KR20100032768A - 공진기 길이 선택형 광섬유 간섭계를 이용한 초음파 측정 장치 - Google Patents

공진기 길이 선택형 광섬유 간섭계를 이용한 초음파 측정 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 측정하고자 하는 초음파에 대한 신호감도를 증가시키면서도 외부 잡음 요인을 감소시킬 수 있는 초음파 측정 장치 및 초음파 측정 방법에 관한 것이다. 본 발명의 일 측면에 따르면, 산란광의 도플러 편이 측정을 위해 광섬유 페브리-페롯 간섭계를 이용하는 초음파 측정 장치에 있어서, 서로 다른 길이를 갖는 복수의 광섬유를 상기 간섭계에 설치하되, 측정하고자 하는 초음파의 주파수에 따라, 상기 복수의 광섬유 중에서, 상기 간섭계 내에서의 산란광 전송을 위해 사용될 광섬유를 선택하는 것을 특징으로 하는 초음파 측정 장치를 제공한다.
광섬유, 초음파

Description

공진기 길이 선택형 광섬유 간섭계를 이용한 초음파 측정 장치{ULTRASONIC MEASURING APPARATUS USING RESONATOR LENGTH SELECTIVE OPTICAL FIBER INTERFEROMETER}
본 발명은 페브리-페롯 간섭계(fiber Febry-Perot interferometer)를 이용한 초음파 측정 장치에 관한 것으로서, 특히 측정하고자 하는 초음파의 주파수에 따라 최적의 공진기 길이를 선택하여 측정의 정확도와 효율을 향상시킨 광섬유 간섭계 방식의 초음파 측정 장치에 관한 것이다.
일반적으로 초음파가 대상 물체 표면을 지나가면 그 초음파에 의해 대상 물체 표면이 진동한다. 이때 레이저 빔이 측정 대상 물체의 표면에 조사되면, 초음파에 의한 물체 표면의 진동으로 인해, 그 대상 물체 표면으로부터 산란된 레이저 산란광에서 도플러 편이라고 불리는 주파수 편이가 발생하며, 이를 이용하여 대상 물체에 전달된 초음파를 측정할 수 있다. 상술한 도플러 편이의 측정에는 페브리-페롯(Febry-Perot) 간섭계형의 도플러 편이 측정 간섭계가 널리 이용되고 있다. 이러한 초음파 측정은 금속이나 복합 재료 등 대상 물체의 기계적 특성이나 미세조직 등 재질 물성의 비파괴 검사로서 광범위하게 사용될 수 있다. 이 경우, 측정 대상 물체에 초음파를 발생시키는 방법으로서, 그 대상 물체의 표면에 레이저 펄스 빔을 조사할 수 있다.
구면 거울을 사용하는 통상적인 도플러 편이 간섭계는 간섭계 내부에서 빛이 동일한 경로로 계속적인 다중 반사를 하여야 하므로 구면 거울이 정확히 정렬되어야 하며, 또한 두 구면 거울 사이의 거리(공진기 길이)도 항시 일정하게 유지해야 하는 문제점이 있다. 또한 이와 같은 정렬상의 어려움으로 인해 외부적 진동에 매우 민감하여 열악한 환경의 산업현장에서는 적용이 매우 곤란한 문제점이 있고, 더욱이 두 구면 거울 사이의 거리가 커질수록 측정 효율이 증가하기 때문에 높은 정밀도의 측정을 요구하는 현장에서는 간섭계의 크기가 대형화되어야 하는 문제점이 있다.
이러한 구면 거울을 이용한 도플러 편이 간섭계의 문제점을 해결하기 위해, 도 1에 도시된 바와 같은 광섬유를 이용한 페브리-페롯 간섭계형 도플러 편이 측정 간섭계가 제시되었다. 도 1을 참조하면, 광섬유를 이용한 초음파 측정장치(10)는 측정 대상물(1)에 조사된 레이저 빔(2)에 의해 발생된 산란광을 포집하기 위한 포집 렌즈(3)와, 입력 부분반사 거울(4)과, 산란광을 받아 전송하는 편광유지 광섬유(5)를 구비한다. 광섬유(5)의 길이는 외부 온도, 진동 등의 환경 요인에 의해 미세하게 변동하는데, 이를 보정하기 위해 광섬유(5)의 미세 길이 조절 소자(6)를 일 정 횟수만큼 밀착하여 감는다. 이 미세 길이 조절 소자(6)는 광섬유의 길이를 약 수 nm 정도 범위에서 미세하게 조절하기 위해 사용되며 이 조절 소자(6)로서 실린더형 압전소자가 이용될 수 있다.
광섬유(5)를 통과한 산란광은 광섬유(5)의 다른 한쪽 끝단에 부착된 출력 부분반사 거울(7)에 도달하고, 출력 부분반사 거울(7)을 통과한 산란광의 일부는 편광형 빛살 가르개(8)를 통과하여 고주파 광검출기(9)에 의해 검출된다. 또한, 빛살 가르개(8)에서 인출된 산란광의 일부는 저주파 광검출기(도시 않함)로 측정되어 이 저주파 광 검출기에 연결된 제어 회로를 통해 압전 소자(6)에의 공급 전압을 제어할 수 있고, 이로써 광섬유 길이를 미세하게 조절할 수 있다.
이와 같은 광섬유를 이용한 도플러 편이 측정장치에 따르면, 기존의 구면 거울형 간섭계와 같은 작용을 하면서도 소형이며 외부적 진동에 무관하고 별도의 광소자 정렬 작업이 불필요하다. 그러나, 상술한 광섬유 페브리-페롯 간섭계는 측정하고자 하는 초음파의 주파수가 변할 때 간섭계 출력 신호감도가 변하는 특성을 가지고 있다. 이러한 초음파 주파수에 따른 간섭계 출력 신호의 감도 변화는 간섭계의 공진기 길이에 따라 달라진다. 상술한 바와 같이 압전 소자(6) 등을 사용하여 광섬유 길이가 미세하게 조절될 수는 있으나 공진기 길이에 큰 변화가 없기 때문에, 저주파의 초음파에 대한 감도가 떨어진다. 저주파 초음파에 대한 신호 감도를 높이기 위해서는 공진기 길이를 키워야 하지만, 공진기 길이가 커지면 진동이나 온 도 등의 외부 잡음 요인에 의한 오차가 증가하는 문제가 있다. 따라서, 공진기 길이를 늘리면 저주파 초음파의 신호감도를 높일 수 있지만, 고주파에서는 원치 않는 잡음이 증가하게 된다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 광섬유 페브리-페롯 간섭계를 이용한 초음파 측정 장치에 있어서, 측정하고자 하는 초음파에 대한 신호 감도를 증가시키면서 외부 잡음 요인을 감소시킬 수 있는 초음파 측정 장치 및 초음파 측정 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 산란광의 도플러 편이 측정을 위해 광섬유 페브리-페롯 간섭계를 이용하는 초음파 측정 장치에 있어서, 서로 다른 길이를 갖는 복수의 광섬유를 상기 간섭계에 설치하되, 측정하고자 하는 초음파의 주파수에 따라, 상기 복수의 광섬유 중에서, 상기 간섭계 내에서의 산란광 전송을 위해 사용될 광섬유를 선택하는 것을 특징으로 하는 초음파 측정 장치를 제공한다.
본 발명의 실시형태에 따르면, 상기 초음파 측정 장치는 측정 대상물에 조사되는 레이저 빔에 의해 발생되는 산란광을 포집하기 위한 포집 렌즈; 상기 포집된 산란광의 다중 반사를 통해 간섭광을 출력하도록, 상기 포집 렌즈로부터 산란광이 유입되는 일측 선단에 설치된 입력 부분반사 거울과, 타측 선단에 설치된 출력 부분반사 거울과, 상기 입출력 부분반사 거울 사이에 산란광 전송을 위해 설치되고 서로 다른 길이를 갖는 복수의 광섬유를 구비하는 공진부; 상기 입력 부분반사 거 울과 상기 복수의 광 섬유 사이에 배치되고, 상기 포집된 산란광을 특정 위치에서만 선택적으로 통과시키는 개구부가 형성된 입력 윈도우; 및 상기 복수의 광 섬유의 입력부를 고정시켜, 측정하고자 하는 초음파 주파수에 따라 적합한 길이를 갖는 광 섬유를 상기 입력 윈도우의 개구부에 정렬함으로써 상기 복수의 광섬유 중에서 특정 길이의 광섬유를 선택하는 입력 트랜슬레이터(traslator)를 포함한다.
또한, 상기 초음파 측정 장치는, 상기 복수의 광섬유와 출력 부분반사 거울 사이에 설치되어 상기 광섬유에서 나온 빛을 특정 위치에서만 선택적으로 통과시키는 개구부가 형성된 출력 윈도우; 및 상기 복수의 광섬유의 출력부를 고정시켜, 상기 입력 트랜슬레이터에 의해 선택된 특정 길이의 광섬유를 상기 출력 윈도우의 개구부에 정렬함으로써 상기 선택된 특정 길이의 광섬유에서 나온 빛만이 광 검출기에 수신될 수 있도록 하는 출력 트랜슬레이터를 더 포함할 수 있다.
상기 복수의 광섬유의 입력부는 상기 입력 트랜슬레이터에 직선 방향으로 나란히 고정되어 있고, 상기 입력 트랜슬레이터는 상기 직선 방향으로 이동함으로써 특정 길이의 광섬유를 상기 입력 윈도우의 개구부에 정렬시킬 수 있다. 또한, 상기 복수의 광섬유의 출력부는 상기 출력 트랜슬레이터에 직선 방향으로 나란히 고정되어 있고, 상기 출력 트랜슬레이터는 상기 직선 방향으로 이동함으로써 상기 선택된 특정 길이의 광섬유를 상기 출력 윈도우의 개구부에 정렬시킬 수 있다.
본 발명의 실시형태에 따르면, 상기 초음파 측정 장치는, 상기 복수의 광섬유가 외면에 감겨 광 섬유의 길이를 미세하게 조절하기 위한 미세 길이 조절장치를 포함할 수 있다. 상기 미세 길이 조절장치는 실린더형 압전소자를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 산란광의 도플러 편이 측정을 위해 광섬유 페브리-페롯 간섭계를 이용하여 측정 대상 물체에 발생된 초음파를 측정하는 방법에 있어서, 서로 다른 길이를 갖는 복수의 광섬유를 사용하되, 측정하고자 하는 초음파의 주파수에 따라 상기 복수의 광섬유중 하나를 선택하고, 그 선택된 광섬유를 통해 상기 간섭계 내에서 산란광을 전송하는 것을 특징으로 하는 초음파 측정 방법을 제공한다.
본 발명의 실시형태에 따르면, 상기 초음파 측정 방법은, 상기 복수의 광섬유 중에서 특정 길이를 갖는 광섬유를 선택하기 위해, 특정 위치에서 산란광을 선택적으로 통과시키기 위한 개구부를 갖는 입력 윈도우를 상기 복수의 광섬유의 입력부 전방에 배치하고, 상기 복수의 광섬유의 입력부가 고정되는 입력 트랜슬레이터를 상기 복수의 광섬유에 설치하여, 상기 입력 트랜슬레이터의 이동을 통해 상기 복수의 광섬유 중 특정 길이의 광섬유를 상기 입력 트랜슬레이터의 개구부에 정렬시킬 수 있다.
또한, 상기 초음파 측정 방법은, 상기 광섬유에서 나온 빛을 특정 위치에서 만 선택적으로 통과시키기 위한 개구부를 갖는 출력 윈도우를 상기 복수의 광섬유의 출력부 후방에 배치하고, 상기 복수의 광섬유의 출력부가 고정되는 출력 트랜슬레이터를 상기 복수의 광섬유에 설치하여, 상기 출력 트랜슬레이터의 이동을 통해 상기 선택된 특정 길이의 광섬유를 상기 출력 윈도우의 개구부에 정렬시킬 수 있다.
본 발명에 따르면, 초음파 신호를 실시간으로 측정할 때 공진기의 길이를 적합한 길이로 용이하게 선택할 수 있게 함으로써 신호감도를 효과적으로 증대시키고 외부 잡음 요인을 감소시켜 초음파 신호의 속도, 위상, 감쇠계수 등의 측정 정확도를 향상시킨다. 또한, 제철 공정, 특히 열간 공정에서 생산 중인 강재의 재질 물성 측정을 온라인으로 측정하는 데에 본 발명을 적용함으로써, 기존에 초음파 주파수에 따른 신호감도의 불안정성 및 신호감도의 저하 현상을 효과적으로 경감 또는 제거할 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시형태를 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시형태는 여러가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시형태로 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 실시형태는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다.
도 2는 본 발명의 실시형태에 따른 초음파 측정 장치의 개략적 구조를 나타낸 도면이다. 이 초음파 측정 장치는 예를 들어, 레이저-초음파 방식으로 얻어지는 초음파 신호를 측정하기 위해 레이저 산란광의 도플러 편이를 측정할 수 있다. 이러한 도플러 편이 측정을 위해 광섬유 페브리-페롯 간섭계를 이용한다.
도 2를 참조하면, 레이저-초음파 등으로 측정 대상물(1)에 초음파를 발생시킨 상태에서 측정 대상물(1)의 소정 측정 지점에 레이저 빔(2)을 조사하면, 그 레이저 빔(2)의 산란광에서 도플러 편이가 발생한다. 측정 대상물(1)에 부딪혀 나온 레이저 빔의 산란광은 포집 렌즈(3)에 의해 포집된다. 이 포집 렌즈(3)는 일반적으로 볼록렌즈로 형성될 수 있다. 포집 렌즈(3)의 후방에는 포집된 산란광을 다중 반사시킴으로써 간섭광을 출력하기 위한 공진부(resonating unit)가 구비되어 있다. 공진부는, 포집 렌즈(3)로부터 산란광이 유입되는 일측 선단에 설치된 입력 부분반사 거울(4)과, 타측 선단에 설치된 출력 부분반사 거울(7)과, 입력 및 출력 부분반사 거울(4, 7) 사이에 산란광 전송을 위해 설치된 복수의 광섬유(50)를 포함한다. 입출력 부분반사 거울(4, 7)을 통한 반사와 광섬유를 통한 광전송에 의해, 산란광은 공진부에서 다중 반사를 행하고, 다중 반사하면서 일부 산란광이 출력 부분반사 거울(7)을 통과하여 나온다. 출력 부분반사 거울(7)을 나온 산란광은 편광형 빛살 가르개(8)를 통과하여 광 검출기(9)로 공급되고, 그 산란광의 주파수 편이가 검출 된다.
도 2에 도시된 바와 같이, 종래 구조(도 1 참조)와 달리, 서로 다른 길이를 갖는 복수의 광섬유(50: 50a, 50b, 50c)가 광섬유 페브리-페롯 간섭계 내에 배치된다. 간섭계 내의 각 광섬유(50a, 50b, 50c)는 서로 다른 길이를 갖고 있다. 후술하는 바와 같이, 측정하고자 하는 초음파의 주파수에 따라, 이 복수의 광섬유(50a, 50b, 50c) 중에서, 광전송에 실제로 이용될 광섬유가 선택된다. 복수의 광섬유(50a, 50b, 50c)는 광섬유 길이를 미세하게 조절하는 실린더형 압전소자와 같은 미세 길이 조절 장치(6)의 외면에 감겨 있을 수 있다. 압전 소자의 내벽과 외벽에 전위차를 인가하면 실린더 외경이 변하므로 이 압전 소자에 밀착하여 감겨진 광섬유의 길이도 미세하게 변하고, 이를 통해 외부 환경에 의한 광섬유 길이 변동을 보정할 수 있다.
복수의 광섬유(50: 50a, 50b, 50c)의 입력부는 입력 트랜슬레이터(11)에 나란하게 고정되어 있으며, 입력 트랜슬레이터(11)는 광섬유(50)가 배열된 방향으로 이동함으로써 광섬유(50)를 입력 트랜슬레이터의 이동 방향으로 움직인다. 이러한 입력 트랜슬레이터(11)의 이동에 의해, 측정하고자 하는 초음파의 주파수에 따라 적합한 길이를 갖는 광섬유를 입력 윈도우(10)의 개구부(10a)에 정렬시킨다. 입력 윈도우(10)는 입력 부분반사 거울(4) 상에 개구부(10a)가 형성된 차단막 구조로 형성될 수 있는데, 포집된 산란광을 개구부(10a)를 통해서만 통과시키고, 개구 부(10a)에 정렬되지 않은 다른 광섬유로 산란광의 일부가 입사되는 것을 막는다. 따라서, 입력 트랜슬레이터(11)와 입력 윈도우(10) 간의 정렬에 의해, 산란광은 특정 길이의 광섬유에 입사되고, 실제 광전송에 이용될 적합한 길이(공진 길이)의 광섬유가 선택된다.
복수의 광섬유(50: 50a, 50b, 50c)의 출력부는 출력 트랜슬레이터(12)에 나란하게 고정되어 있으며, 출력 트랜슬레이터(12)는 광섬유(50)가 배열된 방향으로 이동함으로써 광섬유(50)를 그 배열 방향으로 움직인다. 이러한 출력 트랜슬레이터(12)의 이동에 의해, 상기 입력 트랜슬레이터(11)에 의해 선택된 특정 길이의 광섬유의 출력단을 출력 윈도우(13)의 개구부(13a)에 정렬시킨다. 출력 윈도우(13)는 입력 윈도우(10)와 마찬가지로, 개구부(13a)가 형성된 차단막 구조로 형성될 수 있다. 출력 윈도우(13)는 선택된 특정 광섬유에서 나오는 빛이 광 검출기(9)에 수신될 수 있도록 그 선택된 광섬유(개구부(13a)에 정렬된 광섬유)에서 나오는 빛만을 개구부(13a)를 통해 통과시키고 다른 광섬유에서 미세하게 나올 수도 있는 잡음 신호가 광 검출기(9)에 수신되지 않도록 차단하는 기능을 갖는다.
본 실시형태에서는 출력 트랜슬레이터(12)와 출력 윈도우(13)를 구비하고 있으나, 이를 생략하고 입력 트랜슬레이터(11)와 입력 윈도우(10)의 정렬을 통한 특정 길이의 광섬유의 선택을 수행할 수도 있다. 이 경우, 선택되지 않은 다른 광섬유로의 산란광의 입사를 가능한 한 막는 것이 바람직하다.
도 3은 도 2의 초음파 측정 장치에 있어서, 입출력 트랜슬레이터(11, 12)에 고정된 복수의 광섬유들의 배열 형태의 예들을 나타낸 것으로서 트랜슬레이터(11, 12)의 정면에서 본 도면이다. 도 3(a)에 도시된 바와 같이, 복수의 광섬유들(50a, 50b, 50c)이 트랜슬레이터(11, 12)에 수직으로 나란히 고정될 수 있다. 이 경우, 트랜슬레이터(11, 12)가 수직으로 이동함으로써, 원하는 길이의 광섬유를 윈도우(10, 13)의 개구부(10a, 13a)에 정렬시킬 수 있다. 또한 도 3(b)에 도시된 바와 같이, 복수의 광섬유들(50a, 50b, 50c)이 트랜슬레이터(11, 12)에 수평으로 나란히 고정될 수 있고, 트랜슬레이터(11, 12)의 수평 이동에 의해 원하는 길이의 광섬유를 윈도우(10, 13)의 개구부(10a, 13a)에 정렬시킬 수 있다. 본 발명의 실시예가 상술한 도 3(a) 및 (b)에 한정되는 것은 아니며, 예컨대, 광섬유들(50)의 입력부는 입력 트랜슬레이터(11)에 수직으로 나란히 배열시키고, 광섬유들(50)의 출력부는 출력 트랜슬레이터(13)에 수평으로 나란히 배열시킬 수도 있고, 그 반대도 가능하며, 원형 또는 타원형 배열 등 어떠한 배열 방법도 가능하다.
도 4는 광섬유 페브리-페롯 간섭계를 이용한 초음파 측정에 있어서, 초음파 주파수와 공진기 길이에 따른 초음파 신호 감도의 변화를 나타낸 그래프이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 측정하고자 하는 초음파 주파수가 변할 때 간섭계 출력 신호감도가 변할 수 있다. 이러한 간섭계 출력 신호감도의 변화는 다시 공진기 길이(d)에 따라 달라진다. 도 4의 그래프는 입출력 부분반사 거울의 반사도가 95%일 때 공진기의 길이(광섬유의 길이: d)가 0.5m인 경우(d=0.5m), 초음파 주파수 6MHz이하에 서 신호감도가 떨어지기 시작하며(6MHz가 문턱값), d=1.5m인 경우 문턱값 3MHz에서, d=3m인 경우 문턱값 1MHz에서 신호감도의 급격한 저하를 보인다.
따라서, 저주파에서 신호감도를 높이기 위해서는 공진기 길이를 크게 하여야 한다. 그러나, 공진기 길이가 커지면 저주파 신호감도를 높일 수 있으나 진동이나 온도 등 외부 잡음 요인에 의한 오차가 증가하여 고주파에서 원치 않는 잡음이 증가하게 된다. 본 발명의 실시형태(도 2, 3 참조)에 따르면, 서로 다른 길이의 복수개 광섬유들 중에서 적합한 길이의 광섬유를 용이하게 선택할 수 있다. 따라서, 측정하고자 주파수가 주파수 신호감도의 문턱값(또는 문턱값보다 큰 문턱값 근방)을 갖는 길이의 광섬유를 선택함으로써, 신호감도를 최대로 하면서도 외부 잡음 요인을 최소화할 수 있다.
상술한 실시형태의 장치를 이용하여 초음파를 측정함으로써, 예컨대 열간 공정에서 생산중인 강재의 물리적 특성을 온라인으로 보다 정확히 측정할 수 있다. 기존의 광섬유 간섭계를 이용한 초음파 측정에서 발생되는 초음파 주파수에 따른 신호감도의 불안정성 및 고주파 측정시 잡음 문제를 효과적으로 억제할 수 있고, 생산 라인에서 초음파 신호감도를 높임으로써 초음파의 속도, 위상, 감쇄 상수를 보다 정확하게 측정할 수 있게 된다.
본 발명은 상술한 실시형태 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 첨부된 청구범위에 의해 한정하고자 하며, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 형태의 변형이 가능하다는 것은 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게 자명할 것이다.
도 1은 종래의 광섬유 페브리-페롯 간섭계를 이용한 초음파 측정장치의 개략도이다.
도 2는 본 발명의 실시형태에 따른 광섬유 페브리-페롯 간섭계를 이용함 초음파 측정 장치의 개략도이다.
도 3은 본 발명의 실시형태에 따른 초음파 측정 장치에 있어서, 입출력 트랜슬레이터에 고정된 복수의 광섬유들의 배열 형태의 예들을 나타낸 도면이다.
도 4는 초음파 주파수와 공진기 길이에 따른 초음파 신호 감도의 변화를 나타낸 그래프이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
1: 측정 대상물 2: 레이저 빔
3: 포집 렌즈 4: 입력 부분반사 거울
6: 미세 길이 조정 장치 7: 출력 부분반사 거울
8: 편광형 빛살 가르개 9: 광 검출기
10: 입력 윈도우 10a: 입력 윈도우의 개구부
11: 입력 트랜슬레이터 12: 출력 트랜슬레이터

Claims (10)

  1. 산란광의 도플러 편이 측정을 위해 광섬유 페브리-페롯 간섭계를 이용하는 초음파 측정 장치에 있어서,
    서로 다른 길이를 갖는 복수의 광섬유를 상기 간섭계에 설치하되, 측정하고자 하는 초음파의 주파수에 따라, 상기 복수의 광섬유 중에서, 상기 간섭계 내에서의 산란광 전송을 위해 사용될 광섬유를 선택하는 것을 특징으로 하는 초음파 측정 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 초음파 측정 장치는,
    측정 대상물에 조사되는 레이저 빔에 의해 발생되는 산란광을 포집하기 위한 포집 렌즈;
    상기 포집된 산란광의 다중 반사를 통해 간섭광을 출력하도록, 상기 포집 렌즈로부터 산란광이 유입되는 일측 선단에 설치된 입력 부분반사 거울과, 타측 선단에 설치된 출력 부분반사 거울과, 상기 입출력 부분반사 거울 사이에 산란광 전송을 위해 설치되고 서로 다른 길이를 갖는 복수의 광섬유를 구비하는 공진부;
    상기 입력 부분반사 거울과 상기 복수의 광 섬유 사이에 배치되고, 상기 포집된 산란광을 특정 위치에서만 선택적으로 통과시키는 개구부가 형성된 입력 윈도 우; 및
    상기 복수의 광 섬유의 입력부를 고정시켜, 측정하고자 하는 초음파 주파수에 따라 적합한 길이를 갖는 광 섬유를 상기 입력 윈도우의 개구부에 정렬함으로써 상기 복수의 광섬유 중에서 특정 길이의 광섬유를 선택하는 입력 트랜슬레이터를 포함하는 것을 특징으로 하는 초음파 측정 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 복수의 광섬유의 입력부는 상기 입력 트랜슬레이터에 직선 방향으로 나란히 고정되어 있고, 상기 입력 트랜슬레이터는 상기 직선 방향으로 이동함으로써 특정 길이의 광섬유를 상기 입력 윈도우의 개구부에 정렬하는 것을 특징으로 하는 초음파 측정 장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 초음파 측정 장치는,
    상기 복수의 광섬유와 출력 부분반사 거울 사이에 설치되어 상기 광섬유에서 나온 빛을 특정 위치에서만 선택적으로 통과시키는 개구부가 형성된 출력 윈도우; 및
    상기 복수의 광섬유의 출력부를 고정시켜, 상기 입력 트랜슬레이터에 의해 선택된 특정 길이의 광섬유를 상기 출력 윈도우의 개구부에 정렬함으로써 상기 선택된 특정 길이의 광섬유에서 나온 빛만이 광 검출기에 수신될 수 있도록 하는 출력 트랜슬레이터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 초음파 측정 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 복수의 광섬유의 출력부는 상기 출력 트랜슬레이터에 직선 방향으로 나란히 고정되어 있고, 상기 출력 트랜슬레이터는 상기 직선 방향으로 이동함으로써 상기 선택된 특정 길이의 광섬유를 상기 출력 윈도우의 개구부에 정렬하는 것을 특징으로 하는 초음파 측정 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 초음파 측정 장치는, 상기 복수의 광섬유가 외면에 감겨 광 섬유의 길이를 미세하게 조절하기 위한 미세 길이 조절장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 초음파 측정 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 미세 길이 조절장치는 실린더형 압전소자를 포함하는 것을 특징으로 하 는 초음파 측정 장치.
  8. 산란광의 도플러 편이 측정을 위해 광섬유 페브리-페롯 간섭계를 이용하여 측정 대상물에 발생된 초음파를 측정하는 방법에 있어서,
    서로 다른 길이를 갖는 복수의 광섬유를 사용하되, 측정하고자 하는 초음파의 주파수에 따라 상기 복수의 광섬유중 하나를 선택하고, 그 선택된 광섬유를 통해 상기 간섭계 내에서 산란광을 전송하는 것을 특징으로 하는 초음파 측정 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 복수의 광섬유 중에서 특정 길이를 갖는 광섬유를 선택하기 위해, 특정 위치에서 산란광을 선택적으로 투과시키기 위한 개구부를 갖는 입력 윈도우를 상기 복수의 광섬유의 입력부 전방에 배치하고, 상기 복수의 광섬유의 입력부가 고정되는 입력 트랜슬레이터를 상기 복수의 광섬유에 설치하여, 상기 입력 트랜슬레이터의 이동을 통해 상기 복수의 광섬유 중 특정 길이의 광섬유를 상기 입력 윈도우의 개구부에 정렬하는 것을 특징으로 하는 초음파 측정 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 광섬유에서 나온 빛을 특정 위치에서만 선택적으로 통과시키기 위한 개구부를 갖는 출력 윈도우를 상기 복수의 광섬유의 출력부 후방에 배치하고, 상기 복수의 광섬유의 출력부가 고정되는 출력 트랜슬레이터를 상기 복수의 광섬유에 설치하여, 상기 출력 트랜슬레이터의 이동을 통해 상기 선택된 특정 길이의 광섬유를 상기 출력 윈도우의 개구부에 정렬하는 것을 특징으로 하는 초음파 측정 방법.
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