KR20190048045A - 반사광 검출장치 및 방법 - Google Patents
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Abstract
반사광 검출장치 및 방법을 개시한다.
본 실시예의 일 측면에 의하면, 광섬유레이저 내 씨드광원과 씨드광과 펌핑광이 결합되는 펌프 컴바이너의 사이에 배치되어 씨드광원으로 진입하는 반사광을 방지하고 검출하는 장치에 있어서, 상기 반사광을 수신하며, 기 설정된 파장 대역만을 통과시키거나 반사시키는 고 반사 광섬유 브래그 격자(FBG: Fiber Bragg Grating)와 상기 고 반사 광섬유 브래그 격자를 통과한 광을 증폭시키는 액티브 광섬유와 상기 액티브 광섬유로부터 증폭된 광을 통과시키거나 재반사시키는 저 반사 광섬유 브래그 격자 및 상기 씨드광은 통과시키되, 상기 기 설정된 파장 대역을 갖는 광을 외부로 분기시키는 광 커플러를 포함하는 것을 특징으로 하는 반사광 방지 및 검출장치를 제공한다.
본 실시예의 일 측면에 의하면, 광섬유레이저 내 씨드광원과 씨드광과 펌핑광이 결합되는 펌프 컴바이너의 사이에 배치되어 씨드광원으로 진입하는 반사광을 방지하고 검출하는 장치에 있어서, 상기 반사광을 수신하며, 기 설정된 파장 대역만을 통과시키거나 반사시키는 고 반사 광섬유 브래그 격자(FBG: Fiber Bragg Grating)와 상기 고 반사 광섬유 브래그 격자를 통과한 광을 증폭시키는 액티브 광섬유와 상기 액티브 광섬유로부터 증폭된 광을 통과시키거나 재반사시키는 저 반사 광섬유 브래그 격자 및 상기 씨드광은 통과시키되, 상기 기 설정된 파장 대역을 갖는 광을 외부로 분기시키는 광 커플러를 포함하는 것을 특징으로 하는 반사광 방지 및 검출장치를 제공한다.
Description
본 발명은 광섬유 레이저장치 내에서 발생하는 반사광을 검출하고 반사광이 광원으로 유입되는 것을 방지하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.
이 부분에 기술된 내용은 단순히 본 실시예에 대한 배경 정보를 제공할 뿐 종래기술을 구성하는 것은 아니다.
광섬유 레이저 장치는 희토류를 첨가한 광섬유를 레이저 매질로 사용하여 레이저를 조사하는 장치이다. 광섬유 레이저 장치는 광섬유의 구조적 특성에서 오는 우수한 빔품질, 높은 효율, 저손실 등의 장점이 있으며, 나아가, 광섬유 레이저 장치는 광섬유에 첨가되는 희토류 원소 종류에 따라 다양한 발진 파장 구현도 가능한 장점이 있어, 종래의 고체 또는 기체 레이저를 빠르게 대체하고 있다.
광섬유 레이저 장치 기술의 발전으로 점점 높은 출력의 레이저를 조사하는 장치가 등장하고 있다. 그러나 이와 함께, 비선형 현상(예를 들어, 유도 브릴루안 산란 등)에 의해 조사하고자 하는 레이저의 중심파장의 주변에서 원하지 않는 레이저가 생성되며, 이처럼 생성된 레이저는 역방향으로 진행하여 레이저를 생성하고자 하는 광원으로까지 진입하게 된다. 역방향으로 진입하는 반사광들이 광원으로 진입하는 경우, 광원에 심각한 손상을 미친다.
이러한 문제를 해소하고자, 종래에는 역방향으로 진입하는 반사광들을 광 아이솔레이터(Optical Isolator)를 이용하여 차단하여 왔다. 그러나 종래의 방법에 의하면, 광 아이솔레이터를 추가로 구비하고 있어야 하여 제작비용으 증가하는 문제가 있어, 광 아이솔레이터를 사용하지 않고도 반사광을 차단할 수 있는 방법에 대한 요구가 증가하고 있다.
본 발명의 일 실시예는, 광섬유 타입의 간소한 장치를 이용하여 광섬유 레이저 장치에서 역방향으로 진행하는 반사광을 검출하고 진입을 방지할 수 있는 장치 및 방법을 제공하는 데 일 목적이 있다.
본 발명의 일 측면에 의하면, 광섬유레이저 내 씨드광원과 씨드광과 펌핑광이 결합되는 펌프 컴바이너의 사이에 배치되어 씨드광원으로 진입하는 반사광을 방지하고 검출하는 장치에 있어서, 상기 반사광을 수신하며, 기 설정된 파장 대역만을 통과시키거나 반사시키는 고 반사 광섬유 브래그 격자(FBG: Fiber Bragg Grating)와 상기 고 반사 광섬유 브래그 격자를 통과한 광을 증폭시키는 액티브 광섬유와 상기 액티브 광섬유로부터 증폭된 광을 통과시키거나 재반사시키는 저 반사 광섬유 브래그 격자 및 상기 씨드광은 통과시키되, 상기 기 설정된 파장 대역을 갖는 광을 외부로 분기시키는 광 커플러를 포함하는 것을 특징으로 하는 반사광 방지 및 검출장치를 제공한다.
본 발명의 일 측면에 의하면, 상기 기 설정된 파장 대역은 상기 반사광의 중심파장과는 상이한 대역인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 측면에 의하면, 상기 액티브 광섬유는 라만 게인 광섬유(Raman Gain Fiber)인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 측면에 의하면, 상기 액티브 광섬유는 1차 라만 스토크 시프트(Raman Stokes Shift)를 유도하여 상기 기 설정된 파장 대역의 광을 여기시키는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 측면에 의하면, 상기 광 커플러는 상기 기 설정된 파장 대역을 갖는 광을 상기 반사광을 모니터링하고자 하는 모니터링 장치로 분기시킴으로써, 상기 모니터링 장치가 분기된 광을 이용하여 상기 반사광을 모니터링할 수 있도록 하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 측면에 의하면, 상기 반사광은 비 선형 현상인 유도 브릴루안 산란(SBS: Stimulated Brillouin Scattering)에 의해 발생하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 측면에 의하면, 광섬유레이저 내 씨드광원과 씨드광과 펌핑광이 결합되는 펌프 컴바이너의 사이에 배치되어 씨드광원으로 진입하는 반사광을 방지하고 검출하는 장치가 동작하는 방법에 있어서, 상기 반사광을 수신하여, 기 설정된 파장 대역만을 통과시키거나 반사시키는 제1 반사과정과 상기 제1 반사과정에서 통과된 광을 증폭시키는 증폭과정과 상기 증폭과정으로부터 증폭된 광을 통과시키거나 재반사시키는 제2 반사과정 및 상기 씨드광은 통과시키되, 상기 기 설정된 파장 대역을 갖는 광을 외부로 분기시키는 분기과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 반사광 방지 및 검출방법을 제공한다.
본 발명의 일 측면에 의하면, 상기 기 설정된 파장 대역은 상기 반사광의 중심파장과는 상이한 대역인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 측면에 의하면, 상기 증폭과정은 라만 게인 광섬유(Raman Gain Fiber)를 이용하여 상기 제1 반사과정에서 통과된 광을 증폭시키는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 측면에 의하면, 상기 증폭과정은 상기 라만 게인 광섬유의 1차 라만 스토크 시프트(Raman Stokes Shift)를 유도하여 상기 기 설정된 파장 대역의 광을 여기시키는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 측면에 의하면, 상기 분기과정은 광 커플러를 이용하여 상기 기 설정된 파장 대역을 갖는 광을 상기 반사광을 모니터링하고자 하는 모니터링 장치로 분기시킴으로써, 상기 모니터링 장치가 분기된 광을 이용하여 상기 반사광을 모니터링할 수 있도록 하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 측면에 의하면, 상기 반사광은 비 선형 현상인 유도 브릴루안 산란(SBS: Stimulated Brillouin Scattering)에 의해 발생하는 것을 특징으로 한다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 일 측면에 따르면, 광섬유 레이저 장치에서 역방향으로 진행하는 반사광을 검출하고 진입을 방지함에 있어, 광섬유 타입의 장치를 이용하므로 간소하면서도 광 결함을 최소화할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 광섬유 레이저 장치의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 반사광 방지 및 검출부의 구성도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 반사광 방지 및 검출부가 반사광을 검출하고 진입을 방지하는 방법을 도시한 순서도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 반사광 방지 및 검출부의 구성도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 반사광 방지 및 검출부가 반사광을 검출하고 진입을 방지하는 방법을 도시한 순서도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.
제1, 제2, A, B 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에서, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서 "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해서 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다.
일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 광섬유 레이저 장치의 구성도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 광섬유 레이저 장치(100)는 씨드광원(110), 펌프광원(120), 펌프 컴바이너(130), 액티브 광섬유(140), 레이저 출력부(150), 반사광 방지 및 검출부(160)를 포함한다.
씨드광원(110)은 레이저 출력부(150)를 이용해 외부로 출력될 레이저를 생성한다. 씨드광원(110)은 펌프 컴바이너(130)를 거쳐 액티브 광섬유(140)로 지속적으로 씨드광을 인가한다.
펌프광원(120)은 씨드광을 펌핑할 펌핑광을 펌프 컴바이너(130)로 인가한다. 펌프광원(120)은 씨드광원과는 별도의 루트를 이용하여 펌핑광을 펌프 컴바이너(130)로 인가한다. 펌프광원(120)은 펌핑광을 제공함으로서, 씨드광이 특정 중심파장 대역에서 증폭될 수 있도록 한다. 높은 출력의 레이저를 생성하기 위해, 도 1에 도시된 바와 같이, 복수 개의 펌프광원(120)이 이용될 수 있다.
펌프 컴바이너(130)는 씨드광원(110)로부터 입사받은 씨드광과 펌프광원(120)으로부터 입사받은 펌핑광을 합파하여 출력한다. 펌프 컴바이너(130)는 복수 개의 입사광을 입사받아 하나로 합파하여 단일 출력단을 이용해 출력한다. 펌프 컴바이너(130)의 입력단과 출력단은 일반적인 광섬유가 적용될 수도 있고, 대구경 코어 광섬유가 적용될 수도 있다.
액티브 광섬유(140)는 입력된 씨드광을 증폭시킨다. 액티브 광섬유(140)는 펌프 컴바이너(130)와 레이저 출력부(150) 사이에 설치되어, 펌프 컴바이너(130)로부터 출사되는 광을 증폭시킨다. 통상, 희토류가 도핑된 광섬유가 액티브 광섬유(140)로 사용된다. 또한, 코어, 제1클래딩, 제2클래딩을 포함하는 더블 클래딩 광섬유가 액티브 광섬유(140)로 주로 사용될 수 있고, 사용용도에 따라 제3클래딩을 더 포함하는 트리플 클래딩 구조의 광섬유도 사용될 수 있다. 펌프 컴바이너(130)로부터 출사되는 광을 수신하는 경우, 액티브 광섬유(140) 내 포함된 희토류 이온이 여기되며, 여기된 희토류 이온이 탈 여기(De-Excite)되며 증폭된 레이저가 방사된다.
레이저 출력부(150)는 액티브 광섬유(140)에서 증폭된 레이저를 외부로 방사한다. 레이저 출력부(150)는 레이저를 외부로 최대한 방사하기 위해, 경사지도록 절단(Angled Cleave)될 수 있다. 이처럼, 구현됨으로써, 외부로 방사되지 않고 액티브 광섬유(140)로 다시 반사되는 레이저를 최소화할 수 있다.
다만, 현실적으로 액티브 광섬유(140)에서 광이 증폭되는 과정에서 비 선형 현상이 발생한다. 씨드광이 갖는 파장대역을 중심파장으로 갖는 광만이 증폭되는 것이 아니라, 씨드광이 갖는 파장대역의 주변에도 유도 브릴루안 산란(SBS: Stimulated Brillouin Scattering, 이하에서는 'SBS'로 칭함)이 발생하며 고출력 광이 발생한다. SBS에 의해 발생하는 고출력광은 레이저 출력부(150)를 거쳐 외부로 출력되는 것이 아니라, 역방향으로 진행하여 씨드 광원(110)으로 되돌아온다. 이처럼, 역방향으로 진행하는 SBS 빔(반사광)은 씨드광원(110)으로 되돌아오면, 씨드광원(110)에 손상을 입히는 문제를 발생시킨다. 또한, SBS 빔이 씨드광원(110)까지 되돌아오지 않는다 하더라도 중간에 차단을 하게 된다면, 액티브 광섬유(140) 등 광섬유 내 잔여 SBS 빔이 남게되어, 이러한 잔여 SBS 빔이 열을 발생시키며 문제를 발생시킨다.
전술한 문제를 방지하기 위해, 광섬유 레이저 장치(100)는 반사광 방지 및 검출부(160)를 포함한다.
반사광 방지 및 검출부(160)는 펌프 컴바이너(130)와 씨드광원(110) 사이에 배치되어, 반사광을 검출하고 반사광을 외부(모니터링 장치(170))로 분기시켜 씨드광원(110)으로 반사광이 진입하는 것을 방지한다. 반사광 방지 및 검출부(160)는 SBS 빔(반사광)이 씨드광원(110)으로 진입하는 것을 방지하는 것과 동시에, 반사광을 외부로 분기시킴으로써, 반사광이 광 섬유 내 잔류하는 문제도 해소할 수 있다. 또한, 반사광 방지 및 검출부(160)는 씨드광 또는 반사광의 중심파장 대역과는 상이한 파장대역으로 반사광을 증폭시키고 분기시키기 때문에, 씨드광의 진행에는 어떠한 영향도 미치지 않으며 반사광만을 처리할 수 있다. 반사광 방지 및 검출부(160)에 대한 상세한 설명은 도 2를 참조하여 설명하기로 한다.
모니터링 장치(170)는 반사광 방지 및 검출부(160)로부터 분기된 반사광을 수신하여, 반사광의 발생, 발생한 반사광의 세기 등을 모니터링한다. 모니터링 장치(170)는 반사광 방지 및 검출부(160)로부터 분기되는 반사광이 있는지 여부로 반사광이 발생하였는지를 판단할 수 있고, 분기된 반사광의 세기에 따라 발생한 반사광의 세기를 판단할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 반사광 방지 및 검출부의 구성도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 반사광 방지 및 검출부(160)는 고 반사 광섬유 브래그 격자(210), 저 반사 광섬유 브래그 격자(220), 제2 액티브 광섬유(230) 및 광 커플러(240)를 포함한다.
고 반사 광섬유 브래그 격자(210, FBR: Fiver Bragg Grating)는 펌프 컴바이너(130)를 거쳐 입사되는 반사광(SBS빔)을 수신하여, 기 설정된 파장대역만을 통과시키거나 반사시킨다. 여기서, 기 설정된 파장대역은 씨드광이나 반사광이 갖는 중심 파장대역과는 상이한 파장대역을 갖는다. 반사광을 중심 파장대역이 아닌 상이한 파장대역으로 증폭시키기 위해, 고 반사 광섬유 브래그 격자(210)는 기 설정된 파장대역의 광 만을 통과시키거나 반사시킨다. 다만, 고 반사 광섬유 브래그 격자(210)는 높은 비율로 반사시키기 때문에, 기 설정된 파장대역의 광이라도 모두를 통과시키는 것은 아니고 대부분 반사시키며, 일부만을 통과시킨다. 예를 들어, 고 반사 광섬유 브래그 격자(210)는 99% 비율로 기 설정된 파장 대역의 광을 반사시키며, 1%의 기 설정된 파장 대역의 광을 통과시킨다.
저 반사 광섬유 브래그 격자(220)는 제2 액티브 광섬유(230)를 거친 반사광을 통과시키거나 재반사시킨다. 저 반사 광섬유 브래그 격자(220)는 제2 액티브 광섬유(230)를 거치며 증폭된 반사광을 통과시키거나 또는 제2 액티브 광섬유(230)로 다시 재반사시킨다. 다만, 저 반사 광섬유 브래그 격자(220)의 재반사비율은 고 반사 광섬유 브래그 격자(210)에 비해 현저히 낮게 설정된다. 저 반사 광섬유 브래그 격자(220)는 일부 반사광을 제2 액티브 광섬유(230)로 재반시시킴으로써, 반사광에 대한 증폭이 보다 많이 일어나도록 한다.
제2 액티브 광섬유(230)는 고 반사 광섬유 브래그 격자(210)를 통과한 반사광을 증폭시킨다.
제2 액티브 광섬유(230)는 라만 게인 광섬유(Raman Gain Fiber)로 구성될 수 있다. 제2 액티브 광섬유(230)가 라만 게인 광섬유로 구성됨에 따라, 제2 액티브 광섬유(230)는 라만 스토크 시프트(Raman Stokes Shift)를 유도할 수 있다. 제2 액티브 광섬유(230)는 반사광을 증폭시키며, 다양한 차수(1차, 2차 등)의 라만 스토크 시프트를 발생시켜 SRS빔(반사광)을 여기시킨다. 제2 액티브 광섬유(230)로부터 여기된 다양한 차수의 SRS빔은 저 반사 광섬유 브래그 격자(220) 또는 고 반사 브래그 격자(210)를 거치며, 특정 차수의 SRS 빔만이 생성된다.
즉, 제2 액티브 광섬유(230)는 반사광을 증폭시키되, 생성되는 다양한 차수의 SRS빔은 저 반사 광섬유 브래그 격자(220) 또는 고 반사 브래그 격자(210)를 이용해 특정 차수의 SRS 빔으로 집중시킨다. 이에 따라, 반사광은 제2 액티브 광섬유(230)를 거치며, 최종적으로 기 설정된 파장을 갖는 특정 차수의 SRS 빔만이 생성된다.
광 커플러(240)는 기 설정된 파장을 갖는 SRS 빔을 외부로 분기시킨다. 광 커플러(240)는 파장에 따라 광이 진행할 방향을 결정하는 구성으로서, 반사광 또는 씨드광의 중심파장 대역을 갖는 광은 반사광 방지 및 검출부(160)를 거쳐 씨드광원(110)과 펌프 컴바이너(130) 간을 진행할 수 있도록 하며, 기 설정된 파장을 갖는 SRS 빔은 반사광 방지 및 검출부(160)에서 외부(모니터링 장치(170))로 진행하도록 한다. 광 커플러(240)가 파장에 따라 광이 진행할 방향을 결정하기 때문에, 제2 액티브 광섬유(230), 저 반사 광섬유 브래그 격자(220) 또는 고 반사 브래그 격자(210)는 다양한 차수의 SRS 빔을 특정 차수의 SRS 빔으로 집중시킨다. 광 커플러(240)에 의해 기 설정된 파장을 갖는 SRS 빔은 온전히 외부로 분기될 수 있다.
이해를 위해 파장의 일 예를 들어 설명하면 다음과 같다. 씨드광은 1070nm의 중심파장을 가질 수 있으며, 펌프광은 이와 다른 980nm의 파장을 가질 수 있다. 이러한 씨드광과 펌프광이 펌프 컴바이너(130)에 의해 결합되어 액티브 광섬유(140)를 지나며, 1070nm의 중심파장을 갖는 레이저가 출력된다. 다만, 1070nm의 부근의 반사광이 생성되며, 이러한 반사광은 마치 씨드광처럼 반사광 방지 및 검출부(160)로 입력된다. 반사광 방지 및 검출부(160)는 1070nm의 부근의 반사광을 입력받아, 1123nm 대역의 1차 SRS 빔을 생성한 뒤 모니터링 장치(170)로 분기시킨다.
전술한 구성에 의해, 반사광 방지 및 검출부(160)이 반사광을 분기시킴으로써, 씨드광의 진행에는 어떠한 영향을 미치지 않으면서도, 온전히 반사광을 외부로 분기시킬 수 있는 장점이 있다. 또한, 아이솔레이터와 같은 고가의 구성을 구비하지 않고도 간단한 구성으로 반사광을 온전히 분기시킬 수 있는 장점이 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 반사광 방지 및 검출부가 반사광을 검출하고 진입을 방지하는 방법을 도시한 순서도이다.
반사광 방지 및 검출부(160)는 역방향으로 진행하는 SBS 빔을 수신한다(S310). 반사광 방지 및 검출부(160) 내 고 반사 광섬유 브래그 격자(210)는 역방향으로 진행하는 반사광(SBS 빔)을 수신한다. 수신한 반사광은 반사광 방지 및 검출부(160) 내에서 씨드광과 같이 동작한다.
반사광 방지 및 검출부(160)는 수신한 SBS 빔을 제2 액티브 광섬유로 전달한다(S320). 고 반사 광섬유 브래그 격자(210)는 반사광의 중심파장과는 다른 주파수 대역을 갖는 특정 파장대역만을 통과시키며, 통과한 SBS 빔을 제2 액티브 광섬유(230)로 전달한다.
반사광 방지 및 검출부(160)는 라만 스토크 시프트에 의해 기 설정된 파장을 갖는 SRS 빔을 여기시킨다(S330). 제2 액티브 광섬유(230)는 라만 게인 광섬유로 구현될 수 있으며, 전달된 광을 이용하여 라만 스토크 시프트를 유도한다. 이에 따라, 제2 액티브 광섬유(230)는 기 설정된 파장을 갖는 SRS 빔을 여기시킨다. 제2 액티브 광섬유(230)는 고 반사 광섬유 브래그 격자(210) 또는 저 반사 광섬유 브래그 격자(230)를 이용하여 설정된 차수의 SRS 빔만을 생성한다.
반사광 방지 및 검출부(160)는 여기된 SRS 빔을 모니터링 장치(170)로 분기시킨다(S340). 광 커플러는 여기된 SRS 빔을 모니터링 장치(170)로 분기시킨다.
도 3에서는 각 과정을 순차적으로 실행하는 것으로 기재하고 있으나, 이는 본 발명의 일 실시예의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것이다. 다시 말해, 본 발명의 일 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 일 실시예의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 도 3에 기재된 순서를 변경하여 실행하거나 각 과정 중 하나 이상의 과정을 병렬적으로 실행하는 것으로 다양하게 수정 및 변형하여 적용 가능할 것이므로, 도 3은 시계열적인 순서로 한정되는 것은 아니다.
한편, 도 3에 도시된 과정들은 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 즉, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 마그네틱 저장매체(예를 들면, 롬, 플로피 디스크, 하드디스크 등), 광학적 판독 매체(예를 들면, 시디롬, 디브이디 등) 및 캐리어 웨이브(예를 들면, 인터넷을 통한 전송)와 같은 저장매체를 포함한다. 또한 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다.
이상의 설명은 본 실시예의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 실시예들은 본 실시예의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 실시예의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 실시예의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 실시예의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100: 광섬유 레이저 장치
110: 씨드광원
120: 펌프광원 130: 펌프 컴바이너
140: 액티브 광섬유 150: 레이저 출력부
160: 반사광 방지 및 검출부 170: 모니터링 장치
210: 고 반사 광섬유 브래그 격자 220: 저 반사 광섬유 브래그 격자
230: 제2 액티브 광섬유 240: 광 커플러
120: 펌프광원 130: 펌프 컴바이너
140: 액티브 광섬유 150: 레이저 출력부
160: 반사광 방지 및 검출부 170: 모니터링 장치
210: 고 반사 광섬유 브래그 격자 220: 저 반사 광섬유 브래그 격자
230: 제2 액티브 광섬유 240: 광 커플러
Claims (12)
- 광섬유레이저 내 씨드광원과 씨드광과 펌핑광이 결합되는 펌프 컴바이너의 사이에 배치되어 씨드광원으로 진입하는 반사광을 방지하고 검출하는 장치에 있어서,
상기 반사광을 수신하며, 기 설정된 파장 대역만을 통과시키거나 반사시키는 고 반사 광섬유 브래그 격자(FBG: Fiber Bragg Grating);
상기 고 반사 광섬유 브래그 격자를 통과한 광을 증폭시키는 액티브 광섬유;
상기 액티브 광섬유로부터 증폭된 광을 통과시키거나 재반사시키는 저 반사 광섬유 브래그 격자; 및
상기 씨드광은 통과시키되, 상기 기 설정된 파장 대역을 갖는 광을 외부로 분기시키는 광 커플러
를 포함하는 것을 특징으로 하는 반사광 방지 및 검출장치. - 제1항에 있어서,
상기 기 설정된 파장 대역은,
상기 반사광의 중심파장과는 상이한 대역인 것을 특징으로 하는 반사광 방지 및 검출장치. - 제1항에 있어서,
상기 액티브 광섬유는,
라만 게인 광섬유(Raman Gain Fiber)인 것을 특징으로 하는 반사광 방지 및 검출장치. - 제3항에 있어서,
상기 액티브 광섬유는,
1차 라만 스토크 시프트(Raman Stokes Shift)를 유도하여 상기 기 설정된 파장 대역의 광을 여기시키는 것을 특징으로 하는 반사광 방지 및 검출장치. - 제1항에 있어서,
상기 광 커플러는,
상기 기 설정된 파장 대역을 갖는 광을 상기 반사광을 모니터링하고자 하는 모니터링 장치로 분기시킴으로써,
상기 모니터링 장치가 분기된 광을 이용하여 상기 반사광을 모니터링할 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 반사광 방지 및 검출장치. - 제1항에 있어서,
상기 반사광은,
비 선형 현상인 유도 브릴루안 산란(SBS: Stimulated Brillouin Scattering)에 의해 발생하는 것을 특징으로 하는 반사광 방지 및 검출장치. - 광섬유레이저 내 씨드광원과 씨드광과 펌핑광이 결합되는 펌프 컴바이너의 사이에 배치되어 씨드광원으로 진입하는 반사광을 방지하고 검출하는 장치가 동작하는 방법에 있어서,
상기 반사광을 수신하여, 기 설정된 파장 대역만을 통과시키거나 반사시키는 제1 반사과정;
상기 제1 반사과정에서 통과된 광을 증폭시키는 증폭과정;
상기 증폭과정으로부터 증폭된 광을 통과시키거나 재반사시키는 제2 반사과정; 및
상기 씨드광은 통과시키되, 상기 기 설정된 파장 대역을 갖는 광을 외부로 분기시키는 분기과정
을 포함하는 것을 특징으로 하는 반사광 방지 및 검출방법. - 제7항에 있어서,
상기 기 설정된 파장 대역은,
상기 반사광의 중심파장과는 상이한 대역인 것을 특징으로 하는 반사광 방지 및 검출방법. - 제7항에 있어서,
상기 증폭과정은,
라만 게인 광섬유(Raman Gain Fiber)를 이용하여 상기 제1 반사과정에서 통과된 광을 증폭시키는 것을 특징으로 하는 반사광 방지 및 검출방법. - 제9항에 있어서,
상기 증폭과정은,
상기 라만 게인 광섬유의 1차 라만 스토크 시프트(Raman Stokes Shift)를 유도하여 상기 기 설정된 파장 대역의 광을 여기시키는 것을 특징으로 하는 반사광 방지 및 검출방법. - 제7항에 있어서,
상기 분기과정은,
광 커플러를 이용하여 상기 기 설정된 파장 대역을 갖는 광을 상기 반사광을 모니터링하고자 하는 모니터링 장치로 분기시킴으로써,
상기 모니터링 장치가 분기된 광을 이용하여 상기 반사광을 모니터링할 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 반사광 방지 및 검출방법. - 제7항에 있어서,
상기 반사광은,
비 선형 현상인 유도 브릴루안 산란(SBS: Stimulated Brillouin Scattering)에 의해 발생하는 것을 특징으로 하는 반사광 방지 및 검출방법.
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