KR101540541B1 - Apparatus for generating femtosecond laser and apparatus for measuring sprayed coating thickness thereof - Google Patents

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김수현
권원식
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Abstract

The present invention relates to a femtosecond laser generation apparatus and a coating thickness measurement apparatus linked with the same to measure a coating thickness through Terahertz waves having high transmittance for a coated film and to reduce the size and carry out the scanning of Terahertz waves by significantly reducing a driving range of a driver to obtain a sufficient scanning range.

Description

펨토초 레이저 발생장치 및 그와 연동하는 도막두께 측정장치{Apparatus for generating femtosecond laser and apparatus for measuring sprayed coating thickness thereof}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a femtosecond laser generating apparatus and a coating film thickness measuring apparatus that cooperates with the femtosecond laser generating apparatus,

본 발명은 도막에 대해 높은 투과도를 갖는 테라헤르츠파를 이용하여 도막의 두께를 측정하는 장치로서, 보다 상세하게는 충분한 스캐닝 범위를 획득하기 위해 요구되는 구동기의 구동범위를 획기적으로 줄임으로써 소형화 및 고속 테라헤르츠파 스캐닝이 가능한 펨토초 레이저 발생장치 및 그와 연동하는 도막두께 측정장치에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus for measuring the thickness of a coating film using a terahertz wave having a high transmittance with respect to a coating film, and more particularly, to an apparatus for measuring the thickness of a coating film by dramatically reducing the driving range of a driving apparatus required for obtaining a sufficient scanning range, To a femtosecond laser generator capable of terahertz wave scanning and a coating film thickness measuring apparatus in cooperation with the femtosecond laser generator.

최근, 양자 일렉트로닉스나 반도체 공업의 진보에 의해, 테라헤르츠파를 응용한 다양한 기술이 제안되어 있다. 테라헤르츠파는 주파수가 약 0.01∼100㎔(파장이 3㎛∼30㎜)의 전자파이다. 이 같은 테라헤르츠파의 응용의 일례로서, 테라헤르츠 영역에서의 각종 물질(측정 대상)에 대한 특성 측정이 시도되고 있다.2. Description of the Related Art In recent years, various technologies using terahertz wave have been proposed by advances in quantum electronics and the semiconductor industry. The terahertz wave is an electromagnetic wave having a frequency of about 0.01 to 100 kW (wavelength of 3 to 30 mm). As an example of such a terahertz wave application, measurement of characteristics of various materials (measurement target) in the terahertz region is attempted.

일반적으로, 측정 대상의 특성은, 주파수 영역에서의 특성값 예를 들면, 투과율 스펙트럼이므로, 측정 대상에 조사하는 테라헤르츠파의 주파수 스펙트럼은, 가능한 한 광 대역인 것이 바람직하다. 또한，측정대상에 따라서 테라헤르츠파의 주파수 스펙트럼을 적절하게 변경할 수 있는 것이 바람직하다.Generally, since the characteristic of the measurement object is a characteristic value in the frequency domain, for example, a transmittance spectrum, the frequency spectrum of the terahertz wave to be irradiated to the measurement object is preferably as wide as possible. It is also desirable that the frequency spectrum of the terahertz wave can be appropriately changed depending on the measurement object.

테라헤르츠파를 발진하고 검출하는 기술은 펨토초 레이저를 빔 분할기를 이용하여 여기빔(pump beam)과 탐침빔(probe beam)으로 나눈 뒤 여기빔과 탐침빔을 각각 발생과 검출 소자에 입사시킨 뒤 탐침빔의 광경로를 변화시켜 테라헤르츠파를 획득하는 것이다. 이때 테라헤르츠파가 도막 내 왕복하는 거리와 굴절률 그리고 입사각도를 고려하여 수 mm 이상의 스캐닝 범위가 필요하다. 긴 스캐닝 범위를 획득하기 위한 광경로 변화장치를 가장 간단하게 구현할 수 있는 방법은 모터가 장착된 스테이지에 역반사체를 설치하는 방법이다. 모터스테이지에 2개의 거울이나 단일 역반사체를 설치하는 방법으로, 이때 광 지연선의 변위는 정확하게 모터 이동거리의 2배에 해당하게 된다. 이러한 모터가 장착된 스테이지의 경우 수십 초에서 수 분 이상이 소요된다는 단점이 있다.In the technique of oscillating and detecting terahertz waves, a femtosecond laser is divided into an excitation beam and a probe beam by using a beam splitter, and then the excitation beam and the probe beam are incident on the generation and detection elements, respectively, By changing the beam path of the beam, it is possible to obtain a terahertz wave. In this case, a scanning range of several mm or more is required in consideration of the distance, refractive index, and incident angle of the THz waves. The most simple way to implement a light path changing device to obtain a long scanning range is to install a retroreflector on a stage equipped with a motor. A method of installing two mirrors or a single retroreflector on a motor stage, in which the displacement of the optical delay line is exactly twice the travel distance of the motor. In the case of a stage equipped with such a motor, it takes a few tens of seconds to several minutes.

긴 광경로 길이를 고속으로 획득하기 위한 방법 중 하나는 여기빔과 탐침빔의 광경로 차이를 수십 m 이상으로 매우 크게 두어 서로 다른 펄스열이 만나도록 한 뒤, 펨토초 레이저의 반복률을 고속으로 변화시키는 방법이다. 이 경우 반복률 변화에 민감하게 시간 축 상에서 두 펄스의 위치가 이동하게 되므로, 수십 ㎛의 공진기 길이 변화로부터 수십 ㎜ 수준의 매우 긴 스캐닝 범위를 획득할 수 있는 방법이다.  One of the methods for obtaining a long optical path length at a high speed is to make the difference in the optical path between the excitation beam and the probe beam very large to several tens of meters or more so that different pulse trains meet and then change the repetition rate of the femtosecond laser at a high speed to be. In this case, since the position of the two pulses shifts on the time axis sensitive to the change in the repetition rate, it is a method capable of obtaining a very long scanning range from the change of the resonator length of several tens of 탆 to the order of several tens of millimeters.

만약, 공진기 길이를 조절하는 장치로 PZT 소자(piezoelectric element, 압전 소자)를 이용할 경우 수백 Hz의 샘플링 속도를 갖는다. 하지만 이 기술의 경우 설계 가능한 두 빔의 경로차가 제한적이기 때문에 수백 MHz의 고반복률을 갖는 레이저를 이용할 경우에만 충분한 스캐닝 범위를 확보할 수 있다. 즉, 펨토초 레이저를 이용하는데 충분한 스캐닝 범위를 확보할 수 없는 문제가 있다.If a PZT element (piezoelectric element) is used as a resonator length adjusting device, it has a sampling rate of several hundreds Hz. However, since this technique has a limited path difference between the two beams that can be designed, a sufficient scanning range can be secured only by using a laser having a high repetition rate of several hundred MHz. That is, there is a problem that a sufficient scanning range can not be secured for using a femtosecond laser.

한국등록특허공보 제10-0987386호 (등록일 2010.10.06)Korean Patent Registration No. 10-0987386 (registered on October 6, 2010) 한국공개특허공보 제10-2009-0098458 (공개일 2009.09.17)Korean Patent Publication No. 10-2009-0098458 (published on September 17, 2009)

본 발명은 상술한 바와 같은 문제를 해결하고자 제안된 것으로, 본 발명의 목적은 충분한 스캐닝 범위를 획득하기 위해 요구되는 구동기의 구동범위를 획기적으로 줄임으로써 소형화 및 고속 테라헤르츠파 스캐닝이 가능한 펨토초 레이저 발생장치 및 그와 연동하는 도막두께 측정장치를 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to provide a femtosecond laser capable of achieving miniaturization and high-speed terahertz wave scanning by drastically reducing the driving range of a driving unit required to obtain a sufficient scanning range. And to provide a coating film thickness measuring device in cooperation with the apparatus.

본 발명의 다른 목적은 비스듬히 정렬된 두 반사체와 공진기가 결합된 형태의 펨토초 레이저 발생장치와 여기빔과 탐침빔의 광경로 차이가 수십 m 이상 되도록 하는 광섬유로 구성된 테라헤르츠 시스템으로 수십 mm의 스캐닝 범위를 통해 도막의 두께를 측정할 수 있는 펨토초 레이저 발생장치 및 그와 연동하는 도막두께 측정장치를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a femtosecond laser generating apparatus in which two reflectors and a resonator are combined in an obliquely aligned manner and a terahertz system composed of an excitation beam and an optical fiber for making the difference in optical path between the probe beam and the probe beam to be several tens of meters or more, The present invention also provides a femtosecond laser generator capable of measuring the thickness of a coating film through a plurality of femtosecond laser generators.

상술한 바와 같은 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 일 양상에 따른 펨토초 레이저 발생장치는, 펌프 광을 발진하는 펌프 광원과, 상기 펌프 광원으로부터 입력받은 펌프 광을 다중화시켜서 출력하는 파장분할다중화기와, 상기 파장분할다중화기에서 출력되는 펌프 광에 의해 여기되어 미리 설정된 파장 대역의 광을 생성하여 출력하는 이득매질 광섬유와, 상기 이득매질 광섬유로부터 입력되는 광을 출력단으로 출력하고 상기 출력단으로부터 상기 이득매질 광섬유로 역방향 진행하는 광을 차단하는 아이솔레이터를 포함하는 제1 공진부와,According to an aspect of the present invention, there is provided a femtosecond laser generating apparatus including a pump light source for emitting pump light, a wavelength division multiplexer for multiplexing and outputting pump light received from the pump light source, A gain medium optical fiber which is excited by the pump light output from the wavelength division multiplexer to generate and output light of a predetermined wavelength band; and a gain medium optical fiber which outputs light input from the gain medium optical fiber to an output stage, A first resonator including an isolator for blocking light traveling in a reverse direction to the first resonator,

상기 파장분할다중화기와 연결된 단일 모드 광섬유(SMF)로부터 입력되는 광을 통과시키며 반사되어 되돌아온 광을 분할하는 빔 분할기와, 입사되는 광을 반사하는 제1 광 반사체와, 상기 제1 광 반사체와 일정한 각도(θ)로 경사지도록 설치되며 상기 빔 분할기로부터 소정 크기의 입사각(α)으로 입사되는 광을 반사하는 제2 광 반사체와, 상기 제1 광 반사체를 직선으로 이동시키는 이동장치와, 상기 제1 광 반사체에 부착되는 압전소자(piezoelectric transducer, PZT)를 포함하는 제2 공진부와, 상기 제1 공진부와 제2 공진부로부터 각각 입력되는 광을 결합하여 펨토초 펄스를 출력하는 광 결합기를 포함한다. A beam splitter for splitting the light reflected from the single mode optical fiber (SMF) connected to the wavelength division multiplexer and reflecting the returned light; a first optical reflector for reflecting the incident light; a second optical reflector disposed to incline at an incident angle? and incident on the beam splitter at an incident angle? of a predetermined magnitude, a moving device for moving the first optical reflector in a straight line, A second resonator unit including a piezoelectric transducer (PZT) attached to the reflector, and an optical coupler coupling the light input from the first resonator unit and the second resonator unit to output a femtosecond pulse.

본 발명의 다른 양상에 따른 펨토초 레이저 발생장치는, 제2 공진부가 파장분할다중화기와 연결된 단일 모드 광섬유(SMF)로부터 입력되는 펌프 광을 평행광으로 변환하고, 반사되어 되돌아온 평행광을 상기 단일 모드 광섬유(SMF)로 집광하는 시준기와, 입사되는 광을 반사하는 제1 광 반사체와, 상기 제1 광 반사체와 일정한 각도(θ)로 경사지도록 설치되며 상기 시준기로부터 소정 크기의 입사각(α)으로 입사되는 광을 반사하는 제2 광 반사체와, 상기 제1 광 반사체를 직선으로 이동시키는 이동장치와, 상기 제1 광 반사체에 부착되는 압전소자(piezoelectric transducer, PZT)를 포함하는 제2 공진부와, 상기 제1 공진부와 제2 공진부로부터 각각 입력되는 광을 결합하여 펨토초 펄스를 출력하는 광 결합기를 포함한다. The femtosecond laser generating apparatus according to another aspect of the present invention is a femtosecond laser generating apparatus for converting a pump light input from a single mode optical fiber (SMF) connected to a wavelength division multiplexer into a parallel light, (SMF), a first optical reflector for reflecting incident light, and a second optical reflector provided so as to incline at a predetermined angle (?) From the first optical reflector and incident from the collimator at an incident angle? A second resonator unit including a piezoelectric transducer (PZT) attached to the first optical reflector, a second optical reflector for reflecting the light, a second optical reflector for linearly moving the first optical reflector, And an optical coupler coupling the light input from the first resonator and the second resonator to output a femtosecond pulse.

본 발명의 또 다른 양상에 따른 펨토초 레이저 발생장치과 연동하여 도막 두께를 측정하는데 사용되는 도막두께 측정장치는, 광 결합기와 연결된 제1 단일 모드 광섬유(SMF)로부터 입력되는 빔을 여기빔과 탐침빔으로 분리하는 빔 분할기와. 상기 빔 분할기와 연결된 제2 단일 모드 광섬유(SMF)로부터 여기빔을 입력받아 테라헤르츠파를 발생하는 테라헤르츠파 발생부와, 빔 분할기와 연결된 제3 단일 모드 광섬유(SMF)로부터 탐침빔을 입력받아 구동하고 상기 테라헤르츠파 발생부로부터 발생된 테라헤르츠 빔이 피측정물에 입사된 뒤 반사되는 테라헤르츠 빔을 검출하는 테라헤르츠파 검출부를 포함하며, 제3 단일 모드 광섬유(SMF)의 길이는 제2 단일 모드 광섬유(SMF)의 길이보다 10m 이상, 99m 이하로 긴 것을 특징으로 한다. A film thickness measuring apparatus used for measuring a coating film thickness in cooperation with a femtosecond laser generating apparatus according to another aspect of the present invention includes a first single mode optical fiber (SMF) connected to an optical coupler, With a beam splitter to separate. A terahertz wave generator for receiving an excitation beam from a second single mode optical fiber (SMF) connected to the beam splitter and generating a terahertz wave, and a probe beam from a third single mode optical fiber (SMF) connected to the beam splitter And a terahertz wave detecting unit for detecting a reflected terahertz beam after the terahertz beam generated from the terahertz wave generating unit is incident on the object to be measured. The length of the third single mode optical fiber (SMF) 2 single mode optical fiber (SMF) with a length of 10 m or more and 99 m or less.

본 발명에 따르면, 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.According to the present invention, the following effects can be obtained.

첫째, 본 발명은 충분한 스캐닝 범위를 획득하기 위해 요구되는 구동기의 구동범위를 획기적으로 줄임으로써 소형화 및 고속 테라헤르츠파 스캐닝이 가능하다.First, the present invention dramatically reduces the driving range of a driver required to obtain a sufficient scanning range, thereby enabling downsizing and high-speed terahertz wave scanning.

둘째, 본 발명은 비스듬히 정렬된 두 반사체와 공진기가 결합된 형태의 펨토초 레이저 발생장치와 여기빔과 탐침빔의 광경로 차이가 수십 m 이상 되도록 하는 광섬유로 구성된 테라헤르츠 시스템으로 수십 mm의 스캐닝 범위를 통해 도막의 두께를 측정할 수 있다.Second, the present invention relates to a femtosecond laser generating device in which two reflectors and a resonator are combined at an angle, and a terahertz system composed of an excitation beam and an optical fiber for allowing a probe beam to have a difference in optical path of at least several tens of meters, The thickness of the coating film can be measured.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 펨토초 레이저 발생장치(100)의 전체 구성도,
도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 펨토초 레이저 발생장치(100)의 전체 구성도,
도 3은 본 발명에 따른 제2 공진부에서 광 경로를 증폭하는 과정을 설명하기 위한 예시도,
도 4는 본 발명에 따른 도막두께 측정장치(400)의 전체 구성도,
도 5는 본 발명에 따른 펨토초 레이저 발생장치(100) 및 그와 연동하는 도막두께 측정장치(400)를 이용하여 스캐닝 범위를 획득한 결과이다.FIG. 1 is an overall configuration diagram of a femtosecond laser generating apparatus 100 according to a first embodiment of the present invention,
FIG. 2 is an overall configuration diagram of a femtosecond laser generating apparatus 100 according to a second embodiment of the present invention,
3 is an exemplary diagram for explaining a process of amplifying an optical path in a second resonator according to the present invention,
FIG. 4 is an overall configuration diagram of an apparatus 400 for measuring a film thickness according to the present invention,
FIG. 5 is a result of acquiring a scanning range using the femtosecond laser generating apparatus 100 according to the present invention and a coating film thickness measuring apparatus 400 cooperating therewith.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 기술되는 바람직한 실시예를 통하여 본 발명을 당업자가 용이하게 이해하고 재현할 수 있도록 상세히 기술하기로 한다.
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Reference will now be made in detail to embodiments of the present invention, examples of which are illustrated in the accompanying drawings, wherein like reference numerals refer to the like elements throughout.

본 발명의 제1 실시예에 따른 펨토초 레이저 발생장치(100)는, 도 1에 도시한 바와 같이, 크게 펌프 광원(105)과 파장분할다중화기(107)와 제1 공진부(110)와 제2 공진부(120)와 광 결합기(131)와 모드잠금장치(132)를 포함하여 구현될 수 있다. 도 1에서, 제2 공진부(120) 안에 비스듬히 정렬된 두 반사체(125, 127)가 광 경로 길이를 증폭시킨다.1, the femtosecond laser generating apparatus 100 according to the first embodiment of the present invention includes a pump light source 105, a wavelength division multiplexer 107, a first resonator 110, 2 resonator unit 120, an optical coupler 131, and a mode lock unit 132. [ In Fig. 1, two reflectors 125 and 127, which are arranged at an angle in the second resonator portion 120, amplify the optical path length.

펌프 광원(105)은 펌프 광을 발진하는 것으로, 예를 들어 반도체 어레이 다이오드 레이저일 수 있다. 펌프 광원(110)에서 발진하는 펌프 광은 예를 들어 980 nm의 파장을 가질 수 있다. 파장분할다중화기(107)는 펌프 광원(105)으로부터 입력받은 펌프 광을 다중화시켜서 출력한다.The pump light source 105 oscillates the pump light, and may be, for example, a semiconductor array diode laser. The pump light emitted from the pump light source 110 may have a wavelength of, for example, 980 nm. The wavelength division multiplexer 107 multiplexes the pump light received from the pump light source 105 and outputs the multiplexed light.

제1 공진부(110)는 파장분할다중화기(107)에서 출력되는 펌프 광에 의해 여기되어 미리 설정된 파장 대역의 광을 생성하여 출력하는 이득매질 광섬유(113)와, 이득매질 광섬유(113)로부터 입력되는 광을 출력단으로 출력하고 상기 출력단으로부터 이득매질 광섬유(113)로 역방향 진행하는 광을 차단하는 아이솔레이터(115)를 포함한다. 이득매질 광섬유(113)은 이득매질(Gain medium)의 특성에 따라 결정되는 소정의 파장 영역 내에서 광을 유도방출(stimulated emission)하고, 방출된 광을 증폭한다.The first resonator unit 110 includes a gain medium optical fiber 113 that excites the pump light output from the wavelength division multiplexer 107 to generate and output light of a predetermined wavelength band and a gain medium optical fiber 113 that is excited by the gain medium optical fiber 113 And an isolator 115 for outputting the input light to the output terminal and blocking the light traveling in the reverse direction from the output terminal to the gain medium optical fiber 113. The gain medium optical fiber 113 stimulates light within a predetermined wavelength range determined according to characteristics of a gain medium and amplifies the emitted light.

일례로, 이득매질 광섬유(113)은 980nm 또는 1480nm의 펌프 광을 흡수하여 1550nm를 중심파장으로 수십 nm의 대역폭의 이득(gain)을 형성하는 에르븀 첨가 광섬유(Erbium doped fiber) 또는 980nm의 펌프 광을 흡수하여 1030nm를 중심파장으로 수십 nm의 대역폭의 이득(gain)을 형성하는 이터븀 첨가 광섬유(Ytterbium doped fiber)로 구현될 수 있다. For example, the gain medium optical fiber 113 absorbs pump light having a wavelength of 980 nm or 1480 nm and transmits an erbium doped fiber or a pump light having a wavelength of 980 nm, which forms a gain of a bandwidth of several ten nanometers at a center wavelength of 1550 nm And Ytterbium doped fiber which absorbs 1030 nm and forms a gain of a bandwidth of several tens of nm with a central wavelength.

제2 공진부(120)는 파장분할다중화기(107)와 연결된 단일 모드 광섬유(SMF)(121)로부터 입력되는 광을 통과시키며 반사되어 되돌아온 광을 분할하는 빔 분할기(123)와, 빔 분할기(123)로부터 입사각(α)로 입사되는 광을 반사하는 광 반사체(125)와, 광 반사체(125)와 일정한 각도(θ)로 경사지도록 설치되는 광 반사체(127)와 광 반사체(127)를 직선으로 이동시키는 이동장치(129)를 포함한다. 광 반사체(125, 127)는 예를 들어 평면 미러로 구현될 수 있다. The second resonator unit 120 includes a beam splitter 123 for passing the light input from the single mode optical fiber (SMF) 121 connected to the wavelength division multiplexer 107 and dividing the reflected and reflected light, a beam splitter And an optical reflector 127 provided so as to incline at a predetermined angle? From the optical reflector 125 and the optical reflector 127 are arranged in a straight line To a mobile device (129). The light reflectors 125 and 127 may be implemented as a plane mirror, for example.

일례로, 광 반사체(127)에는, 진동소자가 부착되어 광의 진행속도가 매우 빠른 속도로 움직일 수 있도록 구성될 수 있다. 진동소자는 일례로, 원통형 압전소자(piezoelectric transducer, PZT)일 수 있다. 원통형 압전소자(piezoelectric transducer, PZT)는 압전기 현상을 나타내는 소자로서, 일정한 방향에서 압력을 가하면 결정판의 양면에 외력에 비례하는 양의 전하와 음의 전하가 나타난다.For example, the light reflector 127 may be configured to have a vibrating element attached thereto so that the traveling speed of the light can be moved at a very high speed. The vibration element may be, for example, a piezoelectric transducer (PZT). A cylindrical piezoelectric transducer (PZT) is a device that exhibits a piezoelectric phenomenon. When a pressure is applied in a certain direction, positive and negative charges appear on both sides of the crystal plate in proportion to the external force.

도 1에 도시한 바와 같이, 광 반사체(127)를 직선으로 이동시키는 이동장치(129)가 설치될 수 있다. 이동장치(129)가 광 반사체(127)를 이동시킴으로써, 광 경로의 길이를 변화시킬 수 있다. 이동장치(129)는 일례로, 모터로 구현될 수 있다.As shown in Fig. 1, a moving device 129 for moving the optical reflector 127 in a straight line may be provided. The moving device 129 can change the length of the optical path by moving the optical reflector 127. [ The mobile device 129 may be embodied as a motor, for example.

광 결합기(131)는 제1 공진부(110)와 제2 공진부(120)로부터 각각 입력되는 광을 결합하여 펨토초 펄스를 출력한다. 광 결합기(131)는 광 커플러 또는 파장분할다중화기(WDM : wavelength division multiplexer)로 구현될 수 있다. 광 결합기(131)에서 출력되는 펨토초 펄스는 도 4에 도시한 도막두께 측정장치(400)의 제1 단일 모드 광섬유(SMF)(405)에 입력된다. The optical coupler 131 couples light input from the first resonator unit 110 and the second resonator unit 120 and outputs a femtosecond pulse. The optical coupler 131 may be implemented as an optical coupler or a wavelength division multiplexer (WDM). The femtosecond pulse output from the optical coupler 131 is input to the first single mode optical fiber (SMF) 405 of the film thickness measuring apparatus 400 shown in FIG.

모드잠금장치(132)는 펨토초 펄스를 출력하기 위한 장치로서, 파장판과 편광판을 구비하고, 제2 공진부(120)의 빔 분할기(123)로부터 출력되는 펨토초 레이저를 입력받아 파장판과 편광판의 회전각을 조절하여 모드잠금을 위한 편광을 조절하는 자동편광조절부와, 제2 공진부(120)의 빔 분할기(123)로부터 출력되는 펨토초 레이저의 모드잠금 전/후의 스펙트럼 차이를 감지하여 모드잠금을 위한 신호를 감지하는 모드잠금감지부와, 자동편광조절부와 모드잠금감지부를 프로그램에 의해 제어하여 모드잠금 신호를 감지하면 모드잠금하는 제어부를 포함하여 구현될 수 있다. The mode locking device 132 is a device for outputting a femtosecond pulse and includes a wave plate and a polarizing plate. The mode locking device 132 receives a femtosecond laser output from the beam splitter 123 of the second resonator part 120, An automatic polarization controller for controlling the polarization of the mode locking by adjusting a rotation angle of the femtosecond laser, and a mode lock detecting unit for detecting a spectrum difference before and after mode locking of the femtosecond laser output from the beam splitter 123 of the second resonator unit 120, And a controller for controlling the automatic polarization controller and the mode lock detector by a program to lock the mode lock signal when the mode lock signal is detected.

모드잠금감지부는, 일례로, 제2 공진부(120)의 빔 분할기(123)로부터 출력되는 광을 임의의 파장대역에 해당하는 광빗의 일부분을 필터링 하는 광필터(optical filter)와, 광필터를 통해 필터링된 광을 임의의 반복률에 해당하는 RF신호를 감지하는 광검출기와, 광필터를 통해 필터링된 광에서 일차 반복률만을 필터링하는 전자필터(electronic filter)와, 전자필터를 통해 필터링된 일차 반복률에 해당하는 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 A/D 변환부와, A/D변환부에서 감지하기 위한 주파수가 빠를 경우 이보다 느린 주파수로 변환하여 신호처리해주는 주파수 분주기로 구현될 수 있다.The mode lock sensing unit may include an optical filter for filtering a portion of the optical beat corresponding to a certain wavelength band of the light output from the beam splitter 123 of the second resonator unit 120, An optical filter for detecting an RF signal corresponding to an arbitrary repetition rate of the light filtered through the optical filter, an electronic filter for filtering only the first repetition rate in the light filtered through the optical filter, An A / D converter for converting a corresponding analog signal into a digital signal; and a frequency divider for converting a frequency to be detected by the A / D converter to a frequency lower than that of the analog signal to process the digital signal.

본 발명의 제2 실시예에 따른 펨토초 레이저 발생장치(100)는, 도 2에 도시한 바와 같이, 크게 펌프 광원(105)과 파장분할다중화기(107)와 제1 공진부(110)와 제2 공진부(120)와 광 결합기(131)와 모드잠금장치(132)를 포함하여 구현될 수 있다. 도 2에서 도 1과 동일한 구성은 동일한 참조부호를 사용한다. 2, the femtosecond laser generating apparatus 100 according to the second embodiment of the present invention mainly includes a pump light source 105, a wavelength division multiplexer 107, a first resonator 110, 2 resonator unit 120, an optical coupler 131, and a mode lock unit 132. [ In Fig. 2, the same components as those in Fig. 1 are denoted by the same reference numerals.

도 2를 참조하면, 제2 공진부(120)는 파장분할다중화기(107)와 연결된 단일 모드 광섬유(SMF)(121)로부터 입력되는 펌프 광을 평행광으로 변환하고, 반사되어 되돌아온 평행광을 단일 모드 광섬유(SMF)(121)로 집광하는 시준기(124)와, 시준기(124)와 파장분할다중화기(107) 사이에 설치되는 광 서큘레이터(122)를 포함한다. 2, the second resonator 120 converts the pump light input from the single mode optical fiber (SMF) 121 connected to the wavelength division multiplexer 107 into parallel light and outputs the reflected parallel light And includes an optical circulator 122 that is disposed between the collimator 124 and the wavelength division multiplexer 107. The optical circulator 122 is a single mode optical fiber (SMF)

시준기(124)는 시광기(視光器) 또는 칼러메이터(collimator)를 총칭하는 것으로, 미소한 광원에서 나온 광을 평행한 광선으로 변환하거나, 전파해 온 평행한 광선을 집광하는 광학계이다. 레이저의 출력은 광섬유의 직경보다 큰 지름을 갖기 때문에 광선이 렌즈를 통과한 후에 광선의 이동을 무시할 정도의 얇은 렌즈를 사용하여 빛을 광섬유의 끝 단면에 모으고, 얇은 렌즈는 한점으로부터 나오는 광속을 평행 광속으로 만들 수 있다.The collimator 124 collectively refers to a photometer or a collimator, and is an optical system that converts light emitted from a minute light source into parallel rays or collects parallel rays that have propagated. Since the output of the laser has a diameter larger than the diameter of the optical fiber, the light is collected on the end surface of the optical fiber by using a thinner lens which passes through the lens and ignores the movement of the light beam. It can be made into a light beam.

광 서큘레이터(122)는 비가역 소자로 광의 진행 방향에 따라 출력 포트의 위치가 바뀌는 소자로서, 비가역 Crystal을 지난 빛은 진행 방향에 따라 다른 경로차를 느끼게 되며, 이런 현상을 이용하여 출력 위치를 변위시켜 다른 포트로 출력된다. 또한, 편광의존성을 없애기 위해 기본적으로 두 편광상태의 빛을 나누어 다른 경로를 주고 다시 합쳐준다. 광 서큘레이터(122)는 일례로, 빔 디스플레이서(Beam displacer), 회전자(Rotator) 및 조준기(Collimator)를 포함하여 구현될 수 있다.
The optical circulator 122 is an irreversible element that changes the position of the output port along the traveling direction of the light. The light passing through the irreversible crystal experiences a different path difference depending on the traveling direction. Using this phenomenon, And output to another port. In order to eliminate the polarization dependence, the two polarized light beams are basically divided to give another path and recombine. The optical circulator 122 may be implemented, for example, by including a beam displacer, a rotator, and a collimator.

도 3은 본 발명에 따른 제2 공진부(120)에서 광 경로를 증폭하는 과정을 설명하기 위한 예시도이다. 제2 공진부(120)의 제1 광 반사체(125)와 제2 광 반사체(127) 간의 각도를 θ로 위치시킨 후, 제1 광 반사체(125)에 입사각 α1로 광을 입사시킨다. 이때 제1 광 반사체(125)에서 반사된 광은 반대편 제2 광 반사체(127)로 향해 진행하여 재입사 된다. 재입사 되는 각도는 반사의 법칙에 의해 α1-θ가 된다. 제2 광 반사체(127)에서 반사된 광은 다시 반대편 제1 광 반사체(125)를 향해 진행하게 되는데 이때 입사각은 α1-2θ가 된다. 이러한 반복적인 반사는 제1 광 반사체(125) 또는 제2 광 반사체(127)에 입사되는 각이 0보다 작아질 때까지 계속되며 N(N은 정수)번째 반사되는 빔의 입사각은 아래의 식을 만족한다.3 is an exemplary diagram for explaining a process of amplifying an optical path in the second resonator unit 120 according to the present invention. The first optical reflector 125 and the second optical reflector 127 of the second resonator unit 120 are positioned at the angle θ and the light is incident on the first optical reflector 125 at an incident angle α 1 . At this time, the light reflected by the first light reflector 125 travels toward the opposite second light reflector 127 and re-enters. The angle of re-incident is? 1 - ? By the law of reflection. The light reflected by the second light reflector 127 travels toward the opposite first light reflector 125 at an incident angle of? 1 -2 ?. This repetitive reflection continues until the angle incident on the first light reflector 125 or the second light reflector 127 is less than zero and the incident angle of the N (N is an integer) Satisfies.

Figure 112014079032819-pat00001
Figure 112014079032819-pat00001

위의 식에서 α1이 θ×N을 만족할 경우 αN은 0이 되게 되며, 이는 광 반사체에 수직으로 입사되는 것을 의미하므로 광은 입사된 경로로 다시 반사되어 되돌아가게 된다. 이러한 광의 경로는 두 광 반사체의 각도 θ와 처음 입사되는 각도 α1만 고정되어 있으면 두 광 반사체의 거리와 관계없이 일정하게 유지되며, 두 광 반사체 사이의 거리가 변할 때 광 시간 지연선의 길이는 빔이 재반사되는 횟수만큼 곱해지기 때문에 반사체의 작은 변위로도 긴 광 경로 길이 변화를 얻을 수 있다. 다중반사되는 횟수는 처음 입사되는 각도가 클수록, 그리고 두 광 반사체 사이의 각도가 작을수록 증가한다.In the above equation, when α 1 satisfies θ × N, α N becomes 0, which means that the light is incident perpendicular to the light reflector, so that light is reflected back to the incident path again. The path of this light is kept constant irrespective of the distance between the two light reflectors if only the angle &thetas; of the two light reflectors and the angle &thetas; 1 incident at the first are fixed. When the distance between the two light reflectors is changed, Is multiplied by the number of times of retroreflection, a long optical path length change can be obtained even at a small displacement of the reflector. The number of multiple reflections increases as the angle of incidence first increases and as the angle between the two light reflectors decreases.

도 3에 도시한 바와 같이, 제1 광 반사체(125)는 고정하고, 제2 광 반사체(127)의 위치를 d 만큼 멀리 이동시킬 경우 변위 증폭률 L은 아래의 식과 같다.As shown in FIG. 3, when the first optical reflector 125 is fixed and the position of the second optical reflector 127 is moved away by d, the displacement amplification factor L is expressed by the following equation.

Figure 112014079032819-pat00002
Figure 112014079032819-pat00002

위 식으로부터 변위 증폭률 L은 광 반사체의 이동 거리(d), 광 입사각(α), 두 광 반사체 간의 각도(θ) 간의 각도의 함수로 계산될 수 있으며, 광 반사체의 이동거리(d)와 변위 증폭률 L은 선형관계에 있기 때문에 보정(Calibration)을 통하여 쉽고 정확하게 길이를 예측할 수 있다.
From the above equation, the displacement amplification factor L can be calculated as a function of the angle between the moving distance d of the light reflector, the light incident angle alpha, and the angle between the two light reflectors, Since the amplification factor L is in a linear relationship, the calibration can easily and accurately predict the length.

본 발명에 따른 펨토초 레이저 발생장치과 연동하여 도막 두께를 측정하는데 사용되는 도막두께 측정장치(400)는, 도 4에 도시한 바와 같이, 크게 빔 분할기(410)와 테라헤르츠파 발생부(420)와 테라헤르츠파 검출부(430)를 포함하여 구현될 수 있다.As shown in FIG. 4, the film thickness measuring apparatus 400 used for measuring the film thickness in cooperation with the femtosecond laser generating apparatus according to the present invention includes a beam splitter 410, a terahertz wave generating unit 420, And a terahertz wave detecting unit 430, as shown in FIG.

빔 분할기(410)는 펨토초 레이저 발생장치(100)의 광 결합기(131)와 연결된 제1 단일 모드 광섬유(SMF)(405)로부터 입력되는 빔을 여기빔과 탐침빔으로 분리한다. 테라헤르츠파 발생부(420)는 빔 분할기(410)와 연결된 제2 단일 모드 광섬유(SMF)(421)로부터 여기빔을 입력받아 테라헤르츠파를 발생한다. The beam splitter 410 splits the beam input from the first single mode optical fiber (SMF) 405 connected to the optical coupler 131 of the femtosecond laser generator 100 into an excitation beam and a probe beam. The terahertz wave generating unit 420 receives the excitation beam from the second single mode optical fiber (SMF) 421 connected to the beam splitter 410, and generates a terahertz wave.

테라헤르츠파 검출부(430)는 빔 분할기(410)와 연결된 제3 단일 모드 광섬유(SMF)(431)로부터 탐침빔을 입력받아 구동한다. 탐침빔은 검출소자에 전류가 흐를 수 있도록 하는 일종의 스위칭 역할을 한다. 테라헤르츠파 검출부(430)는 테라헤르츠파 발생부(420)로부터 발생된 테라헤르츠 빔이 피측정물(P)에 입사된 뒤 반사되는 테라헤르츠 빔을 검출한다. 여기서, 제3 단일 모드 광섬유(SMF)(431)의 길이는 제2 단일 모드 광섬유(SMF)(421)의 길이보다 10m 이상, 99m이하로 길게 구현된다. The terahertz wave detector 430 receives the probe beam from the third single mode optical fiber (SMF) 431 connected to the beam splitter 410 and drives the terahertz wave detector 430. The probe beam serves as a kind of switching for allowing a current to flow through the detecting element. The terahertz wave detecting unit 430 detects the reflected terahertz beam after the terahertz beam generated from the terahertz wave generating unit 420 is incident on the object P to be measured. Here, the length of the third single mode optical fiber (SMF) 431 is longer than the length of the second single mode optical fiber (SMF) 421 by 10 m or more and 99 m or less.

본 발명에 따른 도막두께 측정장치(400)는 빔 분할기(410)와 제2 단일 모드 광섬유(SMF)(421) 사이에 펄스폭 퍼짐을 보상하는 분산보상광섬유(DCF), 빔 분할기(410)와 제3 단일 모드 광섬유(SMF)(431) 사이에 펄스폭 퍼짐을 보상하는 분산보상광섬유(DCF)가 각각 설치될 수 있다. The apparatus 400 for measuring a coating thickness according to the present invention includes a dispersion compensating optical fiber (DCF), a beam splitter 410 and a compensation optical fiber 420 for compensating pulse width spreading between a beam splitter 410 and a second single mode optical fiber (SMF) 421 And a dispersion compensating optical fiber (DCF) for compensating the pulse width spreading may be installed between the third single mode optical fibers (SMF) 431.

본 발명에 따른 도막두께 측정장치(400)에서의 스캐닝 범위 증폭률(K)은 아래의 식과 같다.The scanning range amplification factor K in the film thickness measuring apparatus 400 according to the present invention is expressed by the following equation.

Figure 112014079032819-pat00003
Figure 112014079032819-pat00003

여기서, n : 파이버 굴절률, Here, n : refractive index of the fiber,

l d : 여기빔과 탐침빔의 길이차 l d : Length difference between excitation beam and probe beam

f rep : 레이저 반복률, f rep : laser repetition rate,

co : 광속이다.c o It is the speed of light.

이에 따라 본 발명의 펨토초 레이저 발생장치의 제2 공진기 안에 설치된, 비스듬히 정렬된 두 반사체 간의 다중반사와 원통형 압전소자(piezoelectric transducer, PZT)를 이용하여 광 경로 길이 변위를 1차적으로 증폭한 뒤, 본 발명의 도막두께 측정장치에서 여기빔과 탐침빔의 긴 광경로 차를 통해 2차적으로 증폭함으로써 낮은 반복률에도 수백 배 이상의 증폭비를 획득할 수 있다.
Accordingly, the optical path length displacement is firstly amplified using multiple reflectors and a piezoelectric transducer (PZT) provided in the second resonator of the femtosecond laser generator of the present invention, which are arranged at an angle, It is possible to obtain an amplification ratio of several hundred times or more even at a low repetition rate by secondarily amplifying the excitation beam and the probe beam through the long optical path difference in the film thickness measuring apparatus of the invention.

도 5는 본 발명에 따른 펨토초 레이저 발생장치(100) 및 그와 연동하는 도막두께 측정장치(400)를 이용하여 스캐닝 범위를 획득한 결과이다.FIG. 5 is a result of acquiring a scanning range using the femtosecond laser generating apparatus 100 according to the present invention and a coating film thickness measuring apparatus 400 cooperating therewith.

광 반사체에 부착되는 압전소자(piezoelectric transducer, PZT)의 변위는 10V전압 인가 시 45㎛이었고, 제2 공진부에서의 변위 증폭률 L은 14.06이었다. 펨토초 레이저 반복률(f rep ) 60MHz에서, 스캐닝 범위 증폭률(K)은 20이었다. 따라서, 최종 변위 증폭률은 281배로서, 최종 스캐닝 범위는 압전소자(piezoelectric transducer, PZT)의 변위 0.045 mm의 281배인 12.645mm (42.15 ps) 스캐닝 범위를 획득하였다.
The displacement of the piezoelectric transducer (PZT) attached to the optical reflector was 45 μm when the voltage of 10 V was applied, and the displacement amplification factor L in the second resonance portion was 14.06. At the femtosecond laser repetition rate ( f rep ) of 60 MHz, the scanning range amplification factor (K) was 20. Thus, the final displacement amplification factor was 281 times, and the final scanning range obtained a scanning range of 12.645 mm (42.15 ps), which is 281 times the displacement of the piezoelectric transducer (PZT) of 0.045 mm.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the invention. Will be clear to those who have knowledge of.

100 : 펨토초 레이저 발생장치 105 : 펌프 광원
107 : 파장분할다중화기 110 : 제1 공진부
120 : 제2 공진부
121 : 단일 모드 광섬유(SMF) 122 : 광 서큘레이터
123 : 빔 분할기 124 : 시준기
125 : 제1 광 반사체 127 : 제2 광 반사체
129 : 이동장치
131 : 광 결합기 132 : 모드잠금장치
400 : 도막두께 측정장치
405 : 제1 단일 모드 광섬유(SMF)
410 : 빔 분할기 420 : 테라헤르츠파 발생부
430 : 테라헤르츠파 검출부
421 : 제2 단일 모드 광섬유(SMF)
431 : 제3 단일 모드 광섬유(SMF)100: femtosecond laser generator 105: pump light source
107: wavelength division multiplexer 110: first resonator unit
120: second resonance part
121: Single mode optical fiber (SMF) 122: Optical circulator
123: beam splitter 124: collimator
125: first light reflector 127: second light reflector
129: Mobile device
131: optical coupler 132: mode locking device
400: Film thickness measuring device
405: first single mode optical fiber (SMF)
410: beam splitter 420: terahertz wave generator
430: terahertz wave detection unit
421: second single mode optical fiber (SMF)
431: third single mode optical fiber (SMF)

Claims (3)

펌프 광을 발진하는 펌프 광원; 상기 펌프 광원으로부터 입력받은 펌프 광을 다중화시켜서 출력하는 파장분할다중화기;
상기 파장분할다중화기에서 출력되는 펌프 광에 의해 여기되어 미리 설정된 파장 대역의 광을 생성하여 출력하는 이득매질 광섬유와, 상기 이득매질 광섬유로부터 입력되는 광을 출력단으로 출력하고 상기 출력단으로부터 상기 이득매질 광섬유로 역방향 진행하는 광을 차단하는 아이솔레이터를 포함하는 제1 공진부;
상기 파장분할다중화기와 연결된 단일 모드 광섬유(SMF)로부터 입력되는 광을 통과시키며 반사되어 되돌아온 광을 분할하는 빔 분할기와, 입사되는 광을 반사하는 제1 광 반사체와, 상기 제1 광 반사체와 일정한 각도(θ)로 경사지도록 설치되며 상기 빔 분할기로부터 소정 크기의 입사각(α)으로 입사되는 광을 반사하는 제2 광 반사체와, 상기 제1 광 반사체를 직선으로 이동시키는 이동장치와, 상기 제1 광 반사체에 부착되는 압전소자(piezoelectric transducer, PZT)를 포함하는 제2 공진부; 및
상기 제1 공진부와 제2 공진부로부터 각각 입력되는 광을 결합하여 펨토초 펄스를 출력하는 광 결합기;
를 포함하는 펨토초 레이저 발생장치.A pump light source for emitting pump light; A wavelength division multiplexer for multiplexing and outputting pump light received from the pump light source;
A gain medium optical fiber which is excited by the pump light output from the wavelength division multiplexer to generate and output light of a predetermined wavelength band; and a gain medium optical fiber which outputs light input from the gain medium optical fiber to an output stage, A first resonator including an isolator for blocking light traveling in a reverse direction to the first resonator;
A beam splitter for splitting the light reflected from the single mode optical fiber (SMF) connected to the wavelength division multiplexer and reflecting the returned light; a first optical reflector for reflecting the incident light; a second optical reflector disposed to incline at an incident angle? and incident on the beam splitter at an incident angle? of a predetermined magnitude, a moving device for moving the first optical reflector in a straight line, A second resonator including a piezoelectric transducer (PZT) attached to the reflector; And
A photocoupler for combining light input from the first resonator and the second resonator to output a femtosecond pulse;
And a femtosecond laser generator for generating a femtosecond laser beam. 펌프 광을 발진하는 펌프 광원; 상기 펌프 광원으로부터 입력받은 펌프 광을 다중화시켜서 출력하는 파장분할다중화기;
상기 파장분할다중화기에서 출력되는 펌프 광에 의해 여기되어 미리 설정된 파장 대역의 광을 생성하여 출력하는 이득매질 광섬유와, 상기 이득매질 광섬유로부터 입력되는 광을 출력단으로 출력하고 상기 출력단으로부터 상기 이득매질 광섬유로 역방향 진행하는 광을 차단하는 아이솔레이터를 포함하는 제1 공진부;
상기 파장분할다중화기와 연결된 단일 모드 광섬유(SMF)로부터 입력되는 펌프 광을 평행광으로 변환하고, 반사되어 되돌아온 평행광을 상기 단일 모드 광섬유(SMF)로 집광하는 시준기와, 상기 시준기와 파장분할다중화기 사이에 설치되는 광 서큘레이터와, 입사되는 광을 반사하는 제1 광 반사체와, 상기 제1 광 반사체와 일정한 각도(θ)로 경사지도록 설치되며 상기 시준기로부터 소정 크기의 입사각(α)으로 입사되는 광을 반사하는 제2 광 반사체와, 상기 제1 광 반사체를 직선으로 이동시키는 이동장치와, 상기 제1 광 반사체에 부착되는 압전소자(piezoelectric transducer, PZT)를 포함하는 제2 공진부; 및
상기 제1 공진부와 제2 공진부로부터 각각 입력되는 광을 결합하여 펨토초 펄스를 출력하는 광 결합기;
를 포함하는 펨토초 레이저 발생장치.A pump light source for emitting pump light; A wavelength division multiplexer for multiplexing and outputting pump light received from the pump light source;
A gain medium optical fiber which is excited by the pump light output from the wavelength division multiplexer to generate and output light of a predetermined wavelength band; and a gain medium optical fiber which outputs light input from the gain medium optical fiber to an output stage, A first resonator including an isolator for blocking light traveling in a reverse direction to the first resonator;
A collimator for converting the pump light input from the single mode optical fiber (SMF) connected to the wavelength division multiplexer into parallel light and converging the reflected parallel light to the single mode optical fiber (SMF) A first optical reflector that reflects incident light; and a second optical reflector that is provided to incline at a predetermined angle? With respect to the first optical reflector and is incident at an incident angle? Of a predetermined magnitude from the collimator, A second resonator including a piezoelectric transducer (PZT) attached to the first optical reflector, a second optical reflector for reflecting the light, a moving device for moving the first optical reflector in a straight line, and a piezoelectric transducer (PZT) And
A photocoupler for combining light input from the first resonator and the second resonator to output a femtosecond pulse;
And a femtosecond laser generator for generating a femtosecond laser beam. 청구항 1 내지 청구항 2 중 어느 하나의 청구항에 기재된 펨토초 레이저 발생장치과 연동하여 도막 두께를 측정하는데 사용되는 도막두께 측정장치로서,
상기 광 결합기와 연결된 제1 단일 모드 광섬유(SMF)로부터 입력되는 빔을 여기빔과 탐침빔으로 분리하는 빔 분할기;
상기 빔 분할기와 연결된 제2 단일 모드 광섬유(SMF)로부터 여기빔을 입력받아 테라헤르츠파를 발생하는 테라헤르츠파 발생부와, 상기 빔 분할기와 연결된 제3 단일 모드 광섬유(SMF)로부터 탐침빔을 입력받아 구동하고 상기 테라헤르츠파 발생부로부터 발생된 테라헤르츠 빔이 피측정물에 입사된 뒤 반사되는 테라헤르츠 빔을 검출하는 테라헤르츠파 검출부;를 포함하며,
상기 제3 단일 모드 광섬유(SMF)의 길이는 제2 단일 모드 광섬유(SMF)의 길이보다 10m 이상, 99m이하로 긴 것을 특징으로 하는 도막두께 측정장치.A film thickness measuring apparatus used for measuring film thickness in cooperation with the femtosecond laser generating apparatus according to any one of claims 1 to 2,
A beam splitter for splitting a beam input from a first single mode optical fiber (SMF) connected to the optical coupler into an excitation beam and a probe beam;
A terahertz wave generator for receiving an excitation beam from a second single mode optical fiber (SMF) connected to the beam splitter and generating a terahertz wave; and a third single mode optical fiber (SMF) connected to the beam splitter for inputting a probe beam And a terahertz wave detector for detecting the reflected terahertz beam after the terahertz beam generated from the terahertz wave generator is incident on the object to be measured,
Wherein the length of the third single mode optical fiber (SMF) is longer than the length of the second single mode optical fiber (SMF) by 10 m or more and 99 m or less.
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