KR20060066267A - Apparatus for measuring the refractive index profile of optical devices using confocal scanning microscopy - Google Patents
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Abstract
이 발명에 따른 광소자 원리를 이용한 광소자의 굴절률 측정장치는, 굴절률을 측정하고자 하는 광소자를 X, Y, Z방향으로 위치 조정하는 위치조정수단과; 단일 파장의 소스 광을 출력하는 LED(Light Emitting Diode)와; 상기 LED에서 출력되는 소스 광을 원형대칭빔(circular symmetric beam)으로 변환하여 출력하는 원형대칭빔출력수단과; 상기 원형대칭빔을 평행광으로 변환하여 출력하는 평행광출력수단과; 상기 평행광이 투과되는 제 1 λ/2파장판과; 상기 제 1 λ/2파장판을 투과한 빛을 분할하는 편광빔스플리터(polarizing beam splitter)와; 상기 편광빔스플리터를 투과한 빛으로부터 원편광 상태의 빛을 출력하는 제 1 λ/4파장판과; 상기 제 1 λ/4파장판에서 출력되는 원편광 상태의 빛을 상기 광소자의 측정단면에 포커싱(focusing)하는 포커싱렌즈와; 상기 광소자의 측정단면에서 반사되는 광을 상기 포커싱렌즈와 상기 제 1 λ/4파장판과 상기 편광빔스플리터를 통해 입력받아 상기 반사된 광의 파워를 측정하고 상기 반사된 광의 파워로부터 상기 광소자의 측정단면의 굴절률을 계산하는 반사 광검출수단을 포함한다.An apparatus for measuring refractive index of an optical element using the optical element principle according to the present invention includes: position adjusting means for adjusting an optical element to measure the refractive index in the X, Y, and Z directions; A light emitting diode (LED) for outputting source light of a single wavelength; Circular symmetric beam output means for converting and outputting the source light output from the LED into a circular symmetric beam; Parallel light output means for converting the circular symmetric beam into parallel light and outputting the parallel light; A first λ / 2 wavelength plate through which the parallel light is transmitted; A polarizing beam splitter for splitting light transmitted through the first λ / 2 wavelength plate; A first [lambda] / 4 wavelength plate for outputting light in a circularly polarized state from the light transmitted through the polarization beam splitter; A focusing lens for focusing light in a circular polarization state output from the first λ / 4 wavelength plate on a measurement cross-section of the optical device; The light reflected from the measuring cross section of the optical device is input through the focusing lens, the first λ / 4 wavelength plate, and the polarizing beam splitter, and the power of the reflected light is measured, and the measuring cross section of the optical device is measured from the power of the reflected light. And reflective photodetecting means for calculating a refractive index.
공초점주사현미경, 반사율, 굴절률, 광도파로, 광소자Confocal scanning microscope, reflectance, refractive index, optical waveguide, optical element
Description
도 1은 이 발명의 한 실시예에 따른 공초점주사현미경 원리를 이용한 광소자의 굴절률 측정장치를 도시한 구성도,1 is a block diagram showing an apparatus for measuring refractive index of an optical device using a confocal scanning microscope principle according to an embodiment of the present invention;
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 원형대칭빔출력수단의 구성도,2 is a block diagram of a circular symmetric beam output means according to another embodiment of the present invention;
도 3은 콜리메이션렌즈에서 출력되는 평행광을 도시한 도면,3 is a view showing parallel light output from a collimation lens;
도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 편광상태에 따른 굴절률측정수단이 추가된 구성도,4 is a configuration diagram in which the refractive index measuring means according to the polarization state according to an embodiment of the present invention is added,
도 5는 광소자가 부착된 압전세라믹엑츄에이터를 포커싱렌즈의 초점거리 근처에서 상하로 움직이면서 광소자의 측정단면에서 반사되는 빛의 파워를 측정한 도면,5 is a view of measuring the power of the light reflected from the measurement cross-section of the optical device while moving the piezoelectric actuator with the optical device up and down near the focal length of the focusing lens,
도 6은 본 발명에 따른 광소자의 굴절률 측정장치를 이용하여 멀티모드광섬유의 굴절률 분포를 측정한 결과를 도시한 그래프이다.Figure 6 is a graph showing the results of measuring the refractive index distribution of the multi-mode optical fiber by using the refractive index measuring apparatus of the optical device according to the present invention.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 간단한 설명 > <Brief description of symbols for the main parts of the drawings>
101; LED 102, 103; 렌즈101;
104; 단일모드광섬유 105; 콜리메이션렌즈104; Single mode
106; λ/4파장판 107; 편광빔스플리터106; λ / 4
108; 전송광검출기 109; λ/2파장판108;
110; 미러 111; 포커싱렌즈110;
112; 압전세라믹엑츄에이터 113; 광소자112;
114; 오일 115; 렌즈114;
116; 반사광검출기116; Reflective photodetector
이 발명은 광소자의 굴절률 측정장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 공초점주사현미경의 원리를 이용하여 광소자 코어의 굴절률을 측정하는 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus for measuring the refractive index of an optical device, and more particularly, to an apparatus for measuring the refractive index of an optical device core using the principle of a confocal scanning microscope.
광섬유와 광도파로는 굴절률이 높은 코어 부분과 굴절률이 낮은 클래드 부분으로 구성되며, 굴절률이 높은 코어를 통해 빛이 전달된다. 이 코어의 크기와 굴절률 값에 따라 빛이 진행하는 조건이 바뀐다. 그렇기 때문에 광섬유와 광도파로를 개발하고 그의 특성을 평가할 때 코어의 굴절률을 정확하게 측정해야 할 필요가 있다. 특히, 기가비트 이더넷(Gigibit ethernet)에 사용되는 멀티모드광섬유는 광섬유의 굴절률과 전송용량과 직접적인 관련이 있으며, 광섬유의 전송용량을 증가시 키기 위해 광섬유의 굴절률 분포를 정확하게 측정해야 할 필요가 있다. 또한, 광섬유와 광도파로를 포함한 광소자의 구조가 마이크론 이하의 복합한 구조이므로 마이크론 이하의 공간분해능을 가지고 굴절률을 정확하게 측정하기 위한 기술이 요구된다.The optical fiber and optical waveguide are composed of a high refractive index core portion and a low refractive index cladding portion, and light is transmitted through the high refractive index core. Depending on the size of the core and the value of the refractive index, the conditions under which the light travels will change. Therefore, when developing and evaluating the characteristics of optical fibers and optical waveguides, it is necessary to accurately measure the refractive index of the core. In particular, the multimode optical fiber used in the Gigibit ethernet is directly related to the refractive index and the transmission capacity of the optical fiber, and it is necessary to accurately measure the refractive index distribution of the optical fiber in order to increase the transmission capacity of the optical fiber. In addition, since the structure of the optical device including the optical fiber and the optical waveguide is a complex structure of less than micron, a technique for accurately measuring refractive index with a spatial resolution of less than micron is required.
광섬유의 굴절률을 측정하는 종래의 방법으로 RNF(Refracted Near-Field)방법이 있다. 이 RNF방법은 몇몇 회사를 중심으로 제품화되어 판매되고 있다. 이 RNF방법을 설명한다. 측정하고 하는 광섬유의 단면을 클래드의 굴절률과 동일한 굴절률을 가진 오일(oil)에 담구고, 오일에 담궈진 광섬유의 단면에 레이저빔을 조사한다. 그러면 광섬유의 굴절률에 의해 레이저빔이 굴절되는데, 이 레이저빔의 굴절각도를 측정하여 광섬유의 굴절률을 측정한다.A conventional method of measuring the refractive index of an optical fiber is the RNF (Refracted Near-Field) method. This RNF method is commercialized and sold by several companies. This RNF method will be described. The cross section of the optical fiber to be measured is immersed in an oil having the same refractive index as that of the clad, and the laser beam is irradiated to the cross section of the optical fiber immersed in the oil. Then, the laser beam is refracted by the refractive index of the optical fiber, and the refractive index of the optical fiber is measured by measuring the refractive angle of the laser beam.
이 RNF방법은 레이저빔의 크기가 작으면 공간분해능은 높아지나 굴절각도를 정확하게 측정하기 곤란하고, 굴절각도를 정확하게 측정하기 위해 레이저빔의 크기를 크게 하면 공간분해능이 낮아진다. 즉, 굴절률의 정확도와 공간분해능을 동시에 높이는 데 구조적인 한계를 가지고 있다. 또한, 이 RNF방법은 레이저빔의 굴절 정도가 오일(oil)의 상태에 따라 바뀌기 때문에 오일에 의한 측정오차가 발생하게 되는 단점이 있다. 또한, 이 RNF방법은 광섬유의 굴절률 측정을 위한 준비절차가 복잡하고, 측정시간이 오래 걸리며, 광섬유 형태의 샘플만을 적용할 수 있는 단점이 있다.In this RNF method, when the size of the laser beam is small, the spatial resolution becomes high, but it is difficult to accurately measure the refractive angle. When the size of the laser beam is increased to accurately measure the refractive angle, the spatial resolution becomes low. That is, there is a structural limitation in simultaneously increasing the accuracy and spatial resolution of the refractive index. In addition, this RNF method has a disadvantage in that a measurement error due to oil occurs because the degree of refraction of the laser beam is changed depending on the state of oil. In addition, this RNF method has a disadvantage that the preparation procedure for measuring the refractive index of the optical fiber is complicated, takes a long measurement time, and can apply only a sample in the form of an optical fiber.
이 RNF 방법 이외에도 다른 측정방법도 제안되었다. 대부분의 다른 종래기술도 클래드와 공기 사이의 굴절률 차에 의해서 생기는 측정오차를 제거하기 위해 광섬유의 단면을 오일(oil)에 담근다. 하지만, 빛의 굴절 정도가 오일의 상태에 따라 바뀌기 때문에 오일에 의한 측정오차가 발생하게 되는 단점이 있다.In addition to this RNF method, other measurement methods have been proposed. Most other prior art also immerses the cross section of the optical fiber in oil to eliminate measurement errors caused by the refractive index difference between the clad and air. However, since the degree of refraction of the light changes depending on the state of the oil, there is a disadvantage that a measurement error caused by the oil occurs.
상기한 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 이 발명의 목적은 오일에 의한 영향을 받지 않고 직접적으로 광소자의 굴절률을 정확하게 측정하는 장치를 제공하기 위한 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION The object of the present invention devised to solve the above problems of the prior art is to provide an apparatus for directly measuring the refractive index of an optical device directly without being affected by oil.
또한, 이 발명의 다른 목적은 다양한 형태의 광소자에 모두 적용 가능하며, 굴절률의 정확도와 공간분해능을 동시에 높일 수 있는 측정장치를 제공하기 위한 것이다.
In addition, another object of the present invention is to provide a measuring device that can be applied to all types of optical devices, and to increase the accuracy and spatial resolution of the refractive index at the same time.
상기한 목적을 달성하기 위한 이 발명에 따른 공초점주사현미경 원리를 이용한 광소자의 굴절률 측정장치는, 굴절률을 측정하고자 하는 광소자를 X, Y, Z방향으로 위치 조정하는 위치조정수단과;An apparatus for measuring refractive index of an optical element using a confocal scanning microscope principle according to the present invention for achieving the above object comprises: position adjusting means for adjusting an optical element to measure the refractive index in the X, Y, and Z directions;
단일 파장의 소스 광을 출력하는 LED(Light Emitting Diode)와;A light emitting diode (LED) for outputting source light of a single wavelength;
상기 LED에서 출력되는 소스 광을 원형대칭빔(circular symmetric beam)으로 변환하여 출력하는 원형대칭빔출력수단과;Circular symmetric beam output means for converting and outputting the source light output from the LED into a circular symmetric beam;
상기 원형대칭빔을 평행광으로 변환하여 출력하는 평행광출력수단과;Parallel light output means for converting the circular symmetric beam into parallel light and outputting the parallel light;
상기 평행광이 투과되는 제 1 λ/2파장판과;A first λ / 2 wavelength plate through which the parallel light is transmitted;
상기 제 1 λ/2파장판을 투과한 빛을 분할하는 편광빔스플리터(polarizing beam splitter)와;A polarizing beam splitter for splitting light transmitted through the first λ / 2 wavelength plate;
상기 편광빔스플리터를 투과한 빛으로부터 원편광 상태의 빛을 출력하는 제 1 λ/4파장판과;A first [lambda] / 4 wavelength plate for outputting light in a circularly polarized state from the light transmitted through the polarization beam splitter;
상기 제 1 λ/4파장판에서 출력되는 원편광 상태의 빛을 상기 광소자의 측정단면에 포커싱(focusing)하는 포커싱렌즈와;A focusing lens for focusing light in a circular polarization state output from the first λ / 4 wavelength plate on a measurement cross-section of the optical device;
상기 광소자의 측정단면에서 반사되는 광을 상기 포커싱렌즈와 상기 제 1 λ/4파장판과 상기 편광빔스플리터를 통해 입력받아 상기 반사된 광의 파워를 측정하고 상기 반사된 광의 파워로부터 상기 광소자의 측정단면의 굴절률을 계산하는 반사 광검출수단을 포함한 것을 특징으로 한다.The light reflected from the measuring cross section of the optical device is input through the focusing lens, the first λ / 4 wavelength plate, and the polarizing beam splitter, and the power of the reflected light is measured, and the measuring cross section of the optical device is measured from the power of the reflected light. It characterized in that it comprises a reflective light detection means for calculating the refractive index of.
이하, 첨부된 도면을 참조하면서 이 발명의 한 실시예에 따른 공초점주사현미경 원리를 이용한 광소자의 굴절률 측정장치를 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, an apparatus for measuring refractive index of an optical device using a confocal scanning microscope principle according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
이 발명은 공초점주사현미경의 원리를 이용하여 광소자의 굴절률을 측정하는 장치를 제안한다. 공초점주사현미경을 광섬유의 굴절률 측정장치에 적용한 시도로서, 논문 "Measuring method for the refractive index profile of optical glass fibers" W. Eickhoff, E. Weidel, Opt. Quantum Electron. 7, 109-113, 1975가 있으나, 이 종래기술은 공간분해능이 떨어지고 안정적인 광원의 파워 출력을 얻지 못하는 등의 기술적 한계에 부딪혀 현재는 연구 및 상용화가 중단된 상태이다.The present invention proposes an apparatus for measuring the refractive index of an optical device using the principle of confocal scanning microscope. As an attempt to apply a confocal scanning microscope to the refractive index measuring apparatus of an optical fiber, the paper "Measuring method for the refractive index profile of optical glass fibers" W. Eickhoff, E. Weidel, Opt. Quantum Electron. 7, 109-113, 1975, but the prior art is currently in the state of research and commercialization has been suspended due to technical limitations, such as low spatial resolution and unable to obtain a stable power output of the light source.
반면, 이 발명은 공초점주사현미경을 광소자의 굴절률을 측정하기에 적합한 구조로 수정하여 구성하고, 새롭게 구성한 굴절률 측정장치를 이용하여 광소자의 굴절률을 측정하는 기술을 제안한다.On the other hand, the present invention proposes a technique for modifying the confocal scanning microscope to a structure suitable for measuring the refractive index of the optical device, and measuring the refractive index of the optical device by using a newly configured refractive index measuring device.
도 1은 이 발명의 한 실시예에 따른 공초점주사현미경 원리를 이용한 광소자의 굴절률 측정장치를 도시한 구성도이다.1 is a block diagram illustrating an apparatus for measuring refractive index of an optical device using a confocal scanning microscope principle according to an embodiment of the present invention.
이 실시예에서 광소자라 함은 광섬유, 광도파로, 일반 광소자, 광소재 등을 모두 포함하는 통칭적인 의미로 사용한다.In this embodiment, the optical element is used as a generic term including all optical fibers, optical waveguides, general optical elements, optical materials, and the like.
이 광소자의 굴절률 측정장치는 굴절률을 측정하고자 하는 광소자(113)를 X, Y, Z방향으로 위치 조정하는 위치조정수단과, 단일 파장의 소스 광을 출력하는 LED(Light Emitting Diode)(101)와, 이 LED(101)에서 나오는 소스 광을 원형대칭빔(circular symmetric beam)으로 변환하는 원형대칭빔출력수단과, 이 원형대칭빔을 평행광으로 변환하는 평행광출력수단과, 이 평행광이 투과되는 λ/2파장판(106)과, 이 λ/2파장판(106)을 투과한 빛을 분할하는 편광빔스플리터(polarizing beam splitter)(107)와, 이 편광빔스플리터(107)를 투과한 빛이 투과되어 원편광 상태의 빛을 출력하는 λ/4파장판(109)과, 이 λ/4파장판(109)에서 출력되는 원편광 상태의 빛이 반사되는 미러(110)와, 이 미러(110)에서 반사된 빛을 광소자(113)의 측정단면에 포커싱(focusing)하는 포커싱렌즈(111)를 구비한다.The refractive index measuring apparatus of the optical element includes a position adjusting means for positioning the
이 광소자의 굴절률 측정장치는 편광빔스플리터(107)에서 반사된 소스 광의 파워를 검출하는 전송광검출기(108)를 더 구비한다.The refractive index measuring apparatus of the optical element further includes a
LED(101)는 658nm의 단일 파장의 소스 광을 출력한다.The
광소자(113)의 측정단면에 포커싱된 빛은 반사되어 포커싱렌즈(111), 미러 (110), λ/4파장판(109), 편광빔스플리터(107)를 통해 반사 광검출수단에 제공된다. 이 반사 광검출수단은 광소자(113)의 측정단면으로부터 반사되는 반사 광을 집광하는 렌즈(115)와, 집광된 반사 광의 파워를 검출하는 반사광검출기(116)를 포함한다.The light focused on the measurement section of the
원형대칭빔출력수단은 LED(101)에서 출력되는 소스 광을 수집하는 렌즈(102)와, 렌즈(102)에서 수집된 광을 단일모드광섬유(104)로 입사시키는 렌즈(103)와, 렌즈(103)를 통해 빛을 입사받아 원형대칭빔을 출력하는 단일모드광섬유(104)를 구비한다. 평행광출력수단은 콜리메이션(collimation)렌즈(105)로 구현된다. 상기와 같이 구성된 LED(101)와 원형대칭빔출력수단(102, 103, 104) 및 평행광출력수단(105)을 사용하면 안정된 소스 광 파워와 최고의 공간분해능을 얻을 수 있는 빔 품질(beam quality)을 얻을 수 있다.The circular symmetric beam output means includes a
위치조정수단은 측정대상인 광소자를 부착하고 Z방향으로 위치 조정하는 압전세라믹엑츄에이터(PZT)(112)와, 압전세라믹엑츄에이터(112)를 X, Y 방향으로 위치 조정하는 XY스캐너를 포함한다.The position adjusting means includes a piezoelectric actuator (PZT) 112 for attaching an optical element to be measured and adjusting the position in the Z direction, and an XY scanner for positioning the
광소자(113)의 측정단면의 반대쪽 단면은 클래드와 동일한 굴절률을 가지는 오일(114)에 담근다. 그 이유는, 광소자의 측정단면의 반대쪽 단면은 공기와의 경계면에서 반사되어 되돌아오는 반사되는 빛이 측정값에 영향을 줄 수 있기 때문에 이를 제거하기 위하여 오일(114)에 담근다.The opposite cross section of the measurement cross section of the
위와 같이 구성된 본 발명의 한 실시예에 따른 공초점주사현미경 원리를 이용한 광소자의 굴절률 측정장치의 동작을 설명하면 다음과 같다.Referring to the operation of the refractive index measuring apparatus of the optical device using the confocal scanning microscope principle according to an embodiment of the present invention configured as described above are as follows.
LED(101)가 658nm 파장의 소스 광을 발생하면 렌즈(102)는 소스 광을 수집하고, 렌즈(103)는 수집된 소스 광을 단일모드광섬유(104)에 입사시킨다. 가시광영역에서 단일모드광섬유를 통과한 빛은 원형대칭빔 모양으로 출력된다. 콜리메이션렌즈(105)는 이 원형대칭빔을 평행광으로 만들어준다. 콜리메이션렌즈(105)를 통과한 평행광은 λ/2파장판(106)을 통과하는데, 이 λ/2파장판(106)은 편광빔스플리터(107)를 투과하는 빛의 양을 조절한다.When the
편광빔스플리터(107)에서 투과된 빛은 λ/4파장판(109)과 미러(110)와 포커싱렌즈(111)를 통과하여 1μm 이하의 빔으로 광소자(113)의 측정단면에 포커싱(focusing)된다. 편광빔스플리터(107)에서 반사된 빛은 전송광검출기(108)에 입사된다. 전송광검출기(108)는 소스 광의 파워를 측정하여, 소스 광의 파워 안정성을 체크한다.The light transmitted from the
압전세라믹엑츄에이터(PZT)(112)에 부착된 광소자(113)는 포커싱렌즈(111)의 초점거리 근처에서 상하로 움직이는데, 광소자(113)에서 반사되는 빛이 포커싱렌즈(111)와 미러(110)와 λ/4파장판(109)과 편광빔스플리터(107)를 거치면서 반사광검출기(116)에 입사된다. 이 반사광검출기(116)에 입사되는 반사 광은 광소자의 측정단면이 포커싱렌즈(111)의 초점거리에 위치하게 될 때 최대가 된다. XY스캐너와 압전세라믹엑츄에이터(112)를 조절하면 광소자의 2차원 표면 굴절률 분포를 측정할 수 있게 된다.The
이때, 광소자의 측정단면에서 반사되는 빛의 반사율과 굴절률과의 관계는 아래의 수학식 1과 같다.At this time, the relationship between the reflectance and the refractive index of the light reflected from the measurement cross-section of the optical device is shown in Equation 1 below.
여기서, n은 굴절률, R은 광소자의 측정단면에서 반사되는 빛의 반사율이다.Where n is a refractive index and R is a reflectance of light reflected from the measurement cross section of the optical device.
반사광검출기(116)는 반사 광의 파워를 측정하는데, 이 반사 광의 파워로부터 반사율을 구하는 방법을 설명하면, 먼저 굴절률이 알려져 있는 기준샘플(reference sample) 표면에서 반사되는 값으로부터 반사율과 무관한 값들을 분석하여 제거함으로써 기준샘플 표면에서의 반사율을 알아낸다. 그리고, 추후 측정대상 광소자의 반사 광의 파워에 적용하면, 해당 측정대상 광소자의 순수한 반사율을 알 수 있게 된다. 이 반사 광의 파워로부터 반사율을 계산하는 방법은 통상적인 방법을 따른다.The reflected
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 원형대칭빔출력수단의 구성도이다. 이 원형대칭빔출력수단은 LED(101)와 접촉되는 단면이 렌즈모양(21)으로 형성된 단일모드광섬유(20)로 구현된다. 단일모드광섬유(20)는 LED(101)에서 발생하는 소스 광을 렌즈모양(21)의 단면으로 모아서 단일모드광섬유에 통과시킨다. 앞서 설명하였듯이 가시광영역에서 단일모드광섬유(20)를 통과한 빛은 원형대칭빔 모양으로 출력되며, 콜리메이션렌즈(105)는 이 원형대칭빔을 평행광으로 만든다. 도 2와 같이 LED(101)에서 발생하는 소스 광을 단일모드광섬유(20)에 직접 입사시키면 사용하는 부품의 수를 줄일 수 있고, 렌즈(102, 103)의 정렬로 인해 생길 수 있는 오차를 없앨 수 있다.2 is a block diagram of a circular symmetric beam output means according to another embodiment of the present invention. The circular symmetric beam output means is implemented as a single mode
도 3은 콜리메이션렌즈(105)에서 출력되는 평행광을 도시한 도면이다. 3 is a diagram illustrating parallel light output from the
도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 편광상태에 따른 굴절률측정수단이 추가된 구성도이다.4 is a configuration diagram in which the refractive index measuring means according to the polarization state according to an embodiment of the present invention is added.
편광상태에 따른 굴절률측정수단은 편광빔스플리터(107)와 λ/4파장판(109)에 의해 생성된 원편광된 빛을 선편광된 빛으로 변환하는 λ/4파장판(31)과, λ/4파장판(31)을 통과한 선편광된 빛으로부터 다양한 상태의 선편광된 빛을 출력하는 λ/2파장판(32)을 포함한다. 또한, 굴절률측정수단은 λ/2파장판(32)에서 출력되는 다양한 상태의 선편광된 빛에서 원하는 선편광된 신호를 투과하는 편광기(polarizer)(33)를 더 포함한다. 이렇게 얻어진 선편광된 빛을 광소자의 측정단면에 입사시켜서 굴절률 분포를 측정하면, 편광상태에 따른 굴절률 분포 변화를 측정할 수 있다.The refractive index measuring means according to the polarization state is a λ / 4
도 5는 광소자가 부착된 압전세라믹엑츄에이터(PZT)(112)를 포커싱렌즈(111)의 초점거리 근처에서 상하로 움직이면서 광소자의 측정단면에서 반사되는 빛의 파워를 측정한 도면이다. 본 발명은 포커싱렌즈(111)의 초점거리에 광소자의 측정단면을 놓이게 하기 위해서 별도의 피드백시스템을 사용하지 않는다. 다만, 압전세라믹엑츄에이터(PZT)(112)를 포커싱렌즈(111)의 초점거리 근처에서 움직여주면 광소자의 측정단면이 포커싱렌즈(111)의 초점거리에 위치할 때 반사 광의 파워가 최대가 되기 때문에 반사 광의 파워가 최대가 되는 위치 및 그 최대값을 저장한다. 또한, XY스캐너로 광소자의 위치를 조정하면서 동일한 방법으로 반사 광의 파워를 측정하면 광소자의 측정단면의 2차원 굴절률 분포를 얻게 된다.FIG. 5 is a diagram illustrating a measurement of the power of light reflected from a measuring section of an optical device by moving a piezoelectric ceramic actuator (PZT) 112 having an optical device up and down near a focal length of the focusing
도 6은 본 발명에 따른 광소자의 굴절률 측정장치를 이용하여 멀티모드광섬유의 굴절률 분포를 측정한 결과를 도시한 그래프이다. 코어 크기가 13.5μm, 코어와 클래드의 굴절률 차이가 0.0328인 멀티모드광섬유를 본 발명에 따른 측정장치를 이용하여 굴절률 분포를 측정한다. 도 6의 (a)는 2차원 측정값이고, (b)는 1차원 측정값이다.Figure 6 is a graph showing the results of measuring the refractive index distribution of the multi-mode optical fiber by using the refractive index measuring apparatus of the optical device according to the present invention. A multimode optical fiber having a core size of 13.5 μm and a difference in refractive index between the core and the cladding of 0.0328 is measured using a measuring apparatus according to the present invention. 6A is a two-dimensional measured value, and (b) is a one-dimensional measured value.
이상에서 본 발명에 대한 기술 사상을 첨부 도면과 함께 서술하였지만, 이는 본 발명의 가장 양호한 일 실시예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 또한, 이 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자이면 누구나 본 발명의 기술 사상의 범주를 이탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변형 및 모방이 가능함은 명백한 사실이다.Although the technical spirit of the present invention has been described above with reference to the accompanying drawings, it is intended to exemplarily describe the best embodiment of the present invention, but not to limit the present invention. In addition, it is obvious that any person skilled in the art may make various modifications and imitations without departing from the scope of the technical idea of the present invention.
이상과 같이 본 발명에 따르면 빠른 시간 내에 정확한 굴절률 측정이 가능하다. 또한, 광섬유 형태뿐만 아니라 광도파로 소자와 광소자, 광소재 등 모든 형태의 광소자에 적용할 수 있어서 표면 굴절률 분포값이 요구되는 모든 분야에 적용할 수 있는 이점이 있다.
As described above, according to the present invention, accurate refractive index measurement is possible in a short time. In addition, the present invention can be applied to all types of optical devices such as optical waveguide devices, optical devices, and optical materials, as well as optical fiber types, and thus can be applied to all fields requiring surface refractive index distribution values.
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