KR20210001420A

KR20210001420A - Laser Beam Combiner

Info

Publication number: KR20210001420A
Application number: KR1020190077486A
Authority: KR
Inventors: 김선주; 윤영갑; 조승용; 지명근
Original assignee: 주식회사 이상테크
Priority date: 2019-06-28
Filing date: 2019-06-28
Publication date: 2021-01-06
Also published as: KR102211816B9; KR102211816B1

Abstract

Disclosed is a laser beam combiner. According to one embodiment of the present invention, the laser beam combiner of a fiber laser includes an input unit for transmitting a laser beam emitted from a fiber laser engine to an output unit, and an output unit for oscillating to the outside by combining the laser beam transmitted from the input unit. The input unit may include: a plurality of input optical fibers to which the laser beam emitted from the optical fiber laser engine is incident; a monitoring optical fiber disposed in an empty space generated according to the coupling shape of the plurality of input optical fibers, and injecting the reflected light reflected back from the output unit; and/or a guide beam optical fiber disposed in an empty space generated according to the coupling shape of the plurality of input optical fibers, and guiding the guide beam so that the guide beam is incident into the optical fiber laser.

Description

Laser Beam Combiner

본 발명은 광섬유 레이저 엔진으로부터 출력되는 고출력의 레이저 빔을 결합하며, 되반사되는 출력광을 모니터링할 수 있는 레이저 빔 결합기에 관한 것이다.The present invention relates to a laser beam combiner that combines a high-power laser beam output from a fiber laser engine and monitors the reflected output light.

이 부분에 기술된 내용은 단순히 본 실시예에 대한 배경 정보를 제공할 뿐 종래기술을 구성하는 것은 아니다.The content described in this section merely provides background information on the present embodiment and does not constitute the prior art.

최근 다양한 산업군에서 레이저를 이용한 가공 기술이 발전하고 있으며, 이에 따라, 빔(Beam) 품질이 우수하며, 가격 경쟁력이 뛰어난 광섬유 레이저가 각광받고 있다. 특히, 광원의 손실은 적은 반면, 높은 출력을 얻을 수 있는 고출력 광섬유 레이저에 대한 수요가 증가하고 있는 추세이다.In recent years, processing technology using lasers has been developed in various industries, and accordingly, fiber lasers with excellent beam quality and excellent price competitiveness are in the spotlight. In particular, while the loss of the light source is small, the demand for a high-power fiber laser capable of obtaining high output is increasing.

도 1은 종래의 광섬유 레이저의 구성을 도시한 도면이다.1 is a diagram showing the configuration of a conventional fiber laser.

종래의 광섬유 레이저(100)는 펌프 모듈(110), 광섬유 레이저 엔진(120) 및 레이저 빔 결합기(130)를 포함한다.The conventional fiber laser 100 includes a pump module 110, a fiber laser engine 120, and a laser beam combiner 130.

펌프 모듈(110)은 시그널 빔 및 복수 개의 펌프 빔을 하나로 결합하여 이를 광섬유 레이저 엔진(120)으로 출사한다. 시그널 빔 및 복수 개의 펌프 빔은 펌프 빔 결합기(미도시)에 의해 합쳐지며, 펌프 빔 결합기는 펌프 광원(미도시)의 수(n)×출력(1)의 형태로 구성될 수 있다. The pump module 110 combines a signal beam and a plurality of pump beams into one and emits them to the fiber laser engine 120. The signal beam and the plurality of pump beams are combined by a pump beam combiner (not shown), and the pump beam combiner may be configured in the form of the number (n) x output (1) of pump light sources (not shown).

광섬유 레이저 엔진(120)은 펌프 모듈(110)로부터 입사된 펌프 빔을 광섬유 브래그 격자(미도시) 및 이득 매질 광섬유(미도시)를 이용하여 선택적으로 증폭시킨 후, 레이저 빔 결합기(130)로 출사한다. 광섬유 레이저 엔진(120)은 복수 개로 구성될 수 있으며, 단위 광섬유 레이저 엔진(120) 당 1kW 내외의 출력값을 갖는다. The optical fiber laser engine 120 selectively amplifies the pump beam incident from the pump module 110 using an optical fiber Bragg grating (not shown) and a gain medium optical fiber (not shown), and then emitted to the laser beam combiner 130 do. The fiber laser engine 120 may be composed of a plurality, and has an output value of about 1 kW per unit fiber laser engine 120.

레이저 빔 결합기(130)는 복수 개의 광섬유 레이저 엔진(120)으로부터 출력되는 레이저 빔을 하나로 결합한다. 상술한 바와 같이, 하나의 광섬유 레이저 엔진(120)은 1kW 내외의 출력값을 가지므로, 광섬유 레이저 엔진(120)이 세 개 이상으로 구성될 경우, 레이저 빔 결합기(130)에 의해 광섬유 레이저(100)의 출력값은 3kW 이상으로 향상될 수 있다. 레이저 빔 결합기(130)의 구조에 대해서는 도 2를 참조하여 설명하도록 한다.The laser beam combiner 130 combines laser beams output from the plurality of fiber laser engines 120 into one. As described above, since one fiber laser engine 120 has an output value of about 1 kW, when the fiber laser engine 120 is composed of three or more, the fiber laser 100 by the laser beam combiner 130 The output value of can be improved to 3 kW or more. The structure of the laser beam combiner 130 will be described with reference to FIG. 2.

도 2는 종래의 레이저 빔 결합기의 구조를 도시한 도면이다.2 is a diagram showing the structure of a conventional laser beam combiner.

종래의 레이저 빔 결합기(130)는 제1 입력 광섬유(210), 제2 입력 광섬유(220) 및 제3 입력 광섬유(230)를 포함한다.The conventional laser beam combiner 130 includes a first input optical fiber 210, a second input optical fiber 220 and a third input optical fiber 230.

레이저 빔 결합기(130)는 광섬유 레이저 엔진(120)의 수(n)×출력(1)의 형태로 구성될 수 있으며, 복수 개의 광섬유 레이저 엔진(120)으로부터 출력된 레이저 빔을 하나로 결합한다.The laser beam combiner 130 may be configured in the form of the number (n) x output (1) of the fiber laser engines 120, and combines the laser beams output from the plurality of fiber laser engines 120 into one.

제1 입력 광섬유(210), 제2 입력 광섬유(220) 및 제3 입력 광섬유(230)는 복수 개의 광섬유 레이저 엔진(120)으로부터 출력된 레이저 빔을 코어(212, 222, 232)로 입사시켜 외부로 출력한다. The first input optical fiber 210, the second input optical fiber 220, and the third input optical fiber 230 enters the laser beams output from the plurality of optical fiber laser engines 120 to the cores 212, 222, 232, and Output as

이와 같이, 레이저 빔 결합기(130)는 복수 개의 광섬유 레이저 엔진(120)으로부터 출력된 레이저 빔을 결합함으로써 고출력의 레이저 빔을 제공한다. In this way, the laser beam combiner 130 provides a high-power laser beam by combining the laser beams output from the plurality of fiber laser engines 120.

고출력 광섬유 레이저는 높은 출력값을 갖지만, 의도하지 않은 되반사(Retro-reflection)에 의해 출력광이 광섬유 레이저의 입력부로 되돌아오는 현상이 발생할 수 있다. 이렇게 되반사된 출력광(이하, '반사광'으로 약칭함)은 광섬유 레이저 내의 광섬유 증폭기 또는 공진기로 유입되어, 광섬유 레이저 시스템의 출력 증폭 효율을 감소시킨다. 더욱이, 반사광은 첨두 출력이 높기 때문에, 증폭기 또는 공진기로 유입될 경우, 레이저 광원 및 레이저 엔진에 손상을 입힐 수 있다.The high-power fiber laser has a high output value, but a phenomenon in which the output light returns to the input part of the fiber laser may occur due to unintended retro-reflection. The output light reflected in this way (hereinafter, abbreviated as'reflected light') is introduced into an optical fiber amplifier or resonator in the fiber laser, thereby reducing the output amplification efficiency of the fiber laser system. Moreover, since the reflected light has a high peak output, when it is introduced into an amplifier or resonator, it may damage the laser light source and the laser engine.

더욱이, 종래의 레이저 빔 결합기(130)의 구조는 반사광을 감지할 수 없다는 한계가 있다. 또한, 반사광을 감지할 수 있는 별도의 모니터링 장치를 레이저 빔 결합기(130)에 부착하여 사용할 경우, 장치의 부피가 증가하는 문제가 있다.Moreover, the structure of the conventional laser beam combiner 130 has a limitation in that it cannot detect reflected light. In addition, when a separate monitoring device capable of detecting reflected light is attached to the laser beam combiner 130 and used, there is a problem that the volume of the device increases.

한편, 광섬유 레이저(100) 내부를 이동하는 빛은 적외선(IR) 대역의 파장이기 때문에, 눈으로 식별하기 어려운 문제가 있다. 이에 따라, 종래의 레이저 빔 결합기(130)의 구조를 변경하여, 반사광을 감지함과 동시에, 광섬유 레이저의 내부를 이동하는 빛의 이동을 육안으로 확인할 수 있는 광섬유 레이저의 개발이 요구된다.On the other hand, since the light moving inside the fiber laser 100 has a wavelength in an infrared (IR) band, there is a problem that it is difficult to identify with the eyes. Accordingly, there is a need to develop a fiber laser that can detect the reflected light and check the movement of light moving inside the fiber laser by changing the structure of the conventional laser beam combiner 130.

본 발명의 일 실시예는, 광섬유 레이저 엔진으로부터 출력되는 레이저 빔을 하나로 결합하는 레이저 빔 결합기를 제공하는 데 일 목적이 있다.An object of the present invention is to provide a laser beam combiner that combines laser beams output from a fiber laser engine into one.

본 발명의 일 실시예는, 반사광에 의해 펌프 모듈 또는 광섬유 레이저 엔진이 손상되는 것을 방지할 수 있는 레이저 빔 결합기를 제공하는 데 일 목적이 있다.An object of the present invention is to provide a laser beam combiner capable of preventing damage to a pump module or an optical fiber laser engine by reflected light.

또한, 본 발명의 일 실시예는, 광섬유 레이저 내부에서 빛의 이동 경로를 육안으로 확인할 수 있는 레이저 빔 결합기를 제공하는 데 일 목적이 있다. In addition, an object of the present invention is to provide a laser beam combiner capable of visually confirming a movement path of light inside a fiber laser.

본 발명의 일 측면에 의하면, 광섬유 레이저의 레이저 빔 결합기에 있어서, 광섬유 레이저 엔진으로부터 출사되는 레이저 빔을 입사시켜 출력부로 전송하는 입력부 및 상기 입력부로부터 전송된 레이저 빔을 결합하여 외부로 발진하는 출력부를 포함하며, 상기 입력부는, 상기 광섬유 레이저 엔진으로부터 출사되는 레이저 빔을 입사시키는 복수 개의 입력 광섬유, 상기 복수 개의 입력 광섬유의 결합 형태에 따라 발생하는 빈 공간에 배치되며, 상기 출력부에서 되반사된 반사광을 입사시키는 모니터링 광섬유 및/또는 상기 복수 개의 입력 광섬유의 결합 형태에 따라 발생하는 빈 공간에 배치되며, 상기 광섬유 레이저의 내부로 가이드 빔이 입사되도록 상기 가이드 빔을 가이딩하는 가이드 빔 광섬유를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 빔 결합기를 제공한다.According to an aspect of the present invention, in a laser beam combiner of a fiber laser, an input unit for incident and transmission of a laser beam emitted from a fiber laser engine to an output unit, and an output unit for externally oscillating by combining the laser beam transmitted from the input unit And the input unit is disposed in an empty space generated according to a combination of a plurality of input optical fibers for incidence of a laser beam emitted from the fiber laser engine, and a combination of the plurality of input optical fibers, and reflected light reflected back from the output unit And a guide beam optical fiber that is disposed in an empty space generated according to a coupling shape of the plurality of input optical fibers and/or a monitoring optical fiber that enters the optical fiber, and guides the guide beam so that the guide beam is incident into the interior of the optical fiber laser. It provides a laser beam combiner characterized in that.

본 발명의 일 측면에 의하면, 상기 입력부는, 상기 출력부와 스플라이싱에 의해 결합되는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, the input unit is coupled to the output unit by splicing.

본 발명의 일 측면에 의하면, 상기 입력부는, 테이퍼링에 의해 선단보다 후단의 외경이 작아지는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, the input unit is characterized in that the outer diameter of the rear end is smaller than the front end by tapering.

본 발명의 일 측면에 의하면, 상기 모니터링 광섬유는, 반사광 모니터링 장치와 결합되는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, the monitoring optical fiber is coupled to a reflected light monitoring device.

본 발명의 일 측면에 의하면, 상기 가이드 빔 광섬유는, 가이드 빔 장치와 결합되는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, the guide beam optical fiber is coupled to a guide beam device.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 일 측면에 따르면, 광섬유 레이저 엔진으로부터 출력되는 레이저 빔을 하나로 결합함으로써, 가공 기술에 필요한 고출력의 레이저 빔을 제공할수 있는 장점이 있다.As described above, according to one aspect of the present invention, by combining the laser beams output from the fiber laser engine into one, there is an advantage of providing a high-power laser beam required for processing technology.

본 발명의 일 측면에 따르면, 레이저 빔 결합기에 연결된 장치를 이용하여 반사광을 모니터링함으로써, 광섬유 레이저의 손상을 방지할 수 있는 장점이 있다.According to an aspect of the present invention, there is an advantage of preventing damage to a fiber laser by monitoring reflected light using a device connected to a laser beam combiner.

또한, 본 발명의 일 측면에 따르면, 레이저 빔 결합기에 연결된 가이드 빔 제공 모듈을 이용하여, 광섬유 레이저 내부에서 이동하는 빛의 움직임을 육안으로 확인할 수 있는 장점이 있다.In addition, according to an aspect of the present invention, by using a guide beam providing module connected to the laser beam combiner, there is an advantage of being able to visually check the movement of light moving inside the fiber laser.

도 1은 종래의 광섬유 레이저의 구성을 도시한 도면이다.
도 2는 종래의 레이저 빔 결합기의 구조를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 광섬유 레이저의 구성을 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 빔 결합기의 입체도이다.
도 5는 도 4의 A-A'의 단면도이다.
도 6은 도 4의 B-B' 단면도이다.
도 7은 도 4의 C-C'의 단면도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 반사광 모니터링 장치의 구성을 도시한 도면이다.
도 9는 본 발명의 제2 실시예에 따른 광섬유 레이저의 구성을 도시한 도면이다.
도 10은 본 발명의 제2 실시예에 따른 레이저 빔 결합기의 입력부 단면도의 일례를 도시한 도면이다.
도 11은 본 발명의 제2 실시예에 따른 가이드 빔 장치의 구성을 도시한 도면이다.
도 12는 본 발명의 제3 실시예에 따른 광섬유 레이저의 구성을 도시한 도면이다.
도 13은 본 발명의 제3 실시예에 따른 레이저 빔 결합기의 입력부 단면도의 일례를 도시한 도면이다.
도 14는 본 발명의 제3 실시예에 따른 레이저 빔 결합기의 입력부 단면도의 다른 예를 도시한 도면이다.
도 15는 본 발명의 제3 실시예에 따른 반사광 모니터링 장치 및 가이드 빔 장치의 구성을 도시한 도면이다.1 is a diagram showing the configuration of a conventional fiber laser.
2 is a diagram showing the structure of a conventional laser beam combiner.
3 is a diagram showing the configuration of a fiber laser according to an embodiment of the present invention.
4 is a three-dimensional view of a laser beam combiner according to an embodiment of the present invention.
5 is a cross-sectional view taken along line A-A' of FIG. 4.
6 is a cross-sectional view taken along line BB′ of FIG. 4.
7 is a cross-sectional view taken along line C-C' of FIG. 4.
8 is a diagram showing the configuration of a reflected light monitoring device according to an embodiment of the present invention.
9 is a diagram showing a configuration of a fiber laser according to a second embodiment of the present invention.
10 is a view showing an example of a cross-sectional view of the input unit of the laser beam combiner according to the second embodiment of the present invention.
11 is a diagram showing the configuration of a guide beam device according to a second embodiment of the present invention.
12 is a diagram showing the configuration of a fiber laser according to a third embodiment of the present invention.
13 is a view showing an example of a cross-sectional view of an input unit of a laser beam combiner according to a third embodiment of the present invention.
14 is a view showing another example of a cross-sectional view of an input unit of a laser beam combiner according to a third embodiment of the present invention.
15 is a diagram showing a configuration of a reflected light monitoring device and a guide beam device according to a third embodiment of the present invention.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.In the present invention, various changes may be made and various embodiments may be provided, and specific embodiments will be illustrated in the drawings and described in detail. However, this is not intended to limit the present invention to a specific embodiment, it is to be understood to include all changes, equivalents, or substitutes included in the spirit and scope of the present invention. In describing each drawing, similar reference numerals have been used for similar elements.

제1, 제2, A, B 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.Terms such as first, second, A, and B may be used to describe various elements, but the elements should not be limited by the terms. These terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another component. For example, without departing from the scope of the present invention, a first element may be referred to as a second element, and similarly, a second element may be referred to as a first element. The term and/or includes a combination of a plurality of related listed items or any of a plurality of related listed items.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에서, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.When a component is referred to as being "connected" or "connected" to another component, it is understood that it may be directly connected or connected to the other component, but other components may exist in the middle. Should be. On the other hand, when a component is referred to as being "directly connected" or "directly connected" to another component, it should be understood that there is no other component in the middle.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서 "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terms used in the present application are used only to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. In the present application, terms such as "include" or "have" should be understood as not precluding the possibility of existence or addition of features, numbers, steps, actions, components, parts, or combinations thereof described in the specification. .

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해서 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다.Unless otherwise defined, all terms, including technical or scientific terms, used herein have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which the present invention belongs.

일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Terms as defined in a commonly used dictionary should be interpreted as having a meaning consistent with the meaning in the context of the related technology, and should not be interpreted as an ideal or excessively formal meaning unless explicitly defined in this application. Does not.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 광섬유 레이저의 구성을 도시한 도면이다.3 is a diagram showing the configuration of a fiber laser according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 일 실시예에 따른 광섬유 레이저(300)는 펌프 모듈(310), 광섬유 레이저 엔진(320), 레이저 빔 결합기(330) 및 반사광 모니터링 장치(340)를 포함한다.The fiber laser 300 according to an embodiment of the present invention includes a pump module 310, a fiber laser engine 320, a laser beam combiner 330, and a reflected light monitoring device 340.

펌프 모듈(310)은 시그널 광원(312), 펌프 광원(314), 연결 광섬유(미도시) 및 펌프 빔 결합기(316)를 포함한다.The pump module 310 includes a signal light source 312, a pump light source 314, a connection optical fiber (not shown), and a pump beam combiner 316.

펌프 모듈(310)은 복수 개의 발광소자를 이용하여 시그널 빔 및 펌프 빔을 발진한다. 발진된 시그널 빔 및 펌프 빔은 연결 광섬유로 전송되며, 펌프 빔 결합기(316)에 의해 합쳐진다.The pump module 310 oscillates a signal beam and a pump beam using a plurality of light emitting devices. The oscillated signal beam and pump beam are transmitted through a connecting optical fiber and are combined by a pump beam combiner 316.

시그널 광원(312)은 시그널 빔을 발진하여 이를 광섬유 레이저 엔진(320)으로 입사시킨다. 시그널 광원(312)은 반도체 발광소자인 레이저 다이오드(Laser Diode)로 구현될 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.The signal light source 312 oscillates a signal beam and makes it incident on the fiber laser engine 320. The signal light source 312 may be implemented as a laser diode, which is a semiconductor light emitting device, but is not limited thereto.

펌프 광원(314)은 펌프 빔을 발진하여 이를 연결 광섬유로 전송한다. 펌프 광원(314)은 복수 개의 레이저 다이오드 형태로 구현될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 복수 개의 레이저 다이오드로부터 발진된 펌프 빔은 펌프 빔 결합기(316)에 의해 결합되어, 광섬유 레이저 엔진(320)으로 입사된다.The pump light source 314 oscillates a pump beam and transmits it to a connecting optical fiber. The pump light source 314 may be implemented in the form of a plurality of laser diodes, but is not limited thereto. The pump beams oscillated from the plurality of laser diodes are coupled by the pump beam combiner 316 and are incident on the fiber laser engine 320.

펌프 빔 결합기(316)는 시그널 광원(312) 및 펌프 광원(314)으로부터 발생한 시그널 빔 및 복수 개의 펌프 빔을 결합시킨다. 통상적으로, 펌프 빔 결합기(316)는 광섬유로 구성될 수 있으며, 광섬유는 펌프 광원(314)의 수(n)×출력(1)의 형태로 구성된다.The pump beam combiner 316 combines a signal beam generated from the signal light source 312 and the pump light source 314 and a plurality of pump beams. Typically, the pump beam combiner 316 may be composed of an optical fiber, and the optical fiber is configured in the form of the number of pump light sources 314 (n) × output (1).

광섬유 레이저 엔진(320)은 광섬유 브래그 격자(FBG, 322) 및 이득매질 광섬유(324)를 포함한다.The fiber laser engine 320 includes a fiber Bragg grating (FBG, 322) and a gain medium fiber 324.

광섬유 레이저 엔진(320)은 펌프 빔 결합기(316)에 의해 하나로 합쳐진 펌프 빔을 입사시킨다. 광섬유 레이저 엔진(320)은 입사된 펌프 빔을 증폭시켜 이를 레이저 빔 결합기(330)로 전송한다. 광섬유 레이저 엔진(320)은 1kW 내외의 출력값을 가질 수 있으며, 복수 개로 구성될 수 있다.The fiber laser engine 320 enters a pump beam combined into one by a pump beam combiner 316. The fiber laser engine 320 amplifies the incident pump beam and transmits it to the laser beam combiner 330. The fiber laser engine 320 may have an output value of about 1kW, and may be configured in plural.

광섬유 브래그 격자(322)는 광섬유 코어에 형성되어 있는 굴절률 변화 패턴으로서, 펌프 빔의 특정 파장만을 선택적으로 반사 또는 투과시킨다. 광섬유 브래그 격자(322)에 의해 증폭된 펌프 빔은 광섬유 코어에서 커플링되거나 흡수된다.The optical fiber Bragg grating 322 is a refractive index change pattern formed in the optical fiber core, and selectively reflects or transmits only a specific wavelength of a pump beam. The pump beam amplified by the fiber Bragg grating 322 is coupled or absorbed in the fiber core.

이득매질 광섬유(324)는 펌프 광원(314)의 이득매질로서, 펌프 광원(314)에 의해 발생한 펌프 빔의 특정 파장만을 선택적으로 증폭시키는 구조를 포함할 수 있다. 이득매질 광섬유(324)는 펌프 빔 결합기(316)의 출력단과 결합되며, 코어(미도시) 및 클래딩(미도시)을 포함한다. 이득매질 광섬유(324)는 희토류가 첨가된 실리카(Silica) 재질의 코어를 포함하는 능동형(Active) 광섬유일 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.The gain medium optical fiber 324 is a gain medium of the pump light source 314 and may include a structure that selectively amplifies only a specific wavelength of a pump beam generated by the pump light source 314. The gain medium optical fiber 324 is coupled to the output end of the pump beam combiner 316 and includes a core (not shown) and a cladding (not shown). The gain medium optical fiber 324 may be an active optical fiber including a core made of silica to which a rare earth is added, but is not limited thereto.

레이저 빔 결합기(330)는 복수 개의 광섬유 레이저 엔진(320)으로부터 출력된 레이저 빔을 하나로 결합시켜, 고출력의 레이저 빔을 외부로 발진한다. 이와 동시에, 레이저 빔 결합기(330)는 레이저 빔 결합기(330)로 입사된 반사광을 반사광 모니터링 장치(340)로 전달한다. The laser beam combiner 330 combines the laser beams output from the plurality of fiber laser engines 320 into one, and oscillates a high-power laser beam to the outside. At the same time, the laser beam combiner 330 transmits the reflected light incident on the laser beam combiner 330 to the reflected light monitoring device 340.

보다 구체적으로 설명하면, 레이저 빔 결합기(330)는 광섬유 레이저 엔진(320)으로부터 출력된 레이저 빔을 입력받아 외부로 조사하거나 전달하는 입력 광섬유(미도시) 및 반사광을 입사시켜 반사광 모니터링 장치(340)로 출력하는 모니터링 광섬유(미도시)를 포함한다. 레이저 빔 결합기(330)는 광섬유 레이저 엔진(320)의 수(n)+모니터링 광섬유(1)의 형태로 구성될 수 있으나, 광섬유 레이저 엔진(320)의 수(n)에 따라 형태는 변경될 수 있다. 레이저 빔 결합기(330)의 구조에 대한 상세한 설명은 도 4 내지 도 7을 참조하여 후술하도록 한다.More specifically, the laser beam combiner 330 receives the laser beam output from the fiber laser engine 320 and irradiates or transmits the laser beam to the outside, and the reflected light monitoring device 340 by entering the reflected light and the input optical fiber (not shown). It includes a monitoring optical fiber (not shown) output to the. The laser beam combiner 330 may be configured in the form of the number of fiber laser engines 320 (n) + monitoring optical fibers 1, but the shape may be changed according to the number of fiber laser engines 320 (n). have. A detailed description of the structure of the laser beam combiner 330 will be described later with reference to FIGS. 4 to 7.

반사광 모니터링 장치(340)는 모니터링 광섬유로부터 출력된 반사광의 정보를 분석하여, 경고음 또는 경고등을 발생시키거나, 광섬유 레이저(300)의 전원 공급을 차단시킴으로써, 펌프 모듈(310) 또는 광섬유 레이저 엔진(320)이 반사광에 의해 파손되지 않도록 한다. 반사광 모니터링 장치(340)는 레이저 빔 결합기(330)의 모니터링 광섬유의 종단에 연결되어 있으며, 반사광 모니터링 장치(340)의 구성에 대해서는 도 8을 참조하여 구체적으로 설명하도록 한다.The reflected light monitoring device 340 analyzes the information of the reflected light output from the monitoring optical fiber, generates a warning sound or a warning light, or cuts off the power supply of the optical fiber laser 300, so that the pump module 310 or the fiber laser engine 320 ) Is not damaged by reflected light. The reflected light monitoring device 340 is connected to an end of the monitoring optical fiber of the laser beam combiner 330, and the configuration of the reflected light monitoring device 340 will be described in detail with reference to FIG. 8.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 빔 결합기의 입체도이며, 도 5는 도 4의 A-A'의 단면도이고, 도 6은 도 4의 B-B' 단면도이다. 그리고 도 7은 도 4의 C-C'의 단면도이다.4 is a three-dimensional view of a laser beam combiner according to an embodiment of the present invention, FIG. 5 is a cross-sectional view taken along line A-A' of FIG. 4, and FIG. 6 is a cross-sectional view taken along line B-B' of FIG. 4. And FIG. 7 is a cross-sectional view taken along line C-C' of FIG. 4.

도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 빔 결합기(330)는 입력부(410), 스플라이싱부(420) 및 출력부(430)를 포함한다.As shown in FIG. 4, the laser beam combiner 330 according to an embodiment of the present invention includes an input unit 410, a splicing unit 420, and an output unit 430.

레이저 빔 결합기(330)는 이종 광섬유의 형태로 구현될 수 있다. 레이저 빔 결합기(330)가 이종 광섬유의 형태로 구현됨에 따라, 레이저 빔 결합기(330)의 입력부(410) 및 출력부(430)의 구조는 상이하게 나타난다.The laser beam combiner 330 may be implemented in the form of a heterogeneous optical fiber. As the laser beam combiner 330 is implemented in the form of a heterogeneous optical fiber, structures of the input unit 410 and the output unit 430 of the laser beam combiner 330 appear differently.

입력부(410)는 광섬유 레이저 엔진(320)으로부터 출력된 레이저 빔을 가이딩하여 출력부(430)로 전송한다. 또한, 도 5에서 후술하겠지만, 입력부(410)는 모니터링 광섬유(540)를 구비함으로써 반사광을 반사광 모니터링 장치(340)로 출력한다.The input unit 410 guides the laser beam output from the fiber laser engine 320 and transmits it to the output unit 430. In addition, as will be described later in FIG. 5, the input unit 410 includes a monitoring optical fiber 540 to output reflected light to the reflected light monitoring device 340.

입력부(410)의 외측은 캐필러리 튜브(415)에 의해 둘러싸여 보호된다. 캐필러리 튜브(415)는 열가소성의 플라스틱으로 구성될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.The outside of the input unit 410 is surrounded and protected by a capillary tube 415. The capillary tube 415 may be made of a thermoplastic plastic, but is not limited thereto.

입력부(410)의 후단은 테이퍼링(Tapering) 공정에 의해 번들(Bundle) 형태로 구현되며, 스플라이싱(Splicing)부(420)에 의해 출력부(430)의 선단과 결합된다. The rear end of the input unit 410 is implemented in a bundle form by a tapering process, and is coupled to the front end of the output unit 430 by a splicing unit 420.

나아가, 도면에는 도시되지 않았지만, 레이저 빔 결합기(330)는 입력부(410)의 후단에 온도 센서(미도시)를 구비할 수 있다. 레이저 빔 결합기(330)가 온도 센서를 구비함으로써, 레이저 빔에 의해 발생하는 과열을 감지할 수 있다. 레이저 빔 결합기(330)는 온도 센서와 연결된 별도의 온도 모니터링 장치(미도시)를 구비함으로써, 광섬유 레이저(300)가 열에 의해 손상되지 않도록 한다.Further, although not shown in the drawings, the laser beam combiner 330 may include a temperature sensor (not shown) at the rear end of the input unit 410. Since the laser beam combiner 330 has a temperature sensor, overheating generated by the laser beam can be detected. The laser beam combiner 330 includes a separate temperature monitoring device (not shown) connected to a temperature sensor, so that the optical fiber laser 300 is not damaged by heat.

도 5를 참조하면, 입력부(410)는 제1 입력 광섬유(510), 제2 입력 광섬유(520), 제3 입력 광섬유(530) 및 모니터링 광섬유(540)를 포함한다.Referring to FIG. 5, the input unit 410 includes a first input optical fiber 510, a second input optical fiber 520, a third input optical fiber 530, and a monitoring optical fiber 540.

상술한 바와 같이, 입력부(410)는 복수 개의 광섬유 레이저 엔진(320)으로부터 출력된 레이저 빔을 입사받아 출력부(430)로 전송한다. 입력부(410)의 A-A'의 단면의 외경은 860㎛ 내외로 구성될 수 있으며, 내경은 500㎛ 내외로 구성될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. As described above, the input unit 410 receives laser beams output from the plurality of fiber laser engines 320 and transmits them to the output unit 430. The outer diameter of the cross section A-A' of the input unit 410 may be configured to be around 860 μm, and the inner diameter may be configured to be around 500 μm, but is not limited thereto.

제1 내지 제3 입력 광섬유(510, 520, 530)는 코어(512, 522, 532) 및 클래드(514, 524, 534)를 포함하며, 광섬유 레이저 엔진(320)으로부터 출력된 레이저 빔을 각각의 코어(512, 522, 532)로 입사시켜, 이를 출력부(430)까지 가이딩한다.The first to third input optical fibers 510, 520, 530 include cores 512, 522, 532 and clads 514, 524, 534, and each of the laser beams output from the optical fiber laser engine 320 It is incident on the cores 512, 522, 532, and guides it to the output unit 430.

레이저 빔 결합기(330)의 출력부(430)에서 되반사된 출력광(반사광)은 다시, 레이저 빔 결합기(330)의 내부로 유입될 수 있다. 이때, 반사광은 레이저 빔 결합기(330)의 출력부(430)의 코어(710)를 따라 입력부(410)의 모니터링 광섬유(540)의 코어(미도시)로 입사된다. 보다 구체적으로 설명하면, 반사광은 주로, 레이저 빔 결합기(330)를 구성하는 각 광섬유의 코어 부분으로 집중되어 입사된다. 레이저 빔 결합기(330)는 이러한 반사광을 입사받아 반사광 모니터링 장치(540)로 전달하기 위해, 입력 광섬유(510, 520, 530)의 중앙에 형성된 공간에 배치된 모니터링 광섬유(540)를 이용하여 반사광을 입사받는다. 그리고 모니터링 광섬유(540)는 입사된 반사광을 종단에 연결된 반사광 모니터링 장치(340)로 출력한다. 모니터링 광섬유(540)가 반사광을 반사광 모니터링 장치(340)로 출력함으로써, 광섬유 레이저(300)의 내부로 반사광이 더 유입되지 않도록 한다.The output light (reflected light) reflected back from the output unit 430 of the laser beam combiner 330 may again flow into the interior of the laser beam combiner 330. At this time, the reflected light is incident to the core (not shown) of the monitoring optical fiber 540 of the input unit 410 along the core 710 of the output unit 430 of the laser beam combiner 330. More specifically, the reflected light is mainly concentrated and incident on the core of each optical fiber constituting the laser beam combiner 330. The laser beam combiner 330 receives the reflected light and transmits the reflected light to the reflected light monitoring device 540 by using the monitoring optical fiber 540 disposed in the space formed in the center of the input optical fibers 510, 520, 530. Get a job. In addition, the monitoring optical fiber 540 outputs the incident reflected light to the reflected light monitoring device 340 connected to the terminal. Since the monitoring optical fiber 540 outputs the reflected light to the reflected light monitoring device 340, the reflected light is prevented from flowing further into the fiber laser 300.

모니터링 광섬유(540)는 제1 입력 광섬유(510), 제2 입력 광섬유(520) 및 제3 입력 광섬유(530)가 통상적으로 배치되는 형태에 따라 중앙에 형성된 약 80㎛ 내외의 공간에 배치될 수 있다. 모니터링 광섬유(540)는 코어(미도시) 및 클래드(미도시)를 포함하며, 레이저 빔 결합기(330)로부터 레이저 빔이 출력되는 반대 방향으로 연장되어 뻗어나와 있으며, 종단에는 반사광 모니터링 장치(340)가 결합된다.The monitoring optical fiber 540 may be disposed in a space of about 80 μm formed in the center according to the form in which the first input optical fiber 510, the second input optical fiber 520, and the third input optical fiber 530 are normally arranged. have. The monitoring optical fiber 540 includes a core (not shown) and a clad (not shown), extends and extends in the opposite direction from which the laser beam is output from the laser beam combiner 330, and a reflected light monitoring device 340 at the end thereof Is combined.

본 발명의 일 실시예에서는 입력부(410)를 구성하는 입력 광섬유(510, 520, 530)의 수를 세 개로 도시하였지만, 입력 광섬유(510, 520, 530)는 광섬유 레이저 엔진(320)의 수(n)에 따라 네개 또는 여섯 개로 구현될 수도 있다. 광섬유 레이저 엔진(320)의 수(n)가 달라지더라도 배치된 광섬유 레이저 엔진(320)의 내부에 공간이 형성되므로, 모니터링 광섬유(540)는 형성된 내부 공간에 배치될 수 있다.In an embodiment of the present invention, the number of input optical fibers 510, 520, 530 constituting the input unit 410 is shown as three, but the number of input optical fibers 510, 520, 530 is the number of optical fiber laser engines 320 ( It may be implemented with four or six depending on n). Even if the number n of the fiber laser engines 320 is different, since a space is formed inside the disposed fiber laser engine 320, the monitoring fiber 540 may be disposed in the formed inner space.

도 6에 도시된 바와 같이, 테이퍼링에 의해 입력부(410)의 후단은 제1 입력 광섬유(510), 제2 입력 광섬유(520), 제3 입력 광섬유(530) 및 모니터링 광섬유(540)가 번들(Bundle) 형태로 구성된다. 테이퍼링에 의해 번들로 구성된 입력부(410)의 외경은 160~170㎛, 내경은 100㎛ 내외로 구현될 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다. 입력부(410)가 테이퍼링되어 선단에 비해 외경 및 내경의 크기가 축소됨에도 불구하고, 제1 입력 광섬유(510), 제2 입력 광섬유(520), 제3 입력 광섬유(530) 및 모니터링 광섬유(540)의 코어 및 클래드의 형태는 왜곡되지 않고 유지된다.6, the rear end of the input unit 410 by tapering is a bundle of a first input optical fiber 510, a second input optical fiber 520, a third input optical fiber 530, and a monitoring optical fiber 540 ( Bundle) form. The input unit 410 configured as a bundle by tapering may have an outer diameter of 160 to 170 μm and an inner diameter of about 100 μm, but is not limited thereto. Although the input unit 410 is tapered to reduce the size of the outer and inner diameters compared to the tip, the first input optical fiber 510, the second input optical fiber 520, the third input optical fiber 530, and the monitoring optical fiber 540 The shape of the core and clad of the is maintained without distortion.

다시 도 4를 참조하면, 출력부(430)는 입력부(410)로부터 가이딩된 레이저 빔을 결합하여 외부로 출력한다. 출력부(430)가 복수 개의 레이저 빔을 결합함으로써, 본 발명의 일 실시예에 따른 광섬유 레이저(300)는 고출력의 레이저 빔을 발진한다. 출력부(430)의 선단은 스플라이싱부(420)에 의해 입력부(410)의 후단과 연결된다. 보다 구체적인 출력부(430)의 구조에 대해서는 도 7을 참조하여 후술하도록 한다.Referring back to FIG. 4, the output unit 430 combines the laser beam guided from the input unit 410 and outputs it to the outside. As the output unit 430 combines a plurality of laser beams, the optical fiber laser 300 according to an embodiment of the present invention oscillates a high-power laser beam. The front end of the output unit 430 is connected to the rear end of the input unit 410 by a splicing unit 420. A more detailed structure of the output unit 430 will be described later with reference to FIG. 7.

도 7에 도시된 바와 같이, 출력부(430)는 코어(710) 및 클래드(720)를 포함한다.As shown in FIG. 7, the output unit 430 includes a core 710 and a clad 720.

상술한 바와 같이, 출력부는 입력부(410)에서 가이딩된 레이저 빔을 결합하여 고출력의 레이저 빔을 외부로 발진한다. 입력부(410)에서 가이딩된 레이저 빔은 주로, 출력부(410)의 코어(710)로 입사되며, 코어(710)를 따라 이동한 레이저 빔은 외부로 출력된다. 이때, 출력된 레이저 빔의 일부(반사광)가 되반사되어 출력부(430)의 코어(710)로 되돌아 오게 되는데, 반사광은 출력부(430)의 코어(710)를 따라 입력부(410)의 모니터링 광섬유(540)로 입사하게 된다.As described above, the output unit combines the laser beam guided by the input unit 410 to oscillate a high-power laser beam to the outside. The laser beam guided by the input unit 410 is mainly incident on the core 710 of the output unit 410, and the laser beam moving along the core 710 is output to the outside. At this time, a part (reflected light) of the output laser beam is reflected back and returned to the core 710 of the output unit 430, and the reflected light is monitored by the input unit 410 along the core 710 of the output unit 430 It is incident on the optical fiber 540.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 반사광 모니터링 장치의 구성을 도시한 도면이다.8 is a diagram showing the configuration of a reflected light monitoring device according to an embodiment of the present invention.

도 8을 참조하면, 반사광 모니터링 장치(340)는 적분구(810), 광검출부(820), ADC컨버터(830), 제어부(840), 디스플레이부(850), 저장부(860) 및 알람출력부(870)를 포함한다.Referring to FIG. 8, the reflected light monitoring device 340 includes an integrating sphere 810, a light detection unit 820, an ADC converter 830, a control unit 840, a display unit 850, a storage unit 860, and an alarm output. Includes part 870.

적분구(810)는 모니터링 광섬유(540)의 종단에 연결되어 있으며, 반사광을 내부로 입사시켜 균일한 광도로 난반사시킨다. 적분구(810)의 내부는 높은 반사율을 가진 물질로 코팅되어 있으므로, 반사광은 적분구(810) 내에서 지속적으로 난반사된다. 반사광이 지속적으로 난반사됨에 따라, 반사광의 강도 및 광특성은 평균화되어 광검출부(820)로 출력된다. 이에 따라, 높은 출력을 갖는 반사광에 의한 광검출부(820)의 손상이 방지된다.The integrating sphere 810 is connected to the end of the monitoring optical fiber 540, and causes the reflected light to be incident to the inside to diffusely reflect it with a uniform light intensity. Since the inside of the integrating sphere 810 is coated with a material having a high reflectivity, the reflected light is continuously diffusely reflected in the integrating sphere 810. As the reflected light is continuously scattered, the intensity and optical characteristics of the reflected light are averaged and output to the light detector 820. Accordingly, damage to the photodetector 820 due to reflected light having high output is prevented.

광검출부(820)는 적분구(810)의 일 측면에 결합되어 있으며, 적분구(810)에 의해 균일하게 분포된 광을 전류로 변환시켜, 그 값을 ADC컨버터(830)로 출력한다. The photodetector 820 is coupled to one side of the integrating sphere 810, converts light uniformly distributed by the integrating sphere 810 into current, and outputs the value to the ADC converter 830.

ADC컨버터(830)는 광검출부(820)로부터 출력된 전류의 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하여 제어부(840)로 전송한다.The ADC converter 830 converts the analog signal of the current output from the photodetector 820 into a digital signal and transmits it to the controller 840.

제어부(840)는 ADC컨버터(830)로부터 수신한 전류의 아날로그 신호를 분석하여, 경고등 또는 경고음이 발생하도록 반사광 모니터링 장치(340)의 각 구성요소를 제어한다.The controller 840 analyzes the analog signal of the current received from the ADC converter 830 and controls each component of the reflected light monitoring device 340 to generate a warning light or a warning sound.

제어부(840)는 ADC컨버터(830)로부터 수신한 디지털 신호를 토대로, 반사광의 전력값을 산출함으로써 디스플레이부(850)의 동작을 제어한다. 즉, 제어부(840)는 산출된 반사광의 전력값을 수치화하여, 디스플레이부(850)로 표시될 수 있도록 한다.The control unit 840 controls the operation of the display unit 850 by calculating a power value of the reflected light based on the digital signal received from the ADC converter 830. That is, the control unit 840 quantifies the calculated power value of the reflected light so that it can be displayed on the display unit 850.

제어부(840)는 ADC컨버터(830)로부터 디지털 신호를 수신하여, 알람출력부(870)의 동작을 제어한다. 제어부(840)는 저장부(860)에 기록되어 있는 데이터와 비교 분석하여 ADC컨버터(830)로부터 수신한 신호가 기 설정된 레벨 이상일 경우, 경고등 또는 경고음이 발생하도록 알람출력부(870)를 제어한다.The control unit 840 receives a digital signal from the ADC converter 830 and controls the operation of the alarm output unit 870. The control unit 840 compares and analyzes the data recorded in the storage unit 860 and controls the alarm output unit 870 to generate a warning light or a warning sound when the signal received from the ADC converter 830 is higher than a preset level. .

나아가, 제어부(840)는 저장부(860)에 기록되어 있는 데이터와 비교하여 ADC컨버터(830)로부터 수신한 신호가 기 설정된 레벨 이상일 경우, 광섬유 레이저(300)의 전원 공급이 차단될 수 있도록 전원공급부(미도시)를 제어한다.Further, the control unit 840 compares the data recorded in the storage unit 860 with the power supply so that the power supply of the optical fiber laser 300 is cut off when the signal received from the ADC converter 830 is higher than a preset level. Controls the supply unit (not shown).

디스플레이부(850)는 제어부(840)의 제어에 의해 수치화된 반사광의 전력값을 디스플레이 장치를 이용하여 표시한다. 디스플레이부(850)가 반사광의 전력을 수치로 표시함으로써, 펌프 모듈(310) 또는 광섬유 레이저 엔진(320)으로 유입되는 반사광의 전력값을 파악할 수 있다.The display unit 850 displays the power value of the reflected light quantified under the control of the controller 840 using a display device. When the display unit 850 displays the power of the reflected light as a value, the power value of the reflected light flowing into the pump module 310 or the fiber laser engine 320 may be determined.

저장부(860)는 반사광의 전류량을 디지털 신호로 저장하고 이를 데이터베이스화하여 제어부(840)로 제공한다.The storage unit 860 stores the amount of current of the reflected light as a digital signal, converts it into a database, and provides it to the control unit 840.

알람출력부(870)는 제어부(840)의 제어에 따라, 반사광의 전류량이 기 설정된 레벨 이상일 경우, 제어부(840)에 의해 사용자가 인식할 수 있도록 경고등 또는 경고음 등을 발생시킨다.The alarm output unit 870 generates a warning light or a warning sound so that the user can recognize by the control unit 840 when the amount of reflected light is above a preset level under the control of the controller 840.

도 9는 본 발명의 제2 실시예에 따른 광섬유 레이저의 구성을 도시한 도면이다.9 is a diagram showing a configuration of a fiber laser according to a second embodiment of the present invention.

본 발명의 제2 실시예에 따른 광섬유 레이저(900)는 펌프 모듈(910), 광섬유 레이저 엔진(920), 레이저 빔 결합기(930) 및 가이드 빔 장치(940)를 포함한다.The fiber laser 900 according to the second embodiment of the present invention includes a pump module 910, a fiber laser engine 920, a laser beam combiner 930, and a guide beam device 940.

본 발명의 제2 실시예에 따른 광섬유 레이저(900)의 펌프 모듈(910) 및 광섬유 레이저 엔진(920)의 동작은 본 발명의 일 실시예에 따른 광섬유 레이저(300)의 펌프 모듈(310) 및 광섬유 레이저 엔진(320)의 동작과 동일하므로, 자세한 설명은 생략하도록 한다.The operation of the pump module 910 and the fiber laser engine 920 of the fiber laser 900 according to the second embodiment of the present invention is performed by the pump module 310 of the fiber laser 300 according to an embodiment of the present invention. Since the operation of the fiber laser engine 320 is the same, a detailed description will be omitted.

레이저 빔 결합기(930)는 복수 개의 광섬유 레이저 엔진(920)으로부터 출력된 레이저 빔을 하나로 결합시켜, 고출력의 레이저 빔을 외부로 출력한다. 이와 동시에, 레이저 빔 결합기(930)는 가이드 빔 광섬유(미도시)를 구비함으로써, 가이드 빔 장치(940)로부터 출사된 가이드 빔을 광섬유 레이저(900) 내부로 가이딩한다. 펌프 모듈(910)에서 발진된 빛의 파장은 적외선 영역이기 때문에, 광섬유 레이저(900) 내부를 이동하는 빛의 이동 경로가 육안으로 확인되지 않는다는 불편이 있다. 따라서, 레이저 빔 결합기(930)는 가이드 빔 장치(940)를 이용하여 가시광선 영역의 가이드 빔을 가이드 빔 광섬유로 발진함으로써, 가이드 빔을 광섬유 레이저(900)의 내부로 가이딩하여, 사용자가 빛이 움직이는 경로를 확인할 수 있도록 한다.The laser beam combiner 930 combines the laser beams output from the plurality of fiber laser engines 920 into one, and outputs a high-power laser beam to the outside. At the same time, the laser beam combiner 930 is provided with a guide beam optical fiber (not shown) to guide the guide beam emitted from the guide beam device 940 into the optical fiber laser 900. Since the wavelength of light oscillated by the pump module 910 is in the infrared region, there is an inconvenience that the movement path of the light moving inside the fiber laser 900 is not visible with the naked eye. Therefore, the laser beam combiner 930 uses the guide beam device 940 to oscillate the guide beam in the visible light region into the guide beam optical fiber, thereby guiding the guide beam into the interior of the fiber laser 900 so that the user Lets you see this moving path.

레이저 빔 결합기(930)는 광섬유 레이저 엔진(920)의 수(n)+가이드 빔 광섬유(1)의 형태로 구성될 수 있으나, 이에 한정되지 않으며, 광섬유 레이저 엔진(920)의 수(n) 또는 가이드 빔 광섬유의 갯수에 따라 구조는 변경될 수 있다. 레이저 빔 결합기(930)의 구조에 대한 상세한 설명은 도 10 내지 도 11을 참조하여 후술하도록 한다.The laser beam combiner 930 may be configured in the form of the number of fiber laser engines 920 (n) + the guide beam optical fiber 1, but is not limited thereto, and the number of fiber laser engines 920 (n) or The structure can be changed according to the number of guide beam optical fibers. A detailed description of the structure of the laser beam combiner 930 will be described later with reference to FIGS. 10 to 11.

상술한 바와 같이, 가이드 빔 장치(940)는 가이드 빔 광섬유의 종단에 연결되어 있으며, 가이드 빔 광섬유로 가시광선 영역의 빛을 발진한다. 가이드 빔 장치(940)가 가이드 빔 광섬유로 가시광선 영역의 빛을 출력함으로써, 가이드 빔 장치(940)는 광섬유 레이저(900) 내부를 이동하는 빛의 움직임을 육안으로 확인할 수 있도록 한다. 가이드 빔 장치(940)의 구성에 대해서는 도 11을 참조하여 구체적으로 설명하도록 한다.As described above, the guide beam device 940 is connected to the end of the guide beam optical fiber, and oscillates light in the visible region with the guide beam optical fiber. The guide beam device 940 outputs light in the visible light region through the guide beam optical fiber, so that the guide beam device 940 can visually check the movement of light moving inside the fiber laser 900. The configuration of the guide beam device 940 will be described in detail with reference to FIG. 11.

도 10은 본 발명의 제2 실시예에 따른 레이저 빔 결합기의 입력부 단면도의 일례를 도시한 도면이다.10 is a view showing an example of a cross-sectional view of the input unit of the laser beam combiner according to the second embodiment of the present invention.

도 4에서 상술한 바와 같이, 레이저 빔 결합기(930)는 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 빔 결합기(330)와 같이 이종 광섬유로 구성될 수 있으며, 이에 따라, 레이저 빔 결합기(930)는 입력부(1000) 및 출력부(미도시)를 포함할 수 있다.As described above in FIG. 4, the laser beam combiner 930 may be composed of heterogeneous optical fibers, such as the laser beam combiner 330 according to an embodiment of the present invention, and accordingly, the laser beam combiner 930 is an input unit. It may include 1000 and an output unit (not shown).

입력부(1000)는 복수 개의 광섬유 레이저 엔진(920)에서 발진된 레이저 빔을 입사시켜 이를 출력부로 가이딩한다. 입력부(1000)는 테이퍼링 공정에 의해 선단과 후단의 크기가 다르게 형성될 수 있으며, 입력부(1000)의 후단은 스플라이싱부(미도시)에 의해 출력부의 선단과 결합된 형태로 구성될 수 있다.The input unit 1000 enters the laser beams oscillated from the plurality of fiber laser engines 920 and guides them to the output unit. The input unit 1000 may have different sizes of the front end and the rear end through a tapering process, and the rear end of the input unit 1000 may be configured to be coupled to the front end of the output unit by a splicing unit (not shown).

입력부(1000)는 제1 입력 광섬유(1010), 제2 입력 광섬유(1020), 제3 입력 광섬유(1030) 및 가이드 빔 광섬유(1040)를 포함한다.The input unit 1000 includes a first input optical fiber 1010, a second input optical fiber 1020, a third input optical fiber 1030, and a guide beam optical fiber 1040.

제1 입력 광섬유(1010), 제2 입력 광섬유(1020), 제3 입력 광섬유(1030)는 복수 개의 광섬유 레이저 엔진(920)으로부터 출사된 레이저 빔을 각각의 코어(1012, 1022, 1032)로 입사시켜 레이저 빔 결합기(930)의 출력부로 가이딩한다.The first input optical fiber 1010, the second input optical fiber 1020, and the third input optical fiber 1030 enter each of the cores 1012, 1022, and 1032 with laser beams emitted from the plurality of optical fiber laser engines 920. To the output of the laser beam combiner 930.

가이드 빔 광섬유(1040)는 가이드 빔 장치(940)로부터 발진되는 레이저 빔을 광섬유 레이저(900)의 내부로 가이딩한다. 가이드 빔 광섬유(1040)는 코어(미도시) 및 클래드(미도시)를 포함하며, 가이드 빔은 가이드 빔 광섬유(1040)의 코어를 따라 이동한다. 가이드 빔 광섬유(1040)가 가이드 빔을 광섬유 레이저(900) 내부로 가이딩함으로써, 광섬유 레이저(900)의 내부에는 가시광선 영역의 빛이 이동하게 된다.The guide beam optical fiber 1040 guides a laser beam oscillated from the guide beam device 940 into the interior of the optical fiber laser 900. The guide beam optical fiber 1040 includes a core (not shown) and a clad (not shown), and the guide beam moves along the core of the guide beam optical fiber 1040. The guide beam optical fiber 1040 guides the guide beam into the optical fiber laser 900, so that light in the visible light region moves inside the optical fiber laser 900.

가이드 빔 광섬유(1040)는 제1 입력 광섬유(1010), 제2 입력 광섬유(1020) 및 제3 입력 광섬유(1030)가 통상적으로 배치되는 형태에 따라 중앙에 형성된 약 80㎛ 내외의 공간에 삽입된다. 가이드 빔 광섬유(1040)는 레이저 빔 결합기(930)로부터 레이저 빔이 출력되는 반대 방향으로 연장되어 뻗어나와 있으며, 가이드 빔 광섬유(1040)의 종단에는 가이드 빔 장치(940)가 결합된다.The guide beam optical fiber 1040 is inserted into a space of about 80 μm formed in the center according to the shape in which the first input optical fiber 1010, the second input optical fiber 1020, and the third input optical fiber 1030 are normally arranged. . The guide beam optical fiber 1040 extends and extends in the opposite direction from which the laser beam is output from the laser beam combiner 930, and a guide beam device 940 is coupled to an end of the guide beam optical fiber 1040.

가이드 빔 광섬유(1040)는 복수 개로 구성될 수도 있다. 즉, 가이드 빔 광섬유(1040)는 제1 입력 광섬유(1010), 제2 입력 광섬유(1020) 및 제3 입력 광섬유(1030)가 통상적으로 배치되며 형성되는 중앙의 빈 공간에 삽입될 수 있으나, 그에 한정되는 것은 아니고, 이에 대체하거나 이와 동시에 각 입력 광섬유(1010, 1020, 1030) 사이의 공간에 배치될 수도 있다. 나아가, 가이드빔 광섬유(1040)는 전술한 공간 이외의 빈 공간상 어디에도 배치될 수 있다.The guide beam optical fiber 1040 may be formed of a plurality. That is, the guide beam optical fiber 1040 may be inserted into a central empty space in which the first input optical fiber 1010, the second input optical fiber 1020, and the third input optical fiber 1030 are normally arranged and formed. The present invention is not limited thereto, and may be substituted or simultaneously disposed in a space between the input optical fibers 1010, 1020, and 1030. Further, the guide beam optical fiber 1040 may be disposed anywhere on an empty space other than the space described above.

도 11은 본 발명의 제2 실시예에 따른 가이드 빔 장치의 구성을 도시한 도면이다.11 is a diagram showing the configuration of a guide beam device according to a second embodiment of the present invention.

가이드 빔 장치(940)는 가이드 빔 발진부(1110) 및 제어부(1120)를 포함한다.The guide beam device 940 includes a guide beam oscillation unit 1110 and a control unit 1120.

가이드 빔 발진부(1110)는 제어부(1120)의 제어에 의해 가시광 영역의 파장을 갖는 가이드 빔을 출력한다. 가이드 빔 발진부(1110)로부터 출력된 가이드 빔은 가이드 빔 광섬유(1040)의 코어를 통과하여 광섬유 레이저(900)내부로 가이딩된다.The guide beam oscillation unit 1110 outputs a guide beam having a wavelength in the visible light region under control of the controller 1120. The guide beam output from the guide beam oscillation unit 1110 passes through the core of the guide beam optical fiber 1040 and is guided into the optical fiber laser 900.

가이드 빔 발진부(1110)는 내부에 세기를 조절할 수 있는 세기 조절부(미도시)를 포함하고 있으며, 제어부(1120)의 제어에 의해 가이드 빔 발진부(1110)로부터 출력되는 레이저 빔의 세기가 조절될 수 있다.The guide beam oscillation unit 1110 includes an intensity adjustment unit (not shown) that can adjust the intensity therein, and the intensity of the laser beam output from the guide beam oscillation unit 1110 is controlled by the control of the control unit 1120. I can.

제어부(1120)는 세기 조절부의 동작을 제어함으로써, 가이드 빔 발진부(1110)로부터 출력되는 레이저 빔의 세기를 조절한다.The controller 1120 adjusts the intensity of the laser beam output from the guide beam oscillation unit 1110 by controlling the operation of the intensity adjustment unit.

나아가, 제어부(1120)는 전원공급부(미도시)를 제어함으로써, 가이드 빔 발진부(1110)의 전원을 켜짐(On) 또는 꺼짐(Off) 상태로 전환시킬 수 있다.Furthermore, the control unit 1120 may switch the power of the guide beam oscillator 1110 to an ON or OFF state by controlling a power supply unit (not shown).

도 12는 본 발명의 제3 실시예에 따른 광섬유 레이저의 구성을 도시한 도면이다.12 is a diagram showing the configuration of a fiber laser according to a third embodiment of the present invention.

본 발명의 제3 실시예에 따른 광섬유 레이저(1200)는 펌프 모듈(1210), 광섬유 레이저 엔진(1220), 레이저 빔 결합기(1230), 반사광 모니터링 장치(1240) 및 가이드 빔 장치(1250)를 포함한다.The fiber laser 1200 according to the third embodiment of the present invention includes a pump module 1210, a fiber laser engine 1220, a laser beam combiner 1230, a reflected light monitoring device 1240, and a guide beam device 1250. do.

본 발명의 제3 실시예에 따른 펌프 모듈(1210) 및 광섬유 레이저 엔진(1220)의 동작은 본 발명의 일 실시예 및 제2 실시예에 따른 펌프 모듈(310, 910) 및 광섬유 레이저 엔진(320, 920)의 동작과 동일하기 때문에, 구체적인 설명은 생략하도록 한다.The operation of the pump module 1210 and the fiber laser engine 1220 according to the third embodiment of the present invention is performed by the pump modules 310 and 910 and the fiber laser engine 320 according to the embodiment and the second embodiment of the present invention. , 920), a detailed description will be omitted.

레이저 빔 결합기(1230)는 복수 개의 광섬유 레이저 엔진(1220)으로부터 출력된 레이저 빔을 하나로 결합시켜, 고출력의 레이저 빔을 외부로 발진한다. 동시에, 레이저 빔 결합기(1230)는 입사된 반사광을 반사광 모니터링 장치(1240)로 전송하며, 가이드 빔 장치(1250)로부터 발진된 가시광선 영역의 가이드 빔을 광섬유 레이저(1200) 내부로 가이딩한다. The laser beam combiner 1230 combines laser beams output from the plurality of fiber laser engines 1220 into one, and oscillates a high-power laser beam to the outside. At the same time, the laser beam combiner 1230 transmits the incident reflected light to the reflected light monitoring device 1240, and guides the guide beam in the visible light region oscillated from the guide beam device 1250 into the fiber laser 1200.

레이저 빔 결합기(1230)는 광섬유 레이저 엔진(1220)의 수(n)+모니터링 및 가이드 빔 광섬유(미도시)(1) 또는 광섬유 레이저 엔진(1220)의 수(n)+모니터링 광섬유(미도시)의 수(n)+가이드 빔 광섬유(미도시)의 수(n)의 형태로 구성될 수 있으며, 광섬유 레이저 엔진(1220)의 수(n), 모니터링 광섬유의 수(n) 및 가이드 빔 광섬유의 수(n)에 따라 형태는 변경될 수 있다. 레이저 빔 결합기(1230)의 구조에 대한 상세한 설명은 도 13 내지 도 14를 참조하여 후술하도록 한다.The laser beam combiner 1230 is the number of fiber laser engines 1220 (n) + monitoring and guide beam fibers (not shown) (1) or the number of fiber laser engines 1220 (n) + monitoring fibers (not shown) It can be configured in the form of the number (n) + number of guide beam optical fibers (not shown) (n), and the number of optical fiber laser engines 1220 (n), the number of monitoring optical fibers (n), and Depending on the number (n), the shape can be changed. A detailed description of the structure of the laser beam combiner 1230 will be described later with reference to FIGS. 13 to 14.

반사광 모니터링 장치(1240) 및 가이드 빔 장치(1250)는 모니터링 및 가이드 빔 광섬유에 함께 결합되는 형태로 구성될 수도 있고, 모니터링 광섬유 및 가이드 빔 광섬유에 각각 결합될 수도 있다. 반사광 모니터링 장치(1240) 및 가이드 빔 장치(1250)가 모니터링 및 가이드 빔 광섬유에 함께 결합되는 경우, 서큘레이터 또는 커플러에 의해 모니터링 및 가이드 빔 광섬유로부터 출력되는 반사광과 모니터링 및 가이드 빔 광섬유로 입사되는 가이드 빔은 결합 또는 분리된다. 반사광 모니터링 장치(1240) 및 가이드 빔 장치(1250)에 대해서는 도 15을 참조하여 구체적으로 설명하도록 한다.The reflected light monitoring device 1240 and the guide beam device 1250 may be configured to be coupled together to the monitoring and guide beam optical fibers, or may be coupled to the monitoring optical fiber and the guide beam optical fiber, respectively. When the reflected light monitoring device 1240 and the guide beam device 1250 are coupled together to the monitoring and guide beam optical fiber, the reflected light output from the monitoring and guide beam optical fiber by a circulator or coupler and the guide incident to the monitoring and guide beam optical fiber The beams are combined or separated. The reflected light monitoring device 1240 and the guide beam device 1250 will be described in detail with reference to FIG. 15.

도 13은 본 발명의 제3 실시예에 따른 레이저 빔 결합기의 입력부 단면도의 일례를 도시한 도면이다.13 is a view showing an example of a cross-sectional view of an input unit of a laser beam combiner according to a third embodiment of the present invention.

레이저 빔 결합기의 입력부(1300)는 제1 입력 광섬유(1310), 제2 입력 광섬유(1320), 제3 입력 광섬유(1330) 그리고 모니터링 및 가이드 빔 광섬유(1340)를 포함한다.The input unit 1300 of the laser beam combiner includes a first input optical fiber 1310, a second input optical fiber 1320, a third input optical fiber 1330, and a monitoring and guide beam optical fiber 1340.

제1 입력 광섬유(1310), 제2 입력 광섬유(1320) 및 제3 입력 광섬유(1330)는 복수 개의 광섬유 레이저 엔진(1220)으로부터 출력된 레이저 빔을 각각의 코어(1512, 1522, 1532)로 입사시켜 결합한 후, 출력부(미도시)로 가이딩한다. The first input optical fiber 1310, the second input optical fiber 1320, and the third input optical fiber 1330 enter the laser beams output from the plurality of optical fiber laser engines 1220 to each of the cores 1512, 1522, 1532 And then guided to the output unit (not shown).

모니터링 및 가이드 빔 광섬유(1340)는 반사광을 반사광 모니터링 장치(1240)로 출력함으로써, 반사광이 광섬유 레이저(1200)의 내부 구성 요소에 손상을 입히지 않도록 한다. 동시에, 모니터링 및 가이드 빔 광섬유(1340)는 가이드 빔 장치(1250)로부터 발진된 가시광선 영역의 가이드 빔을 광섬유 레이저(1200) 내부로 가이딩함으로써, 광섬유 레이저(1200) 내부를 이동하는 빛의 이동 경로를 육안으로 확인할 수 있도록 한다. 모니터링 및 가이드 빔 광섬유(1340)는 서큘레이터 또는 커플러 등과 같이 장치를 구비함으로써, 모니터링 및 가이드 빔 광섬유(1340)로부터 출력되는 반사광과 모니터링 및 가이드 빔 광섬유(1340)에 의해 광섬유 레이저(1340) 내부로 가이드되는 가이드 빔이 결합 또는 분리될 수 있도록 한다.The monitoring and guide beam optical fiber 1340 outputs the reflected light to the reflected light monitoring device 1240 so that the reflected light does not damage the internal components of the fiber laser 1200. At the same time, the monitoring and guide beam optical fiber 1340 guides the guide beam in the visible light region oscillated from the guide beam device 1250 into the optical fiber laser 1200, thereby moving the light moving inside the optical fiber laser 1200. Make the route visible. The monitoring and guide beam optical fiber 1340 is provided with a device such as a circulator or a coupler, and the reflected light output from the monitoring and guide beam optical fiber 1340 and the monitoring and guide beam optical fiber 1340 into the fiber laser 1340 It allows the guide beams to be guided to be combined or separated.

모니터링 및 가이드 빔 광섬유(1340)는 제1 입력 광섬유(1310), 제2 입력 광섬유(1320) 및 제3 입력 광섬유(1330)가 통상적인 형태로 배치된 구조에 따라 중앙에 형성된 약 80㎛ 내외의 공간에 삽입되어 배치된다. 모니터링 및 가이드 빔 광섬유(1340)의 종단에는 반사광 모니터링 장치(1240) 및 가이드 빔 장치(1250)가 함께 결합될 수 있다.The monitoring and guide beam optical fiber 1340 is formed in the center of about 80 μm according to the structure in which the first input optical fiber 1310, the second input optical fiber 1320, and the third input optical fiber 1330 are arranged in a conventional form. It is inserted and placed in the space. A reflected light monitoring device 1240 and a guide beam device 1250 may be coupled together at an end of the monitoring and guide beam optical fiber 1340.

도 14는 본 발명의 제3 실시예에 따른 레이저 빔 결합기의 입력부 단면도의 다른 예를 도시한 도면이다.14 is a view showing another example of a cross-sectional view of an input unit of a laser beam combiner according to a third embodiment of the present invention.

레이저 빔 결합기의 입력부(1400)는 제1 입력 광섬유(1410), 제2 입력 광섬유(1420), 제3 입력 광섬유(1430), 모니터링 광섬유(1440), 제1 가이드 빔 광섬유(1450), 제2 가이드 빔 광섬유(1460) 및 제3 가이드 빔 광섬유(1470)를 포함한다.The input unit 1400 of the laser beam combiner includes a first input optical fiber 1410, a second input optical fiber 1420, a third input optical fiber 1430, a monitoring optical fiber 1440, a first guide beam optical fiber 1450, and a second optical fiber. A guide beam optical fiber 1460 and a third guide beam optical fiber 1470 are included.

제1 입력 광섬유(1410), 제2 입력 광섬유(1420) 및 제3 입력 광섬유(1430)는 본 발명의 다른 실시예들과 동일한 동작을 수행하며, 제1 입력 광섬유(1410), 제2 입력 광섬유(1420) 및 제3 입력 광섬유(1430)가 통상적인 구조로 배치됨에 따라 레이저 빔 결합기(1230)의 중앙에 빈 공간이 형성된다. 상술한 바와 같이, 입력 광섬유는 네개 또는 여섯 개로도 구성될 수 있으며, 입력 광섬유의 배치에 따라 후술할 가이드 빔 광섬유(1450, 1460, 1470)의 배치는 변경될 수 있다.The first input optical fiber 1410, the second input optical fiber 1420, and the third input optical fiber 1430 perform the same operation as the other embodiments of the present invention, and the first input optical fiber 1410 and the second input optical fiber As the 1420 and the third input optical fiber 1430 are arranged in a conventional structure, an empty space is formed in the center of the laser beam combiner 1230. As described above, the input optical fibers may be composed of four or six, and the arrangement of the guide beam optical fibers 1450, 1460, and 1470 to be described later may be changed according to the arrangement of the input optical fibers.

모니터링 광섬유(1440)는 종단에 연결된 반사광 모니터링 장치(1240)로 반사광을 출력한다. 모니터링 광섬유(1440)는 제1 입력 광섬유(1410), 제2 입력 광섬유(1420) 및 제3 입력 광섬유(1430)가 통상적으로 배치된 형태에 따라 중앙에 형성된 약 80㎛ 내외의 공간에 삽입되어 배치될 수 있다. The monitoring optical fiber 1440 outputs reflected light to the reflected light monitoring device 1240 connected to the terminal. The monitoring optical fiber 1440 is arranged by being inserted into a space of about 80 μm formed in the center according to the form in which the first input optical fiber 1410, the second input optical fiber 1420, and the third input optical fiber 1430 are normally arranged. Can be.

제1 내지 제3 가이드 빔 광섬유(1450, 1460, 1470) 중 적어도 어느 하나의 광섬유 종단에는 가이드 빔 장치(미도시)가 결합되며, 가이드 빔 장치(1250)로부터 발진된 가이드 빔은 제1 내지 제3 가이드 빔 광섬유(1450, 1460, 1470) 중 적어도 어느 하나의 코어(미도시)로 입사하여 광섬유 레이저(1200)로 가이딩된다. 제1 가이드 빔 광섬유(1450), 제2 가이드 빔 광섬유(1460) 및 제3 가이드 빔 광섬유(1470)는 각 입력 광섬유(1410, 1420, 1430) 사이의 공간에 배치될 수 있으며, 모니터링 광섬유(1440)가 배치된 공간 이외의 빈 공간상 어디에도 배치될 수 있다. A guide beam device (not shown) is coupled to an end of at least one of the first to third guide beam optical fibers 1450, 1460, and 1470, and the guide beams oscillated from the guide beam device 1250 are the first to the third The three guide beams are incident on at least one core (not shown) among the optical fibers 1450, 1460, and 1470 and are guided by the optical fiber laser 1200. The first guide beam optical fiber 1450, the second guide beam optical fiber 1460, and the third guide beam optical fiber 1470 may be disposed in a space between the input optical fibers 1410, 1420, and 1430, and the monitoring optical fiber 1440 ) Can be placed anywhere on an empty space other than the space in which it is placed.

도 15는 본 발명의 제3 실시예에 따른 반사광 모니터링 장치 및 가이드 빔 장치의 구성을 도시한 도면이다.15 is a diagram showing a configuration of a reflected light monitoring device and a guide beam device according to a third embodiment of the present invention.

결합 및 분리부(1510)는 반사광 모니터링 장치(1240) 및 가이드 빔 장치(1250)를 결합 또는 분리하는 장치로서, 두 장치(1240, 1250) 간에 충돌이 발생하지 않도록 빛의 이동을 조절한다. 결합 및 분리부(1510)는 서큘레이터 또는 커플러로 구현될 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.The coupling and separating unit 1510 is a device that combines or separates the reflected light monitoring device 1240 and the guide beam device 1250, and controls the movement of light so that a collision does not occur between the two devices 1240 and 1250. The coupling and separation unit 1510 may be implemented as a circulator or a coupler, but is not limited thereto.

반사광 모니터링 장치(1240)는 적분구(1520), 광검출부(1530), ADC컨버터(1540), 제어부(1550), 디스플레이부(1560), 저장부(1570) 및 알람출력부(1580)를 포함한다.The reflected light monitoring device 1240 includes an integrating sphere 1520, a light detection unit 1530, an ADC converter 1540, a control unit 1550, a display unit 1560, a storage unit 1570, and an alarm output unit 1580. do.

적분구(1520)는 반사광을 내부로 입사시켜 균일한 광도로 난반사시킨다. 반사광이 지속적으로 난반사됨에 따라, 반사광의 강도 및 광특성은 평균화되어 광검출부(1530)로 출력된다. 이에 따라, 높은 출력을 갖는 반사광에 의한 광검출부(1530)의 손상이 방지된다.The integrating sphere 1520 introduces reflected light into the interior and diffusely reflects it with a uniform light intensity. As the reflected light is continuously scattered, the intensity and optical characteristics of the reflected light are averaged and output to the light detector 1530. Accordingly, damage to the photodetector 1530 by reflected light having high output is prevented.

광검출부(1530)는 적분구(1520)의 일 측면에 결합되어 있으며, 적분구(1520)에 의해 균일하게 분포된 광을 전류로 변환시켜, 그 값을 ADC컨버터(1540)로 출력한다. The photodetector 1530 is coupled to one side of the integrating sphere 1520, converts light uniformly distributed by the integrating sphere 1520 into current, and outputs the value to the ADC converter 1540.

ADC컨버터(1540)는 광검출부(1530)로부터 출력된 전류의 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하여, 이를 제어부(1550)로 전송한다.The ADC converter 1540 converts the analog signal of the current output from the photodetector 1530 into a digital signal and transmits it to the control unit 1550.

제어부(1550)는 ADC컨버터(1540)로부터 수신한 전류의 아날로그 신호를 분석하여, ADC컨버터(1540)로부터 수신한 신호가 기 설정된 레벨 이상일 경우, 광섬유 레이저(1200)의 전원 공급을 차단하거나 경고등 또는 경고음이 발생하도록 알람출력부(1580)의 동작을 제어한다. 또한, 제어부(1550)는 아날로그 신호를 전력값으로 산출하여 디스플레이부(1560)의 동작을 제어한다.The controller 1550 analyzes the analog signal of the current received from the ADC converter 1540, and when the signal received from the ADC converter 1540 is higher than a preset level, the power supply of the fiber laser 1200 is cut off or a warning light or The operation of the alarm output unit 1580 is controlled to generate a warning sound. Also, the control unit 1550 controls the operation of the display unit 1560 by calculating the analog signal as a power value.

디스플레이부(1560)는 제어부(1550)의 제어에 의해 수치화된 반사광의 전력값을 디스플레이 장치를 이용하여 표시한다.The display unit 1560 displays the power value of the reflected light digitized under the control of the control unit 1550 using a display device.

저장부(1570)는 반사광의 전류량을 디지털 신호로 저장하고 이를 데이터베이스화하여 제어부(1550)로 제공한다.The storage unit 1570 stores a current amount of reflected light as a digital signal, converts it into a database, and provides it to the control unit 1550.

알람출력부(1580)는 제어부(1550)의 제어에 따라, 반사광의 전류량이 기 설정된 레벨 이상일 경우, 제어부(1550)에 의해 사용자가 인식할 수 있도록 경고등 또는 경고음 등을 발생시킨다.The alarm output unit 1580 generates a warning light or a warning sound so that the user can recognize by the control unit 1550 when the amount of reflected light is above a preset level under the control of the control unit 1550.

가이드 빔 장치(1250)는 및 가이드 빔 발진부(1590) 및 제어부(미도시)를 포함한다.The guide beam device 1250 includes a guide beam oscillation unit 1590 and a control unit (not shown).

가이드 빔 발진부(1590)는 제어부의 제어에 의해 가시광선 영역의 파장을 갖는 가이드 빔을 출력한다. 가이드 빔 발진부(1590)는 내부에 세기를 조절할 수 있는 세기 조절부(미도시)를 포함하고 있으며, 제어부의 제어에 의해 가이드 빔 발진부(1590)로부터 출력되는 레이저 빔의 세기가 조절된다.The guide beam oscillation unit 1590 outputs a guide beam having a wavelength in a visible light region under control of a controller. The guide beam oscillation unit 1590 includes an intensity adjustment unit (not shown) capable of adjusting the intensity therein, and the intensity of the laser beam output from the guide beam oscillation unit 1590 is controlled by the control of the controller.

제어부는 세기 조절부의 동작을 제어함으로써, 가이드 빔 발진부(1590)로부터 출력되는 레이저 빔의 세기를 조절한다.The control unit adjusts the intensity of the laser beam output from the guide beam oscillation unit 1590 by controlling the operation of the intensity adjustment unit.

나아가, 제어부는 전원공급부(미도시)를 제어함으로써, 가이드 빔 발진부(1590)의 전원을 켜짐(On) 또는 꺼짐(Off) 상태로 전환시킬 수 있다.Further, by controlling the power supply unit (not shown), the control unit may switch the power of the guide beam oscillation unit 1590 to an ON or OFF state.

이상의 설명은 본 실시예의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 실시예들은 본 실시예의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 실시예의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 실시예의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 실시예의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The above description is merely illustrative of the technical idea of the present embodiment, and those of ordinary skill in the technical field to which the present embodiment belongs will be able to make various modifications and variations without departing from the essential characteristics of the present embodiment. Accordingly, the present exemplary embodiments are not intended to limit the technical idea of the present exemplary embodiment, but are illustrative, and the scope of the technical idea of the present exemplary embodiment is not limited by these exemplary embodiments. The scope of protection of this embodiment should be interpreted by the following claims, and all technical ideas within the scope equivalent thereto should be construed as being included in the scope of the present embodiment.

100: 종래의 광섬유 레이저
110: 펌프 모듈
120: 광섬유 레이저 엔진
130: 레이저 빔 결합기
210, 510, 1010, 1310, 1410: 제1 입력 광섬유
220, 520, 1020, 1320, 1420: 제2 입력 광섬유
230, 530, 1030, 1330, 1430: 제3 입력 광섬유
300, 900, 1200: 광섬유 레이저
310, 910, 1210: 펌프 모듈
320, 920, 1220: 광섬유 레이저 엔진
330, 930, 1230: 레이저 빔 결합기
340, 1240: 반사광 모니터링 장치
410, 1000, 1300, 1400: 레이저 빔 결합기의 입력부
415: 캐필러리 튜브
420: 스플라이싱부
430: 출력부
540, 1440: 모니터링 광섬유
710: 출력부 코어
720: 출력부 클래드
810, 1520: 적분구
820, 1530: 광검출부
830, 1540: ADC컨버터
840, 1550: 제어부
850, 1560: 디스플레이부
860, 1570: 저장부
870, 1580: 알람출력부
940, 1250: 가이드 빔 장치
1040, 1450, 1460, 1470: 가이드 빔 광섬유
1110, 1590: 가이드 빔 발진부
1120: 제어부
1340: 모니터링 및 가이드 빔 광섬유
1510: 결합 및 분리부100: conventional fiber laser
110: pump module
120: fiber laser engine
130: laser beam combiner
210, 510, 1010, 1310, 1410: first input optical fiber
220, 520, 1020, 1320, 1420: second input optical fiber
230, 530, 1030, 1330, 1430: third input optical fiber
300, 900, 1200: fiber laser
310, 910, 1210: pump module
320, 920, 1220: fiber laser engine
330, 930, 1230: laser beam combiner
340, 1240: reflected light monitoring device
410, 1000, 1300, 1400: input of laser beam combiner
415: capillary tube
420: splicing part
430: output
540, 1440: monitoring fiber
710: output core
720: output clad
810, 1520: integrating sphere
820, 1530: light detection unit
830, 1540: ADC converter
840, 1550: control unit
850, 1560: display unit
860, 1570: storage
870, 1580: alarm output unit
940, 1250: guide beam device
1040, 1450, 1460, 1470: guide beam optical fiber
1110, 1590: guide beam oscillation unit
1120: control unit
1340: monitoring and guide beam fiber optics
1510: coupling and separation unit

Claims

In the laser beam combiner of a fiber laser,
An input unit for entering a laser beam emitted from the fiber laser engine and transmitting it to an output unit; And
It includes an output unit for oscillating to the outside by combining the laser beam transmitted from the input unit,
The input unit,
A plurality of input optical fibers for injecting a laser beam emitted from the optical fiber laser engine;
A monitoring optical fiber disposed in an empty space generated according to a coupling type of the plurality of input optical fibers and for incidence of reflected light reflected back from the output unit; And/or
A guide beam optical fiber disposed in an empty space generated according to a coupling shape of the plurality of input optical fibers and guiding the guide beam so that the guide beam is incident into the interior of the optical fiber laser;
A laser beam combiner comprising a.

The method of claim 1,
The input unit,
A laser beam combiner, characterized in that the output is coupled by splicing.

The method of claim 2,
The input unit,
A laser beam combiner, characterized in that the outer diameter of the rear end is smaller than that of the front end by tapering.

The method of claim 1,
The monitoring optical fiber,
A laser beam combiner, characterized in that coupled with a reflected light monitoring device.

The method of claim 1,
The guide beam optical fiber,
Laser beam combiner, characterized in that coupled to the guide beam device.