KR102517180B1 - Narrow linewidth laser oscillator and fiber optic sensor system having the same - Google Patents

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Abstract

본 발명은 좁은 주파수 선폭을 갖는 레이저 발진기에 관한 것으로, 레이저를 발진하는 광원(110)과, 광원(110)이 발진하는 레이저의 위상을 측정하는 위상 측정부(130)와, 위상 측정부(130)가 측정한 위상과 미리 기준 위상과의 비교에 의해 위상 오차를 구하는 위상오차 검출부(150)와, 위상오차 검출부(150)가 구한 위상 오차를 전류 값으로 변환하여 광원에 출력하는 구동부(170)를 포함한다.The present invention relates to a laser oscillator having a narrow frequency line width, a light source 110 that oscillates a laser, a phase measurement unit 130 that measures a phase of a laser oscillated by the light source 110, and a phase measurement unit 130. A phase error detection unit 150 that obtains a phase error by comparing the phase measured by ) with a reference phase in advance, and a driving unit 170 that converts the phase error obtained by the phase error detection unit 150 into a current value and outputs it to a light source includes

Description

좁은 주파수 선폭을 갖는 레이저 발진기 및 이 레이저 발진기를 갖는 광파이버 센서 시스템{NARROW LINEWIDTH LASER OSCILLATOR AND FIBER OPTIC SENSOR SYSTEM HAVING THE SAME}Laser oscillator having a narrow frequency line width and optical fiber sensor system having the laser oscillator

본 발명은 레이저 발진기 및 이 레이저 발진기를 갖는 광파이버 센서 시스템에 관한 것으로, 특히, 간단한 구조를 갖는 외부 안정화장치에 의해 레이저 발진기가 발진하는 레이저의 주파수 선폭을 좁게 제어할 수 있는 레이저 발진기 및 이 레이저 발진기를 갖는 광파이버 센서 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a laser oscillator and an optical fiber sensor system having the laser oscillator, and more particularly, to a laser oscillator capable of narrowly controlling the frequency line width of a laser oscillated by the laser oscillator by an external stabilization device having a simple structure, and the laser oscillator It relates to an optical fiber sensor system having.

결맞음 방식의 라이다(Coherent LiDAR)나 분포형 광파이버 음파검출장치(Distributed Acoustic Sensing : DAS) 또는 레이저 진동측정기(Laser Doppler Vibrometer)와 같이 다양한 분야에서 광원으로 사용되는 레이저 발진기에서 높은 신호 대 검출비를 얻기 위해서는 광원으로 사용하는 레이저 발진기의 주파수 선폭이 좁은, 다시 말해 레이저의 발진 주파수가 변하는 폭이 좁은 것이 바람직하다.High signal-to-detection ratio in laser oscillators used as light sources in various fields, such as Coherent LiDAR, Distributed Acoustic Sensing (DAS), or Laser Doppler Vibrometer To obtain this, it is preferable that the frequency line width of the laser oscillator used as the light source is narrow, that is, the range in which the oscillation frequency of the laser changes is narrow.

그러나 좁은 주파수 선폭의 레이저 발진기는 매우 고가일 뿐 아니라 외부 환경의 변화에도 민감하다는 문제가 있다.However, a laser oscillator with a narrow frequency line width has a problem in that it is very expensive and sensitive to changes in the external environment.

따라서 레이저를 발진하는 광원으로 상대적으로 넓은 선폭을 갖는 레이저 발진기를 사용하면서도, 간단한 구조의 안정화장치의 부가에 의해 레이저 발진기가 발생하는 레이저의 발진 주파수 변화 폭을 좁게 제어함으로써 고가의 레이저 발진기를 사용하는 것과 실질적으로 동일한 성능을 구현할 수 있도록 하는 방법이 제안되어 있다(예를 들어 특허문헌 1 및 비 특허문헌 1 참조).Therefore, while using a laser oscillator with a relatively wide line width as a light source for oscillating the laser, by adding a stabilizing device with a simple structure, the oscillation frequency change width of the laser generated by the laser oscillator is narrowly controlled, thereby using an expensive laser oscillator. A method capable of realizing substantially the same performance as the above has been proposed (see, for example, Patent Document 1 and Non-Patent Document 1).

특허문헌 1에서는, 광원이 출력하는 연속파 광신호로부터 위상변조에 의해 그보다 더 좁은 선폭의 연속파 광신호를 생성하고, 이 연속파 광신호에 대해 주파수 변별을 실행하여 얻은 주파수 변별신호를 전기신호로 변환하여, 이 전기신호와 외부로부터 입력되는 기준신호를 차동 증폭한 증폭신호에 의해 광원을 구동 제어하도록 함으로써 주파수 선폭이 좁은 레이저광을 출력하도록 하고 있다. 또, 상기 전기신호의 일부를 적분하여 당해 전기신호의 주파수 정보를 위상 정보로 변환하여, 변환된 위상정보를 이용하여 상기 위상 변조를 실행한다.In Patent Document 1, a continuous wave optical signal having a narrower line width is generated by phase modulation from a continuous wave optical signal output from a light source, frequency discrimination is performed on the continuous wave optical signal, and the obtained frequency discrimination signal is converted into an electrical signal. , the light source is driven and controlled by an amplified signal obtained by differentially amplifying the electrical signal and a reference signal input from the outside, thereby outputting a laser light having a narrow frequency line width. In addition, a part of the electrical signal is integrated to convert the frequency information of the electrical signal into phase information, and the phase modulation is performed using the converted phase information.

비 특허문헌 1의 이른바 PDH법(Pound-Drever-Hall Method)은 전압에 의해 발진 파장을 제어할 수 있는 광원으로부터의 광을 발진기의 정현파 신호에 의해 구동되는 위상 변조기에서 위상 변조하여 패브리 페로 광 간섭계(Fabry-Perot Interferometer : FPI, Fabry-Perot cavity)에 입력하고, 그 반사광으로부터 얻은 전기신호를 피드백하여 광원의 발진 파장을 제어하도록 하고 있다.The so-called PDH method (Pound-Drever-Hall Method) of Non-Patent Document 1 phase-modulates light from a light source whose oscillation wavelength can be controlled by a voltage in a phase modulator driven by a sinusoidal signal of an oscillator, and uses a Fabry-Perot optical interferometer. (Fabry-Perot Interferometer: FPI, Fabry-Perot cavity), and the electric signal obtained from the reflected light is fed back to control the oscillation wavelength of the light source.

상기 특허문헌 1의 기술에서는 주파수 변화를 검출하기 위해 레이저 발진기로부터의 광을 위상변조 하기 위한 위상변조기를 포함하는 복잡한 구성이 필요하므로 레이저 발진기 전체 구조가 복잡해지며, 이에 따른 장치의 비용도 증가한다는 문제가 있다.In the technology of Patent Document 1, since a complex configuration including a phase modulator for phase-modulating light from the laser oscillator is required to detect a frequency change, the entire structure of the laser oscillator becomes complicated, and the cost of the device accordingly increases. there is

또, 비 특허문헌 1의 이른바 PDH법은 수 ㎐ 수준의 좁은 주파수 선폭으로 레이저 발진기의 주파수 선폭을 제어할 수 있다는 장점이 있으나, 특허문헌 1과 마찬가지로, 주파수 변화를 검출하기 위해 레이저 발진기로부터의 광을 위상변조 하기 위한 위상변조기가 필요한 동시에, 매우 정밀하게 제작된 공진기(Fabry-Perot Cavity)도 있어야 하므로 그 구조가 복잡하며, 이에 따른 비용 역시 증가한다는 문제가 있다.In addition, the so-called PDH method of Non-Patent Document 1 has the advantage of being able to control the frequency line width of the laser oscillator with a narrow frequency line width of several Hz, but like Patent Document 1, light from the laser oscillator is used to detect the frequency change. At the same time, a phase modulator for phase-modulating is required, and a very precisely manufactured resonator (Fabry-Perot Cavity) is required, so the structure is complicated and the cost accordingly increases.

그러나 결맞음 방식의 라이다나 DAS 또는 레이저 진동측정기 등에서는 광원으로 10∼50㎑ 수준의 주파수 선폭을 갖는 레이저 발진기에 의해서도 주파수 안정화가 가능하므로 구태여 고비용의 특허문헌 1 또는 비 특허문헌 1의 방법을 이용한 레이저 발진기를 사용하지 않아도 된다.However, in a coherent LIDAR, DAS, or laser vibration meter, frequency stabilization is possible even with a laser oscillator having a frequency line width of 10 to 50 kHz as a light source, so the laser using the expensive method of Patent Document 1 or Non-Patent Document 1 No need to use an oscillator.

등록특허 10-2004918호 공보(2019. 9. 18. 공고)Registered Patent No. 10-2004918 (Announced on September 18, 2019)

https://en.wikipedia.org/wiki/Pound%E2%80%93Drever%E2%80%93Hall_technhttps://en.wikipedia.org/wiki/Pound%E2%80%93Drever%E2%80%93Hall_techn

본 발명은 종래 기술의 상기 문제를 감안하여 이루어진 것으로, 간단한 구성에 의해, 비교적 저렴한 비용으로 10∼50㎑ 수준의 주파수 선폭으로 레이저 발진기의 발진 주파수 선폭을 제어할 수 있는 레이저 발진기 및 이 레이저 발진기를 갖는 광파이버 센서 시스템을 제공하는 것으로 목적으로 한다.The present invention has been made in view of the above problems of the prior art, and provides a laser oscillator capable of controlling the oscillation frequency line width of the laser oscillator with a frequency line width of 10 to 50 kHz at a relatively low cost by a simple configuration, and the laser oscillator. It is an object to provide an optical fiber sensor system having

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 레이저 발진기는 레이저 발진기로, 레이저를 발진하는 광원과, 상기 광원이 발진하는 레이저의 위상을 측정하는 위상 측정부와, 상기 위상 측정부가 측정한 위상과 미리 기준 위상과의 비교에 의해 위상 오차를 구하는 위상오차 검출부와, 상기 위상오차 검출부가 구한 위상 오차를 전류 값으로 변환하여 상기 광원에 출력하는 구동부를 포함한다.The laser oscillator of the present invention for solving the above problems is a laser oscillator, a light source for oscillating a laser, a phase measurement unit for measuring the phase of the laser oscillated by the light source, the phase measured by the phase measurement unit and the reference phase in advance and a phase error detection unit that obtains a phase error by comparison with the current value, and a driving unit that converts the phase error obtained by the phase error detection unit into a current value and outputs the converted current value to the light source.

또, 본 발명의 광파이버 센서 시스템은 감시 대상에 광을 조사하는 광원과, 상기 감시 대상의 상태 변화에 의해 상기 광원에서 조사된 광의 변화를 감지하는 센싱부와, 상기 센싱부에서 변화한 광을 수신하는 수광부와, 상기 수광부에 의해 수신된 광으로부터 상기 감시 대상의 상태 변화를 판단하는 판단부를 포함하고, 상기 광원은 상기 레이저 발진기이다.In addition, the optical fiber sensor system of the present invention includes a light source for irradiating light to an object to be monitored, a sensing unit for detecting a change in light emitted from the light source according to a change in the state of the monitoring object, and receiving the changed light from the sensing unit. and a determination unit for determining a state change of the object to be monitored from light received by the light receiving unit, wherein the light source is the laser oscillator.

본 발명에 의하면 별도의 위상 변조기와 정밀하게 제작된 공진기 등을 사용하지 않으면서, 비교적 구성이 간단하고 비용이 저렴한 Mach-Zehnder 간섭계를 이용하여 10∼50㎑ 수준의 주파수 선폭으로 레이저 발진기의 발진 주파수 선폭을 제어할 수 있는 레이저 발진기를 얻을 수 있다.According to the present invention, the oscillation frequency of the laser oscillator is set to a frequency line width of 10 to 50 kHz using a relatively simple and inexpensive Mach-Zehnder interferometer without using a separate phase modulator and a precisely manufactured resonator. A laser oscillator capable of controlling the line width can be obtained.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시형태의 레이저 발진기의 구성을 나타내는 도면,
도 2는 위상 측정부의 출력 파형을 나타내는 도면이다.1 is a diagram showing the configuration of a laser oscillator of a preferred embodiment of the present invention;
2 is a diagram showing an output waveform of a phase measuring unit.

이하, 본 발명의 바람직한 실시형태의 레이저 발진기에 대해서 첨부 도면을 참조하면서 상세하게 설명한다. 도 1은 본 발명의 바람직한 실시형태의 레이저 발진기의 구성을 나타내는 도면이다.Hereinafter, a laser oscillator of a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. 1 is a diagram showing the configuration of a laser oscillator of a preferred embodiment of the present invention.

도 1에 나타내는 것과 같이, 본 발명의 바람직한 실시형태의 레이저 발진기(100)는 광원(110)과 위상 측정부(130)와 위상오차 검출부(150) 및 구동부(170)를 포함한다.As shown in FIG. 1 , the laser oscillator 100 according to a preferred embodiment of the present invention includes a light source 110, a phase measurement unit 130, a phase error detection unit 150, and a driving unit 170.

광원(110)은 레이저를 발진하며, 본 실시형태의 레이저 발진기(100)에서는 단일 주파수의 연속파 레이저를 발진하는 단일 주파수 레이저(single frequency laser : SFL) 광원을 이용한다. 또, 광원(110)은 온도제어에 의해 광원이 발생하는 레이저의 위상을 안정화시키는 기능을 갖는 광원을 사용하면 더 좋다.The light source 110 oscillates a laser, and the laser oscillator 100 of the present embodiment uses a single frequency laser (SFL) light source that oscillates a continuous wave laser of a single frequency. In addition, it is better to use a light source having a function of stabilizing the phase of the laser generated by the light source by temperature control as the light source 110 .

위상 측정부(130)는 광원(110)이 발진하는 레이저의 위상 값을 측정하며, 위상 측정부(130)는 간섭부(131)와 광전 변환부(133)를 포함한다.The phase measurement unit 130 measures the phase value of the laser oscillated by the light source 110 , and the phase measurement unit 130 includes an interference unit 131 and a photoelectric conversion unit 133 .

간섭부(131)는 광원(110)이 발진하는 레이저의 일부를 입사하여, 입사한 레이저로부터 간섭신호를 생성하며, 본 실시형태에서는 간섭부(131)로 레이저 광원(110)으로부터 분기한 2개의 광 간의 위상 차를 측정하는 광학장치인 Mach-Zehnder 간섭계를 이용하고 있다.The interference part 131 receives part of the laser oscillated by the light source 110 and generates an interference signal from the incident laser. A Mach-Zehnder interferometer, an optical device that measures the phase difference between lights, is used.

광전 변환부(133)는 간섭부(131)가 발생하는 간섭신호를 전기신호로 변환하고, 이로부터 위상 값을 얻어서 위상오차 검출부(150)로 출력한다.The photoelectric conversion unit 133 converts the interference signal generated by the interference unit 131 into an electrical signal, obtains a phase value from the interference signal, and outputs it to the phase error detection unit 150.

광원(110)은 단일 주파수의 레이저를 발진하나 이 레이저는 선폭이 크므로 시간의 변화에 따라서 계속해서 그 단일 주파수가 바뀌는 상태의 광이다.The light source 110 oscillates a single-frequency laser, but since the laser has a large line width, the single-frequency light continuously changes with time.

Mach-Zehnder 간섭계로 구성되는 간섭부(131)는 제 1 및 제 2 도파로 사이에 경로 차를 가지므로 간섭부(131) 내에서 상대적으로 더 짧은 거리를 이동한 레이저와 더 먼 거리를 이동한 레이저가 서로 간섭을 일으키며, 두 레이저의 이동 거리가 일정해도 레이저의 주파수가 변하면 그 주파수의 변화에 따라서 위상도 바뀐다.Since the interferometer 131 composed of the Mach-Zehnder interferometer has a path difference between the first and second waveguides, the laser moving a relatively shorter distance and the laser moving a longer distance within the interferometer 131 causes interference with each other, and even if the moving distance of the two lasers is constant, if the frequency of the laser changes, the phase changes according to the change in frequency.

따라서 광전 변환부(133)가 출력하는 전기신호는 도 2에 도시된 것과 같은 사인파(sine wave) 형태의 신호가 되며, 이 신호로부터 광원(110)이 발진하는 레이저의 위상 값을 얻을 수 있다.Accordingly, the electrical signal output from the photoelectric converter 133 becomes a sine wave signal as shown in FIG. 2, and a phase value of the laser oscillated by the light source 110 can be obtained from this signal.

위상오차 검출부(150)는 미리 정해진 기준 값(예를 들어 0V = 0도)을 기준 위상(Pref)으로 정해 두고, 이 기준 위상(Pref)과 위상 측정부(130)로부터 출력하는 출력 위상(Pout)을 비교하여 위상 오차(Perror)를 구해서 구동부(170)에 출력한다.The phase error detection unit 150 sets a predetermined reference value (for example, 0V = 0 degree) as the reference phase Pref, and the reference phase Pref and the output phase Pout output from the phase measuring unit 130 ) to obtain a phase error (Perror) and output it to the driver 170.

구동부(170)는 위상오차 검출부(150)가 출력하는 위상 오차(Perror)를 전류 값으로 변환하여 광원(110)에 출력하며, 이 전류 값에 의해 광원(110)이 발진하는 레이저의 주파수를 높이거나 낮추도록 제어한다. 이때, 필요에 따라서 구동부(170)는 위상오차 검출부(150)로부터 입력하는 위상 오차(Perror)를 증폭한 후 전류 값으로 변환하거나, 또는 변한 후의 전류 값을 증폭하여 레이저 광원(110)에 공급하도록 하는 증폭 기능을 더 가지도록 구성해도 좋다.The driving unit 170 converts the phase error (Perror) output from the phase error detection unit 150 into a current value and outputs the current value to the light source 110, and the frequency of the laser oscillated by the light source 110 is increased by the current value. control to lower it. At this time, if necessary, the driving unit 170 amplifies the phase error (Perror) input from the phase error detection unit 150 and converts it into a current value, or amplifies the changed current value and supplies it to the laser light source 110. It may be configured to further have an amplification function to do so.

이때의 구동부(170)에 의한 광원(110)의 제어는, 예를 들어 위상 측정부(130)의 출력 위상(Pout)이 기준 위상(Pref)보다 크면 광원(110)이 발진하는 레이저의 주파수를 낮추도록 제어하고, 위상 측정부(130)의 출력 위상(Pout)이 기준 위상(Pref)보다 작으면 광원(110)이 발진하는 레이저의 주파수를 높이도록 제어할 수 있다.At this time, the control of the light source 110 by the driving unit 170 controls the frequency of the laser oscillated by the light source 110 when the output phase Pout of the phase measurement unit 130 is greater than the reference phase Pref. When the output phase Pout of the phase measurement unit 130 is smaller than the reference phase Pref, the frequency of the laser oscillated by the light source 110 may be controlled to increase.

만일, 광원(110)이 반도체 레이저가 아닌 가스 레이저 또는 고체 레이저인 경우, 구동부(170)가 출력하는 전류 값을 이용하여 가스 레이저 또는 고체 레이저의 공진기의 길이를 제어함으로써 광원(110)이 발진하는 레이저의 주파수를 제어하도록 할 수도 있다.If the light source 110 is a gas laser or solid-state laser instead of a semiconductor laser, the length of the resonator of the gas laser or solid-state laser is controlled using the current value output from the driving unit 170 so that the light source 110 oscillates. It is also possible to control the frequency of the laser.

그러나 대부분의 상용 레이저 광원은 공진기의 길이 제어가 불가능하도록 제작되어 있다. 이 경우에는 광원(구동 칩)의 구동전류를 높이면 국부적으로 미세하게 레이저 구동 칩의 온도가 올라가므로 구동 칩의 굴절률이 미세하게 높아지며, 이에 따라서 광 경로의 길이가 길어지므로 공진기의 광학적 유효 길이도 길어지며, 결과적으로 광원이 발진하는 레이저의 주파수는 낮아지게 되며, 역으로 구동전류를 낮추면 광원이 발진하는 레이저의 주파수는 높아지게 된다.However, most commercial laser light sources are manufactured so that the length of the resonator cannot be controlled. In this case, if the driving current of the light source (driving chip) is increased, the temperature of the laser driving chip is locally slightly raised, so the refractive index of the driving chip is slightly increased. As a result, the frequency of the laser oscillated by the light source is lowered, and conversely, when the driving current is lowered, the frequency of the laser oscillated by the light source is increased.

따라서 광원이 공진기의 길이 제어가 불가능한 레이저 광원인 경우는 구동부(170)는 구동 칩의 구동전류를 높이거나 낮추는 방법으로 레이저 발진기의 발진 주파수를 제어할 수 있다.Accordingly, when the light source is a laser light source for which the length of the resonator cannot be controlled, the driver 170 may control the oscillation frequency of the laser oscillator by increasing or decreasing the driving current of the driving chip.

이상의 구성을 포함하는 본 실시형태의 레이저 발진기(100)에 의하면 비교적 구성이 간단하고 비용이 저렴한 Mach-Zehnder 간섭계를 이용하여 10∼50㎑ 수준의 주파수 선폭으로 레이저 발진기의 발진 주파수 선폭을 제어할 수 있는 레이저 발진기를 얻을 수 있다.According to the laser oscillator 100 of the present embodiment including the above configuration, the oscillation frequency line width of the laser oscillator can be controlled with a frequency line width of 10 to 50 kHz using a relatively simple and inexpensive Mach-Zehnder interferometer. A laser oscillator can be obtained.

다음에, 본 발명의 레이저 발진기를 광파이버 센서 시스템에 이용하는 이용 예에 대해서 설명한다.Next, a use example of using the laser oscillator of the present invention for an optical fiber sensor system will be described.

광파이버 센서 시스템은 예를 들어 제조장치 내의 온도나 습도와 같은 환경관리, 건조물의 화재 감시와 같은 방재관리, 교량이나 철도의 구조물 감시나 장거리 부설 와이어로프의 변형 감시와 같은 인프라 감시 등 매우 다양한 용도에 사용되고 있다.Optical fiber sensor systems are used for a wide variety of applications, such as environmental management such as temperature and humidity in manufacturing equipment, disaster prevention management such as fire monitoring of buildings, infrastructure monitoring such as monitoring structures of bridges and railways, and monitoring deformation of long-distance wire ropes. It is being used.

이와 같은 광파이버 센서 시스템은 감시 대상에 광을 조사하는 광 조사수단으로서의 광원과, 광원에서 출사하는 광을 감시 대상에 전송하는 광 전송부와, 예를 들어 온도나 변형 또는 진동 등과 같은 감시 대상의 상태 변화에 의해 발생하는 광의 변화를 감지하는 센싱부와, 센싱부에서 변화한 광을 수신하는 수광부 및 수광부에 의해 수신된 광으로부터 예를 들어 측정환경의 온도의 변화, 변형의 발생, 진동의 발생 여부를 판단하는 판단부를 포함한다.Such an optical fiber sensor system includes a light source as a light irradiation means for irradiating light to a target to be monitored, a light transmission unit that transmits light emitted from the light source to the target to be monitored, and the state of the target to be monitored, such as temperature, deformation, or vibration. A sensing unit that detects the change in light generated by the change, a light receiver that receives the light changed by the sensing unit, and whether or not, for example, a change in temperature, deformation, or vibration of the measurement environment occurs from the light received by the light receiver. It includes a judgment unit that judges.

이때, 본 발명의 레이저 발진기를 상기 광파이버 센서 시스템의 상기 광원으로 사용할 수 있다.At this time, the laser oscillator of the present invention can be used as the light source of the optical fiber sensor system.

광파이버 센서 시스템이 DAS(Distributed Acoustic Sensing)인 경우에는 센싱부로 광파이버를 사용한다.If the optical fiber sensor system is Distributed Acoustic Sensing (DAS), an optical fiber is used as a sensing unit.

이상 본 발명을 상기 실시형태에 의해 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시형태에 한정되는 것은 아니며, 청구범위에 기재된 발명의 범위 내에서 다양한 변경 또는 변형 실시가 가능하다.Although the present invention has been described by the above embodiments, the present invention is not limited to the above embodiments, and various changes or modifications can be made within the scope of the invention described in the claims.

100 레이저 발진기
110 광원
130 위상 측정부
150 위상오차 검출부
170 구동부100 laser oscillator
110 light source
130 phase measuring unit
150 phase error detector
170 driving unit

Claims (5)

레이저 발진기로,
단일 주파수의 연속파 레이저를 발진하는 광원과,
상기 광원이 발진하는 레이저의 위상을 측정하는 위상 측정부와,
상기 위상 측정부가 측정한 위상과 미리 정해진 위상 값인 기준 위상과의 비교에 의해 위상 오차를 구하는 위상오차 검출부와,
상기 위상오차 검출부가 구한 위상 오차를 전류 값으로 변환하여 상기 광원에 출력하는 구동부를 포함하고,
상기 위상 측정부는,
상기 광원이 출력하는 레이저의 일부를 이용하여 간섭신호를 생성하는 간섭부와,
상기 간섭신호를 전기신호로 변환하여, 상기 전기신호로부터 상기 광원이 발진하는 레이저의 위상 값을 얻는 광전 변환부를 포함하며,
상기 간섭부는 Mach-Zehnder 간섭계인 레이저 발진기.with a laser oscillator,
A light source oscillating a continuous wave laser of a single frequency;
a phase measurement unit for measuring the phase of the laser oscillated by the light source;
A phase error detection unit for obtaining a phase error by comparing the phase measured by the phase measurement unit with a reference phase, which is a predetermined phase value;
A driving unit for converting the phase error obtained by the phase error detection unit into a current value and outputting it to the light source;
The phase measuring unit,
an interference unit generating an interference signal using a part of the laser output from the light source;
a photoelectric conversion unit that converts the interference signal into an electrical signal and obtains a phase value of a laser oscillated by the light source from the electrical signal;
The interferometer is a Mach-Zehnder interferometer laser oscillator. 삭제delete 청구항 1에 있어서,
상기 구동부는,
상기 위상 측정부의 출력 위상이 상기 기준 위상보다 크면 상기 광원이 발진하는 레이저의 주파수를 낮추도록 상기 광원을 제어하고,
상기 위상 측정부의 출력 위상이 상기 기준 위상보다 작으면 상기 광원이 발진하는 레이저의 주파수를 높이도록 상기 광원을 제어하는 레이저 발진기.The method of claim 1,
the driving unit,
Controlling the light source to lower the frequency of the laser oscillated by the light source when the output phase of the phase measuring unit is greater than the reference phase;
A laser oscillator for controlling the light source to increase the frequency of the laser oscillated by the light source when the output phase of the phase measuring unit is smaller than the reference phase. 감시 대상에 광을 조사하는 광원과,
상기 감시 대상의 상태 변화에 의해 상기 광원에서 조사된 광의 변화를 감지하는 센싱부와,
상기 센싱부에서 변화한 광을 수신하는 수광부와,
상기 수광부에 의해 수신된 광으로부터 상기 감시 대상의 상태 변화를 판단하는 판단부를 포함하고,
상기 광원은 청구항 1 또는 3 중 어느 한 항에 기재된 레이저 발진기인 광파이버 센서 시스템.A light source for radiating light to a target to be monitored;
a sensing unit for detecting a change in light emitted from the light source due to a change in state of the object to be monitored;
a light receiving unit for receiving the light changed by the sensing unit;
A determination unit for determining a state change of the monitoring target from the light received by the light receiving unit;
The optical fiber sensor system in which the light source is the laser oscillator according to any one of claims 1 or 3. 청구항 4에 있어서,
상기 광파이버 센서 시스템은 결맞음 방식 라이다(Coherent LiDAR), 분포형 광파이버 음파검출장치(Distributed Acoustic Sensing : DAS), 또는 레이저 진동측정기(Laser Doppler Vibrometer) 중 어느 하나인 광파이버 센서 시스템.The method of claim 4,
The optical fiber sensor system is any one of Coherent LiDAR, Distributed Acoustic Sensing (DAS), or Laser Doppler Vibrometer.
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