KR101008120B1 - Ultrasonic measuring apparatus using resonator length selective optical fiber interferometer - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 측정하고자 하는 초음파에 대한 신호감도를 증가시키면서도 외부 잡음 요인을 감소시킬 수 있는 초음파 측정 장치 및 초음파 측정 방법에 관한 것이다. 본 발명의 일 측면에 따르면, 산란광의 도플러 편이 측정을 위해 광섬유 페브리-페롯 간섭계를 이용하는 초음파 측정 장치에 있어서, 서로 다른 길이를 갖는 복수의 광섬유를 상기 간섭계에 설치하되, 측정하고자 하는 초음파의 주파수에 따라, 상기 복수의 광섬유 중에서, 상기 간섭계 내에서의 산란광 전송을 위해 사용될 광섬유를 선택하는 것을 특징으로 하는 초음파 측정 장치를 제공한다. The present invention relates to an ultrasonic measuring apparatus and an ultrasonic measuring method capable of reducing an external noise factor while increasing a signal sensitivity of an ultrasonic wave to be measured. According to an aspect of the present invention, in the ultrasonic measuring apparatus using an optical fiber Fabry-Perot interferometer for the Doppler shift of the scattered light, a plurality of optical fibers having different lengths are installed in the interferometer, but the frequency of the ultrasonic wave to be measured According to the present invention, there is provided an ultrasonic measuring device, characterized in that for selecting the optical fiber to be used for transmission of scattered light in the interferometer.

광섬유, 초음파 Optical fiber, ultrasonic

Description

공진기 길이 선택형 광섬유 간섭계를 이용한 초음파 측정 장치{ULTRASONIC MEASURING APPARATUS USING RESONATOR LENGTH SELECTIVE OPTICAL FIBER INTERFEROMETER}ULTRASONIC MEASURING APPARATUS USING RESONATOR LENGTH SELECTIVE OPTICAL FIBER INTERFEROMETER}

본 발명은 페브리-페롯 간섭계(fiber Febry-Perot interferometer)를 이용한 초음파 측정 장치에 관한 것으로서, 특히 측정하고자 하는 초음파의 주파수에 따라 최적의 공진기 길이를 선택하여 측정의 정확도와 효율을 향상시킨 광섬유 간섭계 방식의 초음파 측정 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an ultrasonic measuring apparatus using a fiber Febry-Perot interferometer, in particular an optical fiber interferometer that improves the accuracy and efficiency of the measurement by selecting the optimal resonator length according to the frequency of the ultrasonic wave to be measured. It relates to an ultrasonic measuring device of the system.

일반적으로 초음파가 대상 물체 표면을 지나가면 그 초음파에 의해 대상 물체 표면이 진동한다. 이때 레이저 빔이 측정 대상 물체의 표면에 조사되면, 초음파에 의한 물체 표면의 진동으로 인해, 그 대상 물체 표면으로부터 산란된 레이저 산란광에서 도플러 편이라고 불리는 주파수 편이가 발생하며, 이를 이용하여 대상 물체에 전달된 초음파를 측정할 수 있다. 상술한 도플러 편이의 측정에는 페브리-페롯(Febry-Perot) 간섭계형의 도플러 편이 측정 간섭계가 널리 이용되고 있다. 이러한 초음파 측정은 금속이나 복합 재료 등 대상 물체의 기계적 특성이나 미세조직 등 재질 물성의 비파괴 검사로서 광범위하게 사용될 수 있다. 이 경우, 측정 대상 물체에 초음파를 발생시키는 방법으로서, 그 대상 물체의 표면에 레이저 펄스 빔을 조사할 수 있다.In general, when an ultrasonic wave passes through the surface of the object, the surface of the object vibrates by the ultrasonic wave. At this time, when the laser beam is irradiated to the surface of the object to be measured, due to the vibration of the surface of the object by ultrasonic waves, a frequency shift called a Doppler shift occurs in the laser scattered light scattered from the surface of the object, and transmits it to the object The detected ultrasound can be measured. The Doppler shift measuring interferometer of the Febri-Perot interferometer type | mold is widely used for the measurement of the above-mentioned Doppler shift. Such ultrasonic measurement can be widely used as a non-destructive inspection of mechanical properties of target objects such as metals or composite materials and material properties such as microstructures. In this case, as a method of generating ultrasonic waves on the measurement target object, a laser pulse beam can be irradiated to the surface of the target object.

구면 거울을 사용하는 통상적인 도플러 편이 간섭계는 간섭계 내부에서 빛이 동일한 경로로 계속적인 다중 반사를 하여야 하므로 구면 거울이 정확히 정렬되어야 하며, 또한 두 구면 거울 사이의 거리(공진기 길이)도 항시 일정하게 유지해야 하는 문제점이 있다. 또한 이와 같은 정렬상의 어려움으로 인해 외부적 진동에 매우 민감하여 열악한 환경의 산업현장에서는 적용이 매우 곤란한 문제점이 있고, 더욱이 두 구면 거울 사이의 거리가 커질수록 측정 효율이 증가하기 때문에 높은 정밀도의 측정을 요구하는 현장에서는 간섭계의 크기가 대형화되어야 하는 문제점이 있다. Conventional Doppler-shifted interferometers that use spherical mirrors require that the spherical mirrors be exactly aligned because the light must continually reflect multiple reflections in the same path inside the interferometer, and the distance between the two spherical mirrors (resonator length) is always constant. There is a problem that must be done. In addition, due to such alignment difficulties, it is very sensitive to external vibrations, which makes it difficult to apply in an industrial environment in a harsh environment. Furthermore, as the distance between two spherical mirrors increases, the measurement efficiency increases, so that high precision measurement is performed. There is a problem that the size of the interferometer should be enlarged at the site of the request.

이러한 구면 거울을 이용한 도플러 편이 간섭계의 문제점을 해결하기 위해, 도 1에 도시된 바와 같은 광섬유를 이용한 페브리-페롯 간섭계형 도플러 편이 측정 간섭계가 제시되었다. 도 1을 참조하면, 광섬유를 이용한 초음파 측정장치(10)는 측정 대상물(1)에 조사된 레이저 빔(2)에 의해 발생된 산란광을 포집하기 위한 포집 렌즈(3)와, 입력 부분반사 거울(4)과, 산란광을 받아 전송하는 편광유지 광섬유(5)를 구비한다. 광섬유(5)의 길이는 외부 온도, 진동 등의 환경 요인에 의해 미세하게 변동하는데, 이를 보정하기 위해 광섬유(5)의 미세 길이 조절 소자(6)를 일 정 횟수만큼 밀착하여 감는다. 이 미세 길이 조절 소자(6)는 광섬유의 길이를 약 수 nm 정도 범위에서 미세하게 조절하기 위해 사용되며 이 조절 소자(6)로서 실린더형 압전소자가 이용될 수 있다. In order to solve the problem of the Doppler shift interferometer using the spherical mirror, a Fabry-Perot interferometer type Doppler shift measurement interferometer using an optical fiber as shown in FIG. Referring to FIG. 1, an ultrasonic measuring apparatus 10 using an optical fiber includes a collecting lens 3 for collecting scattered light generated by a laser beam 2 irradiated onto a measuring object 1, and an input partial reflection mirror ( 4) and the polarization maintaining optical fiber 5 which receives and transmits scattered light. The length of the optical fiber 5 fluctuates finely due to environmental factors such as external temperature and vibration. To correct this, the fine length adjusting element 6 of the optical fiber 5 is wound in close contact with a predetermined number of times. This fine length adjusting element 6 is used to finely adjust the length of the optical fiber in the range of about several nm, and a cylindrical piezoelectric element may be used as the adjusting element 6.

광섬유(5)를 통과한 산란광은 광섬유(5)의 다른 한쪽 끝단에 부착된 출력 부분반사 거울(7)에 도달하고, 출력 부분반사 거울(7)을 통과한 산란광의 일부는 편광형 빛살 가르개(8)를 통과하여 고주파 광검출기(9)에 의해 검출된다. 또한, 빛살 가르개(8)에서 인출된 산란광의 일부는 저주파 광검출기(도시 않함)로 측정되어 이 저주파 광 검출기에 연결된 제어 회로를 통해 압전 소자(6)에의 공급 전압을 제어할 수 있고, 이로써 광섬유 길이를 미세하게 조절할 수 있다. The scattered light passing through the optical fiber 5 reaches the output partial reflection mirror 7 attached to the other end of the optical fiber 5, and a part of the scattered light passing through the output partial reflection mirror 7 is part of the polarized light splitter. Passed by (8) is detected by the high frequency photodetector 9. In addition, a part of the scattered light drawn from the light splitter 8 can be measured with a low frequency photodetector (not shown) to control the supply voltage to the piezoelectric element 6 through a control circuit connected to the low frequency photodetector. The optical fiber length can be finely adjusted.

이와 같은 광섬유를 이용한 도플러 편이 측정장치에 따르면, 기존의 구면 거울형 간섭계와 같은 작용을 하면서도 소형이며 외부적 진동에 무관하고 별도의 광소자 정렬 작업이 불필요하다. 그러나, 상술한 광섬유 페브리-페롯 간섭계는 측정하고자 하는 초음파의 주파수가 변할 때 간섭계 출력 신호감도가 변하는 특성을 가지고 있다. 이러한 초음파 주파수에 따른 간섭계 출력 신호의 감도 변화는 간섭계의 공진기 길이에 따라 달라진다. 상술한 바와 같이 압전 소자(6) 등을 사용하여 광섬유 길이가 미세하게 조절될 수는 있으나 공진기 길이에 큰 변화가 없기 때문에, 저주파의 초음파에 대한 감도가 떨어진다. 저주파 초음파에 대한 신호 감도를 높이기 위해서는 공진기 길이를 키워야 하지만, 공진기 길이가 커지면 진동이나 온 도 등의 외부 잡음 요인에 의한 오차가 증가하는 문제가 있다. 따라서, 공진기 길이를 늘리면 저주파 초음파의 신호감도를 높일 수 있지만, 고주파에서는 원치 않는 잡음이 증가하게 된다.According to the Doppler shift measurement device using the optical fiber, while acting like a conventional spherical mirror type interferometer, it is small and independent of external vibration and does not require a separate optical device alignment work. However, the above-described optical fiber Fabry-Perot interferometer has the characteristic that the interferometer output signal sensitivity changes when the frequency of the ultrasonic wave to be measured changes. The sensitivity change of the interferometer output signal according to the ultrasonic frequency depends on the resonator length of the interferometer. As described above, although the optical fiber length can be finely adjusted using the piezoelectric element 6 or the like, since there is no large change in the resonator length, the sensitivity to low frequency ultrasonic waves is low. In order to increase the signal sensitivity for low frequency ultrasonic waves, the resonator length must be increased. However, when the resonator length increases, an error due to external noise factors such as vibration and temperature increases. Therefore, while increasing the resonator length can increase the signal sensitivity of low frequency ultrasonic waves, unwanted noise increases at high frequencies.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 광섬유 페브리-페롯 간섭계를 이용한 초음파 측정 장치에 있어서, 측정하고자 하는 초음파에 대한 신호 감도를 증가시키면서 외부 잡음 요인을 감소시킬 수 있는 초음파 측정 장치 및 초음파 측정 방법을 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an ultrasonic measuring apparatus and an ultrasonic measuring method which can reduce an external noise factor while increasing a signal sensitivity of an ultrasonic wave to be measured in an ultrasonic measuring apparatus using an optical fiber Fabry-Perot interferometer. To provide.

본 발명의 일 측면에 따르면, 산란광의 도플러 편이 측정을 위해 광섬유 페브리-페롯 간섭계를 이용하는 초음파 측정 장치에 있어서, 서로 다른 길이를 갖는 복수의 광섬유를 상기 간섭계에 설치하되, 측정하고자 하는 초음파의 주파수에 따라, 상기 복수의 광섬유 중에서, 상기 간섭계 내에서의 산란광 전송을 위해 사용될 광섬유를 선택하는 것을 특징으로 하는 초음파 측정 장치를 제공한다. According to an aspect of the present invention, in the ultrasonic measuring apparatus using an optical fiber Fabry-Perot interferometer for the Doppler shift of the scattered light, a plurality of optical fibers having different lengths are installed in the interferometer, but the frequency of the ultrasonic wave to be measured According to the present invention, there is provided an ultrasonic measuring device, characterized in that for selecting the optical fiber to be used for transmission of scattered light in the interferometer.

본 발명의 실시형태에 따르면, 상기 초음파 측정 장치는 측정 대상물에 조사되는 레이저 빔에 의해 발생되는 산란광을 포집하기 위한 포집 렌즈; 상기 포집된 산란광의 다중 반사를 통해 간섭광을 출력하도록, 상기 포집 렌즈로부터 산란광이 유입되는 일측 선단에 설치된 입력 부분반사 거울과, 타측 선단에 설치된 출력 부분반사 거울과, 상기 입출력 부분반사 거울 사이에 산란광 전송을 위해 설치되고 서로 다른 길이를 갖는 복수의 광섬유를 구비하는 공진부; 상기 입력 부분반사 거 울과 상기 복수의 광 섬유 사이에 배치되고, 상기 포집된 산란광을 특정 위치에서만 선택적으로 통과시키는 개구부가 형성된 입력 윈도우; 및 상기 복수의 광 섬유의 입력부를 고정시켜, 측정하고자 하는 초음파 주파수에 따라 적합한 길이를 갖는 광 섬유를 상기 입력 윈도우의 개구부에 정렬함으로써 상기 복수의 광섬유 중에서 특정 길이의 광섬유를 선택하는 입력 트랜슬레이터(traslator)를 포함한다. According to an embodiment of the present invention, the ultrasonic measuring apparatus includes a collecting lens for collecting scattered light generated by a laser beam irradiated to a measurement object; Between the input partial reflection mirror provided at one end to which the scattered light flows from the collecting lens, the output partial reflection mirror provided at the other end, and the input / output partial reflection mirror to output interference light through multiple reflections of the collected scattered light. A resonator provided for scattered light transmission and having a plurality of optical fibers having different lengths; An input window disposed between the input partial reflection mirror and the plurality of optical fibers and having an opening for selectively passing the collected scattered light only at a specific position; And an input translator configured to select an optical fiber having a specific length from among the plurality of optical fibers by fixing an input unit of the plurality of optical fibers and aligning an optical fiber having a suitable length according to an ultrasonic frequency to be measured to an opening of the input window. traslator).

또한, 상기 초음파 측정 장치는, 상기 복수의 광섬유와 출력 부분반사 거울 사이에 설치되어 상기 광섬유에서 나온 빛을 특정 위치에서만 선택적으로 통과시키는 개구부가 형성된 출력 윈도우; 및 상기 복수의 광섬유의 출력부를 고정시켜, 상기 입력 트랜슬레이터에 의해 선택된 특정 길이의 광섬유를 상기 출력 윈도우의 개구부에 정렬함으로써 상기 선택된 특정 길이의 광섬유에서 나온 빛만이 광 검출기에 수신될 수 있도록 하는 출력 트랜슬레이터를 더 포함할 수 있다. The ultrasonic measuring apparatus may further include: an output window provided between the plurality of optical fibers and the output partial reflection mirror and having an opening configured to selectively pass light emitted from the optical fiber only at a specific position; And outputs of the plurality of optical fibers to align the optical fibers of the specific length selected by the input translator with the openings of the output window so that only light from the optical fibers of the selected specific length can be received by the photo detector. The translator may further include.

상기 복수의 광섬유의 입력부는 상기 입력 트랜슬레이터에 직선 방향으로 나란히 고정되어 있고, 상기 입력 트랜슬레이터는 상기 직선 방향으로 이동함으로써 특정 길이의 광섬유를 상기 입력 윈도우의 개구부에 정렬시킬 수 있다. 또한, 상기 복수의 광섬유의 출력부는 상기 출력 트랜슬레이터에 직선 방향으로 나란히 고정되어 있고, 상기 출력 트랜슬레이터는 상기 직선 방향으로 이동함으로써 상기 선택된 특정 길이의 광섬유를 상기 출력 윈도우의 개구부에 정렬시킬 수 있다. The input portions of the plurality of optical fibers are fixed side by side in a linear direction to the input translator, the input translator may be aligned in the opening of the input window by moving the optical fibers of a specific length in the linear direction. In addition, the output portions of the plurality of optical fibers are fixed to the output translator side by side in a linear direction, the output translator may be aligned in the opening of the output window by moving the optical fiber of the selected specific length in the linear direction. .

본 발명의 실시형태에 따르면, 상기 초음파 측정 장치는, 상기 복수의 광섬유가 외면에 감겨 광 섬유의 길이를 미세하게 조절하기 위한 미세 길이 조절장치를 포함할 수 있다. 상기 미세 길이 조절장치는 실린더형 압전소자를 포함할 수 있다. According to an embodiment of the present invention, the ultrasonic measuring apparatus may include a fine length adjusting device for finely adjusting the length of the optical fiber is wound around the outer surface of the plurality of optical fibers. The fine length adjusting device may include a cylindrical piezoelectric element.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 산란광의 도플러 편이 측정을 위해 광섬유 페브리-페롯 간섭계를 이용하여 측정 대상 물체에 발생된 초음파를 측정하는 방법에 있어서, 서로 다른 길이를 갖는 복수의 광섬유를 사용하되, 측정하고자 하는 초음파의 주파수에 따라 상기 복수의 광섬유중 하나를 선택하고, 그 선택된 광섬유를 통해 상기 간섭계 내에서 산란광을 전송하는 것을 특징으로 하는 초음파 측정 방법을 제공한다.According to another aspect of the present invention, in the method for measuring the ultrasonic waves generated in the object to be measured using an optical fiber Fabry-Perot interferometer for the Doppler shift of the scattered light, using a plurality of optical fibers having different lengths, The present invention provides an ultrasonic measuring method comprising selecting one of the plurality of optical fibers according to the frequency of ultrasonic waves to be measured, and transmitting scattered light in the interferometer through the selected optical fiber.

본 발명의 실시형태에 따르면, 상기 초음파 측정 방법은, 상기 복수의 광섬유 중에서 특정 길이를 갖는 광섬유를 선택하기 위해, 특정 위치에서 산란광을 선택적으로 통과시키기 위한 개구부를 갖는 입력 윈도우를 상기 복수의 광섬유의 입력부 전방에 배치하고, 상기 복수의 광섬유의 입력부가 고정되는 입력 트랜슬레이터를 상기 복수의 광섬유에 설치하여, 상기 입력 트랜슬레이터의 이동을 통해 상기 복수의 광섬유 중 특정 길이의 광섬유를 상기 입력 트랜슬레이터의 개구부에 정렬시킬 수 있다. According to an embodiment of the present invention, the ultrasonic measuring method includes an input window having an opening for selectively passing scattered light at a specific position to select an optical fiber having a specific length from among the plurality of optical fibers. An input translator disposed in front of the input unit and fixed to the input units of the plurality of optical fibers, in the plurality of optical fibers, and through the movement of the input translator, an optical fiber of a specific length of the plurality of optical fibers of the input translator It can be aligned with the opening.

또한, 상기 초음파 측정 방법은, 상기 광섬유에서 나온 빛을 특정 위치에서 만 선택적으로 통과시키기 위한 개구부를 갖는 출력 윈도우를 상기 복수의 광섬유의 출력부 후방에 배치하고, 상기 복수의 광섬유의 출력부가 고정되는 출력 트랜슬레이터를 상기 복수의 광섬유에 설치하여, 상기 출력 트랜슬레이터의 이동을 통해 상기 선택된 특정 길이의 광섬유를 상기 출력 윈도우의 개구부에 정렬시킬 수 있다.The ultrasonic measuring method may further include arranging an output window having an opening for selectively passing light emitted from the optical fiber only at a specific position, behind the output of the plurality of optical fibers, and fixing the output of the plurality of optical fibers. An output translator may be installed in the plurality of optical fibers to align the optical fiber of the selected specific length with the opening of the output window through the movement of the output translator.

본 발명에 따르면, 초음파 신호를 실시간으로 측정할 때 공진기의 길이를 적합한 길이로 용이하게 선택할 수 있게 함으로써 신호감도를 효과적으로 증대시키고 외부 잡음 요인을 감소시켜 초음파 신호의 속도, 위상, 감쇠계수 등의 측정 정확도를 향상시킨다. 또한, 제철 공정, 특히 열간 공정에서 생산 중인 강재의 재질 물성 측정을 온라인으로 측정하는 데에 본 발명을 적용함으로써, 기존에 초음파 주파수에 따른 신호감도의 불안정성 및 신호감도의 저하 현상을 효과적으로 경감 또는 제거할 수 있다. According to the present invention, when the ultrasonic signal is measured in real time, the length of the resonator can be easily selected to an appropriate length, thereby effectively increasing the signal sensitivity and reducing external noise factors to measure the speed, phase, attenuation coefficient, etc. of the ultrasonic signal. Improve accuracy. In addition, by applying the present invention to the online measurement of the material properties of the steel produced in the steelmaking process, especially hot process, the existing instability of the signal sensitivity and the reduction of the signal sensitivity according to the ultrasonic frequency effectively reduced or eliminated can do.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시형태를 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시형태는 여러가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시형태로 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 실시형태는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. However, embodiments of the present invention may be modified in various other forms, and the scope of the present invention is not limited to the embodiments described below. Embodiments of the present invention are provided to more completely explain the present invention to those skilled in the art.

도 2는 본 발명의 실시형태에 따른 초음파 측정 장치의 개략적 구조를 나타낸 도면이다. 이 초음파 측정 장치는 예를 들어, 레이저-초음파 방식으로 얻어지는 초음파 신호를 측정하기 위해 레이저 산란광의 도플러 편이를 측정할 수 있다. 이러한 도플러 편이 측정을 위해 광섬유 페브리-페롯 간섭계를 이용한다. 2 is a view showing a schematic structure of an ultrasonic measuring apparatus according to an embodiment of the present invention. This ultrasonic measuring device can measure the Doppler shift of the laser scattered light, for example, to measure the ultrasonic signal obtained by the laser-ultrasonic method. An optical fiber Fabry-Perot interferometer is used for this Doppler shift measurement.

도 2를 참조하면, 레이저-초음파 등으로 측정 대상물(1)에 초음파를 발생시킨 상태에서 측정 대상물(1)의 소정 측정 지점에 레이저 빔(2)을 조사하면, 그 레이저 빔(2)의 산란광에서 도플러 편이가 발생한다. 측정 대상물(1)에 부딪혀 나온 레이저 빔의 산란광은 포집 렌즈(3)에 의해 포집된다. 이 포집 렌즈(3)는 일반적으로 볼록렌즈로 형성될 수 있다. 포집 렌즈(3)의 후방에는 포집된 산란광을 다중 반사시킴으로써 간섭광을 출력하기 위한 공진부(resonating unit)가 구비되어 있다. 공진부는, 포집 렌즈(3)로부터 산란광이 유입되는 일측 선단에 설치된 입력 부분반사 거울(4)과, 타측 선단에 설치된 출력 부분반사 거울(7)과, 입력 및 출력 부분반사 거울(4, 7) 사이에 산란광 전송을 위해 설치된 복수의 광섬유(50)를 포함한다. 입출력 부분반사 거울(4, 7)을 통한 반사와 광섬유를 통한 광전송에 의해, 산란광은 공진부에서 다중 반사를 행하고, 다중 반사하면서 일부 산란광이 출력 부분반사 거울(7)을 통과하여 나온다. 출력 부분반사 거울(7)을 나온 산란광은 편광형 빛살 가르개(8)를 통과하여 광 검출기(9)로 공급되고, 그 산란광의 주파수 편이가 검출 된다. Referring to FIG. 2, when the laser beam 2 is irradiated to a predetermined measurement point of the measurement object 1 in a state where ultrasonic waves are generated in the measurement object 1 by laser-ultrasound or the like, the scattered light of the laser beam 2 is emitted. Doppler shift occurs at. Scattered light of the laser beam that strikes the measurement object 1 is collected by the collecting lens 3. This collecting lens 3 may generally be formed as a convex lens. At the rear of the collecting lens 3, a resonating unit for outputting interference light by multiple reflection of the collected scattered light is provided. The resonator includes an input partial reflection mirror 4 provided at one end to which scattered light flows from the collecting lens 3, an output partial reflection mirror 7 provided at the other end, and input and output partial reflection mirrors 4 and 7. It includes a plurality of optical fibers 50 installed for transmitting scattered light therebetween. By the reflection through the input / output partial reflection mirrors 4 and 7 and the light transmission through the optical fiber, the scattered light performs multiple reflections at the resonant portion, and some scattered light passes through the output partial reflection mirror 7 while multiple reflections are made. The scattered light exiting the output partial reflection mirror 7 passes through the polarized light splitter 8 and is supplied to the photodetector 9, and the frequency shift of the scattered light is detected.

도 2에 도시된 바와 같이, 종래 구조(도 1 참조)와 달리, 서로 다른 길이를 갖는 복수의 광섬유(50: 50a, 50b, 50c)가 광섬유 페브리-페롯 간섭계 내에 배치된다. 간섭계 내의 각 광섬유(50a, 50b, 50c)는 서로 다른 길이를 갖고 있다. 후술하는 바와 같이, 측정하고자 하는 초음파의 주파수에 따라, 이 복수의 광섬유(50a, 50b, 50c) 중에서, 광전송에 실제로 이용될 광섬유가 선택된다. 복수의 광섬유(50a, 50b, 50c)는 광섬유 길이를 미세하게 조절하는 실린더형 압전소자와 같은 미세 길이 조절 장치(6)의 외면에 감겨 있을 수 있다. 압전 소자의 내벽과 외벽에 전위차를 인가하면 실린더 외경이 변하므로 이 압전 소자에 밀착하여 감겨진 광섬유의 길이도 미세하게 변하고, 이를 통해 외부 환경에 의한 광섬유 길이 변동을 보정할 수 있다. As shown in Fig. 2, unlike the conventional structure (see Fig. 1), a plurality of optical fibers 50: 50a, 50b, 50c having different lengths are disposed in the optical fiber Fabry-Perot interferometer. Each optical fiber 50a, 50b, 50c in the interferometer has a different length. As will be described later, among the plurality of optical fibers 50a, 50b, 50c, an optical fiber to be actually used for optical transmission is selected according to the frequency of the ultrasonic wave to be measured. The plurality of optical fibers 50a, 50b, 50c may be wound on the outer surface of the fine length adjusting device 6 such as a cylindrical piezoelectric element for finely adjusting the optical fiber length. When the potential difference is applied to the inner wall and the outer wall of the piezoelectric element, the outer diameter of the cylinder changes, so that the length of the optical fiber wound in close contact with the piezoelectric element is also slightly changed, thereby correcting the optical fiber length variation caused by the external environment.

복수의 광섬유(50: 50a, 50b, 50c)의 입력부는 입력 트랜슬레이터(11)에 나란하게 고정되어 있으며, 입력 트랜슬레이터(11)는 광섬유(50)가 배열된 방향으로 이동함으로써 광섬유(50)를 입력 트랜슬레이터의 이동 방향으로 움직인다. 이러한 입력 트랜슬레이터(11)의 이동에 의해, 측정하고자 하는 초음파의 주파수에 따라 적합한 길이를 갖는 광섬유를 입력 윈도우(10)의 개구부(10a)에 정렬시킨다. 입력 윈도우(10)는 입력 부분반사 거울(4) 상에 개구부(10a)가 형성된 차단막 구조로 형성될 수 있는데, 포집된 산란광을 개구부(10a)를 통해서만 통과시키고, 개구 부(10a)에 정렬되지 않은 다른 광섬유로 산란광의 일부가 입사되는 것을 막는다. 따라서, 입력 트랜슬레이터(11)와 입력 윈도우(10) 간의 정렬에 의해, 산란광은 특정 길이의 광섬유에 입사되고, 실제 광전송에 이용될 적합한 길이(공진 길이)의 광섬유가 선택된다. The input portions of the plurality of optical fibers 50: 50a, 50b, 50c are fixed to the input translator 11 side by side, and the input translator 11 moves in the direction in which the optical fibers 50 are arranged so that the optical fiber 50 Move in the direction of movement of the input translator. By the movement of the input translator 11, an optical fiber having an appropriate length in accordance with the frequency of the ultrasonic wave to be measured is aligned with the opening 10a of the input window 10. The input window 10 may be formed as a blocking layer structure in which an opening 10a is formed on the input partial reflection mirror 4. The collected scattered light passes only through the opening 10a and is not aligned with the opening 10a. This prevents some of the scattered light from entering the other optical fiber. Thus, by the alignment between the input translator 11 and the input window 10, the scattered light is incident on an optical fiber of a certain length, and an optical fiber of a suitable length (resonant length) to be used for actual light transmission is selected.

복수의 광섬유(50: 50a, 50b, 50c)의 출력부는 출력 트랜슬레이터(12)에 나란하게 고정되어 있으며, 출력 트랜슬레이터(12)는 광섬유(50)가 배열된 방향으로 이동함으로써 광섬유(50)를 그 배열 방향으로 움직인다. 이러한 출력 트랜슬레이터(12)의 이동에 의해, 상기 입력 트랜슬레이터(11)에 의해 선택된 특정 길이의 광섬유의 출력단을 출력 윈도우(13)의 개구부(13a)에 정렬시킨다. 출력 윈도우(13)는 입력 윈도우(10)와 마찬가지로, 개구부(13a)가 형성된 차단막 구조로 형성될 수 있다. 출력 윈도우(13)는 선택된 특정 광섬유에서 나오는 빛이 광 검출기(9)에 수신될 수 있도록 그 선택된 광섬유(개구부(13a)에 정렬된 광섬유)에서 나오는 빛만을 개구부(13a)를 통해 통과시키고 다른 광섬유에서 미세하게 나올 수도 있는 잡음 신호가 광 검출기(9)에 수신되지 않도록 차단하는 기능을 갖는다. The output portions of the plurality of optical fibers 50: 50a, 50b, 50c are fixed side by side to the output translator 12, and the output translator 12 moves in the direction in which the optical fibers 50 are arranged so that the optical fibers 50 Move in the direction of the array. This movement of the output translator 12 aligns the output end of the optical fiber of a particular length selected by the input translator 11 with the opening 13a of the output window 13. Like the input window 10, the output window 13 may have a blocking film structure having an opening 13a formed therein. The output window 13 passes only the light from the selected optical fiber (the optical fiber aligned with the opening 13a) through the opening 13a so that the light from the selected specific optical fiber can be received by the photo detector 9. It has a function to block the noise signal that may come out fine at the light detector (9).

본 실시형태에서는 출력 트랜슬레이터(12)와 출력 윈도우(13)를 구비하고 있으나, 이를 생략하고 입력 트랜슬레이터(11)와 입력 윈도우(10)의 정렬을 통한 특정 길이의 광섬유의 선택을 수행할 수도 있다. 이 경우, 선택되지 않은 다른 광섬유로의 산란광의 입사를 가능한 한 막는 것이 바람직하다.In this embodiment, although the output translator 12 and the output window 13 are provided, it can also abbreviate | omit and select the optical fiber of a specific length through the alignment of the input translator 11 and the input window 10. FIG. have. In this case, it is preferable to prevent the incidence of scattered light to other unselected optical fibers as much as possible.

도 3은 도 2의 초음파 측정 장치에 있어서, 입출력 트랜슬레이터(11, 12)에 고정된 복수의 광섬유들의 배열 형태의 예들을 나타낸 것으로서 트랜슬레이터(11, 12)의 정면에서 본 도면이다. 도 3(a)에 도시된 바와 같이, 복수의 광섬유들(50a, 50b, 50c)이 트랜슬레이터(11, 12)에 수직으로 나란히 고정될 수 있다. 이 경우, 트랜슬레이터(11, 12)가 수직으로 이동함으로써, 원하는 길이의 광섬유를 윈도우(10, 13)의 개구부(10a, 13a)에 정렬시킬 수 있다. 또한 도 3(b)에 도시된 바와 같이, 복수의 광섬유들(50a, 50b, 50c)이 트랜슬레이터(11, 12)에 수평으로 나란히 고정될 수 있고, 트랜슬레이터(11, 12)의 수평 이동에 의해 원하는 길이의 광섬유를 윈도우(10, 13)의 개구부(10a, 13a)에 정렬시킬 수 있다. 본 발명의 실시예가 상술한 도 3(a) 및 (b)에 한정되는 것은 아니며, 예컨대, 광섬유들(50)의 입력부는 입력 트랜슬레이터(11)에 수직으로 나란히 배열시키고, 광섬유들(50)의 출력부는 출력 트랜슬레이터(13)에 수평으로 나란히 배열시킬 수도 있고, 그 반대도 가능하며, 원형 또는 타원형 배열 등 어떠한 배열 방법도 가능하다. 3 is a view of an example of an arrangement of a plurality of optical fibers fixed to the input / output translators 11 and 12 in the ultrasonic measuring apparatus of FIG. 2, which is viewed from the front of the translators 11 and 12. As shown in FIG. 3A, the plurality of optical fibers 50a, 50b, and 50c may be fixed to the translators 11 and 12 in parallel. In this case, the translators 11 and 12 move vertically, so that optical fibers of a desired length can be aligned with the openings 10a and 13a of the windows 10 and 13. Also, as shown in FIG. 3B, the plurality of optical fibers 50a, 50b, and 50c may be horizontally fixed to the translators 11 and 12, and the horizontal movement of the translators 11 and 12 may be performed. The optical fiber of the desired length can be aligned with the openings 10a and 13a of the windows 10 and 13. An embodiment of the present invention is not limited to the above-described FIGS. 3A and 3B, for example, the input portions of the optical fibers 50 are arranged side by side perpendicular to the input translator 11, and the optical fibers 50 May be arranged horizontally side by side on the output translator 13 and vice versa, and any arrangement method such as a circular or elliptical arrangement is possible.

도 4는 광섬유 페브리-페롯 간섭계를 이용한 초음파 측정에 있어서, 초음파 주파수와 공진기 길이에 따른 초음파 신호 감도의 변화를 나타낸 그래프이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 측정하고자 하는 초음파 주파수가 변할 때 간섭계 출력 신호감도가 변할 수 있다. 이러한 간섭계 출력 신호감도의 변화는 다시 공진기 길이(d)에 따라 달라진다. 도 4의 그래프는 입출력 부분반사 거울의 반사도가 95%일 때 공진기의 길이(광섬유의 길이: d)가 0.5m인 경우(d=0.5m), 초음파 주파수 6MHz이하에 서 신호감도가 떨어지기 시작하며(6MHz가 문턱값), d=1.5m인 경우 문턱값 3MHz에서, d=3m인 경우 문턱값 1MHz에서 신호감도의 급격한 저하를 보인다. 4 is a graph showing the change in the sensitivity of the ultrasonic signal according to the ultrasonic frequency and the resonator length in the ultrasonic measurement using the optical fiber Fabry-Perot interferometer. As shown in FIG. 4, the interferometer output signal sensitivity may change when the ultrasonic frequency to be measured changes. This change in the interferometer output signal sensitivity again depends on the resonator length d. In the graph of FIG. 4, when the reflectance of the input / output partial reflection mirror is 95%, when the length of the resonator (the length of the optical fiber: d) is 0.5m (d = 0.5m), the signal sensitivity starts to fall below the ultrasonic frequency of 6MHz. (6MHz is the threshold value), and d = 1.5m shows a sharp drop in signal sensitivity at the threshold value of 3MHz and d = 3m at the threshold value of 1MHz.

따라서, 저주파에서 신호감도를 높이기 위해서는 공진기 길이를 크게 하여야 한다. 그러나, 공진기 길이가 커지면 저주파 신호감도를 높일 수 있으나 진동이나 온도 등 외부 잡음 요인에 의한 오차가 증가하여 고주파에서 원치 않는 잡음이 증가하게 된다. 본 발명의 실시형태(도 2, 3 참조)에 따르면, 서로 다른 길이의 복수개 광섬유들 중에서 적합한 길이의 광섬유를 용이하게 선택할 수 있다. 따라서, 측정하고자 주파수가 주파수 신호감도의 문턱값(또는 문턱값보다 큰 문턱값 근방)을 갖는 길이의 광섬유를 선택함으로써, 신호감도를 최대로 하면서도 외부 잡음 요인을 최소화할 수 있다. Therefore, the resonator length should be increased to increase the signal sensitivity at low frequencies. However, as the resonator length increases, low-frequency signal sensitivity can be increased, but errors due to external noise factors such as vibration and temperature increase, which causes unwanted noise at high frequencies. According to an embodiment of the present invention (see FIGS. 2 and 3), an optical fiber of a suitable length can be easily selected from among a plurality of optical fibers of different lengths. Therefore, by selecting an optical fiber having a length whose frequency has a threshold value (or near a threshold value larger than the threshold value) of the frequency signal sensitivity to be measured, it is possible to maximize the signal sensitivity and minimize the external noise factor.

상술한 실시형태의 장치를 이용하여 초음파를 측정함으로써, 예컨대 열간 공정에서 생산중인 강재의 물리적 특성을 온라인으로 보다 정확히 측정할 수 있다. 기존의 광섬유 간섭계를 이용한 초음파 측정에서 발생되는 초음파 주파수에 따른 신호감도의 불안정성 및 고주파 측정시 잡음 문제를 효과적으로 억제할 수 있고, 생산 라인에서 초음파 신호감도를 높임으로써 초음파의 속도, 위상, 감쇄 상수를 보다 정확하게 측정할 수 있게 된다.By measuring the ultrasonic waves using the apparatus of the above-described embodiment, it is possible to more accurately measure online the physical properties of the steel produced in the hot process, for example. It is possible to effectively suppress the instability of the signal sensitivity according to the ultrasonic frequency generated in the conventional ultrasonic measurement using the optical fiber interferometer and the noise problem in the high frequency measurement, and to increase the ultrasonic signal sensitivity in the production line to improve the speed, phase, and attenuation constant of the ultrasonic wave. More accurate measurements can be made.

본 발명은 상술한 실시형태 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 첨부된 청구범위에 의해 한정하고자 하며, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 형태의 변형이 가능하다는 것은 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게 자명할 것이다.The present invention is not limited to the above-described embodiment and the accompanying drawings, but is intended to be limited by the appended claims, and that various modifications can be made without departing from the spirit of the invention described in the claims. It will be apparent to one of ordinary skill in the art.

도 1은 종래의 광섬유 페브리-페롯 간섭계를 이용한 초음파 측정장치의 개략도이다.1 is a schematic diagram of an ultrasonic measuring apparatus using a conventional optical fiber Fabry-Perot interferometer.

도 2는 본 발명의 실시형태에 따른 광섬유 페브리-페롯 간섭계를 이용함 초음파 측정 장치의 개략도이다.2 is a schematic diagram of an ultrasonic measuring apparatus using an optical fiber Fabry-Perot interferometer according to an embodiment of the present invention.

도 3은 본 발명의 실시형태에 따른 초음파 측정 장치에 있어서, 입출력 트랜슬레이터에 고정된 복수의 광섬유들의 배열 형태의 예들을 나타낸 도면이다.3 is a view showing an example of the arrangement of a plurality of optical fibers fixed to the input and output translator in the ultrasonic measuring apparatus according to the embodiment of the present invention.

도 4는 초음파 주파수와 공진기 길이에 따른 초음파 신호 감도의 변화를 나타낸 그래프이다.4 is a graph showing the change of the ultrasonic signal sensitivity according to the ultrasonic frequency and the resonator length.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>

1: 측정 대상물 2: 레이저 빔1: measuring object 2: laser beam

3: 포집 렌즈 4: 입력 부분반사 거울3: capture lens 4: input partial reflection mirror

6: 미세 길이 조정 장치 7: 출력 부분반사 거울6: fine length adjustment device 7: output partial reflection mirror

8: 편광형 빛살 가르개 9: 광 검출기8: polarized light splitter 9: light detector

10: 입력 윈도우 10a: 입력 윈도우의 개구부10: input window 10a: opening of the input window

11: 입력 트랜슬레이터 12: 출력 트랜슬레이터11: input translator 12: output translator

Claims (10)

산란광의 도플러 편이 측정을 위해 광섬유 페브리-페롯 간섭계를 이용하는 초음파 측정 장치에 있어서, An ultrasonic measuring apparatus using an optical fiber Fabry-Perot interferometer for measuring Doppler shift of scattered light, 서로 다른 길이를 갖는 복수의 광섬유를 상기 간섭계에 설치하되, 측정하고자 하는 초음파의 주파수에 따라, 상기 복수의 광섬유 중에서, 상기 간섭계 내에서의 산란광 전송을 위해 사용될 광섬유를 선택하며,Installing a plurality of optical fibers having different lengths in the interferometer, and selecting an optical fiber to be used for transmitting scattered light in the interferometer, based on the frequency of the ultrasonic wave to be measured, 상기 복수의 광 섬유의 입력부를 고정시켜, 측정하고자 하는 초음파 주파수에 따라 적합한 길이를 갖는 광 섬유를 상기 입력 윈도우의 개구부에 정렬함으로써 상기 복수의 광섬유 중에서 특정 길이의 광섬유를 선택하는 입력 트랜슬레이터를 포함하는 것을 특징으로 하는 초음파 측정 장치.An input translator configured to select an optical fiber having a specific length from among the plurality of optical fibers by fixing an input of the plurality of optical fibers and aligning an optical fiber having an appropriate length according to an ultrasonic frequency to be measured to an opening of the input window. Ultrasonic measuring device characterized in that. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 초음파 측정 장치는, The ultrasonic measuring device, 측정 대상물에 조사되는 레이저 빔에 의해 발생되는 산란광을 포집하기 위한 포집 렌즈; A collecting lens for collecting the scattered light generated by the laser beam irradiated onto the measurement object; 상기 포집된 산란광의 다중 반사를 통해 간섭광을 출력하도록, 상기 포집 렌즈로부터 산란광이 유입되는 일측 선단에 설치된 입력 부분반사 거울과, 타측 선단에 설치된 출력 부분반사 거울과, 상기 입출력 부분반사 거울 사이에 산란광 전송을 위해 설치되고 서로 다른 길이를 갖는 복수의 광섬유를 구비하는 공진부; 및Between the input partial reflection mirror provided at one end to which the scattered light flows from the collecting lens, the output partial reflection mirror provided at the other end, and the input / output partial reflection mirror to output interference light through multiple reflections of the collected scattered light. A resonator provided for scattered light transmission and having a plurality of optical fibers having different lengths; And 상기 입력 부분반사 거울과 상기 복수의 광 섬유 사이에 배치되고, 상기 포집된 산란광을 특정 위치에서만 선택적으로 통과시키는 개구부가 형성된 입력 윈도우;An input window disposed between the input partial reflection mirror and the plurality of optical fibers and having an opening configured to selectively pass the collected scattered light only at a specific position; 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 초음파 측정 장치.Ultrasonic measuring device further comprising. 제2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 복수의 광섬유의 입력부는 상기 입력 트랜슬레이터에 직선 방향으로 나란히 고정되어 있고, 상기 입력 트랜슬레이터는 상기 직선 방향으로 이동함으로써 특정 길이의 광섬유를 상기 입력 윈도우의 개구부에 정렬하는 것을 특징으로 하는 초음파 측정 장치. Ultrasonic measurement, characterized in that the input portion of the plurality of optical fiber is fixed to the input translator side by side in a linear direction, the input translator is aligned in the opening of the input window by moving the optical fiber of a specific length in the linear direction Device. 제2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 초음파 측정 장치는, The ultrasonic measuring device, 상기 복수의 광섬유와 출력 부분반사 거울 사이에 설치되어 상기 광섬유에서 나온 빛을 특정 위치에서만 선택적으로 통과시키는 개구부가 형성된 출력 윈도우; 및 An output window disposed between the plurality of optical fibers and the output partial reflection mirror to form an opening for selectively passing the light from the optical fiber only at a specific position; And 상기 복수의 광섬유의 출력부를 고정시켜, 상기 입력 트랜슬레이터에 의해 선택된 특정 길이의 광섬유를 상기 출력 윈도우의 개구부에 정렬함으로써 상기 선택된 특정 길이의 광섬유에서 나온 빛만이 광 검출기에 수신될 수 있도록 하는 출력 트랜슬레이터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 초음파 측정 장치.An output transformer for fixing outputs of the plurality of optical fibers to align optical fibers of a specific length selected by the input translator to an opening of the output window so that only light from the optical fibers of the selected specific length can be received by the photo detector Ultrasonic measuring device further comprising a slater. 제4항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 복수의 광섬유의 출력부는 상기 출력 트랜슬레이터에 직선 방향으로 나란히 고정되어 있고, 상기 출력 트랜슬레이터는 상기 직선 방향으로 이동함으로써 상기 선택된 특정 길이의 광섬유를 상기 출력 윈도우의 개구부에 정렬하는 것을 특징으로 하는 초음파 측정 장치.The output portions of the plurality of optical fibers are fixed side by side in a linear direction to the output translator, the output translator is aligned in the opening of the output window by aligning the optical fiber of the selected specific length by moving in the linear direction Ultrasonic measuring device. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 초음파 측정 장치는, 상기 복수의 광섬유가 외면에 감겨 광 섬유의 길이를 미세하게 조절하기 위한 미세 길이 조절장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 초음파 측정 장치.The ultrasonic measuring apparatus, the ultrasonic measuring apparatus comprising a fine length adjusting device for finely adjusting the length of the optical fiber is wound around the plurality of optical fibers. 제6항에 있어서,The method of claim 6, 상기 미세 길이 조절장치는 실린더형 압전소자를 포함하는 것을 특징으로 하 는 초음파 측정 장치.The fine length adjusting device is an ultrasonic measuring device, characterized in that it comprises a cylindrical piezoelectric element. 산란광의 도플러 편이 측정을 위해 광섬유 페브리-페롯 간섭계를 이용하여 측정 대상물에 발생된 초음파를 측정하는 방법에 있어서, In the method for measuring the ultrasonic wave generated in the measurement object using an optical fiber Fabry-Perot interferometer for measuring the Doppler shift of the scattered light, 서로 다른 길이를 갖는 복수의 광섬유를 사용하되, 측정하고자 하는 초음파의 주파수에 따라 상기 복수의 광섬유중 하나를 선택하고, 그 선택된 광섬유를 통해 상기 간섭계 내에서 산란광을 전송하되,Using a plurality of optical fibers having different lengths, one of the plurality of optical fibers according to the frequency of the ultrasonic wave to be measured, and transmits the scattered light in the interferometer through the selected optical fiber, 상기 복수의 광섬유 중에서 특정 길이를 갖는 광섬유를 선택하기 위해, 특정 위치에서 산란광을 선택적으로 투과시키기 위한 개구부를 갖는 입력 윈도우를 상기 복수의 광섬유의 입력부 전방에 배치하고, 상기 복수의 광섬유의 입력부가 고정되는 입력 트랜슬레이터를 상기 복수의 광섬유에 설치하여, 상기 입력 트랜슬레이터의 이동을 통해 상기 복수의 광섬유 중 특정 길이의 광섬유를 상기 입력 윈도우의 개구부에 정렬하는 것을 특징으로 하는 초음파 측정 방법.In order to select an optical fiber having a specific length from among the plurality of optical fibers, an input window having an opening for selectively transmitting scattered light at a specific position is disposed in front of the input portion of the plurality of optical fibers, and the input portion of the plurality of optical fibers is fixed. And installing an input translator in the plurality of optical fibers, and aligning an optical fiber having a specific length among the plurality of optical fibers with an opening of the input window through the movement of the input translator. 삭제delete 제8항에 있어서,The method of claim 8, 상기 광섬유에서 나온 빛을 특정 위치에서만 선택적으로 통과시키기 위한 개구부를 갖는 출력 윈도우를 상기 복수의 광섬유의 출력부 후방에 배치하고, 상기 복수의 광섬유의 출력부가 고정되는 출력 트랜슬레이터를 상기 복수의 광섬유에 설치하여, 상기 출력 트랜슬레이터의 이동을 통해 상기 선택된 특정 길이의 광섬유를 상기 출력 윈도우의 개구부에 정렬하는 것을 특징으로 하는 초음파 측정 방법. An output window having an opening for selectively passing light from the optical fiber only at a specific position, behind the output of the plurality of optical fibers, and an output translator having outputs of the plurality of optical fibers fixed to the plurality of optical fibers And align the optical fiber of the selected specific length with the opening of the output window by moving the output translator.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20210142462A (en) * 2020-05-18 2021-11-25 주식회사 코러스트 Apparatus for generating ultrasound

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6412236A (en) * 1987-07-03 1989-01-17 Hitachi Electr Eng Wavelength variation monitor for semiconductor laser
JPH11160653A (en) 1997-11-26 1999-06-18 Tdk Corp Optical circulator
KR20040090666A (en) * 2003-04-18 2004-10-26 주식회사 포스코 A device for measuring ultrasonics using optical fiber
US20060166815A1 (en) * 2002-12-20 2006-07-27 Shahram Mihan Monocyclopentadienyl complexes

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6412236A (en) * 1987-07-03 1989-01-17 Hitachi Electr Eng Wavelength variation monitor for semiconductor laser
JPH11160653A (en) 1997-11-26 1999-06-18 Tdk Corp Optical circulator
US20060166815A1 (en) * 2002-12-20 2006-07-27 Shahram Mihan Monocyclopentadienyl complexes
KR20040090666A (en) * 2003-04-18 2004-10-26 주식회사 포스코 A device for measuring ultrasonics using optical fiber

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