔결합 시스템에서, 스펙클 이미지 신호의 이미지를 도시한다.
도 5는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 결맞음 빔결합 시스템에서, 전산적 방식을 이용한 푸리에 분석 방법에 관한 모식도를 도시한다.
도 6은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 결맞음 빔결합 시스템에서, 광학적 방식을 이용한 푸리에 분석 방법에 관한 모식도을 도시한다.
도 7은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 결맞음 빔결합 시스템에서, 스펙클 이미지 신호의 푸리에 분석 이미지 및 공간 필터링 과정을 예시한다.
도 8은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 결맞음 빔결합 시스템에서, 공간 필터의 직경 대비 단일 출력 신호의 크기의 비율에 관한 그래프를 도시한다.
도 9는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 결맞음 빔결합 시스템의 동작 방법에 관한 흐름도를 도시한다. 1 illustrates a beam combining system according to various embodiments of the present disclosure.
2 illustrates a coherent beam combining system according to various embodiments of the present disclosure.
3 illustrates a distribution diagram of a beam alignment state in a coherent beam combining system according to various embodiments of the present disclosure.
4 illustrates an image of a speckle image signal in a coherent beam combining system according to various embodiments of the present disclosure.
5 is a schematic diagram of a Fourier analysis method using a computational method in a coherent beam combining system according to various embodiments of the present disclosure.
6 is a schematic diagram of a Fourier analysis method using an optical method in a coherent beam combining system according to various embodiments of the present disclosure.
7 illustrates a Fourier analysis image and spatial filtering process of a speckle image signal in a coherent beam combining system according to various embodiments of the present disclosure.
8 is a graph illustrating a ratio of a size of a single output signal to a diameter of a spatial filter in a coherent beam combining system according to various embodiments of the present disclosure.
9 is a flowchart illustrating a method of operating a coherent beam combining system according to various embodiments of the present disclosure.

본 개시에서 사용되는 용어들은 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 다른 실시 예의 범위를 한정하려는 의도가 아닐 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 용어들은 본 개시에 기재된 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가질 수 있다. 본 개시에 사용된 용어들 중 일반적인 사전에 정의된 용어들은, 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 동일 또는 유사한 의미로 해석될 수 있으며, 본 개시에서 명백하게 정의되지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다. 경우에 따라서, 본 개시에서 정의된 용어일지라도 본 개시의 실시 예들을 배제하도록 해석될 수 없다.Terms used in the present disclosure are only used to describe a specific embodiment, and may not be intended to limit the scope of other embodiments. Singular expressions may include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. Terms used herein, including technical or scientific terms, may have the same meaning as commonly understood by a person of ordinary skill in the technical field described in the present disclosure. Among the terms used in the present disclosure, terms defined in a general dictionary may be interpreted as having the same or similar meanings as those in the context of the related technology, and unless explicitly defined in the present disclosure, an ideal or excessively formal meaning Is not interpreted as. In some cases, even terms defined in the present disclosure cannot be interpreted to exclude embodiments of the present disclosure.

이하에서 설명되는 본 개시의 다양한 실시 예들에서는 하드웨어적인 접근 방법을 예시로서 설명한다. 하지만, 본 개시의 다양한 실시 예들에서는 하드웨어와 소프트웨어를 모두 사용하는 기술을 포함하고 있으므로, 본 개시의 다양한 실시 예들이 소프트웨어 기반의 접근 방법을 제외하는 것은 아니다.In various embodiments of the present disclosure described below, a hardware approach is described as an example. However, since various embodiments of the present disclosure include technology using both hardware and software, various embodiments of the present disclosure do not exclude a software-based approach.

이하 본 개시는 빔결합 상태를 평가하는 시스템에 관한 것으로, 보다 구체적으로 본 개시는 푸리에 분석에 기반하여 결맞음 빔결함 상태를 평가하기 위한 장치, 방법, 및 시스템에 관한 것이다.Hereinafter, the present disclosure relates to a system for evaluating a beam coupling state, and more particularly, the present disclosure relates to an apparatus, a method, and a system for evaluating a coherent beam defect state based on Fourier analysis.

이하 본 개시는 원거리에서 결맞음 빔결합 상태를 평가함으로써, 목표물에 제한 없이 결맞음 빔결합의 최적화 상태를 지속하는 시스템을 구성할 수 있게 하기 위한 기술을 설명한다.Hereinafter, the present disclosure describes a technique for constructing a system that maintains an optimized state of coherent beam combining without limitation to a target by evaluating a coherent beam combining state at a distance.

아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 개시가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 다양한 실시예들을 상세히 설명한다. 그러나 본 개시의 기술적 사상은 다양한 형태로 변형되어 구현될 수 있으므로 본 명세서에서 설명하는 실시예들로 제한되지 않는다. 본 명세서에 개시된 실시예들을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술을 구체적으로 설명하는 것이 본 개시의 기술적 사상의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 공지 기술에 대한 구체적인 설명을 생략한다. 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.Hereinafter, various embodiments will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those of ordinary skill in the art may easily implement the present disclosure. However, the technical idea of the present disclosure is not limited to the embodiments described in the present specification because it may be modified and implemented in various forms. In describing the embodiments disclosed in the present specification, when it is determined that a detailed description of a related known technology may obscure the gist of the technical idea of the present disclosure, a detailed description of the known technology will be omitted. The same or similar components are given the same reference numerals, and redundant descriptions thereof will be omitted.

본 명세서에서 어떤 요소가 다른 요소와 "연결"되어 있다고 기술될 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우 뿐 아니라 그 중간에 다른 요소를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 어떤 요소가 다른 요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 요소 외에 또 다른 요소를 배제하는 것이 아니라 또 다른 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.In the present specification, when an element is described as being "connected" with another element, this includes not only the case of being "directly connected" but also the case of being "indirectly connected" with another element interposed therebetween. When a certain element "includes" another element, it means that another element may be included in addition to the other element, not excluded, unless specifically stated to the contrary.

일부 실시예들은 기능적인 블록 구성들 및 다양한 처리 단계들로 설명될 수 있다. 이러한 기능 블록들의 일부 또는 전부는 특정 기능을 실행하는 다양한 개수의 하드웨어 및/또는 소프트웨어 구성들로 구현될 수 있다. 예를 들어, 본 개시의 기능 블록들은 하나 이상의 마이크로 프로세서들에 의해 구현되거나, 소정의 기능을 위한 회로 구성들에 의해 구현될 수 있다. 본 개시의 기능 블록들은 다양한 프로그래밍 또는 스크립팅 언어로 구현될 수 있다. 본 개시의 기능 블록들은 하나 이상의 프로세서들에서 실행되는 알고리즘으로 구현될 수 있다. 본 개시의 기능 블록이 수행하는 기능은 복수의 기능 블록에 의해 수행되거나, 본 개시에서 복수의 기능 블록이 수행하는 기능들은 하나의 기능 블록에 의해 수행될 수도 있다. 또한, 본 개시는 전자적인 환경 설정, 신호 처리, 및/또는 데이터 처리 등을 위하여 종래 기술을 채용할 수 있다. 예를 들어, 본 개시의 기능 블록들은 하나 이상의 광학 소자를 포함한 광학 시스템에서 구현될 수 있다. 본 개시의 기능 블록들은 하나 이상의 광학 소자에 의하여 수행되는 광학적 모니터링(monitoring)을 통하여 구현될 수 있다.Some embodiments may be described with functional block configurations and various processing steps. Some or all of these functional blocks may be implemented with various numbers of hardware and/or software components that perform a specific function. For example, the functional blocks of the present disclosure may be implemented by one or more microprocessors, or may be implemented by circuit configurations for a predetermined function. Functional blocks of the present disclosure may be implemented in various programming or scripting languages. The functional blocks of the present disclosure may be implemented as an algorithm executed on one or more processors. Functions performed by a function block of the present disclosure may be performed by a plurality of function blocks, or functions performed by a plurality of function blocks in the present disclosure may be performed by a single function block. In addition, the present disclosure may employ conventional techniques for electronic environment setting, signal processing, and/or data processing. For example, the functional blocks of the present disclosure may be implemented in an optical system including one or more optical elements. Functional blocks of the present disclosure may be implemented through optical monitoring performed by one or more optical elements.

도 1은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 빔결합 시스템(100)을 도시한다. 이하 사용되는 '…부', '…기' 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어, 또는, 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다. 도 1을 참고하면, 빔결합 시스템(100)은 빔결합 광원(110), 수광부(130), 분석 장치(150)을 포함할 수 있다. 1 illustrates a beam combining system 100 according to various embodiments of the present disclosure. Used below'… Boo','… A term such as'group' refers to a unit that processes at least one function or operation, which may be implemented by hardware or software, or a combination of hardware and software. Referring to FIG. 1, the beam combining system 100 may include a beam combining light source 110, a light receiving unit 130, and an analysis device 150.

빔결합 광원(110)은 빛을 내는 복수개의 광원을 결합한 것으로서, 단일 레이저(laser)들이 결합되어 구성된다. 빔결합 광원(110)은 다수의 단일 레이저 광원을 결합하여 레이저 광을 출력하는 장치로 단일 레이저 빔을 공간적으로 정렬하는 기능을 수행할 수 있다. 본 개시의 일 실시 예에 따르면, 빔결합 광원(110)은 빔의 정렬 상태나, 빔의 위상 등을 조절할 수 있다. 빔결합 광원이 포함하는 빔의 개수나 빔의 모양은 사용자의 설정에 따라 자유롭게 변경될 수 있다.The beam combining light source 110 is a combination of a plurality of light sources that emit light, and is configured by combining single lasers. The beam combining light source 110 is a device that outputs laser light by combining a plurality of single laser light sources, and may perform a function of spatially aligning a single laser beam. According to an embodiment of the present disclosure, the beam combining light source 110 may adjust a beam alignment state, a phase of a beam, and the like. The number of beams and the shape of the beams included in the beam-combining light source can be freely changed according to user settings.

수광부(130)는 빛을 수신하는 기능을 수행한다. 본 개시의 일 실시 예에 따르면, 수광부(130)는 이미지 센서의 단위 화소에서 빛을 흡수하는 적어도 하나의 수광 소자를 포함할 수 있다. 본 개시의 일 실시 예에 따르면 수광부(130)는 렌즈의 형태를 가지는 수광 렌즈를 포함할 수 있다.The light receiving unit 130 performs a function of receiving light. According to an embodiment of the present disclosure, the light receiving unit 130 may include at least one light receiving element that absorbs light from a unit pixel of the image sensor. According to an embodiment of the present disclosure, the light receiving unit 130 may include a light receiving lens having a lens shape.

분석 장치(150)는 수신된 신호를 분석하여, 현재 빔결합 시스템에서 결맞음 빔결합 상태를 구분하고 최적의 빔결합 상태를 식별하는 기능을 수행한다. 분석장치(150)는 제어부(151), 저장부(153), 및 통신부(155)를 포함한다. 제어부, 통신부, 저장부는 적어도 하나의 프로세서에 의해 기능적으로 연결될 수 있다.The analysis device 150 performs a function of analyzing the received signal, classifying a coherent beam combining state in the current beam combining system, and identifying an optimal beam combining state. The analysis device 150 includes a control unit 151, a storage unit 153, and a communication unit 155. The control unit, the communication unit, and the storage unit may be functionally connected by at least one processor.

제어부(151)는 분석 장치의 전반적인 동작들을 제어한다. 예를 들어, 제어부(151)는 통신부(155)를 통해 신호를 송신 및 수신한다. 또한, 제어부(151)는 저장부(153)에 데이터를 기록하고, 읽는다. 제어부(151)는 적어도 하나의 프로세서 또는 마이크로(micro) 프로세서를 포함하거나, 또는, 프로세서의 일부일 수 있다. 본 개시의 일 실시 예에 따르면, 제어부(151)는 수신한 신호를 푸리에 변환에 기반하여 빔결합 상태를 식별할 수 있다. 제어부(151)는 단말이 후술하는 다양한 실시 예들에 따른 동작들을 수행하도록 제어할 수 있다. The control unit 151 controls overall operations of the analysis device. For example, the control unit 151 transmits and receives signals through the communication unit 155. In addition, the control unit 151 writes and reads data in the storage unit 153. The control unit 151 may include at least one processor or a micro processor, or may be a part of a processor. According to an embodiment of the present disclosure, the controller 151 may identify a beam combining state based on a Fourier transform of a received signal. The controller 151 may control the terminal to perform operations according to various embodiments to be described later.

저장부(153)는 제어부(151)의 요청에 따라 저장된 데이터를 제공한다. 통신부(155)는 신호를 송수신하기 위한 기능들을 수행한다. 저장부(153)는 분석 장치의 동작을 위한 기본 프로그램, 응용 프로그램, 설정 정보 등의 데이터를 저장한다. 저장부(153)는 휘발성 메모리, 비휘발성 메모리 또는 휘발성 메모리와 비휘발성 메모리의 조합으로 구성될 수 있다. The storage unit 153 provides stored data according to the request of the control unit 151. The communication unit 155 performs functions for transmitting and receiving signals. The storage unit 153 stores data such as a basic program, an application program, and setting information for the operation of the analysis device. The storage unit 153 may be formed of a volatile memory, a nonvolatile memory, or a combination of a volatile memory and a nonvolatile memory.

도 2는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 결맞음 빔결합 시스템(200)을 도시한다. 결맞음 빔결합 시스템(200)은 되먹임 빔결합 시스템을 포함한다. 도 2를 참고하면, 결맞음 빔결합 시스템은, 결맞음 빔결합 광원(210), 산란 목표물(230), 수광 렌즈(250), 푸리에 분석부(270)을 포함한다. 2 illustrates a coherent beam combining system 200 according to various embodiments of the present disclosure. The coherent beam combining system 200 includes a feedback beam combining system. Referring to FIG. 2, the coherent beam combining system includes a coherent beam combining light source 210, a scattering target 230, a light receiving lens 250, and a Fourier analysis unit 270.

결맞음 빔결합 광원(210)은 복수의 광원을 포함하고, 산란 목표물에 복수의 빔을 조사하도록 정렬될 수 있다. 빔결합 광원의 빔 정렬 상태나 빔결합 광원의 위상에 따라, 빔결합 광원으로부터 산란 목표물에 도달하는 결맞음 빔결합은 피크 세기, 피크 면적 또는 모양이 다양한 형태로 나타날 수 있다. 본 개시의 일 실시 예에 따르면, 높은 출력의 광 에너지를 얻는 것을 목표로, 빔결합 광원은 가장 높은 피크 세기를 가지고 가장 작은 피크 면적을 가지도록 배치될 수 있다. 결맞음 빔결합 광원(210)은 다양한 구조 및 다양한 빔의 개수로 구성될 수 있다. 본 개시의 일 실시 예에 따르면, 빔결합 광원은 세 개의 동일한 광원들을 포함하고, 세 개의 동일한 광원들은 삼각형 모양으로 배치(212)될 수 있다. 빔결합 광원은 일곱 개의 동일한 광원들을 포함하고, 일곱 개의 동일한 광원들은 육각형 모양으로 배치(211)될 수 있다. The coherent beam combining light source 210 includes a plurality of light sources, and may be aligned to irradiate a plurality of beams to a scattering target. Depending on the beam alignment state of the beam-combining light source or the phase of the beam-combining light source, the coherent beam-combination reaching the scattering target from the beam-combining light source may have various forms of peak intensity, peak area or shape. According to an exemplary embodiment of the present disclosure, in order to obtain high output light energy, the beam-combining light source may be arranged to have the highest peak intensity and the smallest peak area. The coherent beam combining light source 210 may have various structures and various numbers of beams. According to an embodiment of the present disclosure, the beam combining light source includes three identical light sources, and the three identical light sources may be arranged 212 in a triangular shape. The beam combining light source includes seven identical light sources, and the seven identical light sources may be arranged 211 in a hexagonal shape.

산란 목표물(230)은 광원으로부터 빛을 받고 이를 반사시키는 목표물을 지시한다. 본 개시의 일 실시 예에 다르면, 산란 목표물(230)은 표면의 높낮이가 빔결합 광원에 사용되는 파장보다 크고 분포가 무작위인 표면을 가지는 물체로서, 결맞음 빔결합 광원의 복수의 광원들이 도달하여 결맞음 빔결합을 이루는 물체를 포함한다. 빔결합 광원에서 산란 목표물로 빛이 조사되는 경우, 빛은 산란 목표물(230)에서 산란되어 되돌아 나간다. 결맞음 빔결합 광원(210)이 결맞음 길이가 충분히 긴 레이저 광원인 경우, 상기 산란이 일어나는 과정에서 무작위한 간섭 무늬(스펙클, speckle)을 생성할 수 있다. 수광 렌즈(250)은 이렇게 형성된 간섭 무늬 또는 간섭 무늬의 일부 결과로 생성된 스펙클 이미지 신호(251)를 획득한다. The scattering target 230 indicates a target that receives light from a light source and reflects it. According to an embodiment of the present disclosure, the scattering target 230 is an object having a surface whose height is greater than the wavelength used for the beam-combining light source and has a random distribution, and is coherent due to the plurality of light sources of the beam-combining light source reaching. Includes an object that forms a beam combination. When light is irradiated from the beam-combined light source to a scattering target, the light is scattered from the scattering target 230 and returns. When the coherent beam combining light source 210 is a laser light source having a sufficiently long coherence length, random interference fringes (speckles) may be generated during the scattering process. The light-receiving lens 250 acquires a speckle image signal 251 generated as a result of the interference fringe or a part of the interference fringe thus formed.

푸리에 분석부(270)는 푸리에 변환과 공간 필터의 적용하는 방법을 이용하여, 수신한 신호를 분석하는 기능을 수행한다. 본 개시의 일 실시 예에 따르면, 푸리에 분석부는 전산을 이용하거나 광학적 설계를 이용하여 수신한 신호에 관한 푸리에 분석이 수행될 수 있다. 본 개시의 일 실시 예에 따르면, 푸리에 분석 과정은 스펙클 형상에 따라 상이한 공간 필터를 적용하는 과정을 포함한다. 본 개시의 일 실시 예에 따르면, 공간 필터의 모양 또는 크기 중 적어도 하나는, 결맞음 빔결합 크기, 수광하는 스펙클 이미지 신호의 영역 크기, 공간 푸리에 변환 이미지의 배율 중 적어도 하나에 기반하여 결정될 수 있다. The Fourier analysis unit 270 performs a function of analyzing a received signal using a method of applying a Fourier transform and a spatial filter. According to an embodiment of the present disclosure, the Fourier analysis unit may perform Fourier analysis on a received signal using computational or optical design. According to an embodiment of the present disclosure, the Fourier analysis process includes a process of applying different spatial filters according to speckle shapes. According to an embodiment of the present disclosure, at least one of the shape or size of the spatial filter may be determined based on at least one of a coherence beam combination size, a region size of a speckle image signal to be received, and a magnification of a spatial Fourier transform image. .

도 3은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 결맞음 빔결합 시스템에서, 빔 정렬 상태 분포도(300)를 도시한다.3 illustrates a distribution diagram 300 of a beam alignment state in a coherent beam combining system according to various embodiments of the present disclosure.

도 3을 참고하면, 빔결합 광원의 광원들이 삼각형 모양으로 배치(212)된 경우, 산란 목표물의 위치에서 결맞음 빔결합 신호는 도 3의 좌측 분포도(301)와 같이 육각형 모양의 원형 대칭을 이루도록 형성될 수 있다. 도 3의 좌측 분포도(301)를 참고하면, 빔결합 광원들이 삼각형 모양으로 배치(212)된 경우, 원형 대칭의 중심에서 가장 강한 세기의 빔 피크를 얻을 수 있다. 본 개시의 일 실시 예에 따르면, 결맞음 빔결합 광원(210)이 포함하는 복수의 광원들의 정렬 상태가 변경된 경우, 산란 목표물 위치와 같은 위치에서 결맞음 빔결합 신호는 도 3의 우측 분포도(303)와 같은 모양의 빔결합 신호를 이루도록 형성될 수 있다. 도 3의 우측 분포도(303)를 참고하면, 원형 대칭의 중심에서 빔 피크의 세기는 도 3의 좌측 분포도(301)에서 빔 피크의 세기 보다 약한 세기임을 확인할 수 있다. 최적화된 결맞음 빔결함 상태는 빔결합 광원들의 대칭 중심에서 가장 강한 세기를 가지고 가장 작은 크기를 가지는 빔 피크를 얻는 경우를 지시할 수 있다. Referring to FIG. 3, when the light sources of the beam-combining light source are arranged 212 in a triangular shape, the coherent beam-combining signal at the location of the scattering target is formed to form a hexagonal circular symmetry as shown in the left distribution diagram 301 of FIG. Can be. Referring to the left distribution diagram 301 of FIG. 3, when the beam-combining light sources are arranged in a triangular shape 212, a beam peak having the strongest intensity at the center of circular symmetry can be obtained. According to an embodiment of the present disclosure, when the alignment of a plurality of light sources included in the coherent beam combining light source 210 is changed, the coherent beam combining signal at the same position as the scattering target is shown in the right distribution diagram 303 of FIG. It can be formed to form a beam-combined signal of the same shape. Referring to the right distribution diagram 303 of FIG. 3, it can be seen that the intensity of the beam peak at the center of circular symmetry is weaker than the intensity of the beam peak in the left distribution diagram 301 of FIG. 3. The optimized coherence beam defect state may indicate a case where a beam peak having the strongest intensity and the smallest size at the center of symmetry of the beam-combining light sources is obtained.

도 4는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 결맞음 빔결합 시스템에서, 스펙클 이미지 신호의 이미지(400)를 도시한다. 도 4는 도 2의 스펙클 이미지 신호(251)의 일 예를 도시한다.4 illustrates an image 400 of a speckle image signal in a coherent beam combining system according to various embodiments of the present disclosure. 4 shows an example of the speckle image signal 251 of FIG. 2.

결맞음 빔결합 광원의 빔 정렬 상태에 따라 도 4의 좌측 이미지(401)와 같이 스펙클의 크기가 큰 이미지 또는 도 4의 우측 이미지(403)와 같이 스펙클의 크기가 작은 이미지가 생성될 수 있으며, 다양한 빔 정렬 상태에 따라 크기와 모양이 다른 스펙클 이미지가 생성될 수 있다. Depending on the beam alignment state of the coherent beam-combining light source, an image having a large speckle size as shown in the left image 401 of FIG. 4 or an image having a small speckle size as shown in the right image 403 of FIG. 4 may be generated. , Speckle images of different sizes and shapes may be generated according to various beam alignment states.

스펙클의 크기는 결맞음 빔결합 상태에 따라 상이한 빛의 세기 분포로 표현될 수 있다. 스펙클 크기는 산란 목표물에 조사된 결맞음 빔결합의 빔 피크 직경과 반비례한다. 본 개시의 일 실시 예에 따르면, 결맞음 빔결합의 빔피크 직경 bs는 <수학식 1>과 같이 표현될 수 있다.The size of the speckle can be expressed as a different light intensity distribution according to the coherent beam coupling state. The speckle size is inversely proportional to the beam peak diameter of the coherent beam coupling irradiated to the scattering target. According to an embodiment of the present disclosure, the beam peak diameter b s of coherent beam combining may be expressed as <Equation 1>.

Figure 112020107443858-pat00001
Figure 112020107443858-pat00001

<수학식 1>을 참고하면, λ는 사용하는 빔의 파장, L1은 결맞음 빔결합 광원(210) 중심에서 산란 목표물(230) 사이의 제1 거리, D는 결맞음 빔결합 광원들의 대칭 중심점을 중심으로 각 광원들을 모두 포함하는 최소 원의 직경을 지시한다. 빔피크의 직경은 결맞음 빔결합 상태에 따라 증가할 수 있다. 최적화된 결맞음 빔결합 상태에서 빔 피크의 직경은 결맞음 빔결합 광원들의 구성이나 결맞음 빔결합 광원들의 상태에 따라 상이할 수 있다. Referring to <Equation 1>, λ is the wavelength of the used beam, L 1 is the first distance between the center of the coherent beam-combining light source 210 and the scattering target 230, and D is the symmetry center point of the coherent beam-combining light sources. It indicates the diameter of the minimum circle including all of the light sources as the center. The diameter of the beam peak can increase according to the coherent beam coupling state. In the optimized coherent beam-combining state, the diameter of the beam peak may be different depending on the configuration of the coherent beam-combining light sources or conditions of the coherent beam-combining light sources.

스펙클 이미지 신호는 스크린 상에 나타나는 간섭 무늬의 일종으로서, 스펙클 이미지 신호의 스펙클 직경은, 스펙클 이미지 신호(251)의 빛의 세기 분포에 기반하여 다양한 크기(310, 320)로 형성될 수 있다. 스펙클 직경의 크기는 통계적으로 스펙클 이미지 신호의 자기 상관 길이를 통해 나타낼 수 있고, 스펙클 이미지 신호의 자기 상관 길이는 스펙클의 크기로 지칭될 수 있다. 본 개시의 일 실시 예에 따르면, 스펙클 크기 as는 <수학식 2>와 같이 표현될 수 있다.The speckle image signal is a type of interference fringe that appears on the screen, and the speckle diameter of the speckle image signal is formed in various sizes 310 and 320 based on the light intensity distribution of the speckle image signal 251. I can. The size of the speckle diameter may be statistically represented through the autocorrelation length of the speckle image signal, and the autocorrelation length of the speckle image signal may be referred to as the size of the speckle. According to an embodiment of the present disclosure, the speckle size a s may be expressed as <Equation 2>.

Figure 112020107443858-pat00002
Figure 112020107443858-pat00002

<수학식 2>를 참고하면, as는 스펙클 크기, L은 산란 목표물(230)에서 수광 렌즈(250)까지 제2 거리, λ는 파장, bs는 빔피크의 직경을 지시한다. 스펙클 크기는 산란 목표물에 조사된 결맞음 빔결합의 빔 피크 직경과 반비례한다.Referring to Equation 2, a s denotes the speckle size, L denotes the second distance from the scattering target 230 to the light-receiving lens 250, λ denotes a wavelength, and b s denotes the diameter of the beam peak. The speckle size is inversely proportional to the beam peak diameter of the coherent beam coupling irradiated to the scattering target.

<수학식 2>를 참고하면, 최적화된 결맞음 빔결합 상태는, 빔피크의 직경이 최소가 되고, 스펙클 크기는 최대가 된다. 결맞음 빔결합 광원(210)의 배치와 정렬 상태에 따라, 최적화된 결맞음 빔결합 상태에서 스펙클 크기는 최대가 될 수 있다. 산란 목표물에 도달하는 결맞음 빔들의 위치가 최적화된 결맞음 빔결합 위치와 달라질 때 달라진 무작위 간섭 무늬를 보이는 스펙클 이미지 신호가 확인될 수 있다. 스펙클 이미지 신호의 세기 분포를 통해, 무작위 간섭 무늬를 가지는 스펙클 이미지 신호에 따라 스펙클의 크기가 작아질 수 있다. 결맞음 빔결합 시스템(200)에서 스펙클 이미지 신호를 측정하기 위하여, 이격된 거리에서 배치된 수광 렌즈(250)는 산란 목표물(230)에서 산란된 빛의 일부를 수광할 수 있다. 수광하는 산란광의 영역은 수광 렌즈의 직경과 수광 렌즈로부터 산란 목표물까지의 거리에 기반하여 결정될 수 있다.Referring to <Equation 2>, in the optimized coherent beam coupling state, the diameter of the beam peak becomes the minimum and the speckle size becomes the maximum. Depending on the arrangement and alignment of the coherent beam-combining light source 210, the speckle size may be maximized in the optimized coherent beam-combining state. When the positions of the coherent beams reaching the scattering target are different from the optimized coherent beam combining position, a speckle image signal showing a different random interference pattern can be identified. Through the intensity distribution of the speckle image signal, the size of the speckle may be reduced according to the speckle image signal having a random interference fringe. In order to measure the speckle image signal in the coherent beam combining system 200, the light-receiving lens 250 disposed at a spaced distance may receive some of the light scattered from the scattering target 230. The area of the scattered light to be received may be determined based on the diameter of the light-receiving lens and the distance from the light-receiving lens to the scattering target.

스펙클 이미지 신호는 제한된 영역 내에서 빛의 세기 분포로 나타난다. 스펙클 크기에 따라 제한된 영역 안의 빛의 세기 분포는 평균적으로 다른 공간 주기를 가진다. 스펙클 크기가 큰 경우 공간 주기는 길어지고, 스펙클 크기가 작은 경우 공간 주기는 짧아진다. 따라서 스펙클의 크기와 공간 주기의 관계에 기반하여, 신호에 공간 푸리에 변환을 적용하면, 신호의 세기는 스펙클 크기가 클 때 푸리에에서 상대적으로 낮은 파수(k) 영역에서 높은 세기로 분포한다.The speckle image signal appears as a light intensity distribution within a limited area. Depending on the size of the speckle, the light intensity distribution in the limited area has different spatial periods on average. When the speckle size is large, the space period becomes longer, and when the speckle size is small, the space period becomes shorter. Therefore, based on the relationship between the size of the speckle and the spatial period, when the spatial Fourier transform is applied to the signal, the intensity of the signal is distributed in a relatively low wavenumber (k) region in the Fourier with a high intensity when the speckle size is large.

스펙클 크기와 최적화된 결맞음 빔결합 상태에 따라, 최적화된 결맞음 빔결합 상태에서 푸리에 변환을 하는 경우 푸리에 영역의 원점에 가까운 영역에 신호의 세기가 높은 분포를 보이며, 최적화된 결맞음 빔결합 상태가 아닌 경우 신호 세기는 푸리에 영역의 원점 가까운 영역으로부터 상대적으로 분산되는 분포를 보인다. 이러한 공간 푸리에 변환은 도 5와 같은 전산적 방식을 이용한 분석 방법과, 도 6과 같은 광학적 이미징 방식을 이용한 분석 방법 중 하나의 방법에 의해 수행될 수 있다.Depending on the speckle size and the optimized coherent beam-combining state, when Fourier transform is performed in the optimized coherent beam-combining state, the signal intensity is distributed in a region close to the origin of the Fourier region, and the optimized coherent beam-combining state In this case, the signal intensity shows a distribution that is relatively distributed from the region near the origin of the Fourier region. The spatial Fourier transform may be performed by one of an analysis method using a computational method as shown in FIG. 5 and an analysis method using an optical imaging method as shown in FIG. 6.

도 5는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 결맞음 빔결합 시스템에서, 전산적 방식을 이용한 푸리에 분석 방법에 관한 모식도(500)를 도시한다.5 illustrates a schematic diagram 500 of a Fourier analysis method using a computational method in a coherent beam combining system according to various embodiments of the present disclosure.

도 5를 참고하면, 전산적 방식을 이용한 푸리에 분석 방법에 관한 모식도(500)은 수광 렌즈(510), 푸리에 분석부(550)를 포함한다. 푸리에 분석부(500)는 이미징 카메라(401)와 전산 장치(570)를 포함한다.Referring to FIG. 5, a schematic diagram 500 of a Fourier analysis method using a computational method includes a light receiving lens 510 and a Fourier analysis unit 550. The Fourier analysis unit 500 includes an imaging camera 401 and a computing device 570.

수광 렌즈(510)는 산란 목표물로부터 스펙클 이미지 신호(501)를 수신한다. 수광 렌즈를 통과한 스펙클 이미지 신호는 푸리에 분석부의 이미징 카메라(560)로 전송된다.The light receiving lens 510 receives a speckle image signal 501 from a scattering target. The speckle image signal passing through the light-receiving lens is transmitted to the imaging camera 560 of the Fourier analysis unit.

푸리에 분석부(550)은 이미징 카메라를 통해 수신한 스펙클 이미지 신호를 수신하고, 전산 장치(570)를 이용하여 스펙클 이미지 신호의 푸리에 변환 및 제1 공간 필터(572)를 적용한다. 본 개시의 일 실시 예에 따르면, 이미징 카메라를 통과하고 푸리에 변환된 이미지 신호(571)는 컴퓨터 시뮬레이션을 이용하여 제1 공간 필터(572)를 적용한다. 전산 장치(570)는 제1 공간 필터가 적용된 신호(573)를 수집하여 세기를 분석함으로써, 단일의 출력 신호를 생성한다. 푸리에 분석부(550)는 단일의 출력 신호의 크기에 기반하여 결맞음 빔결합의 상태를 평가할 수 있다.The Fourier analyzer 550 receives the speckle image signal received through the imaging camera, and applies the Fourier transform of the speckle image signal and the first spatial filter 572 using the computing device 570. According to an embodiment of the present disclosure, the first spatial filter 572 is applied to the image signal 571 after passing through the imaging camera and subjected to Fourier transform using a computer simulation. The computing device 570 generates a single output signal by collecting the signal 573 to which the first spatial filter is applied and analyzing the intensity. The Fourier analyzer 550 may evaluate the state of coherent beam combining based on the size of a single output signal.

도 6은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 결맞음 빔결합 시스템에서, 광학적 방식을 이용한 푸리에 분석 방법에 관한 모식도(600)을 도시한다. 6 is a schematic diagram 600 of a Fourier analysis method using an optical method in a coherent beam combining system according to various embodiments of the present disclosure.

도 6을 참고하면, 광학적 방식을 이용한 푸리에 분석 방법에 관한 모식도(600)는 수광 렌즈(610), 푸리에 분석부(650)를 포함한다. 푸리에 분석부(650)는 제2 공간 필터(660), 집광 렌즈(670), 광 검출기(680)을 포함한다.Referring to FIG. 6, a schematic diagram 600 of a Fourier analysis method using an optical method includes a light receiving lens 610 and a Fourier analysis unit 650. The Fourier analysis unit 650 includes a second spatial filter 660, a condensing lens 670, and a photo detector 680.

수광 렌즈(610)은 산란 목표물로부터 스펙클 이미지 신호(601)를 수신한다. 수광 렌즈를 통과한 스펙클 이미지 신호는 푸리에 분석부의 제2 공간 필터(660)로 전송된다.The light-receiving lens 610 receives the speckle image signal 601 from the scattering target. The speckle image signal passing through the light-receiving lens is transmitted to the second spatial filter 660 of the Fourier analysis unit.

푸리에 분석부(650)은 스펙클 이미지 신호(601)에 광학적으로 푸리에 변환을 적용할 수 있다. 제2 공간 필터는 수광 렌즈의 초점 거리에 위치하는 물리적 공간 필터를 지시하는 것으로서, 스펙클 이미지 신호는 수광렌즈를 통해 푸리에 변환이 적용되고, 제2 공간 필터(660)를 투과하여 푸리에 분석 이미지 신호(671)를 생성한다. 푸리에 분석 이미지 신호(671)는 결맞음 빔결합 상태에 따른 특정 푸리에 영역의 세기 분포를 지시하는 신호로서, 집광 렌즈(670)을 이용하여 광 검출기(680)로 전달된다. The Fourier analysis unit 650 may optically apply a Fourier transform to the speckle image signal 601. The second spatial filter indicates a physical spatial filter located at the focal length of the light-receiving lens, and a Fourier transform is applied to the speckle image signal through the light-receiving lens, and the Fourier analysis image signal is transmitted through the second spatial filter 660. Create (671). The Fourier analysis image signal 671 is a signal indicating an intensity distribution of a specific Fourier region according to a coherent beam combination state, and is transmitted to the photodetector 680 using the condensing lens 670.

푸리에 분석부(650)는 광 검출기를 이용하여 수집되는 푸리에 분석 이미지 신호(671)를 분석함으로써, 단일의 출력 신호를 생성한다. 출력 신호는 결맞음 빔결합 상태에 따라 상이하다. 본 개시의 일 실시 예에 따르면, 도 5와 도 6에 제시된 푸리에 분석 과정과 다른 푸리에 분석 과정 및 단일 신호의 전환 방법이 적용될 수 있다.The Fourier analysis unit 650 analyzes the Fourier analysis image signal 671 collected using the photodetector to generate a single output signal. The output signal differs depending on the coherent beam-combination state. According to an embodiment of the present disclosure, a Fourier analysis process different from the Fourier analysis process shown in FIGS. 5 and 6 and a method of converting a single signal may be applied.

도 7은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 결맞음 빔결합 시스템에서, 스펙클 이미지 신호의 푸리에 분석 이미지 및 공간 필터링 과정(700)을 예시한다. 도 7은 공간 푸리에 영역에서 신호의 세기에 관한 분포도를 도시한다.7 illustrates a Fourier analysis image and spatial filtering process 700 of a speckle image signal in a coherent beam combining system according to various embodiments of the present disclosure. 7 shows a distribution diagram of signal strength in a spatial Fourier domain.

도 7을 참고하면, 도 7의 좌측 분포도(701)는 신호의 세기가 큰 영역이 중앙에 집중되어 있는 분포를 나타낸다. 도 7의 우측 분포도(703)는 신호의 세기가 큰 영역이 좌측 분포도(701)에 비해 분산되어 있는 분포를 나타낸다. 본 개시의 일 실시 예에 따르면, 도 4의 좌측 이미지(401)에 해당되는 스펙클 이미지 신호에 공간 푸리에 변환을 실시할 때, 도 7의 좌측 분포도(701)의 공간 푸리에 영역 세기 분포가 식별될 수 있다. 도 4의 우측 이미지(403)에 해당되는 스펙클 이미지 신호에 공간 푸리에 변환을 실시할 때, 도 7의 우측 분포도(703)의 공간 푸리에 영역 세기 분포가 식별될 수 있다. Referring to FIG. 7, a distribution map 701 on the left of FIG. 7 shows a distribution in which a region having a large signal intensity is concentrated in the center. The right distribution map 703 of FIG. 7 shows a distribution in which a region having a large signal intensity is distributed compared to the left distribution map 701. According to an embodiment of the present disclosure, when performing spatial Fourier transform on a speckle image signal corresponding to the left image 401 of FIG. 4, the spatial Fourier intensity distribution of the left distribution map 701 of FIG. 7 may be identified. I can. When performing spatial Fourier transform on the speckle image signal corresponding to the right image 403 of FIG. 4, the spatial Fourier intensity distribution of the right distribution map 703 of FIG. 7 may be identified.

본 개시의 일 실시 예에 따르면, 결맞음 빔결합 상태와 공간 푸리에 영역에서 세기 분포 간의 관계를 통해, 공간 푸리에 영역의 원점 주변의 영역과 이 외의 영역의 세기를 구분하는 공간 필터를 적용할 수 있다. 공간 필터를 적용하는 과정은 중앙 핀 홀을 이용한 방법, 중앙 가림막을 이용하는 방법 등 다양한 모양 및 크기의 공간 필터를 사용하는 방법을 포함한다. 본 개시의 일 실시 예에 따르면, 푸리에 분석에 이용되는 공간 필터(572, 660)는 원점을 중심으로 특정 크기를 가지는 핀 홀 형태의 공간 필터를 포함한다. 푸리에 분석부는, 공간 푸리에 영역의 세기 분포도에 공간 필터를 적용한 경우 필터를 통과한 신호의 세기가 최대가 될 때 최적화된 결맞음 빔결합 상태를 식별할 수 있다. 본 개시의 일 실시 예에 다르면, 특정 크기를 가지는 핀 홀의 모양과 크기는 사용자의 의도에 의해 미리 설정될 수 있다. According to an embodiment of the present disclosure, through a relationship between a coherent beam combination state and an intensity distribution in a spatial Fourier region, a spatial filter for classifying an intensity of a region around an origin of a spatial Fourier region and an intensity of another region may be applied. The process of applying the spatial filter includes a method of using spatial filters of various shapes and sizes, such as a method using a central pinhole and a method using a central shield. According to an embodiment of the present disclosure, the spatial filters 572 and 660 used for Fourier analysis include a spatial filter in the form of a pinhole having a specific size around an origin. When the spatial filter is applied to the intensity distribution map of the spatial Fourier region, the Fourier analyzer may identify an optimized coherent beam combination state when the intensity of a signal passing through the filter is maximized. According to the exemplary embodiment of the present disclosure, the shape and size of the pinhole having a specific size may be preset according to the intention of the user.

본 개시의 일 실시 예에 따르면 원형 핀 홀을 사용하는 경우 핀 홀의 직경은, 최적화된 결맞음 빔결합 상태와 정렬되지 않은 결맞음 빔결합 상태에서, 필터를 통과한 신호의 세기의 차이가 가장 크도록 결정될 수 있다.According to an embodiment of the present disclosure, when a circular pinhole is used, the diameter of the pinhole may be determined such that the difference in the intensity of the signal passing through the filter is greatest in the optimized coherent beam combining state and the unaligned coherent beam combining state. I can.

도 8은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 결맞음 빔결합 시스템에서, 공간 필터의 직경 대비 단일 출력 신호의 크기의 비율에 관한 그래프(800)를 도시한다. 도 8은, 분리된 빔들(separated beams)(801)과 결합된 빔들(combined beams)(803)에 관하여, 공간 필터의 핀 홀 직경에 따른, 신호의 세기의 비율을 나타낸다.8 is a graph 800 showing a ratio of a size of a single output signal to a diameter of a spatial filter in a coherent beam combining system according to various embodiments of the present disclosure. FIG. 8 shows a ratio of signal intensity according to a pin hole diameter of a spatial filter with respect to separated beams 801 and combined beams 803.

도 8을 참고하면, 가로 축은 핀 홀의 직경을 나타내고, 세로 축은 신호 세기의 전송 비율을 나타낸다. 공간 필터를 지나기 전과 후의 세기의 비율은 핀 홀의 직경에 따라 상이하고, 결맞음 빔결합 상태에 따라 특정 직경을 가지는 핀 홀에서 세기 비율의 차이가 발생한다. 신호의 세기의 높고 낮음을 통해 결맞음 빔결합 상태가 평가될 수 있다. 공간 필터의 모양 또는 크기 중 적어도 하나는, 결맞음 빔결합 크기, 수광하는 스펙클 이미지 신호의 영역 크기, 공간 푸리에 변환 이미지의 배율 중 적어도 하나에 기반하여 결정될 수 있다.Referring to FIG. 8, the horizontal axis represents the diameter of the pinhole, and the vertical axis represents the transmission ratio of signal strength. The ratio of the intensity before and after passing through the spatial filter differs according to the diameter of the pinhole, and a difference in the intensity ratio occurs in the pinhole having a specific diameter according to the coherent beam coupling state. The coherent beam-combination state can be evaluated through the high and low intensity of the signal. At least one of the shape or size of the spatial filter may be determined based on at least one of a coherence beam combination size, a region size of a speckle image signal to be received, and a magnification of a spatial Fourier transform image.

본 개시의 일 실시 예에 따르면, 공간 필터의 핀 홀의 직경이 작은 경우, 핀 홀을 통과하는 신호가 적음에 따라 공간 필터를 통과한 신호의 세기는 작다. 공간 필터의 핀 홀의 직경이 큰 경우, 핀 홀을 통과하는 신호가 많음에 따라 공간 필터를 통과한 신호의 세기가 크다. 본 개시의 일 실시 예에 따르면, 핀 홀의 직경이 약 75 um인 경우, 결합된 빔들(803)에서 핀 홀을 통과하는 신호의 세기에 관한 비율과 분리된 빔들(801)에서 핀 홀을 통과하는 신호의 세기에 관한 비율의 차이가 가장 크다. 이 경우 핀 홀의 직경은 약 75 um가 되도록 결정될 수 있다. 또한 신호의 세기의 높고 낮음에 기반하여 결맞음 빔결합 상태가 평가될 수 있다. According to an embodiment of the present disclosure, when the diameter of the pinhole of the spatial filter is small, the strength of the signal passing through the spatial filter is small as the number of signals passing through the pinhole is small. When the diameter of the pinhole of the spatial filter is large, as the number of signals passing through the pinhole increases, the strength of the signal passing through the spatial filter is large. According to an embodiment of the present disclosure, when the diameter of the pinhole is about 75 um, the ratio of the intensity of the signal passing through the pinhole in the combined beams 803 and the separated beams 801 passing through the pinhole The difference in the ratio regarding the signal strength is the greatest. In this case, the diameter of the pin hole may be determined to be about 75 um. In addition, the coherent beam-combination state can be evaluated based on the high and low intensity of the signal.

도 9는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 결맞음 빔결합 시스템의 동작 방법에 관한 흐름도(900)를 도시한다. 도 9는 시스템의 동작 방법을 도시한다.9 is a flowchart 900 illustrating a method of operating a coherent beam combining system according to various embodiments of the present disclosure. 9 shows a method of operating the system.

도 9를 참고하면 단계(901)에서 빔결합 광원은 산란 목표물에 개별 빔들을 동시에 조사한다. 빔결합 광원은 복수의 빔들을 각각 조사하는 복수의 광원들을 포함한다. Referring to FIG. 9, in step 901, the beam-combining light source simultaneously irradiates individual beams onto a scattering target. The beam-combining light source includes a plurality of light sources respectively irradiating a plurality of beams.

단계(903)에서 수광 렌즈는 빔들이 조사된 산란 목표물에서 산란된 빛을 수신하여 스펙클 이미지 신호를 생성한다. 본 개시의 일 실시 예에 따르면 빔결합 광원은 산란 목표물로부터 제1 거리만큼 이격하여 위치하고, 수광 렌즈는 산란 목표물로부터 상기 제1 거리에 기반하여 결정되는 제2 거리만큼 이격하여 위치한다. 본 개시의 일 실시 예에 따르면, 제2 거리는 제1 거리와 동일한 거리일 수 있다.In step 903, the light-receiving lens generates a speckle image signal by receiving the light scattered from the scattering target to which the beams are irradiated. According to an embodiment of the present disclosure, the beam-combining light source is located apart from the scattering target by a first distance, and the light receiving lens is located apart from the scattering target by a second distance determined based on the first distance. According to an embodiment of the present disclosure, the second distance may be the same distance as the first distance.

단계(905)에서 푸리에 분석부는, 스펙클 이미지 신호에 푸리에 변환과 공간 필터를 적용시킴으로써 출력 신호를 생성한다. 푸리에 분석부는 전산모사한 컴퓨터 시뮬레이팅을 통한 전산 푸리에 분석을 수행하거나, 광학적 설계를 통한 광학적 푸리에 분석을 수행할 수 있다. In step 905, the Fourier analysis unit generates an output signal by applying a Fourier transform and a spatial filter to the speckle image signal. The Fourier analysis unit may perform a computational Fourier analysis through computer simulation simulated by computer simulation, or may perform an optical Fourier analysis through optical design.

본 개시의 일 실시 예에 따르면, 푸리에 분석부는 스펙클 이미지 신호를 수신하여 이미지 신호를 생성하는 이미징 카메라부와, 이미지 신호를 푸리에 변환하여 공간 푸리에 변환 이미지를 생성하는 푸리에 변환부와, 공간 푸리에 변환 이미지에 공간 필터를 적용하여 출력 이미지를 생성하는 공간 필터링부와, 출력 이미지로부터 출력 신호를 생성하는 출력 생성부를 포함한다.According to an embodiment of the present disclosure, the Fourier analysis unit receives a speckle image signal and generates an image signal, a Fourier transform unit that generates a spatial Fourier transform image by Fourier transforming the image signal, and a spatial Fourier transform. A spatial filtering unit that generates an output image by applying a spatial filter to the image, and an output generation unit that generates an output signal from the output image.

본 개시의 일 실시 예에 따르면, 푸리에 분석부는, 수광 렌즈의 초점 거리에 위치하여 스펙클 이미지 신호를 푸리에 변환 및 공간 필터링한 이미지 신호를 출력하는, 물리적 공간 필터와, 이미지 신호를 수집하여 집광 신호를 생성하는 집광 렌즈와, 집광 신호에 기반하여 출력 신호를 생성하는 광 검출기를 포함한다.According to an embodiment of the present disclosure, the Fourier analysis unit includes a physical spatial filter positioned at a focal length of a light-receiving lens and outputting an image signal obtained by Fourier transform and spatial filtering of a speckle image signal, and a condensed signal by collecting the image signal. It includes a condensing lens for generating a, and a photo detector for generating an output signal based on the condensing signal.

본 개시의 일 실시 예에 따르면, 공간 필터는 공간 푸리에 영역의 원점 주변의 영역에 해당하는 성분을 통과하고 이 외의 영역에 해당하는 성분을 차단한다. 본 개시의 일 실시 예에 따르면 공간 필터의 형태는, 결맞음 빔결합의 크기, 스펙클 이미지 신호의 영역의 크기, 공간 푸리에 영역에 관한 변환 이미지의 배율 중 적어도 하나에 기반하여 결정될 수 있다. 본 개시의 일 실시 예에 따르면 공간 필터는 미리 설정된 직경을 가지는 원형 핀 홀의 형태를 가질 수 있다. 본 개시의 일 실시 예에 따르면 원형 핀 홀의 미리 설정된 직경은, 공간 필터를 지나기 전 신호의 세기와 공간 필터를 지난 후의 신호의 세기에 관한 비율의 차이가 가장 크도록 결정될 수 있다. 본 개시의 일 실시 예에 따르면 공간 필터를 적용한 신호를 수집하는 과정은, 푸리에 분석된 이미지 신호를 단일 신호로 전환하는 과정을 포함한다. According to an embodiment of the present disclosure, the spatial filter passes a component corresponding to an area around an origin of a spatial Fourier area and blocks components corresponding to other areas. According to an embodiment of the present disclosure, the shape of the spatial filter may be determined based on at least one of a coherence beam combination size, a size of a speckle image signal area, and a magnification of a transform image with respect to a spatial Fourier area. According to an embodiment of the present disclosure, the spatial filter may have a shape of a circular pinhole having a preset diameter. According to an embodiment of the present disclosure, the preset diameter of the circular pinhole may be determined such that a difference between a ratio of a signal strength before passing through the spatial filter and a signal strength after passing through the spatial filter is largest. According to an embodiment of the present disclosure, the process of collecting a signal to which a spatial filter is applied includes a process of converting a Fourier-analyzed image signal into a single signal.

단계(907)에서 평가부는, 출력 신호를 통해 결맞음 빔결합의 상태를 식별한다. 본 개시의 일 실시 예에 따르면 평가부는 출력 신호의 크기에 기반하여 결맞음 빔결합 상태를 평가할 수 있다. 본 개시의 일 실시 예에 따르면, 결맞음 빔결합 상태는 필터를 통과한 신호의 세기의 높고 낮음에 기반하여 평가될 수 있다. 공간 필터의 모양 또는 크기 중 적어도 하나는, 결맞음 빔결합 크기, 수광하는 스펙클 이미지 신호의 영역 크기, 공간 푸리에 변환 이미지의 배율 중 적어도 하나에 기반하여 결정될 수 있다.In step 907, the evaluation unit identifies the state of coherent beam combining through the output signal. According to an embodiment of the present disclosure, the evaluation unit may evaluate a coherence beam combination state based on the magnitude of the output signal. According to an embodiment of the present disclosure, the coherent beam combining state may be evaluated based on a high or low intensity of a signal passing through a filter. At least one of the shape or size of the spatial filter may be determined based on at least one of a coherence beam combination size, a region size of a speckle image signal to be received, and a magnification of a spatial Fourier transform image.

본 개시의 일 실시 예에 따르면, 광원의 상태에 따른 산란된 빔의 특성을 이용하여 원거리에서 결맞음 빔결합 상태를 평가하는 방법을 통해 목표물에 제한 없이 결맞음 빔결합의 최적화 상태를 지속하는 광 되먹임 시스템(optical feedback system)이 구성될 수 있다.According to an embodiment of the present disclosure, an optical feedback system that maintains an optimized state of coherent beam combining without limitation to a target through a method of evaluating a coherent beam combining state at a distance using the characteristics of a scattered beam according to a state of a light source. (optical feedback system) can be configured.

본 개시의 청구항 또는 명세서에 기재된 실시 예들에 따른 방법들은 하드웨어, 소프트웨어, 또는 하드웨어와 소프트웨어의 조합의 형태로 구현될(implemented) 수 있다. The methods according to the embodiments described in the claims or the specification of the present disclosure may be implemented in the form of hardware, software, or a combination of hardware and software.

소프트웨어로 구현하는 경우, 하나 이상의 프로그램(소프트웨어 모듈)을 저장하는 컴퓨터 판독 가능 저장 매체가 제공될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 저장 매체에 저장되는 하나 이상의 프로그램은, 전자 장치(device) 내의 하나 이상의 프로세서에 의해 실행 가능하도록 구성된다(configured for execution). 하나 이상의 프로그램은, 전자 장치로 하여금 본 개시의 청구항 또는 명세서에 기재된 실시 예들에 따른 방법들을 실행하게 하는 명령어(instructions)를 포함한다. When implemented in software, a computer-readable storage medium storing one or more programs (software modules) may be provided. One or more programs stored in a computer-readable storage medium are configured to be executable by one or more processors in an electronic device (device). The one or more programs include instructions for causing the electronic device to execute methods according to embodiments described in the claims or specification of the present disclosure.

이러한 프로그램(소프트웨어 모듈, 소프트웨어)은 랜덤 액세스 메모리 (random access memory), 플래시(flash) 메모리를 포함하는 불휘발성(non-volatile) 메모리, 롬(read only memory, ROM), 전기적 삭제가능 프로그램가능 롬(electrically erasable programmable read only memory, EEPROM), 자기 디스크 저장 장치(magnetic disc storage device), 컴팩트 디스크 롬(compact disc-ROM, CD-ROM), 디지털 다목적 디스크(digital versatile discs, DVDs) 또는 다른 형태의 광학 저장 장치, 마그네틱 카세트(magnetic cassette)에 저장될 수 있다. 또는, 이들의 일부 또는 전부의 조합으로 구성된 메모리에 저장될 수 있다. 또한, 각각의 구성 메모리는 다수 개 포함될 수도 있다. These programs (software modules, software) include random access memory, non-volatile memory including flash memory, read only memory (ROM), and electrically erasable programmable ROM. (electrically erasable programmable read only memory, EEPROM), magnetic disc storage device, compact disc-ROM (CD-ROM), digital versatile discs (DVDs) or other forms of It may be stored in an optical storage device or a magnetic cassette. Alternatively, it may be stored in a memory composed of a combination of some or all of them. In addition, a plurality of configuration memories may be included.

또한, 프로그램은 인터넷(Internet), 인트라넷(Intranet), LAN(local area network), WAN(wide area network), 또는 SAN(storage area network)과 같은 통신 네트워크, 또는 이들의 조합으로 구성된 통신 네트워크를 통하여 접근(access)할 수 있는 부착 가능한(attachable) 저장 장치(storage device)에 저장될 수 있다. 이러한 저장 장치는 외부 포트를 통하여 본 개시의 실시 예를 수행하는 장치에 접속할 수 있다. 또한, 통신 네트워크상의 별도의 저장장치가 본 개시의 실시 예를 수행하는 장치에 접속할 수도 있다.In addition, the program is a communication network such as the Internet (Internet), Intranet (Intranet), LAN (local area network), WAN (wide area network), or SAN (storage area network), or a communication network composed of a combination thereof. It may be stored in an accessible storage device. Such a storage device may access a device performing an embodiment of the present disclosure through an external port. In addition, a separate storage device on the communication network may access a device performing an embodiment of the present disclosure.

상술한 본 개시의 구체적인 실시 예들에서, 개시에 포함되는 구성 요소는 제시된 구체적인 실시 예에 따라 단수 또는 복수로 표현되었다. 그러나, 단수 또는 복수의 표현은 설명의 편의를 위해 제시한 상황에 적합하게 선택된 것으로서, 본 개시가 단수 또는 복수의 구성 요소에 제한되는 것은 아니며, 복수로 표현된 구성 요소라 하더라도 단수로 구성되거나, 단수로 표현된 구성 요소라 하더라도 복수로 구성될 수 있다.In the above-described specific embodiments of the present disclosure, components included in the disclosure are expressed in the singular or plural according to the presented specific embodiments. However, the singular or plural expression is selected appropriately for the situation presented for convenience of description, and the present disclosure is not limited to the singular or plural constituent elements, and even constituent elements expressed in plural are composed of the singular or in the singular. Even the expressed constituent elements may be composed of pluralities.

한편 본 개시의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 개시의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 개시의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 아니 되며 후술하는 특허청구의 범위 뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.Meanwhile, although specific embodiments have been described in the detailed description of the present disclosure, various modifications may be made without departing from the scope of the present disclosure. Therefore, the scope of the present disclosure is limited to the described embodiments and should not be defined, and should be determined by the scope of the claims and equivalents as well as the scope of the claims to be described later.

Claims (10)

결맞음 빔결합의 상태를 식별하는 시스템에 있어서,
산란 목표물에 복수의 빔들을 각각 조사하도록 정렬되는 복수의 광원들을 포함하는 빔결합 광원;
상기 복수의 빔들이 조사된 상기 산란 목표물에서 산란된 광을 수신하여 스펙클 이미지 신호를 생성하는 수광 렌즈;
상기 스펙클 이미지 신호에 푸리에 변환과 공간 필터를 적용시킴으로써 출력 신호를 생성하는 푸리에 분석부; 및
상기 출력 신호의 크기에 기반하여, 상기 산란 목표물로부터 산란된 복수의 빔들이 하나의 영역에 집속되어 결정되는 광의 세기가 미리 설정된 광의 세기 이상인지 여부에 관한, 결맞음 빔결합의 상태를 식별하는 평가부를 포함하는 시스템.
In the system for identifying the state of coherent beam coupling,
A beam combining light source including a plurality of light sources arranged to respectively irradiate a plurality of beams onto the scattering target;
A light receiving lens for generating a speckle image signal by receiving the light scattered from the scattering target to which the plurality of beams are irradiated;
A Fourier analysis unit generating an output signal by applying a Fourier transform and a spatial filter to the speckle image signal; And
Based on the magnitude of the output signal, an evaluation unit for identifying a state of coherent beam combination regarding whether the intensity of light determined by focusing a plurality of beams scattered from the scattering target in one area is greater than or equal to a preset intensity of light Containing system.
 청구항 1에 있어서,
상기 빔결합 광원은 상기 산란 목표물로부터 제1 거리만큼 이격하여 위치하고,
상기 수광 렌즈는 상기 산란 목표물로부터 상기 제1 거리에 기반하여 결정되는 제2 거리만큼 이격하여 위치하는 시스템.
The method according to claim 1,
The beam-combining light source is located apart from the scattering target by a first distance,
The light-receiving lens is located apart from the scattering target by a second distance determined based on the first distance.
 청구항 1에 있어서,
상기 푸리에 분석부는,
상기 스펙클 이미지 신호를 수광하여 공간 푸리에 변환된 신호를 생성하는 푸리에 변환부;
상기 공간 푸리에 변환된 신호에 공간 필터를 적용하는 공간 필터링부; 및
상기 공간 필터를 적용하여 생성된 상기 출력 신호를 수집하는 신호 수집부를 포함하는 시스템.
The method according to claim 1,
The Fourier analysis unit,
A Fourier transform unit receiving the speckle image signal and generating a spatial Fourier transformed signal;
A spatial filtering unit for applying a spatial filter to the spatial Fourier transformed signal; And
A system including a signal collection unit for collecting the output signal generated by applying the spatial filter.
 청구항 1에 있어서,
상기 공간 필터는 푸리에 영역에서 제1 영역에 해당되는 성분을 통과시키고 상기 제1 영역 이외의 영역에 해당되는 성분을 차단하는 시스템.
The method according to claim 1,
The spatial filter is a system for passing components corresponding to a first region in the Fourier region and blocking components corresponding to regions other than the first region.
 청구항 3에 있어서,
상기 공간 필터의 형태는 핀 홀의 형태를 포함하고,
상기 핀 홀의 직경 크기는 상기 결맞음 빔결합의 빔 피크 직경의 크기, 상기 스펙클 이미지 신호의 영역의 크기, 상기 공간 푸리에 영역에서 생성되는 변환 이미지 크기 중 적어도 하나에 기반하여 결정되는 시스템.
The method of claim 3,
The shape of the spatial filter includes a shape of a pin hole,
The size of the pinhole diameter is determined based on at least one of a size of a beam peak diameter of the coherent beam combination, a size of a region of the speckle image signal, and a size of a transform image generated in the spatial Fourier region.
 청구항 1에 있어서,
상기 평가부는 상기 출력 신호의 크기에 기반하여 결맞음 빔결합 상태를 평가하는 시스템.
The method according to claim 1,
The evaluation unit is a system for evaluating a coherent beam coupling state based on the magnitude of the output signal.
 결맞음 빔결합의 상태를 식별하는 방법에 있어서,
복수의 빔들이 조사된 산란 목표물에서 산란된 광을 수신하여 스펙클 이미지 신호를 생성하는 과정과,
상기 스펙클 이미지 신호에 푸리에 변환과 공간 필터를 적용시킴으로써 출력 신호를 생성하는 과정과,
상기 출력 신호의 크기에 기반하여, 상기 산란 목표물로부터 산란된 복수의 빔들이 하나의 영역에 집속되어 결정되는 광의 세기가 미리 설정된 광의 세기 이상인지 여부에 관한, 결맞음 빔결합의 상태를 식별하는 과정을 포함하는 방법.
In the method of identifying the state of coherent beam coupling,
A process of generating a speckle image signal by receiving the light scattered from a scattering target to which a plurality of beams are irradiated, and
A process of generating an output signal by applying a Fourier transform and a spatial filter to the speckle image signal,
Based on the magnitude of the output signal, a process of identifying a state of coherent beam combination regarding whether the intensity of light determined by focusing a plurality of beams scattered from the scattering target in one area is greater than or equal to a preset intensity of light. How to include.
 청구항 7에 있어서,
상기 출력 신호를 생성하는 과정은,
상기 스펙클 이미지 신호를 수신하여 이미지 신호를 생성하는 과정과,
상기 이미지 신호를 푸리에 변환하여 공간 푸리에 변환 이미지를 생성하는 과정과,
상기 공간 푸리에 변환 이미지에 공간 필터를 적용하여 출력 이미지를 생성하는 과정과,
상기 출력 이미지로부터 상기 출력 신호를 생성하는 과정을 포함하는 방법.
The method of claim 7,
The process of generating the output signal,
The process of generating an image signal by receiving the speckle image signal,
Fourier transforming the image signal to generate a spatial Fourier transform image,
A process of generating an output image by applying a spatial filter to the spatial Fourier transform image,
Generating the output signal from the output image.
 청구항 7에 있어서,
상기 출력 신호를 생성하는 과정은,
수광 렌즈의 초점거리에 위치하는 공간 필터를 이용하여, 상기 스펙클 이미지 신호를 푸리에 변환 및 공간 필터링한 이미지 신호를 출력하는 과정과,
상기 이미지 신호를 수집하여 집광 신호를 생성하는 과정과,
상기 집광 신호에 기반하여 상기 출력 신호를 생성하는 과정을 포함하는 방법.
The method of claim 7,
The process of generating the output signal,
A process of outputting an image signal obtained by Fourier transform and spatial filtering of the speckle image signal using a spatial filter located at a focal length of a light receiving lens, and
A process of generating a condensing signal by collecting the image signal,
And generating the output signal based on the condensed signal.
 청구항 7에 있어서,
상기 공간 필터는 공간 푸리에 영역에서 제1 영역에 해당되는 성분을 통과시키고 상기 제1 영역 이외의 영역에 해당되는 성분을 차단하는 방법.


The method of claim 7,
The spatial filter is a method of passing a component corresponding to a first region in a spatial Fourier region and blocking a component corresponding to a region other than the first region.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR100198527B1 (en) * 1996-05-20 1999-06-15 구자홍 Apparatus for testing defects of regularly arranged fine structure pattern
JP2010532699A (en) * 2007-07-06 2010-10-14 インダストリアル リサーチ リミテッド Laser speckle imaging system and method

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