KR101596478B1

KR101596478B1 - Multi-pulse width as the laser output of laser equipment

Info

Publication number: KR101596478B1
Application number: KR1020150089301A
Authority: KR
Inventors: 정재성
Original assignee: 엘브이아이테크놀러지(주)
Priority date: 2015-06-23
Filing date: 2015-06-23
Publication date: 2016-03-07

Abstract

다중 출력이 가능한 레이저 장치가 개시된다. 본 레이저 장치는, 광펌핑된 제1 여기광이 발진되도록 하는 제1 공진기; 상기 제1 여기광과 다른 펄스 폭을 갖는 제2 여기광이 발진되도록 하는 제2 공진기; 및 상기 제1 여기광 및 제2 여기광의 발진 경로상에 마련되며, 상기 제1 여기광 및 제2 여기광을 광펌핑시켜 증폭되도록 하는 광증폭기;를 포함한다. 이에 의해, 이종 펄스 폭의 레이저 광을 생성하는 각각의 공진기로부터 발진되는 이종 펄스 폭을 갖는 레이저광이 하나의 증폭기를 통해 증폭됨으로써, 보다 소형화되고 범용적으로 사용할 수 있는 레이저 장치를 제공할 수 있다. 그리고, 상기 공진기의 출력방향과 상기 증폭기의 출력방향이 대칭되도록 상기 공진기와 상기 증폭기를 배치함으로써, 보다 작은 크기와 보다 작은 구조의 레이저 장치를 제공할 수 있다. 또한, 증폭기를 통해 출력된 이종 펄스 폭의 레이저광 파장을 다양하게 변화되도록함으로써, 레이저 장치의 범용성과 호환성을 증대시킬 수 있다. A laser device capable of multiple output is disclosed. The present laser apparatus includes a first resonator for oscillating an optically pumped first excitation light; A second resonator for oscillating a second excitation light having a pulse width different from that of the first excitation light; And an optical amplifier provided on an oscillation path of the first excitation light and the second excitation light and optically pumping the first excitation light and the second excitation light to amplify the first excitation light and the second excitation light. Thereby, the laser beam having the different pulse width oscillated from each resonator for generating the laser beam of the different pulse width is amplified through one amplifier, thereby making it possible to provide a laser device which can be more downsized and can be used universally . By arranging the resonator and the amplifier such that the output direction of the resonator and the output direction of the amplifier are symmetrical, a laser device with a smaller size and a smaller structure can be provided. Further, by varying the laser beam wavelength of the heterogeneous pulse width output through the amplifier, versatility and compatibility of the laser device can be increased.

Description

[0001] The present invention relates to a laser device capable of outputting multiple pulse widths,

본 발명은 다중 펄스 폭 출력이 가능한 레이저 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 하나의 증폭단을 통해 이종의 펄스 폭을 갖는 레이저 광을 증폭하여 출력할 수 있는 레이저 장치에 관한 것이다. The present invention relates to a laser apparatus capable of outputting multiple pulse widths, and more particularly, to a laser apparatus capable of amplifying and outputting laser beams having different pulse widths through one amplification stage.

레이저는 기체, 액체, 유리, 부도체, 반도체, 자유전자 레이저에 이르기까지 다양한 레이저가 등장하였다. 발진 파장도 마이크로파에서 X-선에 이르기까지 광범위하며, 크기도 매우 작은 반도체 레이저에서 건물 한 채 크기에 이르기까지 다양하다. 또한, 넓은 파장영역에서 발진하는 사파이어 레이저나 색소 레이저, 조화파 발진(harmonic generation)과 광매개 공진(optical parametric oscillator) 등의 비선형 기술을 이용한 레이저 등, 레이저 파장 가변이 자외선에서부터 적외선까지 자유로워졌다. 또한, 연속발진(continuous-wave, CW) 레이저에서 펨토(femto, 10^-12)초를 넘어 아토(atto, 10^-18)초 펄스 레이저까지 등장하였다. 펨토초 레이저의 경우 첨두 출력이 페타(Peta, 10¹⁵)W에 이른다.Lasers have come up with a variety of lasers ranging from gases, liquids, glasses, nonconductors, semiconductors and free electron lasers. The oscillation wavelengths range from microwave to X-ray, ranging in size from very small semiconductor lasers to building sizes. Laser wavelength tuning is also free from ultraviolet to infrared, including sapphire lasers and dye lasers that oscillate over a wide wavelength range, and lasers using nonlinear techniques such as harmonic generation and optical parametric oscillators . Also, femto (10 ^-12 ) seconds and atto (10 ^-18 ) seconds pulsed lasers appeared in continuous-wave (CW) lasers. For a femtosecond laser, the peak power reaches Peta (10 ¹⁵ ) W.

이처럼 수많은 종류의 레이저가 개발되어 여러 분야에 응용되고 있으며, 레이저의 응용분야가 확대되어 여러 분야에서 고출력 발진하는 소형 레이저 기술이 요구되고 있다. 규모가 작은 레이저의 경우 출력을 높이기 힘든 단점을 펄스 출력을 통하여 극복하고 있다. Numerous kinds of lasers have been developed and applied to various fields, and the application fields of lasers have been expanded, and there is a demand for small lasers that generate high output in various fields. In the case of a small-sized laser, the pulse output has a disadvantage that it is difficult to raise the output.

그리고, 고출력 소형레이저의 효용성을 높이기 위해, 더 큰 펄스 에너지와 더 짧은 펄스 폭이 필요하며 더 작은 크기와 단순한 구조를 통한 레이저 안정성 확보가 요구된다.And, in order to increase the efficiency of high-power small lasers, larger pulse energy and shorter pulse width are required, and laser stability is required through smaller size and simple structure.

초단 펄스광 레이저의 시간 폭은 대략 1나노초(1ns, 10^-9초) 이하를 가리키며, 종래의 초단 펄스광 레이저는 나노초 펄스 폭, 피코초 펄스 폭, 펨토 초 펄스 폭 레이저 등이 사용되고 있으나, 상기 복수 종류의 초단 펄스광 레이저들은 각각의 장치에 마련되어 사용되고 있는 실정이다. 따라서, 여러 종류의 펄스 폭 레이저를 출력하기 위해서 공진기에 각각 증폭기가 마련되어야 하며, 이에 고출력 소형 레이저 장치를 제공하기 위한 보다 작은 크기와 보다 작은 구조를 실현하기는 어려운 문제가 있다. The time width of the ultrahigh-intensity pulsed laser is about 1 nanosecond (1 ns, 10 ^-9 second) or less. The nanosecond pulse width, the picosecond pulse width, the femtosecond pulse width laser, A plurality of types of ultrafast pulsed light lasers are provided and used in respective apparatuses. Therefore, in order to output various types of pulse width lasers, an amplifier must be provided in each resonator, and it is difficult to realize a smaller size and a smaller structure for providing a high power small laser device.

본 발명은 상술한 문제점에 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 이종의 펄스 폭을 갖는 레이저광을 출력하는 복수개의 공진기를 보다 작은 크기 및 보다 작은 구조로 마련할 수 있는 레이저 장치를 제공함에 있다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a laser device capable of providing a plurality of resonators for outputting laser beams having different pulse widths in a smaller size and a smaller structure. .

또한, 상기 출력되는 이종 펄스 폭으로 출력되는 레이저광의 파장을 변환시켜 다양한 파장의 레이저광을 출력할 수 있는 레이저 장치를 제공함에 있다.
Another object of the present invention is to provide a laser device capable of outputting a laser beam having various wavelengths by converting a wavelength of a laser beam output at a different output pulse width.

본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The objects of the present invention are not limited to the above-mentioned objects, and other objects not mentioned can be clearly understood from the following description.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 측면에 따른 다중 출력이 가능한 레이저 장치는, 광펌핑된 제1 여기광이 발진되도록 하는 제1 공진기; 상기 제1 여기광과 다른 펄스 폭을 갖는 제2 여기광이 발진되도록 하는 제2 공진기; 및 상기 제1 여기광 및 제2 여기광의 발진 경로상에 마련되며, 상기 제1 여기광 및 제2 여기광을 광펌핑시켜 증폭되도록 하는 광증폭기;를 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a laser device capable of multi-output, including: a first resonator for oscillating an optically pumped first excitation light; A second resonator for oscillating a second excitation light having a pulse width different from that of the first excitation light; And an optical amplifier provided on an oscillation path of the first excitation light and the second excitation light and optically pumping the first excitation light and the second excitation light to amplify the first excitation light and the second excitation light.

여기서, 상기 제2 여기광은, 상기 제1 여기광과 같은 파장으로 마련되어 상기 제1 여기광과 동일한 주파수로 광펌핑되며, 상기 광증폭기는, 상기 제1 여기광 및 제2 여기광과 동일한 주파수로 상기 제1 여기광 또는 상기 제1 여기광을 광펌핑시켜 증폭되도록 할 수 있다.Here, the second excitation light is provided at the same wavelength as the first excitation light and is optically pumped at the same frequency as the first excitation light, and the optical amplifier amplifies the first excitation light and the second excitation light, The first excitation light or the first excitation light may be optically pumped to be amplified.

여기서, 상기 제1 여기광 또는 상기 제2 여기광은, 1050nm ~ 1200nm 파장일 수 있다.Here, the first excitation light or the second excitation light may have a wavelength of 1050 nm to 1200 nm.

여기서, 일면으로 상기 제1 여기광이 투과되어 상기 광증폭기로 입사되고, 타면으로 상기 제2 여기광이 전반사되어 상기 제1 여기광의 입사 경로를 따라 상기 광증폭기로 입사되도록 하는 컴바인 편광자;를 더 포함할 수 있다.Herein, the first excitation light is transmitted through the first excitation light, is incident on the optical amplifier, and the second excitation light is totally reflected on the other surface to be incident on the optical amplifier along the incident path of the first excitation light. .

여기서, 일면으로 상기 제1 여기광이 반사되어 상기 증폭기로 입사되고, 타면으로 상기 제2 여기광이 투과되되 굴절되어 상기 제1 여기광의 입사 경로를 따라 상기 광증폭기로 입사되도록 하는 제1 리플렉터;를 더 포함할 수 있다.Here, the first reflector reflects the first excitation light to be incident on the amplifier, and the second excitation light is transmitted through the second reflector to be incident on the optical amplifier along the incidence path of the first excitation light. As shown in FIG.

여기서, 상기 제1 리플렉터는, 다이크로익 밴드 패스 필터(Dichroic Bandpass filter) 또는 다이크로익 미러(Dichroic Mirror)일 수 있다.Here, the first reflector may be a dichroic bandpass filter or a dichroic mirror.

여기서, 상기 제1 공진기는, 상기 제1 여기광이 일방향으로 선편광되도록 하는 제1 편광자;를 포함하고, 상기 제2 공진기는, 상기 제2 여기광이 상기 제1 여기광과 직교하는 방향으로 선편광되도록 하는 제2 편광자;를 포함하며, 상기 제1 여기광 및 제2 여기광이 함께 발진될 경우, 상기 제1 여기광 및 상기 제2 여기광은 동일한 위상차의 선편광된 상태로 상기 광증폭기에 입사될 수 있다.Here, the first resonator may include a first polarizer that allows the first excitation light to be linearly polarized in one direction, and the second resonator may include a second excitation light that is linearly polarized in a direction orthogonal to the first excitation light, Wherein when the first excitation light and the second excitation light are oscillated together, the first excitation light and the second excitation light enter the optical amplifier in a linearly polarized state with the same phase difference, .

여기서, 상기 제1 공진기는, 상기 제2 여기광의 위상을 기준으로 상기 제1 여기광의 위상이 90°지연되어 발진되도록 하는 광변조기;를 포함하며, 상기 제1 여기광 및 제2 여기광이 함께 발진될 경우, 상기 제1 여기광 및 제2 여기광은 90°위상차의 중첩된 상태로 상기 증폭기에 입사될 수 있다.Here, the first resonator may include an optical modulator that oscillates by delaying the phase of the first excitation light by 90 ° with respect to the phase of the second excitation light, wherein the first excitation light and the second excitation light are combined together When oscillated, the first excitation light and the second excitation light may be incident on the amplifier in a superimposed state with a phase difference of 90 °.

여기서, 상기 제2 공진기는, 제2 여기광의 발진 경로 끝단에 마련되어 공진기의 이득과 손실이 제어되도록 하는 제2 큐스위치;를 포함하며, 상기 제2 여기광은, 상기 제2 큐스위치에 의해 상기 제1 여기광을 기준으로 상기 제2 여기광의 발진 시점이 제어될 수 있다.Here, the second resonator may include a second cue switch provided at an end of the oscillation path of the second excitation light to control gain and loss of the resonator, and the second excitation light may be generated by the second cue switch The oscillation time point of the second excitation light can be controlled based on the first excitation light.

여기서, 상기 광증폭기를 통해 증폭된 상기 제1 또는 제2 여기광의 파장이 변환되도록 하는 제1 파장변환부;를 더 포함할 수 있다.The apparatus may further include a first wavelength converter for converting the wavelength of the first or second excitation light amplified through the optical amplifier.

여기서, 상기 제1 파장변환부와 교체되어 상기 광증폭기를 통해 증폭된 상기 제1 또는 제2 여기광의 파장이 변환되도록 하는 제2 파장변환부;를 더 포함할 수 있다.
The wavelength converter may further include a second wavelength converter for converting a wavelength of the first or second excitation light that is amplified through the optical amplifier, in place of the first wavelength converter.

상기 목적을 달성하기 위한 구체적인 사항들은 첨부된 도면과 함께 상세하게 후술된 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The above and other objects, features and advantages of the present invention will be more apparent from the following detailed description taken in conjunction with the accompanying drawings, in which: FIG.

그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라, 서로 다른 다양한 형태로 구성될 수 있으며, 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as being limited to the embodiments set forth herein. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, and will fully convey the scope of the invention to those skilled in the art. It is provided to fully inform the owner of the scope of the invention.

전술한 본 발명의 과제 해결 수단 중 하나에 의하면, 이종 펄스 폭의 레이저 광을 생성하는 각각의 공진기로부터 발진되는 이종 펄스 폭을 갖는 레이저광이 하나의 증폭기를 통해 증폭됨으로써, 보다 소형화되고 범용적으로 사용할 수 있는 레이저 장치를 제공할 수 있다.According to one of the above-mentioned objects of the present invention, laser light having a different pulse width oscillated from each resonator for generating laser light of a different pulse width is amplified through one amplifier, A usable laser device can be provided.

그리고, 상기 공진기의 출력방향과 상기 증폭기의 출력방향이 대칭되도록 상기 공진기와 상기 증폭기를 배치함으로써, 보다 작은 크기와 보다 작은 구조의 레이저 장치를 제공할 수 있다.By arranging the resonator and the amplifier such that the output direction of the resonator and the output direction of the amplifier are symmetrical, a laser device with a smaller size and a smaller structure can be provided.

또한, 증폭기를 통해 출력된 이종 펄스 폭의 레이저광 파장을 다양하게 변화되도록함으로써, 레이저 장치의 범용성과 호환성을 증대시킬 수 있다. Further, by varying the laser beam wavelength of the heterogeneous pulse width output through the amplifier, versatility and compatibility of the laser device can be increased.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 장치의 구성을 보여주는 개략도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 공진기의 세부 구성을 설명하기 위한 부분 확대도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 공진 원리를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 제1 공진기의 위상 지연 및 선편광 원리를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 제2 공진기의 세부 구성 및 선편광 원리를 설명하기 위한 부분 확대도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 발진된 나노초 및 피코초 레이저광이 결합되어 출력되는 과정을 나타내는 부분 확대도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 편광자에 의해 선편광되어 결합된 나노초 및 피코초 레이저광의 편광되어 결합된 모양을 나타내는 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 위상 지연되어 결합된 나노초 피코초 레이저광의 편광되어 결합된 모양을 나타내는 도면이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 동일한 방향성을 갖는 나노초 및 피코초 레이저광의 중첩된 진폭변화를 보여주기 위한 도면이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 나노초 레이저광과 피코초 레이저광의 재료 가공 과정을 나타내는 도면이다.
도 11은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 광결합부를 나타내는 도면이다.1 is a schematic view showing a configuration of a laser device according to an embodiment of the present invention.
2 is a partial enlarged view for explaining a detailed configuration of a first resonator according to an embodiment of the present invention.
3 is a view for explaining the principle of laser resonance according to an embodiment of the present invention.
4 is a view for explaining the phase delay and the linear polarization principle of the first resonator of the present invention.
5 is a partially enlarged view for explaining the detailed configuration of the second resonator and the principle of linear polarization according to an embodiment of the present invention.
6 is a partial enlarged view showing a process of outputting combined nanosecond and picosecond laser light according to an embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a view illustrating polarized and combined shapes of nanosecond and picosecond laser beams that are linearly polarized by a polarizer according to an embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a view illustrating a polarized coupled shape of a nanosecond picosecond laser beam coupled with a phase delay according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG.
FIG. 9 is a diagram illustrating a superposed amplitude variation of nanosecond and picosecond laser beams having the same directionality according to another embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a view illustrating a material processing process of nanosecond laser light and picosecond laser light according to an embodiment of the present invention.
11 is a view illustrating an optical coupling unit according to another embodiment of the present invention.

이하에서는 본 발명의 실시예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 이하에 소개되는 실시예들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 본 발명은 이하 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 본 발명을 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 도면에서 생략하였으며, 도면들에 있어서 구성요소의 폭, 길이, 두께 등은 편의를 위해 과장되어 표현될 수 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조부호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The embodiments described below are provided by way of example so that those skilled in the art will be able to fully understand the spirit of the present invention. The present invention is not limited to the embodiments described below and may be embodied in other forms. In order to explain the present invention clearly, parts not related to the description are omitted from the drawings, and the width, length, thickness, etc. of the components in the drawings may be exaggerated for convenience. Like reference numerals refer to like elements throughout the specification.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 장치의 구성을 보여주는 개략도이다.1 is a schematic view showing a configuration of a laser device according to an embodiment of the present invention.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 레이저 장치는 각 공진기를 통해 발진되는 이종 펄스 폭의 레이저광들을 하나의 광증폭기(140)로 증폭하여 출력되도록 함으로써, 보다 작은 크기와 보다 작은 구조의 레이저 장치를 제공할 수 있다.As shown in FIG. 1, the laser apparatus of the present invention amplifies and outputs laser beams having different pulse widths oscillated through the respective resonators with one optical amplifier 140, thereby outputting a laser beam having a smaller size and a smaller structure Device can be provided.

또한, 광증폭기(140)를 통해 증폭된 상기 이종 펄스 폭을 갖는 복수의 레이저광을 복수의 파장변환기(150)를 교체하여 사용함으로써, 여러 종류의 파장을 갖는 레이저광으로 변환시켜 출력되도록 함으로써, 다양한 종류의 펄스 폭 및 다양한 파장의 레이저광을 생성할 수 있는 보다 작은 크기와 보다 작은 구조의 레이저 장치를 제공할 수 있다.Further, by using a plurality of laser beams having the different pulse widths amplified through the optical amplifier 140 by replacing the plurality of wavelength converters 150, the laser beams are converted into laser beams having various wavelengths and output, It is possible to provide a laser device of a smaller size and a smaller structure capable of generating various kinds of pulse widths and laser beams of various wavelengths.

상기 레이저 장치는 상술한 기능을 수행하기 위해, 제1 공진기(110), 제2 공진기(120), 광결합기(130), 광증폭기(140), 파장변환기(150) 및 광집속기(160)를 포함한다.The laser device includes a first resonator 110, a second resonator 120, an optical coupler 130, an optical amplifier 140, a wavelength converter 150, and a light integrator 160 to perform the above- .

제1 공진기(110)는 나노초 펄스 폭을 갖는 레이저광을, 제2 공진기(120)는 피코초 펄스 폭을 갖는 레이저광을 각각 발진시켜 상기 광결합기(130)를 통해 단일 경로로 상기 광증폭기(140)에 입사되도록 한다. 이때, 제1 공진기(110)와 제2 공진기(120)에서 발진하는 나노초 또는 피코초 레이저광은 동일한 파장으로 발진하여 상기 광증폭기(140)로 입사되며, 상기 광증폭기(140) 역시 상기 제1 및 제2 공진기(110,120)과 동일한 파장의 여기광이 동기되어 발진되도록 함으로써, 하나의 광증폭기(140)를 통해 나노초 및 피코초 레이저광을 각각 증폭시켜 출력할 수 있다. The first resonator 110 oscillates laser light having a nanosecond pulse width and the second resonator 120 oscillates a laser light having a picosecond pulse width and outputs the laser light having a picosecond pulse width through the optical coupler 130 to the optical amplifier 140, respectively. At this time, the nanosecond or picosecond laser light oscillated by the first resonator 110 and the second resonator 120 oscillates to the same wavelength and is incident on the optical amplifier 140, and the optical amplifier 140 also receives the first And excitation light having the same wavelength as that of the first and second resonators 110 and 120 are synchronously oscillated so that the nanosecond and picosecond laser beams can be amplified and outputted through the single optical amplifier 140, respectively.

한편, 제1 공진기(110)는 나노초 펄스 폭을 갖는 레이저광의 위상을 90°만큼 지연시키되 S파 또는 P파 형태의 선편광된 상태로 발진시키며, 제2 공진기(120)는 피코초 펄스 폭을 갖는 레이저광을 S파 또는 P파 형태의 선편광된 상태로 발진시킨다. 이때, 제1 공진기(110)의 레이저 광이 S파라면 제2 공진기(120)의 레이저광은 P파가 되도록 선편광되고, P파라면 S파로 발진되도록하여 직교하는 방향성을 갖는 제1 및 제2 공진기(110,120)의 레이저광이 상호 결합되도록 할 수 있다. 또한, 제1 공진기(110)의 레이저광은 전술한 바와 같이, 90°만큼 위상이 지연되어 상기 제2 공진기(120)의 레이저광과 결합되어 선편광이 아닌 원형편광된 펄스 파 형태의 결합된 레이저광이 발진되도록 할 수 있다.The first resonator 110 delays the phase of the laser beam having the nanosecond pulse width by 90 degrees, but oscillates in the form of an S wave or P wave, and the second resonator 120 has a picosecond pulse width And oscillates the laser light in a linearly polarized state of S wave or P wave. At this time, if the laser light of the first resonator 110 is an S wave, the laser light of the second resonator 120 is linearly polarized so as to become a P wave, and when the P wave is oscillated to an S wave, The laser beams of the resonators 110 and 120 can be coupled to each other. As described above, the laser light of the first resonator 110 is combined with the laser light of the second resonator 120 by a phase delay of 90 degrees, so that the laser light of the circularly polarized pulse wave form, which is not linearly polarized light, The light can be oscillated.

즉, 제2 공진기(120)의 피코초 레이저광과 제1 공진기(110)의 나노초 레이저광이 동시에 발진되나, 나노초 레이저광이 90°만큼 위상이 지연된 상태로 발진하여 상기 광증폭기(140)로 입사됨으로써, 피코초 레이저광(100ps ~ 900ps)과 나노초 레이저광(4ns ~ 12ns)이 결합된 상태로 순차적으로 증폭되어 출력될 수 있다.That is, the picosecond laser light of the second resonator 120 and the nanosecond laser light of the first resonator 110 oscillate at the same time, but the nanosecond laser light oscillates in a state of being delayed by 90 degrees to the optical amplifier 140 As a result, the picosecond laser light (100 ps to 900 ps) and the nanosecond laser light (4 ns to 12 ns) can be sequentially amplified in a combined state.

이에, 하나의 광증폭기(140)를 통해 나노초 또는 피코초 레이저 광이 각각 증폭되어 출력되거나 결합된 상태로 증폭되어 출력됨으로써, 세 종류의 레이저광을 생성할 수 있다.Thus, the nanosecond or picosecond laser light is amplified and outputted through the single optical amplifier 140 or amplified and output in a combined state, thereby generating three types of laser light.

또한, 상기 광증폭기(140)를 통해 출력되는 증폭된 나노초 레이저광, 피코초 레이저광 또는 결합된 레이저광은 상기 파장변환기(150)를 통해 각각 파장이 변화되어 레이저광의 집광을 위해 확산각을 갖는 광집속기(160)를 통해 출력(1064nm, 532nm, 352nm)됨으로써, 다양한 펄스 폭과 다양한 파장을 갖는 레이저광을 생성할 수 있다.Also, the amplified nanosecond laser light, the picosecond laser light, or the combined laser light output through the optical amplifier 140 may have a diffusing angle for focusing the laser light by changing the wavelength through the wavelength converter 150 (1064 nm, 532 nm, and 352 nm) through the optical pick-up 160, thereby generating laser light having various pulse widths and various wavelengths.

더불어, 제1 공진기(110)와 제2 공진기(120)가 상기 광증폭기(140)와 대칭되는 구조로 마련되며, 상기 제1 및 제2 공진기(110,120)로부터 발진되는 레이저광이 굴절되어 입사되는 구조를 통해 크기 및 구조가 보다 작은 소형화된 레이지 장치를 제공할 수 있다.In addition, the first resonator 110 and the second resonator 120 are symmetric with respect to the optical amplifier 140, and the laser light emitted from the first and second resonators 110 and 120 is refracted and incident Structure can provide a miniaturized < RTI ID = 0.0 > rage < / RTI > device of smaller size and structure.

상기 제1 공진기(110), 제2 공진기(120), 광결합기(130), 광증폭기(140), 파장변환기(150)에 대한 상세한 내용은 후술한다.
Details of the first resonator 110, the second resonator 120, the optical coupler 130, the optical amplifier 140, and the wavelength converter 150 will be described later.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 공진기의 세부 구성을 설명하기 위한 부분 확대도이다. 2 is a partial enlarged view for explaining a detailed configuration of a first resonator according to an embodiment of the present invention.

도 2에 도시된 바와 같이, 제1 공진기(110)는 나노초 펄스 폭을 갖는 레이저광을 위상지연되어 선평광된 형태로 발진되도록 하는 것으로, 제1 이득매질(111), 제1 광펌핑부(112), 제1 편광자(113), 제1 큐스위치(114), 광변조부(115), 제1 전반사 미러(116), 및 제1 반반사 미러(117)를 포함한다.As shown in FIG. 2, the first resonator 110 oscillates laser light having a nanosecond pulse width in a phase-delayed and linearly polarized form, and includes a first gain medium 111, a first optical pumping section 112, a first polarizer 113, a first cue switch 114, an optical modulator 115, a first total reflection mirror 116, and a first antireflection mirror 117.

제1 이득매질(111)은 전원공급부(미도시)에 연결된 상기 제1 광펌핑부(112)에서 발진되는 여기광의 에너지를 흡수하여 높은 효율의 레이저 광원으로 변환시키는 것으로, Nd:YAG, Nd:YLF, Nd:YVO₄, Nd:Gdvo₄ 등으로 마련되며, 상기 제1 광펌핑부(112)의 특정 파장을 흡수하여 1050nm ~ 1070nm 대역의 특정 파장을 갖는 레이저 광원을 생성한다.The first gain medium 111 absorbs the energy of excitation light emitted from the first optical pumping unit 112 connected to a power supply unit (not shown) and converts it into a high efficiency laser light source. The first gain medium 111 includes Nd: YAG, Nd: YLF, Nd: YVO _4, Nd: being provided with Gdvo ₄ or the like, to absorb the specific wavelength of said first optical pumping unit 112 generates a laser light source having a specific wavelength of 1050nm ~ 1070nm band.

제1 광펌핑부(112)는 상술한 바와 같이, 에너지를 공급받아 여기 에너지를 상기 제1 이득매질(111)에 전달하는 것으로, 플래시 램프, 아크 램프, 텅스텐-할로겐 램프 또는 레이저 다이오드 등이 사용될 수 있다. 본 일 실시예에서는 350nm ~ 1700nm 대역의 광원의 파장 중 상기 제1 이득매질(111)에서 사용되는 800nm ~ 900nm 대역의 파장을 사용한다.As described above, the first optical pumping unit 112 transmits energy to the first gain medium 111 and supplies the excitation energy to the first gain medium 111. A flash lamp, an arc lamp, a tungsten-halogen lamp, a laser diode or the like is used . In this embodiment, the wavelength of the 800 nm to 900 nm band used in the first gain medium 111 among the wavelengths of the light sources of the 350 nm to 1700 nm band is used.

상기 플래시 램프의 레이저광은 전기-광학 변환 효율이 매우 낮고, 또한 발열 문제로 인해 큰 냉각장치가 필요하다. 그리고, 큰 전력을 필요로 하므로 그 부피와 무게는 상당하다. 게다가 여기광원의 작동 수염이 짧은 단점이 있는 반면, 대체 비용은 비교적 저렴하다는 장점이 있다.The laser light of the flash lamp has a very low electro-optical conversion efficiency and requires a large cooling device due to a heat generation problem. And because it requires a lot of power, its volume and weight are significant. Moreover, while the operating beard of the light source here has a short disadvantage, the alternative cost advantage is relatively inexpensive.

또한, 상기 레이저 다이오드는 레이저광의 전기 광학 변환 효율이 기존의 여기 방법에 비해 30% 이상 높으며, 수명이 약 5,000 ~ 20,000 시간으로 매우 길다. 또한 기존의 레이저와 비교해 냉각 시스템의 부피와 무게가 상당이 줄어든 편이며, 동작하기 위한 전압이 낮다는 장점이 있는 반면, 대체 비용이 비교적 비싸고 정전기와 과전류에 매우 민감하여 작은 전기 스파크에도 영구적인 손상을 입는 단점이 있다.In addition, the electro-optic conversion efficiency of the laser diode is 30% higher than that of the conventional excitation method, and the lifetime is extremely long, about 5,000 to 20,000 hours. In addition, compared to conventional lasers, the volume and weight of the cooling system is considerably reduced and the operating voltage is low, while the replacement cost is relatively high and very sensitive to static and overcurrent, .

상기 제1 이득매질(111)과 제1 광펌핑부(112)를 통한 레이저 발생 원리는 익히 공지된 기술로 본 명세서에서의 설명은 생략하고자 한다.The laser generation principle through the first gain medium 111 and the first optical pumping section 112 is well known in the art and will not be described herein.

제1 편광자(113)는 상기 제1 이득매질(111)에서 발생한 여기광을 편광시키기 위한 것으로, 상기 제1 이득매질(111)과 제1 큐스위치(114) 사이에 마련되어 상기 여기광의 방향성을 S방향 또는 P방향으로 선편광시킬 수 있다.The first polarizer 113 is provided between the first gain medium 111 and the first cue switch 114 to polarize the excitation light generated in the first gain medium 111. The direction of the excitation light is S Direction or the P direction.

제1 큐스위치(114)는 비등방성 매질의 크리스탈로 전압이 인가되면 굴절률이 변하고, 복 굴절되는 빔이 선형광으로 바뀌면서 응축된 레이저 빔을 열어 순간적인 높은 펄스로 변환되도록 함으로써, CW(Continuous-Wave) 레이저광의 출력을 순간적인 펄스로 만들어 큰 첨두 출력을 얻게 한다. 제1 큐스위치(114)는 상기 제1 편광자(113)와 상기 광변조부(115) 사이에 마련된다.When the voltage is applied to the crystal of the anisotropic medium, the first cue switch 114 changes the refractive index, and the condensed laser beam is converted into the linear high-frequency light by converting the beam to be birefringent into the high- Wave) The output of the laser light is made into a momentary pulse to obtain a large peak output. The first cue switch 114 is provided between the first polarizer 113 and the optical modulator 115.

여기서, Q-스위칭 과정을 간략하게 설명하면, 제1 이득매질(111)을 제1 광펌핑부(112)를 통해 계속 여기하면 밀도반전이 커지며, 어느 순간 제1 공진기(110)의 손실보다 레이저의 이득이 커져 레이저가 발진한다. 하지만, 펄스 발진은 공진기의 손실을 크게 하면, 밀도 반전은 증가하지만 공진기 손실이 더욱 커져 레이저광은 발진하지 않는다. 이때, 아주 짧은 시간동안 손실을 낮춘다면, 이 순간 레이저는 발진되고, 펄스 폭은 짧지만 큰 첨두 출력을 가지는 레이저를 얻을 수 있다.Here, the Q-switching process will be briefly described. When the first gain medium 111 is continuously excited through the first optical pumping unit 112, the density inversion becomes large. At any moment, the loss of the first resonator 110 The laser oscillates. However, if the pulse oscillation increases the loss of the resonator, the density inversion increases, but the resonator loss becomes larger, and the laser light does not oscillate. At this time, if the loss is reduced for a very short time, the laser is oscillated at this moment and a laser having a short pulse width but a large peak output can be obtained.

광변조기(115)는 입사광선을 정상광선(ordinary ray)과 이상광선(extraordinary ray)으로 분리시키며 선편광 상태를 원편광 상태로로 변환시키는 것으로, 상기 제1 큐스위치(114)와 제1 전반사 미러(116) 사이에 마련된다. 본 실시예에서는 Pockels 효과를 이용하여 제1 편광자(113)와 함께 상기 제1 공진기(110)에서 발진하는 나노초 레이저광의 위상을 90°(λ/2)만큼 지연시키고 S편광 또는 P편광 형태의 방향성을 갖는 선편광 상태의 레이저가 출력되도록 할 수 있다.The optical modulator 115 separates the incident light beam into an ordinary ray and an extraordinary ray and converts the linear polarization state into a circular polarization state. The first quadruple switch 114 and the first total reflection mirror (Not shown). In this embodiment, by using the Pockels effect, the phase of the nanosecond laser light oscillated by the first resonator 110 with the first polarizer 113 is delayed by 90 (? / 2) and the direction of the S polarized light or P polarized light So that a laser beam of a linearly polarized light state having a predetermined intensity can be outputted.

상기 위상 지연 및 편광 과정은 후술될 도 3 및 도 4에서 다시 상세히 설명하기로 한다.The phase delay and polarization process will be described in detail later with reference to FIG. 3 and FIG.

제1 전반사 미러(116)는 레이저광의 진행경로상의 상기 광변조부(115)의 후단에 마련되어 상기 광변조부(115)를 통해 입사되는 위상 및 방향이 변환된 레이저광을 입사각 0°에서 100% 반사시키는 것으로, 상기 제1 이득매질(111)을 통해 발생한 1050nm ~ 1070nm 대역 중 1064nm 파장을 반사시켜 상기 광변조부(115)로 되돌려 보낸다.The first total reflection mirror 116 is provided at the rear end of the optical modulator 115 on the path of the laser light and has the phase and direction converted laser light incident through the optical modulator 115 at 100% And reflects a 1064 nm wavelength in the 1050 nm to 1070 nm band generated through the first gain medium 111 and sends the 1064 nm wavelength band back to the optical modulator 115.

제1 반반사 미러(117)는 레이저광의 진행경로상의 후단 즉, 상기 제1 이득매질(111)의 후단에 60 ~ 90 %의 반사율과 10 ~ 40 %의 투과율을 갖도로 마련되며, 입사하는 레이저광의 일부는 제1 이득매질(111) 쪽으로 반사시키고, 나머지 일부는 투과시켜 레이저광이 발진되도록 한다.The first antireflective mirror 117 is provided at the rear end of the path of the laser light, that is, at the rear end of the first gain medium 111 so as to have a reflectance of 60 to 90% and a transmittance of 10 to 40% A part of the light is reflected toward the first gain medium 111 and the remaining part is transmitted to oscillate the laser light.

정리하면, 제1 이득매질(111)과 제1 광펌핑부(112)를 통해 생성된 나노초 레이저광은 제1 편광자(113), 광변조부(115) 및 제1 전반사 미러(116)를 통해 90°만큼 위상 지연된 선편광 상태로 출력되어 상기 제1 반반사 미러(117)를 통해 발진될 수 있다.
In summary, the nanosecond laser light generated through the first gain medium 111 and the first optical pumping section 112 is transmitted through the first polarizer 113, the optical modulation section 115, and the first total reflection mirror 116 Reflected by the first half-reflection mirror 117, and output as a linearly polarized light phase-delayed by 90 °.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 공진 원리를 설명하기 위한 도면이고, 도 4는 본 발명의 제1 공진기의 위상 지연 및 선편광 원리를 설명하기 위한 도면이다.FIG. 3 is a view for explaining the principle of laser resonance according to an embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a view for explaining the phase delay and the principle of linear polarization of the first resonator of the present invention.

도 3에 도시된 바와 같이, 레이저는 공진기(optical resonator)는 레이저 매질(laser medium), 광원(pumping source) 및 두 개의 반사경으로 이루어진다. 레이저광은 유도방출에 의한 광의 증폭만으로는 레이저 발진 상태를 만들 수 없다. 따라서, 두 개의 반사경을 통해 생성된 레이저광을 광의 되먹임(round trip)을 유도하여 광을 발진시킨다. 광의 되먹임은 처음 활성영역에서 여기된 소수 원자의 자연방출에 의해 서로 다른 파장, 위상 및 편광을 갖는 광이 생겨 여기저기에서 모든 방향으로 전파하게 된다. 이런 자연광의 방출이 계기가 되어 점점 유도방출이 일어나고 레이저광은 증폭된다. 그 중 광축방향에서 진행하는 광은 한쪽 반사경에 도달하여 반사된다. 이 광이 다시 활성영역 안으로 되돌아온다. 이같이 광은 두 개의 평행한 반사경 사이를 몇 차례 왕복하게 된다. 이러한 되먹임 현상은 전자의 밀도반전을 유도하여 에너지를 증폭시킨다. As shown in FIG. 3, the laser is composed of a laser medium, a pumping source, and two reflectors. The laser oscillation can not be made only by the amplification of the light by the induced emission. Accordingly, the laser light generated through the two reflectors induces a round trip of the light to oscillate the light. The optical feedback is due to the spontaneous emission of the minority atoms excited in the first active region, causing light with different wavelengths, phases, and polarizations to propagate in all directions from here and there. The emission of this natural light becomes an instrument, gradually inducing emission, and the laser light is amplified. Among them, the light traveling in the direction of the optical axis reaches the one reflecting mirror and is reflected. This light returns to the active area again. This light travels several times between two parallel reflectors. These feedbacks amplify energy by inducing density reversal of electrons.

도 4를 참조하면, 본 발명의 제1 공진기(110)는 상술한 레이저 공진 과정에서 제1 전반사 미러(116)와 제1 큐스위치(114) 사이에 광변조부(115)를 마련하여, Pockels 효과를 통해 상기 제1 공진기(110)에서 발진되는 나노초 레이저광을 선편광시킴과 동시에 90°만큼 위상 지연시켜 발진되도록 한다.Referring to FIG. 4, the first resonator 110 of the present invention includes an optical modulator 115 between the first total reflection mirror 116 and the first cue switch 114 in the laser resonance process described above, The nano-second laser light oscillated by the first resonator 110 is linearly polarized, and at the same time, the laser light is oscillated by a phase delay of 90 degrees.

Pockels 효과란 간단히 설명하면, 대칭성이 특별한 결정에서 나타나는 현상으로 결정의 양쪽에 전기장을 생성한다. 전기장이 걸리는 방향은 결정이 가진 원래의 광축 방향으로 빛이 통과하고, 전기장이 걸리지 않은면 편광방향에 변화가 없어 광이 통과하지 못한다. 그러나, 전기장을 적절히 걸어주면 편광상태에 따라 위상지연이 일어나는 효과를 가리킨다. The Pockels effect is simply a phenomenon where symmetry appears in a particular crystal, creating an electric field on both sides of the crystal. The direction in which the electric field is applied is the direction in which the light passes in the direction of the original optical axis of the crystal, and the direction of polarization in which the electric field is not applied does not change. However, when an electric field is properly applied, it indicates the effect of phase delay depending on the polarization state.

광변조부(115)는 제1 편광자(113)와 제1 전반사 미러(116) 사이에 위치하며, 제1 광펌핑부(112)의 펄스광을 통해 제1 이득매질(111)에서 펄스 파형의 레이저광이 방사되고, 방사된 빛 중 선편광(linearly polarized light)만이 제1 편광자(113)를 통과하여 수직으로 선형 편광(P파)되어 광변조부(115)에 도달한다. 이때, 전압이 인가된 광변조부(115)는 광의 진행을 λ/4 만큼 위상을 지연시켜 선편광을 우원형편광(right circularly polarized)으로 통과시킨다. 통과된 우원형편광된 레이저광은 제1 전반사 미러(116)에 반사됨으로써 좌원형편광(left circularly polarized)으로 변환되어 다시 전압이 인가된 광변조부(115)에 입사된다. 입사된 좌원형편광의 레이저광은 다시 광변조부(115)에 의해 λ/4 만큼 지연되어 원래의 편광방향보다 90°가 변한 수평의 선형 편광(S파)가 된다. 상기와 같이 수평으로 선형 편광된 S파는 상기 제1 편광자(113)를 투과하지 못하고 반사된다.The optical modulating unit 115 is disposed between the first polarizer 113 and the first total reflection mirror 116 and receives the pulse waveform of the first gain medium 111 through the pulse light of the first optical pumping unit 112 Only the linearly polarized light of the radiated light passes through the first polarizer 113 and linearly polarized (P-wave) vertically to reach the light modulator 115. [ At this time, the voltage-applied optical modulator 115 passes the linearly polarized light with right circularly polarized by delaying the phase of the light by? / 4. The right-handed circularly polarized laser light is converted into left circularly polarized light by being reflected by the first total reflection mirror 116, and is incident on the optical modulation unit 115 to which the voltage is applied again. The laser light of the incident left circularly polarized light is again delayed by? / 4 by the optical modulator 115 and becomes horizontal linearly polarized light (S wave) which is changed by 90 degrees from the original polarization direction. As described above, the S wave which is horizontally linearly polarized is reflected without being transmitted through the first polarizer 113.

이때, S파가 제1 편광자(113)를 투과하지 못하면 발진이 되지 못하고, 제1 이득매질(111)에 에너지가 저장되게 되며, 광변조부(115)에 전압이 끊기는 순간(Q-스위칭)에 발진되어 높은 첨두 출력을 갖는 펄스 파형의 레이저광을 발진된다.At this time, if the S wave does not pass through the first polarizer 113, oscillation does not occur and energy is stored in the first gain medium 111. When the voltage is cut off at the optical modulator 115 (Q-switching) And a laser beam of a pulse waveform having a high peak output is generated.

이에, 상기 제1 공진기(110)에서 발진하는 나노초 레이저광은 90°만큼 위상지연이 된 S파로 선편광되어 발진한다.
Thus, the nanosecond laser light oscillated by the first resonator 110 is linearly polarized by an S wave having a phase delay of 90 degrees and oscillated.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 제2 공진기의 세부 구성 및 선편광 원리를 설명하기 위한 부분 확대도이다.5 is a partially enlarged view for explaining the detailed configuration of the second resonator and the principle of linear polarization according to an embodiment of the present invention.

도 5에 도시된 바와 같이, 제 2 공진기는 피코초 펄스 폭을 갖는 레이저광을 선편광된 형태로 발진시키기 위한 것으로, 제2 이득매질(121), 제2 광펌핑부(122), 제2 편광자(123), 제2 큐스위치(124), 제2 전반사 미러(125) 및 제2 반반사 미러(126)를 포함한다.5, the second resonator is for oscillating laser light having a picosecond pulse width in a linearly polarized form, and includes a second gain medium 121, a second optical pumping section 122, a second polarizer Reflection mirror 123, a second queue switch 124, a second total reflection mirror 125, and a second anti-reflection mirror 126.

상기 제2 공진기(120)의 구성요소들의 기능들은 상기 제1 공진기(110)의 구성요소들과 동일하여 세부적인 설명은 생략하기로 한다.The functions of the components of the second resonator 120 are the same as those of the first resonator 110, and a detailed description thereof will be omitted.

상기 제2 공진기(120)의 제2 광펌핑부(122)는 상기 제2 전반사 미러(125)의 후단에 위치하여, 제2 전반사 미러(125)를 통해 제2 이득매질(121)로 여기 에너지를 공급한다. 이때, 제2 전반사 미러(125)는 상기 제2 광펌핑부(122)의 여기광(800nm ~ 915nm)은 투과시키고, 상기 제2 이득매질(121)에서 발산하는 여기광(1064nm)은 반사하도록 곡률을 포함한 형상으로 마련된다.The second optical pumping unit 122 of the second resonator 120 is positioned at the rear end of the second total reflection mirror 125 and excited by the second gain medium 121 through the second total reflection mirror 125, . At this time, the second total reflection mirror 125 transmits the excitation light (800 nm to 915 nm) of the second optical pumping section 122 and reflects the excitation light (1064 nm) emitted from the second gain medium 121 And is provided in a shape including a curvature.

즉, 제2 이득매질(121)로부터 발산하는 여기광은 제2 편광자(123)를 통해 선편광(P파)되어 상기 제2 전반사 미러(125)를 통해 반사되며, 상기 제2 큐스위치(124)에 의해 제2 반반사 미러(126)를 투과하여 발진한다.That is, the excitation light emitted from the second gain medium 121 is linearly polarized (P-wave) through the second polarizer 123 and reflected through the second total reflection mirror 125, Reflection mirror 126 and oscillates.

이때, 제2 큐스위치(124)는 제2 반반사 미러(126) 전단에 위치하여 동작함으로써, 상기 제1 공진기(110)에 의해 발진되는 나노초 펄스 폭을 갖는 레이저광을 기준으로 발진 시점이 제어될 수 있다. 이에, 제1 공진기(110)로부터 발진되는 나노초 레이저광과 제2 공진기(120)로부터 발진되는 피코초 레이저광은 발진이 동기될 수 있다.At this time, the second cue switch 124 is located at the front end of the second antireflection mirror 126, so that the oscillation time is controlled based on the laser beam having the nanosecond pulse width oscillated by the first resonator 110 . Thus, the nanosecond laser light oscillated from the first resonator 110 and the picosecond laser light oscillated from the second resonator 120 can be synchronized with the oscillation.

다시 말하면, 결합된 나노초 레이저광과 피코초 레이저광은 동기된 발진을 통해 결합되어 광증폭기(140)로 안내된다. 이때, 발진의 동기를 위해, 제1 공진기(110) 또는 제2 공진기(120)를 기준으로 나머지 하나의 공진기가 동기되는 것이 바람직하다. 그러나, 제1 공진기의 제1 큐스위치(114)는 나노초 레이저광의 위상 지연을 위해, 제1 이득매질(111)과 제1 편광자(113) 사이에 마련됨으로써, 제1 공진기(110)를 기준으로 상기 제2 공진기(120)의 발진 시점이 제어되는 것이 바람직하다. 이를 위해, 상기 제2 큐스위치(124)의 위치는 발진되는 피코초 레이저광의 발진단부의 최후단 즉, 제2 반반사 미러(126)의 전단에 위치하는 것이 바람직하다.
In other words, the combined nanosecond laser light and the picosecond laser light are coupled through the synchronized oscillation and guided to the optical amplifier 140. At this time, in order to synchronize the oscillation, it is preferable that the other resonator is synchronized with respect to the first resonator 110 or the second resonator 120. However, since the first queue switch 114 of the first resonator is provided between the first gain medium 111 and the first polarizer 113 for phase retardation of the nanosecond laser light, The oscillation time point of the second resonator 120 is preferably controlled. To this end, it is preferable that the position of the second cue switch 124 is located at the rear end of the oscillation end of the oscillated picosecond laser light, that is, the front end of the second semi-reflective mirror 126.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 발진된 나노초 및 피코초 레이저광이 결합되어 출력되는 과정을 나타내는 부분 확대도이다.6 is a partial enlarged view showing a process of outputting combined nanosecond and picosecond laser light according to an embodiment of the present invention.

도 6에 도시된 바와 같이, 발진된 나노초 및 피코초 레이저광은 발진 동기되어 하나의 광증폭기(140)에 각각 또는 결합된 상태로 입사되며, 증폭되어 출력된 레이저광들은 파장변환기(150)에 의해 파장이 변환되어 출력됨으로써, 다양한 펄스 폭과 다양한 파장의 레이저 광이 출력될 수 있다.As shown in FIG. 6, the oscillated nanosecond and picosecond laser beams are incident on the single optical amplifier 140 in synchronization with oscillation, and the amplified laser beams are output to the wavelength converter 150 And the laser light of various wavelengths and various wavelengths can be output.

상술된 상기 기능을 수행하기 위해, 상기 레이저 장치는 광결합기(130), 광증폭기(140) 및 파장 변환기(150)를 포함한다.In order to perform the above-described function, the laser apparatus includes an optical coupler 130, an optical amplifier 140, and a wavelength converter 150.

광결합기(130)는 발진되는 나노초 및 피코초 레이저광을 하나의 입사 경로를 통해 상기 광증폭기(140)에 제공하기 위한 것으로, 컴바인 편광자(131), 제1 리플렉터(132), 제2 리플렉터(133)를 포함한다.The optical coupler 130 is provided to provide the nanosecond and picosecond laser beams to be emitted to the optical amplifier 140 through one incident path and includes a combine polarizer 131, a first reflector 132, a second reflector 132, 133).

컴바인 편광자(131)는 상기 광증폭기(140)의 입사 경로에 마련되어 S파 및 P파의 방향성을 갖는 상기 나노초 및 피코초를 반사 또는 투과시켜 상기 광증폭기(140)로 안내하는 것으로, 일면으로 입사되는 광은 전반사되고, 타면으로 입사되는 광은 투과되도록 입사경로를 기준으로 45° 각도로 마련된다.(Polarized contrast ratio >100:1)The combine polarizer 131 reflects or transmits the nanosecond and picosecond, which are provided on the incident path of the optical amplifier 140 and have the S and P wave directions, and guides the nanosecond and picosecond to the optical amplifier 140, (Polarized contrast ratio> 100: 1) with respect to the incident path so that the light incident on the other surface is transmitted.

제1 리플렉터(132)는 제1 공진기(110)로부터 발진되는 나노초 레이저광을 상기 컴바인 편광자(131)로 안내하기 위한 것으로, 두 개의 전반사 거울로 구성되어 상기 광증폭기(140) 방향으로 레이저광을 반사하도록 마련된다.The first reflector 132 is for guiding nanosecond laser light emitted from the first resonator 110 to the combine polarizer 131. The first reflector 132 is composed of two total reflection mirrors and emits laser light in the direction of the optical amplifier 140 .

제2 리플렉터(133)는 제2 공진기(120)로부터 발진되는 피코초 레이저광을 상기 컴바인 편광자(131)로 안내하는 것으로, 상기 컴바인 편광자(131) 방향으로 레이저광을 반사하도록 마련된다.The second reflector 133 guides the picosecond laser light emitted from the second resonator 120 to the combine polarizer 131 so as to reflect the laser light in the direction of the combine polarizer 131.

도 6에는 상기 제1 리플렉터(132)는 광증폭기(140)와 마주보는 방향으로 나노초 레이저를 안내하고, 상기 제2 리플렉터(133)는 컴바인 편광자(131) 방향으로 피코초 레이저를 안내하며, 컴바인 편광자(131)는 45 °각도로 마련되어 각 레이저광들을 안내하는 구성이 도시되어 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 상기 광증폭기(140)로 상기 레이저광을 안내하기 위한 적절한 구성이라면 공지된 구성이 사용되어도 무방함은 물론이다.6, the first reflector 132 guides the nanosecond laser in a direction opposite to the optical amplifier 140, the second reflector 133 guides the picosecond laser in the direction of the combine polarizer 131, The polarizer 131 is provided at an angle of 45 degrees to guide the respective laser beams. However, the present invention is not limited thereto, and if the optical amplifier 140 has a suitable configuration for guiding the laser beam, Of course, it is acceptable.

그리고, 광증폭기(140)는 발진된 레이저광들을 증폭시키기 위한 것으로, 증폭 이득매질(141) 및 광증폭 펌핑부(142)를 포함한다.The optical amplifier 140 amplifies the oscillated laser beams, and includes an amplification gain medium 141 and an optical amplification pumping section 142.

상기 증폭 이득매질(141) 및 광증폭 펌핑부(142)의 구성은 상기 제1 및 제2 이득매질(111,121)과 광펌핑부(112,122) 의 구성과 동일하여 설명은 생략하고자 한다.The configurations of the amplification gain medium 141 and the optical amplification pumping section 142 are the same as those of the first and second gain media 111 and 121 and the optical pumping sections 112 and 122, respectively.

상기 광증폭기(140)를 통해 출력된 나노초, 피코초 또는 결합된 레이저광은 파장변환기(150)에 의해 파장이 다변화되어 출력될 수 있으며, 상기 파장변환기(150)는 상기 기능을 수행하기 위해 제1 파장변환부(151), 제1 이동부(152), 제2 파장변환부(153) 및 제2 이동부(154)를 포함한다.The nanosecond, picosecond, or combined laser light output through the optical amplifier 140 may be outputted by a wavelength converter 150. The wavelength converter 150 may convert the nanosecond, 1 wavelength converting unit 151, a first moving unit 152, a second wavelength converting unit 153, and a second moving unit 154.

제1 파장변환부(151)는 KTP나 LBO 계열의 크리스탈로 마련되며, 광증폭기(140)의 출력 경로에 위치되어 비선형 결정으로 1064nm 파장을 532nm 파장으로 변환할 수 있다.The first wavelength converter 151 is provided with a KTP or LBO crystal, and is disposed in the output path of the optical amplifier 140 to convert a 1064 nm wavelength to a 532 nm wavelength using a nonlinear crystal.

제2 파장변환부(153)는 BBO 계열의 크리스탈로 마련되며, 상기 제1 파장변환부(151)의 레이저광의 출력 경로의 후단에 위치되어 비선형 결정으로 532nm 파장을 355nm 파장으로 변환할 수 있다.The second wavelength converter 153 is provided with a BBO crystal, and is located at the rear end of the laser light output path of the first wavelength converter 151, and can convert a wavelength of 532 nm to a wavelength of 355 nm by using a nonlinear crystal.

제1 이동부(152) 및 제2 이동부(154)는 상기 제1 파장변환부(151)와 제2 파장변환부(153)가 상호 교환 또는 교체되어 사용될 수 있도록 상기 제1 및 제2 파장변환부(151,153)를 상하, 좌우 또는 회전되어 교체될 수 있는 어떠한 공지된 구성요소가 사용되어도 무방함은 물론이다.The first moving unit 152 and the second moving unit 154 may be configured to move the first wavelength converter 151 and the second wavelength converter 153 to the first wavelength converter 151 and the second wavelength converter 153, It is needless to say that any known component which can be exchanged up, down, right or left or rotated can be used for the conversion units 151 and 153.

비선형 소자에 사용되는 광학 단결정에는 비선형 광학 효과가 우수하고 광손상 문턱 값이 높으며 넓은 파장범위의 위상접합 조건을 갖는 KTiOPO₄ (KTP) 계열과 붕산 화합물 계열의 β-BaB₂O4 (β-BBO), LiB₃O₅ (LBO), 그리고, CsLiB₆O₁₀ (ClBO) 등이 있다. KTP 단결정은 SHG 및 결정 내의 Quantum noise 및 다양한 광파라메트릭 위상정합 조건을 통한 OPO 및 OPA(Optical parametric amplifier) 등에 주로 활용되며, LBO 단결정의 경우에는 유효 이차 비선형 광학 계수가 작음에도 불구하고 광손상 임계치가 매우 높고 자외선 영역의 광투과성이 우수하다.
The optical single crystals used for the nonlinear device are composed of KTiOPO ₄ (KTP) series and β-BaB ₂ O 4 (β-BBO), which have excellent nonlinear optical effect, high optical damage threshold, , LiB ₃ O ₅ (LBO), and CsLiB ₆ O ₁₀ (ClBO). KTP single crystals are mainly used for OPO and OPA (optical parametric amplifier) through SHG and quantum noise in crystals and various optical parametric phase matching conditions. In the case of LBO single crystal, the optical damage threshold Is very high and the light transmittance in the ultraviolet region is excellent.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 편광자에 의해 선편광되어 결합된 나노초 및 피코초 레이저광의 편광되어 결합된 모양을 나타내는 도면이며, 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 위상 지연되어 결합된 나노초 피코초 레이저광의 편광되어 결합된 모양을 나타내는 도면이다.FIG. 7 is a view illustrating a polarized combination of nanosecond and picosecond laser beams coupled by linearly polarized light by a polarizer according to an embodiment of the present invention. FIG. 8 is a cross- 2 is a view showing a polarized coupled shape of nanosecond picosecond laser light.

도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 나노초 및 피코초 레이저광은 제1 및 제2 편광자(113,123)에 의해 각각 P파 또는 S파로 선편광되어 발진된다. 이때, P파와 S파는 나노초 레이저광과 피코초 레이저광 중 어떤 레이저광이 되어도 무방하나, 상기 선편광은 반드시 P파와 S파로 직교하여 발진되는 것이 바람직하다.As shown in FIGS. 7 and 8, the nanosecond and picosecond laser beams are linearly polarized by the first and second polarizers 113 and 123, respectively, to be P-wave or S-wave and oscillated. At this time, the P wave and the S wave may be any of nano-second laser light and picosecond laser light, but it is preferable that the linearly polarized light must oscillate orthogonally to P wave and S wave.

상기 제1 및 제2 편광자(113,123)에 의해, 발진된 피코초 및 나노초 레이저광은 같은 위상으로 발진 후, 결합되어 출력되는 합성 파형은 예각 방향으로 45°기울어진 선편광된 형상으로 나타나며, 광변조부(115)에 의해 나노초 레이저광이 90°위상 지연되어 출력되는 합성 파형은, 절단된 원편광 형상으로 나타나게 된다.The oscillated picosecond and nanosecond laser beams oscillated in the same phase by the first and second polarizers 113 and 123 appear as a linearly polarized shape inclined at an angle of 45 in an acute angle direction, The synthesized waveform in which the nanosecond laser light is delayed by 90 degrees and output by the unit 115 appears as a cut circularly polarized light.

이로써, 이종 펄스 폭의 나노초 및 피코초 레이저광은 하나의 광증폭기(140)를 통해 각각 출력될 수 있거나, 직교하는 방향성과 지연된 위상차를 갖는 결합된 상태의 레이저광으로 증폭되어 발진될 수 있다.
Thus, the nanosecond and picosecond laser beams with different pulse widths can be output through the single optical amplifier 140, respectively, or can be amplified and oscillated by the combined laser beam having the orthogonal direction and delayed phase difference.

도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 동일한 방향성을 갖는 나노초 및 피코초 레이저광의 중첩된 진폭변화를 보여주기 위한 도면이고, 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 나노초 레이저광과 피코초 레이저광의 재료 가공 과정을 나타내는 도면이다.FIG. 9 is a graph showing a change in superimposed amplitude of nanosecond and picosecond laser beams having the same direction according to another embodiment of the present invention, and FIG. 10 is a graph showing a change in amplitude of a nanosecond laser light and a picosecond laser according to an embodiment of the present invention. And Fig.

도 9에 도시된 바와 같이, 본 명세서에서는 나노초와 피코초 레이저광을 도시하고 설명하였으나, 본원발명의 제1 공진기(110) 및 제2 공진기(120)에서는 나노초 레이저광이나 피코초 레이저광 뿐만 아니라 펨토초 레이저광이 발진되어 증폭될 수도 있음은 물론이다.9, nanosecond and picosecond laser beams are shown and described in the present specification. However, in the first and second resonators 110 and 120 of the present invention, not only nanosecond laser beams and picosecond laser beams, It goes without saying that femtosecond laser light may be oscillated and amplified.

또한, 상기 발진되는 레이저광은 파장의 길이, 펄스 폭, 각 펄스 간의 딜레이 타임 등이 조절되어 발진될 수 있으며, 이에, 발진되는 레이저 광의 결합된 형상이나 양태는 방향성을 갖는 선편광 상태, 시간 지연되어 절단된 나선형의 원편광 상태 또는 이종 펄스 폭을 갖는 중첩된 레이저광이 출력될 수 있다.In addition, the oscillated laser light can be oscillated by controlling the length of the wavelength, the pulse width, the delay time between the pulses, etc. Thus, the combined shape and the shape of the oscillated laser light are linearly polarized light with directionality, Superimposed laser light having a circularly-split helical circular polarization state or a heterogeneous pulse width can be output.

도 9에서는 하나의 실시예로 나노초, 피코초 펄스 폭을 갖는 레이저광이 위상지연되어 중첩된 상태로 발진될 때, 이종 펄스 폭의 레이저광이 중첩되며, 피코초 레이저광에 이어 중첩된 진폭을 갖는 결합된 레이저광이, 그 뒤를 따라 나노초 레이저광이 출력되는 파형을 도시한 것이다. 이처럼, 본 명세서의 실시예에서는 몇 가지 실시예를 상정하여 도시하고 설명하였으나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정되지 아니하며, 다양한 형태나 양태로 구현될 수 있다. 예를 들어, 상기와 같은 다른 파장, 다른 펄스 폭, 다른 각도와 시간상의 위상차를 갖는 이종의 레이저광을 혼합 또는 결합하여 사용함으로써, 기존의 레이저광의 재료 가공 형태와는 다른 가공 특성을 제공할 수 있다.In FIG. 9, when laser light having a nanosecond and picosecond pulse width is oscillated in a superimposed state with phase delay, laser light having a different pulse width is superimposed, and the amplitude superimposed on the picosecond laser light is And the nanosecond laser light is output along the combined laser light. As described above, although the embodiments of the present invention have been shown and described with reference to several embodiments, the technical idea of the present invention is not limited thereto and can be implemented in various forms or modes. For example, by mixing or combining different types of laser beams having different wavelengths, different pulse widths, and different phase angles with respect to time, it is possible to provide processing characteristics different from those of conventional laser beam processing methods have.

도 10에 도시된 바와 같이, 나노초 펄스 레이저를 이용한 레이저 빔 가공(laser beam maching, LBM)은 비접촉식 가공의 열공정(thermal process)으로써 다른 미세 정밀가공법들 보다 빠른 가공 속도로 가공을 할 수 있다. 하지만 나노초 펄스 레이저 빔은 빛 에너지를 한 점에 집중시켜 만든 에너지를 이용하여 가공하기 때문에 가공 형상 주변에 열영향부(heat affected zone)(melting zone)와 재응고층(recast layer)(re-solidfication), 크랙(micro-crack) 등이 생긴다. 상기 열영향부와 재응고층은 가공정밀도를 떨어뜨리는 주요 요소들로, 나노초 레이저로 인해 발생하는 버(burr) 형상의 재응고층을 제거하기 위해서 연마가공이 주로 이루어진다. 하지만 연마가공은 원하는 부분만 가공이 불가능하고, 가공 주변에 손상을 입히는 문제가 있다. As shown in FIG. 10, laser beam machining (LBM) using a nanosecond pulsed laser is a thermal process of noncontact processing, and can be processed at a higher processing speed than other fine precision processing methods. However, since the nanosecond pulsed laser beam is processed by using the energy created by concentrating the light energy at one point, the heat affected zone (melting zone) and the recast layer (re-solidfication) , Micro-cracks, and the like. The heat affected portion and the re-adhering layer are major factors that degrade the processing precision. In order to remove the burr-shaped recoat layer generated by the nanosecond laser, polishing is mainly performed. However, there is a problem that polishing processing can not be performed only on a desired portion and damages the periphery of the processing.

또한, 피코초 펄스 레이저를 이용한 레이저 빔 가공은 피코초 펄스 레이저광의 펄스 폭(pulse duration)이 가공부위 주위로 펄스 에너지가 전달되는 시간보다 짧아 상기 나노 펄스 레이저의 미세가공의 제약들을 극복할 수 있다. 이와 같은 이유로 피코초를 포함한 극초단 펄스 레이저를 이용한 미세가공을 cold ablation이라 한다. 이는, 소재가 열적 반응에 의해 녹는 현상을 방지하며, 가공 부위에서 소재가 실질적으로 승화(sublimation)되는 것을 의미한다. 피코초 펄스 레이저를 이용한 제거(ablation) 공정이 갖는 장점은 열적 반응에 의해 재료를 제거하는 나노초 레이저 가공에 비해 더욱 안정적이고 재현성이 높다. 전술한 가공 소재의 녹음, 구조 변화, 재결정, 버, 크랙 등의 발생을 피할 수 있으므로, 고품질의 미세 형상가공 및 드릴링이 가능하다. 또한, 비선형 흡수현상(non-linear absorption)에 의한 투명재료의 가공이 가능하다.In addition, the laser beam processing using the picosecond pulse laser can overcome the limitations of the fine processing of the nano-pulsed laser because the pulse duration of the picosecond pulsed laser light is shorter than the time when the pulse energy is transmitted around the processed part . For this reason, micromachining using ultrasound pulsed laser including picosecond is called cold ablation. This means that the material is prevented from melting due to the thermal reaction, and the material is substantially sublimated at the processing site. The advantage of the pico-second pulsed laser ablation process is more stable and reproducible than nanosecond laser processing, which removes material by thermal reaction. It is possible to avoid the occurrence of recording, structure change, recrystallization, burr, crack, and the like of the above-mentioned work material, so that high quality fine shape processing and drilling are possible. In addition, it is possible to process a transparent material by non-linear absorption.

본 발명의 레이저 장치는 이러한, 나노초 펄스 레이저와 피코초 펄스 레이저를 각각 또는 결합시켜 이용함으로써, 상기 극초단 펄스 레이저를 이용한 재료 가공의 장점을 적절히 사용할 수 있으며, 결합된 펄스 폭 레이저광을 이용하여 기존 레이저광이 제공하지 못했던 미세가공을 위한 효과를 제공할 수 있다.By using the nanosecond pulsed laser and the picosecond pulsed laser in combination, the advantages of the material processing using the ultra-short pulse laser can be appropriately used, and the combined use of the pulse width laser light It is possible to provide an effect for micromachining that was not provided by the existing laser light.

예를 들어, 피코초 레이저광이 먼저 출력되고 그 뒤를 이어 나노초 레이저광이 출력됨으로써, 피코초 레이저광에 의해 미세 공극이 발생하고 그 뒤를 나노초 레이저광이 출력되어 공극에 열적 가공을 수행함으로써, 피코초 레이저광만을 이용한 가공보다 정밀도는 떨어지나 나노초 레이저광을 이용한 가공보다는 가공 시간이 절감되는 효과를 제공할 수 있다.For example, picosecond laser light is output first and then nanosecond laser light is output, so that micro pores are generated by the picosecond laser light, followed by nanosecond laser light output to perform thermal processing on the pores, Although the accuracy is lower than that of the laser using only the laser beam, it is possible to reduce the machining time rather than the processing using the nanosecond laser beam.

또한, 나노초 레이저광의 열적 반응에 피코초 레이저광의 ablation 가공 과정을 반복하여 중첩함으로써, 재료에 단조 효과와 같은 재료의 변화된 물성을 제공할 수 있다. 즉, 재료의 물성과는 다른 강도와 다른 경도를 포함하는 미세 가공면을 생성할 수 있어, 기존의 단일 레이저광 가공이 제공하지 못했던 효과를 제공할 수 있다.
In addition, by repeating the abrasion processing of the picosecond laser light in the thermal reaction of the nanosecond laser light, it is possible to provide the material with a changed physical property such as a forging effect. In other words, it is possible to produce a micro-machined surface including a hardness different from the physical properties of the material and different hardness, thereby providing an effect that the conventional single laser optical machining can not provide.

도 11은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 광결합부를 나타내는 도면이다.11 is a view illustrating an optical coupling unit according to another embodiment of the present invention.

도 11은 도시된 바와 같이, 광증폭기(140)로 입사되는 이종 펄스 폭의 레이저광은, 일 실시예에서 설명한 컴바인 편광자(131)를 이용한 광결합기(130)와 달리 제1 리플렉터(232)를 통해 이종 펄스 폭의 레이저광을 결합시켜 광증폭기(140)로 안내할 수 있다.11, laser light having a different pulse width incident on the optical amplifier 140 is incident on the first reflector 232, unlike the optical combiner 130 using the combine polarizer 131 described in the embodiment. Laser light having a different pulse width may be coupled to the optical amplifier 140 to guide the laser light.

구체적으로, 제1 리플렉터(232)는 특정 대역폭의 광원만 투과 시키는 특성을 갖는 다이크로익 밴드패스 필터(Dichroic Bandpass filter) 또는 다이크로익 미러(Dichroic Mirror)로 마련되어 상기 컴바인 편광자(131)을 대체할 수 있다. Specifically, the first reflector 232 may be a dichroic bandpass filter or a dichroic mirror, which has a characteristic of transmitting only a light beam having a specific bandwidth, and may be a substitute for the combine polarizer 131 can do.

다이크로익 미러(232)는 특정 광원은 투과시키고 나머지 대역폭의 광원은 반시시키는 밴드패스 필터 역할을 함으로써, 제1 공진기(110)에서 발진되는 나노초 레이저광은 100% 반사되도록 하며, 제2 공진기(120)에서 발진되는 피코초 레이저광은 굴절시켜 광증폭기(140)의 입사 경로로 안내되도록 한다.The dichroic mirror 232 serves as a band-pass filter that transmits a specific light source and reflects the light of the remaining bandwidth, so that the nanosecond laser light oscillated in the first resonator 110 is reflected by 100%, and the second resonator 120 are deflected so as to be guided to the incident path of the optical amplifier 140.

이때, 제2 리플렉터(233)는 발진되어 입사되는 피코초 레이저광의 입사각과 반사각을 조절하여 상기 피코초 레이저광이 제1 리플렉터(232) 상부의 입사각을 통해 굴절되어 입사되도록 할 수 있다.At this time, the second reflector 233 adjusts the incident angle and the reflection angle of the picosecond laser light that is oscillated to be incident, so that the picosecond laser light is refracted through the incidence angle on the first reflector 232 to be incident.

이로써, 제1 리플렉터(232)가 컴바인 편광자(131)을 대체함으로써, 보다 작은 구조를 통한 보다 안정적인 레이저 장치를 제공할 수 있다.
Thereby, the first reflector 232 replaces the combine polarizer 131, so that a more stable laser apparatus with a smaller structure can be provided.

이에 의해, 이종 펄스 폭의 레이저 광을 생성하는 각각의 공진기로부터 발진되는 이종 펄스 폭을 갖는 레이저광이 하나의 증폭기를 통해 증폭됨으로써, 보다 소형화되고 범용적으로 사용할 수 있는 레이저 장치를 제공할 수 있다.Thereby, the laser beam having the different pulse width oscillated from each resonator for generating the laser beam of the different pulse width is amplified through one amplifier, thereby making it possible to provide a laser device which can be more downsized and can be used universally .

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 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안 될 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is clearly understood that the same is by way of illustration and example only and is not to be construed as limiting the scope of the invention as defined by the appended claims. It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the present invention.

110 : 제1 공진기 111 : 제1 이득매질
112 : 제1 광펌핑부 113 : 제1 편광자
114 : 제1 큐스위치 115 : 광변조부
116 : 제1 전반사 미러 117 : 제1 반반사 미러
120 : 제2 공진기 121 : 제2 이득매질
122 : 제2 광펌핑부 123 : 제2 편광자
124 : 제2 큐스위치 125 : 제2 전반사 미러
126 : 제2 반반사 미러 130 : 광결합기
131 : 컴바인 편광자 132 : 제1 리플렉터
133 : 제2 리플렉터 140 : 광증폭기
141 : 증폭 이득매질 142 : 광증폭 펌핑부
150 : 파장변환기 151 : 제1 파장변환부
152 : 제1 이동부 153 : 제2 파장변환부
154 : 제2 이동부 160 : 광집속기
230 : 광결합부 232 : 제1 리플렉터
233 : 제2 리플렉터110: first resonator 111: first gain medium
112: first optical pumping section 113: first polarizer
114: first queue switch 115: optical modulation unit
116: first total reflection mirror 117: first total reflection mirror
120: second resonator 121: second gain medium
122: second optical pumping section 123: second polarizer
124: second queue switch 125: second total reflection mirror
126: second anti-reflection mirror 130:
131: a combine polarizer 132: a first reflector
133: second reflector 140: optical amplifier
141 amplification gain medium 142 optical amplification pumping section
150: Wavelength converter 151: First wavelength converter
152: first moving unit 153: second wavelength converter
154: second moving part 160:
230: optical coupling part 232: first reflector
233: Second reflector

Claims

A first resonator for oscillating the optically pumped first excitation light;
A second resonator for oscillating a second excitation light having a pulse width different from that of the first excitation light; And
And an optical amplifier provided on the oscillation path of the first excitation light and the second excitation light and optically pumping the first excitation light and the second excitation light to amplify the first excitation light and the second excitation light,
The second resonator includes a second cue switch provided at an oscillation path end of the second excitation light to control gain and loss of the resonator,
And the second excitation light is controlled by the second cue switch so that the oscillation time of the second excitation light is controlled based on the first excitation light
Laser device capable of multiple pulse width output.

The method according to claim 1,
The second excitation light is incident on the light-
The first excitation light having the same wavelength as that of the first excitation light and being optically pumped to the same frequency as the first excitation light,
The optical amplifier includes:
And the first excitation light or the first excitation light is optically pumped by the same frequency as the first excitation light and the second excitation light so as to be amplified
Laser device capable of multiple pulse width output.

The method according to claim 1,
Wherein the first excitation light or the second excitation light is excited,
And a wavelength of 1050 to 1200 nm.
Laser device capable of multiple pulse width output.

The method according to claim 1,
And a combine polarizer which transmits the first excitation light to be incident on the optical amplifier and totally reflects the second excitation light on the other surface to be incident on the optical amplifier along the incident path of the first excitation light Characterized by
Laser device capable of multiple pulse width output.

The method according to claim 1,
And a first reflector for reflecting the first excitation light to be incident on the optical amplifier and refracting the second excitation light on the other surface to be incident on the optical amplifier along the incident path of the first excitation light; Further comprising
Laser device capable of multiple pulse width output.

6. The method of claim 5,
Wherein the first reflector comprises:
A dichroic bandpass filter, or a dichroic mirror.
Laser device capable of multiple pulse width output.

The method according to claim 1,
Wherein the first resonator comprises:
And a first polarizer for allowing the first excitation light to be linearly polarized in one direction,
The second resonator includes:
And a second polarizer that allows the second excitation light to be linearly polarized in a direction orthogonal to the first excitation light,
When the first excitation light and the second excitation light oscillate together,
Wherein the first excitation light and the second excitation light are incident on the optical amplifier in a linearly polarized state with the same phase difference
Laser device capable of multiple pulse width output.

The method according to claim 1,
Wherein the first resonator comprises:
And an optical modulator for delaying the phase of the first excitation light by 90 ° with respect to the phase of the second excitation light,
When the first excitation light and the second excitation light oscillate together,
Wherein the first excitation light and the second excitation light are incident on the optical amplifier in a superimposed state with a phase difference of 90 °
Laser device capable of multiple pulse width output.

delete

The method according to claim 1,
And a first wavelength converter for converting a wavelength of the first or second excitation light amplified through the optical amplifier
Laser device capable of multiple pulse width output.

11. The method of claim 10,
And a second wavelength converter for converting the wavelength of the first or second excitation light that is amplified through the optical amplifier by being replaced with the first wavelength converter,
Laser device capable of multiple pulse width output.