JP2022539447A - 多重ｑスイッチを利用した多重レーザーパルス発振方法及び多重レーザーパルス発振装置 - Google Patents
多重ｑスイッチを利用した多重レーザーパルス発振方法及び多重レーザーパルス発振装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2022539447A JP2022539447A JP2021569103A JP2021569103A JP2022539447A JP 2022539447 A JP2022539447 A JP 2022539447A JP 2021569103 A JP2021569103 A JP 2021569103A JP 2021569103 A JP2021569103 A JP 2021569103A JP 2022539447 A JP2022539447 A JP 2022539447A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- switch
- cycle
- laser pulse
- laser
- light energy
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
- Pending
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 27
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 title claims abstract description 16
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims abstract description 15
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 5
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000005281 excited state Effects 0.000 description 3
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 3
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 3
- XUMBMVFBXHLACL-UHFFFAOYSA-N Melanin Chemical compound O=C1C(=O)C(C2=CNC3=C(C(C(=O)C4=C32)=O)C)=C2C4=CNC2=C1C XUMBMVFBXHLACL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 239000010979 ruby Substances 0.000 description 2
- 229910001750 ruby Inorganic materials 0.000 description 2
- 208000017520 skin disease Diseases 0.000 description 2
- 210000004872 soft tissue Anatomy 0.000 description 2
- 231100000216 vascular lesion Toxicity 0.000 description 2
- 208000032544 Cicatrix Diseases 0.000 description 1
- 206010027145 Melanocytic naevus Diseases 0.000 description 1
- 206010028980 Neoplasm Diseases 0.000 description 1
- 206010029098 Neoplasm skin Diseases 0.000 description 1
- 208000007256 Nevus Diseases 0.000 description 1
- 108010064719 Oxyhemoglobins Proteins 0.000 description 1
- 208000000453 Skin Neoplasms Diseases 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 208000025865 Ulcer Diseases 0.000 description 1
- 229910009372 YVO4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000002835 absorbance Methods 0.000 description 1
- -1 alexandrite Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000004075 alteration Effects 0.000 description 1
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 208000037265 diseases, disorders, signs and symptoms Diseases 0.000 description 1
- 208000035475 disorder Diseases 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- CPBQJMYROZQQJC-UHFFFAOYSA-N helium neon Chemical compound [He].[Ne] CPBQJMYROZQQJC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000003902 lesion Effects 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 description 1
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 description 1
- 229910052594 sapphire Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010980 sapphire Substances 0.000 description 1
- 231100000241 scar Toxicity 0.000 description 1
- 230000037387 scars Effects 0.000 description 1
- 230000009759 skin aging Effects 0.000 description 1
- 230000036560 skin regeneration Effects 0.000 description 1
- 238000004659 sterilization and disinfection Methods 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 1
- 231100000397 ulcer Toxicity 0.000 description 1
- 208000019553 vascular disease Diseases 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
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
- H01S3/11—Mode locking; Q-switching; Other giant-pulse techniques, e.g. cavity dumping
- H01S3/1123—Q-switching
- H01S3/127—Plural Q-switches
-
- 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
- H01S3/11—Mode locking; Q-switching; Other giant-pulse techniques, e.g. cavity dumping
- H01S3/1123—Q-switching
- H01S3/115—Q-switching using intracavity electro-optic devices
-
- 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
- H01S3/09—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping
- H01S3/091—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping
- H01S3/094—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping by coherent light
- H01S3/094076—Pulsed or modulated pumping
-
- 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
- H01S3/10038—Amplitude control
- H01S3/10046—Pulse repetition rate control
-
- 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
- H01S3/1022—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 by controlling the optical pumping
- H01S3/1024—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 by controlling the optical pumping for pulse 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
- H01S3/09—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping
- H01S3/091—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping
- H01S3/0915—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping by incoherent light
- H01S3/092—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping by incoherent light of flash lamp
-
- 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
- H01S3/14—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range characterised by the material used as the active medium
- H01S3/16—Solid materials
- H01S3/1601—Solid materials characterised by an active (lasing) ion
- H01S3/1603—Solid materials characterised by an active (lasing) ion rare earth
- H01S3/1611—Solid materials characterised by an active (lasing) ion rare earth neodymium
-
- 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
- H01S3/14—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range characterised by the material used as the active medium
- H01S3/16—Solid materials
- H01S3/163—Solid materials characterised by a crystal matrix
- H01S3/164—Solid materials characterised by a crystal matrix garnet
- H01S3/1643—YAG
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Lasers (AREA)
- Radiation-Therapy Devices (AREA)
- Optical Modulation, Optical Deflection, Nonlinear Optics, Optical Demodulation, Optical Logic Elements (AREA)
- Laser Surgery Devices (AREA)
Abstract
本発明は、レーザーのピークパワーを減少させ、エネルギー効率を向上させることができる多重Ｑスイッチを利用した多重レーザーパルス発振方法を提供する。 本発明の一実施例に係る多重Ｑスイッチを利用した多重レーザーパルス発振方法は、１サイクルの光エネルギーを形成するステップと、前記光エネルギーによって利得媒質の電子が励起されるステップと、前記光エネルギーの１サイクルの間に、第１Ｑスイッチを実行するステップと、前記第１Ｑスイッチによって第１レーザーパルスを発振するステップと、前記光エネルギーの１サイクルの間に、第２Ｑスイッチを実行するステップと、前記第２Ｑスイッチによって第２レーザーパルスを発振するステップとを含む。
Description
本発明の技術的思想は、レーザー発生方法に関するものであり、より詳細には、多重Ｑスイッチを利用した多重レーザーパルス発生方法及び多重レーザーパルス発生装置に関するものである。
１９６０年に最初のレーザーであるルビーレーザーが開発され、医学界に登場して以来、Ｎｄ：ＹＡＧレーザー、ヘリウムネオンレーザー及び色素レーザーが開発され、皮膚疾患の治療に優れた効果を示してきた。このようなレーザーの基本原理は、水、メラニン、オキシヘモグロビンなどのターゲットに固有の振動数があり、類似した振動数のレーザーを照射すると、特定のターゲットに反応を起こすものである。これは、ターゲットを選択的に施術できるというレーザーの最大の特徴であり、各ターゲットの吸収度と関連があるが、最大の違いは、一般的な光線は多くの波長を有するに比べ、レーザーは常に定められた一つの波長を有するということである。これらの波長の違いにより、各種レーザー物質は、独自の特定の波長を有し、レーザーの種類は、媒質によってエキシマ、ダイオード、ＣＯ２、Ｎｄ：ＹＡＧなどの様々な種類に分けられる。
レーザーの適用範囲に応じて、一般病院では軟組織の手術部位に、切開、潰瘍、タトゥー除去、消毒などのために使用するレーザー、歯科では虫歯の除去、インプラント手術、神経過敏などのために硬組織と軟組織に使用するレーザーなどがあり、それぞれの適用用途に応じて種類も多様である。 時代別にみると、１９６３年、火炎状母斑の治療に初の試みとしてルビーレーザー及びアルゴンレーザーが使われ、１９７０年代半ばからは血管性病変、色素性疾患及び腫瘍の治療にアルゴンと二酸化炭素レーザーが本格的に利用され始めた。最近ではさらに多様なレーザーが開発され、過去には治療が不可能、又は困難であった様々な皮膚疾患の治療に利用されている。 現在、皮膚科領域で使われているレーザーは、大きく各種皮膚腫瘍、傷跡などの治療に使用されるレーザー、血管疾患の治療に使われるレーザー、タトゥー治療に使われるレーザーに分けられ、最近では肌の老化や皮膚の再生への関心の高まりに伴い、血管病変及び色素沈着病変、脱毛の目的で一般的に多く使用してきた既存のレーザー装置の機能が、皮膚のリフティング、弾力および再生機能にまで需要が増大され、幅広く拡大していく傾向にある。
Ｑスイッチ（Ｑ－ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）レーザーは、最も広く利用されている短いパルス幅のレーザーを発生させる代表的な技術である。Ｑスイッチレーザーは、５ナノ秒～１５ナノ秒の短いパルス幅を有するレーザーで、高いパルスパワーを有する。 例えば、１０ナノ秒のパルス幅を有して出力エネルギーが１Ｊである場合、レーザーパルスのパワーは１００ＭＷの高いパワーを有する。その高いパワーのため、皮膚の治療のような臨床への使用には、制限がある可能性がある。
上記Ｑスイッチレーザーを発振するために、フラッシュランプを放電させ、フラッシュランプから発生した光エネルギーをレーザー媒質に注入し、前記レーザー媒質で電子を励起状態に、密度反転を生じさせ、これにより、レーザー共振が発生する。 上記フラッシュランプから発生される光エネルギーの幅が約２５０マイクロ秒（μｓ）で、上記パルスの時間に発生される光エネルギーによって、持続的にレーザー媒質から電子を励起させることになる。
Ｎｄ：ＹＡＧレーザーは、励起状態で約２３０μｓ程度の持続時間を有する。 Ｑスイッチ信号は、最初のポンピングを開始してから約１５０μｓが遅延されて注入され、短いパルス幅を有して高いピークパワーを有するレーザーが発振される。 ここで、レーザーが発振された後にも、フラッシュランプから持続的に光エネルギーが注入されるため、レーザー媒質であるＮｄ：ＹＡＧで電子が継続的に励起されるが、上記レーザー発振に寄与することはできなくなる。 つまり、Ｑスイッチ信号を印加した後は、光エネルギーが使用されなくなるため、光エネルギー及び電気エネルギーの無駄な消費が発生することになる。
本発明の技術的思想が解決しようとする技術的課題は、レーザーのピークパワーを減少させ、エネルギー効率を向上させることができる多重Ｑスイッチを利用した多重レーザーパルス発振方法を提供することである。
しかし、このような課題は、例示的なもので、本発明の技術的思想は、これに限定されるものではない。
前記技術的課題を達成するための本発明の技術的思想に係る多重Ｑスイッチを利用した多重レーザーパルス発振方法は、１サイクルの光エネルギーを形成するステップと、前記光エネルギーによって利得媒質の電子が励起されるステップと、前記光エネルギーの１サイクルの間に、第１Ｑスイッチを実行するステップと、前記第１Ｑスイッチによって前記利得媒質の励起された前記電子から第１レーザーパルスを発振するステップと、前記光エネルギーの１サイクルの間に、第２Ｑスイッチを実行するステップと、前記第２Ｑスイッチによって、前記利得媒質の励起された前記電子から第２レーザーパルスを発振するステップと、を含む。
本発明の一実施例において、前記第１Ｑスイッチは、前記光エネルギーを形成した直後、８０μｓ～１５０μｓ範囲の遅延時間を有することができる。
本発明の一実施例において、前記第２Ｑスイッチは、前記第１Ｑスイッチで１０μｓ～３０μｓ範囲の遅延時間を有することができる。
本発明の一実施例において、前記光エネルギーの１サイクルの間に、前記第２Ｑスイッチを実行した後、１０μｓ～３０μｓ範囲の遅延時間が経ってから第３Ｑスイッチを実行するステップと、前記第３Ｑスイッチによって第３レーザーパルスを発振するステップとをさらに含むことができる。
本発明の一実施例において、前記光エネルギーの１サイクルの間に、前記第３Ｑスイッチを実行した後、１０μｓ～３０μｓ範囲の遅延時間が経ってから第４Ｑスイッチを実行するステップと、前記第４Ｑスイッチによって第４レーザーパルスを発振するステップとをさらに含むことができる。
本発明の一実施例において、前記光エネルギーの１サイクルの間に、前記第４Ｑスイッチを実行した後、１０μｓ～３０μｓ範囲の遅延時間が経ってから第５Ｑスイッチを実行するステップと、前記第５Ｑスイッチによって第５レーザーパルスを発振するステップとをさらに含むことができる。
本発明の一実施例において、前記光エネルギーの１サイクルの間に、前記第５Ｑスイッチを実行した後、１０μｓ～３０μｓ範囲の遅延時間が経ってから第６Ｑスイッチを実行するステップと、前記第６Ｑスイッチによって第６レーザーパルスを発振するステップとをさらに含むことができる。
本発明の一実施例において、前記光エネルギーの１サイクルの間に、前記第６Ｑスイッチを実行した後、１０μｓ～３０μｓ範囲の遅延時間が経ってから第７Ｑスイッチを実行するステップと、前記第７Ｑスイッチによって第７レーザーパルスを発振するステップとをさらに含むことができる。
本発明の一実施例において、前記光エネルギーの１サイクルは２００μｓ～３５０μｓ範囲であることができる。
本発明の技術的思想に係る多重Ｑスイッチを利用した多重レーザーパルス発振装置は、ミラー、波長部、Ｑスイッチ部、偏光部、利得媒質部、出力カプラー部、第１制御部および第２制御部を含む多重レーザーパルス発振装置であり、前記第１制御部が電気的制御信号を印加することによって、前記利得媒質部で１サイクルの光エネルギーを形成するステップと、前記光エネルギーによって、前記利得媒質部の利得媒質の電子が励起されるステップと、前記光エネルギーの１サイクルの間に、前記第２制御部が電気的制御信号を印加することにより、前記Ｑスイッチ部で第１Ｑスイッチを実行するステップと、前記第１Ｑスイッチにより、第１レーザーパルスを発振するステップと、前記光エネルギーの１サイクルの間に、前記Ｑスイッチ部で第２Ｑスイッチを実行するステップと、前記第２Ｑスイッチによって第２レーザーパルスを発振するステップとを実行する。
本発明の技術的思想に係る多重Ｑスイッチを利用した多重レーザーパルス発振方法は、形成された光エネルギーの１サイクルの間に、多重Ｑスイッチを実行し、多重レーザーパルスを発振することができる。したがって、レーザーパルスの出力を希望するレベルに減少させる効果を提供することができる。 また、一回のＱスイッチを実行する場合に使用されない励起された電子のエネルギーを利用し、レーザーパルスを発振することができるため、効率的なレーザー発振効果を提供することができる。
上述した本発明の効果は、例示的に記載されたもので、これらの効果によって本発明の範囲が限定されるものではない。
以下、添付された図面を参照して、本発明の望ましい実施例を詳しく説明することにする。 本発明の実施例は、当該技術分野における通常の知識を有する者に本発明の技術的思想を更に完全に説明するために提供されるものであり、下記の実施例は、様々な他の形態に変形することができ、本発明の技術的思想の範囲が下記の実施例に限定されるものではない。むしろ、これらの実施例は、本開示を更に充実かつ完全なものにし、当業者に本発明の技術的思想を完全に伝達するために提供されるものである。 本明細書で同じ符号は、終始同じ要素を意味する。さらに、図面での様々な要素と領域は、概略的に描かれたものである。したがって、本発明の技術的思想は、添付した図面に描かれた相対的な大きさや間隔によって制限されるものではない。
本発明の技術的思想は、高いレーザー発振ピークパワーを減少させ、かつ高い出力エネルギーを維持するために、一回のパルス周期（例えば２３０μｓ～３３０μｓ）で、例として２回以上、例として３回以上Ｑスイッチを作動させ、Ｑスイッチレーザーにおいて、１サイクルで３回以上のレーザーパルスを生成させるものである。ここで、パルス周期とは、フラッシュランプを放電させるためのパルスパワー回路における、一回のフラッシュランプの光放出周期を意味する。 上記レーザーの一回のポンピング周期に、多重Ｑスイッチを一定の間隔をおいて作動させることで、多重Ｑスイッチパルスを注入するため、上記レーザーパルスを複数に、例えば３つ以上にすることができる。これらの結果として、上記レーザーパルスのピークパワーを下げることができる。また、Ｑスイッチ信号遅延時間を調整するため、励起された電子をレーザー発振に効率的に使用できるようになり、全体的なレーザー発振出力エネルギーを増加させることができる。 これにより従来の高いシングルパルスピークパワーによる問題を解決することができ、また総レーザー発振出力エネルギーを増加させるため、臨床適用の可能性を拡大することができる。
図１は、本発明の技術的思想に係る多重Ｑスイッチを利用した多重レーザーパルス発振方法を実装する、多重Ｑスイッチを利用した多重レーザーパルス発振装置１００を示す概略図である。
図１を参照すると、多重レーザーパルス発振装置１００は、ミラー１１０、波長部１２０、Ｑスイッチ部１３０、偏光部１４０、利得媒質部１５０、出力カプラー部１６０、第１制御部１７０、及び第２制御部１８０を含む。 ミラー１１０、波長部１２０、Ｑスイッチ部１３０、偏光部１４０、利得媒質部１５０、及び出力カプラー部１６０は、上述した順で配置することができる。
第１制御部１７０は、利得媒質部１５０と接続され電気的信号を印加することができる。 第２制御部１８０は、Ｑスイッチ部１３０と接続され電気的信号を印加することができ、Ｑスイッチ部用の駆動ドライバー及び高圧用トランスなどをさらに含むことができる。 利得媒質部１５０は、Ｎｄ：ＹＡＧロッド、ＹＶＯ４、アレキサンドライト、チタンサファイアロッド等のような利得媒質とフラッシュランプを含むことができる。 出力カプラー部１６０は、ミラーを含むことができる。 波長部１２０及び偏光部１４０は、それぞれ平板形状を有することができる。
多重レーザーパルス発振装置１００によって発振するレーザーパルスは、下記のような方法で発生することができる。
図２は、本発明の技術的思想に係る多重Ｑスイッチを利用した多重レーザーパルス発振方法Ｓ１００を示すフローチャートである。
図２を参照すると、多重Ｑスイッチを利用した多重レーザーパルス発振方法Ｓ１００は、１サイクルの光エネルギーを形成するステップＳ１１０と、前記光エネルギーによって利得媒質の電子が励起されるステップＳ１２０と、上記光エネルギーの１サイクルの間に、第１Ｑスイッチを実行するステップＳ１３０と、前記第１Ｑスイッチによって、上記利得媒質の励起された上記電子から第１レーザーパルスを発振するステップＳ１４０と、上記光エネルギーの１サイクルの間に、第２Ｑスイッチを実行するステップＳ１５０と、前記第２Ｑスイッチによって、上記利得媒質の励起された上記電子から第２レーザーパルスを発振するステップＳ１６０と、を含む。
図１に関連して具体的に記載すると、第１制御部１７０が利得媒質部１５０に電気的制御信号を印加すると、利得媒質部１５０に含まれた上記フラッシュランプに電圧及び電流が増加してから減少され、１サイクル（ｏｎｅ ｐｅｒｉｏｄ）の光エネルギーを形成する。上記光エネルギーによって利得媒質部１５０に含まれた上記利得媒質の電子が励起される。
続いて、上記光エネルギーの１サイクルの間、第２制御部１８０がＱスイッチ部１３０に電気的制御信号を印加し、第１Ｑスイッチを実行すると、上記利得媒質に励起された上記電子からレーザーパルスが外部に発振する。上記レーザーパルスは、ミラー１１０によって反対方向に反射され、波長部１２０、偏光部１４０、及び出力カプラー部１６０を通過して外部に発振することができる。必要な場合、上記レーザーパルスは出力カプラー部１６０によって反対方向に反射されることができる。また、必要な場合、上記レーザーパルスは、偏光部１４０によって偏光されることができ、方向を変更して発振することができる。
続いて、上記光エネルギーの１サイクルの間、第２制御部１８０がＱスイッチ部１３０に電気的制御信号を印加して第２Ｑスイッチを実行すると、上記利得媒質に励起された上記電子からレーザーパルスが再び外部に発振する。ここで、本発明の技術的思想は、上記第１Ｑスイッチと第２Ｑスイッチは上記光エネルギーの１サイクルの間に実行されるものである。
続いて、同じ方法で上記光エネルギーの１サイクルの間、第３Ｑスイッチ～第７Ｑスイッチを実行して第３レーザーパルス～第７レーザーパルスをそれぞれ発振することができる。ここで、第７Ｑスイッチは例示的なものであり、任意のｎ回のＱスイッチを実行することが本発明の技術的思想に含まれる。
上記第１Ｑスイッチは、上記光エネルギーを形成した直後、８０μｓ～１５０μｓ範囲の遅延時間を有することができる。
上記第２Ｑスイッチは、上記第１Ｑスイッチで１０μｓ～３０μｓ範囲の遅延時間を有することができる。
上記光エネルギーの１サイクルの間に、上記第２Ｑスイッチを実行した後、１０μｓ～３０μｓ範囲の遅延時間が経ってから第３Ｑスイッチを実行するステップと、前記第３Ｑスイッチによって第３レーザーパルスを発振するステップとをさらに含むことができる。
上記光エネルギーの１サイクルの間に、上記第３Ｑスイッチを実行した後、１０μｓ～３０μｓ範囲の遅延時間が経ってから第４Ｑスイッチを実行するステップと、前記第４Ｑスイッチによって第４レーザーパルスを発振するステップとをさらに含むことができる。
上記光エネルギーの１サイクルの間に、上記第４Ｑスイッチを実行した後、１０μｓ～３０μｓ範囲の遅延時間が経ってから第５Ｑスイッチを実行するステップと、前記第５Ｑスイッチによって第５レーザーパルスを発振するステップとをさらに含むことができる。
上記光エネルギーの１サイクルの間に、上記第５Ｑスイッチを実行した後、１０μｓ～３０μｓ範囲の遅延時間が経ってから第６Ｑスイッチを実行するステップと、前記第６Ｑスイッチによって第６レーザーパルスを発振するステップとをさらに含むことができる。
上記光エネルギーの１サイクルの間に、上記第６Ｑスイッチを実行した後、１０μｓ～３０μｓ範囲の遅延時間が経ってから第７Ｑスイッチを実行するステップと、前記第７Ｑスイッチによって第７レーザーパルスを発振するステップとをさらに含むことができる。
ここで、上記遅延時間は例示的なものであり、様々な時間範囲を有することができる。
また、上述した方法により、上記光エネルギーは、次の１サイクルとして繰り返して形成することができ、Ｑスイッチも同じ方法で繰り返して実行することができる。
図３は、本発明の一実施例に係る多重Ｑスイッチを利用した多重レーザーパルス発振方法を実行した結果を示すグラフである。
図３を参照すると、フラッシュランプの電圧と電流が示されており、１サイクルの光エネルギーを提供していることがわかる。上記光エネルギーの１サイクルは約２００μｓ～約３５０μｓ範囲である。上記光エネルギーの１サイクルの間に８回のＱスイッチを示す８つのＱスイッチパルスピークと、それによって発振した８つのレーザーパルス出力ピークが示されている。
上記フラッシュランプの電圧が印加された時点から最初のＱスイッチパルスまでの遅延時間は、約８０μｓ～約１５０μｓの範囲である可能性がある。上記最初のＱスイッチパルスを基準に、２回目のＱスイッチパルスまでの遅延時間は、約１５μｓ～約３５μｓの範囲である可能性がある。上記最初のＱスイッチパルスを基準に、３回目のＱスイッチパルスまでの遅延時間は、約４０μｓ～約６０μｓの範囲である可能性がある。 上記最初のＱスイッチパルスを基準に、４回目のＱスイッチパルスまでの遅延時間は、約６５μｓ～約８５μｓの範囲である可能性がある。上記最初のＱスイッチパルスを基準に、５回目のＱスイッチパルスまでの遅延時間は、約９０μｓ～約１１０μｓの範囲である可能性がある。上記最初のＱスイッチパルスを基準に、６回目のＱスイッチパルスまでの遅延時間は、約１１５μｓ～約１３５μｓの範囲である可能性がある。上記最初のＱスイッチパルスを基準に、７回目のＱスイッチパルスまでの遅延時間は、約１４０μｓ～約１６０μｓの範囲である可能性がある。
従来のＱスイッチレーザーは、Ｑスイッチをオンにするまで利得媒質で電子が励起状態に蓄積され、Ｑスイッチがオンになると、それまで蓄積された励起状態の電子が刺激され、共振しながらレーザーを発振することになる。一回のＱスイッチを実行する場合は、Ｑスイッチの遅延時間後にも持続的に光エネルギーを受け、電子が励起状態に継続的に変化するが、光エネルギーの１サイクル内でＱスイッチをそれ以上実行しないため、上記光エネルギーの１サイクル内ではそれ以上レーザー発振をしない。
しかし、本発明の技術的思想に係る多重Ｑスイッチを利用した多重レーザーパルス発振方法によると、１サイクルの光エネルギーで連続的にＱスイッチを実行するため、励起された電子をより多く使用する効率性を有することができ、レーザーが持続的に発振するようになり、全体的にレーザーのポンピングエネルギーを効果的に使用することができる。
以上で説明した本発明の技術的思想が、前述した実施例および添付された図面に限定されず、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲内で、様々な置換、変形及び変更が可能であることは、本発明の技術的思想が属する技術分野で通常の知識を有する者にとって明らかであろう。
本発明の技術的思想は、レーザー発生方法に利用することができる。
Claims (10)
- １サイクルの光エネルギーを形成するステップと、
前記光エネルギーによって利得媒質の電子が励起されるステップと、
前記光エネルギーの１サイクルの間に、第１Ｑスイッチを実行するステップと、
前記第１Ｑスイッチによって、前記利得媒質の励起された前記電子から第１レーザーパルスを発振するステップと、
前記光エネルギーの１サイクルの間に、第２Ｑスイッチを実行するステップと、
前記第２Ｑスイッチによって、前記利得媒質の励起された前記電子から第２レーザーパルスを発振するステップと、を含む、多重Ｑスイッチを利用した多重レーザーパルス発振方法。 - 前記第１Ｑスイッチは、前記光エネルギーを形成した直後、８０μｓ～１５０μｓ範囲の遅延時間を有する、多重Ｑスイッチを利用した、請求項１に記載の多重レーザーパルス発振方法。
- 前記第２Ｑスイッチは、前記第１Ｑスイッチで１０μｓ～３０μｓ範囲の遅延時間を有する、多重Ｑスイッチを利用した、請求項１に記載の多重レーザーパルス発振方法。
- 前記光エネルギーの１サイクルの間に、前記第２Ｑスイッチを実行した後、１０μｓ～３０μｓ範囲の遅延時間が経ってから第３Ｑスイッチを実行するステップと、
前記第３Ｑスイッチによって第３レーザーパルスを発振するステップと、をさらに含む、多重Ｑスイッチを利用した、請求項１に記載の多重レーザーパルス発振方法。 - 前記光エネルギーの１サイクルの間に、前記第３Ｑスイッチを実行した後、１０μｓ～３０μｓ範囲の遅延時間が経ってから第４Ｑスイッチを実行するステップと、
前記第４Ｑスイッチによって第４レーザーパルスを発振するステップと、をさらに含む、多重Ｑスイッチを利用した、請求項４に記載の多重レーザーパルス発振方法。 - 前記光エネルギーの１サイクルの間に、前記第４Ｑスイッチを実行した後、１０μｓ～３０μｓ範囲の遅延時間が経ってから第５Ｑスイッチを実行するステップと、
前記第５Ｑスイッチによって第５レーザーパルスを発振するステップと、をさらに含む、多重Ｑスイッチを利用した、請求項５に記載の多重レーザーパルス発振方法。 - 前記光エネルギーの１サイクルの間に、前記第５Ｑスイッチを実行した後、１０μｓ～３０μｓ範囲の遅延時間が経ってから第６Ｑスイッチを実行するステップと、
前記第６Ｑスイッチによって第６レーザーパルスを発振するステップと、をさらに含む、多重Ｑスイッチを利用した、請求項６に記載の多重レーザーパルス発振方法。 - 前記光エネルギーの１サイクルの間に、前記第６Ｑスイッチを実行した後、１０μｓ～３０μｓ範囲の遅延時間が経ってから第７Ｑスイッチを実行するステップと、
前記第７Ｑスイッチによって第７レーザーパルスを発振するステップと、をさらに含む、多重Ｑスイッチを利用した、請求項７に記載の多重レーザーパルス発振方法。 - 前記光エネルギーの１サイクルは、２００μｓ～３５０μｓ範囲である、多重Ｑスイッチを利用した、請求項１に記載の多重レーザーパルス発振方法。
- ミラー、波長部、Ｑスイッチ部、偏光部、利得媒質部、出力カプラー部、第１制御部および第２制御部を含む、多重レーザーパルス発振装置であり、
前記第１制御部が電気的制御信号を印加することによって、前記利得媒質部で１サイクルの光エネルギーを形成するステップと、
前記光エネルギーによって、前記利得媒質部の利得媒質の電子が励起されるステップと、
前記光エネルギーの１サイクルの間に、前記第２制御部が電気的制御信号を印加することによって、前記Ｑスイッチ部で第１Ｑスイッチを実行するステップと、
前記第１Ｑスイッチによって、第１レーザーパルスを発振するステップと、
前記光エネルギーの１サイクルの間に、前記Ｑスイッチ部で第２Ｑスイッチを実行するステップと、
前記第２Ｑスイッチによって第２レーザーパルスを発振するステップと、を実行する、多重Ｑスイッチを利用した多重レーザーパルス発振装置。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR10-2020-0017687 | 2020-02-13 | ||
| KR1020200017687A KR102221082B1 (ko) | 2020-02-13 | 2020-02-13 | 다중 큐 스위칭을 이용한 다중 레이저 펄스 발진 방법 및 다중 레이저 펄스 발진 장치 |
| PCT/KR2021/001463 WO2021162339A1 (ko) | 2020-02-13 | 2021-02-04 | 다중 큐 스위칭을 이용한 다중 레이저 펄스 발진 방법 및 다중 레이저 펄스 발진 장치 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2022539447A true JP2022539447A (ja) | 2022-09-09 |
Family
ID=74687904
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2021569103A Pending JP2022539447A (ja) | 2020-02-13 | 2021-02-04 | 多重ｑスイッチを利用した多重レーザーパルス発振方法及び多重レーザーパルス発振装置 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20230134604A1 (ja) |
| EP (1) | EP3955398A4 (ja) |
| JP (1) | JP2022539447A (ja) |
| KR (1) | KR102221082B1 (ja) |
| CN (1) | CN114051681A (ja) |
| WO (1) | WO2021162339A1 (ja) |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4197513A (en) * | 1977-12-09 | 1980-04-08 | Quanta Ray Inc. | Active Q-switched high power single mode laser |
| JPH08501903A (ja) * | 1992-09-25 | 1996-02-27 | インサイシブ・テクノロジーズ・インコーポレイテッド | 空洞内用変調型パルスレーザ |
| KR20110122478A (ko) * | 2010-05-04 | 2011-11-10 | 주식회사 제이시스메디칼 | 레이저 발생장치 |
| CN102354904A (zh) * | 2011-01-28 | 2012-02-15 | 中国科学院福建物质结构研究所 | 双脉冲灯泵固体激光器 |
| JP2015191918A (ja) * | 2014-03-27 | 2015-11-02 | 富士フイルム株式会社 | レーザ装置及びそれを備えた光音響計測装置 |
| CN105186281A (zh) * | 2015-10-30 | 2015-12-23 | 深圳市创鑫激光股份有限公司 | 一种激光器输出的控制方法及激光器 |
| CN107565371A (zh) * | 2017-09-19 | 2018-01-09 | 沈阳理工大学 | 一种基于双调q技术的子脉冲激光产生方法 |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3818373A (en) * | 1973-01-08 | 1974-06-18 | Gen Electric | Single pockels cell double pulsing scheme |
| JP2002103066A (ja) * | 2000-09-25 | 2002-04-09 | Nec Corp | レーザ加工装置 |
| JP3838064B2 (ja) * | 2001-09-28 | 2006-10-25 | 松下電器産業株式会社 | レーザ制御方法 |
| KR101229111B1 (ko) | 2011-08-17 | 2013-02-04 | 주식회사 제이시스메디칼 | 멀티 레이저 발진 시스템 |
| KR101348677B1 (ko) * | 2012-03-28 | 2014-01-09 | 주식회사 루트로닉 | 레이저장치의 다중 ｓｈｏｒｔ ｐｕｌｓｅ 발생방법 |
| GB2539046A (en) * | 2015-06-05 | 2016-12-07 | Thales Holdings Uk Plc | Controlling emission of passive Q-switched laser pulses |
| JP6562464B2 (ja) * | 2016-01-08 | 2019-08-21 | 大学共同利用機関法人自然科学研究機構 | 受動ｑスイッチレーザ装置 |
| KR102044857B1 (ko) * | 2017-10-11 | 2019-11-14 | 원텍 주식회사 | 레이저 발생장치 |
| CN108767651B (zh) * | 2018-08-08 | 2024-04-30 | 深圳市吉斯迪科技有限公司 | 一种可实现激光模式切换的医用双脉冲调q激光器 |
-
2020
- 2020-02-13 KR KR1020200017687A patent/KR102221082B1/ko active IP Right Grant
-
2021
- 2021-02-04 JP JP2021569103A patent/JP2022539447A/ja active Pending
- 2021-02-04 WO PCT/KR2021/001463 patent/WO2021162339A1/ko unknown
- 2021-02-04 EP EP21753942.8A patent/EP3955398A4/en active Pending
- 2021-02-04 US US17/597,262 patent/US20230134604A1/en active Pending
- 2021-02-04 CN CN202180004258.7A patent/CN114051681A/zh active Pending
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4197513A (en) * | 1977-12-09 | 1980-04-08 | Quanta Ray Inc. | Active Q-switched high power single mode laser |
| JPH08501903A (ja) * | 1992-09-25 | 1996-02-27 | インサイシブ・テクノロジーズ・インコーポレイテッド | 空洞内用変調型パルスレーザ |
| KR20110122478A (ko) * | 2010-05-04 | 2011-11-10 | 주식회사 제이시스메디칼 | 레이저 발생장치 |
| CN102354904A (zh) * | 2011-01-28 | 2012-02-15 | 中国科学院福建物质结构研究所 | 双脉冲灯泵固体激光器 |
| JP2015191918A (ja) * | 2014-03-27 | 2015-11-02 | 富士フイルム株式会社 | レーザ装置及びそれを備えた光音響計測装置 |
| CN105186281A (zh) * | 2015-10-30 | 2015-12-23 | 深圳市创鑫激光股份有限公司 | 一种激光器输出的控制方法及激光器 |
| CN107565371A (zh) * | 2017-09-19 | 2018-01-09 | 沈阳理工大学 | 一种基于双调q技术的子脉冲激光产生方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2021162339A1 (ko) | 2021-08-19 |
| CN114051681A (zh) | 2022-02-15 |
| US20230134604A1 (en) | 2023-05-04 |
| EP3955398A4 (en) | 2022-08-03 |
| KR102221082B1 (ko) | 2021-02-26 |
| EP3955398A1 (en) | 2022-02-16 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR101341744B1 (ko) | 의료용 레이저 치료기의 전원장치 | |
| EP2377482B1 (en) | A laser system for treatment of skin | |
| US5287380A (en) | Method and apparatus for generating long output pulses from flashlamp-excited lasers | |
| US7817687B2 (en) | Electromagnetic energy distributions for electromagnetically induced mechanical cutting | |
| CN109512576B (zh) | 电光q开关双频双脉冲激光碎石系统 | |
| EP3751684A1 (en) | Picosecond optical radiation systems and methods of use | |
| US11791603B2 (en) | Q-switched cavity dumped sub-nanosecond laser | |
| US20120253333A1 (en) | Combination Laser Treatment of Skin Conditions | |
| KR101797118B1 (ko) | 단일 펄스 레이저 장치 | |
| JPH08501903A (ja) | 空洞内用変調型パルスレーザ | |
| KR101682593B1 (ko) | 단일 펄스 레이저 장치 | |
| US6631153B2 (en) | Light generating device and laser device using said light generating device | |
| JP2022539447A (ja) | 多重ｑスイッチを利用した多重レーザーパルス発振方法及び多重レーザーパルス発振装置 | |
| KR102044857B1 (ko) | 레이저 발생장치 | |
| RU2693542C1 (ru) | Лазерная система и способ генерации ик излучения | |
| KR102044860B1 (ko) | 레이저 발생장치 | |
| KR101746906B1 (ko) | 멀티 레이저 발진장치 | |
| Frank | Biophysical fundamentals for laser application in medicine | |
| WO2022016224A1 (en) | Pulsed laser for dermatology treatments | |
| Gould | Basic Laser Physics |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20220117 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20221223 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20230110 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20230407 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20230704 |
|
| A601 | Written request for extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601 Effective date: 20231004 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20240130 |
|
| A601 | Written request for extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601 Effective date: 20240430 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20240605 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20240723 |