KR20100054902A - Fiber optic coupling device having feedback path without beam splitter, having optical sensor - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A fiber optical coupling device having a feedback path without a beam splitter is provided to input a light to an optical fiber and transmits the returned light to a sensor without loss since there is no use of a beam splitter. CONSTITUTION: An optical parts fixing plate(110) has a lens fixing hole, an optical fiber support hole, and a light source fixing unit(200). The lens(210) makes a collimated light. A parabolic body(120) is combined with an optical parts fixing plate. The parabolic body has a paraboloid(250) and a detection light hole(122). A light source is attached to the optical parts fixing plate. The lens is attached to the optical parts fixing plate. The optical fiber is attached to the optical parts fixing plate. The lens collects detection light.

Description

광분할기가 없는 피드백 광로를 갖는 센서일체형 광섬유 커플링 장치{ Fiber optic coupling device having feedback path without beam splitter, having optical sensor}Fiber optic coupling device having feedback path without beam splitter, having optical sensor

본 발명은 광섬유에 빛을 효율적으로 커플링하고, 되돌아오는 빛의 변화를 센서로 측정할 수 있게 하는 장치에 대한 것이다. The present invention relates to an apparatus for efficiently coupling light to an optical fiber and allowing a sensor to measure the change in light returned.

광, 특히 레이저를 이용한 다양한 분석, 계측 기술이 발전하고 있다. 그 중 광파이버를 이용한 방법은 소형화와 사용의 편리성, 안정성때문에 그 사용 분야가 넓어지고 있다. 압력측정, 건물균열모니터링, 공초점현미경, 내시경 등에서 광섬유가 활용된다. 이를 위해 다양한 효율적인 광 커플링방법이 제안되고 사용되고 있으나, 아직 빔스플리터가 없이 광원과 광센서가 광섬유의 1측면에 배치되는 경우는 보이지 않고 있다. Various analysis and measurement techniques using light, in particular lasers, have been developed. Among them, the method using the optical fiber has been widened because of its miniaturization, convenience of use, and stability. Optical fiber is used for pressure measurement, building crack monitoring, confocal microscope, endoscope, etc. Various efficient optical coupling methods have been proposed and used for this purpose, but it has not been seen that the light source and the optical sensor are disposed on one side of the optical fiber without a beam splitter.

도 1에 현재 사용되고 있는 형식의 광섬유커플러를 사용한 광학장치의 구성도를 보인다. 광원(10)에서 방사되는 빛은 광분할기(20)에 의해 반사되고 1차커플링렌즈(30)에 의해 광섬유(40)에 커플링되고, 광섬유(40)를 따라 소정의 장소로 유도된 뒤에 출사 된다. 출사된 빛은 2차커플링렌즈(50)에 의해 검사시료(60)에 조사 되고, 검사시료에 의해 반사 혹은 변조(예를들면 형광)되어 2차커플링렌즈(50)에 의해 광섬유(40)에 커플링된다. 되돌아가는 빛은 광섬유(40)에 의해 유도되어 출사되어지고, 1차커플링렌즈(30)를 통과하고, 광분할기(20)을 통과한 후 광센서(70)로 들어가게 된다. 이 과정에서 광원으로 레이저발진기를 사용할 경우 되돌아오는 광이 레이저 발진기로 들어가게 되면 간섭을 발생하여 분석에 문제를 일으키게 된다. 이를 막기 위하여 PBS(Polarized Beam Splitter)를 사용하는데 이 과정에서 많은 빛이 손실되고, 광학부품이 추가로 사용되는 문제점을 갖게 된다. 또한 부품들이 공간을 많이 차지하게 되고, 이에따라 소형화에 걸림돌이 되고 있다.1 is a block diagram of an optical apparatus using an optical fiber coupler of the type currently used. The light emitted from the light source 10 is reflected by the light splitter 20, coupled to the optical fiber 40 by the primary coupling lens 30, and guided to a predetermined place along the optical fiber 40. It is emitted. The emitted light is irradiated onto the inspection sample 60 by the secondary coupling lens 50, and reflected or modulated (eg, fluorescence) by the inspection sample to the optical fiber 40 by the secondary coupling lens 50. Is coupled to the The returning light is guided by the optical fiber 40 and emitted, passes through the primary coupling lens 30, passes through the optical splitter 20, and enters the optical sensor 70. In this process, when the laser oscillator is used as the light source, when the returned light enters the laser oscillator, interference occurs, which causes problems in the analysis. In order to prevent this, a polarized beam splitter (PBS) is used. In this process, a lot of light is lost and an optical component is additionally used. In addition, the parts take up a lot of space, which makes it an obstacle to miniaturization.

본 발명의 목적은 빛을 이용하여 계측이나 분석을 행하는 곳에 있어서, 광섬유의 한 단면에 광원과 센서가 위치하는 경우 빔스플리터라는 광학장치를 사용하지 않고, 광섬유에 광원을 주입하고, 되돌아온 광을 낭비없이 센서에 보내주는 것에 있다. 본 발명의 또다른 목적은 상기의 기능이 1차원으로 배열된 커플러라인을 제조하는 것에 있다.An object of the present invention is to place a light source and a sensor on one end surface of an optical fiber in a place where measurement or analysis is performed by using light, injecting the light source into the optical fiber and wasting the returned light without using an optical device called a beam splitter. Is to send it to the sensor. Still another object of the present invention is to manufacture a coupler line in which the above functions are arranged in one dimension.

평형광을 만드는 렌즈(210)를 고정하는 홀과 광섬유(230)를 지지하는 홀과 광원(200)을 고정하는 광학부품 고정판(110), 포물면(250)과 검출광용출구(122)를 갖는 포물면몸체(120), 광원(200), 검출광을 집속하는 렌즈(220), 광센서(240)로 구성된 광분할기가 없는 피드백 광로를 갖는 센서일체형 광섬유 커플링 장치를 구현한다.Parabolic surface having a hole for fixing the lens 210 to produce a balanced light, a hole for supporting the optical fiber 230 and an optical component fixing plate 110 for fixing the light source 200, the parabolic surface 250 and the detection light outlet 122 A sensor-integrated optical fiber coupling device having a feedback optical path without a light splitter including a body 120, a light source 200, a lens 220 for focusing detection light, and an optical sensor 240 is implemented.

본 발명은 광섬유를 활용하는 다양한 응용분야에 사용되어지고, 기기의 단순화와 저가격화와 고효율화를 달성하게 해준다. 이를 이용하여 온도나 압력 등 광섬유를 이용한 센서를 편리하게 제작하게 해준다. 또한 레이저형광을 이용한 고성능 센서의 제작을 편리하게 해준다.The present invention is used in a variety of applications utilizing the optical fiber, to achieve the simplification, low cost and high efficiency of the device. This makes it easy to manufacture sensors using optical fibers such as temperature or pressure. It also facilitates the fabrication of high performance sensors using laser fluorescence.

사용하는 광의 손실을 최소화하고, 크기를 최소화하고, 구조를 단순화하기 위해, 본 발명에서는 빔스플리터를 사용하지 않는 구조를 채용하고, 포물면의 반사를 이용한다. 또한 굴절률 구배 렌즈(GRIN 렌즈)를 사용하여 커플링효율이 높고, 반사광을 최소화시켜 검출효율을 높게 한다.In order to minimize the loss of light used, to minimize the size, and to simplify the structure, the present invention employs a structure that does not use a beam splitter, and uses reflection of a parabolic surface. In addition, using a refractive index gradient lens (GRIN lens), the coupling efficiency is high, and the reflected light is minimized to increase the detection efficiency.

이와 같은 본 발명의 내용을 첨부된 도면을 활용하여 상세히 설명한다.Such details of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2는 본 발명의 기본 구성도이다. 평형광을 만드는 렌즈(210)를 고정하는 홀과 광섬유(230)를 지지하는 홀과 광원(200)을 고정하는 광학부품 고정판(110)과 포물면(250)과 검출광용출구(122)를 갖는 포물면몸체(120)과 검출광을 집속하는 렌즈(220)와 광센서(240)으로 구성되어 있다.2 is a basic configuration diagram of the present invention. Parabolic surface having a hole for fixing the lens 210 to create a balanced light, a hole for supporting the optical fiber 230 and an optical component fixing plate 110 for fixing the light source 200, the parabolic surface 250 and the detection light outlet 122 It is composed of a body 120 and a lens 220 and an optical sensor 240 to focus the detection light.

광원(200)에서 방사된 광(320)은 렌즈(210)에 의해 평행광이 되어지고, 포물면몸체(120)의 포물면(250)에 의해 반사되어 포물면 초점으로 집광되어진다. 포물면(250)의 곡률을 잘 선정하여 광섬유(230)에 커플링이 잘 되게 한다. 광섬유(230) 의 단면과의 입사각을 맞춘다. 커플링된 광은 광섬유(230)를 따라가 사용되고, 그 결과의 검출용광(310)이 반대로 진행되어와서 광섬유(230)의 단면으로부터 방사된다. 검출용광(310)은 렌즈(220)에 의해 집속되어 광센서(240)에 조사되어 디지털 데이터로 변화되고 사용되어진다.The light 320 emitted from the light source 200 becomes parallel light by the lens 210, is reflected by the parabolic surface 250 of the parabolic body 120, and is focused at the parabolic focus. The curvature of the parabolic surface 250 is well selected to ensure good coupling to the optical fiber 230. The incident angle with the cross section of the optical fiber 230 is matched. The coupled light is used along the optical fiber 230, and the resulting detection light 310 is reversed and radiated from the cross section of the optical fiber 230. The detection light 310 is focused by the lens 220 and irradiated to the optical sensor 240 to be converted into digital data and used.

커플링용 광(320)을 생성하는 광발생기(200)는 광학부품 고정판(110)에 부착되는 것이 바람직하다. 광원(200)은 LED일 수도 있고, 레이저일 수도 있다. 광원(200)을 광학부품 고정판(110)에 직접 부착하기 어려운 경우에는 광원(200)을 광학부품 고정판(110)에 부착하지않고, 이격시켜 고정한 후 광원(200)의 광(320)을 거울(미 도시)이나 기타 광학부품을 사용하여 평행광 렌즈(210)에 주입하는 것이 바람직하다. The light generator 200 generating the coupling light 320 is preferably attached to the optical component fixing plate 110. The light source 200 may be an LED or a laser. When it is difficult to attach the light source 200 directly to the optical part fixing plate 110, the light source 200 of the light source 200 may be mirrored after fixing the light source 200 without attaching the light source 200 to the optical part fixing plate 110. It is preferable to inject into the parallel light lens 210 using an optical component (not shown) or other optical components.

도 3은 본 발명의 다색광에 대한 사용 예시도이다. 구형상의 렌즈(260)를 광섬유(230)의 단면위(112)에 놓고 커플링의 효율을 높이고, 또한 광학부품 고정판(110)에 각각 다른 파장의 광원(200,205,...)을 배치하여 다양한 응용이 가능하게 한다. 구형상의 렌즈(260)의 상부곡면이 포물면몸체(120)에 형성된 검출용광(310)의 통로(122)에 근접하게하여 검출용광(310)이외의 외란광이 광센서(240)로 유입되는 것을 최소화한다. 구형상의 렌즈(260)는 GRIN형으로 구성되는 것이 바람직하다. Figure 3 is an illustration of the use of the multi-color light of the present invention. The spherical lens 260 is placed on the cross-section 112 of the optical fiber 230 to increase the efficiency of the coupling, and the light sources 200, 205,... Of different wavelengths are arranged on the optical component fixing plate 110. Enable the application. The upper curved surface of the spherical lens 260 is close to the passage 122 of the detection light 310 formed in the parabolic body 120, so that disturbance light other than the detection light 310 flows into the optical sensor 240. Minimize. The spherical lens 260 is preferably configured of a GRIN type.

도 4는 구형 GRIN 렌즈 표면을 점유하는 광을 위한 설명도이다. 포물면(250)에 의해 반사된 광(320, 330)은 포물면의 초점으로 집광된다. 구형상의 GRIN렌즈 내부의 초점으로 향하는 광은 굴절률구배(370)에 의해 GRIN렌즈 내부에 집속되어 광섬유(230)에 커플링된다. 4 is an explanatory diagram for light occupying a spherical GRIN lens surface. The light 320, 330 reflected by the parabolic surface 250 is focused to the focal point of the parabolic surface. Light directed to a focal point inside the spherical GRIN lens is focused inside the GRIN lens by the refractive index gradient 370 and is coupled to the optical fiber 230.

불필요한 광이 센서(240)에 유입되지 않게 하기 위하여, 광입사면(331,321)과 광출사면(311)을 제외한 영역은 불투명으로 처리하는 것이 바람직하다.In order to prevent unnecessary light from entering the sensor 240, it is preferable to treat the areas except the light entrance surfaces 331 and 321 and the light exit surface 311 as opaque.

도 5는 끝단이 구형 GRIN렌즈로 형성된 광섬유의 정면단면도이다. 편리성을 위하여 광섬유(265)의 끝부분(266)을 구형상으로 만들어 일체화시킨다. 구형상이 바람직하나 커플링 효율의 향상을 위해 그외에 다양한 기하학적 구조로 만들어질 수 있다.5 is a front sectional view of an optical fiber whose end is formed of a spherical GRIN lens. For convenience, the ends 266 of the optical fiber 265 are made into a spherical shape and integrated. A spherical shape is preferred but can be made in a variety of other geometries to improve coupling efficiency.

도 6은 끝단이 구형 GRIN렌즈로 형성된 광섬유의 사용 예시도이다. 도 5와 같이 일체형을 제조된 광섬유(265)를 광학부품 고정판(110)에 먼저 삽입하고, 포물면몸체(120)을 덮어서 센서일체형 광섬유 커플링장치를 완성할 수 있다. 조립과정을 살펴본다. 광학부품 고정판(110)에 평행광렌즈(210, 215)를 위한 구멍과 광섬유를 위한 구멍(112)을 만든다. 이때 사용하는 광이 여러개일 경우 그에 맞추어 광섬유를 위한 구멍 옆에 여러개의 평행광렌즈(210, 215 ...)를 위한 구멍을 만든다. 광섬유(265)를 광섬유를 위한 구멍(112)에 삽입하고, 평행광렌즈들(210, 215, ...)을 고정한다. 준비된 포물면몸체(120)를 광학부품 고정판(110)위에 덮어 씌운다. 포물면몸체(120)위에 집속렌즈(220) 고정판(245)를 붙이고, 그 위에 광센서(240)을 붙인다. 광학부품 고정판(110) 밑면에 광원(200, 205, ...)를 붙여서 센서일체형 광섬유 커플링장치를 완성한다. 포물면몸체(120)은 사출성형으로 생산하고, 포물면(250)에 반사층코팅을 하여 저렴하게 대량생산할 수 있다. 6 is an exemplary view of using an optical fiber having an end formed with a spherical GRIN lens. First, the optical fiber 265 manufactured as an integral type as shown in FIG. 5 may be inserted into the optical component fixing plate 110, and the parabolic body 120 may be covered to complete the sensor-integrated optical fiber coupling device. Examine the assembly process. Holes for parallel optical lenses 210 and 215 and holes 112 for optical fibers are made in the optical component fixing plate 110. In this case, when there are several lights used, holes for the parallel optical lenses 210, 215 ... are formed next to the holes for the optical fiber. The optical fiber 265 is inserted into the hole 112 for the optical fiber, and the parallel optical lenses 210, 215, ... are fixed. Cover the prepared parabolic body 120 on the optical component fixing plate (110). The focusing lens 220 and the fixing plate 245 are attached to the parabolic body 120, and the optical sensor 240 is attached thereto. Attaching the light source (200, 205, ...) to the bottom of the optical component fixing plate 110 to complete the sensor-integrated optical fiber coupling device. The parabolic body 120 is produced by injection molding, and the parabolic surface 250 can be mass-produced at low cost by applying a reflective layer coating.

도 7은 본 발명의 활용예시도이다. 본 발명을 압력센서에 적용해본다. 광원(205)에서 발생된 빛은 평행광렌즈(215)에 의해 평행광(330)으로 만들어지고, 포물면(250)에 의해 반사되어 광섬우(265)에 커플링된다. 광섬유는 압력을 측정하기 위한 곳에 설치되어 있고, 광섬유의 끝단에서 반사된 빛은 압력에 대한 정보를 갖고 되돌아간다. 검출기방향으로 되동아간 빛(310)은 광섬유의 선단에서 방출되고, 집속렌즈(220)에 의해 집속되어 광센서(240)에 들어가서 전기적신호로 바뀌어지고 분석되어 압력에 대한 정보를 제공하게 된다. 교량이나 건물등의 압력변화를 모니터링하는 경우에 사용될 수 있다. 이와같은 형식을 이용하여 온도를 측정할 수 있다.7 is an exemplary view of utilization of the present invention. The present invention is applied to a pressure sensor. The light generated by the light source 205 is made into the parallel light 330 by the parallel light lens 215, is reflected by the parabolic surface 250, and is coupled to the light island 265. The optical fiber is set up to measure the pressure, and the light reflected from the end of the optical fiber returns with information about the pressure. The light 310 returned to the detector is emitted from the front end of the optical fiber, is focused by the focusing lens 220, enters the optical sensor 240, is converted into an electrical signal, and is analyzed to provide information about pressure. It can be used to monitor pressure changes in bridges or buildings. You can use this form to measure temperature.

또 다른 응용예로 레이저형광분석에 사용할 수 있다. 커플링된 광(330, 320, ..)을 광섬유의 끝단에서 방출시키고, 방출된 광을 가변초점렌즈(290)를 이용하여 검사시료(295)에 조사한다. 레이저를 조사할 경우 형광이 발생하게되고, 그 형광은 가변초점렌즈(295)를 통하여 광섬유(265)에 커플링되고, 광센서(240)에 의해 전기적신호로 변환되게 된다. 여러 파장의 빛을 편리하게 커플링할 수 있으므로, 다양한 분석을 할 수 있다. 검사시료(295)에 빛을 집광하기 위해 전기습윤(Electro-wetting)을 이용한 초점가변 렌즈(290)를 사용하여 분석장치를 최소로 구성할 수 있다. 또한 검사시료 평면의 스캐닝을 위한 X-Y 스캐너를 첨가하여 공초점현미경을 구현할 수 있다. 또한 광섬유의 끝단에 MEMS에 의한 스캐너를 사용하여 편리한 내시경을 구성할 수 있다.Another application could be used for laser fluorescence analysis. The coupled light 330, 320,... Is emitted at the end of the optical fiber, and the emitted light is irradiated to the test sample 295 using the variable focus lens 290. When the laser is irradiated, fluorescence is generated, and the fluorescence is coupled to the optical fiber 265 through the variable focus lens 295, and converted into an electrical signal by the optical sensor 240. Various wavelengths of light can be conveniently coupled, enabling various analysis. In order to focus the light on the test sample 295, an analytical device may be configured to a minimum using the variable focus lens 290 using electro-wetting. In addition, a confocal microscope can be implemented by adding an X-Y scanner for scanning a test plane. In addition, a convenient endoscope can be constructed by using a MEMS scanner at the end of the optical fiber.

도 8은 조립된 1차원배열된 광섬유 커플링장치의 측면단면도이다. 고속의 분석을 위하여 동일한 형식의 센서가 다량 소요된다. 본 발명에서는 여러개의 광섬유 커플링장치를 일차원으로 구성하는 방법을 제시하여 편리하게 대량생산할 수 있게 한다. 이와같이 구성돤 장치를 1차원배열된 광섬유 커플링장치라고 정의한다. 8 is a side cross-sectional view of an assembled one-dimensional arrayed optical fiber coupling device. The same type of sensor is required for high speed analysis. The present invention proposes a method of constructing a plurality of optical fiber coupling devices in one dimension to facilitate mass production. The device thus constructed is defined as a one-dimensional array of optical fiber coupling devices.

본 발명의 0차원적 구성이 도 8에 보인 형태이다. 이와같은 0차원적 센서를 도면의 수직방향(Z축)으로 확장하여 1차원적 라인센서를 만들 수 있다. 평행광 렌즈 홀더(412, 414)와 광섬유홀더(413)를 갖는 광학부품 고정패널(410), 검출용광 출구(422)를 갖는 포물면몸체패널(420), 검출용광렌즈 홀더(446)를 갖는 집속부 패널(445)로 구성된다. 광섬유홀더(413)에 광섬유(265)가 1개씩 삽입된다. 광센서(440)은 검출용광 출구(422)에 맞추어 각각 설치될 수 있다. 광센서(440)은 1차원으로 구성된 라인CCD를 사용하여 고속으로 센싱할 수 있다. The zero-dimensional configuration of the present invention is in the form shown in FIG. This zero-dimensional sensor can be extended in the vertical direction (Z-axis) of the drawing to create a one-dimensional line sensor. An optical component fixing panel 410 having parallel light lens holders 412 and 414 and an optical fiber holder 413, a parabolic body panel 420 having a detection light outlet 422, and a focusing unit having a detection light lens holder 446. The secondary panel 445 is configured. The optical fibers 265 are inserted one by one into the optical fiber holder 413. The photosensor 440 may be installed in accordance with the detection light outlet 422, respectively. The optical sensor 440 may sense at high speed using a line CCD configured in one dimension.

도 9는 1차원배열된 광섬유 커플링장치을 위한 검출용광렌즈 홀더를 갖는 집속부 패널의 평면도이다. 여러개의 집속렌즈를 고정하기 위하여 홀더(446)들이 필요하다. 생산의 편리성을 위하여 연속공정으로 집속부패널(445)을 생산한다. 9 is a plan view of a focusing panel having a detection lens holder for a one-dimensional arrayed optical fiber coupling device. Holders 446 are required to fix several focusing lenses. For convenience of production, the focusing unit panel 445 is produced in a continuous process.

도 10은 1차원배열된 광섬유 커플링장치을 위한 포물면몸체패널에 대한 삼각도법 표현이다. 검출용광 출구(422)를 갖고, 최적의 포물면을 갖는 커플링용 셀을 똑같은 형태로 확장하여 포물면몸체패널(420)을 구성한다. 연속공정을 위해서 투명필름위에 재료를 도포하고, 포물면과 검출광 출구(422)를 형성하기 위한 롤을 이용하여 찍어내는 방법의 Roll-to-Roll의 연속공정을 활용하는 것이 바람직하다. 10 is a triangulation representation of a parabolic body panel for a one-dimensional arrayed optical fiber coupling device. The parabolic body panel 420 is formed by extending the coupling cell having the detection light outlet 422 and having the optimum parabolic surface in the same shape. For the continuous process, it is preferable to utilize a roll-to-roll continuous process of applying a material onto the transparent film and dipping using a roll for forming the parabolic surface and the detection light outlet 422.

도 11은 1차원배열된 광섬유 커플링장치을 위한 평행광 렌즈 홀더와 광섬유홀더를 갖는 광학부품 고정패널의 평면도이다. 광을 광섬유에 커플링하기 위해 포물면에 입사되는 광은 평행광일 필요가 있다. 광섬유 커플링장치를 연속하여 1차원 으로 배열하기 위하여 평행광렌즈 고정홀더(412, 414)들을 일정한 간격으로 형성하고, 광섬유를 삽입하기 위한 광섬유홀더를 일정한 간격으로 형성하여 광학부품 고정패널(410)을 제조한다. 연속공정에 의하여 제조하는 것이 바람직하다.11 is a plan view of an optical part fixing panel having a parallel light lens holder and an optical fiber holder for a one-dimensional arrayed optical fiber coupling device. The light incident on the parabolic surface to couple the light to the optical fiber needs to be parallel light. Parallel optical lens fixing holders 412 and 414 are formed at regular intervals in order to continuously arrange the optical fiber coupling device in one dimension, and optical component fixing panels 410 are formed by forming optical fiber holders for inserting optical fibers at regular intervals. To prepare. It is preferable to manufacture by a continuous process.

도 12는 조립된 1차원배열된 광섬유 커플링장치의 정면단면도이다. 도 9와 도 10과 도 11에서 각각의 공정에 의해 제조된 패널들을 조립한 형태를 보인다. 광학부품 고정패널(410)에 광섬유(265)를 삽입한다. 그 위 층에 포물면몸체패널(420)을 붙인다. 그 위에 집속부패널(445)을 붙인다. 그 위에 라인형 광센서를 부착한다. 집속부패널(445)를 사용하지 않고 실린더형렌즈를 사용하여 가로축을 축약하여 라인형 광센서의 길이에 적합하게 구성하는 것도 가능하다. 12 is a front sectional view of the assembled one-dimensional arrayed optical fiber coupling device. 9, 10, and 11 show panels assembled by the respective processes. The optical fiber 265 is inserted into the optical component fixing panel 410. The parabolic body panel 420 is attached to the upper layer. A focusing panel 445 is attached thereon. Attach a line type optical sensor on it. Without using the focusing panel 445, a cylindrical lens can be used to shorten the horizontal axis so as to be suitable for the length of the line type optical sensor.

이상과 같이 본 발명에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한수정 및 변형이 가능하다. 따라서 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.In the present invention as described above has been described by the specific embodiments, such as specific components and limited embodiments and drawings, but this is provided to help a more general understanding of the present invention, the present invention is not limited to the above embodiments. For those skilled in the art to which the present invention pertains, various modifications and variations are possible. Therefore, the spirit of the present invention should not be limited to the described embodiments, and all of the equivalents or equivalents of the claims as well as the claims to be described later belong to the scope of the present invention.

도 1은 기존의 광섬유커플러를 사용한 광학장치의 구성도이다.1 is a block diagram of an optical apparatus using a conventional optical fiber coupler.

도 2는 본 발명의 기본 구성도이다. 2 is a basic configuration diagram of the present invention.

도 3은 본 발명의 다색광에 대한 사용 예시도이다.Figure 3 is an illustration of the use of the multi-color light of the present invention.

도 4는 구형 GRIN 렌즈 표면을 점유하는 광을 위한 설명도이다. 4 is an explanatory diagram for light occupying a spherical GRIN lens surface.

도 5는 끝단이 구형 GRIN렌즈로 형성된 광섬유의 정면단면도이다.5 is a front sectional view of an optical fiber whose end is formed of a spherical GRIN lens.

도 6은 끝단이 구형 GRIN렌즈로 형성된 광섬유의 사용 예시도이다.6 is an exemplary view of using an optical fiber having an end formed with a spherical GRIN lens.

도 7은 본 발명의 활용예시도이다.7 is an exemplary view of utilization of the present invention.

도 8은 조립된 1차원배열된 광섬유 커플링장치의 측면단면도이다.8 is a side cross-sectional view of an assembled one-dimensional arrayed optical fiber coupling device.

도 9는 1차원배열된 광섬유 커플링장치을 위한 검출용광렌즈 홀더를 갖는 집속부 패널에 대한 평면도이다.9 is a plan view of a focusing panel having a detection optical lens holder for a one-dimensional arrayed optical fiber coupling device.

도 10은 1차원배열된 광섬유 커플링장치를 위한 포물면몸체패널에 대한 삼각도법 표현이다.10 is a triangulation representation of a parabolic body panel for a one-dimensional arrayed optical fiber coupling device.

도 11은 1차원배열된 광섬유 커플링장치을 위한 평행광 렌즈 홀더와 광섬유홀더를 갖는 광학부품 고정패널의 평면도이다. 11 is a plan view of an optical part fixing panel having a parallel light lens holder and an optical fiber holder for a one-dimensional arrayed optical fiber coupling device.

도 12는 조립된 1차원배열된 광섬유 커플링장치의 정면단면도이다.12 is a front sectional view of the assembled one-dimensional arrayed optical fiber coupling device.

Claims (7)

평형광을 만드는 렌즈(210)를 고정하는 홀과 광섬유(230)를 지지하는 홀과 광원(200)을 고정하는 수단을 갖는 광학부품 고정판(110);An optical component fixing plate (110) having a hole for fixing the lens (210) for making balanced light, a hole for supporting the optical fiber (230), and a means for fixing the light source (200); 상기 광학부품 고정판(110)과 결합되며, 포물면(250)과 검출광용출구(122)를 갖는 포물면몸체(120);A parabolic body 120 coupled to the optical component fixing plate 110 and having a parabolic surface 250 and a detection light outlet 122; 상기 광학부품 고정판(110)에 부착되는 광원(200);A light source 200 attached to the optical part fixing plate 110; 상기 광학부품 고정판(110)에 부착되는 렌즈;A lens attached to the optical part fixing plate 110; 상기 광학부품 고정판(110)에 부착되는 광섬유;An optical fiber attached to the optical part fixing plate 110; 상기 포물면몸체(120) 위에 설치되는 검출광을 집속하는 렌즈(220); 및A lens 220 for focusing detection light provided on the parabolic body 120; And 광센서(240)로 구성된 광분할기가 없는 피드백 광로를 갖는 센서일체형 광섬유 커플링 장치Sensor-integrated optical fiber coupling device with feedback optical path without optical splitter composed of optical sensor 240 제 1항에 있어서 광섬유와 포물면 사이에 구형상의 렌즈가 추가되어 구성된 광분할기가 없는 피드백 광로를 갖는 센서일체형 광섬유 커플링 장치The sensor-integrated optical fiber coupling device according to claim 1, having a feedback optical path without a light splitter configured by adding a spherical lens between the optical fiber and the parabolic surface. 제 2항에 있어서 구형상의 렌즈가 굴절률 구배를 갖는 GRIN렌즈 특성을 갖는 광분할기가 없는 피드백 광로를 갖는 센서일체형 광섬유 커플링 장치The sensor-integrated optical fiber coupling device according to claim 2, wherein the spherical lens has a feedback optical path without a splitter having a GRIN lens characteristic having a refractive index gradient. 제 1항에 있어서 광섬유의 끝단이 구형상으로 구성되고 GRIN렌즈 특성을 갖 는 광분할기가 없는 피드백 광로를 갖는 센서일체형 광섬유 커플링 장치The sensor-integrated optical fiber coupling device according to claim 1, wherein the ends of the optical fiber have a spherical shape and have a feedback optical path without a splitter having GRIN lens characteristics. 제 1항 내지 제 4항에 있어서 광학부품 고정판(110)에 형성되는 평형광을 만드는 렌즈(210)를 고정하는 홀이 적어도 1개 이상으로 형성되어, 적어도 1개 이상의 파장의 광을 사용하게 구성된 광분할기가 없는 피드백 광로를 갖는 센서일체형 광섬유 커플링 장치The method of claim 1, wherein at least one hole for fixing the lens 210 for forming the balanced light formed on the optical component fixing plate 110 is formed to use at least one wavelength of light. Sensor-integrated fiber optic coupling device with feedback light path without optical splitter 평형광을 만드는 렌즈를 고정하는 홀들과 광섬유를 지지하는 홀들과 광원들을 고정하는 수단을 갖는 광학부품 고정패널;An optical part fixing panel having holes for fixing a lens for making balanced light, holes for supporting an optical fiber, and means for fixing a light source; 상기 광학부품 고정패널과 결합되며, 포물면들과 검출광용출구들을 갖는 포물면몸체패널;A parabolic body panel coupled to the optical component fixing panel and having parabolic surfaces and detection light outlets; 검출용광렌즈 홀더들을 갖는 집속부패널;A focusing unit panel having detection optical lens holders; 상기 광학부품 고정패널에 부착되는 광원들;Light sources attached to the optical part fixing panel; 상기 광학부품 고정판에 삽입되는 렌즈들;Lenses inserted into the optical part fixing plate; 상기 광학부품 고정판에 삽입되는 광섬유들;Optical fibers inserted into the optical part fixing plate; 상기 집속부패널 삽입되는 집속렌즈들; 및Focusing lenses inserted into the focusing panel; And 라인광센서로 구성된 1차원배열된 광섬유 커플링장치1-D arrayed optical fiber coupling device composed of line optical sensor 광학부품 고정패널(410)을 생산하는 단계;Producing an optical part fixing panel 410; 포물면몸체패널(420)을 생산하는 단계;Producing a parabolic body panel 420; 집속부패널(445)을 생산하는 단계;Producing a focusing panel 445; 광학부품 고정패널(410)에 광섬유(265)를 삽입하는 단계;Inserting an optical fiber 265 into the optical part fixing panel 410; 상기 광학부품 고정패널(410) 위에 포물면몸체패널(420)을 고정하는 단계;Fixing the parabolic body panel 420 on the optical part fixing panel 410; 상기 포물면몸체패널(420) 위에 집속부패널(445)을 고정하는 단계;Fixing a focusing panel 445 on the parabolic body panel 420; 상기 집속부패널(445) 위에 라인형 광센서를 부착하는 단계로 구성된 1차원배열된 광섬유 커플링장치 생산 방법Method for producing a one-dimensional arrayed optical fiber coupling device consisting of attaching a line type optical sensor on the focusing panel 445
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