KR20130102360A - 광대역 광스플리터 및 이를 이용한 다파장 대역의 이미지 확보가 가능한 광학 단층 영상기기 - Google Patents

광대역 광스플리터 및 이를 이용한 다파장 대역의 이미지 확보가 가능한 광학 단층 영상기기 Download PDF

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Abstract

본 발명은 광대역 광스플리터에 관한 것이다. 이러한 광대역 광스플리터는, 제1,2 도파로를 제공하는 코어와 상기 코어를 감싸는 클래드를 포함하는 광스플리터에 있어서, 상기 코어의 굴절율을 n1, 상기 클래드의 굴절율을 n2, 코어 폭의 1/2을 ρ라 할 때,
kρ(n1 2- n2 2)1/2 < π/2 (여기서, k=2π/λ(λ는 광의 파장))
인 관계를 만족하고,
상기 제1 도파로와 상기 제2 도파로가 제1 구간 및 제2 구간에서 커플링될 때, 상기 제1 구간의 길이를 L1, 상기 제2 구간의 길이를 L2, 상기 제1 구간으로부터 상기 제2 구간까지의 광 경로차를 ΔL라 할 때,
420㎛≤L1≤480㎛,
750㎛≤L2≤850㎛,
0.6㎛≤ΔL≤0.9㎛,
인 관계를 만족하는 것을 특징으로 한다.

Description

광대역 광스플리터 및 이를 이용한 다파장 대역의 이미지 확보가 가능한 광학 단층 영상기기{Wide Band Splitter and Multi Wavelength Band Optical Coherence Tomography}
본 발명은 광대역 광스플리터 및 이를 이용한 다파장 대역의 이미지 확보가 가능한 광학 단층 영상기기에 관한 것으로, 특히 광대역 파장영역에서 단일모드로 동작하며 일정한 분배비율(Coupling ratio)을 가지도록 한 광대역 광스플리터와, 이를 이용하여 다파장 대역에서 샘플의 이미지를 획득할 수 있도록 한 광학 단층 영상기기에 관한 것이다.
광학 단층 영상기기(Optical Coherence Tomography: OCT)는 비침습성의 이미지를 구현할 수 있기 때문에 널리 연구되어 지고 있다. 광학 단층 영상기기는 낮은 결맞음 간섭계를 기반으로 하여 바이오 샘플의 정교한 단층 이미지를 제공할 수 있다. 일반적으로 광원이 광대역화될수록 고분해능을 가진 광학 단층 영상기기를 구현할 수 있다. 최근에는 광대역 광원으로 Superluminescent Diode, White light sourse, Short pulse laser, Supercontinuum 광원이 널리 사용되고 있다.
그러나, 이러한 광대역 광원들에 불구하고, 광섬유를 기반으로 하는 광학 단층 영상기기는 밴드폭에 제한을 가진다. OCT 시스템은 간섭계이기 때문에 광섬유 기반의 OCT에서 핵심부품은 광분배기이며, 일반적으로 광분배기는 1200nm 근처에서 단일모드(single-mode)와 멀티모드(multi-mode)의 경계인 차단파장을 가지고 낮은 밴드폭을 가진다.
이를 극복하기 위하여 광자결정 광섬유(Photonic crystal fiber: PCF)의 전 영역의 단일모드 특성을 이용하여 PCF 광분배기가 사용되어 왔다. PCF 광분배기는 광섬유를 기반으로 하는 OCT 시스템에서 넓은 영역을 가진 광원을 수용할 수 있으므로 고분해능 시스템에서 많은 적용이 이루어진다. 상기 PCF 광분배기는 용융-융착 방법에 의해서 제조되는데, 이러한 과정에서 공기구멍 구조의 파괴와 오염에 의한 3~6 dB의 높은 초과손실(excess loss)을 가진다. 뿐만 아니라 비대칭적인 공기구멍의 배열은 많은 편광상태에 야기하여 광파워의 큰 변화의 원인이 된다.
이를 해결하고자 PCF를 이용해 블록 어레이(Block array)를 제작하고, 상용 스플리터 칩과 블록 어레이를 패키징하여, 높은 초과손실을 줄이고 높은 편광의존 손실을 줄이려고 하였다. 그러나, 이러한 상용 스플리터 칩은 1200nm 이상의 단일모드를 가지는 것을 특정하고 있어 1000nm 이하에서 동작되는 Spectral Domain OCT(SD-OCT)의 파장에는 사용할 수 없다. 1000nm 이상의 SD-OCT의 경우 InGaAs line CCD를 이용해야 되는데 이는 1000nm 이하의 Si line CCD 보다 월등히 가격이 비싸다는 단점이 있다.
따라서, 보다 비용이 저렴하고 다파장 대역의 SD-OCT 시스템을 구현하기 위해서는 1000nm 이하의 넓은 대역에서 동작하고, 낮은 초과손실을 가져야 하며, 대량생산이 가능한 광대역 광분배기가 필요하다.
한편, 기존의 광섬유 기반의 SD-OCT 시스템은 그 목적에 따라 단일 파장 대역에서 이미지를 구현할 수 있었다. 다중 파장 밴드의 영상을 획득하기 위해서는 파장 밴드만큼의 시스템을 구비해야 하므로 비용이 상승하는 문제점이 있었다. 따라서 넓은 파장 영역의 광원을 수용하여 다중 파장 밴드에서 이미지 획득하거나 다중 파장에 대하여 이미지를 동시에 획득 가능하도록 한 광학 단층 영상기기에 대한 요구가 있다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 광대역 파장영역에서 단일모드로 동작하며 일정한 분배비율을 가지도록 한 광대역 광스플리터와, 이를 이용하여 다파장 대역에서 샘플의 이미지를 획득할 수 있도록 한 광학 단층 영상기기를 제공함을 그 목적으로 한다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 일측면에 따른 광대역 광스플리터는, 제1,2 도파로를 제공하는 코어와 상기 코어를 감싸는 클래드를 포함하는 광스플리터에 있어서, 상기 코어의 굴절율을 n1, 상기 클래드의 굴절율을 n2, 코어 폭의 1/2을 ρ라 할 때,
kρ(n1 2- n2 2)1/2 < π/2 (여기서, k=2π/λ(λ는 광의 파장))
인 관계를 만족하고,
상기 제1 도파로와 상기 제2 도파로가 제1 구간 및 제2 구간에서 커플링될 때, 상기 제1 구간의 길이를 L1, 상기 제2 구간의 길이를 L2, 상기 제1 구간으로부터 상기 제2 구간까지의 광 경로차를 ΔL라 할 때,
420㎛≤L1≤480㎛,
750㎛≤L2≤850㎛,
0.6㎛≤ΔL≤0.9㎛,
인 관계를 만족하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제1,2 도파로는 가시광선 대역 내지 근적외선 대역의 파장 범위에서 단일모드로 동작하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 제1 도파로의 입력단 및 상기 제2 도파로의 입력단에 각각 연결되는 제1,2 광섬유가 배치된 제1 광섬유 어레이 블록; 및 상기 제1 도파로의 출력단 및 상기 제2 도파로의 출력단에 각각 연결되는 제3,4 광섬유가 배치된 제2 광섬유 어레이 블럭을 포함하는 것이 바람직하다.
한편, 본 발명이 다른 측면에 따른 광대역 광스플리터를 이용하여 다파장 대역의 이미지 확보가 가능한 광학 단층영상기기는, 광대역 광스플리터; 상기 광대역 광스플리터에 광을 제공하는 광원; 상기 광원은 상기 광대역 광스플리터를 경유하면서 제1 광원 및 제2 광원으로 분배되고, 반사거울에 의해 상기 제1 광원을 반사시키는 기준단; 샘플에 의해 상기 제2 광원이 반사되는 샘플단; 상기 기준단 및 샘플단에서 반사된 상기 제1 광원 및 제2 광원이 다시 상기 광대역 광스플리터를 거치면서 결합되고, 상기 제1 광원 및 제2 광원의 경로차에 의해 형성되는 간섭무늬 신호를 획득하는 스펙트로미터; 상기 간섭무늬 신호를 전송하는 프레임 그레버; 상기 간섭무늬 신호를 수신하여 이미지로 변환하는 컴퓨터;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 광원은 가시광선 대역 내지 근적외선 대역의 광을 제공하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 광원은 가시광선 대역 내지 근적외선 대역에서 선택된 2 이상의 서로 다른 파장을 갖는 광을 순차적을 제공하며, 상기 스펙트로미터는 상기 2 이상의 서로 다른 파장을 파장별로 분할하는 복수의 그레이팅(grating)을 갖는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 광대역 광스플리터 및 이를 이용한 다파장 대역의 이미지 확보가 가능한 광학 단층 영상기기는, 광대역 파장영역에서 단일모드로 동작하며 일정한 분배비율을 가지며, 다파장 대역에서 샘플의 이미지를 획득할 수 있으며, 복수의 서로 다른 파장에 대하여 동시에 샘플의 이미지를 획득할 수 있는 효과를 제공한다.
도1은 Spectral Domain OCT(SD-OCT)의 개략적인 구성도,
도2는 본 발명 일 측면에 따른 광대역 광스플리터의 사시도,
도3은 도2의 Ⅲ-Ⅲ선 단면도,
도4는 도2의 Ⅳ-Ⅳ선 단면도,
도5는 도2의 좌측면도,
도6 내지 도8은 본 발명 실시예에 따른 광대역 광스플리터에 의한 광의 분배비율을 도시한 그래프,
도9 및 도10은 종래 광스플리터에 의한 광의 분배비율을 도시한 그래프,
도11은 본 발명 다른 측면에 따른 광학 단층 영상기기의 구성도,
도12은 본 발명에 따른 광학 단층 영상기기를 사용하여 획득한 샘플들의 이미지이다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도1은 Spectral Domain OCT(SD-OCT)의 개략적인 구성도이고, 도2는 본 발명 일 측면에 따른 광대역 광스플리터의 사시도이다. 도3은 도2의 Ⅲ-Ⅲ선 단면도이고, 도4는 도2의 Ⅳ-Ⅳ선 단면도이며, 도5는 도2의 좌측면도이다.
먼저 도1을 참조하면, 간섭계를 이용한 Spectral Domain Optical Coherence Tomography(SD-OCT)의 구성을 살펴보면 다음과 같다. 인가된 광원(210)은 광스플리터에서 기준단(220)과 샘플단(230)으로 분리되어 나간다.
기준단(220)과 샘플단(230)에서 각각 반사된 광은 다시 광스플리터를 거치고, 이때 광 경로차에 의해 간섭무늬가 형성된다. 간섭무늬는 스펙트로미터(240)에서 획득되고 간섭무늬 신호를 이용하여 이미지를 얻도록 구성된다.
본 발명의 일 측면에 따른 광스플리터는 넓은 파장 영역에서 단일모드로 동작하고, 일정한 분배비율(coupling ratio)를 제공한다.
도3 및 도4를 참조하면, 본 발명에 따른 광대역 광스플리터(100)는 두 가닥의 도파로가 서로 커플링되어 일명 마흐젠더 구조를 갖는다. 상기 광대역 광스플리터(100)는 제1,2 도파로(10,20)를 제공하는 코어(1)와, 상기 코어(1)를 감싸는 클래드(2)를 포함한다. 도4를 참조하면, 광대역 광스플리터(100)는 Si 기판(4) 위에 클래드(2)가 놓이고 상기 클래드(2)의 내부에 제1,2 도파로(10,20)로서 제공되는 코어(1)가 배치된다.
우선, 제1,2 도파로(10,20)가 단일모드로 동작하기 위하여, 상기 코어(1)의 굴절율을 n1, 상기 클래드(2)의 굴절율을 n2, 코어 폭(W)의 1/2을 ρ라 할 때,
kρ(n1 2- n2 2)1/2 < π/2 (여기서, k=2π/λ(λ는 광의 파장))
인 관계를 만족한다.
즉, 코어(1)의 굴절율 n1, 클래드(2)의 굴절율 n2, 코어 폭(W)의 1/2 값을 적절하게 조절하여 제1,2 도파로(10,20)를 단일모드로 동작하도록 구현한다.
상기 kρ(n1 2- n2 2)1/2 값이 π/2보다 크게 주어지는 경우에 제1,2 도파로(10,20)는 멀티모드로 동작하게 된다. 광이 멀티모드로 동작하게 되면 샘플단(230) 또는 기준단(220)에서 되돌아오는 광이 수많은 간섭무늬를 야기하게 되고, 이러한 불필요한 간섭무늬는 이미지의 획득시 노이즈로 작용하게 되므로, 본 발명에 따른 광대역 광스플리터(100)는 제1,2 도파로(10,20)가 단일모드로 동작하도록 구현된다.
도3을 참조하면, 본 발명에 따른 광대역 광스플리터(100)는 두 가닥의 제1,2 도파로(10,20)가 제1 구간 및 제2 구간에서 커플링하여 이루어진다.
상기 제1 구간의 길이를 L1, 상기 제2 구간의 길이를 L2, 상기 제1 구간으로부터 상기 제2 구간까지의 광 경로차를 ΔL라 할 때, 420㎛≤L1≤480㎛, 750㎛≤L2≤850㎛, 그리고 0.6㎛≤ΔL≤0.9㎛ 인 관계를 만족한다.
본 발명에 따른 광대역 광스플리터(100)는 넓은 파장 영역, 특히 가시광선과 근적외선 파장 영역에서 일정한 분배비율을 갖는 광스플리터를 제공하고자 하며, 상기한 바와 같이, L1, L2, 및 ΔL의 값이 상기 범위에 있을 때 40% 내지 60%의 일정한 분배비율을 갖는 광대역 광스플리터(100)가 구현된다.
도2를 참조하면, 상술한 마흐젠더 구조는 스플리터칩(30) 내부에 배치되고, 상기 스플리터칩(30)에는 블록 어레이가 결합된다. 상기 블록 어레이는 상기 스플리터칩(30)의 양단부에 각각 결합되는 제1 광섬유 어레이 블록(40)과 제2 광섬유 어레이 블록(50)을 포함한다.
상기 제1 광섬유 어레이 블록(40)은, 상기 제1 도파로의 입력단(11) 및 상기 제2 도파로의 입력단(21)에 각각 연결되는 제1 광섬유(41) 및 제2 광섬유(42)가 배치되어 구성된다. 구체적으로, 도5를 참조하면, 상기 제1 광섬유(41) 및 제2 광섬유(42)를 V홈에 올리고 UV 경화용 수지를 이용하여 경화시킴으로써 제1 광섬유 어레이 블록(40)을 제작한다.
상기 제2 광섬유 어레이 블록(50)은, 상기 제1 도파로의 출력단(12) 및 상기 제2 도파로의 출력단(22)에 각각 연결되는 제3 광섬유(51) 및 제4 광섬유(52)가 배치되어 구성된다. 구체적으로, 상기 제2 광섬유 어레이 블록(50)도 상기 제1 광섬유 어레이 블록(40)과 마찬가지로 V홈에 제3 광섬유(51) 및 제4 광섬유(52)를 올리고 UV 경화용 수지를 이용하여 경화시킴으로써 제2 광섬유 어레이 블록(50)을 제작한다.
본 실시예에 따른 광대역 광스플리터(100)와 이를 이용한 광학 단층 영상기기에 있어서, 광원(210)은 상기 제1 도파로의 입력단(11)으로 제공된다. 물론, 상기 제2 도파로의 입력단(21)으로 광원(210)이 제공될 수 있다. 본 실시예에서 상기 제2 도파로의 입력단(21)은 스펙트로미터(240)가 연결되는 디턱터단으로 작용한다(도11 참조).
마흐젠더 구조로 커플링된 도파로가 내부에 배치되는 스플리터칩(30)과 상기 제1,2 광섬유 어레이 블록(40,50)을 패키징한 상태가 도2에 도시되어 있다.
상기 구성에 따른 본 발명 실시예에 따른 광대역 광스플리터(100)는 광대역의 파장범위에서 일정한 광 분배비율(coupling ratio)를 제공한다. 상기 광 분배비율은 상기 제1 도파로의 입력단(11)으로 들어온 광원(210)이 광스플리터의 마흐젠더 구조를 거치면서 제1 도파로의 출력단(12)과 제2 도파로의 출력단(22)으로 분배되는 비율을 말하는 것이며, 분배된 광은 기준단(220)과 샘플단(230)으로 나뉘어서 진행된다는 것을 의미한다.
따라서, 본 발명 실시예에 따른 광대역 광스플리터(100)가 넓은 파장범위에서 일정한 광 분배비율을 제공한다고 함은, 제1 도파로(10)에 인가되는 광의 파장범위가 넓더라도 기준단(220)과 샘플단(230)으로 광이 일정하게 분배될 수 있는 광스플리터를 제공한다는 것을 의미한다. 따라서 다양한 대역의 파장을 동시에 이용할 수 있는 효과를 제공하게 된다.
구체적으로, 도6 내지 도10을 참조하여 설명하면 다음과 같다. 도6 내지 도8은 본 발명 실시예에 따른 광대역 광스플리터(100)에 의한 광의 분배비율을 도시한 그래프이고, 도9 및 도10은 종래 광스플리터에 의한 광의 분배비율을 도시한 그래프이다.
도6 내지 도8을 참조하면, 본 발명 실시예에 따른 광대역 광스플리터(100)는 640nm에서 1100nm까지 일정한 광 분배비율을 제공하고 있음을 알 수 있다. 반면에 도9 및 도10를 참조하면, 종래 광스플리터는 633nm를 중심파장으로 가지며, 약 20nm 범위에서 일정한 분배비율(약 40~60%)을 진다. 예컨대 840nm 대역에서는 커플링(분배)이 일어나지 않는 것을 확인할 수 있다.
커플링이 일어나지 않는다는 것은 제1 도파로(10)로 들어온 광이 광스플리터를 거치면서 분배되지 않고, 기준단(220) 또는 샘플단(230) 측으로만 진행하게 되어 간섭무늬를 얻을 수 없으며, 종국적으로 스펙트로미터(240)에 의해 이미지를 획득할 수 없게 되는 것이다.
한편, 본 발명의 다른 측면에 따르면, 광대역 광스플리터를 이용한 다파장 대역의 이미지 확보가 가능한 광학 단층영상기기가 제공된다.
본 실시예에 따른 광대역 광스플리터를 이용한 다파장 대역의 이미지 확보가 가능한 광학 단층영상기기는, 상술한 광대역 광스플리터(100), 광원(210), 기준단(220), 샘플단(230), 스펙트로미터(240), 프레임 그레버(250), 및 컴퓨터(260)를 포함한다.
상기 광대역 광스플리터(100)의 구성은 앞서 상세히 설명한 바 그 구체적인 설명은 생략한다.
상기 광원(210)은 상기 광대역 광스플리터(100)에 광을 제공한다. 상기 광원(210)은 상기 광대역 광스플리터(100)의 제1 도파로(10) 측으로 제공된다. 본 실시예에서, 상기 광원(210)은 가시광선 대역 내지 근적외선 대역의 광을 제공할 수 있다.
또한, 상기 광원(210)으로는 가시광선 대역 내지 근적외선 대역에서 선택된 2 이상의 서로 다른 파장을 갖는 광을 순차적으로 제공할 수 있다.
즉, 본 발명에 실시예에 따른 광학 단층영상기기는 넓은 파장 대역에서 단일한 광스플리터를 이용하여 이미지를 획득하는 것이 가능하며, 나아가 서로 다른 파장을 갖는 복수의 파장을 순차적으로 제공하여 각 파장별 이미지를 획득할 수 있는 효과를 제공하게 된다.
도11을 참조하면, 본 실시예에서 따른 광학 단층 영상기기는, 상기 광원(210)으로 630nm, 840nm, 930nm의 파장을 갖는 광원(210)을 각각 순차적으로 광대역 광스플리터(100) 측으로 제공하고 있는 모습이 도시되어 있다.
상기 광원(210)은 광대역 광스플리터(100)의 마흐젠터 구조를 거치면서 분배(커플링)되어 제1 광원(211) 및 제2 광원(212)으로 분배된다.
상기 기준단(220)은 반사거울(221)을 구비하고 상기 제1 광원(211)은 반사거울(221)에 의해 반사된다. 상기 샘플단(230)은 샘플(231)이 놓이는 곳으로, 상기 제2 광원(212)은 상기 샘플(231)에 의해 반사된다. 상기 기준단(220) 및 샘플단(230)의 구성은 일반적인 광학 단층 영상기기의 구성을 채용하는바 구체적인 설명은 생략한다.
상기 기준단(220) 및 샘플단(230)에서 반사된 상기 제1 광원(211) 및 제2 광원(212)은 다시 광대역 광스플리터(100)를 거치게 되고, 이때 상기 제1,2 광원(211,212)은 서로 결합된다.
즉, 상기 광원(210)이 제1 도파로(10) 측으로 제공될 때 마흐젠더 구조를 거치면서 제1,2 광원(211,212)으로 분배되어 기준단(220) 및 샘플단(230)으로 진행하며, 기준단(220) 및 샘플단(230)에서 반사된 제1,2 광원(211,212)은 상기 광대역 광스플리터(100)의 마흐젠터 구조를 다시 거치면서 서로 결합되어 제2 도파로(20) 측으로 나아간다(A 화살표 방향).
상기 스펙트로미터(240)는 상기 기준단(220) 및 샘플단(230)에서 반사된 제1 광원(211) 및 제2 광원(212)이 경로차에 의해 간섭무늬를 형성할 때 그 간섭무늬 신호를 획득한다. 상기 스펙트로미터(240)는 2 이상의 서로 다른 파장이 광원(210)으로 제공되는 경우에, 상기 2 이상의 서로 다른 파장을 파장별로 분할하기 위하여 복수의 그레이팅(241)(grating)을 구비할 수 있다.
본 실시예에서, 상기 스펙트로미터(240)는 콜리메이터, 렌즈, 파장별 그레이팅(241), Line CCD 카메라로 구성된다. 본 실시예에서, 상기 그레이팅(241)은 상술한 광원(210)에 대응하여 680nm, 840nm, 930nm의 파장을 가지고 있는 파장별 그레이팅(241)이 순차적으로 배치된다. 상기 스펙트로미터(240)의 구성은 이미 공지된 구성에 의하는 의하므로, 구체적인 설명은 생략한다.
상기 스펙트로미터(240)에서 획득된 간섭무늬 신호는 프레임 그레버(250)(frame graber)에 의해 컴퓨터(260)로 전송된다. 상기 컴퓨터(260)는 간섭무늬 신호를 수신하여 역 빠른 푸리에 변환(Inverse fast Fourier Transform) 통해 샘플(231)의 깊이 정보를 얻고 이를 이용하여 2D 이미지를 얻을 수 있으며, 2D 스캐너를 이용하여 샘플(231)의 면적을 스캔하면 3D 이미지를 얻을 수 있다.
도12는 본 발명에 따른 광학 단층 영상기기를 사용하여 획득한 샘플(231)들의 이미지이다. 구체적으로 상측의 3개 이미지는 사람의 손가락 지문에 대한 3D 이미지이고, 하측의 3개의 이미지는 새끼 손가락을 3D 이미지이다.
순차적으로 제공된 680nm, 840nm, 930nm의 파장별로 그 깊이별 분해능이 다르며 각 파장별로 획득된 이미지가 차이가 남을 알 수 있다. 예컨대, 930nm의 경우, 새끼 손가락의 정맥(3)의 이미지까지 획득할 수 있음을 보여주고 있다. 사람의 지문 또는 새끼 손가락 등의 샘플(231)의 표면 하측방향으로 깊이별로 서로 다른 이미지 정보를 획득하여 여러 파장에 관한 샘플(231) 정보를 유용하게 동시에 획득할 수 있다.
이처럼, 본 발명에 따른 광대역 광스플리터(100)는 가시광선 대역 내지 근적외선 대역의 파장 범위에서 단일모드로 동작하고, 비교적 일정한 광의 분배비율을 제공할 수 있으며, 대량생산이 가능하여 광섬유를 기반으로 한 광단층촬영시스템에 광범위하게 적용될 수 있을 것으로 예상된다. 이와 같은 광대역 광스플리터(100)는 아직까지 전 세계적으로 연구된 사례가 없다.
또한 본 발명에 따른 광대역 광스플리터를 이용한 광학 단층 영상기기는 상기 광대역 광스플리터(100)의 장점을 충분히 살려서, 단일한 광스플리터를 이용하여 넓은 파장 영역에서의 샘플(231) 이미지를 용이하게 획득할 수 있으며, 서로 다른 파장을 순차적으로 제공하여 각 파장별 이미지를 동시에 구현할 수 있는 효과를 제공한다.
이상, 본 발명을 바람직한 실시예를 들어 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않으며, 본 발명의 범주를 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 많은 변형이 제공될 수 있다.
1... 코어 2... 클래드
3... 정맥 4... Si 기판
10... 제1 도파로 11... 제1 도파로 입력단
12... 제1 도파로 출력단 20... 제2 도파로
21... 제2 도파로 입력단 22... 제2 도파로 출력단
30... 스플리터칩 40... 제1 광섬유 어레이 블록
41... 제1 광섬유 42... 제2 광섬유
50... 제2 광섬유 어레이 블록 51... 제3 광섬유
52... 제4 광섬유 100... 광대역 광스플리터
210... 광원 211... 제1 광원
212... 제1 광원 220... 기준단
221... 반사거울 230... 샘플단
231... 샘플 240... 스펙트로미터
241... 그레이팅 250... 프레임 그레버
260... 컴퓨터

Claims (6)

  1. 제1,2 도파로를 제공하는 코어와 상기 코어를 감싸는 클래드를 포함하는 광스플리터에 있어서,
    상기 코어의 굴절율을 n1, 상기 클래드의 굴절율을 n2, 코어 폭의 1/2을 ρ라 할 때,
    kρ(n1 2- n2 2)1/2 < π/2 (여기서, k=2π/λ(λ는 광의 파장))
    인 관계를 만족하고,
    상기 제1 도파로와 상기 제2 도파로가 제1 구간 및 제2 구간에서 커플링될 때, 상기 제1 구간의 길이를 L1, 상기 제2 구간의 길이를 L2, 상기 제1 구간으로부터 상기 제2 구간까지의 광 경로차를 ΔL라 할 때,
    420㎛≤L1≤480㎛,
    750㎛≤L2≤850㎛,
    0.6㎛≤ΔL≤0.9㎛,
    인 관계를 만족하는 것을 특징으로 하는 광대역 광스플리터.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1,2 도파로는 가시광선 대역 내지 근적외선 대역의 파장 범위에서 단일모드로 동작하는 것을 특징으로 하는 광대역 광스플리터.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 도파로의 입력단 및 상기 제2 도파로의 입력단에 각각 연결되는 제1,2 광섬유가 배치된 제1 광섬유 어레이 블록; 및
    상기 제1 도파로의 출력단 및 상기 제2 도파로의 출력단에 각각 연결되는 제3,4 광섬유가 배치된 제2 광섬유 어레이 블럭을 포함하는 것을 특징으로 하는 광대역 광스플리터.
  4. 상기 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 따른 광대역 광스플리터;
    상기 광대역 광스플리터에 광을 제공하는 광원;
    상기 광원은 상기 광대역 광스플리터를 경유하면서 제1 광원 및 제2 광원으로 분배되고, 반사거울에 의해 상기 제1 광원을 반사시키는 기준단;
    샘플에 의해 상기 제2 광원이 반사되는 샘플단;
    상기 기준단 및 샘플단에서 반사된 상기 제1 광원 및 제2 광원이 다시 상기 광대역 광스플리터를 거치면서 결합되고, 상기 제1 광원 및 제2 광원의 경로차에 의해 형성되는 간섭무늬 신호를 획득하는 스펙트로미터;
    상기 간섭무늬 신호를 전송하는 프레임 그레버;
    상기 간섭무늬 신호를 수신하여 이미지로 변환하는 컴퓨터;를 포함하는 것을 특징으로 하는 광대역 광스플리터를 이용하여 다파장 대역의 이미지 확보가 가능한 광학 단층영상기기.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 광원은 가시광선 대역 내지 근적외선 대역의 광을 제공하는 것을 특징으로 하는 광대역 광스플리터를 이용한 다파장 대역의 이미지 확보가 가능한 광학 단층 영상기기.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 광원은 가시광선 대역 내지 근적외선 대역에서 선택된 2 이상의 서로 다른 파장을 갖는 광을 순차적을 제공하며,
    상기 스펙트로미터는 상기 2 이상의 서로 다른 파장을 파장별로 분할하는 복수의 그레이팅(grating)을 갖는 것을 특징으로 하는 광대역 광스플리터를 이용한 다파장 대역의 이미지 확보가 가능한 광학 단층 영상기기.
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