KR101890754B1 - 공간 광변조기의 성능 측정 시스템 - Google Patents

공간 광변조기의 성능 측정 시스템 Download PDF

Info

Publication number
KR101890754B1
KR101890754B1 KR1020120007122A KR20120007122A KR101890754B1 KR 101890754 B1 KR101890754 B1 KR 101890754B1 KR 1020120007122 A KR1020120007122 A KR 1020120007122A KR 20120007122 A KR20120007122 A KR 20120007122A KR 101890754 B1 KR101890754 B1 KR 101890754B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
light
intensity
optical splitter
spatial
optical
Prior art date
Application number
KR1020120007122A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20130086402A (ko
Inventor
최규환
송훈
남동경
원강희
Original Assignee
삼성전자 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 삼성전자 주식회사 filed Critical 삼성전자 주식회사
Priority to KR1020120007122A priority Critical patent/KR101890754B1/ko
Publication of KR20130086402A publication Critical patent/KR20130086402A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101890754B1 publication Critical patent/KR101890754B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J1/00—Photometry, e.g. photographic exposure meter
    • G01J1/10—Photometry, e.g. photographic exposure meter by comparison with reference light or electric value provisionally void
    • G01J1/20—Photometry, e.g. photographic exposure meter by comparison with reference light or electric value provisionally void intensity of the measured or reference value being varied to equalise their effects at the detectors, e.g. by varying incidence angle
    • G01J1/28—Photometry, e.g. photographic exposure meter by comparison with reference light or electric value provisionally void intensity of the measured or reference value being varied to equalise their effects at the detectors, e.g. by varying incidence angle using variation of intensity or distance of source
    • G01J1/30—Photometry, e.g. photographic exposure meter by comparison with reference light or electric value provisionally void intensity of the measured or reference value being varied to equalise their effects at the detectors, e.g. by varying incidence angle using variation of intensity or distance of source using electric radiation detectors
    • G01J1/32—Photometry, e.g. photographic exposure meter by comparison with reference light or electric value provisionally void intensity of the measured or reference value being varied to equalise their effects at the detectors, e.g. by varying incidence angle using variation of intensity or distance of source using electric radiation detectors adapted for automatic variation of the measured or reference value
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J3/00—Spectrometry; Spectrophotometry; Monochromators; Measuring colours
    • G01J3/28—Investigating the spectrum
    • G01J3/45—Interferometric spectrometry
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03H—HOLOGRAPHIC PROCESSES OR APPARATUS
    • G03H1/00—Holographic processes or apparatus using light, infrared or ultraviolet waves for obtaining holograms or for obtaining an image from them; Details peculiar thereto
    • G03H1/0005—Adaptation of holography to specific applications
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J3/00—Spectrometry; Spectrophotometry; Monochromators; Measuring colours
    • G01J3/28—Investigating the spectrum
    • G01J3/45—Interferometric spectrometry
    • G01J2003/452—Interferometric spectrometry with recording of image of spectral transformation, e.g. hologram

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Holo Graphy (AREA)

Abstract

공간 광변조기의 성능 측정 시스템은, 제1 광을 일부는 반사시키고 나머지는 투과시켜 진행 경로가 다른 제2 및 제3 광으로 분배하는 제1 광분배기, 상기 제2 광의 세기를 검출하는 제1 광검출기, 홀로그램 정보가 기록되어 있으며, 상기 제3 광을 상기 홀로그램 정보에 따라 변조시켜 제4 광을 출력하는 공간 광변조기, 상기 제4 광을 일부는 반사시키고 나머지는 투과시켜 제5 및 제6 광으로 분배하는 제2 광분배기, 상기 제5 광의 세기를 검출하는 제2 광검출기 및 상기 제2 광의 세기와 상기 제5 광의 세기를 기초로 상기 공간 광 변조기에서의 광효율을 산출하는 분석 장치를 포함한다.

Description

공간 광변조기의 성능 측정 시스템{System for measuring efficiency of Spatial light modulator}
본 개시는 공간 광변조기의 성능 측정 시스템에 관한 것이다.
3차원 영상 표시장치는 보다 더 사실적이고 효과적으로 영상을 표현할 수 있어 의료영상, 게임, 광고, 교육, 군사 등 여러 분야에서 요구되고 있으며, 이에 따라 3차원 영상을 구현하기 위한 방식으로 홀로그래피(holography)나 스테레오스코피(stereoscopy) 방식이 널리 연구되고 있다.
홀로그래피 방식은 피사체로부터의 빛과 간섭성이 있는 참조광을 겹쳐서 얻어지는 간섭신호를 기록하고 이를 재생하는 원리를 이용하는 것으로, 입체감 있는 영상을 구현하는 이상적인 디스플레이 방식이다. 1940년대 영국의 과학자 Dennis Gabor에 의해 홀로그래피가 제안 된 이후 수 많은 과학자들에 의해 홀로그래피의 연구가 진행되어 왔다. 현재 홀로그래피는 동화상 촬영을 위한 펄스 홀로그램, 넓은 공간 광경의 표시와 광 시야각을 가능하게 하는 스테레오 홀로그램, 대량 생산이 가능한 엠보스 홀로그램, 자연색을 표시하는 천연색 홀로그램, 디지털 촬상소자를 이용한 디지털 홀로그래피, 그리고 전자적인 홀로그램의 표시를 위한 전자 홀로그래피 등 여러 가지 기술이 개발 되고 있다. 1990년 이후 통용되고 있는 전자 홀로그래피는 차세대 영상기술로써 홀로그래피를 이용하는 방식을 연구하는 분야이다. 이는 원본 물체를 촬영한 영상을 화소별로 주사하여 전송하는 방식으로 홀로그램을 만들고 이 홀로그램에 포함된 데이터를 샘플링하여 전송하고, 이 전송된 데이터로부터 홀로그램을 복원하여 표시장치에 원본 대상물체를 복제하는 방식을 사용한다.
　하지만 홀로그램에 포함된 데이터 양은 현실적으로 샘플링하여 전송하기에는 너무 많은 양 이므로 현재까지 컴퓨터로 제작된 홀로그램을 만들어 이것을 전기 광학적 방식으로 표시하는 연구가 수행되고 있다.　또한 홀로그램 소자의 한계를 극복하기 위한 형태의 여러 가지 홀로그램 시스템이 연구 되고 있다. 일 예로 홀로그램의 계산 데이터 량을 줄이기 위하여 아이 트래킹(Eye-tracking)방식을 통해 홀로그램을 표시하는 방식이나, 공간 광변조기를 포함한 홀로그램 광학소자의 성능을 측정하는 연구도 수행되고 있다.
본 개시는 공간 광변조기의 성능을 측정하는 공간 광변조기의 성능 측정 시스템을 제공한다.
본 발명의 일 유형에 따르는 공간 광변조기의 성능 측정 시스템은, 제1 광을 일부는 반사시키고 나머지는 투과시켜 진행 경로가 다른 제2 및 제3 광으로 분배하는 제1 광분배기; 상기 제2 광의 세기를 검출하는 제1 광검출기; 홀로그램 정보가 기록되어 있으며, 상기 제3 광을 상기 홀로그램 정보에 따라 변조시켜 제4 광을 출력하는 공간 광변조기; 상기 제4 광을 일부는 반사시키고 나머지는 투과시켜 제5 및 제6 광으로 분배하는 제2 광분배기; 상기 제5 광의 세기를 검출하는 제2 광검출기; 및 상기 제2 광의 세기와 상기 제5 광의 세기를 기초로 상기 공간 광 변조기에서의 광효율을 산출하는 분석 장치;를 포함한다.
그리고, 상기 분석 장치는, 상기 제2 광의 세기에 상기 제1 광분배기의 분배 비율을 곱하여 상기 제3 광의 세기를 예측하고, 상기 제5 광의 세기에 상기 제2 광분배기의 분배 비율을 곱한 값과 상기 제5 광의 세기를 더하여 상기 제4 광의 세기를 예측하며, 상기 예측된 제3 광의 세기에 대한 상기 예측된 제4 광의 세기로 상기 공간 광변조기의 세기 변화를 산출할 수 있다.
또한, 광원; 및 상기 광원에서 출력된 광을 일부는 반사시키고 나머지는 투과시켜 진행 경로가 다른 상기 제1 광과 제7 광으로 분배하는 제3 광분배기;를 더 포함할 수 있다.
그리고, 상기 광원은 가간섭성 광을 출력할 수 있다.
또한, 상기 광원에서 출력되는 광을 확산시키는 광환산기;를 더 포함할 수 있다.
그리고, 상기 제7 광의 진행 경로를 변경시키는 제1 경로 변경기;를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 제7 광의 세기 및 위상 중 적어도 하나를 조절하는 광 조절 장치; 및 상기 광 조절 장치에서 출력된 광의 일부와 상기 제6광의 일부를 결합하여 출력하는 제4 광분배기;를 더 포함할 수 있다.
그리고, 상기 제4 광분배기에서 출력된 광을 촬영하는 촬영 장치;를 더 포함하고, 상기 분석 장치는, 상기 촬영 장치에서 촬영된 영상으로부터 상기 제6 광과 상기 광 조절 장치에서 출력된 광의 위상 차를 산출할 수 있다.
또한, 상기 광 조절 장치는, 상기 제7 광의 세기를 상기 제6 광의 세기와 동일한 세기로 조절할 수 있다.
그리고, 상기 광 조절 장치는, 상기 제7 광의 위상을 상기 홀로그램 정보에 대응하는 위상 변화 만큼 조절할 수 있다.
또한, 상기 광 조절 장치에서 출력된 광의 진행 경로를 변경시키는 제2경로 변경기;를 더 포함할 수 있다.
한편, 본 발명의 다른 유형에 따르는 공간 광변조기의 성능 측정 시스템은,제1 광을 일부는 반사시키고 나머지는 투과시켜 진행 경로가 다른 제2 및 제3 광으로 분배하는 제1 광분배기; 상기 제2 광의 세기를 검출하는 제1 광검출기; 제3 광을 일부는 반사시키고 나머지는 투과시켜 진행 경로가 다른 제4 및 제5 광으로 분배하는 제2 광분배기; 홀로그램 정보가 기록되어 있으며, 상기 제5 광을 상기 홀로그램 정보에 따라 변조시켜 제6 광을 출력하는 공간 광변조기; 상기 제6 광의 일부인 제7 광을 일부는 반사시키고 나머지는 투과시켜 제8 및 제9 광으로 분배하는 제3 광분배기; 상기 제8 광의 세기를 검출하는 제2 검출기; 및 상기 제2 광의 세기와 상기 제8 광의 세기를 기초로 상기 공간 광 변조기에서의 광효율을 산출하는 분석 장치;를 포함한다.
그리고, 상기 제2 광분배기는 상기 제6 광이 입사되면 상기 제7 광을 반사시킬 수 있다.
또한, 상기 분석 장치는, 상기 제2 광의 세기에 상기 제1 광분배기의 분배 비율을 곱하여 상기 제3 광의 세기를 예측하고 예측된 상기 제3 광의 세기에 상기 제2 광분배기의 투과율을 곱하여 상기 제5 광의 세기를 예측하며, 상기 제7 광의 세기에 상기 제3 광분배기의 분배 비율을 곱한 값과 상기 제7 광의 세기를 더하여 상기 제4 광의 세기를 예측하며, 상기 예측된 제3 광의 세기에 대한 상기 예측된 제4 광의 세기로 상기 공간 광변조기의 세기 변화를 산출할 수 있다.
본 개시의 성능 측정 시스템은 공간 광변조기의 세기 변화량 및 위상 변화량 중 적어도 하나를 측정할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 공간 광변조기의 성능을 측정하는 시스템의 블록도이다.
도 2는 1에 도시된 시스템의 분석 장치를 개략적으로 도시한 블럭도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 공간 광변조기의 성능을 측정하는 시스템의 블록도이다.
도 4는 도 3에 도시된 시스템의 분석 장치를 개략적으로 도시한 블럭도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 공간 광변조기(130)의 성능을 측정하는 시스템(100)의 블록도이다. 도 2는 1에 도시된 시스템(100)의 분석 장치(190)를 개략적으로 도시한 블럭도이다. 도 1에 도시된 성능 측정 시스템(100)은 투과형 공간 광변조기(130)의 성능을 측정할 수 있다.
도 1을 참조하면, 일 실시예에 따른 시스템(100)은, 광을 출사하는 광원부(110), 광을 분배시키는 다수의 광분배기(122, 124, 126, 128), 공간 광변조기(130), 광의 세기를 검출하는 다수의 광검출기(142, 144), 광의 위상 및 세기를 조절하는 광 조절 장치(160), 간섭된 광을 촬영하는 촬영 장치(180) 및 공간 광변조기(130)의 성능을 분석하는 분석 장치(190)를 포함한다.
광원부(110)는 광을 출사하는 광원(112) 및 광원(112)에서 출사된 광을 확산시키는 광확산기(114)를 포함할 수 있다. 광원(112)에서 출사되는 광은 가간섭성 레이저일 수 있다. 설명의 편의를 도모하기 위해 광원부(110)에서 출력되는 광을 제1 광이라고 하며, 각 구성요소를 투과한 광에 대해서도 제2 내지 제10 광 등으로 각각 칭한다.
제1 광분배기(122)는 광원부(110)에서 출력된 제1 광을 일부는 반사시키고 일부는 투과시킴으로써, 제1 광을 진행 경로가 다른 제2 광 및 제3 광으로 분배한다. 제2 광과 제3 광은 진행 경로가 수직일 수 있다. 그러나, 이에 한정되지 않는다. 여기서 광분배기의 분배 비율은 반사율에 대한 투과율을 칭한다. 제1 광분배기(122)의 분배 비율은 1일 수 있다. 그러나, 이는 설명의 편의를 도모하기 위함이고, 이에 한정되지 않는다.
제1 광분배기(122)를 투과한 제2 광은 제2 광분배기(124)로 입사된다. 제2 광분배기(124)도 제2 광을 일부는 반사시키고 일부는 투과시킴으로써, 제2 광을 제4 광 및 제5 광으로 분배한다. 제4 광과 제5 광은 진행 경로가 수직일 수 있다. 그러나, 이에 한정되지 않는다. 또한, 분배 비율은 제4 광의 세기가 제5 광의 세기보다 작을 수 있다. 제4 광은 후술하겠지만 공간 광변조기(130)에 입사되는 광을 예상하는데 이용되기 때문이다. 그러나, 이는 설명의 편의를 도모하기 위함이고, 이에 한정되지 않는다.
제2 광분배기(124)에서 반사된 제4 광은 제1 광검출기(142)로 입사된다. 제1 광검출기(142)는 포토다이오드를 포함할 수 있다. 그리하여, 제2 광분배기(124)는 제4 광을 수광하여 전기적 신호로 변환한다.
그리고, 제2 광분배기(124)를 투과한 제5 광은 공간 광변조기(130)로 입사되어 투과된다. 공간 광변조기(130)는 홀로그램 정보가 기록된 소자이다. 그리하여, 공간 광변조기(130)로 광이 입사되면, 입사된 광은 공간 광변조기(130)를 투과하면서 위상이 변하여 홀로그램을 재생한다. 제어 장치는 공간 광변조기(130)에 홀로그램 정보를 기록하거나 삭제할 수 있는 장치이다. 제어 장치는 홀로그램 정보를 실시간으로 기록 또는 제거할 수 있다.
한편, 광이 공간 광변조기(130)를 투과할 때 반사 등의 이유로 투과되는 광의 세기가 감소될 수 있다. 투과형 공간 광변조기(130)는 입사된 광의 세기에 대해 투과되는 광의 세기가 클수록 성능이 우수하다고 할 수 있다. 그러므로, 투과된 광의 세기를 측정하여 공간 광변조기(130)의 성능을 평가할 수 있다. 뿐만 아니라, 공간 광변조기(130)의 성능을 평가하기 위해 홀로그램 정보에 의한 광의 위상 변화도 측정할 필요가 있다. 일단 광의 세기 변화를 측정하는 방법에 대해 설명한다.
제2 광분배기(124)를 투과하는 제5 광은 공간 광변조기(130)에 입사되어 위상 및 세기 중 적어도 하나가 변화된 제6 광으로 출력된다. 상기한 제6 광은 제3 광분배기(126)로 입사된다. 제3 광분배기(126)도 제6 광을 일부는 반사시키고 일부는 투과시킴으로써, 제6 광을 제7 광 및 제8 광으로 분배한다. 제7 광과 제8 광은 진행 경로가 수직일 수 있다. 그러나, 이에 한정되지 않는다. 또한, 분배 비율은 제7 광의 세기가 제8 광의 세기보다 작을 수 있다. 제8 광은 후술하겠지만 공간 광변조기(130)에 의한 광의 위상 변화를 평가하는데 이용되기 때문이다. 그러나, 이는 설명의 편의를 도모하기 위함이고, 이에 한정되지 않는다.
제3 광분배기(126)에서 반사된 제7 광은 제2 광검출기(144)로 입사된다. 제2 광검출기(144)도 제1 광검출기(142)와 마찬가지로 포토다이오드를 포함할 수 있다. 제2 광검출기(144)는 제7 광을 수광하여 전기적 신호로 변환하여 분석 장치(190)로 인가한다. 그리고, 제8 광은 제4 광분배기(128)로 입사한다. 제4 광분배기(128)는 제3 광분배기(126)에서 투과된 제8 광을 일부는 반사시키고 일부는 투과시킴으로써, 제8 광을 진행 경로가 다른 제9 광 및 제10 광으로 분배한다. 제9 광과 제10 광은 진행 경로가 수직일 수 있다. 제10 광은 제4 광분배기(128)를 투과하여 촬영 장치(180)로 진행하는 광이다.
한편, 공간 광변조기(130)에 의한 광의 위상 변화에 대한 정확도를 측정하기 위해, 광 조절 장치(160)에 의해 제1 광분배기(122)에서 투과된 제3 광은 위상 및 세기가 조절된다. 광 조절 장치(160)는 위상을 조절하는 위상 지연판과 세기를 조절하는 ND(Nuetral Density) 필터를 포함할 수 있다. 위상 지연판 및 ND 필터는 제3 광의 진행 경로 상에 순차적으로 배치될 수 있다. 위상 지연판은 제3 광을 홀로그램 정보에 대응하는 위상 변화만큼 지연시킨다. 그리고, ND 필터는 위상 지연된 제3 광의 세기를 제3 광분배기(126)에서 출력되는 제8 광의 세기로 조절할 수 있다.
광 조절 장치(160)에 의해 위상 및 세기가 조절된 제3 광을 제11 광이라고 칭한다. 제4 광분배기(128)는 입사되는 제11 광의 일부는 반사시키고 나머지는 투과시킴으로써, 제11 광을 제12 광과 제13 광으로 분배한다. 제12 광은 제10 광과 동일한 진행 경로로 진행하므로 간섭된다. 그리하여, 촬영 장치(180)는 제10 광과 제12 광이 간섭된 광 간섭 영상을 촬영할 수 있다.
한편, 제10 광과 제12 광의 진행 경로를 일치시키기 위해, 광의 이동 경로를 변경시킬 수 있는 하나 이상의 경로 변경기를 더 포함할 수 있다. 도 1에서는 제3 광의 진행경로를 90도 변경시키는 제1 경로 변경기(172), 광 조절기에서 출사된 광을 90도 변경시켜 제4 광분배기(128)로 입사시키는 제2 경로 변경기(174)가 도시되어 있다. 그러나, 이는 설명의 편의를 도모하기 위함이다. 따라서, 이에 한정되지 않는다. 경로 변경기는 미러일 수 있다.
도 2를 참조하면, 분석 장치(190)는 제1 광검출기(142)에서 검출된 제4 광의 세기로부터 공간 광변조기(130)에 입사되는 제5 광의 세기를 예측하는 제1 세기 예측부(191), 제2 광검출기(144)에서 검출된 제7 광의 세기로부터 공간 광변조기(130)에서 출력되는 제6 광의 세기를 예측하는 제2 세기 예측부(192), 제1 세기 예측부(191) 및 제2 세기 예측부(192)의 결과로부터 광의 세기 변화를 산출하는 제1 산출부(193) 및 촬영 장치(180)에서 인가된 광간섭 영상으로부터 위상 변화의 정확도를 산출하는 제2 산출부(194)를 포함할 수 있다.
제1 세기 예측부(191)는 제4 광의 세기에 제2 광분배기(124)의 분배 비율을 곱하여 제5 광의 세기를 예측한다. 예를 들어, 제2 광분배기(124)의 분배 비율이 9이면, 제1 세기 산출부는 제4 광의 세기에 9를 곱하여 제5 광의 세기를 예측한다.
제2 세기 예측부(192)는 제7 광의 세기에 제3 광분배기(126)의 분배 비율을 곱한 값과 제7 광의 세기를 더하여 제6 광의 세기를 예측한다. 제3 광분배기(126)의 분배 비율은 제6 광이 제7 광과 제8 광으로 분배될 때, 제7 광의 세기에 대한 제8 광의 세기를 말한다. 예를 들어, 제6 광의 세기가 10이고, 제3 광분배기(126)의 분배 비율이 7/3이면, 제2 광검출기(144)는 3인 제7 광의 세기를 검출하여 그 결과를 제2 세기 예측부(192)에 인가한다. 제2 세기 예측부(192)는 제7 광의 세기인 3에 제3 광분배기(126)의 분배 비율이 7/3을 곱한 값인 7에 제7 광의 세기인 3을 더한 10을 제6 광의 세기로 예측한다.
그리고 나서, 제1 산출부(193)는 예측된 제5 광의 세기에 대한 예측된 제6 광의 세기를 세기 변화율로 한다. 세기 변화율이 1에 가까울수록 공간 광변조기(130)의 성능은 우수하다고 평가할 수 있다.
또한, 촬영 장치(180)에서 인가된 영상은 광간섭 영상이므로, 제2 산출부(194)는 광간섭 영상으로부터 공간 광변조기(130)에 의해 위상이 변경된 제10 광과 광 조절 장치(160)에 의해 위상이 변경된 제12 광의 위상차를 산출한다. 제10 광은 제6 광과 세기만 다를 뿐 위상은 동일하고, 제12 광은 제11 광과 세기만 다를 뿐 위상이 동일하기 때문에 제10 광과 제12 광의 위상차로 제6 광과 제11 광의 위상차를 산출할 수 있다. 산출된 위상차가 0에 가까울수록 공간 광변조기(130)의 성능은 우수하다고 평가할 수 있다. 제10 광은 제6 광과 세기만 다를 뿐 위상은 동일하고, 제12 광은 제11 광과 세기만 다를 뿐 위상이 동일하다.
성능 출력부(195)는 제1 산출부(193)에서 산출된 세기 변화율에 대한 정보 또는 위상 변화율에 대한 정보를 수치로 출력한다. 성능 출력부(195)는 디스플레이부로 구현될 수 있다. 상기와 같은 분석 장치(190)는 PC 등으로 구현될 수 있다.
도 1은 투과형 공간 광변조기(130)의 성능을 측정하는 시스템(100)에 대해 설명하였다. 반사형 공간 광변조의 성능도 측정할 수 있다. 단지 반사형 공간 광변조기(130)는 입사된 광을 반사시켜 홀로그램을 재생시키기 때문에 불필요한 광이 제1 및 제2 광검출기(144)와 촬영 장치(180) 등에 입사되는 것을 방지하는 파장판 또는 편광판이 추가적으로 필요할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 공간 광변조기(230)의 성능을 측정하는 시스템(200)의 블록도이다. 도 4은 도 3에 도시된 시스템(200)의 분석 장치(290)를 개략적으로 도시한 블럭도이다.
도 3을 참조하면, 다른 실시예에 따른 시스템(100)은, 광을 출사하는 광원부(210), 광을 분배시키는 다수의 광분배기(222, 224, 226, 228), 공간 광변조기(230), 광의 세기를 검출하는 다수의 광검출기(242, 244), 광의 위상 및 세기를 조절하는 광 조절 장치(260) 및 간섭된 광을 촬영하는 촬영 장치(280) 및 공간 광변조기(230)의 성능을 분석하는 분석 장치(290)를 포함한다.
광원부(210)는 광을 출사하는 광원(212) 및 광원(212)에서 출사된 광을 확산시키는 광확산기(214)를 포함할 수 있다. 광원(212)에서 출사되는 광은 가간섭성 레이저일 수 있다. 광원부(210)와 제1 광분배기(222) 사이에는 1/4 파장판(310)이 배치되어 있다. 그리하여, 광원부(210)에서 출사되는 선형 편광은 1/4 파장판(310)에 의해 원형 편광으로 변환된다. 제1 광분배기(122)로 입사되는 원형 편광을 제1 광이라고 칭한다.
제1 광분배기(122)는 입사된 제1 광을 일부는 반사시키고 일부는 투과시킴으로써, 제1 광을 진행 경로가 다른 제2 광 및 제3 광으로 분배한다. 제2 광과 제3 광은 진행 경로가 수직일 수 있다. 그러나, 이에 한정되지 않는다. 또한, 분배 비율은 일대일일 수 있다. 그러나, 이는 설명의 편의를 도모하기 위함이고, 이에 한정되지 않는다.
제1 광분배기(222)를 투과한 제3 광은 제2 광분배기(224)로 입사된다. 제2 광분배기(224)도 제3 광을 일부는 반사시키고 일부는 투과시킴으로써, 제3 광을 제4 광 및 제5 광으로 분배한다. 제4 광과 제5 광은 진행 경로가 수직일 수 있다. 그러나, 이에 한정되지 않는다. 또한, 분배 비율은 제4 광의 세기가 제5 광의 세기보다 작을 수 있다. 제4 광은 후술하겠지만 공간 광변조기(230)에 입사되는 광을 예상하는데 이용되기 때문이다. 그러나, 이는 설명의 편의를 도모하기 위함이고, 이에 한정되지 않는다.
제2 광분배기(224)에서 반사된 제4 광은 제1 광검출기(242)로 입사된다. 제1 광검출기(242)는 포토다이오드를 포함할 수 있다. 그리하여, 제2 광분배기(224)는 제4 광을 수광하여 전기적 신호로 변환한다.
한편, 제1 광분배기(222)와 제2 광분배기(224) 사이에는 제2 광의 진행 경로를 변경시키는 제1 경로 변경기(272)가 더 포함될 수 있다. 제1 경로 변경기(272)는 제2 광의 진행 경로를 90도 변경시킬 수 있다.
제3 광분배기(226)는 제2 광분배기(224)를 투과한 제5 광을 일부는 투과시키고 일부는 반사시킴으로써, 제6 광과 제7 광으로 분배한다. 제6 광과 제7 광은 진행 경로가 수직일 수 있다. 그러나, 이에 한정되지 않는다. 또한, 분배 비율은 1일 수 있다. 제7 광은 공간 광변조기(230)에 입사되지만, 제6 광은 본 시스템(200)에서 이용된다. 그러나, 이는 설명의 편의를 도모하기 위함이고, 이에 한정되지 않는다.
그리고, 제3 광분배기(226)를 투과한 제7 광은 공간 광변조기(230)로 입사되어 반사된다. 공간 광변조기(230)는 홀로그램 정보가 기록된 소자이다. 그리하여, 공간 광변조기(230)로 광이 입사되면, 입사된 광은 공간 광변조기(230)를 반사하면서 위상이 변하여 홀로그램을 재생한다. 제어 장치는 공간 광변조기(230)에 홀로그램 정보를 기록하는 장치이다. 광이 공간 광변조기(230)를 투과할 때 투과 등의 이유로 반사되는 광의 세기가 감소될 수 있다. 반사형 공간 광변조기(230)는 반사되는 광의 세기가 많을수록 성능이 우수하다고 할 수 있다. 그러므로, 반사된 광의 세기를 측정하여 공간 광변조기(230)의 성능을 평가할 수 있다.
제3 광분배기(226)를 투과하는 제7 광은 공간 광변조기(230)에 입사되어 위상 및 세기 중 적어도 하나가 변화된 제8 광으로 출력된다. 상기한 제8 광은 제3 광분배기(226)로 입사된다. 제3 광분배기(226)도 제8 광을 일부는 반사시키고 일부는 투과시킴으로써, 제8 광을 제9 광 및 제10 광으로 분배한다. 제9 광과 제10 광은 진행 경로가 수직일 수 있다. 제9 광은 공간 광변조기(230)의 성능을 측정하는데 이용된다.
제3 광분배기(226)에서 반사된 제9 광은 제4 광분배기(228)에서 일부는 반사되고 일부는 투사된다. 제9 광 중 제4 분배기에서 반사된 광을 제11 광이라고 하고, 제9 광 중 제4 광분배기(228)를 투과한 광을 제12 광이라고 한다. 제 11 광은 제2 광검출기(244)로 입사된다. 제2 광검출기(244)도 제1 광검출기(242)와 마찬가지로 포토다이오드를 포함할 수 있다. 제2 광검출기(244)는 제11 광을 수광하여 전기적 신호로 변환하여 분석 장치(290)로 인가한다. 한편, 제4 광분배기(228)를 투과한 제12 광의 진행 경로상에는 제1 수평 편광판(320) 및 촬영 장치(280)가 순차적으로 배치된다. 제1 수평 편광판(320)에 의해 원형 편광인 제12 광 중 수직 편광된 성분은 차단되고, 수평 편광된 성분만이 촬영 장치(280)에 입사된다.
한편, 제1 광분배기(222)를 투과한 제2 광의 진행 경로상에는 제2 수평 편광판(330)이 배치된다. 제2 수평 편광판(330)은 원형 편광인 제2 광 중 수직 편광 성분을 차단하여 수평 편광된 제2 광을 투과시킨다. 또한, 제1 광분배기(222)와 광 조절 장치(260) 사이에는 제2 경로 변경기(274)가 배치될 수 있다. 제2 경로 변경기(274)는 제2 광의 진행 경로를 90도 변경시킬 수 있다. 도 3에서 제2 경로 변경기(274)가 제2 수평 편광판(330)과 광 조절 장치(260) 사이에 배치되어 수평 편광된 제3 광의 진행 경로를 변경시키는 것으로 도시되어 있으나, 이에 한정되지 않는다. 제2 수평 편광판(330)이 제2 경로 변경기(274)와 광 조절 장치(260) 사이에 배치되어 제2 경로 변경기(274)는 원형 편광된 제2 광의 진행 경로를 변경시킬 수도 있다.
공간 광변조기(230)에 의한 광의 위상 변화에 대한 정확도를 측정하기 위해, 광 조절 장치(260)에 의해 수평 편광된 제2 광은 위상 및 세기가 조절된다. 광 조절 장치(260)는 위상을 조절하는 위상 지연판과 세기를 조절하는 ND(Nuetral Density) 필터를 포함할 수 있다. 위상 지연판 및 ND 필터는 수평 편광된 제2 광의 진행 경로 상에 순차적으로 배치될 수 있다. 위상 지연판은 수평 편광된 제2 광을 홀로그램 정보에 대응하는 위상 변화만큼 지연시킨다. 그리고, ND 필터는 위상 지연된 수평 편광된 제2 광의 세기를 공간 광변조기(230)에서 출력되는 제8 광의 세기로 조절할 수 있다.
광 조절 장치(260)에 의해 위상 및 세기가 조절된 수평 편광된 제3 광을 제13 광이라고 칭한다. 제3 광분배기(226)는 제13 광의 일부는 반사시키고 제13 광의 나머지는 투과시킨다. 제3 광분배기(226)를 투과한 제13 광의 일부를 제14 광이라고 한다. 또한, 제4 광분배기(228)는 제14 광의 일부는 반사시키고 제14 광의 나머지는 투과시킨다. 제14 광 중 제4 광분배기(228)에 의해 반사된 광을 제15 광이라고 하고, 제14 광 중 제4 광분배기(228)를 투과한 광을 제16 광이라고 한다.
한편, 제4 광분배기(228)와 제2 광검출기(244) 사이에는 수직 편광판(340)이 배치된다. 제15 광은 수평으로 편광된 광이기 때문에 수직 편광판(340)에 의해 차단된다. 제4 광분배기(228)를 투과한 제16 광의 진행 경로 상에는 제1 수평 편광판(320) 및 촬영 장치(280)가 순차적으로 배치되어 있다. 제16 광은 수평으로 편광된 광이기 때문에 제1 수평 편광판(320)을 통과한다. 또한, 공간 광변조기(230)에서 반사되어 제3 및 제4 광분배기(226, 228)를 투과한 제12 광 중 제1 수평 편광판(320)을 통과한 수평 편광된 제12 광은 제16 광과 간섭 무늬를 형성한다.
도 3의 분석장치도 분석 장치(290)는 제1 광검출기(242)에서 검출된 제4 광의 세기로부터 공간 광변조기(230)에 입사되는 제7 광의 세기를 예측하는 제1 세기 예측부(291), 제2 광검출기(244)에서 검출된 제11 광의 세기로부터 공간 광변조기(230)에서 출력되는 제8 광의 세기를 예측하는 제2 세기 예측부(292), 제1 세기 예측부(291) 및 제2 세기 예측부(292)의 결과로부터 광의 세기 변화를 산출하는 제1 산출부(293) 및 촬영 장치(280)에서 인가된 광간섭 영상으로부터 위상 변화의 정확도를 산출하는 제2 산출부(294)를 포함할 수 있다.
제1 세기 예측부(291)는 제4 광의 세기에 제2 광분배기(224)의 분배 비율을 곱하여 제5 광의 세기를 예측하고, 제5 광의 세기에 제3 광분배기(226)의 투과율을 곱하여 제7 광의 세기를 예측한다. 제2 세기 예측부(292)는 제11 광의 세기에 제4 광분배기(228)의 분배 비율을 곱한 값과 제11 광의 세기를 더하여 제9 광의 세기를 예측하고, 제9 광의 세기에 제3 광분배기(226)의 분배 비율을 곱한 값과 제9 광의 세기를 더하여 제8 광의 세기를 예측한다.
그리고 나서, 제1 산출부(293)는 예측된 제7 광의 세기에 대한 예측된 제8 광의 세기를 세기 변화율로 한다. 세기 변화율이 1에 가까울수록 공간 광변조기(230)의 성능은 우수하다고 평가할 수 있다.
또한, 촬영 장치(280)에서 인가된 영상은 광간섭 영상이므로, 제2 산출부(294)는 간섭 영상으로부터 공간 광변조기(230)에 의해 위상이 변경되어 있으며 수평 편광된 제12 광과 광 조절 장치(260)에 의해 위상이 변경되어 있으며 수평 편광된 제16 광의 위상차를 산출한다. 그리고, 산출된 위상차가 0에 가까울수록 공간 광변조기(230)의 성능은 우수하다고 평가할 수 있다. 성능 출력부(295)는 제1 산출부(293)에서 산출된 세기 변화율에 대한 정보 또는 위상 변화율에 대한 정보를 수치로 출력한다. 성능 출력부(295)는 디스플레이부로 구현될 수 있다. 상기와 같은 분석 장치(290)는 PC 등으로 구현될 수 있다.
상기와 같이, 공간 광변조기(230)의 광효율 및 위상 변화의 정확도를 측정할 수 있기 때문에 불량의 공간 광변조기(230)를 용이하게 구별할 수 있다.
또한, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안될 것이다.
110, 210 : 광원부 122, 222 : 제1 광분배기
124, 224 : 제2 광분배기 126, 226 : 제3 광분배기
128, 228 : 제4 광분배기 130, 230 : 공간 광변조기
142, 242 : 제1 광검출기 144, 244 : 제2 광검출기
160, 260 : 광 조절 장치 172, 272 : 제1 경로 조절기
174, 274 : 제2 경로 조절기 180, 280 : 촬영 장치
190, 290 : 분석 장치

Claims (14)

  1. 제1 광이 입사되면 진행 경로가 서로 다른 제2 광 및 제3 광으로 분배하여 출력하는 제1 광분배기;
    상기 제2 광분배기에서 출력된 상기 제2 광의 세기를 검출하는 제1 광검출기;
    홀로그램 정보가 기록되어 있으며, 상기 제1 광분배기에서 출력된 상기 제3 광을 상기 홀로그램 정보에 따라 변조시켜 제4 광을 출력하는 공간 광변조기;
    상기 공간 광변조기에서 출력된 상기 제4 광이 입사되면 진행 경로가 서로 다른 제5 및 제6 광으로 분배하여 출력하는 제2 광분배기;
    상기 제2 광분배기에서 출력된 상기 제5 광의 세기를 검출하는 제2 광검출기; 및
    상기 제1 광검출기에서 검출된 상기 제2 광의 세기와 상기 제2 광검출기에서 검출된 상기 제5 광의 세기를 기초로 상기 공간 광 변조기에서의 광효율을 산출하는 분석 장치;를 포함하는 공간 광변조기의 성능 측정 시스템.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 분석 장치는,
    상기 제2 광의 세기에 상기 제1 광분배기의 분배 비율을 곱하여 상기 제3 광의 세기를 예측하고,
    상기 제5 광의 세기에 상기 제2 광분배기의 분배 비율을 곱한 값과 상기 제5 광의 세기를 더하여 상기 제4 광의 세기를 예측하며,
    상기 예측된 제3 광의 세기에 대한 상기 예측된 제4 광의 세기로 상기 공간 광변조기의 세기 변화를 산출하는 공간 광변조기의 성능 측정 시스템.
  3. 제 1항에 있어서,
    광원; 및
    상기 광원에서 출력된 광이 입사되면 진행 경로가 서로 다른 상기 제1 광과 제7 광으로 분배하여 출력하는 제3 광분배기;를 더 포함하는 공간 광변조기의 성능 측정 시스템.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 광원은 가간섭성 광을 출력하는 공간 광변조기의 성능 측정 시스템.
  5. 제 3항에 있어서,
    상기 광원에서 출력되는 광을 확산시키는 광환산기;를 더 포함하는 공간 광변조기의 성능 측정 시스템.
  6. 제 3항에 있어서,
    상기 제7 광의 진행 경로를 변경시키는 제1 경로 변경기;를 더 포함하는 공간 광변조기의 성능 측정 시스템.
  7. 제 3항에 있어서,
    상기 제7 광의 세기 및 위상 중 적어도 하나를 조절하는 광 조절 장치; 및
    상기 광 조절 장치에서 출력된 광의 일부와 상기 제2 광분배기에서 출력된 상기 제6 광의 일부를 결합하여 출력하는 제4 광분배기;를 더 포함하는 공간 광변조기의 성능 측정 시스템.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 제4 광분배기에서 출력된 광을 촬영하는 촬영 장치;를 더 포함하고,
    상기 분석 장치는,
    상기 촬영 장치에서 촬영된 영상으로부터 상기 제6 광과 상기 광 조절 장치에서 출력된 광의 위상 차를 산출하는 공간 광변조기의 성능 측정 시스템
  9. 제 7항에 있어서,
    상기 광 조절 장치는,
    상기 제7 광의 세기를 상기 제6 광의 세기와 동일한 세기로 조절하는 공간 광변조기의 성능 측정 시스템
  10. 제 7항에 있어서,
    상기 광 조절 장치는,
    상기 제7 광의 위상을 상기 홀로그램 정보에 대응하는 위상 변화 만큼 조절하는 공간 광변조기의 성능 측정 시스템
  11. 제 7항에 있어서,
    상기 광 조절 장치에서 출력된 광의 진행 경로를 변경시키는 제2 위상 변조기;를 더 포함하는 공간 광변조기의 성능 측정 시스템.
  12. 제1 광이 입사되면 진행 경로가 서로 다른 제2 광 및 제3 광으로 분배하여 출력하는 제1 광분배기;
    상기 제1 광분배기로부터 출력된 상기 제2 광의 세기를 검출하는 제1 광검출기;
    상기 광분배기로부터 출력된 상기 제3 광이 입사되면 진행 경로가 서로 다른 제4 광 및 제5 광으로 분배하여 출력하는 제2 광분배기;
    홀로그램 정보가 기록되어 있으며, 상기 제2 광분배기로부터 출력된 상기 제5 광을 상기 홀로그램 정보에 따라 변조시켜 제6 광을 출력하는 공간 광변조기;
    상기 공간 광변조기로부터 출력된 상기 제6 광의 일부인 제7 광이 입사되면 진행 경로가 서로 다른 제8 광 및 제9 광으로 분배하여 출력하는 제3 광분배기;
    상기 제3 광분배기로부터 출력된 상기 제8 광의 세기를 검출하는 제2 검출기; 및
    상기 제1 광검출기에서 검출된 상기 제2 광의 세기와 상기 제2 광검출기에서 검출된 상기 제8 광의 세기를 기초로 상기 공간 광 변조기에서의 광효율을 산출하는 분석 장치;를 포함하는 공간 광변조기의 성능 측정 시스템.
  13. 삭제
  14. 제 12에 있어서,
    상기 분석 장치는,
    상기 제2 광의 세기에 상기 제1 광분배기의 분배 비율을 곱하여 상기 제3 광의 세기를 예측하고 예측된 상기 제3 광의 세기에 상기 제2 광분배기의 투과율을 곱하여 상기 제5 광의 세기를 예측하며,
    상기 제7 광의 세기에 상기 제3 광분배기의 분배 비율을 곱한 값과 상기 제7 광의 세기를 더하여 상기 제4 광의 세기를 예측하며,
    상기 예측된 제3 광의 세기에 대한 상기 예측된 제4 광의 세기로 상기 공간 광변조기의 세기 변화를 산출하는 공간 광변조기의 성능 측정 시스템.
KR1020120007122A 2012-01-25 2012-01-25 공간 광변조기의 성능 측정 시스템 KR101890754B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120007122A KR101890754B1 (ko) 2012-01-25 2012-01-25 공간 광변조기의 성능 측정 시스템

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120007122A KR101890754B1 (ko) 2012-01-25 2012-01-25 공간 광변조기의 성능 측정 시스템

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20130086402A KR20130086402A (ko) 2013-08-02
KR101890754B1 true KR101890754B1 (ko) 2018-08-22

Family

ID=49213658

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020120007122A KR101890754B1 (ko) 2012-01-25 2012-01-25 공간 광변조기의 성능 측정 시스템

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101890754B1 (ko)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003149080A (ja) 2001-11-08 2003-05-21 Ricoh Co Ltd ホログラム素子の特性評価装置
US7154660B2 (en) 2005-05-23 2006-12-26 Texas Instruments Incorporated Testing of spatial light modulators (SLM)
JP2008175536A (ja) 2007-01-16 2008-07-31 Pulstec Industrial Co Ltd ホログラム記録媒体評価装置及びホログラム記録媒体評価方法

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101695034B1 (ko) * 2008-05-28 2017-01-10 가부시키가이샤 니콘 공간 광 변조기의 검사 장치, 조명 광학계, 노광 장치, 검사 방법, 조명 광학계의 조정 방법, 조명 방법, 노광 방법, 및 디바이스 제조 방법

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003149080A (ja) 2001-11-08 2003-05-21 Ricoh Co Ltd ホログラム素子の特性評価装置
US7154660B2 (en) 2005-05-23 2006-12-26 Texas Instruments Incorporated Testing of spatial light modulators (SLM)
JP2008175536A (ja) 2007-01-16 2008-07-31 Pulstec Industrial Co Ltd ホログラム記録媒体評価装置及びホログラム記録媒体評価方法

Also Published As

Publication number Publication date
KR20130086402A (ko) 2013-08-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20230392920A1 (en) Multiple channel locating
US9500470B2 (en) Apparatus and method for measuring quality of holographic image
CN102749793A (zh) 一种全息投影方法
US8416669B2 (en) Generation method for complex amplitude in-line hologram and image recording device using said method
KR20160029606A (ko) 디지털 홀로그래피 현미경 및 디지털 홀로그램 영상 생성 방법
US7619808B2 (en) Light wave front construction
JPH0667591A (ja) ホログラムの作成および立体表示方法並びに立体表示装置
US20210240134A1 (en) Holographic reconstruction apparatus and method
KR20170120462A (ko) 개선된 홀로그래픽 복원 장치 및 방법
KR20150099688A (ko) 산란층을 이용하여 3차원 홀로그래픽 영상을 형성하는 장치 및 방법
KR20180036921A (ko) 개선된 홀로그래픽 복원 장치 및 방법
US11430144B2 (en) Device and process for the contemporary capture of standard images and plenoptic images via correlation plenoptic imaging
KR20130044644A (ko) 홀로그래피 3차원 영상 표시 장치
US12013662B2 (en) Apparatus for analyzing depth of holographic image and analyzing method thereof
KR102257712B1 (ko) 홀로그램 광 검출 및 측량
KR20190072020A (ko) 결함 검출 방법 및 장치
KR101890754B1 (ko) 공간 광변조기의 성능 측정 시스템
KR20200068507A (ko) 홀로그래픽 디스플레이 광원의 가간섭성 평가 장치 및 그 방법
KR101218151B1 (ko) 다중 직교 투영 영상을 이용한 3차원 물체의 푸리에 홀로그램 생성 방법 및 그 광학적 재생 장치
KR102661636B1 (ko) 홀로그램 정보 획득 방법 및 장치
JP2023008330A (ja) ホログラフィ用再生照明光照射装置およびホログラフィックディスプレイ
JP6083596B2 (ja) 光学特性測定システム
KR101995122B1 (ko) 산란층을 이용하여 3차원 홀로그래픽 영상을 녹화 재생하는 방법 및 장치
KR101170896B1 (ko) 모듈화된 디지털 홀로그램 현미경 장치
JP7348858B2 (ja) ホログラム撮影装置及び像再構成システム

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant