KR20090116493A - Multi-light source switching laser - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 광통신, 광섬유 센서의 호출 시스템을 포함하는 광신호를 이용하여 이루어지는 다양한 분야에서 광원으로서 이용되는 레이저에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 각 응용의 필요에 따라서 광대역 광원 또는 파장 가변 광원으로 사용할 수 있는 멀티 광원 스위칭 레이저에 관한 것이다.The present invention relates to a laser used as a light source in various fields made of optical signals, including optical communication, optical fiber sensor calling system, and more particularly, can be used as a broadband light source or a wavelength variable light source according to the needs of each application. Multi light source switching laser.
광원(light source)은 설정된 파장 범위의 균일한 양의 빛을 지속적으로 발생시키는 광소자를 말하는 것으로서, 다양한 형태의 광원이 존재하는데, 빛의 파장에 따라서 광원을 분류하면, 고정된 단일 파장의 빛을 발생시키는 단파장 광원, 소정의 파장 범위내에서 빛의 파장을 가변할 수 있는 파장 가변 광원, 광대역 파장 영역에 속하는 모든 파장들이 포함된 빛을 발생시키는 광대역 광원을 들 수 있다. A light source refers to an optical device that continuously generates a uniform amount of light in a set wavelength range. There are various types of light sources. When a light source is classified according to the wavelength of light, a light source having a fixed wavelength is generated. The short wavelength light source to generate | occur | produce, the wavelength variable light source which can vary the wavelength of light within a predetermined wavelength range, and the broadband light source which generate | occur | produces the light containing all the wavelengths which belong to a broadband wavelength range.
상기에서, 파장 가변 광원은, 광 통신, 광소자의 특성 측정, 광섬유 센서 시스템, 및 의료 영상 진단 시스템 등, 응용 분야의 적에 맞추어 필요로 하는 분야에 각각 이용된다. In the above, the variable-wavelength light source is used in fields required for the application target, such as optical communication, optical device characteristic measurement, optical fiber sensor system, and medical imaging system.
더 구체적으로 예를 들면, 파장 가변 광원은 광 통신, 광섬유 격자 안전 진단 센서의 호출, 그리고 광 구성요소 테스트 및 측정 등과 같은 다양한 분야에서 사용되고 있으며, 최근에는, 분광(spectroscopy) 및 광 가간섭성 단층 촬영(OCT: optical coherence tomography)를 포함하는 생체 영상 분야까지 사용이 확장되고 있다.More specifically, for example, tunable light sources are used in various fields such as optical communication, call of fiber optic safety sensors, and optical component testing and measurement, and more recently, spectroscopy and optical coherence tomography. Its use extends to the field of biological imaging, including optical coherence tomography (OCT).
더불어, 광대역 광원 또한 광통신 분야에서 폭넓게 이용되고 있다.In addition, broadband light sources are also widely used in the field of optical communication.
그러나 기존에 있어서, 상기 광대역 광원, 파장 가변 광원들은 각각 독립된 형태로 구현되어 있기 때문에, 광대역 광원 및 파장 가변 광원을 모두 사용하고자 하는 경우, 각각의 광원들을 모두 구입하여야 한다는 문제점이 있었다. However, in the related art, since the broadband light source and the wavelength variable light source are implemented in independent forms, there is a problem in that all the light sources must be purchased when both the broadband light source and the wavelength variable light source are used.
본 발명은 기존에 광대역 광원 및 파장 가변 광원을 모두 사용하고자 하는 경우, 각각의 제품들을 따로 구입하여야 하는 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 광 경로를 변화시켜 하나의 구조에서 광대역 광원 및 파장 가변 광원으로써 동작할 수 있는 멀티 광원 스위칭 레이저를 제공하고자 한다. The present invention is to solve the problem of having to purchase each of the products separately, if you want to use both a broadband light source and a variable wavelength light source, the operation as a broadband light source and a variable wavelength light source in one structure by changing the optical path It is an object of the present invention to provide a multi-light source switching laser.
상기 과제를 해결하기 위한 수단으로서, 본 발명의 일 실시 형태에 따른 멀티 광원 스위칭 레이저는, 자연증폭방출에 의해 광대역 파장 영역의 광신호를 발생 하고, 피드백 입력된 광신호를 증폭하는 광증폭기; 상기 광증폭기의 출력 광신호를 두 개로 분배하여, 하나는 출력단으로 출력하는 광 커플러; 상기 광증폭기의 피드백 입력단에 연결된 고정단과, 제1,2 선택단을 포함하여, 상기 제1 선택단 또는 제2 선택단을 고정단에 연결하는 광스위치; 상기 광스위치의 제1 선택단에 연결되어, 상기 광스위치로부터 입사된 광 신호를 다시 광스위치로 반사하는 반사부재; 및 상기 광스위치의 제2 선택단과 상기 광 커플러 사이에 구비되어, 상기 광 커플러에서 분배된 나머지 광신호에서 특정 파장을 선택하여 광스위치로 출력하는 가변 대역 통과 필터를 포함하여 이루어진다.As a means for solving the above problems, the multi-light source switching laser according to an embodiment of the present invention, an optical amplifier for generating an optical signal in the broadband wavelength region by natural amplification emission, amplifying the feedback input optical signal; An optical coupler for dividing the output optical signal of the optical amplifier into two, one outputting to an output terminal; An optical switch including a fixed end connected to a feedback input end of the optical amplifier and a first end and a second select end to connect the first or second selector to a fixed end; A reflection member connected to a first selection end of the optical switch to reflect the optical signal incident from the optical switch back to the optical switch; And a variable band pass filter provided between the second selection end of the optical switch and the optical coupler to select a specific wavelength from the remaining optical signals distributed by the optical coupler and output the specific wavelength to the optical switch.
상기 멀티 광원 스위칭 레이저는, 상기 광증폭기의 출력단과 피드백 입력단에 각각 연결되어 최대 전송 및 이득을 갖도록 광신호의 편광 상태를 정렬하는 제1,2 편광제어기를 더 포함한다.The multi-light source switching laser further includes first and second polarization controllers connected to the output terminal and the feedback input terminal of the optical amplifier to align the polarization states of the optical signals to have maximum transmission and gain.
상기 광증폭기는, 바이어스 전류가 인가시 자연 증폭 방출(ASE:Amplified spontaneous emission)이 일어나는 반도체 광 증폭기(SOA: Semiconductor Optical Amplifier)로 구현된다.The optical amplifier is implemented as a semiconductor optical amplifier (SOA) in which amplified spontaneous emission (ASE) occurs when a bias current is applied.
상기 가변 대역 통과 필터는, 상기 광 커플러로부터 입력된 광신호를 평행광선으로 변형하는 콜리메이터; 상기 콜리메이터로부터 출력된 평행광선의 방향을 파장별로 다르게 조정하여, 상기 광신호의 파장을 공간적으로 분리하는 회절 격자; 상기 회절 격자에 의해 파장이 공간적으로 분리된 광신호를 수평방향으로는 시준하고 수직방향으로는 집중시켜 수평 스펙트럼 바를 형성하는 렌즈; 상기 렌즈의 초점 면에서 일정 속도로 회전하여 상기 렌즈에서 형성된 수평 스펙트럼 바를 통과할 때, 대응하는 특정 파장의 광신호를 통과시키는 하나 이상의 슬릿이 형성된 슬릿판; 및 상기 렌즈의 초점 면에 상기 슬릿판과 근접하도록 배치되어, 상기 슬릿을 통과한 특정 파장의 광신호를 반사하는 반사부재를 포함하여 이루어진다.The variable band pass filter may include a collimator for transforming an optical signal input from the optical coupler into parallel rays; A diffraction grating for spatially separating the wavelength of the optical signal by adjusting the direction of parallel light output from the collimator differently for each wavelength; A lens for collimating an optical signal having wavelengths spatially separated by the diffraction grating in a horizontal direction and concentrating in a vertical direction to form a horizontal spectral bar; A slit plate having one or more slits for passing an optical signal having a specific wavelength when passing through a horizontal spectral bar formed at the lens by rotating at a constant speed in the focal plane of the lens; And a reflecting member disposed on the focal plane of the lens so as to be close to the slit plate and reflecting an optical signal having a specific wavelength passing through the slit.
또한, 상기 가변 대역 통과 필터는, 상기 광커플러로부터 입력된 광신호를 상기 콜리메이터로 전달하고, 상기 콜리메이터로부터 입력된 광신호는 상기 광스위치로 전달하는 광 서큘레이터를 더 포함하여 이루어진다.The variable band pass filter may further include an optical circulator for transmitting an optical signal input from the optical coupler to the collimator, and an optical signal input from the collimator to the optical switch.
본 발명에 의한 멀티 광원 스위칭 레이저는, 광 스위치를 이용하여 광 경로를 선택적으로 변화시킴으로써 광대역 광원 및 파장 가변 광원으로 사용할 수 있으므로, 사용자의 편의를 도모하고, 더하여, 두 종류의 광원을 하나의 구조로 제공함으로써, 비용 절감 효과를 얻을 수 있다. Since the multi-light source switching laser according to the present invention can be used as a broadband light source and a wavelength variable light source by selectively changing the optical path using an optical switch, for the convenience of the user, in addition, two types of light sources are combined into one structure. By providing it, a cost reduction effect can be obtained.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있는 바람직한 실시 예를 상세히 설명한다. 다만, 본 발명의 바람직한 실시 예에 대한 동작 원리를 상세하게 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, in describing in detail the operating principle of the preferred embodiment of the present invention, if it is determined that the detailed description of the related known function or configuration may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.
또한, 도면 전체에 걸쳐 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 동일 한 도면 부호를 사용한다.In addition, the same reference numerals are used for parts having similar functions and functions throughout the drawings.
덧붙여, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 '연결'되어 있다고 할때, 이는 '직접적으로 연결'되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 '간접적으로 연결'되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 구성 요소를 '포함'한다는 것은, 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라, 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.In addition, throughout the specification, when a part is 'connected' to another part, it is not only 'directly connected' but also 'indirectly connected' with another element in between. Include. In addition, the term 'comprising' a certain component means that the component may be further included, without excluding the other component unless specifically stated otherwise.
도 1은 본 발명에 따른 멀티 광원 스위칭 레이저의 기본 구조를 나타낸 블록도이다.1 is a block diagram showing the basic structure of a multi-light source switching laser according to the present invention.
도 1을 참조하면, 본 발명에 의한 멀티 광원 스위칭 레이저는, 광대역 파장 영역의 광신호를 발생하는 광 증폭기(11)와, 상기 광증폭기(11)의 출력측과 피드백 입력측에 각각 연결되어 최대 전송 및 이득을 갖도록 광신호의 편광 상태를 정렬하는 제1,2 편광 제어기(Polarization controller)(12,13)와, 상기 제1 편광 제어기(12)를 통해 전달된 광 증폭기(11)의 출력 광신호의 일부를 분할하여 광증폭기(11)로 피드백시키고 나머지는 멀티 광원 스위칭 레이저의 출력단으로 출력하는 광 커플러(14)와, 제1,2 선택단(Port1, Port2)과 상기 제2 편광 제어기(13)를 통해 광증폭기(11)의 피드백 입력에 연결된 고정단을 구비하여 상기 제1 선택단(Port1) 또는 제2 선택단(Port2)을 고정단과 연결하는 광스위치(15)와, 상기 광스위치(15)의 제1 선택단(Port1)에 연결되어 상기 제1 선택단(Port1)을 통해 입사된 빛을 다시 제1 선택단(Port1)으로 반사하는 반사부재(16)와, 상기 광스위치(15)의 제2 선 택단(Port2)과 상기 광 커플러(14) 사이에 구비되어, 상기 광 커플러(14)로부터 광증폭기(11)로 피드백되는 광신호에서 특정 대역의 파장을 필터링하여 상기 제2선택단(Port2)으로 전달하고 상기 필터링하는 파장이 가변가능한 가변 대역통과 필터(17)를 포함하여 이루어진다.Referring to FIG. 1, the multi-light source switching laser according to the present invention is connected to an
상술한 구성에 있어서, 광 증폭기(11)는, 광대역 파장 영역의 광신호를 발생시키면서, 피드백 입력단으로 입력된 광신호를 증폭 출력하기 위한 것으로서, 예를 들면, 바이어스 전류가 인가되면 자연 증폭 방출(ASE:Amplified spontaneous emission)이 발생하여 광대역의 광신호를 출력하면서, 피드백 입력단으로 입력된 광신호를 증폭 출력하는 SOA(Semiconductor Optical Amplifier)로 구현된다. 상기 광증폭기(11)는 이외에도 광신호를 발생시킬 수 있는 다른 gain chip이나, EDF를 이용한 광대역 광원이나, Fabry-perot 레이저 등 그 외 모든 광대역 광원으로 구현될 수 있다.In the above-described configuration, the
상기 제1,2 편광 제어기(12,13)는 편광 상태에 의존하는 광 증폭기(11)를 위하여, 상기 광 증폭기(11)로부터 출력되거나, 광 증폭기(11)로 피드백 입력되는 광 신호의 편광 상태를 정렬하여, 최대 전달 이득을 갖도록 하기 위한 것이다.The first and
상기 광 커플러(14)는 입력된 광신호를 분배하는데 있어서, 예를 들어, 입력광을 10:90 또는 20:80등으로 분배하여, 입력 광신호의 80% 또는 90%의 파워를 출력단으로 출력하고 나머지 10% 또는 20%의 파워를 피드백시킨다.The
상기 가변 대역 통과 필터(17)는 특정 파장의 광신호를 필터링하기 위한 것으로서, Fabry-perot형 가변대역 통과 필터뿐만 아니라, 입력 대역폭에 비해 출력 대역폭이 좁은 어떠한 형태의 대역통과필터라도 사용가능하다. 본 발명의 일 실시 예에서는, 가변 대역 통과 필터(17)로서, 슬릿형 파장 선택 필터를 제안한다.The variable
상기 반사부재(16)는 예를 들어 거울로 구현된다.The reflecting
상술한 구성에 있어서, 광증폭기(11)와 제1,2 편광제어기(12,13)와 광 커플러(14)와 광스위치(15)와 반사부재(16)는 광섬유에 의해 변형된 링 구조(ring-cavity geometry)로 연결되며, 본 발명에 의한 멀티 광원 스위칭 레이저의 출력은 상기 광 커플러(14)로 부터 얻어진다.In the above-described configuration, the
이상과 같이 구성된 멀티 광원 스위칭 레이저의 동작 모드는, 멀티 광원 모드와 파장 가변 광원 모드 두 가지로 나눌 수 있다.The operation mode of the multi-light source switching laser configured as described above can be divided into two modes, a multi light source mode and a wavelength variable light source mode.
먼저, 멀티 광원 모드에서는, 상기 광스위치(15)의 고정단이 제1 선택단(Port 1)을 선택한다. 이 경우, 상기 광증폭기(11)의 피드백 입력은 반사부재(16)로 연결되고, 광 커플러(14)와 가변 대역 통과 필터(17)에서 광증폭기(11)로 이어지는 링 순환 구조의 연결이 끊어진다.First, in the multi light source mode, the fixed end of the
따라서, 상기 광증폭기(11)의 자연 증폭 방출(ASE)에 의해 발생된 광대역의 광신호는 제1,2 편광제어기(12,13) 양측으로 출력된다. 상기 제2 편광제어기(13)로 출력된 광대역 광신호는 광스위치(15)를 통해 반사부재(16)에서 반사되고, 상기 반사부재(16)에서 반사된 광신호는 다시 광스위치(15) 및 제2 편광제어기(13)를 통해 광증폭기(11)로 입사된다. 상기 광증폭기(11)는 이와 같이 입사되는 광신호를 증폭한다. 상기 과정이 반복되면서, 상기 광증폭기(11)로부터 방출되는 광대역 광신호의 파워가 증가될 수 있다.Therefore, the wideband optical signal generated by the natural amplification emission ASE of the
상기에 의해 광증폭기(11)로부터 발생되는 적정 파워의 광대역 광신호는 제1 편광제어기(12) 및 광 커플러(14)를 통해 출력단(output)으로 출력된다.The wideband optical signal of the appropriate power generated from the
다음으로, 파장 가변 광원 모드에서는, 상기 광스위치(15)의 고정단이 제2 선택단(Port2)으로 연결된다. 이 경우, 광증폭기(11)와 가변 대역 통과 필터(17) 가 링 순환 구조로 연결된다. Next, in the variable wavelength light source mode, the fixed end of the
따라서 광증폭기(11)에서 자연 증폭 방출에 의해 발생된 광신호가 제1 편광제어기(12)와 광 커플러(14)를 통해 가변 대역 통과 필터(17)로 전달되고, 상기 가변 대역 통과 필터(17)는 상기 광증폭기(11)의 출력 광신호 중에서 선택된 파장의 광신호만을 추출하여 출력한다. 이렇게 추출된 특정 파장의 광신호는 광스위치(15)와 제2 편광제어기(13)를 통하여 광증폭기(11)로 피드백 입력되고, 상기 광증폭기(11)는 상기와 같이 피드백 입력된 특정 파장의 광신호를 증폭하여, 상기 자연 증폭 방출에 의한 광신호와 함께 출력한다.Therefore, the optical signal generated by the natural amplification emission in the
상술한 과정이 반복함에 따라서, 상기 특정 파장 광신호의 파워가 점점 증가하고, 그 결과 상기 자연 증폭 방출이 억제되어, 출력단(output)으로부터 적정 파워를 갖는 특정 파장의 광신호를 얻을 수 있다.As the above-described process is repeated, the power of the specific wavelength optical signal is gradually increased, and as a result, the natural amplification emission is suppressed, so that an optical signal having a specific wavelength having an appropriate power can be obtained from an output terminal.
상술한 바와 같이, 본 발명에 의한 멀티광원레이저는, 광스위치(15)를 이용하여 광 경로를 조정함으로써, 광대역 광신호와 원하는 파장의 광신호를 선택적으로 제공할 수 있다.As described above, the multi-light source laser according to the present invention can selectively provide a wideband optical signal and an optical signal having a desired wavelength by adjusting the optical path using the
도 2는 상기 가변 대역 통과 필터(17)의 일 예로서 슬릿을 이용한 가변 대역 통과 필터의 상세 구조를 나타낸 것이고, 도 3은 슬릿판의 예시도이다.2 shows a detailed structure of a variable band pass filter using a slit as an example of the variable
도 2 및 도 3을 참조하면, 상기 슬릿형 파장 선택 필터는, 상기 광 커플러(14)로부터 입력된 광신호를 콜리메이터(15)로 전달하고 상기 콜리메이터(15)로부터 입력된 광신호를 상기 광스위치(15)로 전달하는 광 서큘레이터(Optical circulator)(21)와, 상기 광서큘레이터(21)로부터 입력되는 광증폭기(11)의 출력 광신호를 평행광선으로 조정하는 콜리메이터(22)와, 상기 콜리메이터(22)를 통해 전달된 상기 광증폭기(11)의 출력 광신호의 파장을 공간적으로 분리하는 회절 격자(diffraction grating)(23)와, 상기 회절 격자(23)에 의해 파장이 공간적으로 분리된 광신호를 수평방향으로는 시준하고 수직방향으로 집중시키는 렌즈(24)와, 상기 렌즈(24)의 초점 면에서 일정 속도로 회전하여 렌즈(24)로부터 전달된 광신호에서 특정 파장의 광신호를 필터링하는 하나 이상의 슬릿을 포함하며 수평 방향으로 이동 가능한 슬릿판(25)과, 상기 렌즈(24)의 초점 면에 상기 슬릿판(25)과 근접하도록 배치되어 상기 슬릿을 통과한 특정 파장의 광신호를 전반사하는 반사부재(26)를 포함한다.2 and 3, the slit-type wavelength selective filter transmits the optical signal input from the
상기 광 서큘레이터(21)는 상기 광 커플러(14)에 연결된 제1 포트(P1)와, 상기 콜리메이터(22)와 연결된 제2 포트(P2)와, 광스위치(15)와 연결된 제3 포트(P3)를 구비하고 있으며, 제1 포트(P1)로 입력된 광신호는 제2 포트(P2)로 전달하며, 제2 포트(P2)로 입력된 광신호는 제3포트(P3)로 전달하여, 상기 파장 선택 필터(16)에서 필터링된 광신호가 상기 광증폭기(11)의 출력측으로 되돌아가는 것을 방지한다.The
상기 슬릿판(25)은, 도 3에 도시된 바와 같이, 중심점을 기준으로 반시계 방향(또는 시계방향)으로 회전하는 원형의 회전판(31) 상에 일정 길이 및 일정 폭의 슬릿(32)이 하나 이상 형성된 것으로, 이때, 상기 슬릿(32)들은 일정 각도로 형성된다. 더하여, 상기 회전판(31)은 수평방향으로 이동 가능하도록 구현된다. 상기 도 3과 같이 구현된 슬릿판은 통과 대역내의 파장들을 차례대로 스캔할 수 있다. 상기 슬릿판(25)은 도 3의 형태에 한정되지 않으며 필요에 따라서 다양한 형태로 변형될 수 있다. 예를 들어, 경우에 따라서 상기 슬릿판(25)은 회전하지 않도록 구현될 수 있으며, 이 경우 슬릿판(25) 상에 슬릿들은 서로 평행하게 형성된다. 이 경우, 상기 슬릿판(25)은 통과 대역내에서 특정 파장만을 선택 출력한다.As shown in FIG. 3, the
상술한 구조의 가변 대역 통과 필터(17)에 있어서, 필터링되는 광신호의 대역폭(bandwidth)는 상기 슬릿(25)의 폭에 비례하고, 파장 가변 속도는 슬릿(25)의 회전 속도에 비례하며, 필터링 반복 속도는 슬릿(25)의 개수에 비례하고, 필터링되는 광신호의 파장은 광축상에서의 상기 슬릿(25)의 위치에 따라 달라진다.In the variable
상술한 가변 대역 통과 필터의 동작은 다음과 같다.The operation of the variable band pass filter described above is as follows.
먼저, 상기 광증폭기(11)에서 출력된 광신호는, 제1편광제어기(12) 및 광커플러(14)를 통해 상기 광 서큘레이터(21)의 제1 포트(P1)로 입력된다.First, the optical signal output from the
상기 광 서큘레이터(21)는 상기 제1 포트(P1)로 입력된 광증폭기(11)의 출력 광신호를 제2 포트(P2)로 출력한다.The
상기 광 서큘레이터(21)의 제2 포트(P2)에는 콜리메이터(22)가 연결되어 있 고, 상기 콜리메이터(22)의 뒤에는 회절 격자(23)가 배치되어 있어, 상기 광 서큘레이터(21)의 제2 포트(P2)에서 출력된 광신호가 콜리메이터(22)에 의해 평행 광선으로 출력되며, 상기 회절 격자(23)는 상기 콜리메이터(15)로부터 출력된 평행광선의 방향을 파장별로 다르게 변화시켜, 상기 광증폭기(11)의 출력 광신호의 파장을 공간적으로 분리한다.The
상기 파장이 공간적으로 분리된 광신호는 상기 회절 격자(23)의 뒷 단에 배치된 렌즈(24)를 통과하면서 초점 조절되어 반사부재(26)로 입사된다. 여기서, 반사부재(26)는 예를 들어 거울로 구현된다. 상기 렌즈(24)는 수평방향으로는 각 파장을 평행하게 출력하고 수직방향으로는 한점으로 집중하여, 수평 스펙트럼 바(spectral bar)를 출력한다.The optical signal of which the wavelength is spatially separated is focused through the
상기 렌즈(24)의 초점 면에 배치된 슬릿판(25) 및 반사부재(26)는, 상기 광대역의 수평 스펙트럼 바에서 특정 영역을 선택하여 반사한다. 더 구체적으로 설명하면, 상기 슬릿판(25)과 반사부재(26)는 기하학적으로 가능한 만큼 가깝게 배치되어 있으며, 상기 수평 스펙트럼 바가 상기 슬릿판(25)에 도달하면, 상기 슬릿판(25)에 형성된 슬릿과 대응하는 위치의 스펙트럼이 상기 슬릿을 통과하여 반사부재(26)에서 반사된다. 여기서, 상기 슬릿을 통과하여 반사된, 즉 필터링된 광신호의 파장은 상기 슬릿판(25)의 수평 방향 위치(광축상에서의 위치)에 따른다. 즉, 도 2에 도시된 바와 같이, 파장이 수평적으로 분리되어 있는 수평 스펙트럼 바에서 슬릿이 위치하는 영역의 파장이 통과된다. 따라서 상기 슬릿판(25)을 수평 방향으로 이동시킴으로써, 선택되는 파장을 조정할 수 있다. 이때, 슬릿판(25)과 반사부 재(26)은 일관성있게 상기 렌즈(162)의 초점 면에 있어야 한다.The
따라서 상기 슬릿판(25)에서 필터링된 광신호의 대역폭은 상기 슬릿판(25)에 형성된 슬릿의 폭에 비례하고, 필터링 속도는 상기 슬릿판(25)의 회전 속도에 비례하고, 필터링 반복 속도는 상기 슬릿의 개수에 비례한다.Therefore, the bandwidth of the optical signal filtered by the
상기와 같이 슬릿판(25)을 통과하여 반사부재(26)에서 반사된 특정 파장의 광 신호는, 상기 렌즈(24)와 회절 격자(23)를 통해서 상기 콜리메이터(22)로 다시 전달된다.As described above, the optical signal having a specific wavelength reflected by the
상기 필터링된 광신호는 상기 콜리메이터(22)에 의해 광 서큘레이터(21)의 제2 포트(P2)로 입사된 후, 제3 포트(P3)를 통해 광스위치(15)로 전달된다.The filtered optical signal is incident to the second port P2 of the
상술한 과정에 의하여, 본 발명에 의한 멀티 광원 스위칭 레이저는, 파장 가변 광원 모드에서 원하는 파장의 광을 선택할 수 있다.By the above-described process, the multi-light source switching laser according to the present invention can select light having a desired wavelength in the tunable light source mode.
도 4는 상기 도 2 및 도 3에서 설명한 구조의 가변 대역 통과 필터의 특성을 설명하기 위한 그래프로서, 슬릿의 폭이 100um인 가변 대역 통과 필터의 출력 스펙트럼이다. 도 4를 참조하면, 상기 가변 대역 통과 필터의 출력 신호의 3-dB 대역폭은 0.8nm로 나타나며, 전체 통과 대역에서 균일한 특성을 나타낸다. 상기 3-dB 대역폭은 슬릿의 폭에 의해 결정되는 것으로, 상기 슬릿의 폭을 더 좁게할 경우, 더 좁은 출력 스펙트럼 특성을 얻을 수 있다. FIG. 4 is a graph illustrating characteristics of the variable bandpass filter having the structure described with reference to FIGS. 2 and 3. The output spectrum of the variable bandpass filter having a slit width of 100 μm is shown. Referring to FIG. 4, the 3-dB bandwidth of the output signal of the variable band pass filter is represented as 0.8 nm and exhibits uniform characteristics in the entire pass band. The 3-dB bandwidth is determined by the width of the slit. When the width of the slit is narrower, narrower output spectral characteristics can be obtained.
다음으로, 도 5는 상기 슬릿형 가변 대역 통과 필터에 있어서, 광축상에서의 슬릿의 수평 위치와 출력 파장의 관계를 나타낸 그래프이다. 상기 그래프를 참조하면, 가변 대역 통과 필터의 출력 파장이 슬릿의 광축상의 수평 위치에 따라서 선형 적으로 가변됨을 알 수 있다.Next, FIG. 5 is a graph showing the relationship between the horizontal position of the slit on the optical axis and the output wavelength in the slit-type variable band pass filter. Referring to the graph, it can be seen that the output wavelength of the variable band pass filter varies linearly according to the horizontal position on the optical axis of the slit.
즉, 상술한 도 2와 같은 구조의 슬릿형 가변 대역 통과 필터를 사용함으로써, 본 발명에 의한 멀티 광원 스위치 레이저는, 파장 가변 광원 모드에서 선형적인 가변 특성을 제공할 수 있다.That is, by using the slit-type variable band pass filter having the structure as shown in FIG. 2 described above, the multi-light source switch laser according to the present invention can provide linear variable characteristics in the wavelength variable light source mode.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시 예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경할 수 있다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 당업자에게 있어 명백할 것이다. The present invention described above is not limited to the above-described embodiments and the accompanying drawings, and it is common in the art that various substitutions, modifications, and changes can be made without departing from the technical spirit of the present invention. It will be apparent to those skilled in the art.
본 발명은, 광 통신 분야, 생체 영상 분야, 광 섬유 센서의 호출 시스템 등 다양한 분야에 적용되는 광대역 광원 및 파장 가변 광원을 단일 구조를 통해 제공함으로써, 비용 절감 효과를 얻을 수 있다. According to the present invention, a cost reduction effect can be obtained by providing a broadband light source and a variable wavelength light source that are applied to various fields such as an optical communication field, a biological image field, and a call system of an optical fiber sensor through a single structure.
도 1은 본 발명에 의한 멀티 광원 스위칭 레이저의 개략적인 구조를 나타낸 도면이다.1 is a view showing a schematic structure of a multi-light source switching laser according to the present invention.
도 2는 본 발명에 의한 멀티 광원 스위칭 레이저에 구비되는 가변 대역 통과 필터의 일 예를 도시한 구성도이다.2 is a block diagram illustrating an example of a variable band pass filter included in the multi-light source switching laser according to the present invention.
도 3은 본 발명에 의한 멀티 광원 스위칭 레이저에 있어서, 도 2에 도시된 슬릿판의 예시도이다.3 is an exemplary view of the slit plate shown in FIG. 2 in the multi-light source switching laser according to the present invention.
도 4는 상기 가변 대역 통과 필터의 전달 특성을 나타낸 그래프이다.4 is a graph illustrating transfer characteristics of the variable band pass filter.
도 5는 본 발명에 따른 파장 가변 레이저에 있어서, 슬릿의 위치와 파장의 관계를 나타낸 그래프이다.5 is a graph showing the relationship between the position of the slit and the wavelength in the tunable laser according to the present invention.
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