KR101898632B1 - Laser amplifying apparatus - Google Patents

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Abstract

Disclosed is a laser amplifying apparatus which comprises: a seed beam light source for supplying a seed beam; and a solid-state amplifier for amplifying an output of the seed beam. The solid-state amplifier includes: a laser medium; a pumping beam light source for supplying a pumping beam to excite the laser medium; a pumping beam mirror for reflecting the pumping beam passing through the laser medium back to the laser medium; a plurality of dichroic mirrors for reflecting the seed beam so that the seed beam passes through the laser medium in the same path as the pumping path of the pumping beam; and a plurality of mirrors arranged on an optical path of the seed beam.

Description

레이저 증폭 장치{Laser amplifying apparatus}[0001] The present invention relates to a laser amplifying apparatus,

본 발명은 레이저 증폭 장치에 관한 것으로, 광섬유 시드레이저를 고체 증폭기를 이용하여 증폭시키는 레이저 증폭 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a laser amplifying apparatus, and more particularly, to a laser amplifying apparatus for amplifying an optical fiber seed laser using a solid-state amplifier.

반도체 공정에서 레이저 응용기술의 사용이 점차 확대되고 있는 가운데, 반도체, 디스플레이, PCB, 스마트폰 등과 같은 마이크로 전자산업 제품과 부품들을 위한 정밀미세가공이 필요한 분야에서 생산효율과 생산성을 개선한 새로운 레이저 공정의 투입에 관심이 모아지고 있다.With the increasing use of laser applications in semiconductor processing, new laser processes have been introduced that improve production efficiency and productivity in areas where precision micro-machining is required for microelectronics industrial products and components such as semiconductors, displays, PCBs, and smart phones Of the world.

레이저 다이싱(dicing) 공정에서는 나노 사이즈 이하의 공정에 적용될 경우 배선 간격이 좁아짐에 따라 정전용량증가, 시간지연, 소비전력증가, 상호간섭잡음 등의 문제가 발생한다. 이를 해결하기 위하여 반도체 칩 표면에 층간절연막이 도입되고 있는데, 이 경우 기존의 알루미늄 휠 방식으로 웨이퍼 절단 시 다이아몬드 휠 표면에 층간절연막 물질이 달라붙는 단점이 있다. 그렇기 때문에 반도체 칩 표면은 레이저 장비로 그루빙을 하고 나머지 부분은 기존의 방식으로 절단하는 것이 바람직하다.In the laser dicing process, as the wiring interval is narrowed when applied to a process of nano size or less, there arises problems such as increase in capacitance, time delay, increase in power consumption, and mutual interference noise. In order to solve this problem, an interlayer insulating film is introduced on the surface of a semiconductor chip. In this case, there is a disadvantage that the interlayer insulating film material sticks to the surface of the diamond wheel when the wafer is cut by the conventional aluminum wheel method. Therefore, the surface of the semiconductor chip is preferably grooved with laser equipment and the other part is cut in a conventional manner.

또한, PCB공정에서도 생산효율 및 생산성향상을 개선하기 위한 공정개발이 진행중에 있다. 하나의 장비에서 자외선 드릴링, 커팅 등 두 가지 이상의 공정이 가능하게 하기 위해서는 단펄스와 장펄스를 갖는 두 가지 이상의 레이저광원이 필요하다. 최근 들어, 펄스폭 변조가 가능한 하나의 레이저 광원이 더욱 요구되고 있다. In addition, process development is underway to improve production efficiency and productivity in PCB process. Two or more laser sources with short pulses and long pulses are required to enable two or more processes, such as ultraviolet drilling and cutting, in a single machine. Recently, a laser light source capable of pulse width modulation is further required.

현재 상용화 되고 있는 야그(YAG) 또는 바나데이트(YVO4)결정을 사용하는 자외선 고체레이저의 경우, 대부분은 펄스폭 발생 범위가 수 십 나노초(ns) 정도로 제한적이다. 따라서, 레이저 그루빙 및 PCB공정 등 다양한 공정에 적용 가능한 수 백 나노초 이상의 장펄스를 갖는 레이저 광원이 요구된다.For ultraviolet solid-state lasers using YAG or vanadium (YVO4) crystals, which are currently in commercial use, the pulse-width generation range is limited to a few tens of nanoseconds (ns) in most cases. Accordingly, there is a demand for a laser light source having a long pulse of several hundreds of nanoseconds or more applicable to various processes such as laser grooving and PCB processing.

본 발명의 예시적인 실시예에 따르면, 수 나노초(ns)에서 수백 나노초(ns)의 펄스폭을 갖고, 수 백 kHz의 반복률로 동작할 수 있으며, 수 와트(watt)에서 수십 와트(watt)까지 출력이 가능한 레이저를 방출하는 레이저 증폭 장치가 제공된다.According to an exemplary embodiment of the present invention, it is possible to operate at a repetition rate of several hundred kHz, with a pulse width of a few nanoseconds (ns) to hundreds of nanoseconds (ns), and from several watts to tens of watts There is provided a laser amplifying apparatus for emitting a laser capable of outputting a laser beam.

본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 증폭 장치는 시드빔을 공급하는 시드빔 광원; 및 상기 시드빔의 출력을 증폭시키는 고체 증폭기;를 포함하고, 상기 고체 증폭기는, 레이저 매질; 상기 레이저 매질을 여기시키는 펌핑빔을 공급하는 펌핑빔 광원; 상기 레이저 매질을 통과한 상기 펌핑빔을 상기 레이저 매질로 다시 반사시키는 펌핑빔 미러; 상기 시드빔이 상기 펌핑빔의 펌핑 경로와 동일한 경로로 상기 레이저 매질을 통과하도록 상기 시드빔을 반사시키는 복수의 다이크로익(dichroic) 미러; 및 상기 시드빔의 광경로상에 배치되는 복수의 미러;를 포함한다.A laser amplifying apparatus according to an embodiment of the present invention includes a seed beam light source for supplying a seed beam; And a solid-state amplifier for amplifying the output of the seed beam, the solid-state amplifier comprising: a laser medium; A pumping beam light source for supplying a pumping beam for exciting the laser medium; A pumping beam mirror for reflecting the pumping beam through the laser medium back to the laser medium; A plurality of dichroic mirrors for reflecting the seed beam such that the seed beam passes through the laser medium in the same path as the pumping path of the pumping beam; And a plurality of mirrors disposed on an optical path of the seed beam.

상기 복수의 다이크로익 미러는 상기 시드빔은 반사시키고, 상기 펌핑빔은 투과시킬 수 있다.The plurality of dichroic mirrors may reflect the seed beam and transmit the pumping beam.

상기 다이크로익 미러는 제1 다이크로익 미러 및 제2 다이크로익 미러를 포함하며, 상기 레이저 매질은 상기 다이크로익 미러 및 상기 제2 다이크로익 사이에 배치될 수 있다.The dichroic mirror may include a first dichroic mirror and a second dichroic mirror, and the laser medium may be disposed between the dichroic mirror and the second dichroic mirror.

상기 시드빔 광원은 광섬유 시드레이저 광원일 수 있다.The seed beam light source may be an optical fiber seed laser light source.

상기 시드빔 광원에서 방출되는 시드빔의 특성을 조절하는 시드빔 조절장치;를 더 포함할 수 있다.And a seed beam adjusting device for adjusting the characteristics of the seed beam emitted from the seed beam light source.

상기 시드빔 조절장치는 반파장판을 포함할 수 있다.The seed beam adjusting device may include a half wave plate.

상기 시드빔 조절장치는 상기 시드빔의 진행방향으로 서로 이격되게 마련되어 그 사이의 간격이 변화함에 따라 상기 시드빔의 빔 직경을 조절하는 제1 및 제2 렌즈를 포함할 수 있다.The seed beam adjusting device may include first and second lenses spaced from each other in the traveling direction of the seed beam and adjusting the beam diameter of the seed beam as the distance between the seed beams changes.

상기 제1 및 제2 렌즈는 상기 제2 렌즈를 통과한 상기 시드빔이 평행빔이 되도록 구성될 수 있다.The first and second lenses may be configured such that the seed beam having passed through the second lens is a parallel beam.

상기 레이저 매질은 상기 시드빔을 신호빔으로 증폭시킬 수 있다.The laser medium may amplify the seed beam into a signal beam.

상기 시드빔 광원에서 방출되는 상기 시드빔은 편광된 레이저 빔일 수 있다.The seed beam emitted from the seed beam light source may be a polarized laser beam.

예시적인 실시예에 따른 레이저 증폭 장치는 광섬유 시드레이저를 이용함으로써 펄스폭 및 반복률의 조절을 쉽게 할 수 있으며, 고체 증폭기를 이용하여 수십 와트(watt)에서 수백 와트(watt)까지의 출력을 갖는 레이저를 방출할 수 있다.The laser amplifying apparatus according to the exemplary embodiment can easily adjust the pulse width and the repetition rate by using the optical fiber seed laser, and can use a solid-state amplifier to emit laser light having a power of several tens of watt to several hundreds of watt Lt; / RTI >

또한, 이를 통해, 레이저 응용 장비, 특히 PCB 장비 및 그루빙(grooving) 장비의 가공품질 및 생산성을 향상시킬 수 있다.This also improves the processing quality and productivity of laser application equipment, particularly PCB equipment and grooving equipment.

또한, 하나의 레이저 증폭 장치를 이용하여 펄스폭의 변조 및 출력의 증폭이 가능하므로, 장비의 소형화, 장비제조원가 절감 및 유지 보수 측면에서도 유리한 효과를 가져올 수 있다.In addition, since the pulse width can be modulated and the output can be amplified by using one laser amplification device, it is possible to reduce the size of the equipment, reduce the manufacturing cost of the equipment, and have an advantageous effect in terms of maintenance.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 증폭 장치를 개략적으로 도시한 것이다.
도 2a는 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 증폭 장치에서 시드빔 조절장치를 개략적으로 도시한 것이다.
도 2b는 시드빔 조절장치에서 제1 및 제2 렌즈를 확대하여 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 증폭 장치에서 고체 증폭기를 개략적으로 도시한 것이다.1 schematically shows a laser amplification apparatus according to an embodiment of the present invention.
2A schematically shows a seed beam adjusting apparatus in a laser amplifying apparatus according to an embodiment of the present invention.
2B is an enlarged view of the first and second lenses in the seed beam adjusting apparatus.
3 schematically shows a solid-state amplifier in a laser amplification apparatus according to an embodiment of the present invention.

아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, which will be readily apparent to those skilled in the art. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. In order to clearly illustrate the present invention, parts not related to the description are omitted, and similar parts are denoted by like reference characters throughout the specification.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.Throughout the specification, when a part is referred to as being "connected" to another part, it includes not only "directly connected" but also "electrically connected" with another part in between . Also, when an element is referred to as "comprising ", it means that it can include other elements as well, without departing from the other elements unless specifically stated otherwise.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 증폭 장치(100)를 개략적으로 도시한 것이다.FIG. 1 schematically shows a laser amplification apparatus 100 according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 레이저 증폭 장치(100)는 시드빔 광원(110), 시드빔 조절장치(120) 및 고체 증폭기(140)를 포함한다.Referring to FIG. 1, a laser amplification apparatus 100 includes a seed beam light source 110, a seed beam adjustment apparatus 120, and a solid-state amplifier 140.

시드빔 광원(110)은 시드빔(L)을 방출하는 것으로, 예를 들어 반도체 레이저 다이오드 또는 피코초나 펨토초 모드잠금 광섬유 시드레이저 광원이 될 수 있다. 시드빔 광원(110)은 편광된 레이저 빔을 방출할 수 있으며, 일 예로 수평 편광의 시드빔을 방출할 수 있다. 시드빔 광원(110)으로 광섬유 시드레이저 광원을 사용하는 경우 펄스폭 변조를 통해 수 나노초에서 수 백 나노초의 펄스폭을 갖는 시드빔을 방출하도록 할 수 있다. 또한, 시드빔 광원(110)은 수 십에서 수백 kHz의 반복률을 갖도록 시드빔을 조절할 수 있다.The seed beam light source 110 emits a seed beam L and may be, for example, a semiconductor laser diode or a picosecond or femtosecond mode locked fiber optic seed laser light source. The seed beam light source 110 may emit a polarized laser beam and may, for example, emit a seed beam of horizontally polarized light. When the optical fiber seed laser light source is used as the seed beam light source 110, a seed beam having a pulse width of several nanoseconds to several nanoseconds can be emitted through pulse width modulation. In addition, the seed beam light source 110 may adjust the seed beam to have a repetition rate of several tens to several hundreds of kHz.

시드빔 조절장치(120)는 시드빔 광원(110)에서 방출되는 시드빔(L)의 특성을 조절할 수 있다. 시드빔 조절장치(120)의 구성은 이하 후술하기로 한다.The seed beam adjuster 120 may adjust the characteristics of the seed beam L emitted from the seed beam light source 110. [ The configuration of the seed beam adjusting apparatus 120 will be described later.

고체 증폭기(140)는 시드빔 광원(110)에서 방출된 시드빔(L)의 출력을 증폭시킬 수 있다. 고체 증폭기(140)는 레이저 매질(145), 펌핑빔 광원(141), 펌핑빔 미러(147), 복수의 다이크로익 미러(DM1, DM2) 및 복수의 미러(M1, M2, M3) 등을 포함할 수 있다. 고체 증폭기(140)의 상세 구성은 이하 도 3에서 후술하기로 한다.The solid-state amplifier 140 may amplify the output of the seed beam L emitted from the seed beam light source 110. [ The solid state amplifier 140 includes a laser medium 145, a pumping beam light source 141, a pumping beam mirror 147, a plurality of dichroic mirrors DM1 and DM2 and a plurality of mirrors M1, M2, . The detailed configuration of the solid-state amplifier 140 will be described later with reference to FIG.

도 2a는 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 증폭 장치에서 시드빔 조절장치(120)를 개략적으로 도시한 것이고, 도 2b는 시드빔 조절장치에서 제1 및 제2 렌즈를 확대하여 나타낸 도면이다.FIG. 2A schematically shows a seed beam adjusting apparatus 120 in a laser amplifying apparatus according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2B is an enlarged view of first and second lenses in a seed beam adjusting apparatus.

도 2a를 참조하면, 시드빔 조절장치(120)는 반파장판(121), 제1 및 제2 렌즈(123, 125)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 2A, the seed beam adjusting apparatus 120 may include a half wave plate 121, first and second lenses 123 and 125, and the like.

반파장판(121)은 빠른축(fast axis)에 대해 느린축으로 가는 편광방향의 빛을 반파장만큼 차이가 나도록 만드는 파장판으로, 45도 선편광의 광을 수평 편광의 광으로 변환시키며, 수평 편광의 광을 45도 선편광의 광으로 변환시킬 수 있다. The half wave plate 121 is a wave plate for making a half-wave difference of light in a polarization direction going to a slow axis with respect to a fast axis. The half wave plate 121 converts light of 45 degrees linearly polarized light into light of horizontally polarized light, Can be converted into 45-degree linearly polarized light.

도 2b를 참조하면, 제1 및 제2 렌즈(123, 125)는 시드빔(L)의 진행방향으로 서로 이격되게 마련되어, 그 사이 간격(d)이 변함에 따라 시드빔(L)의 빔 직경을 조절할 수 있다. 제1 렌즈(123)는 볼록렌즈에 가까운 형태를 가지고 있을 수 있다. 따라서, 제1 렌즈(123)는 입사되는 시드빔(L)의 빔 직경을 작게 할 수 있다. 도 2b에서 나타낸 바와 같이, 제1 렌즈(123)에 입사되는 시드빔(L)의 빔 직경(W1)보다 제2 렌즈(125)에서 출사되는 시드빔(L)의 빔 직경(W2)이 더 작을 수 있다. 2B, the first and second lenses 123 and 125 are spaced from each other in the traveling direction of the seed beam L, and the beam diameter L of the seed beam L, Can be adjusted. The first lens 123 may have a shape close to a convex lens. Accordingly, the first lens 123 can reduce the beam diameter of the incident seed beam L. The beam diameter W2 of the seed beam L emitted from the second lens 125 is smaller than the beam diameter W1 of the seed beam L incident on the first lens 123 as shown in Fig. Can be small.

또한, 제2 렌즈(125)는 오목렌즈에 가까운 형태를 가지고 있을 수 있다. 따라서, 제2 렌즈(125)에 입사되는 시드빔(L)을 평행 광에 가깝게 만들어줄 수 있다. 그리고 도면에 나타내지는 않았지만, 시드빔 조절장치(120)는 제1 및 제2 렌즈(123, 125) 사이의 거리(d)를 조절하는 렌즈 조절부를 포함할 수 있다. 렌즈 조절부는 기계적 구동방식 또는 수동으로 제어될 수 있으며, 제1 및 제2 렌즈(123, 125) 사이의 거리(d)를 좁히거나 늘릴 수 있다. 렌즈 조절부에 의해 제1 및 제2 렌즈(123, 125) 사이의 거리(d)가 조절됨으로써, 시드빔(L)의 빔 직경을 적절하게 변화시킬 수 있다. 제1 및 제2 렌즈(123, 125) 사이의 거리(d)가 커지면 제2 렌즈(125)를 통해 출사되는 시드빔(L)의 빔 직경은 작아지고, 제1 및 제2 렌즈(123, 125) 사이의 거리(d)가 작아지면 제2 렌즈(125)를 통해 출사되는 시드빔(L)의 빔 직경은 커질 수 있다.Further, the second lens 125 may have a shape close to the concave lens. Therefore, the seed beam L incident on the second lens 125 can be made close to the parallel light. Although not shown in the drawing, the seed beam adjusting apparatus 120 may include a lens adjusting unit for adjusting the distance d between the first and second lenses 123 and 125. The lens control unit can be controlled mechanically or manually, and the distance d between the first and second lenses 123 and 125 can be narrowed or increased. The distance d between the first and second lenses 123 and 125 can be adjusted by the lens control unit so that the beam diameter of the seed beam L can be appropriately changed. When the distance d between the first and second lenses 123 and 125 increases, the beam diameter of the seed beam L emitted through the second lens 125 becomes small, and the beam diameter of the first and second lenses 123, The beam diameter of the seed beam L emitted through the second lens 125 can be increased.

예를 들어, 제1 렌즈(123)로 입사되는 시드빔(L)의 빔 직경(W1)은 2~3nm가 될 수 있으며, 제2 렌즈(125)를 통해 출사되는 시드빔(L)의 빔 직경(W2)은 1nm 이하가 될 수 있다.For example, the beam diameter W1 of the seed beam L incident on the first lens 123 may be 2 to 3 nm, and the beam diameter of the beam of the seed beam L emitted through the second lens 125 The diameter W2 may be 1 nm or less.

시드빔 조절장치(120)는 평행광을 유지하면서 빔 직경을 조절할 수 있는 범위가 제한일 수 있다. 시드빔 조절장치(120)를 이용한 빔 직경의 조절 범위를 넓히기 위해, 제1 및 제2 렌즈(123, 125)는 시드빔 광원(110)의 출력특성(시드 빔 직경, 발산각) 및 시드빔 조절장치(120)와 고체 증폭기(140)의 거리에 따라 최적화된 렌즈들의 조합으로 구성될 수 있다. 또한, 시드빔 조절 장치(120)는 경우에 따라 3개 이상의 렌즈로 구성될 수도 있다.The seed beam adjusting device 120 may have a limited range in which the beam diameter can be adjusted while maintaining parallel light. The first and second lenses 123 and 125 are arranged in the vicinity of the output characteristics (seed beam diameter and divergent angle) of the seed beam light source 110 and the seed beam And may be configured with a combination of lenses optimized according to the distance between the adjusting device 120 and the solid-state amplifier 140. In addition, the seed beam adjusting device 120 may be composed of three or more lenses as the case may be.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 증폭 장치에서 고체 증폭기(140)를 개략적으로 도시한 것이다.3 schematically shows a solid-state amplifier 140 in a laser amplification apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 고체 증폭기(140)는 시드빔 광원(110)에서 방출된 시드빔(L)의 출력을 증폭시킬 수 있다. 고체 증폭기(140)는 레이저 매질(145), 펌핑빔 광원(141), 펌핑빔 미러(147), 제1 다이크로익 미러(DM1), 제2 다이크로익 미러(DM2) 및 복수의 미러(M1, M2, M3) 등을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 3, the solid-state amplifier 140 may amplify the output of the seed beam L emitted from the seed beam light source 110. The solid state amplifier 140 includes a laser medium 145, a pumping beam light source 141, a pumping beam mirror 147, a first dichroic mirror DM1, a second dichroic mirror DM2, M1, M2, M3), and the like.

레이저 매질(145)은 펌핑빔 광원(141)으로부터 방출된 펌핑빔(P)에 의해 매질 내의 이온들을 여기시킴으로써, 시드빔(L)을 증폭시키는 역할을 수행할 수 있다. The laser medium 145 may serve to amplify the seed beam L by exciting ions in the medium by the pumping beam P emitted from the pumping beam light source 141. [

펌핑빔 광원(141)은 레이저 매질(145)을 여기시키는 펌핑빔(P)을 방출할 수 있다. 펌핑빔 광원(141)은 레이저 매질(145)로 펌핑빔(P)이 입사될 수 있도록 배치될 수 있다. The pumping beam light source 141 may emit a pumping beam P that excites the laser medium 145. The pumping beam light source 141 may be arranged to allow the pumping beam P to be incident on the laser medium 145.

펌핑빔 미러(147)는 레이저 매질(145)이 펌핑빔 광원(141)과 펌핑빔 미러(147) 사이에 위치하도록 배치될 수 있다. 펌핑빔 광원(141)에서 방출된 펌핑빔(P)은 레이저 매질(145)에 의해 모두 흡수되지 못할 수 있으며, 펌핑빔(P) 중 레이저 매질(145)에 의해 흡수되지 못한 펌핑빔(P)의 일부는 펌핑빔 미러(147)에 의해 반사되어 다시 레이저 매질(145)로 입사될 수 있다. 따라서, 펌핑빔 미러(147)는 펌핑빔 광원(141)으로부터 방출되는 펌핑빔(P)이 레이저 매질(145)에 흡수되는 비율을 높이는 역할을 수행할 수 있다.The pumping beam mirror 147 can be positioned such that the laser medium 145 is positioned between the pumping beam light source 141 and the pumping beam mirror 147. [ The pumping beam P emitted from the pumping beam light source 141 may not be all absorbed by the laser medium 145 and the pumping beam P that is not absorbed by the laser medium 145 in the pumping beam P. [ May be reflected by the pumping beam mirror 147 and may be incident on the laser medium 145 again. Accordingly, the pumping beam mirror 147 can serve to increase the rate at which the pumping beam P emitted from the pumping beam light source 141 is absorbed by the laser medium 145. [

제1 다이크로익 미러(DM1) 및 제2 다이크로익 미러(DM2)는 시드빔(L)을 반사시킬 수 있으며, 시드빔(L)이 펌핑빔(P)의 진행 경로와 동일한 경로로 레이저 매질(145)을 통과하도록 배치될 수 있다.The first dichroic mirror DM1 and the second dichroic mirror DM2 can reflect the seed beam L and the seed beam L can be reflected by the path of the pumping beam P And may be arranged to pass through the medium 145.

제1 다이크로익 미러(DM1) 및 제2 다이크로익 미러(DM2)는 시드빔(L)은 반사시키고, 펌핑빔(P)은 투과시킬 수 있다. 따라서, 펌핑빔 광원(141)으로부터 방출된 펌핑빔(P)은 제1 다이크로익 미러(DM1)를 투과한 후, 레이저 매질(145)에 의해 흡수될 수 있다. 레이저 매질(145)에 의해 흡수되지 못한 펌핑빔(P)의 일부는 제2 다이크로익 미러(DM2)를 통과한 후, 펌핑빔 미러(147)에 의해 반사되고, 다시 제2 다이크로익 미러(DM2)를 통과하여 레이저 매질(145)에 의해 흡수될 수 있다.The first dichroic mirror DM1 and the second dichroic mirror DM2 can reflect the seed beam L and transmit the pumping beam P. [ Therefore, the pumping beam P emitted from the pumping beam light source 141 can be absorbed by the laser medium 145 after passing through the first dichroic mirror DM1. A part of the pumping beam P which has not been absorbed by the laser medium 145 passes through the second dichroic mirror DM2 and then is reflected by the pumping beam mirror 147 and is again reflected by the second dichroic mirror DM2. And can be absorbed by the laser medium 145 through the DM2.

고체 증폭기(140)로 입사된 시드빔(L)은 제1 미러(M1) 및 제2 미러(M2)에서 반사된 후, 제1 다이크로익 미러(DM1)으로 입사될 수 있다. 제1 다이크로익 미러(M1)로 입사된 시드빔(L)은 제1 다이크로익 미러(DM1)에 의해 반사되어 레이저 매질(145)을 통과할 수 있으며, 레이저 매질(145)을 통과하는 시드빔(L)과 펌핑빔(P)은 서로 동일한 광 경로를 가질 수 있다. 레이저 매질(145)로 입사된 시드빔(L)은 펌핑빔(P)에 의해 여기된 레이저 매질(145)에서 통과한 후, 증폭된 출력을 나타낼 수 있다. 예를 들어, 시드빔(L)은 레이저 매질(145)을 통과하기 전에는 수 와트(watt)의 출력을 나타낼 수 있으며, 레이저 매질(145)을 통과한 후에는 수십 내지 수백 와트(watt)의 출력을 나타낼 수 있다. 또한, 시드빔(L)은 레이저 매질(145)에 의해 증폭되어 신호빔의 역할을 수행할 수 있다.The seed beam L incident on the solid state amplifier 140 may be reflected by the first and second mirrors M1 and M2 and then incident on the first dichroic mirror DM1. The seed beam L incident on the first dichroic mirror M1 is reflected by the first dichroic mirror DM1 and can pass through the laser medium 145 and passes through the laser medium 145 The seed beam L and the pumping beam P may have the same optical path. The seed beam L incident on the laser medium 145 may pass through the laser medium 145 excited by the pumping beam P and then exhibit the amplified output. For example, the seed beam L may exhibit an output of a few watts before passing through the laser medium 145, and after passing through the laser medium 145 an output of tens to hundreds of watts Lt; / RTI > In addition, the seed beam L may be amplified by the laser medium 145 to serve as a signal beam.

레이저 매질(145)에 의해 증폭된 신호빔은 제2 다이크로익 미러(DM2)에서 반사된 후, 제3 미러(M3)로 입사될 수 있다. 제3 미러는 신호빔을 반사시킴으로써, 신호빔을 고체 증폭기(140)의 외부로 방출시킬 수 있다.The signal beam amplified by the laser medium 145 may be reflected by the second dichroic mirror DM2 and then incident on the third mirror M3. By reflecting the signal beam, the third mirror can emit the signal beam out of the solid-state amplifier 140.

예시적인 실시예에 따른 레이저 증폭 장치(100)는 광섬유 시드레이저를 이용함으로써 펄스폭 및 반복률의 조절을 쉽게 할 수 있다. 또한, 고체 증폭기(140)를 이용하여 수 와트(watt)에서 수백 와트(watt)까지의 출력을 갖는 레이저를 방출할 수 있다.The laser amplifying apparatus 100 according to the exemplary embodiment can easily adjust the pulse width and the repetition rate by using an optical fiber seed laser. In addition, a solid-state amplifier 140 can be used to emit a laser with outputs from a few watts to a few hundred watts.

전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.It will be understood by those skilled in the art that the foregoing description of the present invention is for illustrative purposes only and that those of ordinary skill in the art can readily understand that various changes and modifications may be made without departing from the spirit or essential characteristics of the present invention. will be. It is therefore to be understood that the above-described embodiments are illustrative in all aspects and not restrictive. For example, each component described as a single entity may be distributed and implemented, and components described as being distributed may also be implemented in a combined form.

본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.The scope of the present invention is defined by the appended claims rather than the detailed description and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalents are to be construed as being included within the scope of the present invention do.

100 ... 레이저 증폭 장치
110 ... 시드빔 광원
120 ... 시드빔 조절장치
140 ... 고체 증폭기
121 ... 반파장판
123 ... 제1 렌즈
125 ... 제2 렌즈
141 ... 펌핑빔 광원
145 ... 레이저 매질
147 ... 펌핑빔 미러
DM1 ... 제1 다이크로익 미러
DM2 ... 제2 다이크로익 미러
M1, M2, M3 ... 미러
L ... 시드빔
P ... 펌핑빔100 ... laser amplifying device
110 ... Seed beam light source
120 ... seed beam adjustment device
140 ... solid state amplifier
121 ... half wave plate
123 ... first lens
125 ... second lens
141 ... pumping beam light source
145 ... laser medium
147 ... pumping beam mirror
DM1 ... first dichroic mirror
DM2 ... second dichroic mirror
M1, M2, M3 ... mirror
L ... Seed beam
P ... pumping beam

Claims (10)

시드빔을 공급하는 시드빔 광원;
상기 시드빔 광원에서 방출되는 시드빔의 특성을 조절하는 시드빔 조절장치; 및
상기 시드빔의 출력을 증폭시키는 고체 증폭기;를 포함하고,
상기 고체 증폭기는,
레이저 매질;
상기 레이저 매질을 여기시키는 펌핑빔을 공급하는 펌핑빔 광원;
상기 레이저 매질을 통과한 상기 펌핑빔을 상기 레이저 매질로 다시 반사시키는 펌핑빔 미러;
상기 시드빔이 상기 펌핑빔의 펌핑 경로와 동일한 경로로 상기 레이저 매질을 통과하도록 상기 시드빔을 반사시키는 복수의 다이크로익(dichroic) 미러; 및
상기 시드빔의 광경로상에 배치되는 복수의 미러;를 포함하며
상기 시드빔 조절 장치는,
상기 시드빔의 진행방향으로 서로 이격되게 마련되어 그 사이의 간격이 변화함에 따라 상기 시드빔의 빔 직경을 조절하는 제1 및 제2 렌즈; 및
상기 제1 및 제2 렌즈 및 사이의 거리를 조절하는 렌즈 조절부;를 포함하며,
상기 제2 렌즈를 통과한 상기 시드빔은 평행빔으로 성형되는,
레이저 증폭 장치.A seed beam light source for supplying a seed beam;
A seed beam adjusting device for adjusting the characteristics of the seed beam emitted from the seed beam light source; And
And a solid-state amplifier for amplifying the output of the seed beam,
The solid-
Laser medium;
A pumping beam light source for supplying a pumping beam for exciting the laser medium;
A pumping beam mirror for reflecting the pumping beam through the laser medium back to the laser medium;
A plurality of dichroic mirrors for reflecting the seed beam such that the seed beam passes through the laser medium in the same path as the pumping path of the pumping beam; And
And a plurality of mirrors disposed on an optical path of the seed beam
The seed beam adjusting apparatus comprises:
First and second lenses arranged to be spaced apart from each other in the traveling direction of the seed beam and adjusting the beam diameter of the seed beam as the distance between the seed beams changes; And
And a lens controller for adjusting a distance between the first and second lenses,
Wherein the seed beam passing through the second lens is formed into a parallel beam,
Laser amplification device. 제 1 항에 있어서,
상기 복수의 다이크로익 미러는 상기 시드빔은 반사시키고, 상기 펌핑빔은 투과시키는 레이저 증폭 장치.The method according to claim 1,
Wherein the plurality of dichroic mirrors reflect the seed beam and transmit the pumping beam. 제 2 항에 있어서,
상기 다이크로익 미러는 제1 다이크로익 미러 및 제2 다이크로익 미러를 포함하며,
상기 레이저 매질은 상기 제1 다이크로익 미러 및 상기 제2 다이크로익 미러 사이에 배치되는 레이저 증폭 장치.3. The method of claim 2,
Wherein the dichroic mirror includes a first dichroic mirror and a second dichroic mirror,
Wherein the laser medium is disposed between the first dichroic mirror and the second dichroic mirror. 제 1 항에 있어서,
상기 시드빔 광원은 광섬유 시드레이저 광원인 레이저 증폭 장치.The method according to claim 1,
Wherein the seed beam light source is an optical fiber seed laser light source. 삭제delete 제 1 항에 있어서,
상기 시드빔 조절장치는 반파장판을 포함하는 레이저 증폭 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the seed beam adjustment device comprises a half wave plate.
삭제delete 삭제delete 제 1 항에 있어서,
상기 레이저 매질은 상기 시드빔을 신호빔으로 증폭시키는 레이저 증폭 장치.The method according to claim 1,
Wherein the laser medium amplifies the seed beam into a signal beam. 제 1 항에 있어서,
상기 시드빔 광원에서 방출되는 상기 시드빔은 편광된 레이저 빔인 레이저 증폭 장치.The method according to claim 1,
Wherein the seed beam emitted from the seed beam light source is a polarized laser beam.
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