KR102296466B1 - 피코초 레이저 생성 장치 및 방법 - Google Patents

피코초 레이저 생성 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 피코초 레이저 생성 장치에 관한 것으로, 본 발명의 실시예에 따른 피코초 레이저 생성 장치는 펄스형 레이저 에너지(pulsed laser energy)를 생성시키되, 레이저 소스로부터 발진된 레이저를 SBS(Stimulated Brillouin Scattering) 압축 방식으로 압축시키는 압축기; 및 상기 압축기로부터 상기 SBS 압축 펄스를 추출시키는 추출기를 포함한다.

Description

피코초 레이저 생성 장치 및 방법{APPARATUS FOR GENERATING PICOSECOND LASER AND METHOD FOR GENERATING THE PICOSECOND LASER}
본 발명은 레이저 생성 장치 및 방법에 관한 것으로, 단기 펄스 지속시간(예를 들어, 약 1 ns 미만) 및 펄스당 고에너지 출력(예를 들어, 약 250 mJ 초과)을 갖는 레이저 에너지를 생성하여 인체로부터 문신과 같은 색소 입자들을 제거하는 피코초 레이저 생성 장치 및 방법에 관한 것이다.
서브나노세컨드(Subnanosecond, shorter in duration than a nanosecond)와 피코초(Picosecond) 레이저는 광 파라메트릭 증폭기를 위한 효율적인 펌프 소스(pump source)로서 활용되거나, 원자 및 분자 분광법(atomic and molecular spectroscopy)을 위한 스페트럼 순도가 높은 고차 조화파 발생에 활용되는 등 다양한 분야에 활용되고 있다.
이러한 피코초 레이저는 주로 모드락(Mode-locking) 방식으로 생성되고 있었다. 그러나, 모드락 방식으로 생성된 레이저는 비변동식 반복률에서 작동하고, 특정한 상황이 일어나도록 동기화되게 하는 등의 정교한 기술들을 필요로 한다.
한편, 모드락 방식의 대안으로써는 Q-switched nanosecond 레이저를 라만 (Raman)과 브릴루안(Brillouin) 펄스 압축방식에 의해 펄스를 압축하는 방식이 있다. 유도 브릴루안 산란(stimulated Brillouin scattering) 현상은 강력한 레이저의 펄스 압축을 위해 더 적합하고, 더 높은 양자 효율(quantum efficiency)과 높은 이익, 위상 공액(phase conjugation)에 의한 수차(aberrations) 보정을 제공한다고 밝혀진 바 있다.
한편, 레이저는 의료 분야에서 특정 조직의 파괴를 일으키는 외과적 수술 및 성형 시술에 매우 유용한 것으로 알려져 있다. 예컨데, 연령 관련 황반변성(age-related macular degeneration; AMD)에서 형성되는 망막하(subretinal) 상처 조직 또는 혈관 장애(vascular lesion)들을 일으키는 확장성 혈관들을 파괴하는데 레이저가 활용될 수 있다. 또한, 다리 심정맥들, 포도주색 반점 모반(portwine stain birthmark) 및 다른 확장성 혈관 및 색소성 병변과 같은 다양한 피부과적 문제들을 해결하는데 레이저가 활용되고 있다.
여기서, 레이저의 펄스 지속시간 및 펄스 강도는, 예를 들어 레이저 에너지가 상기 펄스 중에 둘러싸고 있는 조직에 대해 확산하거나 원하지 않는 국지적 기화를 유발하는 등의 영향을 미칠 수 있다.
레이저 펄스 지속시간이 치료대상 조직 또는 구조들의 열 이완 시간(thermal relaxation time) 이하로 유지되도록 하여 적절한 가열효과를 구현하고 있었다. 예를 들면, 포도주색 반점 모반들에 포함되는 작은 혈관들의 경우, 대략 수백 μs 내지 수 ms의 열 이완 시간을 가지므로, 이러한 조직들에 조사되는 레이저 펄스의 지속시간이 수백 ㎲ 내지 수 ㎳ 이하가 되야 한다는 것이다.
그러나, 펄스 지속시간이 훨씬 더 짧은 레이저들은 광기계적(photo mechanical) 프로세스를 유발시킬 수 있다. 이러한 광기계적 프로세스는 레이저의 펄스 지속시간이 목표 입자들을 통과하는 음파의 음향 전달 시간 이하일 때 발생될 수 있으며, 열 이완 시간 미만의 지속시간을 가지는 레이저 펄스들이 조사된 목표 입자 내에서의 열의 축적과 유사한 방식으로 입자들 내에 압력이 증강하도록 한다.
상술한 광기계적 프로세스는 특히 문신들, 포도주색 반점들 및 다른 모반들을 포함하는 피부 색소침착(pigmentation)을 치료하는 분야에서, 상업적으로 중요한 기회들을 제공할 수 있다.
직경이 1㎛ 이하의 문신 색소 입자들로 이루어진 문신들은, 인체의 일반적인 면역작용을 통해 제거될 수 있지만, 직경이 1 내지 10 ㎛ 이상인 색소 입자들은 자연적으로 제거되기 어렵다.
일반적인 고체 매질에서의 음파의 속도가 약 3000 m/s이므로, 그와 같은 입자들에 걸친 음향 전달 시간 및 결과적으로 이들의 광기계적 파괴를 달성하는 데 요구되는 레이저 펄스 지속시간은 수백 피코초 이하가 될 수 있다.
한편, 문신 색소 입자들 및 다른 색소 침착들을 효과적으로 파괴 또는 붕괴시키기 위해서는 전술한 펄스 지속시간 이외에도, 소정 기준 이상의 에너지가 필요하다. 예컨데, 치료 스팟의 직경이 수 mm인 경우, 수백 mJ 이상의 에너지를 갖는 레이저가 조사될 필요가 있다.
따라서, 전술한 펄스 지속시간 및 에너지 크기 기준에 부합되는 레이저를 출력할 수 있으면서도 의료분야에 활용될 수 있는 기술적 수단의 개발이 요구되고 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 인체의 문신과 같은 색소 침착 조직 등과 관련하여, 색소 입자들을 효율적으로 파괴 또는 붕괴시킬 수 있는 피코초 레이저 생성 장치를 제공하는 것에 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 대략 800ps 미만의 펄스 지속시간(pulse duration)을 갖는 펄스형 레이저 에너지(pulsed laser energy)를 생성시킬 수 있는 피코초 레이저 생성 장치를 제공하는 것에 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 인체의 문신과 같은 색소 침착 조직 등과 관련하여, 색소 입자들을 효율적으로 파괴 또는 붕괴시킬 수 있는 피코초 레이저 생성 방법을 제공하는 것에 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 대략 800ps 미만의 펄스 지속시간을 갖는 펄스형 레이저 에너지를 생성시킬 수 있는 피코초 레이저 생성 방법을 제공하는 것에 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 피코초 레이저 생성 장치는 펄스형 레이저 에너지(pulsed laser energy)를 생성시키되, 레이저 소스로부터 발진된 레이저를 SBS(Stimulated Brillouin Scattering) 압축 방식으로 압축시키는 압축기; 및 상기 압축기로부터 상기 SBS 압축 펄스를 추출시키는 추출기를 포함할 수 있다.
이때, 상기 SBS 압축기는 액체 상태의 SBS 레이저 매질(medium)을 포함할 수 있다.
또한, 상기 공진기는 상기 SBS 압축기의 양측에 배치되는 미러들을 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 공진기는: 레이저의 이동 경로 상에 나란히 배치되는 제1 압축기 및 제2 압축기; 및 상기 제1 압축기와 상기 제2 압축기 사이에 배치되는 렌즈를 포함할 수 있다.
또한, 상기 추출기에 의해 추출된 펄스형 레이저 에너지는 800ps 미만의 펄스 지속시간(pulse duration)을 갖는 것이 바람직하다.
본 발명의 일실시예에 다른 피코초 레이저 생성 방법은, 펄스형 레이저 에너지(pulsed laser energy)를 생성하되, 레이저 소스로부터 발진된 레이저를 SBS(Stimulated Brillouin Scattering) 압축 방식으로 압축시키는 단계; 및 상기 SBS 압축된 펄스를 추출하는 단계를 포함할 수 있다.
이때, 상기 레이저 소스로부터 발진된 레이저를 SBS(Stimulated Brillouin Scattering) 압축 방식으로 압축시키는 단계는, 액체 상태의 SBS 매질(medium)에 상기 레이저 소스로부터 발진된 레이저를 제공하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 상기 레이저 소스로부터 발진된 레이저를 SBS(Stimulated Brillouin Scattering) 압축 방식으로 압축시키는 단계는, 800ps 미만의 펄스 지속시간(pulse duration)을 갖는 펄스형 레이저 에너지를 생성하는 것일 수 있다.
본 발명에 따른 피코초 레이저 생성 장치는 대략 800ps 미만의 펄스 지속시간을 갖는 펄스형 레이저 에너지를 생성한 후 이를 인체의 문신과 같은 색소 침착 조직에 조사함으로써, 색소 입자들을 효율적으로 파괴 또는 붕괴시킬 수 있으므로, 인체의 문신 제거 효율을 크게 향상시킬 수 있다.
본 발명에 따른 피코초 레이저 생성 방법은 대략 800ps 미만의 펄스 지속시간을 갖는 펄스형 레이저 에너지를 생성한 후 이를 인체의 문신과 같은 색소 침착 조직에 조사함으로써, 색소 입자들을 효율적으로 파괴 또는 붕괴시킬 수 있으므로, 인체의 문신 제거 효율을 크게 향상시킬 수 있다.
도 1은 레이저 펄스 지속시간에 따른 타겟 내의 상대 피크 압력의 비선형 응답을 보여주는 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 피코초 레이저 생성 장치를 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 피코초 레이저 생성 장치를 이용하여 추출된 펄스형 레이저를 16GHz 오실로스코프와 1GHz Si 포토 다이오드를 이용하여 측정한 결과를 보여주는 그래프이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 피코초 레이저 생성 장치를 이용하여 추출된 펄스형 레이저를 16GHz 오실로스코프와 1.2GHz Si 포토 다이오드를 이용하여 측정한 결과를 보여주는 그래프이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면들과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있다. 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공될 수 있다. 명세서 전문에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다
본 명세서에서 사용된 용어들은 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 단계는 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 '포함한다(comprise)' 및/또는 '포함하는(comprising)'은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
또한, 본 명세서에서 기술하는 실시예들은 본 발명의 이상적인 예시도들을 참고하여 설명될 것이다. 도면들에 있어서, 각 구성들의 세부 크기, 형태, 두께, 곡률 등은 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장되거나 도식화된 것으로서, 허용 오차 등에 의해 그 형태가 변형될 수 있다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여, 본 발명의 실시예에 따른 피코초 레이저 생성 장치 및 이의 동작 방법에 대해 상세히 설명한다.
도 1은 레이저 펄스 지속시간에 따른 타겟 내의 상대 피크 압력의 비선형 응답을 보여주는 도면이다.
본 발명은 문신 색소 입자들 및 색소성 병변 등을 광기계적으로 파괴하는 수십 내지 수백 피코초(picosecond)의 지속시간을 갖는 레이저 펄스 생성 능력과 연관될 수 있다. 색소 입자들에 대한 기계적 파괴는 면역 체계와 연관된 제거 등과 같은 신체의 자연스런 제거 프로세스들에 의한 색소 입자들의 제거를 용이하게 할 수 있다. 이 펄스 지속시간들은 다른 방식으로는 피복 조직 내에서 지속적으로 남아 있을 만큼(예를 들어, 정상적인 면역 체계 응답들에 의해서는 제거되지 않는) 충분하게 큰 약 1 내지 10 ㎛의 직경을 가지는 입자들에 걸친 음향 전달 시간과 동일한 크기를 가질 수 있다.
도 1을 참조하면, 도 1의 X축에 따른 펄스 지속시간의 단위들은 문신 색소 입자 등의 목표 입자에 걸친 음향 전송 시간의 배수로 정의될 수 있다. 음향 전달 시간은 음파가 이 표적화된 입자를 횡단하는 데 요구되는 시간으로 정의될 수 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, 타겟에 대한 광기계적 응력은 조사하는 펄스 지속시간이 약 2 전달 시간들 미만으로 감소될 때 급격히 증가될 수 있다. 이 효과는 약 하나의 전달 시간 이하에서 극적으로 더욱 현저해진다. 따라서, 도 1을 통해, 문신들 및 다른 색소성 피부 병변들에 대한 광기계적 치료 또는 제거 프로토콜을 설계할 때 피코초 펄스 지속시간 범위에서 동작하는 능력이 중요하다는 것을 확인할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 피코초 레이저 생성 장치는 대략 1 ns 미만, 예컨대 대략 500 피코초(ps) 내지 900ps 범위의 펄스 지속시간을 가지는 레이저 에너지를 생성할 수 있다. 더 바람직하게는, 대략 700ps 내지 800ps 범위의 펄스 지속시간을 가지는 레이저를 생성할 수 있다. 이때, 공통 펄스 지속시간 값들은 대략 500ps부터 약 900ps까지의 범위 내에 있을 수 있다. 상기 값들은 일반적으로 약 1내지 10 ㎛의 직경을 가지는 색소 침착 입자들에 대한 수개 미만(예를 들어, 약 1에서 약 3)의 음향 전달 시간들을 나타낸다.
또한, 피부에 침착된 색소 입자들을 효율적으로 치료 또는 제거하기 위해서는 소정 기준 이상의 출력특성을 갖는 레이저가 필요하다. 예를 들어, 색소 입자들을 효과적으로 파괴하는데 요구되는 에너지 플루언스는 일반적으로 약 1~10J/㎠의 범위 내에 있다. 또한, 수 mm 직경의 영역을 치료하기 위해서 요구되는 레이저 출력은 적어도 펄스당 약 100mJ이고, 바람직하게는 펄스당 약 200부터 약 800mJ의 범위가 충족될 필요가 있다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 피코초 레이저 생성 장치를 개략적으로 보여주는 도면이다. 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 피코초 레이저 생성 장치(10)는 레이저 소스(20), 아이솔레이터(isolator, 30), 편광기(40), 그리고 공진부(50)를 포함할 수 있다.
상기 레이저 소스(20)는 레이저를 생성 또는 발진시킬 수 있다. 상기 레이저 소스(20)에는 오실레이터(oscillator)가 포함될 수 있다. 또한, 상기 레이저 소스(20)는 Q-switching 방식으로 레이저를 발진할 수 있다. 상기 레이저 소스(20)에 의해 발진된 레이저는 상기 아이솔레이터(30)에 의해 상기 공진부(50)를 향하는 단방향으로 최소 손실 조건으로서 이동할 수 있다. 상기 편광기(40)는 상기 아이솔레이터(30)로부터 제공받은 레이저를 상기 공진부(50)로 이동시킬 수 있다. 또한, 상기 편광기(40)는 상기 공진부(50)에 의해 압축된 펄스형 레이저를 측정부(60)를 향해 추출시키는 추출기로 사용될 수 있다. 상기 공진부(50)는 레이저를 압축 및/또는 증폭시키는 기능을 수행할 수 있다. 그리고, 상기 측정부(60)는 상기 피코초 레이저 생성 장치(10)로부터 추출된 레이저의 펄스 지속시간(pulse duration)을 측정할 수 있는 장치일 수 있다. 상기 측정부(60)로는 포토 다이오드(photo diode) 등이 사용될 수 있다.
상기 아이솔레이터(30)와 상기 편광기(40) 사이에는 이분의 일 파장판(Half Wave Plate:HWP, 22)이 배치되고, 상기 편광기(40)와 상기 공진부(50) 사이에는 사분의 일 파장판(Quarter Wave Plate:QWP, 24)이 배치될 수 있다. 그리고, 상기 공진부(50) 상의 적절한 위치에 빔 익스팬더(beam expander, 32) 및 제1 렌즈(34)가 배치될 수 있다. 상기 빔 익스팬더(32)는 직경이 작은 평행 광선속을 직경이 큰 평행 광선속으로 변환하는 기능을 수행할 수 있다. 이와 같은 기능을 수행하기 위하여, 일실시예에서, 빔 익스팬더(32)는 초점 위치를 일치시킨 2조의 렌즈를 포함할 수 있다. 상기 제1 렌즈(34)는 상기 빔 익스팬더(32)를 투과한 레이저가 소정의 광폭을 갖도록 압축시키는 기능을 수행할 수 있다. 또한, 도시되지는 않았지만, 추가 렌즈 등이 더 구비될 수도 있다.
상기 공진부(50)는 원하는 펄스 지속시간 및 펄스당 에너지를 가지는 레이저 를 생성하는 기능을 수행할 수 있다. 이를 위해, 상기 공진부(50)는 적어도 하나의 압축기(52)를 포함할 수 있다.
한편, 도시되지는 않았지만, 상기 공진부(50)의 양단에 특정 반사율을 갖는 별도의 미러들을 배치시킬 수 있다. 상기 미러들은 레이저를 전반사 하거나, 또는 입사하는 방사선의 적어도 90%, 바람직하게는 적어도 95%, 더 바람직하게는 적어도 99%를 반사하는 기능을 수행할 수 있다.
또한, 도시되지는 않았지만, 상기 압축기(52)는 적어도 하나의 SBS(Stimulated Brillouin Scattering) 압축기를 포함할 수 있다.
일실시예에서, 상기 압축기(52)는 레이저의 이동 경로 상에 나란히 배치되는 제1 및 제2 압축기들을 포함할 수 있다. 이때, 상기 제1 및 제2 압축기들 각각은 레이저 펄스를 압축할 수 있는 소정의 매질을 가질 수 있다. 여기서, 레이저 펄스의 압축은 전술한 라만(Raman)과 브릴루안(Brilouin) 펄스 압축방식에 의하여 수행될 수 있으며, 소정의 매질은 액체 또는 고체 타입일 수 있다. 다른 실시예에서, 상기 압축기(52)는 하나의 압축기를 구비할 수도 있다. 상기 압축기는 전술한 라만(Raman)과 브릴루안(Brilouin) 펄스 압축방식에 의하여 페이저 펄스를 압축시킬 수 있는 매질을 가질 수 있다.
특히, 압축기(52)에 포함되는 매질은 플루오르화탄소(flourocarbons) 또는 사염화탄소(tetrachlorides) 등의 액체 타입 매질이거나, 결정질 석영(Crystalline Quartz)이나 사파이어(sapphire) 등의 고체 타입 매질일 수 있다. 더 나아가, 용융 실리카(fused silica)나 용융석영(fused quartz)로 매질이 이루어질 수도 있다. 그 밖에도 다양한 형태의 레이저 매질이 사용될 수 있으며, 상술한 매질로 한정되지 않을 수 있다.
다만, 플루오르화탄소 또는 사염화탄소와 같은 액체 매질들은 용해된 불순물들을 제거하기 위해 미세 여과를 필요로 하며, 독성을 지니고 있기 때문에 반드시 주의해서 다루어야 한다. 이에 반해, 고체 타입의 매질은 컴팩트(compact)하고 무해한 반면에 고장 손상 유발하는 빈도가 높다.
이에 따라, 상기 제1 및 제2 압축기들은 레이저 펄스의 압축을 수행할 수 있다.
참고로, SBS 위상 공액 거울과 SBS 펄스 압축기에서 셀 배열(cell arrangements)에는 크게 두 가지 방식이 있다. 먼저, 장초점 렌즈가 SBS 셀 또는 끝이 가늘어지는 도파로인 테이퍼 도파로(tapered waveguide)로 레이저를 포커스 되도록 하는 싱글 셀(single cell) SBS 발생기는 SBS 매질(medium)을 포함할 수 있다. 두번째로는, 전체 체인(chain)이 있는 멀티 셀(multiple cell) SBS 증폭기는 싱글 셀(single cell SBS) 생성기에 의해 시드(seed) 될 수 있다. 상기 싱글 셀 압축기는 단지 낮은 입력 에너지(input energy)와 높은 변환 효율에서만 작동하므로, 고에너지(high-energy) 펄스에서의 사용에는 적합하지 않을 수 있다.
SBS 펄스 압축 방식은 별도의 복잡한 전자장치가 없이도 구현될 수 있으며, 상대적으로 저비용의 재료들로 구현될 수 있는 수동적인 프로세스(passive process)라 볼 수 있다.
따라서, SBS 펄스 압축 방식은 편리하고 경제적인 방식으로 대략 100 내지 200ps의 단펄스가 몇몇의 나노세컨드(nanosecond) 펄스와 동기화될 수 있다. 이러한 동기화는 나노세컨드 레이저 펄스에 의해 시작된 플라즈마를 위해 진단하는 툴(tool)로서 사용될 수도 있다.
한편, 상기 공진부(50)를 이루는 요소들은 다음과 같이 배치될 수 있다.
먼저, 상기 제1 렌즈(34)는 레이저 초점(F)으로부터 대략 140 내지 160㎝에 배치되고, 상기 부가 렌즈(미도시됨)는 상기 레이저 초점(F)으로부터 대략 50 내지 70㎝에 배치될 수 있다. 상기 제1 압축기(미도시됨)는 상기 제1 렌즈 및 부가 렌즈들 사이에서 대략 70cm 내지 90cm의 길이로서 배치될 수 있다. 상기 제2 압축기(미도시됨)는 상기 부가 렌즈의 일측에서 상기 제1 압축기와 대체로 유사한 길이로서, 대략 70 내지 90㎝의 길이로서 배치될 수 있다.
상술한 본 발명의 실시예에 따른 피코초 레이저 생성 장치(10)에서 생성된 레이저를 측정기(60)을 통해 검출하여, 피코초 레이저가 생성되는지 여부를 확인하였다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 피코초 레이저 생성 장치를 이용하여 추출된 펄스형 레이저를 16GHz 오실로스코프와 1GHz Si 포토 다이오드를 이용하여 측정한 결과를 보여주는 그래프이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 피코초 레이저 생성 장치(10)로부터 추출된 펄스형 레이저를 16GHz 오실로스코프와 1GHz Si 포토 다이오드를 이용하여 측정한 결과, 대략 695ps의 펄스 지속시간을 갖는 것을 확인할 수 있었다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 피코초 레이저 생성 장치에서 생성된 펄스형 레이저를 16GHz 오실로스코프와 1.2GHz Si 포토 다이오드를 이용하여 측정한 결과를 보여주는 그래프이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 피코초 레이저 생성 장치(10)로부터 추출된 펄스형 레이저를 16GHz 오실로스코프와 1.2GHz Si 포토 다이오드를 이용하여 측정한 결과, 대략 580ps의 펄스 지속시간을 갖는 것을 확인할 수 있었다.
상술한 바와 같은 에너지 크기 및 펄스 지속시간을 가지는 레이저는 문신 제거 치료가 진행 중인 환자에게 적용될 수 있다. 이 레이저는 원하지 않는 문신 색소 입자들을 가지는 피부의 모든 영역들에 소정시간 동안 조사될 수 있다. 이 색소 입자들의 광기계적 파괴는 단기 펄스 지속시간(타겟팅된 문신 색소 입자들을 통하는 음파의 전달 시간 아래의)을 2 내지 4J/㎠의 범위 내의 플루언스와 함께 이용하여 달성된다. 이 플루언스는 약 5mm의 레이저 에너지 스팟 직경으로 달성된다.
레이저가 조사된 색소 입자들 중 적어도 일부는 레이저에 의한 광기계적 프로세스에 의하여 효율적으로 파괴 또는 붕괴될 수 있다. 이에 따라, 파괴된 색소 입자들은 인체 고유의 면역반응에 따른 정상적인 생리학적 프로세스들을 통해 신체로부터 제거될 수 있으며, 이에 따라 문신이 효과적으로 제거될 수 있는 것이다.
지금까지 본 발명에 따른 피코초 레이저 생성 장치 및 방법에 관한 구체적인 실시예에 관하여 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서는 여러 가지 실시 변형이 가능함은 자명하다. 그러므로 본 발명의 범위에는 설명된 실시예에 국한되어 전해져서는 안 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다. 전술된 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며, 한정적인 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 본 발명의 범위는 상세한 설명보다는 후술될 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 그 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
10 : 피코초 레이저 생성 장치
20 : 레이저 소스
30 : 아이솔레이터
32 : 빔 익스팬더
52 : 압축기
40 : 편광기
50 : 공진부
60 : 측정부

Claims (8)

  1. 펄스형 레이저 에너지(pulsed laser energy)를 생성시키되,
    레이저 소스로부터 발진된 레이저를 SBS(Stimulated Brillouin Scattering) 압축 방식으로 압축시키는 압축기; 및
    상기 압축기로부터 상기 SBS 압축 펄스를 추출시키는 추출기를 포함하고,
    상기 압축기는 레이저의 이동 경로 상에 나란히 배치되는 제1 압축기 및 제2 압축기를 포함하고,
    상기 제1 압축기와 상기 제2 압축기 사이에 배치되며 상기 레이저 소스에서 생성되는 레이저의 초점으로부터 50 내지 70cm 거리에 배치되는 부가 렌즈를 더 포함하고,
    상기 추출기를 통해 추출되는 상기 SBS 압축 펄스는 인체로부터 색소 입자를 제거하는, 피코초 레이저 생성 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 SBS 압축기는 액체 상태의 SBS 레이저 매질(medium)을 포함하는 피코초 레이저 생성 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 SBS 압축기의 양측에 배치되는 미러들을 더 포함하는 피코초 레이저 생성 장치.
  4. 삭제
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 추출기에 의해 추출된 펄스형 레이저 에너지는 800ps 미만의 펄스 지속시간(pulse duration)을 갖는 피코초 레이저 생성 장치.
  6. 펄스형 레이저 에너지(pulsed laser energy)를 생성하되,
    레이저 소스로부터 발진된 레이저를 SBS(Stimulated Brillouin Scattering) 압축 방식으로 압축시키는 단계; 및
    상기 SBS 압축된 펄스를 추출하는 단계를 포함하고,
    상기 레이저 소스로부터 발진된 레이저를 SBS(Stimulated Brillouin Scattering) 압축 방식으로 압축시키는 단계는, 레이저의 이동 경로 상에 나란히 배치되는 제1 압축기 및 제2 압축기를 통해 수행되고,
    상기 제1 압축기와 상기 제2 압축기 사이에 배치되며 상기 레이저 소스에서 생성되는 레이저의 초점으로부터 50 내지 70cm 거리에 배치되는 부가 렌즈를 더 포함하고,
    상기 SBS 압축된 펄스를 추출하는 단계는, 상기 제1 압축기 및 상기 제2 압축기로부터 상기 SBS 압축 펄스를 추출시키는 추출기를 통해 수행되고,
    상기 추출기를 통해 추출되는 상기 SBS 압축 펄스는 인체로부터 색소 입자를 제거하는, 피코초 레이저의 생성 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 레이저 소스로부터 발진된 레이저를 SBS(Stimulated Brillouin Scattering) 압축 방식으로 압축시키는 단계는,
    액체 상태의 SBS 매질(medium)에 상기 레이저 소스로부터 발진된 레이저를 제공하는 단계를 포함하는 피코초 레이저의 생성 방법.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 레이저 소스로부터 발진된 레이저를 SBS(Stimulated Brillouin Scattering) 압축 방식으로 압축시키는 단계는,
    800ps 미만의 펄스 지속시간(pulse duration)을 갖는 펄스형 레이저 에너지를 생성하는 것인 피코초 레이저 생성 방법.
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