KR20200138996A

KR20200138996A - Probe type brillouin light scattering measurement device

Info

Publication number: KR20200138996A
Application number: KR1020190065480A
Authority: KR
Inventors: 유장현; 신광섭; 카림 니아즈
Original assignee: 주식회사 브릴리온포토닉스
Priority date: 2019-06-03
Filing date: 2019-06-03
Publication date: 2020-12-11
Also published as: KR102394398B1

Abstract

The present application provides a probe-type device capable of measuring physical properties of tissues through a method of analyzing Brillouin light scattering generated in tissues. According to the present application, a probe-type Brillouin light scattering measuring device comprises: a light source for supplying an optical signal; a probe for measuring characteristics of body tissues; and an optical spectroscopy measuring device connected to the light source and detecting a Brillouin scattering signal by the optical signal. The light source and the probe are connected through a single optical fiber.

Description

Probe type Brillouin light scattering measurement device {PROBE TYPE BRILLOUIN LIGHT SCATTERING MEASUREMENT DEVICE}

본 출원은 프로브형 브릴루앙 광산란 측정 장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로 신체 조직 내의 브릴루앙 광산란 현상을 이용하여 조직의 물성을 측정하는 프로브형의 장치에 관한 것이다.The present application relates to a probe-type Brillouin light scattering apparatus, and more specifically, to a probe-type apparatus for measuring physical properties of a tissue by using a Brillouin light scattering phenomenon in a body tissue.

인구 고령화 및 라이프스타일의 변화로 안과 의료시장은 지속적인 성장세에 있고, 진단 및 수술의 정확도를 높이는 고성능 의료장비에 대한 수요도 지속적으로 증가하고 있다. 종래에 안구 조직을 간접적으로 측정하는 장비들은 환자 인터페이스를 사용한다. 환자 인터페이스는 환자가 턱과 이마를 대고 움직임을 최소화 한 상태에서 측정을 하는 방식으로 편리성이 떨어지고, 생체 조직의 외형을 이미지화하는 데 그치므로 물성 정보를 측정하기 어려워 정확성이 떨어져 오진 및 의료사고로 이어질 위험성이 존재한다.Due to the aging population and changing lifestyles, the ophthalmic medical market continues to grow, and the demand for high-performance medical equipment that improves the accuracy of diagnosis and surgery is also constantly increasing. Conventionally, equipment for indirectly measuring eye tissue uses a patient interface. The patient interface is less convenient as a method of measuring with the patient's chin and forehead minimized, and it is only imaged the appearance of living tissues, making it difficult to measure physical property information, resulting in misdiagnosis and medical accidents. There is a risk to lead.

최근에는 다양한 의료 환경에 활용될 의료 장비에 대한 연구가 지속되고 있고, 브릴루앙 광산란 현상을 이용하여 신체 조직의 물리적 특성을 측정할 수 있다는 가능성이 제기되고 있다. 브릴루앙 광산란 현상은 조직 내의 분자들의 열적인 운동으로 인해 발생하는 음파에 의해 발생하는 현상이다. 브릴루앙 광산란 현상에 의하면 빛이 산란하면서 도플러 효과에 의해 빛의 주파수가 해당하는 음파의 주파수만큼 변하므로, 음파의 주파수는 조직이 물리적으로 단단할수록 크고 조직이 물리적으로 약할수록 작게 나타난다.Recently, research on medical equipment to be used in various medical environments continues, and the possibility of measuring physical properties of body tissues by using the Brillouin light scattering phenomenon has been raised. Brillouin light scattering is a phenomenon caused by sound waves generated by the thermal motion of molecules in tissues. According to the Brillouin light scattering phenomenon, as light is scattered, the frequency of the light changes by the frequency of the corresponding sound wave due to the Doppler effect. Therefore, the frequency of the sound wave appears larger as the tissue is physically harder and smaller as the tissue is physically weaker.

본 출원은 조직에서 발생하는 브릴루앙 광산란을 분석하는 방법을 통해 조직의 물리적 특성을 측정할 수 있는 프로브형 장치를 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.An object of the present application is to provide a probe-type device capable of measuring physical properties of tissues through a method of analyzing Brillouin light scattering generated in tissues.

본 출원은 조직의 강성(Stiffness) 및 점탄성(Viscoelastic)을 비접촉식으로 신속하고 정확하게 측정할 수 있는 프로브형 장치를 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.An object of the present application is to provide a probe-type device capable of rapidly and accurately measuring tissue stiffness and viscoelasticity in a non-contact manner.

본 출원의 기술적 과제는 이상에서 언급한 것들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제는 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The technical problem of the present application is not limited to those mentioned above, and another technical problem that is not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

본 출원에 따른 프로브형 브릴루앙 광산란 측정 장치는, 브릴루앙 신호광을 분석하는 분석기기 및 상기 분석기기로부터 광신호를 수신하여 신체 조직에 조사하는 프로브를 포함하는 프로브형 브릴루앙 광산란 측정 장치로서, 상기 분석기기는, 광신호를 공급하는 광원; 상기 프로브로부터 브릴루앙 신호를 수신하여 투과시키는 필터; 및 상기 필터와 연결되어 상기 브릴루앙 신호를 분석하는 광분광 측정기를 포함하고, 상기 분석기기 및 상기 프로브는 한가닥의 광섬유를 통해 연결되어 있는 것을 특징으로 한다.The probe-type Brillouin light scattering measuring device according to the present application is a probe-type Brillouin light scattering measuring device including an analyzer that analyzes Brillouin signal light and a probe that receives an optical signal from the analyzer and irradiates a body tissue. The analyzer comprises: a light source for supplying an optical signal; A filter that receives and transmits a Brillouin signal from the probe; And a light spectrometer connected to the filter to analyze the Brillouin signal, wherein the analyzer and the probe are connected through a single optical fiber.

일 실시예에서, 상기 광원은, 루비듐 증기 셀을 이용하여 레이저 광에 따른 주파수 로킹(frequency locking) 모듈 및 노이즈를 감쇄시키는 필터를 포함하는 것을 특징으로 한다.In one embodiment, the light source is characterized in that it includes a frequency locking module according to laser light and a filter for attenuating noise using a rubidium vapor cell.

일 실시예에서, 상기 필터는 레이저의 탄성 산란광을 제거하여 레이저에서 발생하는 주파수 드리프트(drift)를 줄이는 것을 특징으로 한다.In one embodiment, the filter is characterized in that it reduces the frequency drift (drift) generated in the laser by removing the elastic scattered light of the laser.

일 실시예에서, 상기 필터는 에탈론 및 거울을 포함하고, 상기 거울은 상기 에탈론의 반사 각도를 조절하여 에탈론의 공진 주파수와 레이저의 공진 주파수를 일치시키는 것을 특징으로 한다.In one embodiment, the filter includes an etalon and a mirror, and the mirror adjusts a reflection angle of the etalon to match the resonance frequency of the etalon and the resonance frequency of the laser.

일 실시예에서, 상기 광원은, 사용자가 상기 프로브의 초점 위치를 볼 수 있도록 식별력이 강한 조준빔 광원을 포함하는 것을 특징으로 한다.In one embodiment, the light source is characterized in that it includes a collimating beam light source having a strong discrimination power so that the user can see the focus position of the probe.

일 실시예에서, 상기 광섬유는, 중심부분에 굴절률이 높은 유리가 배치되고 바깥부분에 굴절률이 낮은 유리가 배치된 것을 특징으로 한다.In one embodiment, the optical fiber is characterized in that a glass having a high refractive index is disposed in a central portion and a glass having a low refractive index is disposed in an outer portion.

일 실시예에서, 상기 프로브는, 사용자가 펜을 움직이면서 신체 조직의 특성을 측정하는 수동형 프로브; 및 전기 신호를 통해 깊이에 따른 신체 조직의 특성을 측정하는 전동형 프로브를 포함하는 것을 특징으로 한다.In one embodiment, the probe includes: a passive probe for measuring characteristics of body tissue while the user moves the pen; And it characterized in that it comprises a motorized probe for measuring the characteristics of the body tissue according to the depth through the electrical signal.

일 실시예에서, 상기 수동형 프로브는 초점거리 조절나사를 포함하고, 상기 초점거리 조절나사를 움직여 렌즈의 위치를 바꾸어 탐지 깊이를 조절하는 것을 특징으로 한다.In one embodiment, the passive probe includes a focal length adjusting screw, and the detection depth is adjusted by moving the focal length adjusting screw to change a position of the lens.

일 실시예에서, 상기 전동형 프로브는 전기선 및 음성코일 선형모터를 포함하고, 상기 전기선을 통해 음성코일 선형모터로 가는 전기 신호를 일정한 전압으로 바꾸어 초점을 고정할 수 있는 것을 특징으로 한다.In one embodiment, the electric probe includes an electric line and a voice coil linear motor, and it is characterized in that the focus can be fixed by changing an electric signal going to the voice coil linear motor through the electric line to a constant voltage.

일 실시예에서, 상기 광분광 측정기는 상기 필터에서 출력되는 광에 대응되는 전기적 신호를 출력하는 것을 특징으로 한다.In one embodiment, the optical spectrometer is characterized in that it outputs an electrical signal corresponding to the light output from the filter.

일 실시예에서, 상기 광분광 측정기는, 브릴루앙 산란광에 해당하는 광 신호를 수신하고 수신된 신호들을 브릴루앙 이득 스펙트럼의 형태로 변환하는 컴퓨팅 장치를 포함하는 것을 특징으로 한다.In an embodiment, the optical spectrometer comprises a computing device that receives an optical signal corresponding to Brillouin scattered light and converts the received signals into a Brillouin gain spectrum.

일 실시예에서, 상기 필터는 루비듐 증기 셀을 이용하는 것을 특징으로 한다.In one embodiment, the filter is characterized by using a rubidium vapor cell.

본 출원에 따르면, 안 조직의 강성 및 점탄성을 비접촉식으로 신속하고 정확하게 측정함에 따라 굴절 수술, 백내장, 고도근시 등의 진단 및 수술에 혁신을 가져다줄 수 있다.According to the present application, it is possible to bring innovation in diagnosis and surgery such as refractive surgery, cataracts, and high myopia by measuring the stiffness and viscoelasticity of the eye tissue in a non-contact manner.

본 출원에 따르면, 의사가 원하는 각막이나 렌즈 조직의 특성을 손쉽게 측정할 수 있고, 안과 외의, 심혈관벽 조직 특성을 분석하여 심혈관 질병을 분석하는 용도로 활용할 수 있다. According to the present application, it is possible to easily measure the characteristics of a cornea or lens tissue that a doctor wants, and may be used for analyzing cardiovascular diseases by analyzing characteristics of cardiovascular wall tissues outside of ophthalmology.

본 출원의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The effects of the present application are not limited to the effects mentioned above, and other effects not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the description of the claims.

도 1은 일 실시예에 따른 프로브형 브릴루앙 광산란 측정 장치의 개략적인 구성도이다.
도 2는 일 실시예에 따른 안정되고 순도 높은 레이저 광원을 공급하기 위해 주파수 로킹 모듈이 추가된 구성도이다.
도 3은 일 실시예에 따른 고압 루비듐 vapor cell을 사용할 때의 감쇄(attenuation) 스펙트럼 및 광원에 의한 브릴루앙 신호 스펙트럼을 비교하여 나타내는 그래프이다.
도 4는 일 실시예에 따른 필터의 개략적인 구성도이다.
도 5는 일 실시예에 따른 필터에 따른 투과 특성을 나타내는 그래프이다.
도 6은 일 실시예에 따른 필터에 따라 빛의 세기를 줄일 수 있는 정도를 측정한 그래프이다.
도 7은 제 1 실시예에 따른 프로브를 나타내기 위한 개략적인 구성도이다.
도 8은 제 2 실시예에 따른 프로브를 나타내기 위한 개략적인 구성도이다.
도 9는 렌즈의 깊이에 따른 브릴루앙 주파수 측정치를 나타내는 그래프이다.1 is a schematic configuration diagram of a probe-type Brillouin light scattering apparatus according to an exemplary embodiment.
2 is a block diagram of a frequency locking module added to supply a stable and high-purity laser light source according to an exemplary embodiment.
3 is a graph comparing an attenuation spectrum and a Brillouin signal spectrum by a light source when a high-pressure rubidium vapor cell is used according to an exemplary embodiment.
4 is a schematic configuration diagram of a filter according to an embodiment.
5 is a graph showing transmission characteristics according to a filter according to an exemplary embodiment.
6 is a graph measuring a degree to which the intensity of light can be reduced according to a filter according to an exemplary embodiment.
7 is a schematic configuration diagram showing a probe according to the first embodiment.
8 is a schematic configuration diagram illustrating a probe according to a second embodiment.
9 is a graph showing Brillouin frequency measurements according to the depth of the lens.

이하, 본 출원의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다. 본 출원은 도면에 도시된 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 하나의 실시 예로서 설명되는 것이며, 이것에 의해 본 출원의 기술적 사상과 그 핵심 구성 및 작용은 제한되지 않는다.Hereinafter, preferred embodiments of the present application will be described with reference to the accompanying drawings. The present application has been described with reference to the exemplary embodiment shown in the drawings, but this is described as an exemplary embodiment, by which the technical idea of the present application and its core configuration and operation are not limited.

도 1은 일 실시예에 따른 프로브형 브릴루앙 광산란 측정 장치의 개략적인 구성도이다.1 is a schematic configuration diagram of a probe-type Brillouin light scattering apparatus according to an embodiment.

도 1을 참조하면, 프로브형 브릴루앙 광산란 측정 장치는 분석기기(100) 및 프로브(200)를 포함한다. 도시된 바와 같이 프로브(200)는 광섬유(210)를 통해 분석기기(100)에 연결된다. 분석기기(100)는 레이저 광원(110), 에탈론(120), 편광분할기(130), 파장변환판(140), 조준빔 광원(150), 광검출기(160), 피드백회로(170), 필터(180), 광분광 측정기(190)를 포함한다.Referring to FIG. 1, the probe type Brillouin light scattering measuring apparatus includes an analyzer 100 and a probe 200. As shown, the probe 200 is connected to the analyzer 100 through an optical fiber 210. The analyzer 100 includes a laser light source 110, an etalon 120, a polarization splitter 130, a wavelength conversion plate 140, a collimating beam light source 150, a photodetector 160, a feedback circuit 170, and It includes a filter 180 and a light spectrometer 190.

레이저 광원(110)은 브릴루앙 산란을 발생시키기 위해 사용될 광신호를 공급하기 위한 장치이다. 일 실시예에서, 레이저 광원(110)은 780nm의 가변 다이오드 레이저를 포함하여 구성될 수 있다. 구체적으로, 레이저 광원(110)은 분포형 궤환 레이저 다이오드(Distributed Feed-Back laser diode, DFB-LD)를 포함할 수 있다. The laser light source 110 is a device for supplying an optical signal to be used to generate Brillouin scattering. In one embodiment, the laser light source 110 may include a 780 nm tunable diode laser. Specifically, the laser light source 110 may include a Distributed Feed-Back laser diode (DFB-LD).

에탈론(120)은 안정되고 순도가 높은 레이저 광원을 생성하기 위해 배치된다. 에탈론(120)은 분석기기(100) 내부에 배치되어, 일정한 온도를 갖도록 조절될 수 있고, 이에 따라 분석기기(100)는 안정된 광 주파수를 얻을 수 있다. Etalon 120 is arranged to produce a stable and high purity laser light source. The etalon 120 is disposed inside the analyzer 100 and can be adjusted to have a constant temperature, and accordingly, the analyzer 100 can obtain a stable optical frequency.

편광분할기(130)는 레이저 광원(110)에 의해 제공된 편광(polarized light)에 대해 편광 결합(polarization coupling)을 수행하고, 반사광에 대해 편광 분할(polarization splitting)을 수행하도록 구성된다.The polarization splitter 130 is configured to perform polarization coupling on the polarized light provided by the laser light source 110 and to perform polarization splitting on the reflected light.

파장변환판(140)은 평면 편광을 원형 편광으로 변환하거나 원형 편광을 평면 편광으로 변환할 수 있다. 파장변환판(140)은 구체적으로 1/4 파장 편광변환판일 수 있다. 파장변환판(140)은 고속 또는 저속 광파를 생성하기 위해 편광된 광이 입사하는 방향을 결정하여 입사광이 빠르거나 느린 광축을 갖는 45도 축에 있도록 배치된다. 광이 1/4 파장 편광변환판을 통과하면 광의 광선은 일정한 각도에서 편광면을 회전시킨다.The wavelength conversion plate 140 may convert planar polarized light into circular polarized light or convert circularly polarized light into planar polarized light. The wavelength conversion plate 140 may be specifically a 1/4 wavelength polarization conversion plate. The wavelength conversion plate 140 is disposed so that the incident light is at a 45 degree axis having a fast or slow optical axis by determining a direction in which polarized light is incident in order to generate a fast or slow light wave. When light passes through the 1/4-wavelength polarization conversion plate, the light rays rotate the polarization plane at a certain angle.

조준빔 광원(150)은 붉은색의 조준용 레이저 광원일 수 있다. 조준빔 광원(150)은 프로브형 브릴루앙 광산란 측정 장치의 사용자가 프로브(200)의 초점 위치를 눈으로 볼 수 있도록 식별력이 강한 붉은색의 레이저 광원일 수 있다. 다만 사용자가 프로브(200)의 초점 위치를 눈으로 볼 수 있도록 식별력이 강하다면 다른 색의 광원이여도 무방하다.The aiming beam light source 150 may be a red laser light source for aiming. The aiming beam light source 150 may be a red laser light source having a strong discrimination power so that a user of the probe-type Brillouin light scattering measuring device can visually see the focus position of the probe 200. However, if the identification power is strong so that the user can see the focal position of the probe 200 with the eyes, a different color light source may be used.

광검출기(160)는 브릴루앙 산란광을 검출하기 위한 장치이다. 광검출기(160)는 브릴루앙 산란광에 해당하는 광 신호를 수신하고, 수신된 신호들을 브릴루앙 이득 스펙트럼의 형태로 변환하여 데이터로 저장할 수 있다. The photodetector 160 is a device for detecting Brillouin scattered light. The photodetector 160 may receive an optical signal corresponding to the Brillouin scattered light, convert the received signals into a Brillouin gain spectrum, and store the data as data.

피드백회로(170)는 광검출기(160)에서 검출된 광의 데이터를 분석하여 레이저 광원(110)에 전송한다. 피드백회로(170)는 레이저 광원(110)에서 정확한 주파수의 광 신호를 발생시킬 수 있도록, 광의 데이터를 미리 설정된 값과 비교하여 분석할 수 있다. The feedback circuit 170 analyzes data of light detected by the photodetector 160 and transmits it to the laser light source 110. The feedback circuit 170 may compare and analyze light data with a preset value so that the laser light source 110 may generate an optical signal having an accurate frequency.

필터(180)는 프로브(200)에서 돌아온 광 신호를 광분광 측정기(190)로 처리하기 전에 브릴루앙 신호가 아닌 주파수 성분을 없애기 위해 형성된다. 예를 들어, 필터(180)는 루비듐(Rb) 증기 셀 또는 에탈론을 포함할 수 있다. 루비듐 증기 셀은 고압의 물질일 수 있다. 루비듐 증기 셀을 통과하는 광은 레이저 광원(110)과 같은 주파수에서 프레넬 반사광 또는 탄성 산란광들을 제거할 수 있고, 80db 이상의 노이즈 신호 감쇄 효율을 얻을 수 있다. 이와 같이, 분석기기(100)는 필터(180)를 통해 주파수 드리프트 및 노이즈에 대한 민감도를 증가시키지 않고, 주파수 안정도를 높일 수 있으며, 노이즈를 획기적으로 줄어들일 수 있어 순도 높은 광을 얻을 수 있다. 필터(180)에 대한 구체적인 구성에 대하여 후술하기로 한다.The filter 180 is formed to remove a frequency component other than the Brillouin signal before processing the optical signal returned from the probe 200 by the optical spectrometer 190. For example, the filter 180 may include a rubidium (Rb) vapor cell or etalon. The rubidium vapor cell can be a high pressure material. Light passing through the rubidium vapor cell may remove Fresnel reflected light or elastic scattered light at the same frequency as the laser light source 110, and noise signal attenuation efficiency of 80db or more may be obtained. In this way, the analyzer 100 can improve frequency stability without increasing sensitivity to frequency drift and noise through the filter 180, and can significantly reduce noise, thereby obtaining high-purity light. A detailed configuration of the filter 180 will be described later.

프로브(200)는 광섬유(210)를 통해 분석기기(100)에 연결된다. 프로브(200)는 대표적으로 수동형 프로브 및 전동형 프로브로 나뉠 수 있고, 프로브(200)는 한가닥의 광섬유(210)를 통해 분석기기(100)에 연결된다. The probe 200 is connected to the analyzer 100 through an optical fiber 210. The probe 200 may be typically divided into a passive probe and a motorized probe, and the probe 200 is connected to the analyzer 100 through an optical fiber 210 of a single strand.

광섬유(210)는 중심부에 굴절률이 높은 유리, 바깥 부분에 굴절률이 낮은 유리를 사용하여 중심부 유리를 통과하는 빛이 전반사가 일어나도록 한 광학적 섬유이다. 광섬유(210)는 에너지 손실이 매우 적어 송수신하는 데이터의 손실률도 낮고 외부의 영향을 거의 받지 않는다는 장점이 있다. 프로브(200)에 대하여는 후술하기로 한다.The optical fiber 210 is an optical fiber in which a glass having a high refractive index is used in the center and a glass having a low refractive index is used in the outer portion so that total reflection of light passing through the center glass occurs. The optical fiber 210 has an advantage in that the energy loss is very low, so that the loss rate of transmitted and received data is low and is hardly affected by the outside. The probe 200 will be described later.

광분광 측정기(190)는 브릴루앙 산란광을 검출하고 변환하기 위한 장치이다. 광분광 측정기(190)는 필터(180)에서 출력되는 광에 대응되는 전기적 신호를 출력한다. 광분광 측정기(190)는 신호의 크기 조절 및 변환을 위한 가변 광세기 조절기를 포함할 수 있다. 프로브(200) 광신호가 광섬유(210)를 통과하는 동안 발생된 유도 브릴루앙 이득에 대응되는 브릴루앙 산란광이 광세기 조절기에 입사되고, 광세기 조절기는 브릴루앙 산란광의 크기를 감쇄시킨다. 감쇄된 광은 이후에 변환기에서 전기신호로 변환된다.The light spectroscopy measuring device 190 is a device for detecting and converting Brillouin scattered light. The light spectrophotometer 190 outputs an electrical signal corresponding to the light output from the filter 180. The light spectroscopy meter 190 may include a variable light intensity adjuster for controlling and converting a signal size. Brillouin scattered light corresponding to the induced Brillouin gain generated while the probe 200 optical signal passes through the optical fiber 210 is incident on the light intensity controller, and the intensity controller attenuates the magnitude of the Brillouin scattered light. The attenuated light is then converted into an electrical signal in the converter.

광분광 측정기(190)는 컴퓨팅 장치를 포함할 수 있다. 광분광 측정기(190)는 브릴루앙 산란광에 해당하는 광 신호를 수신하고, 수신된 신호들을 브릴루앙 이득 스펙트럼의 형태로 변환함으로써 시험 광섬유의 물리적인 변화를 측정할 수 있다. 그리고 다른 하나 이상의 데이터 처리 수단을 더 이용하여 신호 처리 및 분석을 할 수도 있다. The light spectrometer 190 may include a computing device. The optical spectroscopy meter 190 may receive an optical signal corresponding to the Brillouin scattered light and convert the received signals into a Brillouin gain spectrum to measure a physical change of the test optical fiber. Further, signal processing and analysis may be performed using one or more other data processing means.

종래의 레이저 광원은 항온, 항습 시스템에서도 10분당 약 100MHz 정도의 주파수 드리프트가 발생한다. 이것은 CCD 센서의 스펙트럼 패턴을 변화시키고, 작동자가 수시로 보정을 해야 하는 불편함을 야기한다. 또한, 물체 및 광학 부품들에서 반사된 빛들이 브릴루앙분광기에 들어가게 되면 매우 약한 브릴루앙 신호를 분리하기가 어려워지기 때문에, 백그라운드 노이즈(background noise)는 브릴루앙 측정에서 중요한 문제가 된다. 뿐만 아니라, 주파수 드리프트 및 백그라운드 노이즈에 대한 민감도가 증가하여 브릴루앙 시프트 측정에 의한 물질의 강성 계산이 부정확해 지는 문제가 있다. 이에 따라, 좀더 주파수가 안정되고 노이즈를 줄여 순도 높은 레이저 광원이 필요하다. In the conventional laser light source, a frequency drift of about 100 MHz per 10 minutes occurs even in a constant temperature and humidity system. This changes the spectral pattern of the CCD sensor, and causes the operator to be inconvenient for frequent corrections. In addition, when light reflected from objects and optical components enters the Brillouin spectrometer, it becomes difficult to separate a very weak Brillouin signal, so background noise becomes an important problem in Brillouin measurement. In addition, there is a problem in that the stiffness calculation of the material by the Brillouin shift measurement becomes inaccurate due to increased sensitivity to frequency drift and background noise. Accordingly, there is a need for a laser light source having a higher purity by stabilizing the frequency and reducing noise.

도 2는 일 실시예에 따른 안정되고 순도 높은 레이저 광원을 공급하기 위해 주파수 로킹 모듈이 추가된 구성도이다. 도 2를 참조하면, 레이저 광원(110)은 튜너블(tunable) 레이저(111), 레이저 로킹 모듈(112) 및 클린업(clean-up) 필터(113)를 포함할 수 있다. 2 is a block diagram of a frequency locking module added to supply a stable and high-purity laser light source according to an exemplary embodiment. Referring to FIG. 2, the laser light source 110 may include a tunable laser 111, a laser locking module 112, and a clean-up filter 113.

도 2에 도시된 바와 같이, 튜너블 레이저(111)는 DFB 레이저(114)가 사용될 수 있고, TEC(thermoelectric controller)가 연결되어 항온을 조절할 수 있다. 레이저 로킹 모듈(112)은 루비듐 증기 셀(115)을 이용하여 구성될 수 있다. 클린업(clean-up) 필터(113)는 한 쌍의 오목 거울로 구성된 FP(Fabry-Perot)을 포함한다. 레이저 로킹 모듈(112)과 클린업(clean-up) 필터(113)는 도 1에 도시된 에탈론(120)에 대응될 수 있다. 루비듐 증기 셀(115)을 이용한 레이저 로킹 모듈(112)과 클린업 필터(113)를 포함하여 구성된 광원은 기존의 1GHz 이상의 주파수 드리프트가 10MHz 이하로 줄어들 수 있고, 레이저-대-ASE 비율(laser-to-ASE ratio)이 기존의 50-55db에서 80db 이상으로 개선될 수 있다. 이를 통해, 안정되고 순도 높은 레이저 광원의 공급이 가능할 수 있다. As shown in FIG. 2, a DFB laser 114 may be used as the tunable laser 111, and a thermoelectric controller (TEC) may be connected to adjust the constant temperature. The laser locking module 112 may be configured using a rubidium vapor cell 115. The clean-up filter 113 includes a Fabry-Perot (FP) composed of a pair of concave mirrors. The laser locking module 112 and the clean-up filter 113 may correspond to the etalon 120 shown in FIG. 1. The light source configured including the laser locking module 112 and the clean-up filter 113 using the rubidium vapor cell 115 can reduce the frequency drift of more than 1 GHz to less than 10 MHz, and the laser-to-ASE ratio (laser-to- -ASE ratio) can be improved from 50-55db to 80db or more. Through this, it may be possible to supply a stable and high-purity laser light source.

프로브형 브릴루앙 광산란 측정 장치에서 노이즈 신호를 감쇄하기 위해서 안정되고 순도 높은 레이저 광원과 함께 또는 별개로 노이즈 레벨을 획기적으로 줄일 수 있는 소거 필터가 필요하다. 상술한 바와 같이, 필터(180)는 증기 셀을 사용하는 것이 선호되나 에탈론 필터도 이용될 수 있다. 루비듐 증기 셀을 이용한 필터(180)는 80db 이상의 노이즈 감쇄 효율을 얻을 수 있다. In order to attenuate the noise signal in the probe-type Brillouin light scattering measuring device, a cancellation filter that can significantly reduce the noise level is required together with or separately from a stable and high-purity laser light source. As described above, the filter 180 is preferably a vapor cell, but an etalon filter may also be used. The filter 180 using the rubidium vapor cell can obtain a noise reduction efficiency of 80db or more.

도 3은 일 실시예에 따른 고압 루비듐 증기 셀을 사용할 때의 감쇄(attenuation) 스펙트럼 및 광원에 의한 브릴루앙 신호 스펙트럼을 비교하여 나타내는 그래프이다. 도 3은 압력 9uPa, 온도 65°에서 10cm의 루비듐 증기 셀을 사용할 때의 필터 투과 감쇄 스펙트럼, 레이저 스펙트럼, 각막 및 방수(aqueous humor)의 브릴루앙 신호 스펙트럼을 비교 도시한 것이다. 여기서 필터 투과 감쇄 스펙트럼은 블랙으로, 레이저 스펙트럼은 마젠타로, 각막의 브릴루앙 신호 스펙트럼은 그린으로, 방수의 브릴루앙 신호 스펙트럼은 시안으로 도시되어 있다.3 is a graph comparing an attenuation spectrum and a Brillouin signal spectrum by a light source when a high-pressure rubidium vapor cell is used according to an exemplary embodiment. 3 shows a comparison of the filter transmission attenuation spectrum, the laser spectrum, the cornea, and the Brillouin signal spectrum of the aqueous humor when using a rubidium vapor cell of 10 cm at a pressure of 9 uPa and a temperature of 65°. Here, the filter transmission attenuation spectrum is shown in black, the laser spectrum is magenta, the corneal Brillouin signal spectrum is shown in green, and the waterproof Brillouin signal spectrum is shown in cyan.

일 실시예에 따른 분석기기(100)는 루비듐 증기 셀을 포함하는 필터(180)를 사용하므로, 안구 공막 측정 및 추가적인 광섬유 세팅을 위해 충분한 수준의 감쇄 효율을 얻을 수 있다. 분석기기(100)는 65°에서 80db 이상의 노이즈 감쇄 효율을 얻을 수 있고, 도시된 바와 같이 레이저 라인에 있는 탄성 산란광들을 제거할 수 있다. 또한, 본 출원에 따른 분석기기(100)는 루비듐 증기 셀을 이용하여 레이저 로킹 모듈을 포함하는 레이저 광원을 구성할 수 있으므로 기존의 레이저 광원에서 발생하는 주파수 드리프트를 줄일 수 있고, CCD 장치의 스펙트럼 패턴을 변화시키지 않아 사용자로 하여금 수시로 보정을 해야 하는 불편함을 야기하지 않을 수 있다. 또한, 물체 및 광학 부품들에서 반사된 광들이 브릴루앙 분광기에 들어가지 않으므로 매우 약한 브릴루앙 신호를 분리하기에 용이하여, 물질의 강성 계산을 정확하게 할 수 있는 이점이 있다.Since the analyzer device 100 according to the embodiment uses the filter 180 including the rubidium vapor cell, it is possible to obtain a sufficient level of attenuation efficiency for measuring the ocular sclera and setting additional optical fibers. The analyzer 100 can obtain a noise reduction efficiency of 80 dB or more at 65°, and can remove elastic scattered lights in the laser line as shown. In addition, since the analyzer device 100 according to the present application can configure a laser light source including a laser locking module using a rubidium vapor cell, it is possible to reduce the frequency drift generated from the conventional laser light source, and the spectrum pattern of the CCD device Do not change the value may not cause inconvenience for the user to perform correction frequently. In addition, since light reflected from objects and optical components does not enter the Brillouin spectrometer, it is easy to separate a very weak Brillouin signal, and thus there is an advantage in that the stiffness of the material can be accurately calculated.

도 4는 일 실시예에 따른 에탈론 필터의 개략적인 구성도이고, 도 5는 일 실시예에 따른 에탈론 필터에 따른 투과 특성을 나타내는 그래프이다. 여기서 필터는 에탈론 및 거울로 구성된다.4 is a schematic configuration diagram of an etalon filter according to an exemplary embodiment, and FIG. 5 is a graph showing transmission characteristics according to an etalon filter according to an exemplary embodiment. Here the filter consists of an etalon and a mirror.

에탈론은 일정한 두께의 투명한 유리 양표면에 거울면을 코팅해서 만들어 진다. 외부의 광이 에탈론에서 반사될 때, 공진 주파수에 맞는 광은 투과하고, 그렇지 않은 나머지 광은 99% 이상 반사하게 된다. 거울의 각도를 조절하면 에탈론의 반사 각도를 조절할 수 있고, 에탈론의 공진 주파수가 레이저 주파수와 일치하도록 필터를 제작할 수 있다. 이러한 필터는 레이저 광의 세기를 줄이고, 주파수가 다른 브릴루앙 신호는 대부분 통과시킬 수 있는 투과 특성을 가질 수 있다. 도 4에 도시된 바와 같이, 필터는 레이저의 주파수 대역의 투과율은 0으로 조절하면서 브릴루앙 신호의 주파수 대역의 투과율을 1로 조절할 수 있으므로, 광분광 측정기(190)로 들어가는 광의 레이저 주파수 대역의 노이즈 성분을 없애고 측정하고자 하는 브릴루앙 신호 대역의 성분만을 남길 수 있다.Etalon is made by coating a mirror surface on both surfaces of transparent glass of a certain thickness. When external light is reflected by the etalon, light that matches the resonance frequency is transmitted, and the rest of the light that is not is reflected by more than 99%. By adjusting the angle of the mirror, the reflection angle of the etalon can be adjusted, and a filter can be manufactured so that the resonance frequency of the etalon matches the laser frequency. Such a filter may reduce the intensity of laser light and may have a transmission characteristic capable of passing most of the Brillouin signals having different frequencies. As shown in Fig. 4, the filter can adjust the transmittance of the Brillouin signal to 1 while adjusting the transmittance of the laser frequency band to 0, so that the noise of the laser frequency band of the light entering the optical spectrometer 190 You can remove the component and leave only the component of the Brillouin signal band to be measured.

본 출원에 따른 프로브형 브릴루앙 광산란 측정 장치는 한가닥의 광섬유(210)로 분석기기(100)와 프로브(200)를 연결한다. 이는 프로브(200)의 디자인을 더 간단하고 더 소형으로 할 수 있도록 해주고, 회전형 내시경을 구현하는 데 이점이 있다. 한가닥의 광섬유(210)로 분석기기(100)와 프로브(200)를 연결하면 입출력이 한가닥의 광섬유(210)를 통해 이루어지므로, 입력광의 일부가 광섬유(210) 끝단이나 렌즈 표면에서 반사되어 광섬유(210)로 따라 되돌아오는 노이즈가 있을 수 있고, 노이즈가 측정하고자 하는 브릴루앙 신호보다 세기가 크게 되면 브릴루앙 주파수 측정을 방해하게 되는 문제가 있다. 다만, 본 출원에 따른 프로브형 광산란 측정 장치는 필터(180)를 통해 광분광 측정기(190)로 광이 들어가기 전에 노이즈를 80db 이상(특히, 루비듐 증기 셀 필터인 경우) 감쇄시켜 제거할 수 있다. 따라서 본 출원에 따른 프로브형 브릴루앙 광산란 측정 장치는 단일 광섬유(210)로 구성되어 안구 공막 측정에 용이하도록 장치를 소형으로 구현시킬 수 있으면서, 노이즈를 제거한 순수한 광 성분을 통해 장치의 정확도를 높일 수 있다는 장점이 있다.The probe-type Brillouin light scattering measuring apparatus according to the present application connects the analyzer 100 and the probe 200 with an optical fiber 210 of a single strand. This makes the design of the probe 200 simpler and more compact, and there is an advantage in implementing a rotary endoscope. When the analyzer 100 and the probe 200 are connected with a single-stranded optical fiber 210, input/output is performed through the single-stranded optical fiber 210, so that a part of the input light is reflected from the end of the optical fiber 210 or the surface of the lens, 210), there may be a noise returning, and if the intensity of the noise is greater than the Brillouin signal to be measured, there is a problem that the Brillouin frequency measurement is disturbed. However, the probe-type light scattering measuring device according to the present application may attenuate and remove noise by 80 dB or more (especially in the case of a rubidium vapor cell filter) before light enters the photo spectroscopy meter 190 through the filter 180. Therefore, the probe-type Brillouin light scattering measuring device according to the present application is composed of a single optical fiber 210 so that the device can be implemented in a small size to facilitate the measurement of the eye sclera, and the accuracy of the device can be improved through pure light components with noise removed. There is an advantage that there is.

도 6은 일 실시예에 따른 필터에 따라 빛의 세기를 줄일 수 있는 정도를 측정한 그래프이다. 이는 필터 소자의 실용성을 측정하기 위해 에탈론과 거울을 이용해 실험을 수행한 결과이다.6 is a graph measuring a degree to which the intensity of light can be reduced according to a filter according to an exemplary embodiment. This is the result of conducting an experiment using etalon and a mirror to measure the practicality of the filter element.

도 6에 따르면, 거울의 위치를 바꾸어 에탈론에서 광이 반사하는 횟수를 바꾸어 가면 레이저 광의 세기를 얼마나 줄일 수 있는지 측정한 결과를 볼 수 있다. 에탈론에서 광이 매번 반사할 때마다 레이저 광의 세기는 약 10배씩 감소하였고, 동시에 브릴루앙 신호대역에서 광 손실은 약 10%씩 증가하였다. 최종적으로 반사횟수가 4번인 경우 브릴루앙 신호대역의 광 손실을 2dB로 줄이고, 노이즈를 40dB 제거할 수 있다.Referring to FIG. 6, it is possible to see a result of measuring how much the intensity of the laser light can be reduced by changing the position of the mirror and changing the number of times the light is reflected from the etalon. Each time the light reflected from the etalon, the intensity of the laser light decreased by about 10 times, and at the same time, the light loss in the Brillouin signal band increased by about 10%. Finally, if the number of reflections is 4, the optical loss in the Brillouin signal band can be reduced to 2dB and noise can be removed by 40dB.

본 출원에 따른 프로브형 브릴루앙 광산란 측정 장치는 전술한 필터(180)를 바탕으로 하여 브릴루앙 시스템을 개발한다. 필터(180)는 기존의 실리카 대신 열팽창 계수가 10배이상 더 작은 특수 유리로 제작된다. 또한 필터(180)는 추가적으로 금속코일 히터를 장착할 수 있고, 이에 따라 항온 유지가 가능해질 수 있다. 바람직하게 필터는 가로 10cm, 세로 20cm, 높이 5cm의 크기를 갖도록 제작될 수 있고, 외부온도 15-30도 영역 안에서 브릴루앙 신호대역의 광 손실은 2dB 이하로 하면서 노이즈는 40dB 이상 제거할 수 있다. The probe type Brillouin light scattering measuring device according to the present application develops a Brillouin system based on the above-described filter 180. The filter 180 is made of special glass having a coefficient of thermal expansion 10 times or more smaller than the conventional silica. In addition, the filter 180 may additionally mount a metal coil heater, and accordingly, a constant temperature may be maintained. Preferably, the filter may be manufactured to have a size of 10cm in width, 20cm in height, and 5cm in height, and the light loss in the Brillouin signal band in the external temperature range of 15-30 degrees can be 2dB or less while noise can be removed by 40dB or more.

도 7은 제 1 실시예에 따른 프로브를 나타내기 위한 개략적인 구성도이다. 프로브(200a)는 손으로 잡기 수월하도록 펜 모양으로 형성되고, 약 10cm의 직경과 약 1cm의 두께를 가질 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 도 7은 수동형 프로브를 도시하고 있다. 수동형 프로브(200a)는 홀더(201), 가이드레일(202), 초점거리 조절나사(203), 렌즈(204)를 포함한다. 7 is a schematic configuration diagram showing a probe according to the first embodiment. The probe 200a is formed in a pen shape so as to be easily gripped by hand, and may have a diameter of about 10 cm and a thickness of about 1 cm, but is not limited thereto. 7 shows a passive probe. The passive probe 200a includes a holder 201, a guide rail 202, a focal length adjusting screw 203, and a lens 204.

홀더(201)는 수동형 프로브(200a)를 지지하고, 가이드레일(202), 초점거리 조절나사(203), 렌즈(204)를 통해 탐지 깊이를 조절할 수 있다.The holder 201 supports the passive probe 200a, and can adjust the detection depth through the guide rail 202, the focal length adjusting screw 203, and the lens 204.

수동형 프로브(200a)는 초점이 일정한 거리에 고정되어 있고, 사용자가 펜을 움직여 가면서 조직의 다른 부위를 탐지할 수 있도록 형성된다. 조직 표면에서 탐지 깊이를 바꾸기 위해 펜을 조직에 대고 누를 수도 있지만, 수동형 프로브(200a)는 초점거리 조절나사(203)를 움직이고 렌즈(204)의 위치를 바꾸어 초점거리를 프로브 끝 표면(조직과 접촉하는 부위)에서 10mm 떨어진 범위 안에서 바꿀 수 있도록 설계되어 있다. 따라서 수동형 프로브는 조직에 대고 누르지 않아도 탐지 깊이를 바꿀 수 있어 사용자의 편의성을 증대시킬 수 있다. The passive probe 200a has a focal point fixed at a certain distance, and is formed so that the user can detect other parts of the tissue while moving the pen. Although the pen can be pressed against the tissue to change the detection depth on the tissue surface, the passive probe 200a moves the focal length adjusting screw 203 and changes the position of the lens 204 to change the focal length to the probe tip surface (contact with the tissue). It is designed to be able to change within a range of 10mm away from Therefore, the passive probe can change the detection depth without pressing it on the tissue, thereby increasing user convenience.

여기서 프로브는 렌즈(204)에 따라 초점의 크기, 즉 샘플링 부피를 선택할 수 있다. 고해상도를 측정하기 위해서는 샘플링 크기가 가로방향으로 약 1um, 길이방향으로 약 5um이면 되고, 저해상도를 측정하기 위해서는 샘플링 크기가 가로방향으로 약 3um, 길이방향으로 약 40um이면 된다.Here, the probe may select a focal size, that is, a sampling volume, according to the lens 204. To measure high resolution, the sampling size needs to be about 1um in the horizontal direction and about 5um in the length direction. To measure the low resolution, the sampling size should be about 3um in the horizontal direction and about 40um in the length direction.

도 8은 제 2 실시예에 따른 프로브를 나타내기 위한 개략적인 구성도이다. 도 7과 마찬가지로 프로브(200b)는 손으로 잡기 수월하도록 펜 모양으로 형성되고, 약 10cm의 직경과 약 1cm의 두께를 가질 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 도 8은 전동형 프로브를 도시하고 있다. 전동형 프로브(200b)는 가이드레일(202), 전기선(205), 음성코일 선형모터(206)를 포함한다.8 is a schematic configuration diagram illustrating a probe according to a second embodiment. Like FIG. 7, the probe 200b is formed in a pen shape so as to be easily gripped by hand, and may have a diameter of about 10 cm and a thickness of about 1 cm, but is not limited thereto. 8 shows a motorized probe. The motorized probe 200b includes a guide rail 202, an electric wire 205, and a negative coil linear motor 206.

전기선(205)을 통해 신호가 주입되면 음성코일 선형모터(206)가 동작하여 가이드레일(202)이 움직인다.When a signal is injected through the electric line 205, the voice coil linear motor 206 operates, and the guide rail 202 moves.

전동형 프로브(200b)는 음성코일 선형모터(206)를 장착하여 최종단 렌즈를 전후로 움직여 초점거리를 바꿀 수 있다. 이는 초점거리를 자동 스캔하며 샘플 조직을 깊이 방향으로 탐지하고 싶은 경우에 유용하다. 전동형 프로브(200b)는 약 3-6mm의 최대 스캔 거리를 가질 수 있다. 전동형 프로브(200b)는 초점거리를 바꾸면서 실시간으로 산란된 광 신호를 분석해 모니터에 깊이에 따른 브릴루앙 변환 주파수를 그래프로 보여줄 수 있고, 특정 깊이에서의 신호를 얻고 싶다면 전기선(205)을 통해 음성코일 선형모터(206)에 가는 전기 신호를 일정한 전압으로 바꾸어 초점을 고정할 수 있다. The motorized probe 200b may change the focal length by moving the last lens back and forth by mounting the negative coil linear motor 206. This is useful when you want to automatically scan the focal length and detect the sample tissue in the depth direction. The motorized probe 200b may have a maximum scan distance of about 3-6 mm. The motorized probe 200b analyzes the light signal scattered in real time while changing the focal length and shows the Brillouin conversion frequency according to the depth on the monitor as a graph. If you want to obtain a signal at a specific depth, the electric line 205 The focus can be fixed by converting the electric signal going to the coil linear motor 206 into a constant voltage.

도 9는 렌즈의 깊이에 따른 브릴루앙 주파수 측정치를 나타내는 그래프이다. 예를 들어, 도 9는 돼지 안구에서 적출한 렌즈의 깊이에 따른 강성의 변화를 측정한 것으로, 렌즈의 전방 표면 부근에서의 측정을 실시하고, 순차적으로 1mm 단위 깊이로 브릴루앙 측정을 실시하여 측정값을 비교한 결과이다. 9 is a graph showing Brillouin frequency measurements according to the depth of the lens. For example, FIG. 9 is a measurement of the change in stiffness according to the depth of the lens extracted from the pig's eye. The measurement is performed near the front surface of the lens, and Brillouin is measured sequentially at a depth of 1 mm This is the result of comparing the values.

도시된 바와 같이, 렌즈 중심부위의 브릴루앙 주파수가 가장 크게 나오고, 중심에서 멀어질수록 브릴루앙 주파수가 작아지는 것을 볼 수 있다. 이는 렌즈의 중심에 위치에 있는 세포핵 부위가 강성이 크고, 세포핵 주변을 감싸고 있는 피질 부위가 상대적으로 강성이 약하기 때문에 나타나는 결과이다. As shown, it can be seen that the Brillouin frequency above the center of the lens is the largest, and the Brillouin frequency decreases as the distance from the center increases. This is a result of the fact that the cell nucleus area located at the center of the lens has high rigidity, and the cortical area surrounding the cell nucleus is relatively weak.

이와 같이 본 출원에 따른 프로브형 브릴루앙 광산란 측정 장치는 한가닥의 광섬유(210)를 이용하므로 소형으로 제작될 수 있고, 루비듐 증기 셀을 이용하여 안정되고 순도 높은 레이저 광원을 공급할 뿐만 아니라 필터(180)를 통해 노이즈 감쇄율을 높일 수 있으므로, 다양한 깊이에서 정확한 강성을 측정할 수 있다는 장점이 있다.As described above, the probe-type Brillouin light scattering measuring device according to the present application can be manufactured in a small size because it uses a single-stranded optical fiber 210, and not only supplies a stable and high-purity laser light source using a rubidium vapor cell, but also the filter 180 Since the noise attenuation rate can be increased, there is an advantage that accurate stiffness can be measured at various depths.

이상에서 살펴본 본 발명은 도면에 도시된 실시예들을 참고로 하여 설명하였으나 이는 예시적인 것에 불과하며 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 실시예의 변형이 가능하다는 점을 이해할 것이다. 그러나, 이와 같은 변형은 본 발명의 기술적 보호범위 내에 있다고 보아야 한다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해서 정해져야 할 것이다.The present invention described above has been described with reference to the embodiments shown in the drawings, but these are merely exemplary, and those of ordinary skill in the art will understand that various modifications and variations of the embodiments are possible therefrom. However, such modifications should be considered to be within the technical protection scope of the present invention. Therefore, the true technical scope of the present invention should be determined by the technical spirit of the appended claims.

100: 분석기기 110: 레이저 광원
111: 튜너블 레이저 112: 레이저 로킹 모듈
113: 클린업 필터 114: DFB 레이저
120: 에탈론 130: 편광분할기
140: 파장변환판 150: 조준빔 광원
160: 광검출기 170: 피드백회로
180: 필터 190: 광분광 측정기
200: 프로브 201: 홀더
202: 가이드레일 203: 초점거리 조절나사
204: 렌즈 205: 전기선
206: 음성코일 선형모터 210: 광섬유100: analyzer 110: laser light source
111: tunable laser 112: laser locking module
113: clean-up filter 114: DFB laser
120: etalon 130: polarization splitter
140: wavelength conversion plate 150: aiming beam light source
160: photodetector 170: feedback circuit
180: filter 190: light spectrometer
200: probe 201: holder
202: guide rail 203: focal length adjusting screw
204: lens 205: electric wire
206: voice coil linear motor 210: optical fiber

Claims

An analyzer that analyzes the Brillouin signal light; And
A probe-type Brillouin light scattering device comprising a probe for receiving an optical signal from the analyzer and irradiating it on a body tissue,
The analyzer,
A laser light source supplying an optical signal to the probe;
A filter that receives and transmits a Brillouin signal from the probe; And
It is connected to the filter and includes a light spectrometer for analyzing the Brillouin signal,
The analyzer and the probe are connected to each other through a single optical fiber.

The method of claim 1,
The light source comprises a frequency locking module according to laser light and a filter for attenuating noise using a rubidium vapor cell.

The method of claim 1,
The filter is a probe type Brillouin light scattering measuring device, characterized in that to reduce the frequency drift generated by the laser by removing the elastic scattered light of the laser.

The method of claim 1,
The filter comprises an etalon and a mirror,
The mirror is characterized in that by adjusting the reflection angle of the etalon to match the resonance frequency of the etalon and the resonance frequency of the laser, probe type Brillouin light scattering measurement device.

The method of claim 1,
The analyzer further comprises a collimating beam light source having a strong discrimination power so that a user can see the focal position of the probe.

The method of claim 1,
In the optical fiber, a glass having a high refractive index is disposed in a central portion and a glass having a lower refractive index is disposed in an outer portion of the optical fiber.

The method of claim 1,
The probe,
A passive probe for measuring characteristics of body tissue while the user moves the pen; And
A probe-type Brillouin light scattering measuring device comprising an electric probe for measuring characteristics of body tissues according to depth through an electrical signal.

The method of claim 7,
The passive probe includes a focal length adjusting screw,
A probe type Brillouin light scattering measuring device, characterized in that the detection depth is adjusted by moving the focal length adjusting screw to change the position of the lens.

The method of claim 7,
The electric probe includes an electric wire and a negative coil linear motor,
A probe type Brillouin light scattering measuring device, characterized in that the electric signal going to the voice coil linear motor through the electric line is changed to a constant voltage to fix the focus.

The method of claim 1,
The optical spectroscopy measuring device, characterized in that for outputting an electrical signal corresponding to the light output from the filter, probe type Brillouin light scattering measuring device.

The method of claim 1,
The optical spectroscopy measuring device comprises a computing device that receives an optical signal corresponding to the Brillouin scattered light and converts the received signals into a form of a Brillouin gain spectrum.

The method of claim 1,
The filter is characterized in that using a rubidium vapor cell, probe type Brillouin light scattering measuring device.