일반기술

광섬유나 광도파로 표면의 굴절률구조 측정장치 및 방법

본 기술은 광섬유나 광도파로의 표면을 스캔하면서 표면에 서로 다른 파장을 갖는 세 개의 레이저빔을 투사하여 스캔하는 높이를 일정하게 유지시킨 상태에서 위치에 따른 표면에서의 반사율 변화를 측정하여 광섬유나 광도파로의 굴절률 분포를 측정하는 장치 및 방법에 관한 것이다.기존의 광섬유나 광도파로의 표면의 굴절률구조를 측정하는 방법에는 광섬유나 광도파로의 측면으로 빛을 입사시켜 굴절률구조에 의한 빛의 굴절정도를 측정하는 방법과, 주사 근접광 현미경을 사용하여 광섬유나 광도파로의 표면에 빛을 투사하고 광섬유의 굴절률 분포에 따른 반사율의 차이를 측정하는 방법이 있다. 그러나, 굴절현상에 의한 굴절정도를 측정하는 방법은 빛의 회절현상 때문에 미세한 광섬유나 광도파로의 구조에 따른 굴절률 분포를 측정하기 힘들다는 단점을 가지고 있다. 주사 근접광 현미경에 의한 방법은 신호 대 잡음의 비가 낮아서 측정하려는 굴절률의 미세한 변화를 측정하기 힘들고 프로브와 측정하려는 광섬유나 광도파로의 단면과의 거리변화가 조금만 있어도 측정에 많은 오류가 발생하는 단점을 가지고 있다.따라서, 본 기술은 기존의 굴절현상을 이용한 측정장치에 비하여 보다 간단하고 높은 공간 분해능과 안정성을 가지며 기존의 주사 근접광 현미경을 이용한 측정장치에 비하여 높은 신호 대 잡음비를 갖는 매우 정밀하게 굴절률 분포를 측정할 수 있는 광섬유나 광도파로 표면의 굴절률 구조 측정장치 및 방법을 제공하고자 한다.본 기술에 의한 광섬유나 광도파로 표면의 굴절률 구조 측정장치는 광섬유 끝에서 나온 서로 다른 세 개 파장의 레이저 빛의 초점을 형성하거나 굴절률 구조를 측정하려는 반사파 표면에서 반사되어 나온 빛을 다시 광섬유에 유도하는 렌즈와, 짧은 파장의 레이저와 긴 파장 레이저의 빛으 세기 차이에 의해 가해진 전압에 비례하여 광섬유 끝과 렌즈 사이의 거리를 조절하는 압전변환기와, 서로 다른 파장의 레이저의 빛을 한 광섬유를 통해 유도하거나 반사되어 나온 빛을 해당하는 레이저를 향하여 진행하도록 하는 파장분할 다중화기와, 서로 다른 파장의 레이저의 빛을 분할하거나 결합하는 광섬유 커플러와, 광섬유 커플러를 통해 나온 레이저 빛의 세기를 측정하는 광섬유 검출기와, 광섬유 검출기에서 나온 빛의 세기에서 광섬유 검출기에서 나온 빛의 세기를 빼어 증폭하는 차동 증폭기와, 광섬유 검출기에서 검출된 중간 파장 레이저의 반사된 빛의 세기를 측정할 수 있도록 반사면 표면을 스캔하는 x축 스캐너 및 y축 스캐너를 포함한다.이와 같이 이루어진 본 기술에 의하면, 기존 굴절현상을 이용한 측정장치에 비하여 높은 공간 분해능을 가지며 주사 근접광 현미경을 이용한 측정장비에 비하여 높은 신호 대 잡음비를 가지므로 측정오차를 매우 작게 할 수 있고 미세구조의 광섬유나 광도파로의 설계와 제작에 있어서 꼭 필요한 굴절률 분포에 관한 측정을 매우 정밀하게 할 수 있는 효과가 있다. 또한, 상용화된 기존의 굴절률 측정장치에 비하여 측정 방법이 매우 간단하며 고가장비가 필요치 않으므로 상용화하기가 용이하다.