KR100809273B1 - 동일한 광 방출 위치를 갖는 레이저 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 외부의 환경 변화 특히, 온도의 변화에 따라 최대 광 파장 변환을 얻기 위해 파장변환 크리스탈의 각도를 조정하여도 동일한 위치로 레이저 빔을 방출할 수 있는 동일한 광 방출 위치를 갖는 레이저 장치에 관한 것이다.
본 발명은 소정 두께와 소정 굴절율을 통해 입사된 레이저 빔의 파장을 사전에 설정된 파장으로 변환하는 제1 광학소재와, 상기 제1 광학 소재의 각도를 조정하는 제1 각도 조절수단을 갖는 파장변환부와, 상기 파장변환부로부터 출력된 레이저 빔을 분배하는 분배부와, 소정 두께와 소정 굴절율을 갖는 제2 광학 소재와, 상기 제2 광학 소재의 각도를 조정하여 상기 파장변환부로부터의 레이저 빔의 방출 위치를 조정하는 제2 각도 조절수단을 갖는 방출 위치조정부와, 상기 분배부로부터의 레이저 빔 중 일부를 입력받아 모니터링하여 상기 레이저 빔이 최대 광 변화 효율을 갖도록 상기 제1 위치 조절수단 및 제2 위치조절수단을 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
레이저(laser), 레이저 빔(laser beam), 파장 변환, 광 방출, 스넬의 법칙

Description

동일한 광 방출 위치를 갖는 레이저 장치{LASER APPARATUS HAVING SAME BEAM EXIT POSITION}
도 1은 종래의 레이저 장치를 개념적으로 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시형태에 따른 레이저 장치를 개념적으로 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시형태에 따른 레이저 장치를 개념적으로 나타내는 도면이다.
<도면의 주요부호에 대한 상세한 설명>
100, 200...레이저 장치 110, 210...파장변환부
111,211...제1 광학 소재 112, 212...제1 각도 조절수단
120, 220...방출 위치 조정부 121,221...제2 광학 소재
122,222...제2 각도 조절수단 130, 230...분배부
131, 231...광분배기 132, 232...미러
133, 233...광학 필터 140, 240...제어부
본 발명은 동일한 광 방출 위치를 갖는 레이저 장치에 관한 것으로, 외부의 환경 변화 특히, 온도의 변화에 따라 최대 광 파장 변환을 얻기 위해 파장변환 크리스탈의 각도를 조정하여도 동일한 위치로 레이저 빔을 방출할 수 있는 동일한 광 방출 위치를 갖는 레이저 장치에 관한 것이다.
최근 디스플레이의 발전에 따라, 자연 색상을 그대로 표현하기 위해 적색, 녹색 및 청색의 레이저(laser) 광원을 사용하는 연구가 활발히 진행되고 있다.
레이저 다이오드를 직접 사용하는 적색 및 청색의 레이저 광원과 달리 녹색의 레이저 광원은 비선형 소자를 이용한 방법이 적용된다. 이러한 비선형 특성을 이용하는 방법의 하나로 DPSS(diode-pumped solid-state) 레이저가 주로 사용된다.
DPSS 레이저를 사용하여 532nm의 파장을 갖는 녹색광을 얻는 방법으로는 Nd:YAG 이득 크리스탈에 808nm 대역의 펌핑(pumping) 레이저 다이오드로부터의 광을 입사시켜 1064nm의 파장을 갖는 레이저 광을 얻은 후, 이 레이저 빔을 KTP(KTiOPO4) 등의 SHG(Second Harmonic Generation) 비선형 크리스털을 통해 주파수를 2배(반파장) 높이는 방법이 주로 사용된다.
상술한 방법은 고 효율이며 아주 작은 크기의 레이저 크리스탈과 파장변환 크리스탈로 구현이 가능하기 때문에 미래의 휴대용 소형 프로젝터 또는 휴대폰에 적용 가능한 방법의 하나로 여겨지고 있다.
한편, 1064nm 파장의 광을 532nm 파장의 광으로 변환하는 비선형 크리스탈의 변환 효율은 동작 온도 또는 동작 파장과 밀접한 상관관계에 있으며, 이에 따라 넓 은 동작 온도범위를 가지며 높은 변환 효율을 갖는 레이저 장치의 개발이 요구됐다.
도 1은 종래의 레이저 장치를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 종래의 레이저 장치(10)는 회전조절수단(11a), 비선형 크리스탈(11b), 광분배부(12), 위치 검출부(13) 및 제어부(14)를 포함한다.
회전조절수단(11a)에는 비선형 크리스털(11b)이 설치된다. 비선형 크리스탈(11b)은 레이저 빔을 입사받아 상기 레이저 빔을 소정의 파장으로 변환하여 방출한다.
광분배부(12)는 비선형 크리스털(11)로부터 파장 변환된 레이저 빔을 분배한다. 즉, 광분배부(12)는 상기 파장 변환된 레이저 빔의 대부분을 외부 광학 회로(미도시)로 방출하며, 상기 파장 변환된 레이저 빔의 일부를 위치 검출부(13)에 전달한다.
광분배부(12)는 제1 광분배기(12a)와 제2 광분배기(12b)로 이루어질 수 있으며, 제1 광분배기(12a)는 비선형 크리스털(11)로부터 파장 변환된 레이저 빔을 분배하며, 제2 광분배기(12b)는 제1 광분배기(12a)로부터 분배된 레이저빔을 수평 방향과 수직방향의 위상정합을 검출하도록 분배한다.
또한, 광분배부(12)는 광학 필터(12c)를 더 포함하여 이루어질 수 있으며, 제2 광분배기(12a)로부터 수식 방향과 수평방향으로 분배된 레이저 빔 중에서 필요한 파장의 레이저 빔을 위치 검출부(13)에 전달할 수 있다.
위치 검출부(13)는 광분배부(12)로부터 분배된 레이저 빔을 입력받아 상기 레이저 빔의 수직 방향과 수평방향의 위상 정합을 검출하여 소정 신호를 제어부(14)에 전달한다.
제어부(14)는 위치 검출부(13)로부터 소정 신호를 입력받아 비선형 크리스탈(11)의 위치를 조정하여 최적의 위상 정합 조건 즉, 최대 광 변환 효율을 얻게 한다.
한편, 상술한 바와 같은 구성요소로 이루어진 종래의 레이저 장치(10)는 주위의 환경변화 특히, 외부 또는 내부의 온도변화에 따라 최적의 광 변환 효율을 얻기 위해 비선형 크리스탈의 위치를 조정하게 되는데, 상기 비선형 크리스탈의 위치 조정에 따라 레이저 빔의 방출 위치도 변경된다.
응용에 따라서는 레이저 장치(10)는 외부의 광학계(미도시)와 연결되며, 레이저 장치(10)로부터의 레이저 빔은 상기 광학계에 전달된다. 이에 따라, 비선형 크리스탈의 위치 조정에 따라 레이저 빔의 방출 경로도 변경되면 상기 광학계에 적용하기 힘들고 상기 광학계의 구성에 어려움을 주며, 경우에 따라서는 상기 광학계를 재구성하여야 하는 문제점이 있다.
이러한 문제점은 사용자에게 사용상의 곤란함을 줄 수 있다.
상술한 문제점을 해결하기 위해, 본 발명의 목적은 주위 환경의 변화 특히, 온도의 변화에 따라 최고 파장 변환 효율을 얻기 위해 크리스탈의 각도를 조정하여 레이저 빔의 경로가 변경되어도 이를 보정하여 최종 출력단에서 레이저 집이 동일 한 위치로 출사될 수 있는 동일한 광방출 경로를 갖는 레이저 장치를 제공하는 것이다.
상술한 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 동일한 광 방출 위치를 갖는 레이저 장치는 소정 두께와 소정 굴절율을 통해 입사된 레이저 빔의 파장을 사전에 설정된 파장으로 변환하는 제1 광학소재와, 상기 제1 광학 소재의 각도를 조정하는 제1 각도 조절수단을 갖는 파장변환부와, 상기 파장변환부로부터 출력된 레이저 빔을 분배하는 분배부와, 소정 두께와 소정 굴절율을 갖는 제2 광학 소재와, 상기 제2 광학 소재의 각도를 조정하여 상기 파장변환부로부터의 레이저 빔의 방출 위치를 조정하는 제2 각도 조절수단을 갖는 방출 위치조정부와, 상기 분배부로부터의 레이저 빔 중 일부를 입력받아 모니터링하여 상기 레이저 빔이 최대 광 변화 효율을 갖도록 상기 제1 각도 조절수단 및 제2 각도 조절수단을 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 제어부는 상기 제1 광학 소재의 두께, 굴절율 및 상기 제1 광학 소재에 입사된 레이저빔의 입사 각도와 상기 제2 광학 소재의 두께, 굴절율 및 상기 제1 광학 소재로부터의 레이저 빔의 입사 각도를 적용한 스넬의 법칙에 따라 상기 제1 각도 조절수단 및 제2 각도 조절수단을 제어할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 상기 방출 위치조정부는 상기 파장변환부 의 출력단 이후에 위치하며, 상기 파장변환부로부터의 레이저 빔의 방출 위치를 조정할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 상기 제1 광학 소재는 상기 입사된 레이저 빔을 상기 입사된 레이저 빔의 반파장을 갖는 레이저 빔으로 변환하는 SHG 크리스탈일 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 상기 제2 광학 소재는 상기 파장변환부로부터의 레이저 빔을 투과하는 투명한 광학 소재이며, 상기 투명한 광학 소재는 상기 파장변환부로부터의 레이저 빔이 입사되는 표면을 무반사면으로 코팅한 것일 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시형태에 따르면, 상기 제2 광학 소재는 상기 파장 변환된 레이저 빔을 투과시키고, 다른 파장의 레이저 빔은 차단할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 상기 제2 광학소재는 상기 제1 광학소재와 실질적으로 동일한 두께 및 굴절율을 갖는 SHG 크리스탈일 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 상기 분배부는 상기 파장변환된 레이저빔의 일부를 분배하는 광분배기와, 상기 광분배기로부터의 레이저빔의 경로를 변환하 여 상기 제어부에 전달하는 미러로 이루어질 수 있으며, 이에 더하여, 상기 분배부부는 상기 미러로부터의 레이저빔 중 원하는 파장의 레이저빔을 통과시켜 상기 제어부에 전달하는 광학필터를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시형태에 따르면, 상기 방출 위치조정부는 상기 분배부의 출력단 이후에 위치하며, 상기 분배부로부터의 레이저 빔의 방출 위치를 조정할 수 있다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하도록 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시형태에 따른 레이저 장치를 개념적으로 나타내는 도면이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시형태에 따른 레이저 장치(100)는 파장변환부(110), 방출 위치 조정부(120), 분배부(130) 및 제어부(140)를 포함한다.
파장변환부(110)는 소정의 파장을 갖는 레이저 빔을 입사받는다. 입사된 레이저 빔은 상기 파장변환부(110)를 통해 파장변환된다. 파장변환부(110)는 제1 광학 소재(111) 및 제1 각도 조절수단(112)을 포함할 수 있다.
제1 광학 소재(111)는 레이저 빔을 파장변환할 수 있는 크리스탈로로 이루어질 수 있다. 바람직하게는, 상기 크리스탈은 소정 두께와 소정 굴절율을 갖는 SHG(Second Harmonic Generation) 크리스탈일 수 있다.
예를 들어, 적외선 파장의 레이저 빔은 상기 크리스탈로 이루어진 파장변화부(110)를 통해 가시광의 파장을 갖는 레이저 빔으로 파장 변환될 수 있다. 바람직하게는 1064nm의 파장을 갖는 레이저 빔을 532nm의 파장을 갖는 녹색광의 레이저 빔으로 파장변환할 수 있다.
제1 광학 소재(111)는 제1 각도 조절수단(112)에 장착된다. 제1 각도 조절수단(112)는 제어부(140)의 제어신호에 따라 소정 동작을 수행하여 제1 광학 소재(111)의 각도를 조절하여 제1 광학 소재(111)로부터의 파장 변환된 레이저 빔의 효율이 최대가 될 수 있도록 한다. 이때 제1 광학 소재(111)의 각도 변화에 따라 상기 파장변환된 레이저 빔의 출력위치는 변하게 된다.
바람직하게는 제1 광학 소재(111)로부터의 레이저 빔의 방출 위치를 다양하게 조정할 수 있도록, 제1 각도 조절수단(112)는 수평 및 수직으로 제1 광학 소재(111)의 각도를 조절할 수 있다.
파장변환부(110)로부터 파장변환된 레이저 빔은 방출 위치조정부(120)에 전달된다.
방출 위치조정부(120)는 제2 광학소재(121) 및 제2 각도 조절수단(122)를 포함한다. 이에 따라, 방출 위치 조정부(120)는 파장변환부(110)로부터의 레이저 빔을 전달받고 제1 광학소재(111)의 각도 변화에 따라 출력위치가 변경된 상기 레이저 빔의 위치 변화를 보상하여 최종 출력단에는 상기 레이저 빔이 항상 동일한 위 치로 출사시킨다.
즉, 파장변환부(110)에 포함된 제1 광학 소재(111)의 각도 이동에 따라 제2 광학 소재(121)는 상보적으로 각도를 이동하여 파장변환된 레이저 빔을 항상 동일한 위치로 출사한다.
제2 광학 소재(121)는 파장변환된 레이저 빔을 투과하는 투명한 광학 소재로 이루어질 수 있다. 또한, 투명한 광학 소재는 상기 파장변환된 레이저 빔이 입사되는 표면이 코팅될 수 있다. 이에 더하여, 제2 광학 소재(121)는 상기 파장 변환된 레이저 빔이외에 대해서는 고반사율을 갖을 수 있다.
제2 광학 소재(121)는 크리스탈로 이루어질 수 있으며, 바람직하게는 상기 파장변환부(110)의 제1 광학 소재(111)인 SHG 크리스탈과 실질적으로 동일한 두께 및 굴절율을 갖는 SHG 크리스탈로 이루어질 수 있다.
제 2 광학 소재(121)는 제2 각도 조절수단(122)에 장착되며, 제2 각도 조절수단(122)의 제어는 제어부(140)를 통해 이루어진다.
바람직하게는 제2 각도 조절수단(122)은 제2 광학 소재(121)가 파장변환부(110)로부터 파장변환된 레이저 빔의 방출 위치를 동일하게 할 수 있도록 수평 및 수직으로 제2 광학 소재(121)의 각도를 조절할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 위치 조정부(120)로부터 출사된 레이저 빔은 분배부(130)에 의해 레이저 빔의 전력이 검출되어 제어부(140)에 전달된다.
분배부(130)는 상기 파장변환된 레이저빔의 일부를 분배하는 광분배기(131) 와 광분배기(131)로부터의 레이저빔의 경로를 변환하여 레이저빔을 제어부(140)에 전달하는 미러(132)로 이루어질 수 있다. 이에 더하여, 미러(132)로부터의 레이저빔 중 원하는 파장의 레이저빔을 통과시켜 제어부(140)에 전달하는 광학필터(133)가 더 포함될 수 있다.
광분배기(131)는 방출 위치조정부(120)로부터 출사된 레이저 빔의 일부를 분배하여 미러(132)에 전달한다. 바람직하게는 본 발명의 레이저 장치(100)에 연결되는 광학 시스템(미도시)에 영향이 없도록 상기 출사된 레이저 빔의 일부만을 분배하여 미러(132)에 전달한다.
미러(132)는 광분배기(131)로부터의 레이저 빔을 반사하여 제어부(140)에 전달한다.
광학필터(133)는 미러(132)로부터의 레이저 빔 중 사전에 설정된 파장의 레이저 빔 즉 파장변환된 레이저 빔만 통과시켜 제어부(140)에 전달한다. 광학필터(133)는 방출 위치 조정부(120)의 제2 광학 소재(121)가 파장변환된 레이저 빔 이외에 대하여 고반사율을 가질 경우, 채택되지 않을 수도 있다.
제어부(140)는 분배부(130)로부터 파장 변환된 레이저 빔의 출력을 전달받아 상기 파장변환된 레이저 빔의 출력을 모니터링 한다. 즉, 제어부(140)는 파장변화된 레이저 빔이 보다 높은 출력을 갖도록 파장변환부(110)에 포함된 제1 광학 소재(111)의 각도를 지속적으로 변경하는 제어신호를 전송하여 상기 파장변환된 레이저 빔이 최대 변환효율을 갖는 위치를 찾아낸다.
또한, 파장변환부(110)의 위치 변경에 따른 레이저 빔의 방출 위치를 동일하게 하기 위해 방출 위치조정부(120)에 포함된 제2 광학 소재(122)의 각도를 변경하는 제어신호를 전송한다.
파장변환부(110) 및 방출 위치조정부(120)의 각도 변경은 각각의 파장변화부 및 방출 위치조정부의 광학소재가 갖는 두께, 굴절율 등의 정보에 따른다.
도 3은 본 발명의 다른 실시형태에 따른 레이저 장치를 개념적으로 나타내는 도면이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 다른 실시형태에 따른 레이저 장치(200)는 분배부(230)의 위치가 변경된다. 즉, 분배부(230)의 구조는 본 발명의 일 실시형태와 동일하며, 분배부(230)는 파장변환부(210)와 방출 위치조정부(220)사이에 위치한다.
분배부(230)는 파장변환부(210)로부터 파장변환된 레이저 빔의 일부를 제어부(240)에 전달한다.
상기 레이저 빔의 일부는 이후, 방출 위치 조정부(220)를 통해 출사되는 레이저 빔의 전력에 전혀 영향을 미치지 않는 미세한 정도를 뜻한다.
분배부는 광분배기(231), 미러(232) 및 광학필터(233)를 포함한다.
광학필터(233)는 파장변환부(210)로부터 파장변환된 레이저 빔 중 원하는 파장의 레이저 빔을 통과시켜 제어부(240)에 전달하기 위해 필수적으로 존재한다.
본 발명의 다른 실시형태에 따른 레이저 장치의 다른 구성요소는 도 2에서의 설명과 동일하므로 생략하기로 한다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 작용 및 효과에 대하여 상세히 설명하도록 한다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 먼저 외부로부터 소정의 파장을 갖는 레이저 빔이 레이저 장치(100, 200)에 입사된다. 예를 들어, 녹색의 광원을 얻기 위해서는 대략 1064nm대역의 파장을 갖는 레이저 빔이 입사된다.
입사된 레이저 빔은 파장변환부(110, 210)에 의해 파장변환된다. 파장변환부(110, 210)는 SHG 크리스탈로 이루어질 수 있으며, 녹색의 광원을 얻기 위해 1064nm대역의 파장을 갖는 레이저 빔은 532nm대역의 파장을 갖는 레이저 빔으로 파장변환된다. 이때 파장변환된 레이저 빔의 출력이 최대가 될 수 있도록 제1 광학 소재(111, 211)의 각도가 조절된다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 파장변환된 레이저 빔은 사용자가 최대 효율로 파장변환되었는지 확인하기 위해 파장변환된 레이저 빔은 방출 위치 조정부(120)를 거쳐 분배부(130)를 통하여 검출된다.
본 발명의 다른 실시형태에 따르면, 파장변환된 레이저 빔은 분배부(230)를통하여 일부가 분배되고 나머지 일부는 방출 위치조정부(220)를 통하여 동일한 경로로 방출된다.
분배부(130, 230)를 통해 분배된 레이저 빔은 제어부(140, 240)에 전달된다.
제어부(140, 240)는 분배부(130, 230)로부터의 레이저 빔의 전력이 모니터링하여 최대 광변환효율을 얻을 수 있는 파장변환부(110, 210)의 각도를 찾기 위해 지속적으로 제1 각도 조절수단(112, 212)를 제어하는 제어신호를 전송하여 파장변환부(110, 210)의 제1 광학 소재(111, 211)의 각도를 조정한다. 이때, 각도가 변경된 파장변환부(110, 210)로부터의 레이저 빔이 동일한 위치로 방출되도록 방출 위치조정부(120, 220)를 파장변환부(110, 210)와 연동하여 각도를 변경한다.
파장변환부(110, 210)의 제1 광학 소재(111, 211) 및 방출 위치조정부(120, 220)의 제2 광학 소재(121, 221)의 각도 변경은 제1 광학 소재(111, 211)의 두께, 굴절율 및 입사되는 레이저 빔의 입사각도와 제2 광학 소재(121, 221)의 두께, 굴절율 및 입사되는 레이저 빔의 입사각도를 적용한 스넬의 법칙에 따라 이루어지며, 제2 광학 소재(121, 221)의 각도는 제1 광학 소재(111, 211)의 각도 변경과 연동하여 제어부(140, 240)를 통해 자동적으로 변경된다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고 후술하는 특허청구범위에 의해 한정되며, 본 발명의 구성은 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 그 구성의 다양한 변경 및 개조가 가능하다는 것을 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 쉽게 알 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따르면 각도 조절이 가능한 파장변환부를 통하 여 주위의 온도 변화 또는 입사광의 파장변화에 따라 파장변환효율이 감소하는 것을 방지할 수 있고, 방출 위치 조정부를 통하여 파장변환부의 각도 조절에 의해 발생하는 레이저 빔의 방출 위치 변동을 보상할 수 있어 동일한 광 방출 경로를 제공하여 레이저 장치 이후에 연결될 광학시스템에 영향을 주지 않아 안정된 레이저 시스템을 구성할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

Claims (16)

  1. 소정 두께와 소정 굴절율을 갖는 유전체 비선형 광학 결정으로 이루어져, 입사된 레이저 빔의 파장을 사전에 설정된 파장으로 변환하는 제1 광학소재와, 상기 제1 광학 소재의 각도를 조정하는 제1 각도 조절수단을 갖는 파장변환부;
    상기 파장변환부로부터 출력된 레이저 빔을 분배하는 분배부;
    소정 두께와 소정 굴절율을 갖는 유전체 비선형 광학 결정으로 이루어진 제2 광학 소재와, 상기 제2 광학 소재의 각도를 조정하여 상기 파장변환부로부터의 레이저 빔의 방출 위치를 조정하는 제2 각도 조절수단을 갖는 방출 위치조정부; 및
    상기 분배부로부터의 레이저 빔 중 일부를 모니터링하여 상기 레이저 빔이 최대 광 변환 효율을 갖도록 상기 제1 각도 조절수단 및 제2 각도 조절수단을 상보적으로 제어하는 제어부
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 출사되는 광의 위치를 동일하게 유지하는 레이저 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제어부는
    상기 제1 광학 소재의 두께, 굴절율 및 상기 제1 광학 소재에 입사된 레이저빔의 입사 각도와 상기 제2 광학 소재의 두께, 굴절율 및 상기 제1 광학 소재로부터의 레이저 빔의 입사 각도를 적용한 스넬의 법칙(Snell`s law)에 따라 상기 제1 각도 조절수단 및 제2 각도 조절수단을 상보적으로 제어하는 것을 특징으로 하는 출사되는 광의 위치를 동일하게 유지하는 레이저 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 방출 위치조정부는 상기 파장변환부의 출력단 이후에 위치하며,
    상기 파장변환부로부터의 레이저 빔의 방출 위치를 조정하는 것을 특징으로 하는 출사되는 광의 위치를 동일하게 유지하는 레이저 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제1 광학 소재는 상기 입사된 레이저 빔을 상기 입사된 레이저 빔의 반파장을 갖는 레이저 빔으로 변환하는 SHG 크리스탈인 것을 특징으로 하는 출사되는 광의 위치를 동일하게 유지하는 레이저 장치.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 제2 광학 소재는 상기 파장변환부로부터의 레이저 빔을 투과하는 투명한 광학 소재이며,
    상기 투명한 광학 소재는 상기 파장변환부로부터의 레이저 빔이 입사되는 표면을 무반사면으로 코팅한 것을 특징으로 하는 출사되는 광의 위치를 동일하게 유지하는 레이저 장치.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 제2 광학 소재는 상기 제1 광학 소재와 동일한 두께 및 굴절율을 갖는 SHG 크리스탈인 것을 특징으로 하는 출사되는 광의 위치를 동일하게 유지하는 레이저 장치.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 제2 광학 소재는 상기 파장변환부로부터의 레이저 빔 중 원하는 파장의 레이저 빔을 투과시키고, 원치 않는 파장의 레이저 빔을 차단하는 것을 특징으로 하는 출사되는 광의 위치를 동일하게 유지하는 레이저 장치.
  8. 제3항에 있어서, 상기 분배부는
    상기 파장변환된 레이저빔의 일부를 분배하는 광분배기; 및
    상기 광분배기로부터의 레이저빔의 경로를 변환하여 상기 제어부에 전달하는 미러로 이루어진 것을 특징으로 하는 출사되는 광의 위치를 동일하게 유지하는 레이저 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 분배부는 상기 미러로부터의 레이저빔 중 원하는 파장의 레이저빔을 통과시켜 상기 제어부에 전달하는 광학필터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 출사되는 광의 위치를 동일하게 유지하는 레이저 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 방출 위치조정부는 상기 분배부의 출력단 이후에 위치하며,
    상기 분배부로부터의 레이저 빔의 방출 위치를 조정하는 것을 특징으로 하는 출사되는 광의 위치를 동일하게 유지하는 레이저 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 제1 광학 소재는 상기 입사된 레이저 빔을 상기 입사된 레이저 빔의 반파장을 갖는 레이저 빔으로 변환하는 SHG 크리스탈인 것을 특징으로 하는 출사되는 광의 위치를 동일하게 유지하는 레이저 장치.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 제2 광학 소재는 상기 파장변환부로부터의 레이저 빔을 투과하는 투명한 광학 소재이며,
    상기 투명한 광학 소재는 상기 파장변환부로부터의 레이저 빔이 입사되는 표면을 무반사면으로 코팅한 것을 특징으로 하는 출사되는 광의 위치를 동일하게 유지하는 레이저 장치.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 제2 광학소재는 상기 제1 광학소재와 동일한 두께 및 굴절율을 갖는 SHG 크리스탈인 것을 특징으로 하는 출사되는 광의 위치를 동일하게 유지하는 레이저 장치.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 제2 광학 소재는 상기 파장변환부로부터의 레이저 빔 중 원하는 파장의 레이저 빔을 투과시키고, 원치 않는 파장의 레이저 빔을 차단하는 것을 특징으로 하는 출사되는 광의 위치를 동일하게 유지하는 레이저 장치.
  15. 제10항에 있어서, 상기 분배부는
    상기 파장변환된 레이저빔의 일부를 분배하는 광분배기; 및
    상기 광분배기로부터의 레이저빔의 경로를 변환하여 상기 제어부에 전달하는 미러로 이루어진 것을 특징으로 하는 출사되는 광의 위치를 동일하게 유지하는 레이저 장치.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 분배부는 상기 미러로부터의 레이저빔 중 원하는 파장의 레이저빔을 통과시켜 상기 제어부에 전달하는 광학필터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 출사되는 광의 위치를 동일하게 유지하는 레이저 장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR102124084B1 (ko) * 2019-01-24 2020-06-17 주식회사 한화 고차 조화파를 발생시키는 레이저 시스템

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6467990A (en) * 1987-09-08 1989-03-14 Komatsu Mfg Co Ltd Wavelength controller for excimer laser
JPH02152288A (ja) * 1988-12-05 1990-06-12 Hitachi Ltd レーザ光の波長制御方法とそれを用いたエキシマレーザ装置および露光装置
KR910005530A (ko) * 1989-08-04 1991-03-30 다께바야시 쇼오고 레이저광의 안정화 방법 및 장치

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6467990A (en) * 1987-09-08 1989-03-14 Komatsu Mfg Co Ltd Wavelength controller for excimer laser
JPH02152288A (ja) * 1988-12-05 1990-06-12 Hitachi Ltd レーザ光の波長制御方法とそれを用いたエキシマレーザ装置および露光装置
KR910005530A (ko) * 1989-08-04 1991-03-30 다께바야시 쇼오고 레이저광의 안정화 방법 및 장치

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