KR101094583B1 - 삼원색 레이저 광원 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 복수 개의 파장 변환기를 하나의 칩에 집적하여, 적색, 녹색, 청색 광원을 효율적으로 생성하여, 임의의 색을 자유롭게 구현할 수 있는 광원을 형성하기 위한 삼원색 레이저 광원에 관한 것이다.
본 발명에 따르는 삼원색 레이저 광원은, 상부에 도파로가 형성되는 기판; 녹색 레이저 광을 발생시키는 녹색 레이저 광원; 적색 레이저 광을 발생시키는 적색 레이저 광원; 청색 레이저 광을 발생시키는 청색 레이저 광원; 상기 녹색 레이저 광원에 결합하여, 입사된 녹색 레이저 광을 발진시키는 제 1 도파로; 상기 적색 레이저 광원에 결합하는 제 2 도파로; 상기 청색 레이저 광원에 결합하여, 입사된 청색 레이저 광을 발진시키는 제 3 도파로; 상기 청색 광도파로 및 상기 녹색 광도파로 하부에 각각 구성되는 온도 조절기를 포함하고, 상기 제 1 도파로, 제 2 도파로 및 제 3도파로는 출사측이 서로 근접하게 구성되는 것을 특징으로 한다.
광도파로, 레이저 광원, 시준렌즈

Description

삼원색 레이저 광원{Laser Beam Source of Three Primary Colors}
본 발명은 삼원색 레이저 광원에 관한 것으로, 상세하게는, 본 발명은 복수 개의 파장 변환기를 하나의 칩에 집적하여, 적색, 녹색, 청색 광원을 효율적으로 생성하여, 레이저 광의 변형이 없이 임의의 색을 자유롭게 구현할 수 있는 광원을 형성하기 위한 삼원색 레이저 광원에 관한 것이다.
레이저는 단일 주파수의 빛(단색광)이 여러 방향으로 퍼지지 않고 일정한 방향으로 직선으로 진행하여 시간적이나 공간적으로 위상이 균일하고 에너지 밀도 및 휘도성이 높은 특성이 있다.
레이저는 발진 재료의 종류에 따라 고체 레이저, 기체 레이저, 액체 레이저 및 반도체 레이저로 구별된다.
고체 레이저는 공진기 속에 존재하는 활성입자의 밀도가 높고, 비교적 큰 단결정 재료를 제작할 수 있으므로, 다른 레이저에 비해 큰 출력을 얻을 수 있다. 그러나 고체 레이저 광의 스펙트럼 폭은 가스 레이저보다 넓고, 또한 광학적으로 균 일한 양질의 고체 재료를 얻기가 상당히 어렵기 때문에 단색성이나 지향성은 가스 레이저에 미치지 못하며, 광 펌핑이라는 간접적인 방법을 사용하기 때문에 기체 레이저보다 효율이 낮아진다.
기체 레이저의 매질로는 헬륨과 네온의 혼합기체나 아르곤, 크립톤, 이산화탄소, 헬륨과 질소와의 혼합기체 등이 사용된다. 이 기체들을 가는 유리관에 봉입하여 네온관과 같이 고전압을 가하여 방전시키고 그때의 전자와 원자의 충돌에 의하여 들뜨게 하는 것이다. 대표적인 기체 레이저인 헬륨-네온레이저는 헬륨과 네온을 1 mmHg 정도의 압력으로 봉입한 반지름 수 mm 정도의 가늘고 긴 유리관, 전극, 방전하기 위한 전원, 평행한 거울 등으로 구성되어 있다. 이 레이저는 루비레이저와 같이 펄스적(的)인 발진이 아니고 연속적으로 출력을 꺼낼 수 있는 연속발진이며 출력은 큰 것이 수십 mW, 발진출력광은 파장이 0.63 μm인 적색광이다. 다른 기체레이저도 구성은 헬륨-네온레이저와 같지만 이산화탄소 레이저와 같이 출력이 10 kW인 것도 있으며 파장도 적외선부터 자외선 영역까지이며 다양하게 구현될 수 있다.
그러나 고체 또는 기체 레이저는 그 크기 및 중량으로 인해 사용이 제한될 수밖에 없다. 때문에, 광통신을 중심으로 반도체 레이저의 기술 성장이 이루어졌으며, 그 활용 범위가 확대되고 있다.
반도체 레이저는 갈륨과 비소 등의 고체 재료를 사용하는데 레이저의 발생메커니즘이 조금 다르기 때문에 고체레이저와 구별된다. 반도체레이저는 갈륨과 비소의 p형 반도체와 n형 반도체를 접합한 반도체 p-n 접합 다이오드에 전류를 흘려서 들뜨게 하여 레이저를 발진시키는 것이다. 갈륨과 비소의 p-n 접합 다이오드에 p형으로부터 n형 방향으로, 즉 순방향(順方向)으로 전류를 흐르게 하면 p형 쪽에는 양의 전하를 가진 정공[electron hole]이 증가하고 n형 쪽에는 음전하를 가진 전자가 증가한다.
레이저 광원을 이용한 레이저 TV나 휴대형 레이저 프로젝터 등의 레이저 디스플레이는 고휘도, 고정밀에 이어 기존에 없는 소형, 경량, 저소비 전력이라는 특징이 있어 제품화를 목표로 한 연구가 활발하다.
레이저 디스플레이는 적색, 녹색, 청색의 삼원색 레이저 빔이 좌우상하로 움직이면서 사물을 스캔하듯 영상을 만들어내는데, 이때 사용되는 적색 레이저의 경우 현재 수준의 반도체 레이저 기술로 용이하게 구현되어 이미 광범위하게 사용되고 있다. 청색의 경우에도 반도체 레이저가 존재하나 생성되는 파장의 제약으로 인해 완벽한 색 구현에 어려움이 있고, 그 생산효율이 극히 낮다는 문제가 있다. 특히 녹색 레이저는 반도체 레이저에 의한 구현 자체가 불가능하여 파장변환을 통한 색 구현이 그 유일한 수단이다.
또한, 적색, 녹색, 청색의 세 광원을 공간상에서 정렬하여, 1개의 레이저 광원이 하나의 점에 시준되도록(collimate) 하기 위해서는 공간상에서 여러 개의 필터와 미러를 정렬해야 하는 어려움으로 인해 RGB 복합 레이저 광원 모듈 제작에 많은 시간과 노력이 소요된다.
본 발명의 목적은 세 개의 레이저 광 입사용 도파로를 결합하지 않고 근접하게 구성하여 출사되는 녹색, 적색, 청색 레이저 광은 원형을 유지한 채로 발진 효과를 얻을 수 있는 삼원색 레이저 광원을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은, 각각의 입력 광도파로를 따라 입사된 적색, 청색, 녹색 레이저 빔 각각의 강도 조절을 통해 색상 및 강도를 자유롭게 구현할 수 있는 삼원색 레이저 광원을 제공하는 것이다.
본 발명에 따르는 삼원색 레이저 광원은, 상부에 도파로가 형성되는 기판; 녹색 레이저 광을 발생시키는 녹색 레이저 광원; 적색 레이저 광을 발생시키는 적색 레이저 광원; 청색 레이저 광을 발생시키는 청색 레이저 광원; 상기 녹색 레이저 광원에 결합하여, 입사된 녹색 레이저 광을 발진시키는 제 1 도파로; 상기 적색 레이저 광원에 결합하는 제 2 도파로; 상기 청색 레이저 광원에 결합하여, 입사된 청색 레이저 광을 발진시키는 제 3 도파로; 상기 청색 광도파로 및 상기 녹색 광도파로 하부에 각각 구성되는 온도 조절기를 포함하고, 상기 제 1 도파로, 제 2 도파로 및 제 3도파로는 출사측이 서로 근접하게 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르는 삼원색 레이저 광원은, 상부에 도파로가 형성되는 기판; 녹색 레이저 광을 발생시키는 녹색 레이저 광원; 적색 레이저 광을 발생시키는 적색 레이저 광원; 청색 레이저 광을 발생시키는 청색 레이저 광원; 상기 녹색 레이저 광원에 결합하는 제 1 도파로; 상기 적색 레이저 광원에 결합하는 제 2 도파로; 상기 청색 레이저 광원에 결합하는 제 3 도파로; 상기 녹색 레이저 광 및 상기 청색 레이저 광을 순차적으로 발진하는 출사 도파로; 및 상기 출사 도파로 하부에 구성되는 온도 조절기로 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르는 삼원색 레이저 광원은 각각의 색상의 도파로를 근접하게 구성하여 적색, 녹색, 청색 레이저 광의 형태를 원형으로 유지하면서 발진 효과를 얻을 수 있다.
본 발명에 따르는 삼원색 레이저 광원은 적색, 청색, 녹색 레이저 광원의 강도를 조절하여 다양한 색을 구현할 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다.
도1은 본 발명에 따르는 삼원색 레이저 광원의 일 실시예를 개략적으로 나타낸 도면이다.
본 발명에 따르는 삼원색 레이저 광원은, 도1에 도시된 바와 같이, 녹색 레 이저 광을 발생시키는 녹색 레이저 광원과, 적색 레이저 광을 발생시키는 적색 레이저 광원과, 청색 레이저 광을 발생시키는 청색 레이저 광원과, 상기 녹색 레이저 광원에 결합하여, 입사된 녹색 레이저 광을 발진시키기 위해 주기적으로 분극반전되는 제 1 도파로(110)와, 상기 적색 레이저 광원에 결합하는 제 2 도파로(120)와, 상기 청색 레이저 광원에 결합하여, 입사된 청색 레이저 광을 발진시키기 위해 주기적으로 분극반전되는 제 3 도파로(130)와, 상기 제 1 도파로, 제 2 도파로, 제 3 도파로를 통해 각각 입사한 녹색 레이저 광, 적색 레이저 광, 청색 레이저 광을 하나로 결합하는 3 빔 합성기(100)와, 상기 3 빔 합성기에서 결합된 빔을 출사하는 출사 도파로(140)와, 상기 청색 광도파로 및 상기 녹색 광도파로 하부에 각각 구성되는 온도 조절기(도시되지 않음)로 구성된다.
상기 삼원색 레이저 광원은 제 1 도파로(110), 제 2 도파로(120), 제 3 도파로(130)를 통해 각각 입사되는 녹색, 적색, 청색 레이저 광의 강도를 조절함으로써 출사되는 광의 강도와 색상을 자유롭게 조절할 수 있으나, 도파로에서 일반적으로 나타나는 멀티 모드 특성에 따라 출사 도파로(140)에서 출사되는 광이 제 1 도파로(110), 제 2 도파로(120), 제 3 도파로(130)를 통해 입사된 녹색, 적색, 청색 레이저 광의 원형을 유지하기가 어렵다.
도2는 각각의 도파로에 입사된 레이저 광의 원형을 유지할 수 있도록 하는 본 발명에 따르는 삼원색 레이저 광원의 바람직한 실시예를 개략적으로 나타내는 도면이다.
본 발명에 따르는 삼원색 레이저 광원은, 상부에 도파로가 형성되는 기판(200); 녹색 레이저 광을 발생시키는 녹색 레이저 광원과, 적색 레이저 광을 발생시키는 적색 레이저 광원과, 청색 레이저 광을 발생시키는 청색 레이저 광원과, 상기 녹색 레이저 광원에 결합하여, 입사된 녹색 레이저 광을 발진시키기 위해 주기적으로 분극반전되는 제 1 도파로(210)와, 상기 적색 레이저 광원에 결합하는 제 2 도파로(220)와, 상기 청색 레이저 광원에 결합하여, 입사된 청색 레이저 광을 발진시키기 위해 주기적으로 분극반전되는 제 3 도파로(230)와,상기 청색 광도파로 및 상기 녹색 광도파로 하부에 각각 구성되는 온도 조절기(도시되지 않음)를 포함하고, 상기 제 1 도파로, 제 2 도파로 및 제 3도파로는 출사측이 서로 근접하게 구성되는 것을 특징으로 한다.
제1 도파로(210), 제 2 도파로(220), 제 3 도파로(230)에는 녹색, 적색, 청색 레이저 광원이 각각 결합되는데, 이러한 광원과 도파로의 결합을 위해 렌즈 또는 광섬유를 사용할 수 있다.
이때 사용되는 렌즈는 양면에 반사 방지막이 형성되어 상기 광원에서 출력된 광이 렌즈에서 반사되는 것을 방지하는 것이 바람직하다.
녹색 및 청색 레이저 광원의 경우 비선형을 이용한 이차 조화파의 생성을 통해 구현되며, 이를 위해 니오브산리튬(LiNbO3) 혹은 탄탈산리튬(LiTaO3)과 같이 비선형 계수가 높은 물질로 도파로(210, 230)가 구성되어야 한다.
또한 이차 조화파 생성의 효율을 향상시키기 위해서는 도파로 물질이 광의 진행방향을 따라 주기적으로 분극반전되어 펌프 광원과 생성된 이차 조화파의 위상 정합이 이루어지도록 해야 한다.
녹색 광원은 통상적으로 520nm ~ 570nm의 파장범위에 속하는 광을 일컬으며, 도파로 내에서의 녹색 레이저 광원 발진을 일으키기 위해 녹색 광원의 파장의 두 배에 해당하는 파장, 즉 1040nm ~ 1140nm의 파장범위에 속하는 펌프용 광원이 제 1 도파로에 입사된다. 이때 제 1 도파로(210)는 통상적으로 6 ~ 8 micron의 분극 주기로 제작되어진다.
청색 광원은 통상적으로 440nm ~ 490nm의 파장범위에 속하는 광을 일컬으며, 도파로 내에서의 청색 레이저 광원 발진을 일으키기 위해 청색 광원의 파장의 두 배에 해당하는 파장, 즉 880nm ~ 980nm의 파장 범위에 속하는 펌프용 광원이 제 3 도파로(230)에 입사된다. 이때 제 3 도파로(230)는 통상적으로 3 ~ 5 micron의 분극 주기로 제작되어진다.
제 1 도파로(210)와 제 3 도파로(230)에서 생성되는 이차 조화파(녹색 및 청색 광원)의 생성 효율은 도파로 내의 온도에 민감하므로 도파로 온도조절기의 동작을 통해 일정한 범위 내에서 온도가 유지되도록 한다.
제 2 도파로(220)는 분극 반전이 되어 있지 않으며, 통상적으로 625nm~740nm의 파장범위에 속하는 적색 레이저 광원이 제 2 도파로(220)에 입사된다.
제 1 도파로(210) 및 제 3 도파로(230)에서 파장변환된 녹색 레이저광과 청색 레이저광의 강도는 제 1 도파로(210) 및 제 3 도파로(230)에 각각 입력된 펌프광의 강도에 결정되므로, 외부에서 입사되는 두 펌프광의 강도 조절을 통해 녹색과 청색광의 강도가 조절된다.
또한 제 2 도파로(220)를 경유하여 출사되는 적색 레이저광의 강도 또한 제 2 도파로(220)에 입사된 적색 레이저광의 강도에 비례하므로, 출사되는 레이저광의 강도 및 색상은 입사되는 녹색, 청색의 두 펌프 광원과 적색레이저의 강도 조절을 통해 구현할 수 있게 된다.
상술한 바와 같이, 본 발명은 적색, 녹색, 청색의 레이저 광원에서 출사된 광을 반사시켜 시준하기 위해 미러를 정렬할 필요없이 3원색 도파로를 근접하게 구 성하여 녹색, 적색, 청색 레이저 광원을 하나의 점에 투사시킬 수 삼원색 레이저 광원을 제공할 수 있다.
도3은 본 발명에 따르는 삼원색 레이저 광원의 다른 바람직한 실시예를 개략적으로 나타내는 도면이다.
본 발명에 따르는 삼원색 레이저 광원은, 상부에 도파로가 형성되는 기판(300); 녹색 레이저 광을 발생시키는 녹색 레이저 광원과, 적색 레이저 광을 발생시키는 적색 레이저 광원과, 청색 레이저 광을 발생시키는 청색 레이저 광원과, 상기 녹색 레이저 광원에 결합하는 제 1 도파로(310)와, 상기 적색 레이저 광원에 결합하는 제 2 도파로(320)와, 상기 청색 레이저 광원에 결합하는 제 3 도파로(330)와, 상기 녹색 레이저 광 및 상기 청색 레이저 광의 순차적인 발진하는 출사 도파로(340)와, 상기 출사 도파로(340) 하부에 구성되는 온도 조절기(도시되지 않음)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
도3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따르는 삼원색 레이저 광원은 도2의 실시예와 달리, 녹색, 적색 및 청색 레이저 광원은 분극 반전된 출사 도파로(340)에서 녹색 레이저 광 및 청색 레이저 광이 원형의 형태를 유지하면서도 순차적으로 발진하는 효과를 얻을 수 있다.
제 1 도파로(310), 제 2 도파로(320), 제 3 도파로(330)에는 녹색, 적색, 청색 레이저 광원이 각각 결합되는데, 이러한 광원과 도파로의 결합을 위해 렌즈 또는 광섬유를 사용할 수 있다.
이때 사용되는 렌즈는 양면에 반사 방지막이 형성되어 상기 광원에서 출력된 광이 렌즈에서 반사되는 것을 방지하는 것이 바람직하다.
녹색 및 청색 레이저 광원의 경우 비선형을 이용한 이차 조화파의 생성을 통해 구현되며, 이를 위해 니오브산리튬(LiNbO3) 혹은 탄탈산리튬(LiTaO3)과 같이 비선형 계수가 높은 물질로 제 1 도파로(310) 및 제 3 도파로(330)가 구성되어야 한다.
또한 이차 조화파 생성의 효율을 향상시키기 위해서는 출사 도파로(340) 물질이 광의 진행방향을 따라 주기적으로 분극반전되어 펌프 광원과 생성된 이차 조화파의 위상 정합이 이루어지도록 해야 한다.
녹색 레이저 광원은 통상적으로 520nm ~ 570nm의 파장범위에 속하는 광을 일컬으며, 출사 도파로 전단부(340a)내에서의 녹색 레이저 광원 발진을 일으키기 위해 녹색 광원의 파장의 두 배에 해당하는 파장, 즉 1040nm ~ 1140nm의 파장범위에 속하는 펌프용 광원이 제 1 도파로(310)에 입사된다.
청색 레이저 광원은 통상적으로 440nm ~ 490nm의 파장범위에 속하는 광을 일컬으며, 출사 도파로 후단부(340b) 내에서의 청색 레이저 광원 발진을 일으키기 위해 청색 광원의 파장의 두 배에 해당하는 파장, 즉 880nm ~ 980nm의 파장 범위에 속하는 펌프용 광원이 제 3 도파로(330)에 입사된다.
상기 출사 도파로(340)의 전단부(340a)는 녹색 레이저 광의 발진을 위한 주기로 분극반전되는데, 통상적으로 6 ~ 8 micron의 분극 주기로 제작된다.
상기 출사 도파로(340)의 후단부(340b)는 청색 레이저 광의 발진을 위한 주기로 분극반전되는데, 통상적으로 3 ~ 5 micron의 분극 주기로 제작된다.
따라서, 출사 도파로(340)의 전단부(340a)에서는 녹색 레이저 발진이 발생하고, 후단부(340b)에서는 청색 레이저 발진이 발생하여 적색 레이저와 함께 출사된다.
제 1 도파로(310)와 제 3 도파로(330)에서 생성되어 출사 도파로(340)의 전단부(340a) 및 후단부(340b)에서 각각 발진되는 녹색 및 청색 광원의 이차 조화파는 출사 도파로(340) 내의 온도에 민감하게 반응하여 발진하므로, 온도조절기의 동작을 통해 일정한 범위 내에서 온도가 유지되도록 한다.
제 2 도파로(320)에는 통상적으로 625nm ~ 740nm의 파장범위에 속하는 적색 레이저 광원이 입사된다.
출사 도파로(340)의 전단부(340a) 및 후단부(340b)에서 각각 파장변환된 녹색 레이저광과 청색 레이저광의 강도는 제 1 도파로(310) 및 제 3 도파로(330)에 각각 입력된 펌프용 레이저 광의 강도에 결정되므로, 외부에서 입사되는 녹색, 청색 펌프용 레이저 광의 강도 조절을 통해 녹색과 청색광의 강도가 조절된다.
또한 제 2 도파로(320)를 경유하여 출사되는 적색 레이저광의 강도 또한 제 2 도파로(320)에 입사된 적색 레이저광의 강도에 비례하므로, 출사되는 레이저광의 강도 및 색상은 입사되는 녹색, 청색의 두 펌프 광원과 적색 레이저의 강도 조절을 통해 구현할 수 있게 된다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사항을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서 본 발명에 개시된 실시예는 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이런 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
도1은 본 발명에 따르는 삼원색 레이저 광원의 일 실시예를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도2는 본 발명에 따르는 삼원색 레이저 광원의 바람직한 실시예를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도3은 본 발명에 따르는 삼원색 레이저 광원의 다른 바람직한 실시예를 개략적으로 나타내는 도면이다.
** 도면의 주요 부분에 대한 부호 설명 **
100 : 3 빔 합성기 110 : 제 1 도파로
120 : 제 2 도파로 130 : 제 3 도파로
140 : 출사 도파로
200 : 기판 210 : 제 1 도파로
220 : 제 2 도파로 230 : 제 3 도파로
300 : 기판 310 : 제 1 도파로
320 : 제 2 도파로 330 : 제 3 도파로
340 : 출사 도파로 340a : 전단부
340b : 후단부

Claims (20)

  1. 상부에 도파로가 형성되는 기판;
    녹색 레이저 광을 발생시키는 녹색 레이저 광원;
    적색 레이저 광을 발생시키는 적색 레이저 광원;
    청색 레이저 광을 발생시키는 청색 레이저 광원;
    상기 녹색 레이저 광원에 결합하여, 입사된 녹색 레이저 광을 발진시키는 제 1 도파로;
    상기 적색 레이저 광원에 결합하는 제 2 도파로;
    상기 청색 레이저 광원에 결합하여, 입사된 청색 레이저 광을 발진시키는 제 3 도파로;
    상기 청색 광도파로 및 상기 녹색 광도파로 하부에 각각 구성되는 온도 조절기를 포함하고, 상기 제 1 도파로, 제 2 도파로 및 제 3도파로는 출사측이 서로 근접하게 구성되고,
    상기 녹색, 적색, 청색 레이저 광원과 상기 제 1 도파로, 제 2 도파로, 제 3 도파로는 각각 렌즈 또는 광 파이버로 결합되는 것을 특징으로 하는
    삼원색 레이저 광원.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 렌즈는 양면에 반사 방지막이 코팅되어 있는 것을 특징으로 하는
    삼원색 레이저 광원.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제 1 도파로는 주기적으로 분극 반전되는 것을 특징으로 하는
    삼원색 레이저 광원.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제 3 도파로는 주기적으로 분극 반전되는 것을 특징으로 하는
    삼원색 레이저 광원.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제 1 도파로는 니오브산리튬(LiNbO3) 또는 탄탈산리튬(LiTaO3)으로 구성되는 것을 특징으로 하는
    삼원색 레이저 광원.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제 3 도파로는 니오브산리튬(LiNbO3) 또는 탄탈산리튬(LiTaO3)으로 구성되는 것을 특징으로 하는
    삼원색 레이저 광원.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 녹색 레이저 광원은 1040nm 내지 1140nm의 파장을 갖도록 펌프되어 제 1 도파로로 입사되는 것을 특징으로 하는
    삼원색 레이저 광원.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 제 1 도파로의 분극 주기는 6 내지 8 마이크론인 것을 특징으로 하는
    삼원색 레이저 광원.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 청색 레이저 광원은 880nm 내지 980nm의 파장을 갖도록 펌프되어 제 3 도파로로 입사되는 것을 특징으로 하는
    삼원색 레이저 광원.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 제 3 도파로의 분극 주기는 3 내지 5 마이크론인 것을 특징으로 하는
    삼원색 레이저 광원.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 적색 레이저 광원의 파장은 625nm 내지 740nm인 것을 특징으로 하는
    삼원색 레이저 광원.
  13. 상부에 도파로가 형성되는 기판;
    녹색 레이저 광을 발생시키는 녹색 레이저 광원;
    적색 레이저 광을 발생시키는 적색 레이저 광원;
    청색 레이저 광을 발생시키는 청색 레이저 광원;
    상기 녹색 레이저 광원에 결합하는 제 1 도파로;
    상기 적색 레이저 광원에 결합하는 제 2 도파로;
    상기 청색 레이저 광원에 결합하는 제 3 도파로;
    상기 녹색 레이저 광 및 상기 청색 레이저 광을 순차적으로 발진하는 출사 도파로; 및
    상기 출사 도파로 하부에 구성되는 온도 조절기를 포함하고,
    상기 녹색, 적색, 청색 레이저 광원과 상기 제 1 도파로, 제 2 도파로, 제 3 도파로는 각각 렌즈 또는 광 파이버로 결합되는 것을 특징으로 하는
    삼원색 레이저 광원.
  14. 삭제
  15. 제13항에 있어서,
    상기 렌즈는 양면에 반사 방지막이 코팅되어 있는 것을 특징으로 하는
    삼원색 레이저 광원.
  16. 제13항에 있어서,
    상기 출사 도파로는 전단부 및 후단부로 구분되고, 상기 전단부는 녹색 레이저 광원을 발진할 수 있도록 6 내지 8 마이크론의 주기로 분극반전되고, 상기 후단부는 청색 레이저 광원을 발진할 수 있도록 3 내지 5 마이크론의 주기로 분극 반전되는 것을 특징으로 하는
    삼원색 레이저 광원.
  17. 제13항에 있어서,
    상기 출사 도파로는 니오브산리튬(LiNbO3) 또는 탄탈산리튬(LiTaO3)으로 구성되는 것을 특징으로 하는
    삼원색 레이저 광원.
  18. 제13항에 있어서,
    상기 녹색 레이저 광원은 1040nm 내지 1140nm의 파장을 갖도록 펌프되어 제 1 도파로로 입사되는 것을 특징으로 하는
    삼원색 레이저 광원.
  19. 제13항에 있어서,
    상기 청색 레이저 광원은 880nm 내지 980nm의 파장을 갖도록 펌프되어 제 3 도파로로 입사되는 것을 특징으로 하는
    삼원색 레이저 광원.
  20. 제1항에 있어서,
    상기 적색 레이저 광원의 파장은 625nm 내지 740nm인 것을 특징으로 하는
    삼원색 레이저 광원.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004138701A (ja) 2002-10-16 2004-05-13 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 発光装置および画像形成装置
JP2005189385A (ja) * 2003-12-25 2005-07-14 Sony Corp 分岐型光導波路、光源モジュール、並びに光情報処理装置

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