KR20240080239A - Laser apparatus - Google Patents
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Abstract
본 발명은 레이저 장치에 관한 것으로, 파장 변환을 하기 위한 기본 빔을 생성하는 레이저 발생부; 상기 레이저 발생부로부터 기본 빔을 공급받아, 상기 기본 빔의 조화파를 생성하는 크리스탈로 이루어진 비선형 크리스탈; 상기 비선형 크리스탈을 외기와 차단시키면서, 상기 비선형 크리스탈의 각 면의 온도를 독립적으로 제어하는 밀폐기구로 형성된 크리스탈 오븐; 상기 크리스탈 오븐을 마운팅하여 전체 시스템에 결합하면서, 상기 크리스탈 오븐의 각도를 미세 조정할 수 있도록 2축 이상의 자유도로 회전이 가능한, 크리스탈 오븐 마운트; 및 레이저 장치의 각 구성을 제어하는 제어부;를 포함하는 레이저 장치를 개시한다. The present invention relates to a laser device, comprising: a laser generator that generates a basic beam for wavelength conversion; A non-linear crystal made of a crystal that receives a basic beam from the laser generator and generates a harmonic wave of the basic beam; a crystal oven formed with a sealing mechanism that blocks the non-linear crystal from external air and independently controls the temperature of each side of the non-linear crystal; A crystal oven mount that mounts the crystal oven and combines it with the overall system, and is rotatable in two or more degrees of freedom to finely adjust the angle of the crystal oven; and a control unit that controls each component of the laser device.
Description
본 발명은 레이저 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 비선형 크리스탈을 통과한 빔 단면을 관측하여 빔의 온도를 보정하고, 크리스탈 통과 전후의 펄스당 에너지를 관측하여 크리스탈의 각도를 보정하고, 실시간으로 온도와 각도를 보정하여 레이저 파장 변환 후 출력을 최적화하고 안정화하는 것이 가능한, 레이저 파장 변환 최적화 및 안정화 기술을 갖는 레이저 장치에 관한 것이다. The present invention relates to a laser device, and more specifically, to correct the temperature of the beam by observing the cross section of the beam passing through the non-linear crystal, to correct the angle of the crystal by observing the energy per pulse before and after passing through the crystal, and to correct the angle of the crystal in real time. It relates to a laser device having laser wavelength conversion optimization and stabilization technology, capable of optimizing and stabilizing output after laser wavelength conversion by correcting temperature and angle.
레이저는 복사 유도 방출에 의한 광증폭(Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation)의 줄임말로, 분자 안에 있는 전자 또는 분자 자체의 들뜬 상태 입자들을 모이게 한 후 동시에 낮은 상태로 전이시킴으로써 보강 간섭을 이용하여 빛을 증폭하는 장치이다. Laser is an abbreviation for Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation. It uses constructive interference to generate light by gathering electrons in molecules or excited particles of the molecule itself and then simultaneously transitioning them to a lower state. It is an amplifying device.
고강도 레이저 기술은, 열이 전달되는 시간보다 짧은 시간동안 레이저로 가열하여 표면 아래 기판 손상없이 표면처리하는 정교한 국소 가열 기술, 예를 들어 반도체나 디스플레이 전체 가공에서 국소 가열하는 기술로서 활용되고 있으며, 고강도 레이저가 물질과 반응하여 플라즈마를 생성하는 기술로 활용되며, 고강도 레이저에 닿은 물질이 증발하여 사라져 주변 열 손상 없이 정밀 가공(절단)하는 분야, 예를 들어, 안과 의료용 초정밀 레이저 절단 기술 등에도 활용되는 기술이다. High-intensity laser technology is a sophisticated local heating technology that treats the surface without damaging the substrate below the surface by heating with a laser for a shorter time than the heat transfer time. For example, it is used as a local heating technology in the overall processing of semiconductors or displays. It is used as a technology in which a laser reacts with a material to generate plasma, and the material that touches the high-intensity laser evaporates and disappears, and is also used in the field of precision processing (cutting) without thermal damage to the surrounding area, for example, ultra-precision laser cutting technology for ophthalmic medical use. It's technology.
우리나라의 레이저 광원 수요는 높은 편으로, 전 세계 시장의 8.7%를 차지하고 있다. 대부분의 우리나라 기업들은 미국과 유럽의 레이저 광원 공급사에 의존하는 실정이다. 수입 레이저 광원의 경우, 비싼 유지 및 보수 비용, 서비스 지연, 언어 문제로 전방 산업에 이슈가 발생했을 때 신속한 대응이 어려운 문제를 가지고 있다. Demand for laser light sources in Korea is high, accounting for 8.7% of the global market. Most Korean companies depend on laser light source suppliers in the United States and Europe. In the case of imported laser light sources, it is difficult to respond quickly when issues arise in the downstream industry due to high maintenance and repair costs, service delays, and language problems.
레이저 분야는 방위산업적 성격을 띠고 있어서, 세계 블록화 추세에 따라 수출 제한이 확대될 가능성이 높은 분야로서, 레이저 활용 장비에서 레이저 광원 가격이 원가에 차지하는 비중이 평균 60% 이상이며, 기술이 더 고도화될 경우 원가 구성 비율은 더 증가할 가능성도 높다. 또한 첨단 기술 대다수가 레이저 기술을 사용하고 있어서, 점차 레이저 광원 공급사에 대한 의존성이 더욱 심화될 것으로 예상되고 있다. The laser field has a defense industry nature, so it is highly likely that export restrictions will expand in line with the global block trend. In laser-using equipment, the cost of the laser light source accounts for more than 60% of the cost on average, and the technology is expected to become more sophisticated. In this case, the cost composition ratio is likely to increase further. In addition, since the majority of cutting-edge technologies use laser technology, it is expected that dependence on laser light source suppliers will gradually deepen.
이와 같은 레이저 광원 기술로는, 기체레이저(CO2/엑시머 레이저), 램프 펌핑 고체 레이저(LPSSL : Lamp Pumped Solid State Laser)이나 다이오드 펌핑 고체 레이저(DPSSL : Diode Pumped Solid State Laser) 기술을 들 수 있다. 2000년대 들어서는, DPSSL이 각광 받고 있으며, 가격이 비싸지만, 수명이 길어서 수명 대비 가격은 LPSSL에 대비하여 저렴하다고 볼 수 있다. 즉, LPSSL은 대략 3천만 샷이 내구 한계이지만, DPSSL은 약 20억 샷까지 사용할 수 있다. 하지만, 최근에는 DPSSL이 점점 더 가격이 하락하여 적용 분야가 확대되고 있다. Such laser light source technologies include gas laser (CO 2 /excimer laser), lamp pumped solid state laser (LPSSL: Lamp Pumped Solid State Laser), and diode pumped solid state laser (DPSSL: Diode Pumped Solid State Laser) technology. . In the 2000s, DPSSL has been in the spotlight, and although it is expensive, its lifespan is long, so the price relative to its lifespan can be considered cheaper than LPSSL. In other words, LPSSL has an endurance limit of approximately 30 million shots, but DPSSL can be used up to approximately 2 billion shots. However, recently, the price of DPSSL has gradually decreased and its application areas are expanding.
관련한 종래 기술로서, 대한민국 공개특허 제10-2015-0064109호(2015.06.10. 공개, 발명의 명칭 : 포커싱/광학 없는 길쭉한 고체 레이저의 레이저 다이오드 사이드 펌핑, LASER DIODE SIDE PUMPING OF AN ELONGATED SOLID-STATE LASER WITHOUT FOCUSING/OPTICS) 또는 대한민국 제10-1448318호(2014.09.30. 등록, 발명의 명칭 : 다이오드 레이저를 구비한 펌프광원의 작동 방법, METHOD FOR OPERATING A PUMP LIGHT SOURCE WITH A DIODE LASER) 등을 들 수 있다. As related prior art, Republic of Korea Patent Publication No. 10-2015-0064109 (published on June 10, 2015, title of invention: LASER DIODE SIDE PUMPING OF AN ELONGATED SOLID-STATE LASER without focusing/optics) WITHOUT FOCUSING/OPTICS) or Republic of Korea No. 10-1448318 (registered on September 30, 2014, title of invention: METHOD FOR OPERATING A PUMP LIGHT SOURCE WITH A DIODE LASER) there is.
먼저, 대한민국 공개특허 제10-2015-0064109호(2015.06.10. 공개, 발명의 명칭 : 포커싱/광학 없는 길쭉한 고체 레이저의 레이저 다이오드 사이드 펑핑)에서는, 펌프 소스가 레이저 다이오드(laser diode)와 같은 빛 소스이고, 이득 매체는 에르븀-이테르븀-도핑 유리 막대(Erbium-Ytterbium-doped glass rod)이며, 이득 매체와 펌프 소스 사이의 거리를 최소화 시켜, 결과적으로 이득 매체와 펌프 소스 사이의 빛의 갈라짐이 최소화되도록 하는 기술적 특징을 개시하고 있다. First, in Korean Patent Publication No. 10-2015-0064109 (published on June 10, 2015, title of the invention: laser diode side popping of an elongated solid-state laser without focusing/optics), the pump source emits light such as a laser diode. The source and the gain medium are Erbium-Ytterbium-doped glass rods, which minimize the distance between the gain medium and the pump source, thereby minimizing the splitting of light between the gain medium and the pump source. We are disclosing the technical features that make this possible.
다음으로, 대한민국 제10-1448318호(2014.09.30. 등록, 발명의 명칭 : 다이오드 레이저를 구비한 펌프광원의 작동 방법)에서는, 레이저 장치의 광펌핑을 위해 펌프광을 제공하는, 다이오드 레이저를 구비한 펌프광원의 작동방법에 관한 기술, 제1 내지 3 작동 모드의 유기적인 결합에 의해, 레이저 장치의 성능을 전체적으로 향상시킬 수 있는 기술이 개시되어 있다. 좀 더 구체적으로, 제1 작동 모드에서 다이오드 레이저의 가열에 관한 구성, 제1 작동 모드에서 요구되는 레이저 활성 고체의 흡수파장에 관한 구성, 제3 작동 모드 전의 제2 작동 모드에서, 레이저 활성 고체는 밀도 반전이 일어나는 구성 등이 개시되어 있다. Next, in Republic of Korea No. 10-1448318 (registered on September 30, 2014, title of invention: Method of operating a pump light source equipped with a diode laser), a device equipped with a diode laser that provides pump light for optical pumping of a laser device A technology related to a method of operating a pump light source and a technology capable of improving the overall performance of a laser device by organic combination of the first to third operating modes is disclosed. More specifically, a configuration regarding heating of the diode laser in the first operating mode, a configuration regarding the absorption wavelength of the laser active solid as required in the first operating mode, and in a second operating mode prior to the third operating mode, the laser active solid is A configuration in which density inversion occurs is disclosed.
하지만, 상술한 종래의 특허문헌에서는, 본 발명과 같은, 비선형 크리스탈을 통과한 빔 단면을 관측하여 빔의 온도를 보정하고, 크리스탈 통과 전후의 펄스당 에너지를 관측하여 크리스탈의 각도를 보정하고, 실시간으로 온도와 각도를 보정하여 레이저 파장 변환 후 출력을 최적화하고 안정화하는 것이 가능한, 레이저 파장 변환 최적화 및 안정화 기술을 갖는 레이저 장치에 대해서는 전혀 개시하지 않고 있었다. However, in the conventional patent document described above, as in the present invention, the temperature of the beam is corrected by observing the cross section of the beam passing through the nonlinear crystal, the angle of the crystal is corrected by observing the energy per pulse before and after passing through the crystal, and the angle of the crystal is corrected in real time. There has been no disclosure at all about a laser device with laser wavelength conversion optimization and stabilization technology that can optimize and stabilize the output after laser wavelength conversion by correcting the temperature and angle.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로, 본 발명은 비선형 크리스탈을 통과한 빔 단면을 관측하여 빔의 온도를 보정하고, 크리스탈 통과 전후의 펄스당 에너지를 관측하여 크리스탈의 각도를 보정하고, 실시간으로 온도와 각도를 보정하여 레이저 파장 변환 후 출력을 최적화하고 안정화하는 것이 가능한, 레이저 파장 변환 최적화 및 안정화 기술을 갖는 레이저 장치를 제공한 것을 목적으로 한다. The present invention was created to solve the above-mentioned problems. The present invention corrects the temperature of the beam by observing the cross section of the beam passing through the nonlinear crystal, and corrects the angle of the crystal by observing the energy per pulse before and after passing through the crystal. The purpose is to provide a laser device with laser wavelength conversion optimization and stabilization technology that is capable of optimizing and stabilizing output after laser wavelength conversion by correcting temperature and angle in real time.
상술한 과제를 실현하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 장치는, 파장 변환을 하기 위한 기본 빔을 생성하는 레이저 발생부; 상기 레이저 발생부로부터 기본 빔을 공급받아, 상기 기본 빔의 조화파를 생성하는 크리스탈로 이루어진 비선형 크리스탈; 상기 비선형 크리스탈을 외기와 차단시키면서, 상기 비선형 크리스탈의 각 면의 온도를 독립적으로 제어하는 밀폐기구로 형성된 크리스탈 오븐; 상기 크리스탈 오븐을 마운팅하여 전체 시스템에 결합하면서, 상기 크리스탈 오븐의 각도를 미세 조정할 수 있도록 2축 이상의 자유도로 회전이 가능한, 크리스탈 오븐 마운트; 및 레이저 장치의 각 구성을 제어하는 제어부;를 포함한다. A laser device according to an embodiment of the present invention for realizing the above-described problem includes a laser generator that generates a basic beam for wavelength conversion; A non-linear crystal made of a crystal that receives a basic beam from the laser generator and generates a harmonic wave of the basic beam; a crystal oven formed with a sealing mechanism that blocks the non-linear crystal from external air and independently controls the temperature of each side of the non-linear crystal; A crystal oven mount that mounts the crystal oven and combines it with the overall system, and is rotatable in two or more degrees of freedom to finely adjust the angle of the crystal oven; and a control unit that controls each component of the laser device.
또한, 상기 비선형 크리스탈은, 상기 기본 빔이 입력될 때와 출력될 때 거치게 되는 제 1 밀폐 윈도우 및 제 2 밀폐 윈도우를 포함하며, 상기 제 1 밀폐 윈도우 및 상기 제 2 밀폐 윈도우는, 상기 기본 빔의 입력 및 출력 경로를 벗어난 위치이면서, 상기 비선형 크리스탈의 일측에 위치하여, 상기 비선형 크리스탈의 입력광과 출력광의 일부를 센싱하는, 입력광 관측 센서 및 출력광 관측 센서를 더 포함한다.In addition, the nonlinear crystal includes a first sealed window and a second sealed window through which the basic beam passes when input and output, and the first sealed window and the second sealed window are of the basic beam. It further includes an input light observation sensor and an output light observation sensor, which are located outside the input and output paths and on one side of the nonlinear crystal and sense a portion of the input light and output light of the nonlinear crystal.
또한, 상기 제어부는, 상기 입력광 관측 센서 및 상기 출력광 관측 센서의 센싱값을 기초로 하여, 상기 크리스탈 오븐의 각도를 미세 조정할 수 있도록 상기 크리스탈 오븐 마운트를 제어할 수 있다. Additionally, the control unit may control the crystal oven mount to finely adjust the angle of the crystal oven based on the sensing values of the input light observation sensor and the output light observation sensor.
또한, 상기 제 2 밀폐 윈도우에서 출력된 광을 반사하는 이색성 미러; 상기 이색성 미러의 후단에 위치하는 빔 덤프; 상기 이색성 미러에서 반사된 광을 반사하여 출력하는 레이저 미러; 상기 레이저 미러의 후단에 위치하여, 출력되는 광의 빔 단면을 관측하는, 빔 단면 관측 카메라;를 포함한다. Additionally, a dichroic mirror that reflects light output from the second sealed window; Beam dump located at the rear end of the dichroic mirror; a laser mirror that reflects and outputs light reflected from the dichroic mirror; It includes a beam cross-section observation camera located at the rear end of the laser mirror and observing the beam cross-section of the output light.
또한, 상기 제어부는, 상기 빔 단면 관측 카메라의 관측 결과를 기초로 하여, 상기 크리스탈 오븐을 제어하여, 상기 비선형 크리스탈의 각 면의 온도를 독립적으로 제어하여, 상기 빔 단면 관측 카메라에서 관측되는 빔의 상하 및 좌우가 일치하도록 제어한다. In addition, the control unit controls the crystal oven based on the observation results of the beam cross-section observation camera to independently control the temperature of each side of the nonlinear crystal to control the temperature of the beam observed by the beam cross-section observation camera. Control the top and bottom and left and right sides to match.
또한, 제어 변수인 θx, θy를 변수 K라고 하면, 상기 입력광 관측 센서 및 상기 출력광 관측센서의 센싱값의 비율로, 파장 변환 효율 η를 계산하며, 현재 n번째(여기서 n은 자연수) 샘플링시 파장 변환 효율 ηn 및 이전 (n-1)번째 샘플링시 파장 변환 효율 ηn-1 을 비교하고, 현재 n번째 샘플링시 파장 변환 효율 ηn 가 이전 (n-1)번째 샘플링시 파장 변환 효율 ηn-1 보다 크거나 같다면, Kn = Kn-1 + ΔKn-1 로, ΔKn = ΔKn-1 로 하거나, 또는 현재 n번째 샘플링시 파장 변환 효율 ηn 가 이전 (n-1)번째 샘플링시 파장 변환 효율 ηn-1 보다 작다면, Kn = Kn-1 - ΔKn-1 로, ΔKn = -ΔKn-1 로 하도록, Kn 변수에 반영하여 제어한다. In addition, assuming that the control variables θx and θy are variable K, the wavelength conversion efficiency η is calculated as the ratio of the sensing values of the input light observation sensor and the output light observation sensor, and the current nth (where n is a natural number) sampling Compare the wavelength conversion efficiency η n at the time of the current nth sampling and the wavelength conversion efficiency η n-1 at the previous (n-1)th sampling, and the wavelength conversion efficiency η n at the current nth sampling is the wavelength conversion efficiency at the previous (n-1)th sampling. If it is greater than or equal to η n-1 , Kn = Kn-1 + ΔK n-1 , ΔK n = ΔK n-1 , or the wavelength conversion efficiency η n at the time of the current nth sampling is the previous (n-1) If the wavelength conversion efficiency is smaller than η n-1 at the time of sampling, it is controlled by reflecting it in the Kn variable so that K n = K n-1 - ΔK n-1 and ΔK n = -ΔK n-1 .
또한, 제어 변수인 Tavg를 변수 K라고 하면, 상기 Tavg는 상기 비선형 크리스탈의 4면의 온도를 평균한 값이고, 상기 입력광 관측 센서 및 상기 출력광 관측센서의 센싱값의 비율로, 파장 변환 효율 η를 계산하며, 현재 n번째(여기서 n은 자연수) 샘플링시 파장 변환 효율 ηn 및 이전 (n-1)번째 샘플링시 파장 변환 효율 ηn-1 을 비교하고, 현재 n번째 샘플링시 파장 변환 효율 ηn 가 이전 (n-1)번째 샘플링시 파장 변환 효율 ηn-1 보다 크거나 같다면, Kn = Kn-1 + ΔKn-1 로, ΔKn = ΔKn-1 로 하거나, 또는 현재 n번째 샘플링시 파장 변환 효율 ηn 가 이전 (n-1)번째 샘플링시 파장 변환 효율 ηn-1 보다 작다면, Kn = Kn-1 - ΔKn-1 로, ΔKn = -ΔKn-1 로 하도록, Kn 변수에 반영하여 제어한다. In addition, if Tavg, which is a control variable, is called variable K, Tavg is the average temperature of the four sides of the nonlinear crystal, and is the ratio of the sensing values of the input light observation sensor and the output light observation sensor, and wavelength conversion efficiency Calculate η, and compare the wavelength conversion efficiency η n at the current nth sampling (where n is a natural number) with the wavelength conversion efficiency η n-1 at the previous (n-1)th sampling, and the wavelength conversion efficiency at the current nth sampling. If η n is greater than or equal to the wavelength conversion efficiency η n-1 at the previous (n-1)th sampling, Kn = Kn-1 + ΔK n-1 , ΔK n = ΔK n-1 , or the current n If the wavelength conversion efficiency η n at the first sampling is smaller than the wavelength conversion efficiency η n-1 at the previous (n-1)th sampling, K n = K n-1 - ΔK n-1 , ΔK n = -ΔK n- Control it by reflecting it in the Kn variable so that it is 1 .
본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 장치에 의하면, 비선형 크리스탈을 통과한 빔 단면을 관측하여 빔의 온도를 보정하고, 크리스탈 통과 전후의 펄스당 에너지를 관측하여 크리스탈의 각도를 보정하고, 실시간으로 온도와 각도를 보정하여 레이저 파장 변환 후 출력을 최적화하고 안정화하는 것이 가능한, 레이저 파장 변환 최적화 및 안정화 기술을 갖는 레이저 장치를 제공할 수 있다. According to the laser device according to an embodiment of the present invention, the temperature of the beam is corrected by observing the cross section of the beam passing through the nonlinear crystal, the angle of the crystal is corrected by observing the energy per pulse before and after passing the crystal, and the temperature is measured in real time. A laser device having laser wavelength conversion optimization and stabilization technology capable of optimizing and stabilizing output after laser wavelength conversion by correcting the and angle can be provided.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 레이저 장치의 전체적인 개략도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 레이저 장치의 크리스탈 오븐 및 크리스탈 오븐 마운트의 정면도를 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명에서 사용되는 일례로서 LBO 비선형 크리스탈의 경우, phase-matching 각도, phase-matching 온도를 찾아내는 방법을 나타낸 것이다.
도 4는 본 발명에서 사용되는 phase-matching에서 최적 값에서 벗어나면 나타내게 되는 의 형태의 출력을 도시한 것이다.
도 5는 본 발명에서 사용되는 각도 및 온도의 제어 방법을 일 실시예를 나타낸 것이다.
도 6은 본 발명에서 사용되는 각 면의 온도 제어를 통한 파장 변환 안정화 방법을 나타낸 것이다.
도 7은 빔 단면 관측 카메라로 관측한 빔의 단면을 나타낸 일례이다. 1 is an overall schematic diagram of a laser device according to a preferred embodiment of the present invention.
Figure 2 shows a front view of a crystal oven and a crystal oven mount of a laser device according to a preferred embodiment of the present invention.
Figure 3 shows a method for finding the phase-matching angle and phase-matching temperature in the case of an LBO nonlinear crystal as an example used in the present invention.
Figure 4 shows what happens when the phase-matching used in the present invention deviates from the optimal value. It shows the output in the form of .
Figure 5 shows an embodiment of the angle and temperature control method used in the present invention.
Figure 6 shows a method of stabilizing wavelength conversion through temperature control of each side used in the present invention.
Figure 7 is an example showing the cross section of a beam observed with a beam cross section observation camera.
이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.Hereinafter, preferred embodiments according to the present invention will be described in detail with reference to the attached drawings. Prior to this, the terms or words used in this specification and claims should not be construed as limited to their usual or dictionary meanings, and the inventor should appropriately define the concept of terms in order to explain his or her invention in the best way. Based on the principle of definability, it must be interpreted with meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.Accordingly, the embodiments described in this specification and the configurations shown in the drawings are only one of the most preferred embodiments of the present invention and do not represent the entire technical idea of the present invention, so at the time of filing this application, various alternatives are available to replace them. It should be understood that equivalents and variations may exist.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 레이저 장치의 전체적인 개략도이고, 도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 레이저 장치의 크리스탈 오븐 및 크리스탈 오븐 마운트의 정면도를 나타낸 것이다, Figure 1 is an overall schematic diagram of a laser device according to a preferred embodiment of the present invention, and Figure 2 is a front view of a crystal oven and a crystal oven mount of the laser device according to a preferred embodiment of the present invention.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 레이저 장치는, 레이저 발생부, 비선형 크리스탈, 크리스탈 오븐, 크리스탈 오븐 마운트, 및 제어부를 포함한다. 레이저 발생부는 파장 변환을 하기 위한 기본 빔을 생성하는 구성이다. 비선형 크리스탈은 상술한 레이저 발생부로부터 기본 빔을 공급받아, 기본 빔의 조화파를 생성하는 크리스탈로 이루어진다. As shown in FIGS. 1 and 2, a laser device according to a preferred embodiment of the present invention includes a laser generator, a nonlinear crystal, a crystal oven, a crystal oven mount, and a control unit. The laser generator is configured to generate a basic beam for wavelength conversion. The nonlinear crystal is composed of a crystal that receives a basic beam from the above-described laser generator and generates a harmonic wave of the basic beam.
또한, 크리스탈 오븐은, 상술한 비선형 크리스탈을 외기와 차단시키면서, 비선형 크리스탈의 각 면의 온도를 독립적으로 제어하는 밀폐기구로 형성된다. 크리스탈 오븐 마운트는, 상술한 크리스탈 오븐을 마운팅하여 전체 시스템에 결합하면서, 크리스탈 오븐의 각도를 미세 조정할 수 있도록 2축 이상의 자유도로 회전이 가능한 구성이며, 제어부는 상술한 레이저 장치의 각 구성을 제어하는 구성이다. Additionally, the crystal oven is formed as an airtight mechanism that blocks the above-described nonlinear crystal from external air and independently controls the temperature of each side of the nonlinear crystal. The crystal oven mount is a configuration that can be rotated with more than two degrees of freedom to fine-tune the angle of the crystal oven while mounting the above-described crystal oven and combining it with the overall system. The control unit controls each configuration of the above-described laser device. It is a composition.
도 1에 도시된 것처럼, 비선형 크리스탈은, 기본 빔이 입력될 때와 출력될 때 거치게 되는 제 1 밀폐 윈도우 및 제 2 밀폐 윈도우를 포함한다. 제 1 밀폐 윈도우 및 제 2 밀폐 윈도우는, 기본 빔의 입력 및 출력 경로를 약간 벗어난 자리에 위치하면서, 비선형 크리스탈의 일측에 위치하여, 비선형 크리스탈의 입력광과 출력광의 일부를 센싱하는, 입력광 관측 센서 및 출력광 관측 센서를 더 포함한다. 입력광 관측 센서 및 출력광 관측 센서는 레이저 빔을 직접적으로 받지 않고, 윈도우에서 산란된 약한 빛의 세기를 감지한다. 이를 통해서, 후술하는 파장 변환 효율 η을 계산하는 것이 가능하다. As shown in Figure 1, the non-linear crystal includes a first sealing window and a second sealing window through which the primary beam is input and output. The first sealed window and the second sealed window are located at a position slightly outside the input and output path of the basic beam and are located on one side of the nonlinear crystal, and sense a part of the input light and output light of the nonlinear crystal for input light observation. It further includes a sensor and an output light observation sensor. The input light observation sensor and output light observation sensor do not directly receive the laser beam, but detect the intensity of weak light scattered from the window. Through this, it is possible to calculate the wavelength conversion efficiency η, which will be described later.
또한, 제어부는, 입력광 관측 센서 및 출력광 관측 센서의 센싱값을 기초로 하여, 즉, 파장 변환 효율 η을 기초로 하여, 크리스탈 오븐의 각도를 미세 조정할 수 있도록 크리스탈 오븐 마운트를 제어할 수 있다. 각도를 0.1Hz~0.01Hz의 느린 속도로 진동을 주고, 이에 따른 파장 변환 효율 η을 비율의 추세를 통해서 최적점에서 벗어난 정도를 계산하여, 다시 크리스탈 오븐의 각도를 다시 반영하여 최적 각도를 유지하게 된다. In addition, the control unit may control the crystal oven mount to finely adjust the angle of the crystal oven based on the sensing values of the input light observation sensor and the output light observation sensor, that is, based on the wavelength conversion efficiency η. . The angle is vibrated at a slow rate of 0.1Hz to 0.01Hz, and the resulting wavelength conversion efficiency η is calculated as a deviation from the optimal point through the trend of the ratio, and the angle of the crystal oven is reflected again to maintain the optimal angle. do.
또한, 제 2 밀폐 윈도우에서 출력된 광을 반사하는 이색성 미러, 이색성 미러의 후단에 위치하는 빔 덤프, 이색성 미러에서 반사된 광을 반사하여 출력하는 레이저 미러, 레이저 미러의 후단에 위치하여, 출력되는 광의 빔 단면을 관측하는, 빔 단면 관측 카메라를 포함한다. 모든 미러는 빛을 100% 반사시키지 못하고 약하게 투과되는 양이 있다. 대략 0.2~0.02%이며, 이를 이용하여 빔의 단면을 관측할 수 있다. 빔 덤프는 불필요한 빔을 걸러내는 용도로, 시스템 목적에 따라 선택적으로 있거나 또는 없을 수도 있다. In addition, a dichroic mirror that reflects the light output from the second sealed window, a beam dump located at the rear of the dichroic mirror, a laser mirror that reflects and outputs the light reflected from the dichroic mirror, and a beam dump located at the rear of the laser mirror. , including a beam cross-section observation camera that observes the beam cross-section of output light. All mirrors do not reflect 100% of the light and only slightly transmit it. It is approximately 0.2~0.02%, and using this, the cross section of the beam can be observed. Beam dump is used to filter out unnecessary beams, and may or may not be optional depending on the system purpose.
또한, 제어부는, 빔 단면 관측 카메라의 관측 결과를 기초로 하여, 크리스탈 오븐을 제어하여, 비선형 크리스탈의 각 면의 온도를 독립적으로 제어하여, 빔 단면 관측 카메라에서 관측되는 빔의 상하 및 좌우가 일치하도록 제어하는 것이 가능하다. 크리스탈 오븐 마운트는 크리스탈의 각 면을 독립적으로 온도 제어할 수 있으며, x축과 y축으로 회전하도록 전자 제어할 수 있다. 입력광 관측 센서 및 출력광 관측 센서, 및 빔 단면 관측 카메라의 결과값을 실시간으로 처리하여, 크리스탈 각 면의 온도와 x축 회전량과 y축 회전량을 보정하여 파장 변환 효율을 최적화 및 안정화하게 된다. In addition, the control unit controls the crystal oven based on the observation results of the beam cross-section observation camera to independently control the temperature of each side of the nonlinear crystal, so that the top, bottom and left and right sides of the beam observed from the beam cross-section observation camera are consistent. It is possible to control it to do so. The crystal oven mount can control the temperature of each side of the crystal independently and can be electronically controlled to rotate in the x and y axes. By processing the results of the input light observation sensor, output light observation sensor, and beam cross-section observation camera in real time, the temperature of each side of the crystal and the amount of x-axis rotation and y-axis rotation are corrected to optimize and stabilize wavelength conversion efficiency. do.
한편, 상술한 파장 변환 기술 및 제어 방법에 대해서 좀 더 자세히 설명하면, 파장 변환 기술은 빛의 비선형 현상을 이용한 것으로, 에너지와 운동량을 동시에 보존하는 조건을 만족하기 위해 Phase-matching을 수행한다. Meanwhile, to describe the above-described wavelength conversion technology and control method in more detail, the wavelength conversion technology utilizes the nonlinear phenomenon of light and performs phase-matching to satisfy the condition of simultaneously preserving energy and momentum.
실제 적용에서 phase-matching을 크게 각도와 온도 조건을 조정하여 수행하는데, 2차 조화파의 경우, 다음과 같은 식을 만족한다. uω, u2ω는 정규화한 거리에 따른 입력 전기장 크기, 출력인 2차 조화파의 전기장 크기이다. z는 기본 빔을 발생하는 레이저 발생부와 비선형 크리스탈 간이 실제 물리적 거리를 나타내며, ζ는 z를 비선형 상호작용을 고려한 정규화한 거리 변수이다. In actual applications, phase-matching is largely performed by adjusting the angle and temperature conditions, and in the case of the second harmonic wave, the following equation is satisfied. u ω and u 2ω are the input electric field size according to the normalized distance and the electric field size of the output second harmonic wave. z represents the actual physical distance between the laser generator that generates the basic beam and the nonlinear crystal, and ζ is a distance variable in which z is normalized considering nonlinear interaction.
위 식에서 deff와 nω, n2ω는 각도와 온도의 영향을 받는 비선형 크리스탈의 물성값으로, 설계된 값에서 벗어나면 파장 변환 효율 η가 감소한다. η는 전기장 크기 제곱의 비율로 계산한다. 이 때 η를 구하는 식의 분모는 비선형 크리스탈에 들어가는 위치가 0이라면, η를 구하는 식의 분자는 비선형 크리스탈에서 나오는 위치로서, 비선형 크리스탈의 길이 l이 된다. In the above equation, d eff , n ω , and n 2ω are physical property values of the nonlinear crystal that are affected by angle and temperature. If they deviate from the designed value, the wavelength conversion efficiency η decreases. η is calculated as the ratio of the electric field magnitude squared. At this time, if the denominator of the equation for calculating η is the position entering the nonlinear crystal, 0, the numerator of the equation for calculating η is the position leaving the nonlinear crystal, which is the length l of the nonlinear crystal.
파장 변환 효율 η가 1에 가까워지면, 기본 빔이 100%에 가깝게 2차 조화파로 변환이 된다는 의미이고, 파장 변환 효율 η가 0에 가까워지면, 기본 빔이 2차 조화파로 거의 변환이 되지 않는다는 의미이다. When the wavelength conversion efficiency η approaches 1, it means that the basic beam is converted to the second harmonic wave at close to 100%, and when the wavelength conversion efficiency η approaches 0, it means that the basic beam is hardly converted to the second harmonic wave. am.
도 3은 본 발명에서 사용되는 일례로서 1㎛ 파장 레이저의 2차 조화파에 흔히 사용되는 LBO 비선형 크리스탈의 경우, phase-matching 각도, phase-matching 온도를 찾아내는 방법을 나타낸 것이다. Figure 3 shows a method for finding the phase-matching angle and phase-matching temperature in the case of an LBO nonlinear crystal commonly used in the second harmonic wave of a 1㎛ wavelength laser as an example used in the present invention.
도 3에 도시된 것처럼, 1㎛ 파장 레이저의 2차 조화파에 흔히 사용되는 LBO 비선형 크리스탈의 경우, 도 3과 같은 특징을 갖고 있다는 것이 이미 알려져 있다. 기본 파장을 이용하면, phase-matching할 각도 및 phase-matching할 온도를 알아낼 수 있다. 이 온도와 각도가 될 수 있도록 최적 제어하게 된다. As shown in Figure 3, it is already known that the LBO nonlinear crystal, which is commonly used in the second harmonic wave of a 1㎛ wavelength laser, has the same characteristics as shown in Figure 3. Using the basic wavelength, you can find the angle for phase-matching and the temperature for phase-matching. This temperature and angle are optimally controlled.
도 4는 본 발명에서 사용되는 phase-matching에서 최적 값에서 벗어나면 나타내게 되는 의 형태의 출력을 도시한 것이다. 도 4에 도시된 바와 같이, phase-matching 최적 값에서 벗어나면 도 4와 같이 형태의 출력이 나타난다. 이는 비선형적 응답 특성이며, 응답 특성이 제조 환경마다 차이가 발생하여 일반화된 수식 도출이 어렵다. Figure 4 shows what happens when the phase-matching used in the present invention deviates from the optimal value. It shows the output in the form of . As shown in Figure 4, if the phase-matching deviates from the optimal value, The output in the form appears. This is a non-linear response characteristic, and the response characteristics differ depending on the manufacturing environment, making it difficult to derive a generalized formula.
도 5는 비선형적인 응답 특성에서 최적 위치, 온도를 찾아가기 위하여, 입출력단의 광센서의 값을 활용한다. 즉 입력광 관측 센서 및 출력광 관측센서, 즉 입출력단의 광센서의 값의 비율로, 파장 변환 효율 η을 계산할 수 있다. 도 5는 본 발명에서 사용되는 각도 및 온도의 제어 방법을 일 실시예를 나타낸 것이다. Figure 5 uses the values of the optical sensor of the input and output terminal to find the optimal position and temperature in non-linear response characteristics. In other words, the wavelength conversion efficiency η can be calculated as the ratio of the values of the input light observation sensor and the output light observation sensor, that is, the optical sensor at the input and output stage. Figure 5 shows an example of an angle and temperature control method used in the present invention.
도 5를 좀 더 구체적으로 설명하면, 본 발명에서의 제어 변수인 θx, θy, Tavg에 대하여 번갈아 가면서 실행하는 이를 통칭하여 변수 K라고 한다. 즉 변수 K는 θx가 되기도 하고, θy가 되기도 하고, Tavg가 되기도 한다. 여기서 Tavg는 비선형 크리스탈의 각 면, 즉 4면의 온도를 평균한 값이다. 5 in more detail, the control variables θx, θy, and Tavg in the present invention that are alternately executed are collectively referred to as variable K. In other words, the variable K can be θx, θy, or Tavg. Here, Tavg is the average temperature of each side of the nonlinear crystal, that is, the four sides.
입력광 관측 센서 및 출력광 관측 센서의 센싱값의 비율로 파장 변환 효율 η을 구한다. 다음으로 이전 파장 변환 효율 ηn-1, 이전 변수 Kn-1, 이전 변화량 ΔKn-1을 데이터 로드한다. 이 경우, 로드할 데이터가 없을 경우, ηn-1 = 0으로 로드 시키며, 이전 변수 Kn-1 은 측정값이나 초기값을 로드 시키며, 이전 변화량 ΔKn-1 = ΔKn 로 로드 시킨다. The wavelength conversion efficiency η is obtained from the ratio of the sensing values of the input light observation sensor and the output light observation sensor. Next, load the previous wavelength conversion efficiency η n-1 , previous variable K n-1 , and previous change amount ΔK n-1 . In this case, if there is no data to load, it is loaded with η n-1 = 0, the previous variable K n-1 is loaded with the measured value or initial value, and the previous change amount is loaded with ΔK n-1 = ΔK n .
그 다음에, 현재 n번째 샘플링시 파장 변환 효율 ηn 및 이전 (n-1)번째 샘플링시 파장 변환 효율 ηn-1 을 비교한다. 현재 n번째 샘플링시 파장 변환 효율 ηn 가 이전 (n-1)번째 샘플링시 파장 변환 효율 ηn-1 보다 크거나 같다면, Kn = Kn-1 + ΔKn-1 로, ΔKn = ΔKn-1 로 한다. 현재 n번째 샘플링시 파장 변환 효율 ηn 가 이전 (n-1)번째 샘플링시 파장 변환 효율 ηn-1 보다 크거나 같다면, Kn = Kn-1 + ΔKn-1 로, ΔKn = ΔKn-1 로 한다. 현재 n번째 샘플링시 파장 변환 효율 ηn 가 이전 (n-1)번째 샘플링시 파장 변환 효율 ηn-1 보다 작다면, Kn = Kn-1 - ΔKn-1 로, ΔKn = -ΔKn-1 로 한다. 이렇게 한 다음, Kn 변수에 반영하도록 제어한다. Next, the wavelength conversion efficiency η n at the current nth sampling and the wavelength conversion efficiency η n-1 at the previous (n-1)th sampling are compared. If the wavelength conversion efficiency η n at the current nth sampling is greater than or equal to the wavelength conversion efficiency η n-1 at the previous (n-1)th sampling, Kn = Kn-1 + ΔK n-1 , ΔK n = ΔK n Set it to -1 . If the wavelength conversion efficiency η n at the current nth sampling is greater than or equal to the wavelength conversion efficiency η n-1 at the previous (n-1)th sampling, K n = K n-1 + ΔK n-1 , ΔK n = Let ΔK n-1 . If the wavelength conversion efficiency η n at the current nth sampling is smaller than the wavelength conversion efficiency η n-1 at the previous (n-1)th sampling, K n = K n-1 - ΔK n-1 , ΔK n = -ΔK Let it be n-1 . After doing this, control it to be reflected in the K n variable.
한편, 도 7은 도 1의 빔 단면 관측 카메라로 관측한 빔의 단면을 나타낸 일례이다. 빔 단면 관측 카메라를 통해서 관측한 빔의 단면으로 크리스탈 각 면의 온도 제어를 하는 것이 가능한데, 도 7에 도시된 것처럼, 빔의 상하보다 좌우의 짧은 것은 상대적으로 빔의 좌우 에너지가 적으므로, 비선형 크리스탈의 좌측면과 비선형 크리스탈의 우측면의 온도를 보정하여 온도를 올리는 것이 가능하다. 비선형 크리스탈의 각 면의 온도 제어기는 발열판과 온도 센서로 구성될 수 있다. Meanwhile, FIG. 7 is an example showing a cross section of a beam observed with the beam cross section observation camera of FIG. 1. It is possible to control the temperature of each side of the crystal using the cross-section of the beam observed through the beam cross-section observation camera. As shown in Figure 7, the left and right sides of the beam are shorter than the top and bottom, so the left and right energy of the beam is relatively low, so the nonlinear crystal It is possible to raise the temperature by correcting the temperature of the left side of the crystal and the right side of the nonlinear crystal. The temperature controller on each side of the nonlinear crystal may be composed of a heating plate and a temperature sensor.
도 6은 본 발명에서 사용되는 각 면의 온도 제어를 통한 파장 변환 안정화 방법을 나타낸 것이다. 도 6에 도시된 것처럼, (i) 평균 온도 Tavg를 기준으로, 각 면의 온도에 편차를 주어 2차원의 온도 프로파일(Ttop, Tbottom, Tleft, Tright)을 생성한다. (ii) 온도 프로파일과 sinc2(φ) 형태의 효율 응답곡선을 결합하여 2차원의 효율 프로파일을 생성한다. (iii) 효율 프로파일은 파장 변환 효율에 영향을 주어, 최종 빔의 형상 제어가 가능하여, 빔의 균질화를 이룰 수 있다. 이렇게 함으로써 입력 빔 프로파일이 대각선 방향으로 찌그러진 것을, 출력 빔 프로파일에서 원형에 가깝게 보상하는 것이 가능하다. Figure 6 shows a method of stabilizing wavelength conversion through temperature control on each side used in the present invention. As shown in Figure 6, (i) based on the average temperature Tavg, a two-dimensional temperature profile (Ttop, Tbottom, Tleft, Tright) is generated by varying the temperature of each side. (ii) Generate a two-dimensional efficiency profile by combining the temperature profile and the efficiency response curve in the form of sinc 2 (ϕ). (iii) The efficiency profile affects the wavelength conversion efficiency, allowing control of the shape of the final beam, thereby achieving homogenization of the beam. By doing this, it is possible to compensate for the diagonal distortion of the input beam profile by making it close to circular in the output beam profile.
이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 청구범위의 균등 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.As described above, although the present invention has been described with limited examples and drawings, the present invention is not limited thereto, and the technical idea of the present invention and the following will be understood by those skilled in the art to which the present invention pertains. Of course, various modifications and variations are possible within the scope of equivalence of the claims to be described.
Claims (7)
상기 레이저 발생부로부터 기본 빔을 공급받아, 상기 기본 빔의 조화파를 생성하는 크리스탈로 이루어진 비선형 크리스탈;
상기 비선형 크리스탈을 외기와 차단시키면서, 상기 비선형 크리스탈의 각 면의 온도를 독립적으로 제어하는 밀폐기구로 형성된 크리스탈 오븐;
상기 크리스탈 오븐을 마운팅하여 전체 시스템에 결합하면서, 상기 크리스탈 오븐의 각도를 미세 조정할 수 있도록 2축 이상의 자유도로 회전이 가능한, 크리스탈 오븐 마운트; 및
레이저 장치의 각 구성을 제어하는 제어부;를 포함하는,
레이저 장치.
A laser generator that generates a basic beam for wavelength conversion;
A non-linear crystal made of a crystal that receives a basic beam from the laser generator and generates a harmonic wave of the basic beam;
a crystal oven formed with a sealing mechanism that blocks the non-linear crystal from external air and independently controls the temperature of each side of the non-linear crystal;
A crystal oven mount that mounts the crystal oven and combines it with the overall system, and is rotatable in two or more degrees of freedom to finely adjust the angle of the crystal oven; and
Containing a control unit that controls each configuration of the laser device,
Laser device.
상기 비선형 크리스탈은, 상기 기본 빔이 입력될 때와 출력될 때 거치게 되는 제 1 밀폐 윈도우 및 제 2 밀폐 윈도우를 포함하며,
상기 제 1 밀폐 윈도우 및 상기 제 2 밀폐 윈도우는, 상기 기본 빔의 입력 및 출력 경로를 벗어난 위치이면서, 상기 비선형 크리스탈의 일측에 위치하여, 상기 비선형 크리스탈의 입력광과 출력광의 일부를 센싱하는, 입력광 관측 센서 및 출력광 관측 센서를 더 포함하는,
레이저 장치.
According to claim 1,
The nonlinear crystal includes a first sealed window and a second sealed window through which the basic beam passes when input and output,
The first sealed window and the second sealed window are located outside the input and output path of the basic beam and are located on one side of the nonlinear crystal, and sense a portion of the input light and output light of the nonlinear crystal. Further comprising a light observation sensor and an output light observation sensor,
Laser device.
상기 제어부는, 상기 입력광 관측 센서 및 상기 출력광 관측 센서의 센싱값을 기초로 하여, 상기 크리스탈 오븐의 각도를 미세 조정할 수 있도록 상기 크리스탈 오븐 마운트를 제어하는 것을 특징으로 하는,
레이저 장치.
According to claim 2,
The control unit controls the crystal oven mount to finely adjust the angle of the crystal oven based on the sensing values of the input light observation sensor and the output light observation sensor.
Laser device.
상기 제 2 밀폐 윈도우에서 출력된 광을 반사하는 이색성 미러;
상기 이색성 미러의 후단에 위치하는 빔 덤프;
상기 이색성 미러에서 반사된 광을 반사하여 출력하는 레이저 미러;
상기 레이저 미러의 후단에 위치하여, 출력되는 광의 빔 단면을 관측하는, 빔 단면 관측 카메라;를 포함하는,
레이저 장치.
According to claim 1,
a dichroic mirror reflecting light output from the second sealed window;
Beam dump located at the rear end of the dichroic mirror;
a laser mirror that reflects and outputs light reflected from the dichroic mirror;
A beam cross-section observation camera located at the rear end of the laser mirror to observe the beam cross-section of the output light.
Laser device.
상기 제어부는, 상기 빔 단면 관측 카메라의 관측 결과를 기초로 하여, 상기 크리스탈 오븐을 제어하여, 상기 비선형 크리스탈의 각 면의 온도를 독립적으로 제어하여, 상기 빔 단면 관측 카메라에서 관측되는 빔의 상하 및 좌우가 일치하도록 제어하는 것을 특징으로 하는,
레이저 장치.
According to claim 4,
The control unit controls the crystal oven based on the observation results of the beam cross-section observation camera to independently control the temperature of each side of the nonlinear crystal to control the upper and lower sides of the beam observed by the beam cross-section observation camera. Characterized by controlling the left and right sides to match,
Laser device.
제어 변수인 θx, θy를 변수 K라고 하면,
상기 입력광 관측 센서 및 상기 출력광 관측센서의 센싱값의 비율로, 파장 변환 효율 η를 계산하며,
현재 n번째(여기서 n은 자연수) 샘플링시 파장 변환 효율 ηn 및 이전 (n-1)번째 샘플링시 파장 변환 효율 ηn-1 을 비교하고,
현재 n번째 샘플링시 파장 변환 효율 ηn 가 이전 (n-1)번째 샘플링시 파장 변환 효율 ηn-1 보다 크거나 같다면, Kn = Kn-1 + ΔKn-1 로, ΔKn = ΔKn-1 로 하거나, 또는 현재 n번째 샘플링시 파장 변환 효율 ηn 가 이전 (n-1)번째 샘플링시 파장 변환 효율 ηn-1 보다 작다면, Kn = Kn-1 - ΔKn-1 로, ΔKn = -ΔKn-1 로 하도록,
Kn 변수에 반영하여 제어하는 것을 특징으로 하는,
레이저 장치.
According to claim 3,
If the control variables θx and θy are called variables K,
Calculate the wavelength conversion efficiency η as the ratio of the sensing values of the input light observation sensor and the output light observation sensor,
Compare the wavelength conversion efficiency η n at the current nth (where n is a natural number) sampling and the wavelength conversion efficiency η n-1 at the previous (n-1)th sampling,
If the wavelength conversion efficiency η n at the current nth sampling is greater than or equal to the wavelength conversion efficiency η n-1 at the previous (n-1)th sampling, Kn = Kn-1 + ΔK n-1 , ΔK n = ΔK n -1 , or if the wavelength conversion efficiency η n at the current nth sampling is smaller than the wavelength conversion efficiency η n-1 at the previous (n-1)th sampling, K n = K n-1 - ΔK n-1 , so that ΔK n = -ΔK n-1 ,
Characterized by controlling by reflecting on the Kn variable,
Laser device.
제어 변수인 Tavg를 변수 K라고 하면,
상기 Tavg는 상기 비선형 크리스탈의 4면의 온도를 평균한 값이고,
상기 입력광 관측 센서 및 상기 출력광 관측센서의 센싱값의 비율로, 파장 변환 효율 η를 계산하며,
현재 n번째(여기서 n은 자연수) 샘플링시 파장 변환 효율 ηn 및 이전 (n-1)번째 샘플링시 파장 변환 효율 ηn-1 을 비교하고,
현재 n번째 샘플링시 파장 변환 효율 ηn 가 이전 (n-1)번째 샘플링시 파장 변환 효율 ηn-1 보다 크거나 같다면, Kn = Kn-1 + ΔKn-1 로, ΔKn = ΔKn-1 로 하거나, 또는 현재 n번째 샘플링시 파장 변환 효율 ηn 가 이전 (n-1)번째 샘플링시 파장 변환 효율 ηn-1 보다 작다면, Kn = Kn-1 - ΔKn-1 로, ΔKn = -ΔKn-1 로 하도록,
Kn 변수에 반영하여 제어하는 것을 특징으로 하는,
레이저 장치. According to claim 5,
If the control variable Tavg is called variable K,
The Tavg is the average temperature of the four sides of the nonlinear crystal,
Calculate the wavelength conversion efficiency η as the ratio of the sensing values of the input light observation sensor and the output light observation sensor,
Compare the wavelength conversion efficiency η n at the current nth (where n is a natural number) sampling and the wavelength conversion efficiency η n-1 at the previous (n-1)th sampling,
If the wavelength conversion efficiency η n at the current nth sampling is greater than or equal to the wavelength conversion efficiency η n-1 at the previous (n-1)th sampling, Kn = Kn-1 + ΔK n-1 , ΔK n = ΔK n -1 , or if the wavelength conversion efficiency η n at the current nth sampling is smaller than the wavelength conversion efficiency η n-1 at the previous (n-1)th sampling, K n = K n-1 - ΔK n-1 , so that ΔK n = -ΔK n-1 ,
Characterized by controlling by reflecting on the Kn variable,
Laser device.
Priority Applications (2)
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|---|---|---|---|
| KR1020220162138A KR20240080239A (en) | 2022-11-29 | 2022-11-29 | Laser apparatus |
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| KR1020220162138A KR20240080239A (en) | 2022-11-29 | 2022-11-29 | Laser apparatus |
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Non-Patent Citations (2)
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| 대한민국 공개특허 제10-2015-0064109호(2015.06.10. 공개, 발명의 명칭 : 포커싱/광학 없는 길쭉한 고체 레이저의 레이저 다이오드 사이드 펌핑, LASER DIODE SIDE PUMPING OF AN ELONGATED SOLID-STATE LASER WITHOUT FOCUSING/OPTICS) |
| 대한민국 제10-1448318호(2014.09.30. 등록, 발명의 명칭 : 다이오드 레이저를 구비한 펌프광원의 작동 방법, METHOD FOR OPERATING A PUMP LIGHT SOURCE WITH A DIODE LASER) |
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