KR101806894B1 - 공랭식 레이저 다이오드 여기 챔버 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 서로 다른 복수의 방향들을 향하여 여기 빔(excitation beam)을 방출하는 레이저 다이오드부와, 상기 레이저 다이오드부에서 방출되는 여기 빔을 흡수하여 레이저 발진을 일으키도록 상기 레이저 다이오드부와 마주보게 배치되는 레이저 이득매질과, 상기 레이저 이득매질에서 상기 여기 빔이 흡수되는 영역을 노출시킨 상태로 상기 레이저 이득매질을 고정시키고 공랭식에 의해 상기 레이저 이득매질에서 발생되는 열을 전달받아 외부 환경으로 방출시키도록 형성되는 이득매질 장착부, 및 상기 레이저 다이오드부를 고정시키고 공랭식에 의해 상기 레이저 다이오드부로부터 열을 전달받아 외부 환경으로 방출시키도록 형성되는 레이저 다이오드 장착부를 포함하는 것을 특징으로 하는 공랭식 레이저 다이오드 여기 챔버를 제공한다.

Description

공랭식 레이저 다이오드 여기 챔버{AIR COOLING TYPE LASER DIODE PUMPED CHAMBER}

본 발명은, 레이저 다이오드를 이용하는 공랭식 레이저 다이오드 여기 챔버에 관한 것이다.

레이저 다이오드 여기 고체 레이저는, 레이저 다이오드의 방출 스펙트럼과 레이저 이득매질의 흡수 스펙트럼이 일치하여 높은 전기 광학 변환 효율을 갖는 한편, 레이저 다이오드의 긴 수명(100,000 시간 이상) 또한, 큰 장점으로 꼽힌다. 이러한 장점으로 인하여 레이저 다이오드 여기 고체 레이저는 레이저 마킹 및 절단 장치, 환경 오염물질 검출, 비파괴 검사, 레이저 표적 지시 및 거리 측정 장치등 다양한 산업 및 군사적 분야에서 그 목적에 맞게 꾸준히 개발이 이루어지고 있다.

반면, 레이저 다이오드 여기 고체 레이저는, 레이저 다이오드 구동 시 발생하는 열에 의한 방사 스펙트럼의 변화와 방출 단면적의 감소를 막기 위하여, 열용량이 큰 냉각수 순환 장치를 필요로 한다. 하지만, 이러한 수랭식 냉각장치로 인하여, 레이저 장치의 부피 증가와 누수 등에 의한 레이저 오염의 문제가 발생될 수 있다. 또한, 이득매질의 높은 흡수계수로 인하여, 국소부위에서 이루어지는 강한 여기 빔 흡수는 레이저 빔 왜곡이나 이득매질의 손상을 야기하여 레이저 성능을 저하시킬 수 있다.

따라서, 레이저 장치의 부피를 크게 증가시키지 않으면서 레이저 다이오드의 온도를 안정적으로 유지 가능하며, 여기 빔의 분포를 보다 증가시킬 수 있는 레이저 다이오드 여기 챔버의 개발이 고려될 수 있다.

본 발명은 별도의 냉각수 순환 장치를 구비하지 않으면서, 장치의 냉각과 여기 빔의 방출 분포를 효과적으로 증가시키는 공랭식 레이저 다이오드 여기 챔버를 제공하기 위한 것이다.

이와 같은 본 발명의 해결 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 공랭식 레이저 다이오드 여기 챔버는, 서로 다른 복수의 방향들을 향하여 여기 빔(excitation beam)을 방출하는 레이저 다이오드부와, 상기 레이저 다이오드부에서 방출되는 여기 빔을 흡수하여 레이저 발진을 일으키도록 상기 레이저 다이오드부와 마주보게 배치되는 레이저 이득매질과, 상기 레이저 이득매질에서 상기 여기 빔이 흡수되는 영역을 노출시킨 상태로 상기 레이저 이득매질을 고정시키고 공랭식에 의해 상기 레이저 이득매질에서 발생되는 열을 전달받아 외부 환경으로 방출시키도록 형성되는 이득매질 장착부, 및 상기 레이저 다이오드부를 고정시키고 공랭식에 의해 상기 레이저 다이오드부로부터 열을 전달받아 외부 환경으로 방출시키도록 형성되는 레이저 다이오드 장착부를 포함한다.

본 발명과 관련한 일 예에 따르면, 상기 레이저 이득매질은, 어느 일 영역이 노출된 제1 부분, 및 상기 제1 부분과 대칭되게 교차하는 다른 일 영역이 노출된 제2 부분을 구비하고, 상기 레이저 다이오드부는, 상기 제1 부분을 향하여 상기 여기 빔을 방출하는 제1 레이저 다이오드, 및 상기 제2 부분을 향하여 상기 여기 빔을 방출하는 제2 레이저 다이오드를 구비할 수 있다.

본 발명과 관련한 다른 일 예에 따르면, 상기 이득매질 장착부는, 상기 레이저 이득매질을 투과한 상기 여기 빔이 반사되어 다시 상기 레이저 이득매질로 흡수되도록, 상기 여기 빔이 반사 가능한 재질로 이루어지며 상기 레이저 이득매질과 인접하게 배치되는 반사체를 포함할 수 있다.

상기 반사체는, 상기 여기 빔이 산란을 일으키며 반사되도록, 난반사(scattered reflection) 처리된 재질로 이루어지는 난반사층을 구비할 수 있다.

본 발명과 관련한 또 다른 일 예에 따르면, 전기가 인가되면, 일면의 온도는 감소하고 타면의 온도는 증가하도록 이루어지는 열전소자부를 더 포함하고, 상기 열전소자부는, 상기 레이저 다이오드부와 상기 레이저 이득매질에서 발생되는 열을 냉각시키도록 상기 일면 상에 상기 레이저 다이오드부 및 레이저 이득매질이 위치하도록 배치될 수 있다.

본 발명과 관련한 또 다른 일 예에 따르면, 상기 이득매질 장착부 및 레이저 다이오드 장착부 중 적어도 하나는, 외면에 형성되며 외부 환경의 공기가 흐르는 접촉 면적을 증가시키도록 형성되는 방열핀을 구비할 수 있다.

본 발명은, 공랭식에 의해 냉각이 이루어지는 이득매질 장착부와 레이저 다이오드 장착부를 구비하며, 레이저 이득매질이 서로 다른 복수의 방향에서 여기 빔을 방출하는 레이저 다이오드부에 의해 레이저 발진을 일으키도록 이루어지므로, 수랭식 냉각 방식과 대비하여 여기 챔버의 부피와 무게를 크게 감소시킬 수 있으며 빔질을 안정적으로 유지 가능하고, 또한 다면 여기에 의해 우수한 여기 효율을 나타낼 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 공랭식 레이저 다이오드 여기 챔버의 조립된 상태를 나타낸 사시도.
도 2는 도 1에 도시된 공랭식 레이저 다이오드 여기 챔버의 분해된 상태를 나타낸 사시도.
도 3은 도 2에 도시된 이득매질 장착부를 나타낸 사시도.
도 4는 도 2에 도시된 레이저 다이오드 장착부를 나타낸 사시도.
도 5a는 도 1에 도시된 공랭식 레이저 다이오드 여기 챔버를 이용하여 4면 여기 시에 흡수한 여기 빔 분포도.
도 5b는 도 1에 도시된 공랭식 레이저 다이오드 여기 챔버를 이용한 4면 여기의 전산모사 여기 빔 분포도.
도 5c는 도 1에 도시된 공랭식 레이저 다이오드 여기 챔버를 이용하여 좌측 2면 여기 시에 흡수한 여기 빔 분포도.
도 5d는 도 1에 도시된 공랭식 레이저 다이오드 여기 챔버를 이용하여 우측 2면 여기 시에 흡수한 여기 빔 분포도.
도 6은 도 1에 도시된 공랭식 레이저 다이오드 여기 챔버를 이용하여 제작한 레이저의 출력을 나타낸 그래프.

이하, 본 발명의 공랭식 레이저 다이오드 여기 챔버에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 본 명세서에서는 서로 다른 실시예라도 동일·유사한 구성에 대해서는 동일·유사한 참조번호를 부여하고, 그 설명은 처음 설명으로 갈음한다. 본 명세서에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 공랭식 레이저 다이오드 여기 챔버(100)의 조립된 상태를 나타낸 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 공랭식 레이저 다이오드 여기 챔버(100)의 분해된 상태를 나타낸 사시도이며, 도 3은 도 2에 도시된 이득매질 장착부(130)를 나타낸 사시도이고, 도 4는 도 2에 도시된 레이저 다이오드 장착부(140)를 나타낸 사시도이다.

도 1 내지 도 4를 참조하면, 공랭식 레이저 다이오드 여기 챔버(100)는, 레이저 다이오드부(110), 레이저 이득매질(120), 이득매질 장착부(130) 및 레이저 다이오드 장착부(140)를 포함한다.

레이저 다이오드부(110)는, 서로 다른 복수의 방향들을 향하여 여기 빔(excitation beam)을 방출하도록 이루어진다. 예를 들어, 레이저 다이오드부(110)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 끼인각을 형성하는 서로 다른 두 면에 각각 레이저 다이오드(110a)가 장착되도록 형성될 수 있다. 여기서, 상기 끼인각은 그 크기가 조절 가능하도록 형성되어 빔질을 향상시킬 수 있다. 또한, 레이저 다이오드부(110)는, 본 도면에 도시된 형태로 한정되는 것은 아니며, 레이저 다이오드(110a)가 장착되는 면과 레이저 다이오드(110a)의 개수를 다양한 형태로 변형하여 구성할 수 있다.

또한, 레이저 다이오드부(110)는 외부 환경의 온도 변화에 보다 둔감하도록 특정 파장, 또는 다중 파장을 선택하거나, 3 nm 이상의 선폭을 선택할 수 있다. 이때, 레이저 다이오드부(110)의 오염을 방지하기 위하여, 레이저 다이오드부(110)를 진공상태 또는 질소 충진된 하우징 내부에 배치하거나, 레이저 다이오드부(110)를 덮도록 형성되는 커버(미도시)를 추가로 구비할 수 있다.

레이저 이득매질(120)은, 레이저 다이오드부(110)에서 방출되는 상기 여기 빔을 흡수하여 레이저 발진(laser oscillation)을 일으키도록, 대응되는 레이저 다이오드부(110)와 마주보게 배치된다. 레이저 이득매질(120)은, 예를 들어, 도시된 바와 같이, 일 방향으로 길게 연장된 원통형의 막대(rod) 형상으로 이루어질 수 있다.

여기서, 레이저 이득매질(120)은, 어느 일 영역이 노출되는 제1 부분(미도시)과, 상기 제1 부분과 대칭되게 교차하는 다른 일 영역이 노출되는 제2 부분(미도시)을 구비할 수 있다. 또한, 레이저 다이오드부(110)는, 상기 제1 부분을 향하여 상기 여기 빔을 방출하는 제1 레이저 다이오드(111)와, 상기 제2 부분을 향하여 상기 여기 빔을 방출하는 제2 레이저 다이오드(112)를 구비할 수 있다. 이에 따라, 상기 여기 빔이 레이저 이득매질(120)로 방출되되, 좌우 대칭된 상태로 레이저 이득매질(120)에 고르게 흡수될 수 있다. 또한, 여기 균일도 향상을 위하여 레이저 이득매질(120)의 도핑 농도를 변화시킬 수 있으며, 국부적으로 도핑할 수도 있다.

이득매질 장착부(130)는, 레이저 이득매질(120)를 고정시키도록 형성된다. 구체적으로, 이득매질 장착부(130)는, 레이저 다이오드부(110)에서 방출되는 여기 빔이 레이저 이득매질(120)에서 흡수될 수 있도록, 상기 여기 빔이 흡수되는 영역을 노출시킨 상태로 레이저 이득매질(120)을 고정시키고, 공랭식에 의해 레이저 이득매질(120)에서 발생되는 열을 전달받아 외부 환경으로 방출시키도록 형성된다. 이를 위하여, 이득매질 장착부(130)는, 외면에 형성되며, 외부 환경의 공기가 흐르는 접촉 면적을 증가시키도록 형성되는 방열핀(132)을 구비할 수 있다.

이득매질 장착부(130)에는, 삽입된 레이저 이득매질(120)을 단단히 고정하기 위해 레이저 이득매질(120)의 양 단부를 고정시키는 이득매질 지지부(134)가 구비될 수 있으며, 이득매질 지지부(134)에는, 이득매질 지지부(134)에 삽입된 레이저 이득매질(120)을 고정시키기 위한 고정 나사 삽입구(135)가 형성될 수 있다.

또한, 레이저 이득매질(120)이 배치되는 이득매질 장착부(130)의 일면은 여기 빔 흡수로 인해 발생되는 열이 빠르게 전도되어 레이저 이득매질(120)의 방출 단면적 감소를 해소할 수 있다. 이를 위하여, 이득매질 장착부(130)는, 열전도를 고려하여, 구리, 알루미늄, 스테인리스 등의 재질로 이루어질 수 있다. 또한, 이득매질 장착부(130)와 레이저 이득매질(120)의 열전도를 용이하게 하기 위하여, 레이저 이득매질(120) 및 이득매질 장착부(130) 사이에 열전도 그리즈 또는 인듐포일 등 열전도가 우수한 물질을 설치할 수도 있다.

레이저 다이오드 장착부(140)는, 레이저 이득매질(120)을 향하도록 상기 레이저 다이오드부(110)를 고정시키고, 공랭식 냉각 방식에 의해 레이저 다이오드부(110)로부터 열을 전달받아 외부 환경으로 방출시키도록 형성될 수 있다. 이를 위하여, 레이저 다이오드 장착부(140)는, 외면에 형성되며, 외부 환경의 공기가 흐르는 접촉 면적을 증가시키도록 형성되는 방열핀(142)을 구비할 수 있다. 또한, 레이저 다이오드 장착부(140)는, 상기 레이저 다이오드부(110)에 전원 공급을 위한 배선이 배치되는 배선홈(144)을 구비할 수 있다.

한편, 이득매질 장착부(130)는 반사체(131)를 포함할 수 있다.

반사체(131)는, 레이저 다이오드부(110)에서 레이저 이득매질(120)을 향하여 방출되는 상기 여기 빔을 되반사시켜, 다시 레이저 이득매질(120)로 흡수시키도록 형성된다. 구체적으로, 반사체(131)는, 레이저 이득매질(120)을 투과한 상기 여기 빔이 반사 가능한 재질로 이루어지며, 레이저 이득매질(120)과 인접하게 배치된다. 이에 따라, 레이저 이득매질(120)의 여기 균일도를 크게 향상시킬 수 있다.

여기서, 상기 반사체(131)는, 상기 여기 빔이 산란을 일으키며 반사되도록, 난반사(scattered reflection) 처리된 재질로 이루어지는 난반사층을 구비할 수 있다. 또한, 반사체(131)는, 이득매질 장착부(130)와 별도로 구성되어 설치되지 않고, 이득매질 장착부(130)에서, 상기 레이저 이득매질(120)이 장착되는 일 면에 상기 여기 빔이 반사 가능한 재질로 직접 가공되어 형성될 수도 있다.

또한, 상기 반사체(131)는, 여기 특성에 따라 반원형, 사각형, 돌기형등, 타원형등으로 가공될 수 있다. 또한, 상기 여기 빔의 되반사 효율 향상 및 산란각의 조절을 위하여, 반사체(131)의 표면에 스펙트라론(spectralon) 또는 세라믹 파우더를 바르거나 도금할 수 있다.

한편, 공랭식 레이저 다이오드 여기 챔버(100)는, 열전소자부(150)를 더 포함할 수 있다.

열전소자부(150)는, 전기가 인가되면, 일면의 온도는 감소하고, 상기 일면과 반대되는 타면의 온도는 증가하도록 이루어지고, 레이저 다이오드부(110)와 레이저 이득매질(120)에서 발생되는 열을 냉각시키도록, 상기 일면 상에 레이저 다이오드부(110) 및 레이저 이득매질(120)이 위치하도록 배치된다.

우선, 이득매질 장착부(130)에 축적되는 열은, 이득매질 장착부에 구비되는 방열핀(132)을 통해 외부 환경에서 대류하는 대기에 의해 1차적으로 방사되고, 이득매질 장착부(130)의 몸체를 통해 전도되어 상기 열전소자부(150)에 의해 일정온도를 유지하도록 이루어진다. 이때, 열전소자(150)의 뜨거운 면, 즉 열전소자부(150)의 상기 타면은 열용량이 큰 매질, 예를 들어 열 탱크(미도시) 또는 별도의 냉각핀(미도시) 위에 배치될 수 있다.

또한, 이득매질 장착부(130)를 열전소자부(150)의 차가운 면, 즉 상기 열전소자부(150)의 상기 일면에 바르게 위치시키도록, 상기 열 탱크 상단에 고정핀(미도시)을 설치하여 배치하고, 고정부재 삽입구(136)에 상기 고정핀을 끼워 위치시킬 수 있다. 또한, 외력에 의한 이득매질 장착부(150)의 흔들림을 방지하기 위해, 고정부재 삽입구(136)에 고정나사(미도시)를 끼워 이득매질 장착부(100)를 고정시킬 수 있다.

다음으로, 레이저 다이오드 장착부(140)는, 레이저 다이오드부(110)의 완축방향을 레이저 이득매질(120)의 길이방향과 일치시켜 여기 빔이 균일하게 흡수될 수 있도록, 레이저 다이오드 고정나사 삽입구(143)를 구비할 수 있다. 레이저 다이오드 고정나사 삽입구(143)에는 일정 크기의 직경을 갖는 고정나사(미도시)가 삽입되어 레이저 다이오드부(110)를 단단히 고정시킬 수 있다. 또한, 레이저 다이오드부(110)는, 열전달이 용이하게 가공된 레이저 다이오드 장착면(140a)에 접촉하고, 레이저 다이오드부(110)와 레이저 다이오드 장착면(140a)가 접촉되는 영역 사이에는 열전도도를 높이기 위해 열전도 그리즈, 또는 인듐포일 등이 이용될 수 있다.

한편, 레이저 다이오드부(110) 주사 시 발생하는 열은 여기 빔 스펙트럼을 이동시켜, 레이저 출력을 저하시키는 원인이 된다. 따라서, 레이저 다이오드부(110) 주사 시 발생하는 열은 레이저 다이오드 장착부(140)의 방열핀(142)을 통하여 대류에 의해 일차적으로 방열되며, 레이저 다이오드 열전달로(141)와 연결된 바닥면의 상기 열전소자부(150)를 통해 일정 온도로 유지시키며 스펙트럼의 변화를 방지한다.

또한, 4면 여기가 용이하도록 레이저 다이오드부(110)가 설치된 레이저 다이오드 장착부(140)는 길이방향으로 상기 열 탱크 위에 고정핀을 이용하여 교차되게 설치할 수 있다. 이때, 상기 고정핀은 레이저 다이오드부(110)의 온도 안정화를 위해 열전소자부(150) 상에 레이저 다이오드 장착부(140)가 놓일 수 있는 위치와, 여기 균일도 향상 및 여기 에너지 전달을 용이하게 할 수 있는, 레이저 다이오드부(110)와 레이저 이득매질(120) 중심의 거리를 고려하여 배치되는 것이 바람직하다. 또한, 레이저 다이오드 장착부(140)는, 고정부재 삽입구(145)에 고정핀을 끼워 상기 열 탱크 위에 배치될 수 있다. 아울러, 외력에 의한 레이저 다이오드 장착부(140)의 흔들림을 방지하기 위해, 고정부재 삽입구(145)에 고정나사를 삽입하여 레이저 다이오드 장착부(140)를 안정적으로 고정시킬 수 있다.

이상에서 설명한 본 발명의 구조에 의하면, 공랭식 방식에 의해 냉각이 이루어지는 이득매질 장착부(130)와 레이저 다이오드 장착부(140)를 구비하며, 레이저 이득매질(120)이 서로 다른 복수의 방향에서 상기 여기 빔을 방출하는 레이저 다이오드부(110)에 의해 레이저 발진을 일으키도록 이루어지므로, 종래의 수랭식 냉각 방식과 대비하여 여기 챔버(100)의 부피와 무게를 크게 감소시킬 수 있으며 빔질을 안정적으로 유지 가능하고, 또한 다면 여기에 의해 우수한 여기 효율을 나타낼 수 있는 장점을 갖는다.

이하, 도 1에 도시된 공랭식 레이저 다이오드 여기 챔버(100)를 이용하여 여기 시에 흡수한 여기 빔 분포도에 대하여 도 5a 내지 도 5d를 참조하여 설명한다.

도 5a는 도 1에 도시된 공랭식 레이저 다이오드 여기 챔버(100)를 이용하여 4면 여기 시에 흡수한 여기 빔 분포도이고, 도 5b는 도 1에 도시된 공랭식 레이저 다이오드 여기 챔버(100)를 이용한 4면 여기의 전산모사 여기 빔 분포도이며, 도 5c는 도 1에 도시된 공랭식 레이저 다이오드 여기 챔버(100)를 이용하여 좌측 2면 여기 시에 흡수한 여기 빔 분포도이고, 도 5d는 도 1에 도시된 공랭식 레이저 다이오드 여기 챔버를 이용(100)하여 우측 2면 여기 시에 흡수한 여기 빔 분포도이다.

도 5a 내지 도 5d를 참조하면, 도 1에 도시된 공랭식 레이저 다이오드 여기 챔버(100)를 이용하여 각각 왼쪽, 오른쪽에서 2면 여기하여 획득한 여기 빔 분포도를 나타낸다. 도 5c에 도시된 좌측 2면 여기 여기 빔 분포도와 도 5d에 도시된 우측 2면 여기 빔 분포도를 살펴보면, 각각 레이저 다이오드부(110)의 여기 위치에 흡수한 여기 빔이 편향되어 있음을 알 수 있다.

하지만, 본 발명과 같이, 좌측 2면 여기와 우측 2면 여기를 동시에 교차하여 4면 여기를 한 결과, 도 5a의 여기 빔 분포도에서 보이는 바와 같이 수냉식 4면 여기와 동일한 수준의 4면 여기 여기 빔 분포도를 얻을 수 있다. 이는, 도 5b에 도시된 바와 같이 최적화 조건을 얻기 위해 전산모사한 결과를 나타낸 좌우측으로 교차한 4면 여기 최적화 전산모사 그래프와 유사하다는 것을 확인할 수 있다. 여기서, 최적화 전산모사 수행 시 여기 빔 균일도가 높은 조건을 찾아 레이저 다이오드부(110)의 파장과 선폭, 레이저 이득매질(120)의 도핑농도 등을 선정할 수 있으며, 다이오드 여기 고체레이저의 개발 목적에 맞게 레이저 다이오드부(110)의 파장과 선폭, 레이저 이득매질(120)의 농도를 달리할 수 있다.

이하, 도 1에 도시된 공랭식 레이저 다이오드 여기 챔버(100)를 이용하여 제작한 레이저의 출력에 대하여 도 6을 참조하여 설명한다.

도 6은 도 1에 도시된 공랭식 레이저 다이오드 여기 챔버를 이용하여 제작한 레이저의 출력을 나타낸 그래프이다.

도 6을 참조하면, 본 발명의 공랭식 레이저 다이오드 여기 챔버(100)를 이용하여 제작한 레이저의 시간에 따른 Q-스위칭 출력에너지 그래프 나타낸다. 여기 챔버(100)의 성능을 알아보고자, 제작한 레이저는 페브리-페롯 간섭계에 여기 챔버(100)만 삽입하여 간단히 구성하였다. 이때, 레이저 출력 요동은, 평균 출력에 대한 표준편차가 1% 내외로 일반적인 수랭식 여기 챔버를 사용한 것과 유사하거나 높은 수준이다.

다만, 본 발명의 권리범위는 위에서 설명된 실시예들의 구성과 방법에 한정됨은 아니고, 상기 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다. 또한, 특허청구범위로부터 파악되는 본 발명의 권리범위와 비교하여 당해 분야의 통상의 지식을 가진 자 수준에서 변형, 부가, 삭제, 치환 가능한 발명 등 모든 균등한 수준의 발명에 대하여는 모두 본 발명의 권리 범위에 속함은 자명하다.

100 : 공랭식 레이저 다이오드 여기 챔버 110 : 레이저 다이오드부
120 : 레이저 이득매질 130 : 이득매질 장착부
140 : 레이저 다이오드 장착부 150 : 열전소자부

Claims (6)

1. 이득매질 장착부;
   상기 이득매질 장착부의 양측면을 가로지르며 길게 장착되고, 여기 빔을 흡수하여 레이저 발진을 일으키는 레이저 이득매질;
   상기 레이저 이득매질을 향하여 상기 여기 빔을 서로 교차하는 방향으로 방출하는 복수의 레이저 다이오드;
   상기 이득매질 장착부를 사이에 두고 서로 대각선 방향으로 이격 배치되고, 상기 복수의 레이저 다이오드로부터 각각 방출되는 복수의 여기 빔이 상기 레이저 이득매질의 일부와 다른 일부를 향하여 각각 서로 교차되도록, 기설정된 각도로 상호 교차하는 복수의 레이저 다이오드 장착면을 각각 구비하는 복수의 레이저 다이오드 장착부;
   를 포함하고,
   상기 레이저 이득매질은 길이방향을 따라 일측에 형성되는 제1 부분과 다른 일측에 형성되는 제2 부분을 구비하고, 상기 제1 부분과 제2 부분은 상기 복수의 레이저 다이오드를 향하여 서로 반대방향으로 노출되고,
   상기 이득매질 장착부는,
   상기 레이저 이득매질의 제1 부분 및 제2 부분의 노출방향과 각각 반대방향으로 돌출 형성되어, 공랭식에 의해 상기 레이저 이득매질의 제1 부분과 제2 부분으로부터 발생되는 열을 외부 환경으로 각각 방출하는 방열핀을 포함하는 공랭식 레이저 다이오드 여기 챔버.
2. 제1항에 있어서,
   상기 복수의 레이저 다이오드는,
   상기 제1 부분을 향하여 상기 여기 빔을 방출하는 제1 레이저 다이오드; 및
   상기 제2 부분을 향하여 상기 여기 빔을 방출하는 제2 레이저 다이오드를 구비하는 것을 특징으로 하는 공랭식 레이저 다이오드 여기 챔버.
3. 제1항에 있어서,
   상기 이득매질 장착부는,
   상기 레이저 이득매질을 투과한 상기 여기 빔이 반사되어 다시 상기 레이저 이득매질로 흡수되도록, 상기 여기 빔이 반사 가능한 재질로 이루어지며, 상기 레이저 이득매질과 인접하게 배치되는 반사체를 포함하는 것을 특징으로 하는 공랭식 레이저 다이오드 여기 챔버.
4. 제3항에 있어서,
   상기 반사체는, 상기 여기 빔이 산란을 일으키며 반사되도록, 난반사(scattered reflection) 처리된 재질로 이루어지는 난반사층을 구비하는 것을 특징으로 하는 공랭식 레이저 다이오드 여기 챔버.
5. 제1항에 있어서,
   전기가 인가되면, 일면의 온도는 감소하고, 타면의 온도는 증가하도록 이루어지는 열전소자부를 더 포함하고,
   상기 열전소자부는,
   상기 복수의 레이저 다이오드와 상기 레이저 이득매질에서 발생되는 열을 냉각시키도록, 상기 일면 상에 상기 복수의 레이저 다이오드 및 레이저 이득매질이 위치하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 공랭식 레이저 다이오드 여기 챔버.
6. 제1항에 있어서,
   상기 복수의 레이저 다이오드 장착부는, 외면에 형성되며, 외부 환경의 공기가 흐르는 접촉 면적을 증가시키도록 형성되는 방열핀을 구비하는 것을 특징으로 하는 공랭식 레이저 다이오드여기 챔버.

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