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KR20000034461A - 펄스발생장치 - Google Patents

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KR20000034461A
KR20000034461A KR1019980051797A KR19980051797A KR20000034461A KR 20000034461 A KR20000034461 A KR 20000034461A KR 1019980051797 A KR1019980051797 A KR 1019980051797A KR 19980051797 A KR19980051797 A KR 19980051797A KR 20000034461 A KR20000034461 A KR 20000034461A
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Abstract

펄스 홀로그래피(pulse holography)용 March-zender 간섭계를 이용한 펄스발생장치를 개시한다.
이러한 장치는 펄스발생장치에 있어서, 연속적인 파형을 갖는 레이져 빔을 발생하는 레이져 발생장치(100); 상기 레이져 발생장치(100)로부터 인가된 연속적인 레이져 빔을 소정의 시간간격을 두고 계속해서 셔터링(shuttering)시켜 펄스 스트림(pulse stream)을 생성하는 음향광변조장치(Acousto Optic Modulator : AOM)(102); 상기 음향광변조장치(102)로부터 인가되는 펄스 스트림에 있어서 각각의 펄스파에 대해 일부는 투과시키고 일부는 소정의 각도로 반사시켜 2 개의 경로를 갖도록 각각의 펄스파를 분쇄하는 제1빔 스플리터(104); 상기 제1빔 스플리터(104)로부터 일부의 반사된 펄스파를 소정의 각도로 전반사시키는 제1미러(106); 상기 제1미러(106)로부터 인가된 펄스파를 소정의 광경로차를 갖도록 하는 페브리 페롯(pebri-perot) 간섭계(110); 상기 페브리 페롯(pebri-perot) 간섭계(110)로부터 인가된 펄스파를 소정의 각도로 전반사시키는 제2미러(112); 및 상기 제1빔 스플리터(104)로부터 인가된 펄스파(Ps)를 통과시키며 그리고 상기 제2미러(112)로부터 인가된 펄스파를 상기 펄스파(Ps)와 동일한 경로로 전반사시키는 제2빔 스플리터(108)를 포함한다.

Description

펄스발생장치(Pulse generating apparatus)
본 발명은 계측기에 관한 것으로서, 특히 펄스 홀로그래피(pulse holography)용 March-zender 간섭계를 이용한 펄스발생장치에 관한 것이다.
종래의 비파괴 측정용 펄스 홀로그래피 간섭계를 사용하기 위해서는 펄스 레이져가 필요하였다. 종래에서 사용된 편광기는 신호발생기의 신호를 받아 주기적으로 빛의 편광을 90° 변환하였다. 따라서 편광이 180° 차이가 나게되면 상쇄되어 빛이 나오지 않았다. 신호발생기의 신호를 끄면 액티브 미디움(active medium)에 포화되어 있던 빛이 한꺼번에 나와 펄스를 생성한다.
이러한 레이져는 정밀광학계이고 Q-switching을 하려면 내부를 뜯어내어 개조하여야 한다. 이는 고난이도의 기술이 필요하며 따라서 종래의 Q-switched 레이져는 고가의 장비이며 편광기도 고가의 부품이라 경제적이 못한 문제점이 있다.
본 발명은 상술한 바와 같은 종래 기술을 개선하기 위하여 안출된 것으로서, March-zender 간섭계를 이용하여 매우 짧은 시간간격의 광경로차를 갖는 펄스파를 발생하는 장치를 제공함에 있다.
상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 장치는 연속적인 파형을 갖는 레이져 빔을 발생하는 레이져 발생장치; 상기 레이져 발생장치로부터 인가된 연속적인 레이져 빔을 소정의 시간간격을 두고 계속해서 셔터링(shuttering)시켜 펄스 스트림(pulse stream)을 생성하는 음향광변조장치(Acousto Optic Modulator : AOM); 상기 음향광변조장치로부터 인가되는 펄스 스트림에 있어서 각각의 펄스파에 대해 일부는 투과시키고 일부는 소정의 각도로 반사시켜 2 개의 경로를 갖도록 각각의 펄스파를 분쇄하는 제1빔 스플리터(beam splitter); 상기 제1빔 스플리터로부터 일부의 반사된 펄스파를 소정의 각도로 전반사시키는 제1미러; 상기 제1미러로부터 인가된 펄스파를 소정의 광경로차를 갖도록 하는 페브리 페롯(pebri-perot) 간섭계; 상기 페브리 페롯(pebri-perot) 간섭계로부터 인가된 펄스파를 소정의 각도로 전반사시키는 제2미러; 및 상기 제1빔 스플리터(beam splitter)로부터 인가된 펄스파(Ps)를 통과시키며 그리고 상기 제2미러로부터 인가된 펄스파를 상기 펄스파(Ps)와 동일한 경로로 전반사시키는 제2빔 스플리터를 포함한다.
상기 제1빔 스플리터, 제1미러, 제2미러 및 제2빔 스플리터에서의 각각의 반사각도는 90°임을 특징으로 한다.
도 1은 본 발명에 따른 펄스발생장치의 구성도이다.
도 2는 레이져 발생장치에서 발생되는 연속적인 파형을 갖는 레이져 빔을 보이는 도면이다.
도 3은 음향광변조장치를 통과하여 셔터링되는 펄스 스트림 중에서 하나의 펄스파만을 보이는 도면이다.
도 4는 제2빔 스플리터에서 투과 및 반사된 두 개의 펄스파를 보이는 도면이다.
도 5는 페브리-페롯 간섭계의 구성도이다.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
100 : 레이져 발생장치 102 : 음향광변조장치(AOM)
104 : 제1빔 스플리터 106 : 제1미러
108 : 제2빔 스플리터 110 : 페브리-페롯 간섭계
112 : 제2미러 500 : 핀홀
502, 508 : 오목렌즈 504, 506 : 평면
510 : 볼록렌즈
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 펄스발생장치의 구성도이다.
도 1에 도시된 바와 같은 펄스발생장치는 레이져 발생장치(100), AOM(102), 제1빔 스플리터(104), 제1미러(106), 제2빔 스플리터(108), 페브리-페롯 간섭계(110) 및 제2미러(112)를 포함하여 구성된다.
본 발명에 따른 펄스발생장치의 구성을 설명한다.
레이져 발생장치(100)는 연속적인 파형을 갖는 레이져 빔을 발생한다. 음향광변조장치(AOM)(102)는 상기 레이져 발생장치(100)로부터 인가된 연속적인 레이져 빔을 소정의 시간간격을 두고 계속해서 셔터링(shuttering)시켜 펄스 스트림(pulse stream)을 생성한다. 제1빔 스플리터(104)는 상기 음향광변조장치(102)로부터 인가되는 펄스 스트림에 있어서 각각의 펄스파에 대해 일부는 투과시키고 일부는 소정의 각도로 반사시켜 2 개의 경로를 갖도록 각각의 펄스파를 분쇄한다. 제1미러(106)는 상기 제1빔 스플리터(104)로부터 일부의 반사된 펄스파를 소정의 각도로 전반사시킨다. 페브리 페롯(pebri-perot) 간섭계(110)는 상기 제1미러(106)로부터 인가된 펄스파를 소정의 광경로차를 갖도록 한다. 제2미러(112)는 상기 페브리 페롯(pebri-perot) 간섭계(110)로부터 인가된 펄스파를 소정의 각도로 전반사시킨다. 제2빔 스플리터(108)는 상기 제1빔 스플리터(104)로부터 인가된 펄스파(Ps)를 통과시키며 그리고 상기 제2미러로(112)부터 인가된 펄스파를 상기 펄스파(Ps)와 동일한 경로로 전반사시킨다.
본 발명에 따른 펄스발생장치의 구성에 따른 작용을 설명한다.
도 2는 레이져 발생장치(100)에서 발생되는 연속적인 파형을 갖는 레이져 빔을 보이는 도면이고, 도 3은 음향광변조장치(102)를 통과하여 셔터링되는 펄스 스트림 중에서 하나의 펄스파만을 보이는 도면이며, 도 4는 제2빔 스플리터(108)에서 투과 및 반사된 두 개의 펄스파를 보이는 도면이다.
레이져 발생장치(100)는 도 2와 같은 연속적인 파형을 갖는 레이져 빔을 발생한다. 음향광변조장치(102)는 레이져 발생장치(100)로부터 발생된 도 2와 같은 연속적인 파(wave)를 매우 짧은 시간간격으로 셔터링(shuttering)시키는 역할을 한다. 즉, 연속적으로 입사되는 파를 매우 짧은 시간간격으로 차단하고 통과시키고 또 차단하고 통과시키는 과정을 계속적으로 반복해서 펄스 스트림(pulse stream)을 생성한다. 도 3은 음향광변조장치(102)에서 생성된 펄스 스트림중에서 하나의 펄스만을 보이는 것이다. 음향광변조장치(102)는 상용 구입가능한 것으로 그리 비싸지 않는 것이다. 제1빔 스플리터(104)는 음향광변조장치(102)로부터 생성된 펄스 스트림을 인가하여 각각의 펄스파에 대해 일부는 투과시키고, 일부는 반사시킨다. 즉, 제1빔 스플리터(104)로 입사된 하나의 펄스파의 세기가 100이라 하였을 때, 대략 50 정도는 투과시키고 나머지 50 정도는 반사시킨다. 이 때, 반사되는 펄스파의 경로는 90°로 한다. 물론, 본 발명의 도면 도 1에서 보이는 바와 같이 미러를 2개 사용할 경우에는 제1빔 스플리터(104), 제1미러(106), 제2빔 스플리터(108) 및 제2미러(112)의 위치에 따라 그 각도는 조절 가능하다. 도면상에는 직사각형 구조로 그렸지만 각각의 구성요소의 위치에 따라 반사되는 각도는 이 분야에서 통상으 지식을 가진 자라면 용이하게 이해할 수 있는 정도의 것임은 자명하다. 물론, 뒤에서 설명할 제1미러(106), 제2미러(112) 및 제2빔 스플리터(108)의 반사각도도 동일한 원리에서 이해할 수 있다. 제1미러(106)는 상기 제1빔 스플리터(104)로부터 반사된 일부의 펄스파를 전반사시킨다. 페브리-페롯 간섭계(110)는 제1미러(106)로부터 인가된 펄스파를 입사하여 통과시키면서 소정의 광경로차를 갖도록 조정가능하다. 도 5는 페브리-페롯 간섭계(110)의 구성도이다. 도 5를 참조하면, 페브리-페롯 간섭계(110)는 핀홀(500), 2개의 오목렌즈(502, 508), 거리 d의 간격을 갖는 2개의 평면(504, 506), 볼록렌즈(510)으로 구성된다. 페브리-페롯 간섭계(110)는 핀홀 레이져와 외부의 노이즈를 제거하기 위한 위한 것으로서 첫 번째 오목렌즈(502)는 핀홀(500)을 통과한 빛을 확산된 평면파를 얻기 위한 것이고, 두 번째 오목렌즈(508)는 평면파를 집광시키기 위한 것이다. 두 개의 평면(504, 506) 사이의 간격 d를 조정하여 타임 딜레이(time delay)를 조정한다. 두 개의 평면(504, 506) 사이에서 빛 공진을 일으키다가 방출되는 것으로서 상용 구입가능한 것이다. 제2미러(112)는 페브리-페롯 간섭계(110)로부터 인가된 펄스파를 전반사시킨다. 제2빔 스플리터(108)는 제1빔 스플리터(104)로부터 투과된 펄스 스트림을 계속해서 투과시키고, 한편 제2미러(112)로부터 반사된 펄스 스트림을 계속해서 전반사시킨다. 따라서, 제2빔 스플리터(108)는 도 4에서 보이는 바와 같이, 이를 투과된 하나의 펄스파(Ps)와 이 펄스파(Ps)와 소정의 시간간격의 광경로차를 갖는 펄스파를 발생한다. 본 발명에서 구현한 펄스파(Ps)와 이에 대해 광경로차를 가지며 펄스파(Ps)에 후속하는 펄스파의 시간간격은 1μsec로 하는 것이 가능하다.
본 발명의 제1빔 스플리터(104), 제1미러(106), 제2미러(112) 및 제2빔 스플리터(108)의 구조는 상용 구입가능한 March-zender 간섭계의 기본적인 구조를 이용하는 것이다.
본 발명은 이상과 같이 기재된 구체예에 대하여만 상세히 설명되었지만 본 발명의 사상과 범위내에서 변경이나 변형할 수 있음은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백한 것이며 이러한 변경이나 변형은 첨부된 특허청구범위에 의하여 제한되어져야 한다.
상술한 바와 같은 펄스발생장치에 의하면, March-zender 간섭계를 이용하여 비용이 저렴하고 조립이 간단한 펄스 레이져를 만들 수 있다.

Claims (2)

  1. 펄스발생장치에 있어서,
    연속적인 파형을 갖는 레이져 빔을 발생하는 레이져 발생장치(100);
    상기 레이져 발생장치(100)로부터 인가된 연속적인 레이져 빔을 소정의 시간간격을 두고 계속해서 셔터링(shuttering)시켜 펄스 스트림(pulse stream)을 생성하는 음향광변조장치(Acousto Optic Modulator : AOM)(102);
    상기 음향광변조장치(102)로부터 인가되는 펄스 스트림에 있어서 각각의 펄스파에 대해 일부는 투과시키고 일부는 소정의 각도로 반사시켜 2 개의 경로를 갖도록 각각의 펄스파를 분쇄하는 제1빔 스플리터(104);
    상기 제1빔 스플리터(104)로부터 일부의 반사된 펄스파를 소정의 각도로 전반사시키는 제1미러(106);
    상기 제1미러(106)로부터 인가된 펄스파를 소정의 광경로차를 갖도록 하는 페브리 페롯(pebri-perot) 간섭계(110);
    상기 페브리 페롯(pebri-perot) 간섭계(110)로부터 인가된 펄스파를 소정의 각도로 전반사시키는 제2미러(112); 및
    상기 제1빔 스플리터(104)로부터 인가된 펄스파(Ps)를 통과시키며 그리고 상기 제2미러(112)로부터 인가된 펄스파를 상기 펄스파(Ps)와 동일한 경로로 전반사시키는 제2빔 스플리터(108)를 포함하는 펄스발생장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1빔 스플리터(104), 제1미러(106), 제2미러(112) 및 제2빔 스플리터(108)에서의 각각의 반사각도는 90°임을 특징으로 하는 펄스발생장치.
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