KR100319971B1 - 검출회로를 포함하는 고주파 여기식 슬랩형 도파관레이저장치 및 검출회로를 이용한 레이저의 출력 및주파수 안정화 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 레이저 자체에서 발생하는 광전류 효과에 의해서 입사 또는 반사되는 고주파신호의 변화를 안정화의 기준으로 이용하는 검출회로를 포함하는 고주파 여기식 슬랩형 도파관 레이저장치 및 검출회로를 이용한 레이저의 출력 및 주파수 안정화 방법에 관한 것으로서, 고주파발생기(1)와, 레이저공진기(3) 및 록인안정기(8)를 포함하는 고주파 여기식 슬랩형 도파관 레이저장치에 상기 레이저공진기(3) 자체에서 발생되는 광전류효과에 의한 전류신호를 검출하기 위한 검출회로(11)를 더 포함시켜 이 검출회로(11)에 의하여 검출되는 신호를 록인안정기(8)에 피드백되도록 연결하여 이루어짐을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 검출회로를 포함하는 고주파 여기식 슬랩형 도파관 레이저장치 및 검출회로를 이용한 레이저의 출력 및 주파수 안정화 방법에 관한 것으로써, 보다 상세하게는 레이저 자체에서 발생하는 광전류 효과에 의해서 입사 또는 반사되는 고주파신호의 변화를 안정화의 기준으로 이용하는 검출회로를 포함하는 고주파 여기식 슬랩형 도파관 레이저장치 및 검출회로를 이용한 레이저의 출력 및 주파수 안정화 방법에 관한 것이다. 본 발명은 특히 레이저 매질가스를 여기하기 위하여 입력시키는 고출력의 고주파에너지와 광전류효과에 의하여 반사되는 미약한 신호를 분리, 검출하여 이를 기준으로 레이저의 출력 및 주파수를 안정화시키는 것을 특징으로 한다.
통상 레이저(Laser)는 광(光) 메이저(Maser)와 같은 원리이지만 그것보다 짧은 전자파를 발생시키며, 상기 레이저는 매질을 공진기의 2개의 반사경 사이에 넣고 고주파 등의 에너지를 가하여 빛을 발생시키고, 이 빛을 서로 대향하는 반사경 사이에서 반복 반사에 의하여 왕복시키면서 증폭시켜 유도방출시키는 것에 의하여 형성된다. 레이저는 매질의 종류에 따라 가스 레이저, 고체 레이저, 액체 레이저, 이온 레이저, 루비 레이저, He-Ne 레이저, 질소 레이저 및 반도체 레이저 등으로 나눌 수 있다.
그리고, 상기 레이저는 마이크로파보다 주파수가 높고, 분산되지 않으며, 간섭 등이 일어남이 없이 직진하는 성질이 우수하기 때문에 통상 빔이라 불리우며, 광통신, 다중 통신, 우주 통신 등에 널리 응용되고 있고, 이 빔을 접속하여 빔을 만들면 매우 좁은 범위에 걸쳐 큰 에너지를 집중시킬 수 있으므로 고융점 물질의 가공 등에 이용되고 있다.
이와 같은 레이저의 주파수는 공진기를 구성하는 2개의 반사경 사이의 간격에 의해서 결정된다.
따라서, 이 간격을 일정하게 안정시키면 레이저의 주파수가 안정화된다.
그러나, 공진기의 길이는 열팽창이나 진동 등에 의하여 미시적으로 변경될 수 있으며, 이는 레이저의 주파수 및 출력 등을 일정하게 유지하게 하는 데 상당한 문제가 될 수 있다.
따라서, 열팽창이나 진동에 따른 공진기 길이변화에 대응하여 공진기 길이를 일정하게 하여 레이저의 출력을 안정화하기 위해서 임피던스 정합회로(2)와 연결된 레이저 여기용의 고주파발생기(1)와, 상기 고주파발생기(1)로부터 공급되는 고주파에 의하여 여기될 매질을 포함하는 슬랩도파관(6), 상기 슬랩도파관(6)의 일단에 취부되는 슬랩레이저반사경(5) 및 상기 슬랩레이저 반사경(5)에 대향되는 위치의 슬랩도파관(6)의 타단에 취부되는 슬랩레이저 출력경(4)을 포함하여 이루어지는 레이저공진기(3)와, 상기 슬랩레이저 출력경(4)의 후단에 취부되는 피에조변환기(7) 및 상기 피에조변환기(7)의 진동을 위한 신호의 출력을 인가하기 위한 종래의 록인안정기(8)를 포함하는 고주파 여기식 슬랩형 도파관 레이저장치의 경우 대표적으로 두가지 방법이 사용되었었다.
첫째 방법은, 레이저 공진기의 한쪽을 구성하는 슬랩레이저 반사경(5)에 피에조변환기(7)(PZT ; Piezo electric translator)를 부착한 후, 약 520Hz의 진동수로 상기 피에조변환기(7)를 진동시키면, 반사경 간의 길이가 이 진동수의 범위에서 변화하기 때문에 공진기 길이가 변화되고, 이 공진기의 길이의 변화에 의하여 레이저 출력이 진동을 하게 된다. 이때 레이저 출력의 일부를 광분할기로 분할한 뒤, 광검출기로 검출한 진동신호를 안정화의 기준신호로 사용하는 방법이다. 상기 피에조변환기(7)에 의한 방법의 이론적인 근거는 다음과 같다.
통상 페브리페롯(Fabry-Perot)공진기라 칭하여지는 구조를 갖는 기체레이저의 발진주파수와 출력은 레이저공진기(3)의 광학적 길이에 의하여 결정되며, 여기에서 광학적 길이라 함은 실질적으로 반복반사가 일어나는 슬랩레이저 반사경(5)과 출력경 사이의 거리를 말한다. 따라서, 레이저의 발진주파수와 출력을 안정화시키려면 공진기의 광학적 길이가 사용환경으로부터 영향을 받지 않도록 하거나 변형된 값을 보상해주어야 한다. 즉, 방전관 주위온도의 변화, 기계적인 진동, 레이저가스 압력의 변화 등 주위 환경에 따라 변화하는 레이저공진기(3)의 광학적 길이가 일정하게 유지되도록 하여야 한다. 레이저공진기(3) 내부의 레이저 복사강도를 변화시키면 광의 세기, 스펙트럼 분포, 가스압력, 방전전류와 방전임피던스 등의 모든 것이 함께 변하게 된다. 따라서, 레이저공진기(3)의 광축상에 위치하는 슬랩레이저 반사경(5)의 후면에 피에조변환기(7)를 일체로 취부시키고, 상기 피에조변환기(7)를 임의의 주파수 522Hz로 진동이 일어나도록 신호를 가하면, 상기 레이저공진기(3)의 길이는 상기 주파수로 진동하게 되며, 광의 세기는 레이저 이득곡선을 따라서 같은 진동수로 변조되게 된다. 평균모드주파수가 중심주파수 보다 낮다면, 광의 세기와 임피던스변화의 위상은 반대가 되고, 평균모드주파수가 중심주파수 보다 높으면 임피던스 변화의 크기는 발진선 중심으로부터 주파수 차와 같이 증가한다. 이와 같은 방법으로 레이저공진기(3) 내부의 광의 세기가 1% 정도만 변화하여도 고주파 방전 임피던스는 약 0.1% 정도로 상당한 변화를 일으키게 된다. 이와 같은 레이저공진기(3)의 임피던스변화에 따라서 입사 또는 반사되는 고주파 에너지 변화를 검출하여 통상의 록인안정기(8)(Lock-in stablizer)를 이용하여 오차신호를 만든 뒤 이를 다시 피에조변환기(7)에 피드백시키는 방법으로 레이저 주파수 및 출력을 안정화시킬 수 있다.
둘째 방법은, 상기 첫째 방법에서 사용하는 광검출기 대신에 레이저 공진기 내부에 고전압 직류 방전관을 설치하여 방전관에서 발생하는 진동신호를 기준신호를 사용하거나, 레이저 외부에 설치한 광감쇄기를 사용하여 최적 출력 이상에서 발생하는 출력을 모두 감쇄시키는 방법이다.
이와 같은 종래의 레이저 출력 및 주파수 안정화 방법에 대해서 미국 특허등록번호 제 4,694,458 호, 제 4,856,010 호 및 제 4,972,425 호에 구체적으로 개재되어 있다.
그러나, 상기 첫째 방법의 광분할기를 사용하여 레이저의 일부를 분할하여 안정화용 기준신호를 발생시키는 방법은 레이저 출력의 일부를 사용하므로 출력이 감소되고, 레이저 광로에 광분할기를 설치하여야 하므로 광분할기의 광축정렬에 어려움이 있고, 레이저 횡모드의 변화가 유발될 수 있는 우려가 있다.
그리고, 상기 둘째 방법의 공진기 내부에 고전압 직류 방전관을 추가로 설치하여 이 방전관에서 발생하는 진동신호를 기준신호로 사용하는 방법은 고전압 방전관 설치로 인하여 레이저 발진 효율이 저하되는 문제점이 있다.
따라서, 상기 두가지 방법 모두 레이저의 구조가 복잡하게 되어 레이저 발생장치의 고장의 원인이 될 뿐만 아니라 생산가격 상승의 원인이 되고 있다.
또한, 레이저 외부에 감쇄기를 부착하여 출력을 안정화하는 방법도 출력된 레이저의 출력을 인위적으로 감쇄시키므로 레이저 효율의 저하를 초래하여 부가장치의 부착으로 인하여 레이저의 구조가 복잡하게 되고 생산가의 상승의 원인이 되고 있다.
본 발명의 목적은, 레이저 공진기 내부나 외부에 특별한 장치를 부착하지 않고 레이저 공진기 자체의 광전류 효과를 이용하여 레이저 이득곡선의 꼭지점에 레이저의 출력과 주파수를 고정시켜 광전류 효과에 의해서 입사 또는 반사되는 고주파신호의 변화를 안정화의 기준으로 이용하는 검출회로를 포함하는 고주파 여기식 슬랩형 도파관 레이저장치 및 검출회로를 이용한 레이저의 출력 및 주파수 안정화 방법을 제공하는 데 있다.
도 1은 본 발명에 따른 검출회로를 포함하는 고주파 여기식 슬랩형 도파관 레이저장치의 제 1 실시예를 설명하기 위한 구성도이다.
도 2는 본 발명에 따른 검출회로를 포함하는 고주파 여기식 슬랩형 도파관 레이저장치의 제 2 실시예를 설명하기 위한 구성도이다.
도 3은 본 발명에 따른 검출회로를 포함하는 고주파 여기식 슬랩형 도파관 레이저장치의 제 3 실시예를 설명하기 위한 구성도이다.
도 4는 본 발명에 따른 검출회로를 포함하는 고주파 여기식 슬랩형 도파관 레이저장치의 제 4 실시예를 설명하기 위한 구성도이다.
※도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 고주파발생기 2 : 임피던스 정합회로
3 : 레이저공진기 4 : 슬랩레이저 출력경
5 : 슬랩레이저 반사경 6 : 슬랩도파관
7 : 피에조변환기 8 : 록인안정기
9 : 연결선 11 : 검출회로
21 : 인덕터결합기 22 : 커패시터
23 : 양방향결합기 24 : 진행파출력부
25 : 반사파출력부
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 검출회로를 포함하는 고주파 여기식 슬랩형 도파관 레이저장치는, 레이저 여기용의 고주파발생기와, 상기 고주파발생기로부터 공급되는 고주파에 의하여 여기될 매질을 포함하는 슬랩도파관, 상기 슬랩도파관의 일단에 취부되는 슬랩레이저 반사경 및 상기 슬랩레이저 반사경에 대향되는 위치의 슬랩도파관의 타단에 취부되는 슬랩레이저 출력경을 포함하여 이루어지는 레이저공진기와, 상기 슬랩레이저 출력경의 후단에 취부되는 피에조변환기 및 상기 피에조변환기의 진동을 위한 신호의 출력을 인가하기 위한 록인안정기를 포함하는 고주파 여기식 슬랩형 도파관 레이저장치에 있어서, 상기 고주파발생기와 슬랩도파관을 연결하는 연결선에 상기 레이저공진기 자체에서 발생되는 광전류효과에 의한 전류신호를 검출하기 위한 검출회로를 연결하고, 이 검출회로의 신호를 록인안정기에 피드백되도록 연결하여 이루어짐을 특징으로 한다.
상기 검출회로의 상기 연결선에의 연결은 상기 고주파발생기와 상기 레이저공진기를 연결하는 연결선의 주위에 인덕터결합기를 위치시키는 것에 의하여 이루어진다.
상기 검출회로의 상기 연결선에의 연결은 또한 상기 고주파발생기와 상기 레이저공진기를 연결하는 연결선에 커패시터를 경유하는 전기적인 연결에 의하여 이루어진다.
상기 검출회로의 상기 연결선에의 연결은 또한 상기 고주파발생기와 상기 레이저공진기를 연결하는 연결선에 양방향결합기를 경유하는 전기적인 연결에 의하여 상기 양방향결합기의 진행파출력부에 상기 검출회로를 연결시키는 것에 의하여 이루어진다.
상기 검출회로의 상기 연결선에의 연결은 또한 상기 고주파발생기와 상기 레이저공진기를 연결하는 연결선에 양방향결합기를 경유하는 전기적인 연결에 의하여 상기 양방향결합기의 반사파출력부에 상기 검출회로를 연결시키는 것에 의하여 이루어진다.
또한, 본 발명에 따른 검출회로를 이용한 레이저의 출력 및 주파수 안정화 방법은, 레이저 여기용의 고주파발생기와, 상기 고주파발생기로부터 공급되는 고주파에 의하여 여기될 매질을 포함하는 슬랩도파관, 상기 슬랩도파관의 일단에 취부되는 슬랩레이저 반사경 및 상기 슬랩레이저 반사경에 대향되는 위치의 슬랩도파관의 타단에 취부되는 슬랩레이저 출력경을 포함하여 이루어지는 레이저공진기와, 상기 슬랩레이저 출력경의 후단에 취부되는 피에조변환기 및 상기 피에조변환기의 진동을 위한 신호의 출력을 인가하기 위한 록인안정기를 포함하는 고주파 여기식 슬랩형 도파관 레이저장치에 상기 고주파발생기와 슬랩도파관을 연결하는 연결선에 상기 레이저공진기 자체에서 발생되는 광전류효과에 의한 전류신호를 검출하기 위한 검출회로를 연결하고, 이 검출회로의 신호를 록인안정기에 피드백되도록 연결하여 이루어지는 검출회로를 포함하는 고주파 여기식 슬랩형 도파관 레이저장치에서, 상기 검출회로에 의하여 검출된 검출신호를 측정하는 검출단계; 상기 검출신호를 상기 록인안정기의 기준신호와 비교하는 비교단계; 상기 비교단계에서의 검출신호와 기준신호 간의 차이로 나타나는 오차신호를 발생시키는 신호발생단계; 및 상기 오차신호를 다시 록인안정기로 피드백시키는 피드백단계;를 포함하여 이루어짐을 특징으로 한다.
이하, 본 발명의 구체적인 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1 내지 도 4에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 검출회로(11)를 포함하는 고주파 여기식 슬랩형 도파관 레이저장치는, 레이저 여기용의 고주파발생기(1)와, 상기 고주파발생기(1)로부터 공급되는 고주파에 의하여 여기될 매질을 포함하는 슬랩도파관(6), 상기 슬랩도파관(6)의 일단에 취부되는 슬랩레이저 반사경(5) 및 상기 슬랩레이저 반사경(5)에 대향되는 위치의 슬랩도파관(6)의 타단에 취부되는 슬랩레이저 출력경(4)을 포함하여 이루어지는 레이저공진기(3)와, 상기 슬랩레이저 출력경(4)의 후단에 취부되는 피에조변환기(7) 및 상기 피에조변환기(7)의 진동을 위한 신호의 출력을 인가하기 위한 록인안정기(8)를 포함하는 고주파 여기식 슬랩형 도파관 레이저장치에 있어서, 상기 고주파발생기(1)와 슬랩도파관(6)을 연결하는 연결선(9)에 상기 레이저공진기(3) 자체에서 발생되는 광전류효과에 의한 전류신호를 검출하기 위한 검출회로(11)를 연결하고, 이 검출회로(11)의 신호를 록인안정기(8)에 피드백되도록 연결하여 이루어짐을 특징으로 한다.
상기에서 검출회로(11)는 상기 연결선(9)에 연결되어 연결선(9)에 유도되는 미약한 전류신호를 검출하는 데 사용되는 것으로서, 고에너지의 고주파신호로부터 상기 레이저공진기(3) 내에서 광전류효과에 의하여 나타나는 전류신호를 분리하는 회로로서, 당업자에게는 용이하게 이해될 수 있는 상용화된 것이다.
여기에서 상기 검출회로(11)에 유도되는 전류신호는 광전류효과에 기인하여 레이저발진기 자체에서 발생되는 것으로서, 이러한 전류신호는 상기 연결선(9) 등과 같은 레이저발진기에 연결된 도체들에 인가되며, 이 전류신호를 검출회로(11)로 검출하고, 이를 상기한 바와 같이 통상의 록인안정기(8)(Lock-in stablizer)를 이용하여 오차신호를 만든 뒤 이를 다시 피에조변환기(7)에 피드백시키는 방법으로 레이저 주파수를 안정화시킬 수 있다.
상기 검출회로(11)의 상기 연결선(9)에의 연결은, 도 1에 나타낸 바와 같이, 상기 고주파발생기(1)와 상기 레이저공진기(3)를 연결하는 연결선(9)의 주위에 인덕터결합기(21)를 위치시키는 것에 의하여 이루어질 수 있다. 이때, 상기 인덕터결합기(21)는 상기 연결선(9)을 따라 흐르는 광전류효과에 기인하는 전류신호에 따라 유도전류가 인덕터결합기(21)의 코일에 유도되고, 이 유도전류가 상기 검출회로(11)에 의하여 검출되게 된다. 상기 인덕터결합기(21)에 의한 연결은 원리의 레이저발진기를 구성하는 연결선(9)에 직접 연결되지 않기 때문에 연결이 간편하고, 고출력 레이저 경우 높은 에너지를 가진 고주파를 연결선(9)에 입력시키는 경우에도 간편하게 유도전류를 검출할 수 있는 장점을 갖는다.
상기 검출회로(11)의 상기 연결선(9)에의 연결은 또한, 도 2에 도시한 바와 같이, 상기 고주파발생기(1)와 상기 레이저공진기(3)를 연결하는 연결선(9)에 커패시터(22)를 경유하는 전기적인 연결에 의하여 이루어질 수 있다. 상기 커패시터(22)를 경유하는 전기적인 연결은 연결선(9)과의 직접적인 연결이기 때문에 광전류효과에 기인하는 전류신호가 미약한 경우에도 이를 충분히 검출할 수 있다는 장점을 가질 수 있다.
상기 검출회로(11)의 상기 연결선(9)에의 연결은 또한, 도 3에 나타낸 바와 같이, 상기 고주파발생기(1)와 상기 레이저공진기(3)를 연결하는 연결선(9)에 양방향결합기(23)를 경유하는 전기적인 연결에 의하여 상기 양방향결합기(23)의 진행파출력부(24)에 상기 검출회로(11)를 연결시키는 것에 의하여 이루어질 수 있으며, 도4에 도시한 바와 같이, 상기 고주파발생기(1)와 상기 레이저공진기(3)를 연결하는 연결선(9)에 양방향결합기(23)를 경유하는 전기적인 연결에 의하여 상기 양방향결합기(23)의 반사파출력부(25)에 상기 검출회로(11)를 연결시키는 것에 의하여 이루어질 수 있다. 상기 양방향결합기(23)는 입사되는 고주파에너지 값과 반사되는 고주파에너지 값에 비례하는 전압을 각각 출력하는 장치로서, 동작원리 및 제조방법은 미국특허 3,426,298(Carl G. sontheimer and Raymond E. Fredrick: February 4, 1969)로 등록되어 있으며, 본 명세서에서는 이를 참조한다.
상기한 바와 같은 구성에 의하여 종래의 방법에서와 같이 레이저 출력의 일부를 광분할기로 분할한 뒤, 광검출기로 검출한 진동신호를 안정화의 기준신호로 사용하는 방법에 따른 출력의 감소나 광분할기의 광축정렬에 어려움 및 레이저 횡모드의 변화 등의 문제점을 해결할 수 있게 된다.
또한, 본 발명에 따른 검출회로(11)를 이용한 레이저의 출력 및 주파수 안정화 방법은, 레이저 여기용의 고주파발생기(1)와, 상기 고주파발생기(1)로부터 공급되는 고주파에 의하여 여기될 매질을 포함하는 슬랩도파관(6), 상기 슬랩도파관(6)의 일단에 취부되는 슬랩레이저 반사경(5) 및 상기 슬랩레이저 반사경(5)에 대향되는 위치의 슬랩도파관(6)의 타단에 취부되는 슬랩레이저 출력경(4)을 포함하여 이루어지는 레이저공진기(3)와, 상기 슬랩레이저 출력경(4)의 후단에 취부되는 피에조변환기(7) 및 상기 피에조변환기(7)의 진동을 위한 신호의 출력을 인가하기 위한 록인안정기(8)를 포함하는 고주파 여기식 슬랩형 도파관 레이저장치에 상기 고주파발생기(1)와슬랩도파관(6)을 연결하는 연결선(9)에 상기 레이저공진기(3) 자체에서 발생되는 광전류효과에 의한 전류신호를 검출하기 위한 검출회로(11)를 연결하고, 이 검출회로(11)의 신호를 록인안정기(8)에 피드백되도록 연결하여 이루어지는 검출회로(11)를 포함하는 고주파 여기식 슬랩형 도파관 레이저장치에서, 상기 검출회로(11)에 의하여 검출된 검출신호를 측정하는 검출단계; 상기 검출신호를 상기 록인안정기(8)의 기준신호와 비교하는 비교단계; 상기 비교단계에서의 검출신호와 기준신호 간의 차이로 나타나는 오차신호를 발생시키는 신호발생단계; 및 상기 오차신호를 다시 록인안정기(8)로 피드백시키는 피드백단계;를 포함하여 이루어짐을 특징으로 한다.
상기 검출단계는 연결선(9)에 연결된 검출회로(11)에 의하여 레이저공진기(3) 자체에서 발생되는 광전류효과에 의한 전류신호를 검출하는 단계로서, 본 발명에 의하여 제공되는 상기한 검출회로(11)를 포함하는 고주파 여기식 슬랩형 도파관 레이저장치에서 레이저공진기(3)에 별도의 광분할기 등을 연결하지 않고도 록인안정기(8)에 피드백되어 피에조변환기(7)를 진동시킬 수 있는 신호를 샘플링할 수 있도록 한다.
상기 비교단계에서는 상기 검출단계에서 샘플링된 전류신호로서의 검출신호를 상기 록인안정기(8)의 기준신호와 비교하여 이를 후속하는 록인안정기(8)로 피드백할 오차신호를 발생시킬 수 있도록 한다.
상기 신호발생단계에서는 상기 비교단계에서의 검출신호와 기준신호 간의 차이로 나타나는 오차신호를 발생시키고, 최종적으로 이를 상기록인안정기(8)로 피드백시킬 수 있도록 한다.
또한, 상기 피드백단계는 상기 신호발생단계에서 발생된 상기 오차신호를 다시 록인안정기(8)로 피드백시키는 단계이다.
이상에서 검출회로(11)를 이용한 레이저의 출력 및 주파수 안정화 방법을 각 단계별로 구분하여 설명하기는 하였으나, 이는 회로구성의 특성상 동시적으로 일어나는 것으로서, 상기한 바와 같은 본 발명에 따른 검출회로(11)를 포함하는 고주파 여기식 슬랩형 도파관 레이저장치에서와 같이 검출회로(11)가 상기 연결선(9)에 연결되어 레이저발진기에서 출력되는 광전류효과에 의한 전류신호를 검출하고, 기존의 록인안정기(8)의 기준신호와 비교하여 양 신호 간의 오차신호를 다시 록인안정기(8)로 피드백하여 자동적으로 보정된 진동수로 피에조변환기(7)가 진동되도록 함으로써 레이저공진기(3)의 광학적 길이를 피에조변환기(7)에 의한 진동에 의하여 일정한 평균값을 갖도록 하여 안정화된 출력 및 주파수를 갖는 레이저의 발생을 가능하도록 한다.
따라서, 본 발명에 의하면 종래의 방법에서와 같이 레이저 출력의 일부를 광분할기로 분할한 뒤, 광검출기로 검출한 진동신호를 안정화의 기준신호로 사용하는 방법에 따른 출력의 감소나 광분할기의 광축정렬에 어려움 및 레이저 횡모드의 변화 등의 문제점 없이 안정화된 출력 및 주파수를 갖는 레이저의 발생을 가능하게 하는 효과가 있다.
이상에서 본 발명은 기재된 구체예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.
Claims (6)
- 레이저 여기용의 고주파발생기와, 상기 고주파발생기로부터 공급되는 고주파에 의하여 여기될 매질을 포함하는 슬랩도파관, 상기 슬랩도파관의 일단에 취부되는 슬랩레이저 반사경 및 상기 슬랩레이저 반사경에 대향되는 위치의 슬랩도파관의 타단에 취부되는 슬랩레이저 출력경을 포함하여 이루어지는 레이저공진기와, 상기 슬랩레이저 출력경의 후단에 취부되는 피에조변환기 및 상기 피에조변환기의 진동을 위한 신호의 출력을 인가하기 위한 록인안정기를 포함하는 고주파 여기식 슬랩형 도파관 레이저장치에 있어서,상기 고주파발생기와 슬랩도파관을 연결하는 연결선에 상기 레이저공진기 자체에서 발생되는 광전류효과에 의한 전류신호를 검출하기 위한 검출회로를 연결하고, 이 검출회로의 신호를 록인안정기에 피드백되도록 연결하여 이루어짐을 특징으로 하는 검출회로를 포함하는 고주파 여기식 슬랩형 도파관 레이저장치.
- 제 1 항에 있어서,상기 검출회로의 상기 연결선에의 연결은 상기 고주파발생기와 상기 레이저공진기를 연결하는 연결선의 주위에 인덕터결합기를 위치시키는 것에 의하여 이루어짐을 특징으로 하는 상기 검출회로를 포함하는 고주파 여기식 슬랩형 도파관 레이저장치.
- 제 1 항에 있어서,상기 검출회로의 상기 연결선에의 연결은 또한 상기 고주파발생기(1)와 상기 레이저공진기를 연결하는 연결선에 커패시터를 경유하는 전기적인 연결에 의하여 이루어짐을 특징으로 하는 상기 검출회로를 포함하는 고주파 여기식 슬랩형 도파관 레이저장치.
- 제 1 항에 있어서,상기 검출회로의 상기 연결선에의 연결은 또한 상기 고주파발생기와 상기 레이저공진기를 연결하는 연결선에 양방향결합기를 경유하는 전기적인 연결에 의하여 상기 양방향결합기의 진행파출력부에 상기 검출회로를 연결시키는 것에 의하여 이루어짐을 특징으로 하는 상기 검출회로를 포함하는 고주파 여기식 슬랩형 도파관 레이저장치.
- 제 1 항에 있어서,상기 검출회로의 상기 연결선에의 연결은 또한 상기 고주파발생기와 상기 레이저공진기를 연결하는 연결선에 양방향결합기를 경유하는 전기적인 연결에 의하여 상기 양방향결합기의 반사파출력부에 상기 검출회로를 연결시키는 것에 의하여 이루어짐을 특징으로 하는 상기 검출회로를 포함하는 고주파 여기식 슬랩형 도파관 레이저장치.
- 레이저 여기용의 고주파발생기와, 상기 고주파발생기로부터 공급되는 고주파에 의하여 여기될 매질을 포함하는 슬랩도파관, 상기 슬랩도파관의 일단에 취부되는 슬랩레이저 반사경 및 상기 슬랩레이저 반사경에 대향되는 위치의 슬랩도파관의 타단에 취부되는 슬랩레이저 출력경을 포함하여 이루어지는 레이저공진기와, 상기 슬랩레이저 출력경의 후단에 취부되는 피에조변환기 및 상기 피에조변환기의 진동을 위한 신호의 출력을 인가하기 위한 록인안정기를 포함하는 고주파 여기식 슬랩형 도파관 레이저장치에 상기 고주파발생기와 슬랩도파관을 연결하는 연결선에 상기 레이저공진기 자체에서 발생되는 광전류효과에 의한 전류신호를 검출하기 위한 검출회로를 연결하고, 이 검출회로의 신호를 록인안정기에 피드백되도록 연결하여 이루어지는 검출회로를 포함하는 고주파 여기식 슬랩형 도파관 레이저장치에서,상기 검출회로에 의하여 검출된 검출신호를 측정하는 검출단계;상기 검출신호를 상기 록인안정기의 기준신호와 비교하는 비교단계;상기 비교단계에서의 검출신호와 기준신호 간의 차이로 나타나는 오차신호를 발생시키는 신호발생단계; 및상기 오차신호를 다시 록인안정기로 피드백시키는 피드백단계;를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 검출회로를 이용한 레이저의 출력 및 주파수 안정화 방법.
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