KR101212562B1 - Wavelength-selection device having optical alignment stability with use of prisms in a dual-wavelength laser - Google Patents

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Abstract

본 발명은 프리즘을 활용한 이중파장 레이저용 광축안정 파장 선택 장치에 관한 것으로, 폴딩프리즘 조합을 활용한 이중파장 레이저용 광축안정 파장 선택 장치는, 펌프발진기와 파장변환기 사이에 위치하며 펌프레이저와 파장변환레이저를 선택적으로 출력하는 폴딩프리즘 조합; 상기 폴딩프리즘 조합의 하부에 위치하고, 상기 폴딩프리즘 조합을 회전시키는 회전테이블; 상기 펌프발진기로부터 발사된 원래 파장의 상기 펌프 레이저를 상기 폴딩프리즘 조합과 연결 프리즘(전면 폴딩프리즘)을 통해 인가받아 변환된 파장의 상기 파장변환레이저를 제공하는 파장변환기; 및 상기 펌프레이저 입사면에 정렬되고, 뒷면을 마주대어 구성하는 2개의 폴딩프리즘으로 구성된다. 본 발명은‘폴딩프리즘 조합’ 또는‘코너큐브프리즘’을 회전시킴으로써 광경로 상으로 장탈착되어 파장이 선택되는 프리즘을 활용한 파장선택장치를 사용하여 펌프레이저와 파장변환레이저로 반복적으로 선택하면서 사용할 때, 반복적인 파장 변환에도 불구하고 레이저 진행방향의 변화가 발생하지 않도록 광축안정성을 보장하며, 펌프레이저의 출력 광경로가 파장변환기를 통과하지 않도록 구성하여 출력감소 및 파장변환기 부품의 수명감소를 방지한다. The present invention relates to an optical axis stable wavelength selection device for dual wavelength lasers using a prism, and an optical axis stable wavelength selection device for dual wavelength lasers using a folding prism combination is located between a pump oscillator and a wavelength converter. A folding prism combination for selectively outputting a conversion laser; A rotary table positioned below the folding prism combination to rotate the folding prism combination; A wavelength converter configured to apply the pump laser of the original wavelength emitted from the pump oscillator through the folding prism combination and the coupling prism (front folding prism) to provide the wavelength conversion laser of the converted wavelength; And two folding prisms arranged on the pump laser incident surface and facing each other. The present invention can be used while repeatedly selecting the pump laser and the wavelength conversion laser using a wavelength selection device utilizing a prism in which a wavelength is selected by being detached and mounted on an optical path by rotating a 'folding prism combination' or a 'corner cube prism'. In this case, the optical axis stability is ensured so that the change of the laser propagation direction does not occur in spite of the repetitive wavelength conversion, and the output optical path of the pump laser does not pass through the wavelength converter to prevent output reduction and life of the wavelength converter components. do.

Description

프리즘을 활용한 이중파장 레이저용 광축안정 파장선택 장치{Wavelength-selection device having optical alignment stability with use of prisms in a dual-wavelength laser}Wavelength-selection device having optical alignment stability with use of prisms in a dual-wavelength laser}

본 발명은 프리즘을 활용한 이중파장 레이저용 광축안정 파장선택 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는‘폴딩프리즘 조합’ 또는 ‘코너큐브프리즘’을 회전시킴으로써 광경로 상으로 장탈착되어 파장이 선택되는 프리즘을 활용한 파장선택장치를 사용하여 펌프레이저와 파장변환레이저로 반복적으로 파장을 전환하면서 사용할 때, 반복적인 파장 선택에도 불구하고 레이저 진행방향의 변화가 발생하지 않도록 광축안정성을 보장하며, 펌프레이저의 출력시 광경로가 파장변환기를 통과하지 않도록 구성하여 출력감소 및 파장변환기 부품의 수명감소를 방지하는, 프리즘을 활용한 이중파장 레이저용 광축안정 파장선택 장치에 관한 것이다.
The present invention relates to an optical axis stabilization wavelength selection device for dual wavelength laser using a prism, and more particularly, a prism that is wavelength-detached onto an optical path by rotating a 'folding prism combination' or a 'corner cube prism'. When using the wavelength selection device utilizing the wavelength conversion device to convert the wavelength repeatedly to the pump laser and the wavelength conversion laser, it ensures the stability of the optical axis to prevent the change of the laser traveling direction in spite of the repeated wavelength selection. The present invention relates to an optical axis stable wavelength selection device for dual wavelength lasers using a prism that is configured so that an optical path does not pass through a wavelength converter during output, thereby preventing output reduction and lifespan of a wavelength converter component.

레이저의 파장은 파장변환기(OPO(Optical Parametric Oscillation), SHG(Second Harmonic Oscillation) 등)를 이용하여 원래의 파장과 다른 파장으로 변환할 수 있다. 사용자는 파장변환기를 이용하여 파장변환된 레이저만 사용하는 경우도 있지만, 목적에 따라 펌프레이저(원래 파장의 레이저)와 파장변환레이저를 선택적으로 사용할 수 있다.The wavelength of the laser may be converted to a wavelength different from the original wavelength using a wavelength converter (Op (Optical Parametric Oscillation), SHG (Second Harmonic Oscillation, etc.)). In some cases, a user may use only a laser that has been wavelength-converted using a wavelength converter, but a pump laser (a laser of the original wavelength) and a wavelength conversion laser may be selectively used depending on the purpose.

도 1a 및 1b는 광경로를 변경하는 방식의 일반적인 이중파장 레이저에서 파장변환레이저와 펌프레이저의 광경로 도면이다. 1A and 1B are optical path diagrams of a wavelength conversion laser and a pump laser in a general dual wavelength laser of a method of changing an optical path.

도 1a는 펌프발진기(10)로부터 인가된 펌프 레이저(원래의 파장의 레이저)를 파장변환기(20)를 통해 파장변환레이저를 변환하는 광축 우회기(30) 미적용시 파장변환 레이저 경로도를 나타낸 도면이다. 도 1b는 펌프발진기(10)로부터 펌프 레이저(원래의 파장의 레이저)를 광축우회기(30)를 적용시 펌프레이저의 광경로도를 나타낸 도면이다. FIG. 1A is a diagram illustrating a wavelength conversion laser path diagram when an optical axis bypass device 30 is not applied in which a pump laser (a laser having an original wavelength) applied from a pump oscillator 10 is converted through a wavelength converter 20. FIG. to be. FIG. 1B is a diagram showing an optical path diagram of the pump laser when the pump laser (the laser of the original wavelength) is applied to the optical axis bypass device 30 from the pump oscillator 10.

두 가지 파장의 레이저를 선택적으로 출력할 수 있는 이중파장 레이저를 사용하는 파장선택 장치는 펌프레이저의 진행방향과 파장변환레이저의 진행방향이 일치 또는 평행하지 않을 경우 원거리의 표적에 레이저를 조사할 경우 레이저가 표적을 벗어날 수 있으므로 광축의 안정성이 매우 중요하다. 이중파장 레이저는 필요에 따라 펌프레이저 또는 파장변환레이저를 사용하여 거리를 측정하는 레이저 거리측정기 또는 레이저 레이다 등에 사용되며, 또한 2개의 파장이 요구되는 산업용 레이저에서도 사용되고 있다. A wavelength selection device using a dual wavelength laser capable of selectively outputting lasers of two wavelengths is used when irradiating a laser to a distant target when the traveling direction of the pump laser and the traveling direction of the wavelength conversion laser are not coincident or parallel. The stability of the optical axis is very important because the laser can leave the target. Dual-wavelength lasers are used in laser range finders or laser radars that measure distances using pump lasers or wavelength converting lasers as needed, and are also used in industrial lasers that require two wavelengths.

펌프레이저와 파장변환레이저를 선택적으로 출력하기 위한 방법은 도 1a와 도 1b에 도시된 바와 같이‘파장변환 레이저'는 그대로 출력되고, 펌프레이저를 광경로를 변경시키기 위한 광축우회기(30)(광학부품)을 삽입하여 파장변환기(20)를 거치지 않고 출력하거나 도 2a, 2b와 같이 파장변환기를 장탈착하는 방법 등이 있다. In the method for selectively outputting the pump laser and the wavelength conversion laser, as shown in FIGS. 1A and 1B, the 'wavelength conversion laser' is output as it is, and the optical axis bypass device 30 for changing the optical path of the pump laser ( An optical component) to be inserted and output without passing through the wavelength converter 20, or a method of mounting and detaching the wavelength converter as shown in FIGS. 2A and 2B.

도 2a 및 2b는‘파장변환기’를 장탈착하는 방식의 일반적인 이중파장 레이저에서 파장변환레이저와 펌프레이저의 광경로 도면이다. 2A and 2B are optical path diagrams of a wavelength conversion laser and a pump laser in a general double wavelength laser of a method of demounting a 'wavelength converter'.

도 2a는 펌프발진기(10)로부터 제공된 펌프 레이저를 파장변환기(20) 적용시 파장변환레이저 광경로도이고, 도 2b는 펌프발진기(10)로부터 제공된 펌프 레이저를 파장변환기(20) 미적용시 파장변환레이저 광경로도이다.FIG. 2A is a view showing the wavelength conversion laser optical path of the pump laser provided from the pump oscillator 10 when the wavelength converter 20 is applied, and FIG. 2B shows the wavelength conversion laser when the pump laser provided from the pump oscillator 10 is not applied to the wavelength converter 20. It is a light path diagram.

그러나, 광경로변경 방식(도 1a,1b)은 두 가지 레이저의 출구가 이격되며, 파장변환기(광학부품) 삽입과정에서 기계적인 공차에 의한 광축 틀어짐이 발생할 수 있는 단점이 있다. However, the optical path changing method (FIGS. 1A and 1B) has a disadvantage in that the exits of the two lasers are spaced apart, and optical axis distortion may occur due to mechanical tolerances during the wavelength converter (optical component) insertion process.

또한, 마찬가지로 파장변환기 장탈착 방식(도 2a,2b)은 역시 기계적인 공차에 의한 광축 틀어짐이 발생할 수 있는 단점이 있다.
In addition, the wavelength converter long mounting method (Figs. 2a, 2b) also has the disadvantage that the optical axis can be distorted due to mechanical tolerances.

본 발명은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 본 발명의 목적은 '폴딩(folding)프리즘 조합' 또는'코너큐브(corner cube)프리즘'을 회전시킴으로써 광경로 상으로 장탈착되어 파장이 선택되는 파장선택 장치를 이용하여 펌프레이저와 파장변환레이저로 출력하는 레이저를 반복적으로 전환하면서 이중파장 레이저를 사용할 때, 반복적인 파장 전환에도 레이저 진행방향의 변화가 발생하지 않도록 광축안정성을 보장하며, 펌프레이저의 출력 경로가 파장변환기를 통과하지 않도록 구성하여 출력감소 및 파장변환기 부품의 수명감소를 방지하는, 프리즘을 활용한 이중파장 레이저용 광축안정 파장선택 장치를 제공하는 것이다.
The present invention has been proposed to solve the problems of the prior art, and an object of the present invention is to desorte the light path by rotating the 'folding prism combination' or the 'corner cube prism', thereby reducing the wavelength. When using the dual wavelength laser while repeatedly converting the laser output to the pump laser and the wavelength conversion laser by using the selected wavelength selection device, the optical axis stability is ensured so that the change in the laser propagation direction does not occur even after repeated wavelength conversion. It is to provide an optical axis stable wavelength selection device for a dual wavelength laser using a prism that is configured so that the output path of the pump laser does not pass through the wavelength converter, thereby preventing output reduction and life of the wavelength converter components.

상기 본 발명의 목적을 달성하기 위해, 폴딩프리즘 조합을 활용한 이중파장 레이저용 광축안정 파장선택 장치는, 원래 파장의 펌프 레이저를 발생시키는 펌프발진기; 상기 펌프발진기와 파장변환기 사이에 위치하며 펌프레이저와 파장변환레이저를 선택적으로 출력하는 폴딩프리즘 조합; 상기 폴딩프리즘 조합의 하부에 위치하고, 상기 폴딩프리즘 조합을 회전시키는 회전테이블; 상기 펌프발진기로부터 발사된 상기 원래 파장의 상기 펌프 레이저를 상기 폴딩프리즘 조합과 연결 프리즘(전면 폴딩프리즘)을 통해 인가받아 변환된 파장의 상기 파장변환레이저를 제공하는 상기 파장변환기; 및 상기 펌프레이저 입사면에 정렬되고, 뒷면을 마주대어 구성하는 2개의 폴딩프리즘을 포함한다.In order to achieve the object of the present invention, the optical axis stable wavelength selection device for a dual wavelength laser using a folding prism combination, the pump oscillator for generating a pump laser of the original wavelength; A folding prism combination positioned between the pump oscillator and the wavelength converter to selectively output the pump laser and the wavelength conversion laser; A rotary table positioned below the folding prism combination to rotate the folding prism combination; The wavelength converter configured to apply the pump laser of the original wavelength emitted from the pump oscillator through the folding prism combination and the connecting prism (front folding prism) to provide the wavelength conversion laser of the converted wavelength; And two folding prisms aligned with the pump laser incident surface and configured to face the back surface.

상기 본 발명의 다른 목적을 달성하기 위해, 코너큐브프리즘을 적용한 이중파장 레이저용 광축안정 파장선택 장치는, 원래 파장의 펌프 레이저를 발생시키는 펌프발진기; 상기 펌프발진기로부터 발사된 상기 원래 파장의 펌프 레이저를 인가받아 변환된 파장의 파장변환레이저를 출력하는 파장변환기; 상기 펌프발진기와 상기 파장변환기 사이에 위치하고, 상기 펌프레이저와 상기 파장변환레이저를 선택적으로 출력하는 코너큐브프리즘; 상기 코너큐브프리즘의 하부에 위치하고, 상기 코너큐브프리즘을 회전시키는 회전테이블(회전판); 및 상기 펌프레이저의 입사면에 정렬되고, 뒷면을 마주대어 구성하는 1개의 폴딩프리즘을 포함한다.
In order to achieve the above object of the present invention, an optical axis stabilization wavelength selection device for a dual wavelength laser to which a corner cube prism is applied, a pump oscillator for generating a pump laser of the original wavelength; A wavelength converter which receives the pump laser of the original wavelength emitted from the pump oscillator and outputs a wavelength conversion laser of the converted wavelength; A corner cube prism positioned between the pump oscillator and the wavelength converter and selectively outputting the pump laser and the wavelength conversion laser; A rotary table (rotating plate) positioned below the corner cube prism and rotating the corner cube prism; And a folding prism aligned with the incident surface of the pump laser and configured to face the back side.

이와 같이 본 발명에 따르면, 프리즘을 활용한 이중파장 레이저용 광축안정 파장선택 장치는 본 발명에 의한 파장선택장치를 사용할 경우 파장변환시 광축의 변화가 없으므로 레이저를 재정렬 또는 표적에 재조준하여야 하는 문제가 없으며, 펌프레이저의 출력감소 및 파장변환기 부품의 수명감소가 없는 이중파장 레이저 거리측정기 또는 레이저 레이다 등의 개발에 활용될 수 있으며, 또한 2개의 파장이 요구되는 산업용 레이저에도 활용이 가능하다.
As described above, according to the present invention, when the wavelength selection device according to the present invention uses a prism, the optical axis stabilization wavelength selection device does not have a change in the optical axis during wavelength conversion. It can be used for the development of a dual wavelength laser range finder or laser radar without reducing the output of the pump laser and reducing the lifetime of the wavelength converter component, and can also be used for industrial lasers requiring two wavelengths.

도 1a 및 1b는 광경로를 변경하는 방식의 일반적인 이중파장 레이저에서 파장변환레이저와 펌프레이저의 광경로 도면,
도 2a 및 2b는'파장변환기'를 장탈착하는 방식의 일반적인 이중파장 레이저에서 파장변환레이저와 펌프레이저의 광경로 도면,
도 3a 및 3b는 본 발명의 제1 실시예에 따른 '폴딩프리즘 조합'을 적용한 이중파장 레이저용 광축안정 파장선택 장치에서‘폴딩프리즘 조합‘ 회전시 펌프레이저와 파장변환레이저의 광경로 도면,
도 4a 및 4b는 본 발명의 제2 실시예에 따른‘코너큐브프리즘‘을 적용한 이중파장 레이저용 광축안정 파장선택 장치에서 '코너큐브프리즘' 회전시 펌프레이저와 파장변환레이저의 광경로 도면.1A and 1B are optical path diagrams of a wavelength conversion laser and a pump laser in a conventional dual wavelength laser of a method of changing an optical path;
2A and 2B are optical path diagrams of a wavelength conversion laser and a pump laser in a general double wavelength laser of a method of mounting and detaching a 'wavelength converter';
3A and 3B are diagrams of optical paths of a pump laser and a wavelength conversion laser when a 'folding prism combination' rotates in an optical axis stable wavelength selection device for dual wavelength lasers applying a 'folding prism combination' according to a first embodiment of the present invention;
4A and 4B are diagrams of optical paths of a pump laser and a wavelength conversion laser when a 'corner cube prism' is rotated in an optical axis stable wavelength selection device for applying a 'corner cube prism' according to a second embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명은 펌프 레이저 및 파장변환 레이저의 2가지 파장의 레이저를 선택적으로 출력할 수 있는 이중파장 레이저용 광축안정 파장선택 장치에 관한 것으로, 본 발명에 따른 프리즘을 활용한 이중파장 레이저의 광축안정 파장선택 장치는‘폴딩프리즘 조합’ 또는 ‘코너큐브프리즘’을 회전시킴으로써 광경로 상으로 장탈착되어 파장선택이 수행된다. The present invention relates to an optical axis stable wavelength selection device for dual wavelength lasers capable of selectively outputting lasers of two wavelengths of a pump laser and a wavelength conversion laser, and an optical axis stable wavelength of a dual wavelength laser using a prism according to the present invention. The selection device is demounted onto the optical path by rotating the 'folding prism combination' or 'corner cube prism' to perform wavelength selection.

본 발명은 펌프레이저를 파장변환기를 통과하여 파장변환 레이저를 출력하고, 펌프레이저를 파장변환기를 전혀 거치지 않고 우회하여 그대로 출력되도록 구성하면서도 반복적인 파장 전환에도 광축안정성을 보장하는 폴딩프리즘 조합 또는 코너큐브리즘을 활용한 이중파장 레이저의 광축안정 파장선택 장치를 제공한다.The present invention configures the pump laser beam through the wavelength converter to output the wavelength conversion laser, and the pump laser is bypassed without passing through the wavelength converter at the same time, while the folding prism combination or the corner cube to guarantee the optical axis stability even in the repeated wavelength conversion. Provided is an optical axis stable wavelength selection device of a dual wavelength laser utilizing a rhythm.

도 3a 및 3b는 본 발명의 제1 실시예에 따른 '폴딩프리즘 조합'을 적용한 이중파장 레이저용 광축안정 파장선택 장치에서‘폴딩프리즘 조합‘ 회전시 펌프레이저와 파장변환레이저의 광경로 도면이다.3A and 3B are diagrams illustrating optical paths of a pump laser and a wavelength conversion laser when a 'folding prism combination' is rotated in an optical axis stable wavelength selection device for a double wavelength laser to which a 'folding prism combination' is applied according to a first embodiment of the present invention.

파장선택 장치가 OPO 공진기를 사용하는 경우, 도 3a,3b는 본 발명과 관련된 폴딩프리즘 조합을 적용한 이중파장 레이저용 광축안정 파장선택 장치, 도 4a,4b는 코너큐브프리즘을 적용한 이중파장 레이저용 광축안정 파장선택 장치의 구현 방법을 나타낸다.When the wavelength selection device uses an OPO resonator, Figures 3a, 3b is an optical axis stabilization wavelength selection device for dual wavelength laser applying the folding prism combination related to the present invention, Figures 4a, 4b is an optical axis for dual wavelength laser applying a corner cube prism A method of implementing a stable wavelength selection device is described.

도 3a는 광경로상에 폴딩프리즘 조합(130)을 제거하여 펌프레이저가 곧바로 출력되는 광경로이다. 반면에 도 3b는 파장변환레이저를 출력하는 경우로 폴딩프리즘 조합(130)을 회전을 통해 광경로에 삽입하여 폴딩프리즘(140)으로 연결된 OPO 공진기에서 파장변환된 레이저가 출력되는 광경로이다. 이 경우, 폴딩프리즘 조합(130)은 회전테이블(180)이 회전하면서 발생할 수 있는 좌우방향의 기계적인 오차(회전방향 오차)를 보완하여 안정된 광경로를 확보하는 역할을 한다. 폴딩프리즘(140)의 특성상 회전테이블(180)의 회전방향 오차에 대해서 광경로의 미세한 변위(평행이동)는 일어날 수 있지만, 광축 방향은 바뀌지 않는다. 회전테이블(180)의 수직 오차(회전축에 수직방향 오차)에 대하여 폴딩프리즘(140)을 도 3a,3b와 같이 반대방향으로 결합하여 사용하면 폴딩프리즘(140) 각각의 오차를 서로 상쇄하게 되어 광경로의 미세한 변위는 일어나더라도 그 방향은 유지된다. 이와 같이, 폴딩프리즘 조합(130)을 사용하여 좌우 및 수직 방향의 기계적인 오차에 대하여 이중파장 레이저의 안정된 광축을 제공하며, 또한, 본 발명은 펌프레이저와 파장변환레이저를 같은 위치로 출력하는 파장선택 장치를 구현하였다. 이 방식에서는 펌프레이저와 파장변환레이저가 원래의 펌프레이저의 진행방향으로 출력된다.3A is an optical path in which the pump laser is directly output by removing the folding prism combination 130 on the optical path. On the other hand, Figure 3b is a case of outputting a wavelength conversion laser is inserted into the optical path through the folding prism combination 130, the optical path that is the wavelength conversion laser output from the OPO resonator connected to the folding prism 140. In this case, the folding prism combination 130 serves to secure a stable optical path by compensating for the left and right mechanical errors (rotational direction errors) that may occur while the rotary table 180 rotates. Due to the characteristics of the folding prism 140, a slight displacement (parallel movement) of the optical path may occur with respect to the rotational direction error of the rotation table 180, but the optical axis direction is not changed. When the folding prism 140 is used in the opposite direction as shown in FIGS. 3A and 3B with respect to the vertical error of the rotation table 180 (error in the direction perpendicular to the rotation axis), the errors of each of the folding prisms 140 cancel each other. Even in the event of a slight displacement of the furnace, the direction is maintained. As described above, the folding prism combination 130 is used to provide a stable optical axis of the dual wavelength laser against mechanical errors in the left and right and vertical directions, and the present invention also provides a wavelength for outputting the pump laser and the wavelength conversion laser to the same position. A selection device was implemented. In this method, the pump laser and the wavelength conversion laser are output in the traveling direction of the original pump laser.

본 발명의 제1 실시예에 따른 폴딩프리즘 조합을 활용한 이중파장 레이저용 광축안정 파장선택 장치는, 원래 파장의 펌프 레이저를 발생시키는 Nd:YAG 펌프발진기(10); 펌프발진기(10)와 파장변환기(OPO 공진기) 사이에 위치하며 펌프레이저와 파장변환레이저를 선택적으로 출력하는 폴딩프리즘 조합(130); 폴딩프리즘 조합(130) 하부에 위치하고 폴딩프리즘 조합(130)을 회전시키는 회전테이블(회전기,180); 펌프발진기(10)로부터 발사된 원래 파장의 펌프 레이저를 폴딩프리즘 조합(130)과 연결 프리즘(전면 폴딩프리즘,140)을 통해 인가받아 변환된 파장의 파장변환레이저를 제공하는 파장변환기(OPO 공진기 사용); 펌프레이저의 입사면에 정렬되고, 뒷면을 마주대어 구성하는 2개의 폴딩프리즘(140)으로 구성된다. An optical axis stabilization wavelength selection device for a dual wavelength laser using a folding prism combination according to a first embodiment of the present invention includes: an Nd: YAG pump oscillator 10 for generating a pump laser of an original wavelength; A folding prism combination 130 positioned between the pump oscillator 10 and the wavelength converter (OPO resonator) and selectively outputting the pump laser and the wavelength conversion laser; A rotary table (rotator 180) positioned below the folding prism combination 130 and rotating the folding prism assembly 130; The wavelength converter (OPO resonator used) is applied to the pump laser of the original wavelength emitted from the pump oscillator 10 through the folding prism combination 130 and the connecting prism (front folding prism 140) to provide the wavelength conversion laser of the converted wavelength. ); It consists of two folding prisms 140 which are aligned with the entrance face of the pump laser and which face the back.

폴딩프리즘 조합(130)을 활용한 이중파장 레이저용 광축안정 파장선택 장치에서, 펌프발진기는 고체레이저를 사용하고, 파장변환기는 OPO(Optical Parametric Oscillation) 공진기를 사용한다. In the optical axis stable wavelength selection device for dual wavelength laser using the folding prism combination 130, the pump oscillator uses a solid laser and the wavelength converter uses an optical parametric oscillation (OPO) resonator.

또한, 다른 사용예로 펌프발진기는 파이버레이저를 사용하고, 파장변환기는 OPO 공진기를 사용한다. In another use example, the pump oscillator uses a fiber laser and the wavelength converter uses an OPO resonator.

OPO 공진기는 OPO 공진기 입력미러(1.06 AR/1.57HR)(150), OPO 결정(160), 및 OPO 공진기 출력미러(1.06 AR/1.57PR)(150)로 구성되며, 원래 파장(1.06㎛)의 펌프 레이저를 입력받아 파장을 변환하여 변환된 파장(1.57㎛)의 파장변환 레이저를 출력한다. The OPO resonator consists of an OPO resonator input mirror (1.06 AR / 1.57HR) 150, an OPO crystal 160, and an OPO resonator output mirror (1.06 AR / 1.57PR) 150, with an original wavelength (1.06 μm). It receives the pump laser and converts the wavelength to output the wavelength converted laser of the converted wavelength (1.57㎛).

펌프발진기(10)로부터 발사된 펌프레이저는 2개의 연결 폴딩프리즘(140) 중간을 바로 통과하여 그대로 출력된다. The pump laser emitted from the pump oscillator 10 passes directly through the middle of the two connecting folding prisms 140 and is output as it is.

파장변환레이저는 펌프발진기(10)으로부터 펌프레이저를 인가받아 폴딩프리즘 조합(130) → 연결프리즘(전면 폴딩프리즘,140) → 파장변환기(OPO 공진기)에 의해 파장변환레이저로 변환→ 연결프리즘(뒷면 폴딩프리즘,140) → 폴딩프리즘 조합(130) 순으로 출력된다. The wavelength converting laser receives the pump laser from the pump oscillator 10, and the folding prism combination 130 → the connecting prism (front folding prism 140) → the wavelength converting laser (OPO resonator) is converted into the wavelength converting laser → the connecting prism (back) The folding prism 140 is output in the order of the folding prism combination 130.

도 4a 및 4b는 본 발명의 제2 실시예에 따른 코너큐브프리즘(220)을 적용한 이중파장 레이저용 광축안정 파장선택 장치에서 코너큐브프리즘(220)의 회전시 펌프레이저와 파장변환레이저의 광경로를 나타낸 도면이다.4A and 4B illustrate optical paths of a pump laser and a wavelength conversion laser when the corner cube prism 220 is rotated in an optical axis stable wavelength selection device for applying a corner cube prism 220 according to a second embodiment of the present invention. The figure which shows.

코너큐브프리즘(220)을 적용할 경우, 펌프레이저(10)와 OPO 공진기(230,240,250)는 선형 광축상에 광축정렬되며, 그 중간에 코너큐브프리즘(220)을 삽입 및 제거함으로써 파장선택이 이루어진다. In the case of applying the corner cube prism 220, the pump laser 10 and the OPO resonators 230, 240, and 250 are optically aligned on a linear optical axis, and wavelength selection is performed by inserting and removing the corner cube prism 220 in the middle thereof.

도 4a는 코너큐브프리즘을 적용한 이중파장 레이저용 광축안정 파장선택장치에서 광경로상에 코너큐브프리즘(220)을 삽입하여 펌프레이저가 곧바로 출력되는 광경로를 나타낸 도면이다. 반면에 도 4b는 파장변환레이저를 출력하는 경우로 코너큐브프리즘(220)을 광경로에서 제거하여 파장변환된 레이저가 출력되는 광경로를 나타낸 도면이다. 4A is a view showing an optical path in which a pump laser is immediately output by inserting a corner cube prism 220 on an optical path in an optical axis stabilized wavelength selection device for applying a corner cube prism. On the other hand, FIG. 4B is a view showing an optical path for outputting a wavelength-converted laser by removing the corner cube prism 220 from the optical path in the case of outputting a wavelength conversion laser.

도 4a의 경우, 코너큐브프리즘(220)을 적용한 이중파장 레이저용 광축안정 파장선택 장치는 회전테이블(270)이 회전하면서 발생할 수 있는 좌우 및 수직 오차를 코너큐브프리즘(220)이 보완하는 역할을 한다. 코너큐브프리즘(220)의 특성상 회전테이블(270)의 회전방향 오차 및 수직방향 오차에 대해서 광경로의 미세한 변위(평행이동)가 일어나더라도 광축 방향은 바뀌지 않는다. 이 방식에서는 파장선택 장치가 공간적으로 펌프레이저와 파장변환기(SHG 공진기, Raman 공진기) 사이에 코너큐브프리즘(220)의 단순한 적용만으로도 광축의 안정성을 보장하면서 출력레이저를 선택할 수 있다.In the case of FIG. 4A, the optical fiber stable wavelength selection device for the dual wavelength laser to which the corner cube prism 220 is applied serves to compensate for the left and right and vertical errors that may occur while the rotation table 270 rotates. do. Due to the characteristics of the corner cube prism 220, the optical axis direction does not change even when a slight displacement (parallel movement) of the optical path occurs with respect to the rotational direction error and the vertical direction error of the rotation table 270. In this method, the wavelength selection device can spatially select the output laser while ensuring the stability of the optical axis by simply applying the corner cube prism 220 between the pump laser and the wavelength converter (SHG resonator, Raman resonator).

본 발명의 제2 실시예에 따른 코너큐브프리즘을 적용한 이중파장 레이저용 광축안정 파장선택 장치는, 원래 파장(1.06㎛)의 펌프 레이저를 발생시키는 Nd:YAG 펌프발진기(10); 상기 펌프발진기(10)로부터 발사된 원래 파장(1.06㎛)의 펌프 레이저를 인가받아 변환된 파장(1.57㎛)의 파장변환레이저를 출력하는 파장변환기(230,240,250)(SHG 공진기, Raman 공진기 사용); Nd:YAG 펌프발진기(10)와 파장변환기(230,240,250) 사이에 위치하고, 펌프레이저와 파장변환레이저를 선택적으로 출력하는 코너큐브프리즘(220); 상기 코너큐브프리즘(220)의 하부에 위치하고, 상기 코너큐브프리즘(220)을 회전시키는 회전테이블(회전판)(270); 및 상기 펌프레이저 입사면에 정렬되고, 뒷면을 마주대어 구성하는 1개의 폴딩프리즘(260)으로 구성된다. An optical axis stabilization wavelength selection device for a dual wavelength laser using a corner cube prism according to a second embodiment of the present invention includes: an Nd: YAG pump oscillator 10 for generating a pump laser having an original wavelength (1.06 µm); A wavelength converter (230,240,250) (SHG resonator, Raman resonator) for outputting a wavelength conversion laser of the converted wavelength (1.57㎛) by receiving a pump laser of the original wavelength (1.06㎛) emitted from the pump oscillator (10); A corner cube prism 220 positioned between the Nd: YAG pump oscillator 10 and the wavelength converters 230, 240, 250, and selectively outputting the pump laser and the wavelength conversion laser; A rotary table (rotating plate) 270 positioned below the corner cube prism 220 and rotating the corner cube prism 220; And one folding prism 260 aligned with the pump laser incident surface and configured to face the back surface.

파장변환기로 OPO 공진기를 사용하는 경우, OPO 공진기(230,240,250)는 OPO 공진기 입력미러(1.06 AR/1.57HR)(230), OPO 결정(240), 및 OPO 공진기 출력미러(1.06 AR/1.57HR)(250)로 구성되며, 원래 파장(1.06㎛)의 펌프 레이저를 입력받아 파장을 변환하여 변환된 파장(1.57㎛)의 파장변환 레이저를 출력한다. In the case of using an OPO resonator as the wavelength converter, the OPO resonators 230, 240 and 250 may include an OPO resonator input mirror (1.06 AR / 1.57HR) 230, an OPO crystal 240, and an OPO resonator output mirror (1.06 AR / 1.57HR) ( 250, and receives the pump laser of the original wavelength (1.06㎛) converts the wavelength and outputs the converted wavelength (1.57㎛) laser.

또한, 다른 사용예로 파장변환기는 SHG(Second Harmonic Oscillation) 공진기 또는 Raman 공진기를 사용한다. In another use example, the wavelength converter uses a SHG (Second Harmonic Oscillation) resonator or a Raman resonator.

펌프발진기(10)와 파장변환기(230,240,250) 사이에 코너큐브프리즘(200)을 활용한 이중파장 레이저용 광축안정 파장선택 장치에서, 코너큐브프리즘(220)은 회전테이블(회전판)(270) 위에 정렬된다. In the optical axis stable wavelength selection device for dual wavelength laser utilizing the corner cube prism 200 between the pump oscillator 10 and the wavelength converters 230, 240, 250, the corner cube prism 220 is aligned on the rotating table (rotating plate) 270. do.

원래 파장의 펌프레이저는 펌프발진기(10)로부터 코너큐브프리즘(220)을 통해 바로 출력된다. The pump laser of the original wavelength is output directly from the pump oscillator 10 through the corner cube prism 220.

파장변환레이저는 펌프발진기(10)로부터 로부터 상기 펌프 레이저를 인가 → 파장변환기(230,240,250)에 변환된 파장의 파장변환레이저로 변환 → 연결프리즘(폴딩프리즘,260) 순으로 출력된다. The wavelength converting laser is output from the pump oscillator 10 to the wavelength converting laser of the wavelength converted to the wavelength converting laser 230 → 240 → 250 → the connecting prism (folding prism 260).

따라서, 프리즘을 활용한 이중파장 레이저용 광축안정 파장선택 장치는 '폴딩프리즘 조합' 또는'코너큐브프리즘'을 회전시킴으로써 광경로 상으로 장탈착되어 파장이 선택되는 파장선택 장치를 이용하여 펌프레이저와 파장변환레이저로 출력하는 레이저를 반복적으로 변환하면서 이중파장 레이저를 사용할 때, 반복적인 파장 변환에도 레이저 진행방향의 변화가 발생하지 않도록 광축안정성을 보장한다. Therefore, the optical axis stabilization wavelength selection device for dual wavelength laser using a prism can be mounted on the optical path by rotating the 'folding prism combination' or the 'corner cube prism', so that the wavelength of the pump laser and the wavelength selection device are selected. When using a dual wavelength laser while repeatedly converting the laser output to the wavelength conversion laser, the optical axis stability is ensured so that the change in the laser propagation direction does not occur even after repeated wavelength conversion.

이상에서 설명한 바와 같이, 바람직한 실시예를 통하여 본 발명에 관하여 상세히 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변경, 응용이 당업자에게 자명하다. 따라서, 본 발명의 진정한 보호 범위는 다음의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술적 사상은 본 발명의 권리 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.As described above, the present invention has been described in detail through preferred embodiments, but the present invention is not limited thereto, and various changes and applications are apparent to those skilled in the art without departing from the technical spirit of the present invention. Accordingly, the true scope of protection of the present invention should be construed according to the following claims, and all technical ideas within the scope of the same should be construed as being included in the scope of the present invention.

10: 펌프 발진기 130: 폴딩프리즘 조합
140: 폴딩프리즘 150: OPO 공진기 입력미러(1.06AR/1.57HR)
160: OPO 결정 170: OPO 공진기 출력미러(1.06AR/1.57PR)
180: 회전테이블(회전기) 220: 코너큐브리즘
230: OPO 공진기 입력미러(1.06AR/1.57HR) 240: OPO 결정
250: OPO 공진기 출력미러(1.06AR/1.57PR) 250: 폴딩프리즘
270: 회전테이블10: pump oscillator 130: folding prism combination
140: folding prism 150: OPO resonator input mirror (1.06AR / 1.57HR)
160: OPO crystal 170: OPO resonator output mirror (1.06AR / 1.57PR)
180: rotating table (rotator) 220: corner cube
230: OPO resonator input mirror (1.06AR / 1.57HR) 240: OPO determination
250: OPO resonator output mirror (1.06AR / 1.57PR) 250: folding prism
270: rotating table

Claims (15)

프리즘을 활용한 이중파장 레이저용 광축안정 파장선택 장치로서,
광축 정렬되고, 서로 마주보는 2개의 폴딩 프리즘;
상기 2개의 폴딩 프리즘을 향하여 펌프 레이저를 광축 방향을 따라 발생시키는 펌프 발진기;
상기 2개의 폴딩 프리즘 사이에 위치하되, 폴딩 프리즘을 통해 입사하는 펌프 레이저가 상기 2개의 폴딩 프리즘 중간을 바로 통과하여 그대로 출력되게 하는 제1 위치 및, 폴딩 프리즘을 통해 입사하는 펌프 레이저가 다시 그 폴딩 프리즘 쪽으로 되돌아가도록 하는 제2 위치로 선택적 회전 가능하게 배치되는 폴딩프리즘 조합; 및
상기 펌프 레이저의 파장을 변환하는 파장변환기로서, 상기 2개의 폴딩 프리즘 사이에서, 상기 폴딩 프리즘 조합이 제2 위치에 있을 때 상기 폴딩 프리즘 조합으로부터 상기 폴딩 프리즘으로 되돌아와 상기 폴딩 프리즘에서 굴절되어 나오는 펌프 레이저의 광경로에 배치되는 파장변환기;를 포함하여,
상기 폴딩 프리즘 조합이 제1 위치에 있을 때는 제1 파장의 펌프 레이저를 출력하고, 상기 폴딩 프리즘 조합이 제2 위치에 있을 때는 제2 파장의 파장변환레이저를 출력하는 이중파장 레이저용 광축안정 파장선택장치.Optical axis stable wavelength selection device for dual wavelength laser using prism,
Two folding prisms optically aligned and facing each other;
A pump oscillator for generating a pump laser along the optical axis direction toward the two folding prisms;
A first position positioned between the two folding prisms such that the pump laser incident through the folding prism is directly passed through the middle of the two folding prisms and output as it is; and the pump laser incident through the folding prism is again folded A folding prism combination disposed rotatably in a second position to return back to the prism; And
A wavelength converter for converting a wavelength of the pump laser, comprising: a pump, which returns from the folding prism combination to the folding prism and is refracted by the folding prism when the folding prism combination is in a second position between the two folding prisms Including; wavelength converter disposed in the optical path of the laser, including,
Optical axis stable wavelength selection for dual wavelength laser outputting the pump laser of the first wavelength when the folding prism combination is in the first position, and outputting the wavelength conversion laser of the second wavelength when the folding prism combination is in the second position. Device. 제1항에 있어서,
상기 펌프발진기로 고체레이저를 사용하고, 상기 파장변환기로 OPO(Optical Parametric Oscillation) 공진기를 사용하는 것을 특징으로 하는 폴딩프리즘 조합을 활용한 이중파장 레이저용 광축안정 파장선택 장치.The method of claim 1,
And a solid laser as the pump oscillator and an optical parametric oscillation (OPO) resonator as the wavelength converter. 제1항에 있어서,
상기 펌프발진기로 파이버레이저를 사용하고, 상기 파장변환기로 OPO 공진기를 사용하는 것을 특징으로 하는 폴딩프리즘 조합을 활용한 이중파장 레이저용 광축안정 파장선택 장치.The method of claim 1,
And a fiber laser as the pump oscillator and an OPO resonator as the wavelength converter. 제2항 또는 제3항에 있어서,
상기 OPO 공진기는, OPO 공진기 입력미러(1.06 AR/1.57HR), OPO 결정, 및 OPO 공진기 출력미러(1.06 AR/1.57HR)로 구성되며, 원래 파장(1.06㎛)의 펌프 레이저를 입력받아 파장을 변환하여 변환된 파장(1.57㎛)의 상기 파장변환 레이저를 출력하는 것을 특징으로 하는 폴딩프리즘 조합을 활용한 이중파장 레이저용 광축안정 파장선택 장치.The method according to claim 2 or 3,
The OPO resonator is composed of an OPO resonator input mirror (1.06 AR / 1.57HR), an OPO crystal, and an OPO resonator output mirror (1.06 AR / 1.57HR), and receives a pump laser having an original wavelength (1.06 μm) to receive a wavelength. And a wavelength converting laser having a converted wavelength (1.57 µm) and outputting the wavelength converted laser. 삭제delete 삭제delete 프리즘을 활용한 이중파장 레이저용 광축안정 파장선택 장치로서,
제1 파장의 펌프 레이저를 발생시키는 펌프발진기;
상기 펌프발진기로부터 발사된 펌프 레이저의 광경로에 배치되고, 상기 펌프 레이저의 파장을 변환하여 제2 파장의 파장변환 레이저를 출력하는 파장변환기;
상기 파장 변환기의 전방에 배치되어, 상기 파장변환기로부터 출력된 파장변환레이저를 굴절시켜서 입사방향과 평행하게 되돌리는 폴딩 프리즘; 및
상기 펌프발진기와 상기 파장변환기 사이에 위치하고, 상기 펌프발진기로부터 발사되는 펌프 레이저를 굴절시켜서 입사방향과 평행하게 되돌아가도록 하는 제1 위치 및 상기 펌프 발진기로부터 발사되는 펌프 레이저를 그대로 통과시켜서 상기 파장변환기로 출력되게 하는 제2 위치로 선택적 회전 가능하게 배치되는 코너큐브프리즘;을 포함하여,
상기 코너큐브프리즘이 제1 위치에 있을 때는 제1 파장의 펌프 레이저를 출력하고, 상기 코너큐브프리즘이 제2 위치에 있을 때는 제2 파장의 파장변환레이저를 출력하는 이중파장 레이저용 광축안정 파장선택 장치.Optical axis stable wavelength selection device for dual wavelength laser using prism,
A pump oscillator for generating a pump laser of a first wavelength;
A wavelength converter disposed in an optical path of the pump laser emitted from the pump oscillator, and converting the wavelength of the pump laser to output a wavelength conversion laser having a second wavelength;
A folding prism disposed in front of the wavelength converter, the folding prism refracting the wavelength conversion laser output from the wavelength converter to return in parallel with the incident direction; And
Located between the pump oscillator and the wavelength converter, the pump laser emitted from the pump oscillator and the first position to deflect the pump laser emitted from the pump oscillator to be parallel to the direction of incidence and pass the pump laser emitted from the pump oscillator as it is to the wavelength converter Including; a cube cube prism disposed rotatably in a second position to be output;
Optical axis stable wavelength selection for dual wavelength laser outputting a pump laser of a first wavelength when the corner cube prism is in a first position, and outputting a wavelength conversion laser of a second wavelength when the corner cube prism is in a second position. Device. 제7항에 있어서,
상기 파장변환기로 OPO 공진기를 사용하며, 상기 OPO 공진기는 OPO 공진기 입력미러(1.06 AR/1.57HR), OPO 결정, 및 OPO 공진기 출력미러(1.06 AR/1.57HR)로 구성되며, 원래 파장의 펌프 레이저를 입력받아 파장을 변환하여 변환된 파장의 파장변환 레이저를 출력하는 것을 특징으로 하는 코너큐브프리즘을 적용한 이중파장 레이저용 광축안정 파장선택 장치. The method of claim 7, wherein
An OPO resonator is used as the wavelength converter, and the OPO resonator is composed of an OPO resonator input mirror (1.06 AR / 1.57HR), an OPO crystal, and an OPO resonator output mirror (1.06 AR / 1.57HR). Optical axis stable wavelength selection device for applying a corner cube prism, characterized in that for converting the wavelength of the wavelength received by converting the output wavelength converted laser. 제7항에 있어서,
상기 파장변환기는 SHG(Second Harmonic Oscillation) 공진기를 사용하는 것을 특징으로 하는 코너큐브프리즘을 적용한 이중파장 레이저용 광축안정 파장선택 장치. The method of claim 7, wherein
The wavelength converter is an optical axis stable wavelength selection device for a dual wavelength laser using a corner cube prism, characterized in that using a SHG (Second Harmonic Oscillation) resonator. 제7항에 있어서,
상기 파장변환기는 Raman 공진기를 사용하는 것을 특징으로 하는 코너큐브프리즘을 적용한 이중파장 레이저용 광축안정 파장선택 장치. The method of claim 7, wherein
The wavelength converter uses a Raman resonator, the optical axis stability wavelength selection device for a dual wavelength laser to which a corner cube prism is applied. 삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 폴딩프리즘 조합은 2개의 폴딩 프리즘을 반대방향으로 맞대어 결합한 구조를 갖는, 이중파장 레이저용 광축안정 파장선택 장치. The method of claim 1,
The folding prism combination has a structure in which two folding prisms are opposed to each other in opposite directions to be coupled to each other. 제1항에 있어서,
상기 폴딩프리즘 조합은 회전테이블 위에 장착되고, 상기 회전테이블의 회전축은 상기 광경로와 수직한 이중파장 레이저용 광축안정 파장선택 장치. The method of claim 1,
And the folding prism combination is mounted on a rotating table, and the rotating axis of the rotating table is perpendicular to the optical path. 제7항에 있어서,
상기 코너큐브프리즘은 회전테이블 위에 장착되고, 상기 회전테이블의 회전축은 상기 광경로와 수직한 이중파장 레이저용 광축안정 파장선택 장치.The method of claim 7, wherein
And the corner cube prism is mounted on a rotating table, and the rotating axis of the rotating table is perpendicular to the optical path.
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