KR20060134433A - Apparatus for generating harmonic wave of laser and driving method thereof - Google Patents

Apparatus for generating harmonic wave of laser and driving method thereof Download PDF

Info

Publication number
KR20060134433A
KR20060134433A KR1020050054103A KR20050054103A KR20060134433A KR 20060134433 A KR20060134433 A KR 20060134433A KR 1020050054103 A KR1020050054103 A KR 1020050054103A KR 20050054103 A KR20050054103 A KR 20050054103A KR 20060134433 A KR20060134433 A KR 20060134433A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
laser diode
light
harmonic
current
laser
Prior art date
Application number
KR1020050054103A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR101096906B1 (en
Inventor
엄기영
Original Assignee
엘지전자 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 엘지전자 주식회사 filed Critical 엘지전자 주식회사
Priority to KR1020050054103A priority Critical patent/KR101096906B1/en
Publication of KR20060134433A publication Critical patent/KR20060134433A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101096906B1 publication Critical patent/KR101096906B1/en

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/10—Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating
    • H01S3/102—Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating by controlling the active medium, e.g. by controlling the processes or apparatus for excitation
    • H01S3/1026—Controlling the active medium by translation or rotation, e.g. to remove heat from that part of the active medium that is situated on the resonator axis
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/35—Non-linear optics
    • G02F1/37—Non-linear optics for second-harmonic generation
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/05—Construction or shape of optical resonators; Accommodation of active medium therein; Shape of active medium
    • H01S3/06—Construction or shape of active medium
    • H01S3/0619—Coatings, e.g. AR, HR, passivation layer
    • H01S3/0621—Coatings on the end-faces, e.g. input/output surfaces of the laser light
    • H01S3/0623—Antireflective [AR]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/05—Construction or shape of optical resonators; Accommodation of active medium therein; Shape of active medium
    • H01S3/06—Construction or shape of active medium
    • H01S3/063—Waveguide lasers, i.e. whereby the dimensions of the waveguide are of the order of the light wavelength
    • H01S3/067—Fibre lasers
    • H01S3/0675—Resonators including a grating structure, e.g. distributed Bragg reflectors [DBR] or distributed feedback [DFB] fibre lasers

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optical Modulation, Optical Deflection, Nonlinear Optics, Optical Demodulation, Optical Logic Elements (AREA)

Abstract

A harmonic wave generating apparatus and a method of driving the same are provided to stably obtain a harmonic wave of light output from a laser diode by adjusting an electric current applied to the laser diode. A driving unit(100) applies an electric current to a laser diode(110) to drive the laser diode. The laser diode outputs an optical signal corresponding to the electric current applied from the driving unit. An optical waveform converting device(120) generates a harmonic wave of the light output from the laser diode. An optical detection unit(130) detects the light generated from the optical waveform converting device. A compensation signal transmitting unit identifies that the light detected by the optical detection unit is the harmonic wave of the light output from the laser diode.

Description

고조파 레이저 발생 장치 및 그 구동 방법 { Apparatus for generating harmonic wave of laser and driving method thereof }Harmonic laser generator and its driving method {Apparatus for generating harmonic wave of laser and driving method

도 1은 그레이팅을 포함하고 있는 레이저 다이오드를 이용한 제2 고조파 레이저 발생 장치의 개략도.1 is a schematic diagram of a second harmonic laser generation device using a laser diode including grating.

도 2는 광 파장 변환 소자의 구조를 나타낸 도면.2 shows the structure of an optical wavelength conversion element;

도 3은 레이저 다이오드에 인가되는 전류와 그에 따른 광 출력과의 관계를 나타낸 그래프.3 is a graph showing the relationship between the current applied to the laser diode and the light output accordingly.

도 4는 레이저 다이오드에 인가되는 전류와 그에 따른 파장과의 관계를 나타낸 그래프.4 is a graph showing a relationship between a current applied to a laser diode and a wavelength thereof.

도 5는 레이저 다이오드에 인가되는 전류의 증가에 따라 발진 파장이 변화하는 상태를 나타낸 그래프.5 is a graph showing a state in which the oscillation wavelength changes as the current applied to the laser diode increases.

도 6은 본 발명의 고조파 레이저 발생 장치의 실시예를 나타낸 블럭도.Fig. 6 is a block diagram showing an embodiment of the harmonic laser generating device of the present invention.

도 7은 본 발명의 고조파 레이저 발생 장치의 구동 방법의 실시예를 나타낸 흐름도.7 is a flowchart showing an embodiment of a method of driving a harmonic laser generating device of the present invention.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings

100 : 구동부 110 : 레이저 다이오드100: driving unit 110: laser diode

120 : 광 파장 변환 소자 130 : 광 검출부120: optical wavelength conversion element 130: light detector

140 : 보정 신호 전달부 141 : 고조파 확인부140: correction signal transmission unit 141: harmonic confirmation unit

143 : 메모리 145 : 보정 연산부143: memory 145: correction calculator

본 발명은 고조파 레이저 발생 장치 및 구동 방법에 관한 것으로서, 그레이팅(Grating)을 포함하고 있는 레이저 다이오드에서 출력하는 레이저 광의 고조파를 광 파장 변환 소자에서 발생시키는 경우, 상기 레이저 다이오드에서 출력하는 레이저 광의 파장이 상기 광 파장 변환 소자가 변환시킬 수 있는 파장 범위내가 되도록 레이저 다이오드에 인가하는 전류를 조정하는 고조파 레이저 발생 장치 및 구동 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a harmonic laser generating device and a driving method. When harmonics of laser light output from a laser diode including grating are generated by an optical wavelength conversion element, the wavelength of the laser light output from the laser diode is reduced. A harmonic laser generator and a driving method for adjusting a current applied to a laser diode so as to be within a wavelength range that the optical wavelength conversion element can convert.

최근 고출력 반도체 레이저의 기술적인 진보로 인하여 가시광 영역의 반도체 레이저가 상용화되면서 반도체 레이저를 이용한 레이저 디스플레이의 연구가 활발히 진행되고 있다. 특히, 소형의 반도체 레이저를 사용하여 크기가 매우 작은 소형 레이저 디스플레이나 휴대폰에 내장될 수 있는 형태의 레이저 디스플레이의 구현이 가능하게 되었다.Recently, due to technical advances in high-power semiconductor lasers, semiconductor lasers in the visible region are commercialized, and research of laser displays using semiconductor lasers is being actively conducted. In particular, it is possible to implement a laser display of a type that can be embedded in a very small laser display or a mobile phone using a small semiconductor laser.

레이저 디스플레이의 경우, 기존의 LCD(Liquid Crystal Display)나 CRT(Cathode Ray Tube) 등의 다른 디스플레이에 비해 구현할 수 있는 색의 범위가 매우 넓어 자연 색에 가까운 색을 구현할 수 있으며, 레이저가 가지고 있는 편광성, 직진성 등을 이용하여 작고도 효율적인 다양한 형태의 디스플레이를 구현할 수 있는 장점이 있다.Laser displays have a wider range of colors than other displays such as liquid crystal displays (LCDs) or cathode ray tubes (CRTs), enabling them to produce colors that are close to natural colors. There is an advantage in that it is possible to implement various types of displays that are small and efficient using light, straightness, and the like.

상기 레이저 디스플레이를 구현하기 위한 광원 중, 적색 광은 GaAs 반도체를 사용하여 얻을 수 있고, 청색 광은 GaN 반도체를 사용하여 얻을 수 있지만, 녹색 광은 화합물 반도체를 이용하여 생성하는데 있어 물질이 갖고 있는 한계 때문에 구현하기가 매우 어려운 상태에 있다.Among the light sources for implementing the laser display, red light can be obtained by using GaAs semiconductor and blue light can be obtained by using GaN semiconductor, but green light can be generated by using compound semiconductor. This is in a very difficult state to implement.

따라서, 녹색 광의 경우는 화합물 반도체에서 직접 얻기 보다는 화합물 반도체에서 근 적외선 영역의 파장을 가지는 광을 얻은 후, 이를 비선형 물질을 사용하여 상기 근 적외선 영역의 파장을 가지는 광의 제2 고조파를 생성함으로써 녹색 광을 얻는 방법에 대한 연구가 진행 중에 있다.Therefore, in the case of green light, green light is obtained by obtaining light having a wavelength in the near infrared region from the compound semiconductor rather than directly obtaining the compound semiconductor, and then generating a second harmonic of light having the wavelength in the near infrared region using the nonlinear material. Work on how to obtain is in progress.

즉, 그레이팅(Grating)을 포함하고 있는 반도체 레이저에서 발생되는 레이저 광을 비선형 물질로 만들어지는 광 파장 변환 소자에 입사하여 입사되는 파의 제2 고조파를 발생시켜 녹색 광을 얻는 방법이 연구되고 있다.That is, a method of obtaining green light by generating second harmonics of a wave incident by entering a laser light generated by a semiconductor laser including grating into an optical wavelength conversion element made of a nonlinear material has been studied.

여기서, 제2 고조파 발생(Second Harmonic Generation : SHG)이란 KTP(KTiOPO4), LiNbO3, BBO(β-BaB2O4), LBO(LiB3O5) 등의 비선형 물질에 일정한 조건을 만족한 상태에서 레이저를 입사하게 되면 입사된 레이저의 파장의 절반의 파장을 갖는 레이저로 변환되는 현상을 말한다.Here, the second harmonic generation (SHG) refers to KTP (KTiOPO 4 ), LiNbO 3 , BBO (β-BaB 2 O 4 ), and LBO (LiB 3 O 5 ), which satisfy certain conditions. When a laser is incident in a state, it refers to a phenomenon in which the laser is converted into a laser having a wavelength of half of the incident laser wavelength.

예를 들면, 1064㎚의 파장을 가지는 근 적외선 레이저를 상기 비선형 물질에 일정한 조건을 만족한 상태에서 입사시키면 상기 파장의 절반인 532㎚의 파장을 가지는 녹색 레이저로 변환되는 것을 말한다.For example, when a near-infrared laser having a wavelength of 1064 nm is incident on the nonlinear material while satisfying a predetermined condition, it is converted into a green laser having a wavelength of 532 nm, which is half of the wavelength.

도 1은 그레이팅을 포함하고 있는 레이저 다이오드를 이용한 제2 고조파 레이저 발생 장치의 개략도이다. 이에 도시된 바와 같이, 레이저 광을 생성하여 출사하는 그레이팅을 포함하고 있는 레이저 다이오드(10)와, 상기 그레이팅을 포함하고 있는 레이저 다이오드(10)에서 출사된 레이저 광의 제2 고조파를 생성하는 광 파장 변환 소자(20)로 구성된다.1 is a schematic diagram of a second harmonic laser generating device using a laser diode including grating. As shown in the drawing, the laser diode 10 includes a grating that generates and emits laser light, and an optical wavelength conversion that generates second harmonics of the laser light emitted from the laser diode 10 including the grating. The element 20 is comprised.

이와 같이 구성된 제2 고조파 레이저 발생 장치에 있어서, 레이저 다이오드(10)는 일정 파장을 가지는 레이저 광을 생성하여 출사한다. 만약, 제2 고조파로서 녹색 파장의 광을 생성시키고자 한다면 상기 레이저 다이오드(100)는 기본파(Fundamental Wave)로서 1040 ~ 1080㎚의 근 적외선 영역의 파장을 가지는 레이저 광을 발생시킨다.In the second harmonic laser generating device configured as described above, the laser diode 10 generates and emits laser light having a predetermined wavelength. If it is desired to generate light having a green wavelength as the second harmonic, the laser diode 100 generates laser light having a wavelength in the near infrared region of 1040 to 1080 nm as a fundamental wave.

상기 레이저 다이오드(10)는 광 출력을 프론트 벽개면(front facet)에 집속시키기 위해서 백 벽개면(back facet)에 95 % 이상의 고 반사 거울면 코팅(High - Reflection mirror facet coating : 이하 HR 코팅이라 한다)을 수행하여 HR 코팅막을 형성한다.The laser diode 10 uses a high-reflection mirror facet coating (hereinafter referred to as HR coating) of 95% or more on the back facet to focus light output on the front facet. To form an HR coating film.

그리고, 레이저 광이 방출되는 프론트 벽개면의 경우는 1 % 이하의 비반사 거울면 코팅(Anti - Reflection mirror facet coating : 이하 AR 코팅이라 한다)을 수행하여 AR 코팅막을 형성한다.In addition, in the case of the front cleaved surface from which the laser light is emitted, an anti-reflection mirror facet coating (hereinafter referred to as AR coating) of 1% or less is performed to form an AR coating film.

이와 같이, 상기 레이저 다이오드(10)의 백 벽개면에는 HR 코팅막을 형성하고, 프론트 벽개면에는 AR 코팅막을 형성함으로써, 백 벽개면으로 새어나가는 광을 최소화할 수 있고 레이저 광의 대부분을 상기 레이저 다이오드(10)의 프론트 벽개 면으로 출력할 수 있게 된다.As such, by forming an HR coating film on the back cleavage surface of the laser diode 10 and an AR coating film on the front cleavage surface, light leaking to the back cleavage surface can be minimized and most of the laser light of the laser diode 10 is reduced. You can output to the front cleavage plane.

한편, 상기 레이저 다이오드(10)를 사용하여 제2 고조파의 기본파가 되는 레이저 광을 생성시킴으로써, 레이저 광의 직접 변조가 가능하다.On the other hand, by using the laser diode 10 to generate the laser light to be the fundamental wave of the second harmonic, direct modulation of the laser light is possible.

여기서, 그레이팅을 포함하고 있는 레이저 다이오드(10)를 광원으로 선택한 이유는 생성되는 레이저 광의 파장 안정화를 위한 것이다. 즉, 보통의 레이저 다이오드를 사용하는 경우 생성되는 레이저 광의 파장의 폭은 1 ~ 2㎚ 정도로 큰 편이나, 상기 그레이팅을 포함하고 있는 레이저 다이오드를 사용하는 경우 생성되는 레이저 광의 파장의 폭은 0.1㎚ 이하로 매우 작게 된다.Here, the reason why the laser diode 10 including the grating is selected as the light source is to stabilize the wavelength of the generated laser light. That is, the width of the wavelength of the laser light generated in the case of using a normal laser diode is as large as 1 to 2 nm, but the width of the wavelength of the laser light generated in the case of using the laser diode containing the grating is 0.1 nm or less. Becomes very small.

즉, 레이저 다이오드의 공진기 내에 그레이팅(Grating)을 주기적으로 구성함으로써 레이저 다이오드에서 레이저 광이 상기 공진기에서 왕복 진행하여 공진되는 경우 파장 선택성을 가지는 상기 그레이팅으로 인해 파장의 폭이 줄어들게 된다.That is, by periodically constructing a grating in the resonator of the laser diode, the width of the wavelength is reduced due to the grating having wavelength selectivity when the laser light reciprocates in the laser diode and reciprocates in the resonator.

상기 그레이팅(grating)을 포함하고 있는 레이저 다이오드(10)에는 DFB(Distributed Feedback Bragg) 레이저 다이오드와 DBR(Distributed Bragg Reflector) 레이저 다이오드 등이 있다.The laser diode 10 including the grating includes a distributed feedback bragg (DFB) laser diode and a distributed bragg reflector (DBR) laser diode.

상기 그레이팅을 포함하고 있는 레이저 다이오드(10)에서 출사된 레이저 광은 광 파장 변환 소자(20)로 입사되며, 상기 광 파장 변환 소자(20)는 입사되는 광의 제2 고조파를 생성하여 출사한다.The laser light emitted from the laser diode 10 including the grating is incident on the optical wavelength conversion element 20, and the optical wavelength conversion element 20 generates and emits second harmonics of the incident light.

상기 광 파장 변환 소자는 도 2에 도시된 바와 같이, KTP(KTiOPO4), LiNbO3, BBO(β-BaB2O4), LBO(LiB3O5) 등의 비선형 물질로 이루어진 기판(21)과, 상기 기판 (21) 내에 상기 기판(21)을 가로 지르며 형성된 광 도파로(23)와, 상기 기판(21)내에 상기 광 도파로(23)와 수직한 방향으로 상호 이격되어 주기적으로 배열되어 있으며, 상기 기판(21)의 분극 방향과 반대 방향의 분극이 형성된 복수개의 분극 반전층(25)으로 이루어져 있다.As shown in FIG. 2, the optical wavelength conversion element includes a substrate 21 made of nonlinear materials such as KTP (KTiOPO 4 ), LiNbO 3 , BBO (β-BaB 2 O 4 ), and LBO (LiB 3 O 5 ). And an optical waveguide 23 formed to cross the substrate 21 in the substrate 21 and periodically spaced apart from each other in a direction perpendicular to the optical waveguide 23 in the substrate 21. The substrate 21 includes a plurality of polarization inversion layers 25 in which polarization in a direction opposite to the polarization direction of the substrate 21 is formed.

도 3은 레이저 다이오드에 인가되는 전류와 그에 따른 광 출력과의 관계를 나타낸 그래프이다. 이에 도시된 바와 같이, 레이저 다이오드는 임계 전류(Threshhold Current : Ith)이하의 전류에서는 광 출력이 나타나지 않으며, 임계 전류 이상의 전류를 인가하는 경우, 인가되는 전류의 증가에 따라 광 출력도 선형적으로 증가한다. 3 is a graph showing the relationship between the current applied to the laser diode and the light output accordingly. As shown in the drawing, the laser diode does not show light output at a current below the threshold current (I th ), and when a current above the threshold current is applied, the light output is linearly increased with an increase in the applied current. Increases.

그리고 도 1의 경우, 상기 레이저 다이오드(10)에서 출력하는 레이저 광의 광 출력이 클수록 상기 광 파장 변환 소자(20)에서 제2 고조파로 변환되는 파장 변환 효율이 증가하게 된다.In the case of FIG. 1, as the light output of the laser light output from the laser diode 10 increases, the wavelength conversion efficiency converted into the second harmonic in the optical wavelength conversion element 20 increases.

즉, 상기 광 파장 변환 소자(20)에서의 파장 변환 효율을 증가시키기 위해서는 상기 레이저 다이오드(10)에서 출사되는 레이저 광의 광 출력을 증가시켜야 하고, 상기 광 출력을 증가시키려면 앞서 살펴본 바와 같이 상기 레이저 다이오드(10)에 인가하는 전류를 증가시켜야 한다.That is, in order to increase the wavelength conversion efficiency in the optical wavelength conversion element 20, the light output of the laser light emitted from the laser diode 10 should be increased, and to increase the light output, as described above, the laser The current applied to the diode 10 must be increased.

그런데, 도 4에 도시된 바와 같이, 레이저 다이오드에 인가되는 전류를 증가시키는 경우, 상기 레이저 다이오드에서 출력하는 레이저 광의 발진 파장은 레이저 다이오드에 인가되는 전류에 따라 선형적으로 증가하게 된다.However, as shown in FIG. 4, when the current applied to the laser diode is increased, the oscillation wavelength of the laser light output from the laser diode increases linearly with the current applied to the laser diode.

예를 들면, 상기 그레이팅을 포함하는 레이저 다이오드의 발진 파장이 인가되는 전류에 대하여 0.003㎚/㎃의 크기를 가지고 변화한다고 하면, 100㎃의 전류가 인가되는 경우 레이저 다이오드에서 출력되는 레이저 광의 파장은 0.3㎚의 변화가 생긴다.For example, if the oscillation wavelength of the laser diode including the grating is changed with a magnitude of 0.003 nm / µs with respect to the current applied, the wavelength of the laser light output from the laser diode when the current of 100 µs is applied is 0.3. A change of nm occurs.

즉, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 레이저 다이오드에 인가하는 전류를 증가시키면 상기 레이저 다이오드에서 출력되는 레이저 광은 상기 레이저 다이오드에 인가되는 전류의 증가에 따라 장 파장 쪽으로 변화하면서 발진하게 된다.That is, as shown in FIG. 5, when the current applied to the laser diode is increased, the laser light output from the laser diode is oscillated while changing toward the long wavelength according to the increase of the current applied to the laser diode.

이와 같이, 도 1에서 상기 레이저 다이오드(10)에 인가하는 전류를 증가시킬때 생기는 레이저 광의 파장 변화로 인해 상기 레이저 다이오드(10)에서 출력되는 레이저 광이 광 파장 변환 소자(20)가 변환시킬 수 있는 파장 범위를 벗어나게 되는 문제점이 생기게 된다.As described above, due to the wavelength change of the laser light generated when the current applied to the laser diode 10 is increased in FIG. 1, the laser light output from the laser diode 10 may be converted by the optical wavelength conversion element 20. There is a problem of moving out of the wavelength range.

즉, 상기 광 파장 변환 소자(20)가 변환할 수 있는 파장의 폭은 광 도파로의 길이가 1㎝일때 0.1 ~ 0.2㎚로 매우 작은데, 상기 레이저 다이오드(10)에서 150 ㎽ 의 광 출력을 얻기 위하여 200㎃의 전류를 인가한다고 할때 상기 레이저 다이오드(10)에서 출사되는 레이저 광의 파장의 경우 0.6㎚의 파장 변화가 생기게 된다.That is, the width of the wavelength that can be converted by the optical wavelength conversion element 20 is very small (0.1 ~ 0.2nm) when the length of the optical waveguide is 1cm, in order to obtain a light output of 150 kHz in the laser diode 10 When a current of 200 mA is applied, a wavelength change of 0.6 nm occurs in the case of the wavelength of the laser light emitted from the laser diode 10.

이 경우, 상기 광 파장 변환 소자(20)가 변환 할 수 있는 파장의 폭을 벗어나서 상기 레이저 다이오드(10)에서 출사되는 레이저 광의 제2 고조파를 생성할 수 없으며, 따라서 녹색 영역의 파장을 가지는 광을 얻을 수 없게 되는 문제점이 있다.In this case, the second harmonic of the laser light emitted from the laser diode 10 may not be generated outside the width of the wavelength convertible by the optical wavelength conversion element 20, and thus light having a wavelength in the green region may be generated. There is a problem that cannot be obtained.

따라서, 본 발명의 목적은 레이저 다이오드에서 출력되는 레이저 광의 파장이 광 파장 변환 소자가 변환시킬 수 있는 파장 범위내가 되도록 상기 레이저 다이오드에 인가하는 전류의 범위를 조정하는 고조파 레이저 발생 장치 및 그 구동 방법을 제공하는데 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a harmonic laser generating device and a driving method thereof for adjusting a range of current applied to the laser diode so that the wavelength of the laser light output from the laser diode is within a wavelength range that can be converted by the optical wavelength conversion element. To provide.

본 발명의 고조파 레이저 발생 장치의 실시예는, 전류를 레이저 다이오드로 인가하여 상기 레이저 다이오드를 구동시키는 구동부와, 상기 구동부에서 인가하는 전류에 대응되는 광 신호를 출력하는 레이저 다이오드와, 상기 레이저 다이오드에서 출력하는 광의 고조파를 발생시키는 광 파장 변환 소자와, 상기 광 파장 변환 소자에서 발생되는 광을 검출하는 광 검출부와, 상기 광 검출부에서 검출된 광이 상기 레이저 다이오드에서 출력된 광의 고조파인지를 확인하고, 상기 확인 결과 상기 광 검출부에서 검출된 광이 상기 레이저 다이오드에서 출력된 광의 고조파가 아닌 경우, 상기 광 파장 변환 소자가 상기 레이저 다이오드에서 출력하는 광의 고조파를 발생하도록 하기 위해 증감해야 할 전류의 크기를 구한 후, 상기 구동부로 보정 신호를 전달하는 보정 신호 전달부로 이루어지는 것을 특징으로 한다.An embodiment of the harmonic laser generating device of the present invention includes a driver for driving the laser diode by applying a current to the laser diode, a laser diode for outputting an optical signal corresponding to the current applied by the driver, and the laser diode. An optical wavelength conversion element for generating harmonics of light to be output, a light detection unit for detecting light generated by the optical wavelength conversion element, and light detected by the light detection unit is a harmonic of light output from the laser diode, When the light detected by the light detector is not a harmonic of the light output from the laser diode, the magnitude of the current to be increased or decreased to obtain the harmonic of the light output from the laser diode is obtained. After that, the correction signal is transmitted to the driving unit. It characterized in that parts made of the correction signal transmission.

상기 보정 신호 전달부는, 상기 광 검출부에서 검출된 광이 상기 레이저 다이오드에서 출력된 광의 고조파인지를 확인하는 고조파 확인부와, 상기 레이저 다이오드의 전류에 대한 파장의 변화율과 상기 광 파장 변환 소자의 변환 파장 범위에 대한 정보가 저장된 메모리와, 상기 고조파 확인부의 확인 결과, 상기 광 검출부에서 검출된 광이 상기 레이저 다이오드에서 출력된 광의 고조파가 아닌 경우, 상기 메모리에서 상기 레이저 다이오드의 전류에 대한 파장의 변화율과 상기 광 파장 변환 소자의 변환 파장 범위에 관한 정보를 추출하고 상기 추출한 정보를 이용하여 상기 광 파장 변환 소자가 상기 레이저 다이오드에서 출력하는 광의 고조파를 발생하도록 하기 위해 증감해야 할 전류의 크기를 구한 후, 상기 구동부로 보정 신호를 전달하는 보정 연산부로 이루어지는 것을 특징으로 한다.The correction signal transfer unit includes a harmonic check unit for checking whether the light detected by the light detector is a harmonic of the light output from the laser diode, a rate of change of the wavelength with respect to the current of the laser diode, and a conversion wavelength of the optical wavelength conversion element. A memory having information about a range and a check result of the harmonic checking unit, when the light detected by the photodetector is not a harmonic of light output from the laser diode, the rate of change of the wavelength with respect to the current of the laser diode in the memory and After extracting the information on the conversion wavelength range of the optical wavelength conversion element and using the extracted information to determine the magnitude of the current to be increased or decreased in order to cause the optical wavelength conversion element to generate harmonics of the light output from the laser diode, Correction lead transmitting a correction signal to the drive unit It is characterized by consisting of a mountain.

상기 레이저 다이오드는 출력하는 광의 파장 안정화를 위하여 그레이팅(Grating)을 포함하고 있는 것을 특징으로 한다.The laser diode is characterized in that it comprises a grating (Grating) to stabilize the wavelength of the light output.

상기 광 파장 변환 소자는 상기 레이저 다이오드에서 출력하는 광의 제2 고조파를 발생시키는 것을 특징으로 한다.The optical wavelength conversion element is characterized by generating a second harmonic of the light output from the laser diode.

본 발명의 고조파 레이저 발생 장치의 구동 방법의 실시예는, 구동부가 레이저 다이오드에 전류를 인가하여 상기 레이저 다이오드를 구동시키고, 상기 레이저 다이오드가 상기 인가된 전류에 대응하는 광을 광 파장 변환 소자로 출력하는 단계와, 상기 광 파장 변환 소자가 입력되는 광의 고조파를 생성하여 출력하는 단계와, 상기 광 파장 변환 소자에서 출력되는 광을 검출하는 단계와, 상기 단계에서 검출된 광이 상기 레이저 다이오드에서 출력하는 광의 고조파인지를 확인하는 단계와, 상기 단계의 확인 결과, 상기 검출된 광이 상기 레이저 다이오드에서 출력하는 광의 고조파가 아닌 경우, 메모리에 기 저장된 레이저 다이오드의 전류에 대한 파장의 변화율과 광 파장 변환 소자의 변환 파장 범위에 관한 정보를 추출하는 단계와, 상기 메모리에서 추출한 정보를 이용하여 상기 광 파장 변환 소자가 상기 레이저 다이오드에서 출력하는 광의 고조파를 발생하도록 하기 위해 증감해야 할 전류의 크기를 구하는 단계와, 상기 단계에서 구한 전류의 값을 보정 신호로 하여 상기 구동부로 전달하고, 상기 구동부가 보정 신호에 따라 레이저 다이오드에 전류를 인가하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 한다.In an embodiment of the method of driving a harmonic laser generating device of the present invention, a driving unit applies a current to a laser diode to drive the laser diode, and the laser diode outputs light corresponding to the applied current to an optical wavelength conversion element. And generating and outputting harmonics of the light to which the wavelength conversion element is input, detecting the light output from the wavelength conversion element, and outputting the light detected by the laser diode from the laser diode. A step of confirming whether it is a harmonic of light, and if the detected light is not a harmonic of light output from the laser diode, the rate of change of wavelength with respect to the current of the laser diode stored in a memory and an optical wavelength conversion element Extracting information about a conversion wavelength range of Obtaining the magnitude of the current to be increased or decreased so that the wavelength conversion element generates harmonics of the light output from the laser diode, and using the obtained information as a correction signal to the driving unit. And transmitting a current to the laser diode in response to the correction signal.

이하, 첨부된 도 6 내지 도 7을 참조하여 본 발명의 고조파 레이저 발생 장치 및 구동 방법에 대해 상세히 설명한다. 도 6은 본 발명의 고조파 레이저 발생 장치의 실시예를 나타낸 블록도이다.Hereinafter, a harmonic laser generating device and a driving method of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 6 to 7. Fig. 6 is a block diagram showing an embodiment of the harmonic laser generating device of the present invention.

이에 도시된 바와 같이, 전류를 레이저 다이오드로 인가하여 상기 레이저 다이오드를 구동시키는 구동부(100)와, 상기 구동부(100)에서 인가하는 전류에 대응되는 광 신호를 출력하는 레이저 다이오드(110)와, 상기 레이저 다이오드(110)에서 출력하는 광의 고조파를 발생시키는 광 파장 변환 소자(120)와, 상기 광 파장 변환 소자(120)에서 발생되는 광을 검출하는 광 검출부(130)와, 상기 광 검출부(130)에서 검출된 광이 상기 레이저 다이오드에서 출력된 광의 고조파인지를 확인하고, 상기 확인 결과 상기 광 검출부(130)에서 검출된 광이 상기 레이저 다이오드(110)에서 출력된 광의 고조파가 아닌 경우, 상기 광 파장 변환 소자(120)가 상기 레이저 다이오드(110)에서 출력하는 광의 고조파를 발생하도록 하기 위해 증감해야 할 전류의 크기를 구한 후, 상기 구동부(100)로 보정 신호를 전달하는 보정 신호 전달부(140)로 구성하였다.As shown therein, a driver 100 driving the laser diode by applying a current to the laser diode, a laser diode 110 outputting an optical signal corresponding to the current applied by the driver 100, and the An optical wavelength converting element 120 for generating harmonics of the light output from the laser diode 110, an optical detecting unit 130 for detecting light generated by the optical wavelength converting element 120, and the optical detecting unit 130. The light wavelength detected by the signal is determined to be a harmonic of the light output from the laser diode. When the light detected by the light detector 130 is not the harmonic of the light output from the laser diode 110, the optical wavelength is determined. After obtaining the magnitude of the current to be increased or decreased in order for the conversion element 120 to generate harmonics of the light output from the laser diode 110, the driving unit 100 It consists of a correction signal transmission unit 140 for transmitting a correction signal.

상기 보정 신호 전달부(140)는 상기 광 검출부(130)에서 검출된 광이 상기 레이저 다이오드(110)에서 출력된 광의 고조파인지를 확인하는 고조파 확인부(141)와, 상기 레이저 다이오드(110)의 전류에 대한 파장의 변화율과 상기 광 파장 변환 소자(120)의 변환 파장 범위에 대한 정보가 저장된 메모리(143)와, 상기 고조파 확인부(141)의 확인 결과, 상기 광 검출부(130)에서 검출된 광이 상기 레이저 다이오드(110)에서 출력된 광의 고조파가 아닌 경우, 상기 메모리(143)에서 상기 레이저 다이오드(110)의 전류에 대한 파장의 변화율과 상기 광 파장 변환 소자(120)의 변환 파장 범위에 관한 정보를 추출하고 상기 추출한 정보를 이용하여 상기 광 파장 변환 소자(120)가 상기 레이저 다이오드(110)에서 출력하는 광의 고조파를 발생하도록 하기 위해 증감해야 할 전류의 크기를 구한 후, 상기 구동부(100)로 보정 신호를 전달하는 보정 연산부(145)로 구성하였다.The correction signal transmission unit 140 is a harmonic check unit 141 for checking whether the light detected by the light detector 130 is a harmonic of the light output from the laser diode 110 and the laser diode 110 of the The memory 143 and the harmonic identification unit 141 as a result of checking the change rate of the wavelength with respect to the current and the conversion wavelength range of the optical wavelength conversion element 120 are detected by the optical detection unit 130. When the light is not harmonic of the light output from the laser diode 110, the memory 143 may have a change rate of the wavelength with respect to the current of the laser diode 110 and a conversion wavelength range of the optical wavelength conversion element 120. The amount of current to be increased or decreased in order to extract the information about and generate harmonics of the light output from the laser diode 110 by using the extracted information. After obtaining, it was composed of a correction calculation unit 145 for transmitting the correction signal to the drive section 100. The

이와 같이 구성된 고조파 레이저 발생 장치에 있어서, 구동부(100)는 레이저 다이오드(110)로 전류를 인가한다. 이때 일정 전류 이상의 전류가 상기 레이저 다이오드(110)로 인가되면 레이저 다이오드(110)가 턴온(turn-on)되며 이때의 전류를 임계 전류라고 한다.In the harmonic laser generating device configured as described above, the driving unit 100 applies a current to the laser diode 110. In this case, when a current of a predetermined current or more is applied to the laser diode 110, the laser diode 110 is turned on and the current at this time is referred to as a threshold current.

상기 구동부(100)로부터 전류가 인가되면 레이저 다이오드(110)는 인가되는 전류에 따른 광 신호를 출력한다. 즉, 상기 레이저 다이오드(110)는 상기 구동부(100)로부터 인가되는 전류에 따라 구동되어 광 파장 변환 소자(120)에서 발생시키고자 하는 고조파의 기본파(Fundamental Wave)를 출력한다.When a current is applied from the driver 100, the laser diode 110 outputs an optical signal according to the applied current. That is, the laser diode 110 is driven according to the current applied from the driver 100 to output a fundamental wave of harmonics to be generated by the optical wavelength conversion element 120.

고조파(Harmonic Wave)란 기본파의 주파수의 정수배의 주파수(또는 기본파의 파장의 1/n의 파장 : n 은 정수)를 가지는 파를 말하며, 여기서는 광 파장 변환 소 자(120)가 상기 레이저 다이오드(110)에서 출력하는 광의 제2 고조파를 발생시키는 것으로 한다.Harmonic wave refers to a wave having a frequency (or wavelength of 1 / n of the wavelength of the fundamental wave: n is an integer) of the frequency of the fundamental wave, wherein the optical wavelength conversion element 120 is the laser diode It is assumed that second harmonic of the light output from 110 is generated.

그러므로, 상기 레이저 다이오드(110)는 광 파장 변환 소자(120)에서 발생시키고자 하는 제2 고조파의 파장의 두배의 파장을 가지는 파를 생성하여 출사한다. 즉, 제2 고조파로서 530㎚의 파장을 가지는 녹색 광을 얻고자 한다면, 상기 레이저 다이오드(110)는 상기 제2 고조파의 파장의 두배인 1060㎚의 근적외선 영역의 파장을 가지는 레이저 광을 생성하여 출사한다.Therefore, the laser diode 110 generates and emits a wave having a wavelength twice the wavelength of the second harmonic to be generated by the optical wavelength conversion element 120. That is, to obtain green light having a wavelength of 530 nm as the second harmonic, the laser diode 110 generates and emits laser light having a wavelength of 1060 nm near infrared region, which is twice the wavelength of the second harmonic. do.

여기서, 상기 레이저 다이오드(110)는 생성되는 레이저 광의 파장 안정화를 위하여 공진기 내에 그레이팅(Grating)을 포함하는 것이 바람직하며, 상기 그레이팅을 포함하는 레이저 다이오드로는 DFB(Distributed Feedback Bragg) 레이저 다이오드 또는 DBR(Distributed Bragg Reflector) 레이저 다이오드 등을 사용하는 것이 바람직하다.Here, the laser diode 110 preferably includes a grating in the resonator for stabilizing wavelengths of the generated laser light, and the laser diode including the grating includes a DFB laser diode or a DBR (DBR). Distributed Bragg Reflector) It is preferable to use a laser diode or the like.

상기 레이저 다이오드(110)에서 출력되는 레이저 광은 광 파장 변환 소자(120)로 입사되며, 상기 광 파장 변환 소자(120)는 입사하는 레이저 광의 고조파를 생성하여 출력한다. The laser light output from the laser diode 110 is incident to the optical wavelength conversion element 120, and the optical wavelength conversion element 120 generates and outputs harmonics of the incident laser light.

상기 광 파장 변환 소자는 앞서 살펴본 바와 같이, 비선형 물질로 이루어진 기판과, 상기 기판 내에 상기 기판을 가로 지르며 형성된 광 도파로와, 상기 기판내에 상기 광 도파로와 수직한 방향으로 상호 이격되어 주기적으로 배열되어 있으며, 상기 기판의 분극 방향과 반대 방향의 분극이 형성된 복수개의 분극 반전층(2으로 이루어져 있으며, 여기서, 상기 광 파장 변환 소자(120)는 입사하는 레이저 광의 제2 고조파를 생성하는 것으로 한다.As described above, the optical wavelength conversion element is arranged periodically and spaced apart from each other in a direction perpendicular to the optical waveguide formed in the substrate, the optical waveguide formed to cross the substrate in the substrate, and the substrate And a plurality of polarization inversion layers 2 in which polarization in a direction opposite to the polarization direction of the substrate is formed, wherein the optical wavelength converting element 120 generates the second harmonic of the incident laser light.

이와 같이, 상기 광 파장 변환 소자(120)가 입사하는 레이저 광의 제2 고조파를 생성하는 경우, 상기 광 파장 변환 소자의 비선형 물질로는 2차 비선형 특성이 강한 물질을 구비하는 것이 바람직하며, 이러한 비선형 물질로는 KDP(KH2PO4), KTP(KTiOPO4), LiNbO3, BBO(β-BaB2O4), LBO(LiB3O5) 등이 있다.As such, when the optical wavelength converting element 120 generates the second harmonic of the incident laser light, the non-linear material of the optical wavelength converting element may include a material having a strong secondary nonlinear characteristic. Materials include KDP (KH 2 PO 4 ), KTP (KTiOPO 4 ), LiNbO 3 , BBO (β-BaB 2 O 4 ), LBO (LiB 3 O 5 ), and the like.

상기 광 파장 변환 소자(120)가 변환할 수 있는 파장 범위는 정해져 있는데, 보통 광 파장 변환 소자(120)의 광 도파로의 길이가 1㎝일 때 0.1 ~ 0.2㎚ 정도의 파장 폭에 해당하는 광을 변환시킬 수 있다.The wavelength range that the optical wavelength converting element 120 can convert is determined. Usually, when the length of the optical waveguide of the optical wavelength converting element 120 is 1 cm, light corresponding to a wavelength width of about 0.1 to 0.2 nm is obtained. Can be converted.

예를 들어, 상기 광 파장 변환 소자(120)로 입사되는 광의 파장이 1060㎚의 파장을 가졌다면, 상기 광 파장 변환 소자(120)는 입사되는 1060㎚의 파장을 중심으로 0.1 ~ 0.2㎚ 정도의 파장 폭에 해당하는 광만을 변환시킬 수 있다.For example, if the wavelength of light incident on the optical wavelength conversion element 120 has a wavelength of 1060 nm, the optical wavelength conversion element 120 has a wavelength of about 0.1 to 0.2 nm based on the wavelength of 1060 nm incident. Only light corresponding to the wavelength width can be converted.

광 검출부(130)는 상기 광 파장 변환 소자(120)에서 발생하는 광을 검출하고, 고조파 확인부(141)는 상기 광 검출부(130)에서 검출된 광이 상기 레이저 다이오드(110)에서 출력하는 광의 고조파인지를 확인한다.The light detector 130 detects light generated by the optical wavelength conversion element 120, and the harmonic checker 141 detects light emitted from the laser diode 110 by the light detected by the light detector 130. Check if it is harmonic.

즉, 상기 광 파장 변환 소자(120)의 경우 변환 시킬 수 있는 파장 폭이 정해져 있으며, 상기 레이저 다이오드(110)에서 출력되는 레이저 광의 경우 인가되는 전류에 따라 발진하는 파장이 변화하므로 상기 레이저 다이오드(110)에서 출력되는 레이저 광의 파장이 상기 광 파장 변환 소자(120)에서 변환 시킬 수 있는 파장의 범위를 벗어날 수가 있게 되는데, 이러한 경우 상기 광 파장 변환 소자(120)는 입 사되는 광에 대해서 고조파를 생성하지 못하게 되고 광 파장 변환 소자(120)로 입사된 파는 원래의 파장을 가지고 출력된다.That is, in the case of the optical wavelength conversion element 120, the wavelength width that can be converted is determined. In the case of the laser light output from the laser diode 110, the oscillation wavelength is changed according to the applied current, so that the laser diode 110 In this case, the wavelength of the laser light outputted from the laser beam may be out of a range of wavelengths that can be converted by the optical wavelength converting element 120. In this case, the optical wavelength converting element 120 generates harmonics for the incident light. The wave incident on the optical wavelength conversion element 120 is outputted with the original wavelength.

예를 들면, 상기 레이저 다이오드(110)가 200 ㎃ 의 전류를 인가하는 경우 1060㎚의 파장을 가지는 레이저 광을 생성하고, 상기 광 파장 변환 소자(120)가 1060㎚의 파장을 중심으로 0.2㎚의 파장 폭을 가지는 광을 변환시킬 수 있다고 가정한다.For example, when the laser diode 110 applies a current of 200 mA, the laser diode 110 generates laser light having a wavelength of 1060 nm, and the optical wavelength conversion element 120 has a wavelength of 0.2 nm around the wavelength of 1060 nm. It is assumed that light having a wavelength width can be converted.

이 경우, 상기 레이저 다이오드(110)의 전류에 대한 파장의 변화가 0.003㎚/㎃ 라고 한다면, 상기 레이저 다이오드(110)에 300㎃의 전류를 인가하는 경우 레이저 다이오드(110)에서 출력되는 레이저 광의 파장은 1060.3㎚의 중심 파장을 가지게 되며, 상기 레이저 다이오드(110)에서 출사되는 레이저 광은 상기 광 파장 변환 소자(120)에서 변환할 수 있는 파장의 범위를 벗어나게 되고, 상기 광 파장 변환 소자(120)는 1060.3㎚의 파장을 가지는 레이저 광을 그대로 출력하게 된다.In this case, if the change of the wavelength with respect to the current of the laser diode 110 is 0.003nm / ,, the wavelength of the laser light output from the laser diode 110 when applying a current of 300 에 to the laser diode 110 Has a center wavelength of 1060.3 nm, the laser light emitted from the laser diode 110 is out of a range of wavelengths that can be converted by the optical wavelength converting element 120, and the optical wavelength converting element 120 Will output the laser light having a wavelength of 1060.3 nm as it is.

이와 같이, 상기 광 파장 변환 소자(120)가 입사되는 광의 고조파를 생성하지 못하여 상기 광 파장 변환 소자(120)로 입사되는 광이 원래의 파장을 가지고 출력되면, 가시광 영역의 파장을 가지는 광을 생성하지 못하게 된다.As such, when the light wavelength conversion element 120 does not generate harmonics of the incident light and the light incident to the light wavelength conversion element 120 is output with the original wavelength, light having the wavelength of the visible light region is generated. You won't be able to.

따라서, 상기 고조파 확인부(141)는 상기 광 검출부(130)에서 검출된 광이 상기 레이저 다이오드(110)에서 출력하는 광의 고조파인지를 확인한다.Therefore, the harmonic checker 141 checks whether the light detected by the light detector 130 is a harmonic of the light output from the laser diode 110.

상기 고조파 확인부(141)의 확인 결과, 상기 광 검출부(130)에서 검출된 광이 상기 레이저 다이오드(110)에서 출력하는 광의 고조파가 아닌 경우, 보정 연산부(145)는 메모리(143)에서 상기 레이저 다이오드(110)의 전류에 대한 파장의 변화 율과 상기 광 파장 변환 소자(120)의 변환 파장 범위에 관한 정보를 추출하고 상기 추출한 정보를 이용하여 상기 광 파장 변환 소자(120)가 상기 레이저 다이오드(110)에서 출력하는 광의 고조파를 발생하도록 하기 위해 증감해야 할 전류의 크기를 구한 후, 상기 구동부(100)로 보정 신호를 전달한다.When the light detected by the light detector 130 is not a harmonic of the light output from the laser diode 110, the correction calculator 145 may correct the laser in the memory 143. The wavelength conversion element 120 extracts information about the rate of change of the wavelength with respect to the current of the diode 110 and the conversion wavelength range of the optical wavelength conversion element 120 and uses the extracted information to convert the optical wavelength conversion element 120 into the laser diode ( After obtaining the magnitude of the current to be increased or decreased in order to generate harmonics of the light output from the 110, the correction signal is transmitted to the driver 100.

즉, 상기 보정 연산부(145)는 상기 메모리(143)에서 추출한 정보를 이용하여 상기 광 검출부(130)에서 검출한 광에서 어느 정도의 전류를 증감시켜야 상기 레이저 다이오드(110)에서 출력하는 광의 파장이 상기 광 파장 변환 소자(120)가 변환시킬 수 있는 파장 범위내로 들어갈 수 있는지를 연산하여 보정 신호를 구동부(100)로 전달한다.That is, the correction calculator 145 increases or decreases a certain amount of current from the light detected by the light detector 130 by using the information extracted from the memory 143, so that the wavelength of the light output from the laser diode 110 is increased. The optical wavelength converting element 120 calculates whether it can fall within a wavelength range that can be converted, and transmits a correction signal to the driver 100.

예를 들면, 상기 레이저 다이오드(110)의 전류에 대한 파장의 변화율이 0.003㎚/㎃이고, 광 파장 변환 소자(120)가 1060㎚의 파장을 중심으로 0.2㎚의 파장 폭을 가지는 광을 변환시킬 수 있다 할 때, 상기 광 검출부(130)에서 검출된 광이 1060.16㎚의 파장을 가진다고 하면 상기 광 검출부(130)에서 검출된 광은 상기 광 파장 변환 소자(120)가 변환시킬 수 있는 파장 범위에서 0.06㎚를 벗어나 있게 된다.For example, the rate of change of the wavelength with respect to the current of the laser diode 110 is 0.003 nm / ㎃, and the optical wavelength converting element 120 may convert light having a wavelength width of 0.2 nm around the wavelength of 1060 nm. When the light detected by the light detector 130 has a wavelength of 1060.16 nm, the light detected by the light detector 130 is in a wavelength range that can be converted by the light wavelength conversion element 120. It is out of 0.06 nm.

이 경우, 레이저 다이오드(110)에 인가하는 전류를 20㎃ 감소시키면 레이저 다이오드에서 출사되는 광의 파장은 상기 광 파장 변환 소자(120)가 변환시킬 수 있는 파장 범위내에 있게 된다. In this case, if the current applied to the laser diode 110 is reduced by 20 mA, the wavelength of the light emitted from the laser diode is within a wavelength range that the optical wavelength conversion element 120 can convert.

즉, 상기 레이저 다이오드(110)에 인가하는 전류를 20㎃ 감소시키는 경우 상기 레이저 다이오드(110)에서 출사되는 광의 파장은 (0.003㎚/㎃) × 20㎃ = 0.06 ㎚ 가 감소하게 되어 1060.1㎚의 파장을 가지게 되며 상기 파장을 가지는 광은 광 파장 변환 소자(120)가 변환시킬 수 있는 파장 범위이다.That is, when the current applied to the laser diode 110 is reduced by 20 mA, the wavelength of the light emitted from the laser diode 110 is reduced by (0.003 nm / kV) × 20 Hz = 0.06 nm, which is a wavelength of 1060.1 nm. Light having the wavelength is a wavelength range that the optical wavelength conversion element 120 can convert.

따라서, 이 경우 상기 보정 연산부(145)는 구동부(100)로 상기 레이저 다이오드(110)에 인가하는 전류를 20㎃ 감소시키라는 보정 신호를 전달한다.Therefore, in this case, the correction calculator 145 transmits a correction signal to the driver 100 to reduce the current applied to the laser diode 110 by 20 mA.

상기 구동부(100)는 상기 보정 연산부(145)에서 보정 신호를 전달받는 경우, 상기 보정 신호에 따라 전류의 세기를 조절하여 상기 레이저 다이오드(100)에 인가한다.When the correction unit 145 receives the correction signal, the driving unit 100 adjusts the current intensity according to the correction signal and applies it to the laser diode 100.

이와 같이, 보정 신호 전달부(140)를 통해 레이저 다이오드(110)에 인가하는 전류의 세기를 보정하여 레이저 다이오드(110)에서 출력하는 광의 파장이 광 파장 변환 소자(120)에서 변환 시킬 수 있는 파장 범위 내에 있게 하면, 광 파장 변환 소자(120)는 레이저 다이오드(110)에서 출력하는 광의 고조파를 발생시킬 수 있으며, 따라서 가시광 영역의 파장을 가지는 광을 얻을 수 있게 된다.As such, the wavelength of the light output from the laser diode 110 can be converted by the optical wavelength conversion element 120 by correcting the intensity of the current applied to the laser diode 110 through the correction signal transmission unit 140. When within the range, the optical wavelength converting element 120 can generate harmonics of the light output from the laser diode 110, thereby obtaining light having a wavelength in the visible light region.

도 7은 본 발명의 고조파 레이저 발생 장치의 구동 방법의 실시예의 흐름도이다. 이에 도시된 바와 같이, 먼저 구동부(100)는 레이저 다이오드(110)에 전류를 인가하여 상기 레이저 다이오드(110)를 구동시키고(S 10), 상기 레이저 다이오드(110)는 인가된 전류에 대응하는 광을 광 파장 변환 소자(120)로 출력한다(S 20).7 is a flowchart of an embodiment of a method of driving a harmonic laser generation device of the present invention. As shown in the drawing, first, the driving unit 100 applies a current to the laser diode 110 to drive the laser diode 110 (S 10), and the laser diode 110 is light corresponding to the applied current. Is output to the optical wavelength conversion element 120 (S20).

그 후, 상기 광 파장 변환 소자(120)는 입력되는 광의 고조파를 생성하여 출력하며(S 30), 광 검출부(130)는 광 파장 변환 소자(120)에서 출력되는 광을 검출한다(S 40).Thereafter, the optical wavelength conversion element 120 generates and outputs harmonics of the input light (S 30), and the light detector 130 detects the light output from the optical wavelength conversion element 120 (S 40). .

다음으로, 고조파 확인부(141)는 상기 광 검출부(130)에서 검출된 광이 상기 레이저 다이오드(110)에서 출력하는 광의 고조파인지를 확인한다(S 50).Next, the harmonic checker 141 checks whether the light detected by the light detector 130 is a harmonic of the light output from the laser diode 110 (S 50).

이어서, 상기 단계 S 50 의 확인 결과, 상기 광 검출부(130)에서 검출된 광이 상기 레이저 다이오드(110)에서 출력하는 광의 고조파가 아닌 경우, 보정 연산부(145)는 메모리(143)에 기 저장된 상기 레이저 다이오드(110)의 전류에 대한 파장 변화율과 상기 광 파장 변환 소자(120)의 변환 파장 범위에 대한 정보를 추출한다(S 60).Subsequently, as a result of checking in step S 50, when the light detected by the light detector 130 is not a harmonic of the light output from the laser diode 110, the correction calculator 145 stores the previously stored in the memory 143. The wavelength change rate with respect to the current of the laser diode 110 and the information about the conversion wavelength range of the optical wavelength conversion element 120 are extracted (S 60).

그 후, 보정 연산부(145)는 상기 메모리(143)에서 추출한 정보와 상기 광 검출부(130)에서 검출한 광에 대한 정보를 이용하여 상기 광 파장 변환 소자(120)가 상기 레이저 다이오드(110)에서 출력하는 광의 고조파를 발생하도록 하기 위해 증감해야 할 전류의 크기를 구한다(S 70).Thereafter, the correction operation unit 145 uses the information extracted from the memory 143 and the information about the light detected by the light detector 130, so that the optical wavelength conversion element 120 uses the information of the laser diode 110. The magnitude of the current to be increased or decreased in order to generate harmonics of the light to be output is obtained (S 70).

다음으로, 상기 보정 연산부(145)는 단계 S 70 에서 구한 전류 값을 레이저 다이오드(100)로 인가하라는 보정 신호를 상기 구동부(100)로 전달하며(S 80), 상기 구동부(100)는 상기 보정 신호에 따라 레이저 다이오드(110)에 전류를 인가한다(S 90).Next, the correction operation unit 145 transmits a correction signal for applying the current value obtained in step S 70 to the laser diode 100 to the driving unit 100 (S 80), and the driving unit 100 corrects the correction. The current is applied to the laser diode 110 in accordance with the signal (S90).

한편, 상기에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 마련되는 본 발명의 정신이나 분야를 이탈하지 않는 한도 내에서 본 발명이 다양하게 개조 및 변화될 수 있다는 것을 당업계에서 통상의 지식을 가진 자는 용이하게 알 수 있다.On the other hand, while the present invention has been shown and described with respect to specific preferred embodiments, various modifications and variations of the present invention without departing from the spirit or field of the invention provided by the claims below It will be readily apparent to one of ordinary skill in the art that it can be used.

예를 들면, 본 실시예에서는 광 파장 변환 소자를 통하여 레이저 다이오드에서 출력되는 광의 절반의 파장을 가지는 제2 고조파를 생성하는 것으로 하였지만, 레이저 다이오드에서 출력되는 광의 1/N 의 파장을 가지는 제N 고조파를 생성할 수 있는 것이다.For example, in the present embodiment, the second harmonic having half the wavelength of the light output from the laser diode is generated through the optical wavelength conversion element, but the Nth harmonic having the wavelength of 1 / N of the light output from the laser diode is generated. Can be generated.

본 발명에 의하면, 레이저 다이오드에서 출력하는 광의 파장이 광 파장 변환 소자에서 변환시킬 수 있는 파장 범위내에 있도록 상기 레이저 다이오드에 인가하는 전류를 조정함으로써, 레이저 다이오드에서 출력하는 광의 고조파를 안정적으로 얻을 수 있으며, 레이저 디스플레이 시스템 등에 있어서 필요로 하는 가시광 레이저를 효율적으로 발생시킬 수 있게 된다.According to the present invention, the harmonics of the light output from the laser diode can be stably obtained by adjusting the current applied to the laser diode so that the wavelength of the light output from the laser diode is within a wavelength range that can be converted by the optical wavelength conversion element. Therefore, the visible light laser required for the laser display system or the like can be efficiently generated.

Claims (5)

전류를 레이저 다이오드로 인가하여 상기 레이저 다이오드를 구동시키는 구동부;A driver for driving the laser diode by applying a current to the laser diode; 상기 구동부에서 인가하는 전류에 대응되는 광 신호를 출력하는 레이저 다이오드;A laser diode outputting an optical signal corresponding to a current applied by the driver; 상기 레이저 다이오드에서 출력하는 광의 고조파를 발생시키는 광 파장 변환 소자;An optical wavelength conversion element for generating harmonics of light output from the laser diode; 상기 광 파장 변환 소자에서 발생되는 광을 검출하는 광 검출부; 및A light detector for detecting light generated by the optical wavelength conversion element; And 상기 광 검출부에서 검출된 광이 상기 레이저 다이오드에서 출력된 광의 고조파인지를 확인하고, 상기 확인 결과 상기 광 검출부에서 검출된 광이 상기 레이저 다이오드에서 출력된 광의 고조파가 아닌 경우, 상기 광 파장 변환 소자가 상기 레이저 다이오드에서 출력하는 광의 고조파를 발생하도록 하기 위해 증감해야 할 전류의 크기를 구한 후, 상기 구동부로 보정 신호를 전달하는 보정 신호 전달부로 이루어지는 것을 특징으로 하는 고조파 레이저 발생 장치.If the light detected by the light detector is a harmonic of the light output from the laser diode, and if the light detected by the light detector is not a harmonic of the light output from the laser diode, the optical wavelength conversion element is And a correction signal transmission unit for obtaining a magnitude of a current to be increased or decreased in order to generate harmonics of the light output from the laser diode, and then transmitting a correction signal to the driving unit. 제1항에 있어서, 상기 보정 신호 전달부는,The method of claim 1, wherein the correction signal transmission unit, 상기 광 검출부에서 검출된 광이 상기 레이저 다이오드에서 출력된 광의 고조파인지를 확인하는 고조파 확인부;A harmonic checking unit checking whether the light detected by the light detector is a harmonic of the light output from the laser diode; 상기 레이저 다이오드의 전류에 대한 파장의 변화율과 상기 광 파장 변환 소 자의 변환 파장 범위에 대한 정보가 저장된 메모리; 및A memory storing information on a rate of change of wavelength with respect to a current of the laser diode and a conversion wavelength range of the optical wavelength conversion element; And 상기 고조파 확인부의 확인 결과, 상기 광 검출부에서 검출된 광이 상기 레이저 다이오드에서 출력된 광의 고조파가 아닌 경우, 상기 메모리에서 상기 레이저 다이오드의 전류에 대한 파장의 변화율과 상기 광 파장 변환 소자의 변환 파장 범위에 관한 정보를 추출하고 상기 추출한 정보를 이용하여 상기 광 파장 변환 소자가 상기 레이저 다이오드에서 출력하는 광의 고조파를 발생하도록 하기 위해 증감해야 할 전류의 크기를 구한 후, 상기 구동부로 보정 신호를 전달하는 보정 연산부로 이루어지는 것을 특징으로 하는 고조파 레이저 발생 장치.When the light detected by the photodetector is not a harmonic of the light output from the laser diode, the rate of change of the wavelength with respect to the current of the laser diode in the memory and the conversion wavelength range of the optical wavelength conversion element are confirmed as the result of the confirmation of the harmonic checker. After extracting the information about and using the extracted information to obtain the magnitude of the current to be increased or decreased in order for the wavelength conversion element to generate harmonics of the light output from the laser diode, the correction to transfer the correction signal to the drive unit Harmonic laser generator, characterized in that consisting of a calculation unit. 제1항에 있어서, 상기 레이저 다이오드는 출력하는 광의 파장 안정화를 위하여 그레이팅(Grating)을 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 고조파 레이저 발생 장치.The harmonic laser generator of claim 1, wherein the laser diode includes a grating for stabilizing wavelengths of light to be output. 제1항에 있어서, 상기 광 파장 변환 소자는 상기 레이저 다이오드에서 출력하는 광의 제2 고조파를 발생시키는 것을 특징으로 하는 고조파 레이저 발생 장치.The harmonic laser generating device according to claim 1, wherein the optical wavelength conversion element generates a second harmonic of light output from the laser diode. 구동부가 레이저 다이오드에 전류를 인가하여 상기 레이저 다이오드를 구동시키고, 상기 레이저 다이오드가 상기 인가된 전류에 대응하는 광을 광 파장 변환 소자로 출력하는 단계;A driving unit applying a current to a laser diode to drive the laser diode, and the laser diode outputting light corresponding to the applied current to an optical wavelength conversion element; 상기 광 파장 변환 소자가 입력되는 광의 고조파를 생성하여 출력하는 단계;Generating and outputting harmonics of light into which the wavelength conversion element is input; 상기 광 파장 변환 소자에서 출력되는 광을 검출하는 단계;Detecting light output from the optical wavelength conversion element; 상기 단계에서 검출된 광이 상기 레이저 다이오드에서 출력하는 광의 고조파인지를 확인하는 단계;Checking whether the light detected in the step is a harmonic of light output from the laser diode; 상기 단계의 확인 결과, 상기 검출된 광이 상기 레이저 다이오드에서 출력하는 광의 고조파가 아닌 경우, 메모리에 기 저장된 레이저 다이오드의 전류에 대한 파장의 변화율과 광 파장 변환 소자의 변환 파장 범위에 관한 정보를 추출하는 단계;When the detected light is not the harmonic of the light output from the laser diode, the information on the rate of change of wavelength with respect to the current of the laser diode stored in the memory and the conversion wavelength range of the optical wavelength conversion element are extracted. Doing; 상기 메모리에서 추출한 정보를 이용하여 상기 광 파장 변환 소자가 상기 레이저 다이오드에서 출력하는 광의 고조파를 발생하도록 하기 위해 증감해야 할 전류의 크기를 구하는 단계; 및Obtaining a magnitude of a current to be increased or decreased in order to generate harmonics of light output from the laser diode by using the information extracted from the memory; And 상기 단계에서 구한 전류의 값을 보정 신호로 하여 상기 구동부로 전달하고, 상기 보정 신호에 따라 레이저 다이오드에 전류를 인가하는 단계로 이루어지는 고조파 레이저 발생 장치의 구동 방법.And transmitting the current value obtained in the step as a correction signal to the driver, and applying a current to the laser diode according to the correction signal.
KR1020050054103A 2005-06-22 2005-06-22 Apparatus for generating harmonic wave of laser and driving method thereof KR101096906B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020050054103A KR101096906B1 (en) 2005-06-22 2005-06-22 Apparatus for generating harmonic wave of laser and driving method thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020050054103A KR101096906B1 (en) 2005-06-22 2005-06-22 Apparatus for generating harmonic wave of laser and driving method thereof

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20060134433A true KR20060134433A (en) 2006-12-28
KR101096906B1 KR101096906B1 (en) 2011-12-22

Family

ID=37812810

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020050054103A KR101096906B1 (en) 2005-06-22 2005-06-22 Apparatus for generating harmonic wave of laser and driving method thereof

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101096906B1 (en)

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000133864A (en) * 1998-10-28 2000-05-12 Shimadzu Corp Ld exciting solid-state laser device
JP3767318B2 (en) 2000-04-26 2006-04-19 株式会社島津製作所 LD pumped solid state laser device

Also Published As

Publication number Publication date
KR101096906B1 (en) 2011-12-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101276125B (en) Laser generating apparatus
US8630320B2 (en) Method and apparatus for a hybrid mode-locked fiber laser
US9172204B2 (en) Method for adjusting electro-optic modulator in laser device, and laser device
JP5180250B2 (en) Laser system
JP2003295243A (en) Higher harmonic light source unit, method for driving the same, image display device using the same, image forming device, and optical recording device
US20080175285A1 (en) Forced wavelength chirping in semiconductor lasers
US20110170564A1 (en) Fiber laser oscillators and systems using an optimized phase varying function
US20070237191A1 (en) Devices for high power, high-repetition rate, broadly tunable coherent radiation, and its applications
Goldberg et al. High power continuous wave blue light generation in KNbO3 using semiconductor amplifier seeded by a laser diode
US10554011B2 (en) Light source device and wavelength conversion method using non-linear crystal and a first and second optical path length control mechanism
US6456424B1 (en) Noise suppression using pump-resonant optical parametric oscillation
JP2011134736A (en) Pulse fiber laser device, image display device and processing device
Reid et al. Widely tunable, near-to mid-infrared femtosecond and picosecond optical parametric oscillators using periodically poled LiNbO/sub 3/and RbTiOAsO/sub 4
US7330300B1 (en) Optical frequency mixer and method for the same
KR101096906B1 (en) Apparatus for generating harmonic wave of laser and driving method thereof
US20110026102A1 (en) MOPA Seed Source With Wavelength Control For Resonant Frequency Conversion
KR20100120284A (en) Minimizing power variations in laser sources
JP2004157217A (en) Wavelength converting laser beam source
JP2012043994A (en) Laser system
Jensen et al. High-power green light generation by second harmonic generation of single-frequency tapered diode lasers
WO2011114906A1 (en) Laser system and method for producing same
US20240128708A1 (en) Radiation source and a method for generating electromagnetic radiation at a plurality of frequencies
Raffy et al. AgGaSe2 OPO pumped by a LiNbO3 OPO
Avdokin et al. Watts level, sum frequency generation in the red of synchronously seeded Yb and Er fiber sources
JP2003133620A (en) Broad band optical amplifier

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
LAPS Lapse due to unpaid annual fee