KR20150072811A - The Method And Device For Real-Time Optical Spectrum Analysis - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 실시간 광학 스펙트럼 분석에 요구되는 방법 및 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 광 파장에 대한 분석 시 빠른 응답성과 아울러, 광 파장대 영역에 따른 광학 기구부의 오차를 줄이고, 광 파장대 영역에 따라 요구되는 분석기의 제작 실패에 대한 비용을 절감하기 위한 실시간 광학 스펙트럼 분석을 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a method and an apparatus required for real-time optical spectrum analysis, and more particularly, to a method and apparatus for real-time optical spectrum analysis that are capable of quickly responding to analysis of optical wavelengths, And more particularly to a method and apparatus for real-time optical spectrum analysis to reduce the cost of failed manufacture of a required analyzer.
일반적으로 광 신호에 대한 파장 분석을 위해 사용되는 분석기는 OSA(Optical Spectrum Analyzer, 광학 스펙트럼 분석기)이다.In general, the analyzer used for wavelength analysis of optical signals is OSA (Optical Spectrum Analyzer).
이러한 분석기는, 대개 800nm ~ 1650nm 대역까지 분석하며 하나의 회절격자(Diffraction Grating)와 하나의 포토다이오드(Photo Diode)를 이용하여 파장을 분석한다.These analyzers usually analyze from 800 nm to 1650 nm and analyze wavelengths using a single diffraction grating and a single photodiode.
파장을 분석하는데 있어서, 넓은 파장을 분해하는 장점이 있지만, 분해능이 비교적 낮고, 작은 세기의 광신호를 분석하거나 정확한 분석을 위해 회절격자를 정밀하게 제어할 경우 수분의 시간이 소요되는 단점을 갖는다.Although analyzing the wavelength has the advantage of decomposing a wide wavelength, it has a relatively low resolution and has a disadvantage in that it requires a time of several minutes when analyzing a light signal of a small intensity or precisely controlling the diffraction grating for accurate analysis.
이에 회절격자 두 개 혹은 미러(Mirror) 두 개를 사용하고, 포토다이오드 어레이(PD Array)를 사용하는 경우 분해능이 높고 빠른 시간 안에 광신호를 측정할 수 있는 장점이 있다.Therefore, when two diffraction gratings or two mirrors are used and a photodiode array (PD Array) is used, the optical signal can be measured with high resolution and in a short time.
이러한 스팩트럼 분석기를 일반적으로 Interrogator라 통칭하여 빠른 응답속도가 필요한 측정에 적용하기도 한다.These spectrum analyzers are commonly referred to as interrogators and are often applied to measurements requiring fast response time.
특히, Ibsen 사는 자신들이 판매하는 투과형 회절격자(Transmission Diffraction Grating) 두 개를 사용하는 방식을 적용한 Interrogation Monitor(약어 IMON) 이라는 빠른 속도로 분석이 가능한 스펙트럼 분석기를 판매하고 있다.In particular, Ibsen sells a rapidly analyzing spectrum analyzer called the Interrogation Monitor (abbreviated IMON), which uses two transmission diffraction gratings that they sell.
일반적인 Interrogator 나 IMON은 고정된 파장 대역만을 사용할 수 있기 때문에 측정 파장 대역이 달라지면 내부적인 광학 기구부 배치가 달라져야 하는 문제점이 있다.Since a general interrogator or IMON can use only a fixed wavelength band, there is a problem in that the internal arrangement of the optical unit must be changed if the measurement wavelength band is changed.
특별히 빛의 경로에 따른 정렬의 불일치는, 측정 성능에도 영향을 미치기에 특별한 광학 지식과 더불어 광학 기구부의 오차를 고려한 제작이 필요하기 때문에 원하는 파장 대역의 제품을 사용하기 위해서는 수억의 개발비용을 통해 ODM을 요구해야 한다.In particular, the discrepancy of the alignment due to the light path affects the measurement performance. Therefore, in order to use the product of the desired wavelength band, it is necessary to manufacture the ODM .
비용뿐만 아니라 OSA의 경우 1000nm 이상을 측정할 수 있으나, IMON의 경우 40 ~ 80nm의 범위로 인하여 어플리케이션이 달라질 때 적합한 파장 대역을 활용해야 하는 제품들이 없는 경우가 다반사이다.In addition to the cost, OSA can measure more than 1000nm, but IMON has a range of 40 ~ 80nm, so it is common that there is no product that should use the appropriate wavelength band when the application is changed.
일례로, 1650nm 대역의 제품에 대한 요청 시 제품 개발 비용만으로 1억 정도가 소요되는 견적을 Ibsen 측으로부터 받은 적이 있기 때문에 그만큼 새로운 파장 영역대에 대한 적용은 광학 기구부 제작이나 설계 시 적용하기 어려운 단점을 지니고 있음을 암시한다.For example, Ibsen received a quote from the Ibsen company for product development costs of up to 100 million when requested for the 1650-nm band, which makes it difficult to apply the new wavelength range to optical devices. .
현재 선로 감시용 모니터링 시스템이나 실시간 진단용 시스템의 경우 FBG(Fiber Bragg Grating)의 반사스펙트럼을 통해 선로의 이상 여부를 확인하는데, 현재 통신망의 경우 144core(광케이블 선수)에 32chnnel 스플리터가 연결되어 있다.Current line surveillance monitoring system or real-time diagnosis system confirms the abnormality of the line through the reflection spectrum of FBG (Fiber Bragg Grating). In the present communication network, there is connected a 32chnnel splitter to 144core (optical cable player).
이 경우 낮은 신호로 인하여 측정에 소요되는 시간은 한 포트 당 3분 이상으로 소요된다. 모든 144core에 적용하는 경우 7시간 이상이 소요된다. 이 경우 하루에 3회 이상을 감시하는 것이 어렵고, 이상이 발생한 후 최대 7시간이 지나야 사고(이벤트)가 발생한 것을 확인할 수 있기 때문에 후속 조치가 느려지게 된다.In this case, the time required for measurement due to the low signal is 3 minutes or more per port. It takes more than 7 hours when applied to all 144 cores. In this case, it is difficult to monitor more than 3 times a day, and the follow-up is slowed down because it can be confirmed that an event (event) has occurred within 7 hours after the occurrence of an anomaly.
이에 1650nm 대역의 광 대역 광원을 가지고 광선로 모니터링을 시행할 시, 필요한 스펙트럼 분석기를 Ibsen사의 회절격자 두 개를 사용하여 투과형 방식의 인테로게이터(IMON)을 제작하였다.In this paper, we propose a spectral analyzer (IMON) using two diffraction gratings of Ibsen in order to observe the light beam with 1650nm band light source.
이때 제작과정에서 겪은 문제는 IMON과 같은 Interrogator는 여러 광학 소자를 사용하고 있기 때문에 정렬을 잡는 것이 어렵다는 점을 확인할 수 있다. 제품을 구입하여 유사기능을 구현할 시 정렬을 위한 변형이 가능하나, 긴 수 작업 공정으로 인한 생산성이 떨어지는 단점이 있기에 보다 쉬운 정렬용 기구부 제작이 요구되고 있는 실정이다.At this time, the problem experienced in the manufacturing process is that it is difficult to arrange the alignment because the interrogator such as IMON uses various optical elements. It is possible to modify the alignment when the similar function is implemented by purchasing the product. However, since there is a disadvantage that the productivity due to the long water working process is inferior, there is a need to make an easier alignment tool.
그러나, 생산성을 극대화하기 위해 정렬 기능이 빠진 광학 기구부 제작 시 발생할 수 있는 문제는 한번 제작 시 수정이 불가능하여 제작에 대한 실패 비용이 크다는 점이다.However, in order to maximize the productivity, the problem that can occur when manufacturing optical parts without alignment function can not be corrected at the time of manufacturing, so that the failure cost for manufacturing is large.
한편, 현재 국내외 통신사들이 선로 감시용 모니터링 시스템을 도입하기 위해 내부적인 검토를 마친 상태에 있고, KT의 경우 시범 사업을 통해 선로 감시용 시스템을 구축한 상태이다.On the other hand, domestic and overseas telecom companies have already completed an internal review to introduce a line surveillance monitoring system, and KT has already established a line surveillance system through a pilot project.
그러나 통신사의 기대와는 달리 광가입자단까지 모니터링을 위한 시스템을 구축하기 위해서는 해결해야 할 문제들이 존재하고 있는데, OTDR(Optical Time Domain Reflectometer, 광시간 영역 반사 측정) 방식의 모니터링 시스템은 광선로의 여장에 대한 정확한 정보 없이는 광가입자단의 식별이 불가능하다는 것이다.However, unlike the expectation of telcos, there are some problems to be solved in order to construct a monitoring system for optical subscriber terminals. Optical time domain reflectometer (OTDR) It is impossible to identify the optical line terminal without accurate information.
각 식별부호를 확인하기 위해서는 WDM(Wavelength Division Multiplexing) 방식을 사용할 때 U밴드 영역의 광대역광원(BLS, Broad-Band Light Source)을 사용해야 하나, 이는 통신신호를 교란할 수 있는 가능성이 있다. 이러한 통신신호와 무관한 광원으로 1700nm 이상의 광대역광원(BLS, Broad-Band Light Source)를 사용하면 모뎀의 PD 감도에 무관하기 때문에 통신신호의 교란 없이 광가입자를 식별할 수 있는 장점을 갖는다.To identify each identification code, a WDM (Broadband-Division Multiplexing) method should be used in the U-band region, but this may disturb the communication signal. If a broadband light source (BLS, Broad-Band Light Source) of 1700 nm or more is used as a light source that is independent of the communication signal, it is independent of the PD sensitivity of the modem and thus has an advantage that the optical subscriber can be identified without disturbance of the communication signal.
그러나, 감시광을 분석하는 분석기의 경우, 광민감성이 1100~1650nm 영역인 일반적인 InGaAs PD 다이오드를 사용하고 있기에 1700nm 대역의 감시광원을 분석하기 위해서, 특정 업체의 고가 제품을 사용해야 하는 상황이다.However, in the case of the analyzer for analyzing the surveillance light, since a general InGaAs PD diode having a light sensitivity range of 1100 to 1650 nm is used, it is necessary to use a high price product of a specific company in order to analyze the monitoring light source in the 1700 nm band.
따라서, 감시광 영역에 사용되는 U밴드를 최대로 활용할 수 있는 특성화된 광분석기 시장이 틈새 시장으로 존재하고 있기에 이 분야를 선점하기 위한 제품 출시를 필요로 하는 상황이다.Therefore, there is a niche market for a specialized optical analyzer market that can utilize the U-band used in the surveillance optical domain to the maximum, so it is necessary to launch a product to preoccupy this field.
아울러, U밴드 전용 소품 중 하나인 A회사에서 출시되는 분석기는, 다양한 파장대역을 측정할 수 있는 장점이 있으나, 넓은 대역폭을 타켓으로 추구하다 보니, 고가의 소요 부품으로 인한 높은 가격대를 형성하고 있으며, 가입자 식별을 위한 파장 정밀도와 빠른 스캔 속도를 요구하는데 있어서, 넓은 파장대를 커버하다 보니, 분해능이 저하되는 단점을 지니고 있다.In addition, analyzer released from company A, which is one of the special parts for U-band, has the advantage of measuring various wavelength bands, but as it pursues a wide bandwidth target, it forms a high price due to expensive parts , Wavelength accuracy for subscriber identification and fast scan speed are required, and the resolution is degraded when covering a wide wavelength band.
한편, 종래의 광 파장 분석기는, 도 1 내지 도 2에 도시된 바와 같이, 기판(1) 상에 형성된 천공(2)에 기구부들이 체결되는 방식으로 구비된다.Meanwhile, the conventional optical wavelength analyzer is provided in such a manner that the mechanical parts are fastened to the
즉, 상기 기구부로서, 광원수단(3), 제1,2 그레이팅 수단(4,5), 미러 수단(6), PD Array 수단(7)들이 기판 상에서 일정한 이격을 지닌 채로 배치된 상태에서 기판(1) 상의 천공(2)에 체결되는 방식으로 구비된다.That is, the
이와 같이, 광학 기구부들을 기판(1) 상에 체결되는 방식을 적용하는 이유는, 광 파장 영역에 따라 기구부들의 이격 거리나 회절 각도의 조절이 필요하고, 이렇게 조절된 기구부들에 의해 원하는 광 파장 영역에 대한 광 파장을 분석할 수 있기 때문이다.The reason why the optical device parts are fastened on the
그러나, 이러한 분석기는, 기구부들에 대한 조절이 요구될 수 있게 기판(1) 상의 천공(2)에 기구부들을 조절 가능한 체결수단(볼트류 및 너트류 등)으로 체결 고정하는 바, 이 과정에서 기구부들에 대한 미세한 유동이나 미동(뒤틀림, 회절각 변경, 거리 오차 등)이 발생할 경우, 원하는 광 파장을 분석하기 어렵게 된다.However, this analyzer is fastened with adjustable fastening means (such as bolts and nuts) to the
또한, 이러한 기구들의 조정에 오류(뒤틀림, 회절각 변경, 거리 오차 등)가 발생할 경우, 이러한 오류들을 다시 원래대로 보정하는 시간이나 비용이 과다히 소모되는 문제점이 있다.In addition, when errors (distortion, diffraction angle change, distance error, etc.) occur in the adjustment of such devices, there is a problem that the time and cost for correcting these errors are excessively consumed.
실제로, 광 파장을 분석하는 분석기를 취급하는 회사들 중 Ibsen이란 회사가 대표될 만한데, 원하는 광 파장 영역에 대한 분석기를 의뢰할 경우, 1억 이상의 비용이 드는 점을 감안해 볼 때, 원하는 광 파장 영역에 적합한 분석기 제작이나, 상기와 같은 기구부들에 대한 오류(뒤틀림, 회절각 변경, 거리 오차 등)를 바로 잡는 작업 등이 구현하기 쉽지 않다는 것을 반증하는 것이다.Indeed, Ibsen, one of the companies that deal with analyzing optical wavelengths, can be represented, and if you ask for an analyzer for the desired wavelength range, It is difficult to realize an analyzer suitable for the region, and correcting errors (distortion, diffraction angle change, distance error, etc.) for the above-mentioned mechanism parts.
광학 기구부들에 대한 정렬, 이들 기구부들의 복합적인 체결방식은, 광 파장의 분석에 대한 정밀성을 저하시키게 된다. 즉, 정렬판에 탈부착 식으로 기구부들이 구비될 때 원하는 파장대역에 적합한 기구부들의 회절각 조절이나, 거리 혹은 위치 등을 수동으로 조절 제어해야만 하고, 이러한 조절 제어 시에 정밀도가 떨어져 특정 파장대역에 대한 분석이 어려우며, 이러한 광학 기구부들이 많을수록 더욱 정밀한 정렬 작업성을 요구하기 때문에 그만큼 분석의 정밀성이 떨어지게 된다.Alignment to the optics, the complex locking of these optics, reduces the precision of the optical wavelength analysis. That is, when the mechanism parts are detachably attached to the alignment plate, it is necessary to manually control the diffraction angle adjustment, the distance, or the position of the mechanism parts suitable for the desired wavelength band. In this adjustment control, Analysis is difficult, and the more optical instruments there are, the more precise alignment work is required, and the accuracy of the analysis becomes less.
아울러, 탈부착 방식은 현실적으로 엄연히 미세한 기구부들의 유격이나 유동 요인을 내포하고 있기 때문에, 상대적으로 분석의 정밀성을 맞추기 어려운 것이 사실인 바, 이러한 분석의 정밀성을 더 개선할 수 있는 기술이 요구되는 실정이다.In addition, since the detachment method involves a clearance or flow of fine mechanical parts, it is difficult to meet the accuracy of the analysis relatively. Therefore, a technique capable of improving the precision of the analysis is required.
또한, 기존의 분석기를 살펴보면, 기판 상면에서부터 하면 방향으로 내부를 파낸 후 광학 기구부들을 고정하게 되는 방식을 적용하고 있으나, 이는 파내는 작업성이 까다롭고 불편하며, 설령 함몰되는 형태로 기판 상면을 파내는 작업을 수행하더라도, 함몰된 면의 수평면 구현이 쉽지 않다.In addition, in the conventional analyzer, a method is employed in which optical instruments are fixed after digging the inside of the substrate from the top surface to the bottom surface. However, since the digging operation is difficult and inconvenient, It is not easy to realize the horizontal plane of the depressed surface.
한편, 광 파장을 분석하기 위한 종래의 분석기들로는, Ibsen 사에서 출원한 미국공개특허 US 2002-0154855호, US 2003-0067645호, US 2003-0030793호와 함께, 국내특허로는 등록특허 제10-0618534호, 등록특허 제10-1039627호, 등록특허 제10-1306930호, 공개특허 제10-2003-0069799호, 공개특허 제10-2009-0074520호 등이 개시된 바 있다.Conventional analyzers for analyzing optical wavelengths are disclosed in U.S. Patent Nos. 2002-0154855, 2003-0067645, and 2003-0030793, filed by Ibsen, and 10- 0610534, 10-1039627, 10-1306930, 10-2003-0069799, 10-2009-0074520, etc. have been disclosed.
전술된 문제점을 해소하기 위한 본 발명은, 광학 기구부들을 정렬함에 있어 하나의 기준점에서 가공하는 작업을 거쳐 절대적 오차는 존재하지만, 이를 상대화하여 오차를 줄일 수 있도록 분석체에 회절각을 일체로 형성한 실시간 광학 스펙트럼 분석을 위한 방법 및 이로부터 제조된 장치를 제공하는 데에 있다.In order to solve the above-described problems, there is an absolute error through the operation of machining at one reference point in aligning the optical mechanism parts. However, when the diffraction angle is integrally formed in the analyzer A method for real time optical spectrum analysis and a device manufactured therefrom.
전술된 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 가공 이전 상태의 금속성 재질을 분석기용에 맞도록 소정의 크기 및 길이로 절삭하는 분석체의 제1 절삭단계와, 분석기용에 맞도록 절삭된 금속성 재질을 광 파장 검출에 적합한 사각형 형태로 정밀히 절삭하는 분석체의 제2 절삭단계와, 정밀히 절삭된 금속성 재질에 광 파장 영역대에 따라 광 파장 분석이 가능하도록 회절각들을 절삭하여 형성토록 하는 분석체의 회절각 형성단계와, 광 조사 경로를 회절각들에서부터 내부에 이르기까지 연통될 수 있도록 분석체 내부로 연통 공간을 형성토록 하는 분석체의 내부 연통공간 형성단계와, 회절각을 형성한 절삭 부위 표면의 걸치기를 다듬고 전체 표면을 유연한 형태로 연삭하여 다듬게 하는 분석체의 회절각 표면 연삭단계와, 연삭된 회절각의 표면에 접착제를 도포하여 기구부를 접합시키는 기구부의 본딩단계를 포함하는 실시간 광학 스펙트럼 분석을 위한 방법인 것을 일례의 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a plasma processing apparatus, comprising: a first cutting step of an analyzer for cutting a metallic material in a pre-processing state to a predetermined size and length to fit the analyzer; A second cutting step of an analyzer which precisely cuts a square shape suitable for optical wavelength detection and a diffraction grating of an analyte which is formed by cutting diffraction angles so that optical wavelength analysis can be performed on a precisely cut metallic material in accordance with a light wavelength region band A forming step of forming an internal communication space of the analyzer to form a communication space inside the analyzer so that the light irradiation path can be communicated from the diffraction angles to the inside thereof, A diffraction grating surface grinding step of grinding the grating and grinding the entire surface into a flexible shape, and a step of grinding the surface of the grating diffraction grating with an adhesive Four will be the method for real-time optical spectrum analysis that includes a bonding step of the mechanism for joining the mechanism, characterized in one example.
상기 분석체의 회절각 형성단계는, 회절각의 정확한 정렬을 위하여, 분석체의 측면 부위에 회절각을 형성할 때, 분석체의 기준이 될만한 어느 하나의 지점에서부터 출발하여 회절각을 순차적으로 형성하게 되는 실시간 광학 스펙트럼 분석을 위한 방법인 것을 일례의 특징으로 한다.The diffraction angle forming step of the analyzer may be a process for forming a diffraction angle on the side surface of the analyte in order to precisely align the diffraction angle, starting from any point on the basis of the analyte, Which is a method for real-time optical spectrum analysis.
상기 분석체의 회절각 형성단계는, 분석체의 측부에 대한 절삭 방식으로 회절각 형성과 함께 회절각의 표면 하부 및 측부에 단턱 형성을 병행하게 되는 실시간 광학 스펙트럼 분석을 위한 방법인 것을 일례의 특징으로 한다.The diffraction angle forming step of the analyzer is a method for real-time optical spectrum analysis in which a step is formed in a lower part and a side part of a diffraction angle together with a diffraction angle formation by a cutting method for a side part of the analyzer .
상기 분석체의 회절각 형성단계는, 절삭 방식의 일례인 밀링 방식으로 분석체를 공작하게 되는 실시간 광학 스펙트럼 분석을 위한 방법인 것을 일례의 특징으로 한다.The diffraction angle forming step of the analyzer is an example of a method for real-time optical spectrum analysis in which an analyte is worked by a milling method which is an example of a cutting method.
상기 내부 연통공간 형성단계는, 분석체의 내부에 대한 보링 방식으로 연통공간을 형성하게 되는 실시간 광학 스펙트럼 분석을 위한 방법인 것을 일례의 특징으로 한다.The internal communication space forming step is a method for real time optical spectrum analysis in which a communication space is formed by a boring method for the inside of the analyzer.
내부를 보호하기 위한 하우징 플레이트와, 상기 하우징 플레이트의 내부에 설치 고정된 채, 특정 파장대 영역에 대응되는 회절각들을 일체로 형성하는 분석체와, 상기 분석체의 각 회절각의 표면에 본딩되어 고정된 채, 광의 조사 및 회절 및 반사 및 검출을 수행하는 기구부를 포함하는 실시간 광학 스펙트럼 분석을 위한 장치인 것을 다른 일례의 특징으로 한다.A housing plate for protecting the inside of the housing plate; an analyzer for integrally forming diffraction angles corresponding to a specific wavelength band region while being fixed inside the housing plate; And is a device for real-time optical spectrum analysis including a mechanism for performing light irradiation and diffraction, reflection, and detection.
상기 분석체의 회절각들은 절삭에 의해 형성된 채 특정 파장대 영역에 따라 고정된 상태로 유지되는 실시간 광학 스펙트럼 분석을 위한 장치인 것을 다른 일례의 특징으로 한다.And the diffraction angles of the analyte are formed by cutting, and are held in a fixed state along a specific wavelength band region, which is a device for real-time optical spectrum analysis.
상기 기구부는, 광원에 해당되는 광원부와, 상기 광원부에서 조사되는 광을 회절하는 제1,2 그레이팅부와, 상기 제1,2 그레이팅부에 의해 회절되는 광을 반사하는 미러부와, 상기 미러부에 의해 반사되는 광을 받아들여 광 파장을 검출하는 피디 어레이부를 포함하여 구성되는 실시간 광학 스펙트럼 분석을 위한 장치인 것을 다른 일례의 특징으로 한다.The mechanism portion includes a light source portion corresponding to the light source, a first and second grating portions for diffracting the light emitted from the light source portion, a mirror portion for reflecting the light diffracted by the first and second grating portions, And a PD array unit for receiving the light reflected by the light source and detecting the wavelength of the light.
상기 광원부는, 콜레메이터(Collimator)를 이용하되, 상기 콜리메이터는, 광의 조사 퍼짐 반경(spot size)을 좁힐 수 있는 그린렌즈로 구성되고, 잡음용 빛을 제거하기 위한 필터부착용 고정틀이 더 구비되는 실시간 광학 스펙트럼 분석을 위한 장치인 것을 다른 일례의 특징으로 한다.Wherein the collimator is a green lens capable of narrowing a spot size of an irradiation of light and includes a filter for attaching a filter for removing noise light, And is a device for optical spectrum analysis.
상기 제1,2 그레이팅부는, 분석체의 회절각 표면에 본딩 시 그리퍼가 더 구비될 수 있고, 투과용 격자 또는 반사형 격자로 구성될 수 있으며, 투과용 격자 이용 시 광 파장의 투과율을 높일 수 있도록 격자 전면에 AR(anti Reflection) 코팅을 입힐 수 있고, 투과되는 광 파장의 각도를 일정하게 유지 또는 좁히거나 넓힐 수 있게 렌즈에 요철형 격자를 더 새길 수 있게 하는 실시간 광학 스펙트럼 분석을 위한 장치인 것을 다른 일례의 특징으로 한다.The first and second grating units may further include a gripper for bonding to the diffraction angle surface of the analyzer, and may be formed of a transmissive grating or a reflective grating. When the transmissive grating is used, the transmissivity of the light wavelength may be increased A device for real-time optical spectrum analysis that allows an AR (anti-reflection) coating to be applied on the front of the grating and to further engage the irregular gratings on the lens so that the angle of the transmitted light wavelength can be kept constant or narrowed or widened It is another feature of the example.
상기 렌즈는, 광 조사 시 원적외선의 투과율 향상을 위하여 게르마늄(Ge, germanium) 또는 셀렌화 아연(ZnSe, Zinc Selenide)과 같은 첨가 물질로부터 제조된 렌즈를 이용하게 되는 실시간 광학 스펙트럼 분석을 위한 장치인 것을 다른 일례의 특징으로 한다.The lens is a device for real-time optical spectrum analysis using a lens made of an additive material such as germanium (Ge), zinc selenide (ZnSe) or zinc selenide (ZnSe) for improving the transmittance of far infrared ray It is characterized by another example.
상술된 바와 같이, 본 발명은, 종래에서 제시된 광학 기구부들의 배치 정렬에서 야기될 수 있는 광 파장 분석에 대한 오차를 줄이고, 특정 파장 대역에 따라 달리 적용되는 광학 기구부들의 정렬이나 오차를 고려한 제작 시간의 신속성과 아울러 제작 비용을 절감시킬 수 있다. As described above, the present invention can reduce the error in the optical wavelength analysis that can be caused by the arrangement alignment of the optical mechanism portions proposed in the prior art, and reduce the manufacturing time It is possible to reduce manufacturing cost as well as speed.
아울러, 1650nm 대역 이상의 광대역 광원을 가지고 선로 감시용 모니터링 을 시행할 시 야기될 수 있는 광 신호에 대한 느린 응답성을 개선하여 후속 조치에 대한 신속성을 제공할 뿐 아니라, 교란되는 통신신호와 무관한 광원으로 1700nm 이상의 광대역 광원을 사용 시, 모뎀의 PD 감도와 무관하여 통신신호의 교란 없이 광가입자에 대한 식별을 가능하게 하고, 이때 사용되는 고비용 제품군과 대체할만한 저가의 모듈로 활용될 수 있다.In addition, it is possible to improve the slow response to the optical signal which may be caused by the monitoring of the line with the broadband light source of 1650nm or more in bandwidth, to provide promptness for the follow-up action, It is possible to identify the optical subscriber without disturbance of the communication signal regardless of the PD sensitivity of the modem when using a broadband light source of 1700 nm or more and to utilize it as a low cost module to replace the high cost product group used at this time.
도 1은 종래의 분석기를 도시한 평면도.
도 2는 도 1의 도면을 확대하여 상세히 도시한 평면도.
도 3은 본 발명의 실시간 광학 스펙트럼 분석을 위한 방법을 순차적으로 블록화하여 도시한 블록도.
도 4는 도 2의 블록도에 도시된 단계들과 연관되는 분석체의 구체적 형상 변모 과정을 도시한 도면.
도 5는 본 발명의 실시간 광한 스펙트럼 분석을 위한 방법으로 제조된 분석체의 장치를 도시한 사시도.
도 6은 도 5에 도시된 분석체의 장치에서 기구부들을 분리하여 도시한 분리 사시도.
도 7은 도 5 및 도 6에 도시된 분석체의 장치를 평면으로 도시한 평면도.
도 8은 도 5 내지 도 7에 도시된 분석체의 장치를 평면으로 도시하여 회절각 형상을 구현하기 위한 어느 하나의 시작점들을 도시한 도면.
도 9는 본 발명의 장치가 광대역 광원을 이용한 선로 감시용 모니터링 시스템에 적용될 수 있는 점을 개념화하여 도시한 모식도.
도 10은 본 발명의 장치가 광대역 광원 영역에서 나오는 광 신호에 대한 광민감도를 도시한 그래프. 1 is a plan view showing a conventional analyzer;
FIG. 2 is a plan view showing in detail the enlarged view of FIG. 1; FIG.
3 is a block diagram illustrating a sequential block diagram of a method for real-time optical spectrum analysis of the present invention.
Figure 4 illustrates a process of transforming a specific shape of an analyte associated with the steps shown in the block diagram of Figure 2;
5 is a perspective view showing an apparatus of an analyte manufactured by a method for real-time optical spectral analysis of the present invention.
FIG. 6 is an exploded perspective view of the instrument of FIG.
Figure 7 is a plan view of the apparatus of the analyzer shown in Figures 5 and 6 in plan view.
FIG. 8 is a plan view of the apparatus of the analyzer shown in FIGS. 5 through 7, showing any starting points for implementing a diffraction angular shape; FIG.
9 is a schematic diagram conceptually illustrating that the apparatus of the present invention can be applied to a monitoring system for line monitoring using a broadband light source.
10 is a graph showing the optical sensitivity of an apparatus of the present invention to optical signals originating from a broadband light source region;
본 발명에 있어 첨부된 도면은 설명의 명료성과 편의를 위해 과장되어 도시됨을 밝히고, 실시 예는 본 발명의 권리범위를 한정하는 것이 아니라 본 발명의 청구범위에 제시된 구성요소의 예시적 사항에 불과하며, 본 발명의 명세서 전반에 걸친 기술적 사상을 토대로 해석되어야 한다.It is to be understood that both the foregoing general description and the following detailed description are exemplary and explanatory only and are not restrictive of the limits of scope of the invention, , And should be interpreted based on technical ideas throughout the specification of the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참고로 하여 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명에 따른 실시간 광학 스펙트럼 분석을 위한 방법은, 도 3 내지 4에 도시된 바와 같이, 분석체의 제1 절삭단계(S1), 분석체의 제2 절삭단계(S2), 분석체의 회절각 형성단계(S3), 분석체의 내부 연통공간 형성단계(S4), 분석체의 회절각 표면 연삭단계(S5),기구부의 본딩단계(S6)를 포함한다.The method for real-time optical spectrum analysis according to the present invention is characterized in that as shown in Figs. 3 to 4, the first cutting step S1 of the analyte, the second cutting step S2 of the analyte, A forming step S3, an internal communication space forming step S4 of the analyzer, a diffraction grating surface grinding step S5 of the analyzer, and a bonding step S6 of the mechanism part.
상기의 분석체라 함은, 금속성 재질을 총칭하는 의미로서, 견고한 재질인 바, 특히 분석기의 재질로 이용되는데 그 형태는 가공 이전에 해당되는 것으로서 다양화될 수 있다.The analyzer refers to a metallic material collectively, and it is used as a material of a rigid material, in particular, an analyzer, and its shape can be diversified before processing.
분석체의 제1 절삭단계(S1)In the first cutting step S1 of the analyte,
가공 이전에 해당되는 다양한 형태의 분석체를 준비하여 분석기에 사용될 수 있는 적절한 크기 및 길이로 분석체를 절삭하는 단계이다.Before the processing, various types of analytes are prepared, and the analytes are cut to an appropriate size and length suitable for use in the analyzer.
즉, 이때 준비된 분석체들은 가공 이전 상태이기 때문에 크기나 길이 및 그 형태가 다양화될 수 있다. 따라서, 이들 분석체들 중 분석기용으로 사용 가능한 적합한 분석체를 분류한 후에, 분류된 분석체 중 분석기용에 맞는 크기 및 길이로 분석체를 절삭하게 된다.That is, since the prepared analytes are in a state prior to processing, the size, length, and shape thereof can be diversified. Therefore, among these analytes, suitable analytes that can be used for the analyzer are classified, and then the analyte is cut to the size and length suitable for the analyzer among the classified analytes.
분석체의 제2 절삭단계(S2)In the second cutting step S2 of the analyte,
분석기용에 맞는 크기 및 길이로 절삭된 분석체를 다시 정밀하게 절삭하는 단계로서, 광 파장 검출에 적합하도록 분석체를 사각형 형태로 정밀히 절삭하게 된다.Precisely cutting an analyte cut with a size and a length suitable for the analyzer, and precisely cutting the analyte into a square shape so as to be suitable for optical wavelength detection.
분석체의 회절각 형성단계(S3)The diffraction angle forming step (S3)
사각형 형태로 정밀한 절삭을 이룬 상태의 분석체에 있어, 파장대의 영역에 따라 다른 각도를 지녀야 하므로, 상기 분석체의 측면에 해당되는 부위를 각도 형성이 이루어지도록 일례인 밀링 커터기로 절삭하게 된다.Since the analytical body in a state of being precisely cut in a rectangular shape must have different angles depending on the region of the wavelength band, a portion corresponding to the side of the analytical body is cut by a milling cutter to form an angle.
즉, 각도는 광원으로부터 광이 조사될 때에 입사파와 회절파의 진행 방향을 이루는 각을 말하는 것으로서, 파장대 영역에 따라 회절각의 각도 형성이 달라진다.That is, the angle refers to an angle that makes the incident direction of the incident wave and the diffraction wave when the light is irradiated from the light source, and the angular formation of the diffraction angle changes depending on the wavelength band region.
이때, 광의 회절 방향에 대한 계산은 Grating Solver(회절격자 이론 프로그램)에 의해 이루어질 수 있다.At this time, the calculation of the diffraction direction of the light can be performed by the Grating Solver (diffraction grating theory program).
이러한 회절각을 형성하기 위하여 분석체의 측면 부위에 대한 절삭하는 작업을 수행하게 된다. 이때, 회절각 형성에 있어서, 파장대의 영역에 따라 회절각의 정확한 정렬이 필요하다. 즉, 회절각이 부정확한 정렬을 갖거나 오차가 발생할 경우 조사되는 광 파장의 정확한 검출 수행이 불가능해지기 때문이다.In order to form such a diffraction angle, a cutting operation is performed on the side surface of the analyzer. At this time, in the diffraction angle formation, accurate alignment of the diffraction angle is required according to the region of the wavelength band. That is, the diffraction angle has an inaccurate alignment or an error occurs, which makes it impossible to accurately detect the light wavelength to be examined.
다시 말해, 광원으로부터 조사되는 광 파장이 최종으로 분석되는 피디 어레이에 이르기까지 광의 조사각이나 조사길이 등에 대한 일렬의 조사 메커니즘이 정확해야 하기 때문이다.In other words, the line-by-line irradiation mechanism for the light irradiation angle, irradiation length, etc. must be accurate from the light source to the PD array where the light wavelength is finally analyzed.
상술된 회절각의 정확한 정렬을 위하여, 분석체의 측면 부위에 회절각을 형성할 때, 분석체의 기준이 될만한 어느 하나의 지점에서부터 출발하여 회절각을 순차적으로 형성하는 과정이 바람직하다.For accurate alignment of the diffraction angles described above, it is preferable that the diffraction angles are sequentially formed starting from any one of the reference points of the analyte when the diffraction angle is formed on the side surface of the analyte.
또한, 분석체의 회절각 형성 시에, 회절각의 표면 하단과 측단에 L 자 형태의 단턱도 함께 형성시키는 작업을 병행할 수 있다.Further, at the time of forming the diffraction angle of the analyte, an operation of forming an L-shaped step at the lower end and the side end of the diffraction angle may be performed concurrently.
분석체의 내부 연통공간 형성단계(S4)The internal communication space forming step (S4)
회절각 형성 이후에 회절각 내부로 광원의 투과와 함께 이러한 투과 과정에서 조사의 방해물이 없도록, 분석체의 내부에 연통공간이 확보될 수 있게 분석체 내부에 대한 보링하는 작업을 수행한다.After the formation of the diffraction angle, a boring operation is performed on the inside of the analyzer so that a communication space can be secured inside the analyzer so that there is no interference with the irradiation in the transmission process along with the transmission of the light source into the diffraction angle.
물론 이러한 보링의 경우, 하나의 분석체 내부를 보링할 수도 있지만, 분석체를 정중앙을 기준으로 둘로 분할한 후에 분할된 두 분석체 내부를 보링할 수도 있다. 이와 같이 분석체의 분할은 보링 작업을 용이하게 할 수 있으며 작업에 걸리는 소요 시간 또한 신속해질 수 있다.Of course, in the case of such boring, it is possible to borate the inside of one analyzer, but it is also possible to borrow the inside of the two analyzers after dividing the analyzer into two by the center. In this way, the division of the analyzer can facilitate the boring operation, and the time required for the operation can also be accelerated.
즉, 분할된 분석체의 내부 보링을 끝낸 후에 다시 분할된 분석체를 일체화시킬 수도 있다.That is, after the internal boring of the divided analytes is finished, the divided analytes may be integrated.
분석체의 회절각 표면 연삭단계(S5), The diffraction angle surface grinding step (S5) of the analyte ,
상기 전단계에서 회절각 및 회절각 표면의 단턱 형성을 위한 밀링 작업이나 분석체의 내부 연통공간 형성을 위한 보링 작업 이후에 야기되는 절삭 표면의 거칠기를 다듬기 위한 연삭하는 단계를 수행한다.A grinding step is performed to trim the roughness of the cutting surface caused by the milling operation for forming the step of the diffraction angle and the diffraction angle surface or the boring operation for forming the internal communication space of the analyzer in the previous step.
즉, 전 단계에서 밀링이나 보링과 같은 작업 이후에, 분석체의 절삭 가공된 전체 표면 부위에 대한 연삭하는 단계를 수행함으로써 분석체의 가공 표면은 유연한 형태로 변모된다.That is, by performing a grinding step on the entire machined surface area of the analyte after the milling or boring operations in the previous step, the machined surface of the analyte is transformed into a flexible shape.
기구부의 본딩단계(S6)In the bonding step (S6)
분석체의 측부에 형성된 다수의 회절각 부위에 각각 대응되는 기구부들은, 접착제를 이용하여 각 회절각 표면에 접합되게 하여 고정시키게 된다.Mechanism portions respectively corresponding to a plurality of diffraction angle portions formed on the side of the analyte are fixed to each diffraction angle surface by bonding using an adhesive.
즉, 이때 상기 기구부들은, 광원부에 해당되는 콜리메이터(Collimator), 상기 콜리메이터로부터 조사되는 광을 회절시키는 제1,2 그레이팅부(Grating), 상기 제1,2 그레이팅부를 통하여 회절되는 광을 반사시키는 미러부(Mirror), 상기 미러부로부터 반사되는 광을 최종적으로 받아들여 광 파장을 검출하는 피디 어레이부(PD Array) 등으로 구성될 수 있다.That is, the mechanism units include a collimator corresponding to the light source unit, first and second gratings for diffracting the light emitted from the collimator, mirrors for reflecting the light diffracted through the first and second grating units, A PD array that receives the light reflected from the mirror and finally detects the optical wavelength, and the like.
따라서, 상기 기구부들은 분석체의 측부 곳곳에 형성된 해당 회절각 표면에 접착제로 접합하여 고정됨으로써, 특정 파장대역에 따라 본 발명의 실시간 광학 스펙트럼 분석을 위한 방법을 제공하게 된다.
Accordingly, the mechanical parts are bonded and fixed to the corresponding diffraction angular surface formed on the sides of the analyzer with an adhesive, thereby providing a method for real-time optical spectrum analysis of the present invention according to a specific wavelength band.
하기에서는 상술된 방법을 통하여 제조된 본 발명의 실시간 광학 스펙트럼 분석을 위한 장치에 대한 설명을 후술하기로 한다.Hereinafter, an apparatus for real-time optical spectrum analysis of the present invention manufactured through the above-described method will be described in detail.
도 5 내지 도 8에 도시된 바와 같이, 내부를 보호하는 하우징 플레이트(미도시)와, 상기 하우징 프레이트 내에 설치되는 분석체(10)와, 상기 분석체(10)의 각 회절각에 대응되어 본딩되는 기구부를 포함하여 구성된다.As shown in FIGS. 5 to 8, the
상기 하우징 플레이트(미도시)는, 내부에 설치된 분석체(10)를 외부로부터 보호하고, 상기 분석체(10)는 측부에 기구부와 대응되는 회절각(11,12,13,14)들을 형성하는 바, 상기 회절각(11,12,13,14)들의 형성은 광원의 조사에서부터 검출에 이르는 일렬의 정확한 조사각 메커니즘을 구현시킬 수 있게 분석체(10)에서 기준이 될 만한 어느 한 지점으로부터 출발하여 순차적으로 형성되는 것을 특징으로 한다.The housing plate (not shown) protects the inside of the
즉, 파장 영역에 따라 회절각(11,12,13,14)이 달리 적용되는 바, 상기의 회절각(11,12,13,14) 형성은 요구되는 파장 영역에 의해 달리 적용될 수 있다.That is, the diffraction angles 11, 12, 13 and 14 are applied differently depending on the wavelength region, and the formation of the diffraction angles 11, 12, 13 and 14 can be applied differently depending on the required wavelength region.
상기 분석체(10)에 형성된 각각의 회절각(11,12,13,14) 표면은 각 기구부와 본딩된 상태로서, 상기 기구부는 광원부(20)에 해당되는 콜리메이터(Collimator), 조사되는 광을 회절시키는 제1,2 그레이팅부(21,22), 광을 반사시키는 미러부(23), 광을 받아들여 광 파장을 검출하는 피디 어레이부(24)로 구성될 수 있다.The surfaces of the respective diffraction angles (11, 12, 13, 14) formed on the analyte (10) are in a state of being bonded to the respective mechanical parts, and the mechanism part is composed of a collimator corresponding to the light source part (20) The first and second
즉, 분석체(10)의 안착홀(10a)에 광원부(20)가 배치 고정되고, 상기 회절각(11,12) 표면에 각각 제1,2 그레이팅부(21,22)가 본딩되며, 상기 회절각(13) 표면에 미러부(23)가 본딩되고, 상기 회절각(14) 표면에 피디 어레이부(24)가 본딩된다.The first and second
이때, 상기 회절각(11,12,13,14)의 표면에는, 내부로 연통된 연통공간을 각각 형성하고 있는 바, 즉 상기 회절각(11) 표면에 연통공간(11a)을 형성하고, 상기 회절각(12) 표면에 연통공간(12a)을 형성하며, 상기 회절각(13,14)의 표면에도 상기의 연통공간(11a,12a)과 동일하거나 크기만 다를 뿐 이와 같은 형태의 연통공간을 각각 형성하게 된다. 즉, 도면에서는 도시되지 않을 뿐이다.At this time, the communication spaces communicating with the inside are formed on the surfaces of the diffraction angles 11, 12, 13, and 14, that is, the
아울러, 상기 제1,2 그레이팅부(21,22)나, 미러부(23)나, 피디 어레이부(24)들을 상기 회절각(11,12,13,14)의 각 표면에 본딩 시에 고정된 상태를 유지할 수 있도록 상기 회절각(11,12,13,14) 표면의 일측과 하부 방향에 각각 단턱부(15,16)를 형성하게 된다. 즉, 상기 단턱부(15,16) 서로 연결된 형태의 L자형일 수도 있고, 하부 방향에 형성된 단턱부(16)를 기준으로 좌우측 모두에 단턱부(15)를 형성시킬 수도 있다. The first and second
상기 제1,2 그레이팅부(21,22)는 일종의 회절 격자로서, 광 회절을 이용한 분광 소자의 하나이고, 상기 피디 어레이부(24)는, 포토다이오드(Photodiode)의 약어로서, 광에너지를 전기에너지로 변환시키는 광센서의 일종이다.The first and second
이때, 상기 광원부(20)인 콜리메이터로부터 조사되는 광은 상기 제1 그레이팅부(21)와 상기 제2 그레이팅부(22)를 순차적으로 거쳐 회절된 상태에서 상기 미러부(23)를 통하여 반사된 이후에 피디 어레이부(24)에 의해 광 파장을 분석하게 된다.At this time, the light emitted from the collimator, which is the
상기 광원부(20), 제1,2 그레이팅부(21,22), 미러부(23), 피디 어레이부(24)는 분석체(10)의 각 회절각(11,12,13,14) 표면에 본딩된 상태로 고정되어 있기 때문에, 기존의 분석판에 탈착식으로 구비된 광학 기구부에서 야기될 수 있는 미세한 움직임이나 조작을 방지할 수 있게 된다.The
즉, 종래 분석기는 이러한 광학 기구부의 회절각 설정이 중요하게 되는데, 만일 특정 파장대의 요구에 맞게 설정된 기구부의 회절각이 미세한 움직임이나 조작에 의하여 기구부의 회절각 설정이 달라지게 되면 상기 특정 파장대의 광 파장을 상기 기구부들로 하여금 온전히 분석할 수 없게 된다.That is, in the conventional analyzer, it is important to set the diffraction angle of the optical instrument. If the diffraction angle of the mechanical part set according to the requirement of the specific wavelength band is changed by fine movement or operation, The wavelengths can not be fully analyzed by the mechanism parts.
이러한 점을 숙지하여, 각도 설정을 조정하거나 움직임 없도록 특정 파장대의 요구 시 제작단계에서부터 상기 특정 파장대 영역에 대응되는 회절각(11,12,13,14)들을 분석체(10)에 절삭하는 방식으로 형성시키는 것이다.By knowing these points and adjusting the angle setting or cutting the diffraction angles (11, 12, 13, 14) corresponding to the specific wavelength band region from the fabrication stage upon request of the specific wavelength band to the analyte .
따라서, 분석체(10)에 형성된 회절각(11,12,13,14)들은 고정된 상태를 갖기 때문에 상기 회절각(11,12,13,14)들에 본딩되는 기구부들 또한 고정된 상태를 유지하고 있어 상기에 제시된 종래 기구부의 회절각 오차를 줄임으로써 특정 파장대의 광 파장을 지속적으로 분석 가능하게 된다.Therefore, since the diffraction angles 11, 12, 13, and 14 formed on the
상기 분석체(10)는 기구부들에 대한 임의 조작이나 미동이 없도록 자체의 측부에 절삭된 방식의 회절각(11,12,13,14)을 형성하는 것을 특징으로 한다.Characterized in that the analyzer (10) forms a diffraction angle (11, 12, 13, 14) in a manner of being cut on its side so that there is no arbitrary manipulation or fine movement on the mechanism parts.
즉, 임의 조작이나 미동이 없는 고정된 형태의 회절각(11,12,13,14) 형성으로 상기 회절각(11,12,13,14)에 본딩되는 기구부들 또한 미동이나 임의 조작이 불가능하고, 정확한 광 파장 검출이 가능한 회절각(11,12,13,14)들을 분석체(10)에 절삭하는 방식으로 형성시키게 된다.That is, the mechanical parts bonded to the diffraction angles (11, 12, 13, 14) by the formation of the fixed diffraction angles (11, 12, 13, 14) , And diffraction angles (11, 12, 13, 14) capable of detecting an accurate light wavelength are formed on the analyte (10).
상기 광원부(20)로서, 콜레메이터(Collimator)를 이용하게 되는데, 상기 콜리메이터는 그린(Grine)렌즈를 적용할 수 있는 바, 이러한 그린렌즈는 광이 조사될 때의 퍼짐 반경(spot size)을 좁힐 수 있는 장점을 지니게 되고, 분석체(10)의 안착홀(10a)에 배치 시 필터부착용 고정틀(미도시)을 더 구비함으로써, 잡음용 빛을 제거할 수 있는 특성을 갖게 된다.A collimator may be used as the
한편, 상기 제1,2 그레이팅부(21,22)는, 분석체(10)의 회절각(11,12,13,14) 표면에 본딩 시에 그리퍼(gripper, 미도시)가 더 구비될 수 있는 바, 이때의 상기 그리퍼는 제1,2 그레이팅부(21,22)의 본딩을 더 강화시킬 수 있으며, 접착 약화로 떨어질 문제를 보완하게 된다. The first and second
또한, 상기 제1,2 그레이팅부(21,22)는, 광 파장에 대한 투과용 격자와 반사형 격자 모두를 사용할 수 있으며, 이때 투과용 격자 사용 시에 격자 전면에 AR(anti Reflection) 코팅을 입혀 광 파장의 투과율을 높인다.The first and second
또한, 상기 제1,2 그레이팅부(21,22)는, 렌즈에 요철형의 격자를 새겨 일반적으로 투과되는 광 파장의 각도를 일정하게 유지시키거나, 좁히거나, 넓힐 수 있도록 하여 좁은 공간안에서의 다양한 기능 구현을 목적으로 활용될 수 있다. 이때 렌즈는 오목 렌즈나 볼록 렌즈를 사용하는 것은 물론이다.In addition, the first and second
한편, 상기 제1,2 그레이팅부(21,22)는, 광 조사 시에 원적외선의 투과율을 높이기 위하여, 게르마늄(Ge, germanium) 또는 셀렌화 아연(ZnSe, Zinc Selenide) 등의 물질을 첨가하여 제조된 렌즈를 이용할 수도 있다.The first and second
아울러, 이와 같이 구성된 본 발명의 장치는, 도 9에서와 같이, U밴드 모니터링 광신호에 대한 실시간 광학 스펙트럼 분석을 위한 시스템에 적용될 수 있다.In addition, the apparatus of the present invention configured as described above can be applied to a system for real-time optical spectrum analysis of a U-band monitoring optical signal, as shown in FIG.
즉, U밴드 영역의 비통신 영역으로 1620~1750nm 영역에서, 기존 PD는 광감도를 갖는 특성이 있으므로 1625nm 혹은 1650nm 중심의 광대역광원(SLED)에서 신호광과 혼선을 야기시킬 수 있는바, 이에 광원단에 첩 에프비지(Chirped Fiber Bragg Grating, CFBG)를 사용하여 상기의 문제 영역을 차단할 수 있는 협대역(Narrow Band, NB) 광원에 적용될 수 있다.That is, in the non-communication region of the U-band region, since existing PD has a characteristic of having sensitivity in the region of 1620 to 1750 nm, it can cause confusion with the signal light in the wide band light source (SLED) centered at 1625 nm or 1650 nm, The present invention can be applied to a Narrow Band (NB) light source that can block the problem area by using Chirped Fiber Bragg Grating (CFBG).
또한, 도 10에서와 같이, 서로 다른 광민감도를 갖는 InGaAs을 사용하는 경우, 일례로 1650nm 대역 혹은 1700nm 파장대역을 가입자 감시용 파장으로 사용하면 모뎀은 기존 InGaAs PD의 특성을 갖기 때문에 신호광에 대하여 무관하게 동작하고 FBG센서를 이용하여 가입자의 정보를 태그화하고 이 정보를 신호분석을 통하여 변환하면 각 가입자들의 정보를 확인할 수 있다.As shown in FIG. 10, when InGaAs having different optical sensitivities are used, for example, when the 1650 nm band or the 1700 nm wavelength band is used as the wavelength for subscriber monitoring, the modem has the characteristics of the conventional InGaAs PD, And the information of each subscriber can be confirmed by tagging the information of the subscriber using the FBG sensor and converting the information through signal analysis.
보통 브로드밴드 영역대에서는 모뎀이 1650 파장 영역대까지만 반사시킬 수있어, 그 이상의 파장대에서는 광감도가 현격히 저하되는 문제점을 갖게 되는데, 이는 정상적 신호와 광 신호의 혼선으로 인하여 모뎀이 이를 감지할 수 없기 때문이다.In general, in the broadband area, the modem can only reflect the area of 1650 wavelengths, and there is a problem in that the light sensitivity is significantly lowered in the higher wavelength range because the modem can not detect it due to the confusion between the normal signal and the optical signal .
따라서, 정상적 신호는 그대로 두되, 1650nm 파장 영역대에서부터 1750nm 파장영역에 이르는 광 영역 사용 시, 기존 모뎀으로 광을 감지할 수 없는 문제를 해결할 수 있게 된다.Therefore, when the optical signal ranging from the 1650 nm wavelength range to the 1750 nm wavelength range is used, the problem that the conventional modem can not detect light can be solved.
다시 말해, 일반적인 일례를 들자면, 124코어의 선으로부터 1625nm나 1650 nm시그널을 보내어 모뎀의 필터(FBG)를 통해 OSA(Optical Spectrum Analyzer, 광학 스펙트럼 분석기)로부터 검출이 가능한데, 이 경우 필터(FBG)는 좁은 영역대만을 반사시키고, 정상적인 신호와 감시 신호는 상기 필터(FBG)를 통하여 모두 투과되기 때문에 PD(포토 다이오드)에 혼선을 야기시킬 수 있다.In other words, a typical example would be a 1625 nm or 1650 nm signal from a 124-core line that can be detected from an OSA (Optical Spectrum Analyzer) through a modem filter (FBG), where the filter (FBG) The normal signal and the surveillance signal are all transmitted through the filter (FBG), thereby causing confusion in the PD (photodiode).
이에 기존의 PD(포토 다이오드)의 영역을 벗어난 1650nm를 초과한 파장대 영역에 본 발명의 장치를 사용할 경우, 상기에서 지적된 혼선의 야기를 불식시킬 수 있게 된다.Accordingly, when the device of the present invention is used in a wavelength range exceeding 1650 nm, which is out of the area of the conventional PD (photodiode), it is possible to eliminate the cause of the crosstalk described above.
물론, 상기의 1650nm~1700nm 파장대역은 일례로 제시한 것이며, 다른 파장대 영역에서도 적용 가능한 바, 예를 들자면 상기 1650nm~1700nm 파장대역의 모니터링 광원 대신 800nm의 파장대역에서도 사용 가능하게 된다.Of course, the wavelength band of 1650 nm to 1700 nm is an example and can be applied to other wavelength ranges, for example, the wavelength band of 800 nm instead of the monitoring light source of the wavelength band of 1650 nm to 1700 nm.
아울러, U밴드뿐만 아니라 통신 영역이나, 가시광선 영역, 원적외선 영역에서도 적용될 수 있다.In addition, it can be applied not only to the U-band but also to the communication area, the visible light area, and the far-infrared area.
10 : 분석체
10a : 안착홀
11, 12, 13, 14 : 회절각
11a, 12a : 연통공간
15, 16 : 단턱부
20 : 광원부
21, 22 : 제1,2 그레이팅부
23 : 미러부
24 : 피디 어레이부10:
11, 12, 13, 14:
15, 16:
20:
23: mirror part 24:
Claims (11)
분석기용에 맞도록 절삭된 금속성 재질을 광 파장 검출에 적합한 사각형 형태로 정밀히 절삭하는 분석체의 제2 절삭단계;
정밀히 절삭된 금속성 재질에 광 파장 영역대에 따라 광 파장 분석이 가능하도록 회절각들을 절삭하여 형성토록 하는 분석체의 회절각 형성단계;
광 조사 경로를 회절각들에서부터 내부에 이르기까지 연통될 수 있도록 분석체 내부로 연통 공간을 형성토록 하는 분석체의 내부 연통공간 형성단계;
회절각을 형성한 절삭 부위 표면의 걸치기를 다듬고 전체 표면을 유연한 형태로 연삭하여 다듬게 하는 분석체의 회절각 표면 연삭단계;
연삭된 회절각의 표면에 접착제를 도포하여 기구부를 접합시키는 기구부의 본딩단계;
를 포함하는 실시간 광학 스펙트럼 분석을 위한 방법.A first cutting step of an analyzer which cuts a metallic material in a pre-processing state to a predetermined size and length to fit the analyzer;
A second cutting step of an analyzer which precisely cuts a metallic material cut to fit the analyzer into a square shape suitable for light wavelength detection;
A step of forming a diffraction angle of an analyte to be formed by cutting out diffraction angles so that optical wavelength analysis can be performed on a precisely cut metallic material according to a light wavelength region;
A step of forming an internal communication space of the analyzer to form a communication space inside the analyzer so that the light irradiation path can be communicated from the diffraction angles to the inside thereof;
A diffraction grating surface grinding step of grinding the grinding surface of the cutting surface forming the diffraction angle and grinding the entire surface into a flexible shape;
A bonding step of applying a glue to the surface of the ground diffraction angle to bond the mechanism part;
/ RTI > A method for real-time optical spectrum analysis.
회절각의 정확한 정렬을 위하여, 분석체의 측면 부위에 회절각을 형성할 때, 분석체의 기준이 될만한 어느 하나의 지점에서부터 출발하여 회절각을 순차적으로형성하게 되는 것을 특징으로 하는 실시간 광학 스펙트럼 분석을 위한 방법.The method according to claim 1, wherein the diffraction angle forming step of the analyzer comprises:
Characterized in that, for accurate alignment of the diffraction angles, a diffraction angle is formed sequentially starting from any one point which is the reference of the analyte when forming the diffraction angle on the side of the analyte Lt; / RTI >
분석체의 측부에 대한 절삭 방식으로 회절각 형성과 함께 회절각의 표면 하부 및 측부에 단턱 형성을 병행하게 되는 것을 특징으로 하는 실시간 광학 스펙트럼 분석을 위한 방법.The method according to claim 1, wherein the diffraction angle forming step of the analyzer comprises:
Characterized in that a cutting method for the side of the analyzer is combined with the formation of a step at the lower and side of the diffraction angle with the formation of the diffraction angle.
절삭 방식의 일례인 밀링 방식으로 분석체를 공작하게 되는 것을 특징으로 하는 실시간 광학 스펙트럼 분석을 위한 방법.The method according to claim 3, wherein the diffraction angle forming step of the analyzer comprises:
A method for real-time optical spectrum analysis, characterized in that the analyte is fabricated by milling, an example of a cutting method.
분석체의 내부에 대한 보링 방식으로 연통공간을 형성하게 되는 것을 특징으로 하는 실시간 광학 스펙트럼 분석을 위한 방법.The method according to claim 1, wherein the internal communication space forming step comprises:
Wherein a communication space is formed by a boring method for the inside of the analyzer.
상기 하우징 플레이트의 내부에 설치 고정된 채, 특정 파장대 영역에 대응되는 회절각들을 일체로 형성하는 분석체;
상기 분석체의 각 회절각 표면에 본딩되어 고정된 채, 광의 조사 및 회절 및 반사 및 검출하는 기구부;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 실시간 광학 스펙트럼 분석을 위한 장치.A housing plate for protecting the interior;
An analyzing body integrally formed with the diffraction angles corresponding to a specific wavelength band region while being fixed inside the housing plate;
A mechanism for irradiating and diffracting, reflecting, and detecting light while being fixedly bonded to each diffraction grating surface of the analyzer;
And an optical spectrum analyzer for analyzing the optical spectrum.
상기 분석체의 회절각들은 절삭에 의해 형성된 채 특정 파장대 영역에 따라 고정된 상태로 유지되는 것을 특징으로 하는 실시간 광학 스펙트럼 분석을 위한 장치.The method according to claim 6,
Wherein the diffracted angles of the analyte are maintained in a fixed state along a specific wavelength band region while being formed by cutting.
광원에 해당되는 광원부;
상기 광원부에서 조사되는 광을 회절하는 제1,2 그레이팅부;
상기 제1,2 그레이팅부에 의해 회절되는 광을 반사하는 미러부;
상기 미러부에 의해 반사되는 광을 받아들여 광 파장을 검출하는 피디 어레이부;
를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 실시간 광학 스펙트럼 분석을 위한 장치.8. The apparatus according to claim 7,
A light source unit corresponding to a light source;
First and second grating portions for diffracting light emitted from the light source portion;
A mirror portion that reflects light diffracted by the first and second grating portions;
A PD array unit receiving light reflected by the mirror unit and detecting an optical wavelength;
Wherein the optical spectrum analyzer comprises:
콜레메이터(Collimator)를 이용하되, 상기 콜리메이터는, 광의 조사 퍼짐 반경(spot size)을 좁힐 수 있는 그린렌즈로 구성되고, 잡음용 빛을 제거하기 위한 필터부착용 고정틀이 더 구비되는 것을 특징으로 하는 실시간 광학 스펙트럼 분석을 위한 장치.The light source unit according to claim 8,
Wherein a collimator is used and the collimator is further comprised of a green lens capable of narrowing an irradiation spot radius of the light and further comprises a filter mounting fixture for removing noise light, Apparatus for optical spectrum analysis.
분석체의 회절각 표면에 본딩 시 그리퍼가 더 구비되고, 투과용 격자 또는 반사형 격자로 구성되며, 투과용 격자 이용 시 광 파장의 투과율을 높일 수 있도록 격자 전면에 AR(anti Reflection) 코팅을 입히고, 투과되는 광 파장의 각도를 일정하게 유지 또는 좁히거나 넓힐 수 있게 렌즈에 요철형 격자를 더 새기게 하는 것을 특징으로 하는 실시간 광학 스펙트럼 분석을 위한 장치.[10] The apparatus of claim 8,
A diffraction grating of the analyte is further provided with a gripper upon bonding, and is composed of a transmissive grating or a reflective grating. An AR (anti reflection) coating is applied on the entire surface of the grating so as to increase the transmittance of the light wavelength when using the transmission grating So as to further engage the concave-convex grid in the lens so that the angle of the transmitted light wavelength is kept constant or narrowed or widened.
광 조사 시 원적외선의 투과율 향상을 위하여 게르마늄(Ge, germanium) 또는 셀렌화 아연(ZnSe, Zinc Selenide)과 같은 첨가 물질로부터 제조된 렌즈를 이용하게 되는 것을 특징으로 하는 실시간 광학 스펙트럼 분석을 위한 장치.11. The lens of claim 10,
Wherein a lens made of an additive material such as germanium (Ge) or zinc selenide (ZnSe) is used for improving the transmittance of far-infrared rays during light irradiation.
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