파장가변광원 기반 광폭 선형영역 광결맞음 단층영상 시스템
Wavelength-swept Source-based Wide Line-field Optical Coherence Tomography System
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초록
본 논문에서는 전수검사에 활용하기 위해 개발된 line-field optical coherence tomography (LF-OCT) 시스템의 성능을 제시하였다. 광섬유 고리 공진기와 파장가변필터를 이용한 파장가변광원은 중심파장 1330 nm, 파장 반치폭 80 nm, 출력 광세기 90 mW의 특성을 보이며 100 Hz의 반복률로 동작하였다. 총 3장의 렌즈로 구성된 광폭 스캔 렌즈는 폭 100 mm 이하, 200 mm 길이의 선형빔을 발생시킬 수 있었 다. 파장가변광원과 절반 크기로 가공된 광폭 스캔 렌즈를 가지고 마이켈슨 간섭계 형태로 구현된 LF-OCT 시스템은 20 mm의 깊이 분해능과 2.84 mm (@ 3dB)의 측정 깊이를 달성하였다. 게이지 블록 이미징을 통해 3 mm 이미징 깊이를 확인하였고, 100 mm 폭의 금속자 단층 영상을 스캔없이 획득할 수 있었다. LF-OCT를 최적화함으로써, 산업 현장에서 요구하는 실시간 전수 검사를 위한 검사 장비로의 효용성을 제시할 수있을 것이다.
Abstract
This paper presents the performance of a line-field optical coherence tomography (LF-OCT) system developed for full inspection. A wavelengthswept light source using a fiber ring resonator and a wavelength-tunable filter was operated at a repetition rate of 100 Hz with a center wavelength of 1330 nm, a spectral bandwidth of 80 nm, and an output power of 90 mW. The wide scan lens, designed in three lenses, could generate a line-fieldbeam less than 100 mm wide and 200 mm long. The LF-OCT system implemented in a Michelson interferometer with a wavelength-swept light source and a wide-scan lens fabricated to half its dimension presented an axial resolution of 20 mm and a depth range of 2.84 mm at 3 dB. We couldconfirm 3 mm imaging depth through gauge block imaging and obtain 100 mm wide tomographic images of a metal ruler without scanning. Byoptimizing the implemented LF-OCT, we will be able to demonstrate its utility as an inspection device for real-time, full-scale inspections required inindustrial fields.