KR102068125B1 - 파장 선택 장치 - Google Patents

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KR102068125B1
KR102068125B1 KR1020180149419A KR20180149419A KR102068125B1 KR 102068125 B1 KR102068125 B1 KR 102068125B1 KR 1020180149419 A KR1020180149419 A KR 1020180149419A KR 20180149419 A KR20180149419 A KR 20180149419A KR 102068125 B1 KR102068125 B1 KR 102068125B1
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조기호
윤여정
이재훈
김재인
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주식회사 한화
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Abstract

본 발명의 실시예에 따른 파장 선택 장치는, 레이저 생성 장치로부터 편광 특성이 제1 편광이고, 파장 특성이 제1 파장인 레이저 빔을 수신하고, 편광 변환 신호에 따라, 상기 레이저 빔의 상기 편광 특성을 조절하는 포켈셀부; 상기 포켈셀부에 의해 조절된 상기 레이저 빔의 상기 편광 특성에 따라, 상기 레이저 빔의 상기 편광 특성 및 파장 특성을 변경하는 파장 결정부; 및 상기 편광 변환 신호를 상기 포켈셀부로 전송하는 제어부를 포함할 수 있다.

Description

파장 선택 장치{WAVELENGTH SELECTION DEVICE}
본 발명의 실시예는 파장 선택 장치, 특히 고체 레이저로부터 발생한 레이저 빔의 파장을 선택적으로 조절할 수 있는 파장 선택 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 레이저 거리 측정기 분야에서, 엔디야그(neodymium-doped yttrium aluminum garnet, Nd:Y3Al5O12, Nd:YAG) 고체 레이저가 사용되어 왔다. 그러나, 엔디야그 레이저는 사람의 망막에 손상을 줄 위험성이 있었다. 따라서, 엔디야그 고체 레이저는, 파장(예컨대, 1064nm)을 OPO(Optical Parametric Oscillator)를 사용하여 눈에 안전한 1570nm 대역으로 변환하여 사용되고 있다.
이때, 변환된 파장(1570nm)의 레이저와 변환 전의 파장(1064nm)의 레이저 모두가 선택적으로 이용되어야 하는 필요성이 있었다. 따라서. 기존의 파장 선택 장치는 파장을 변화시키는 소자를 물리적으로 이동하여 구현하는 기계적인 방식이 적용되어 왔다.
기존의 방식은 파장변환시 적어도 수초 이상의 시간이 소요되었는데, 매우 짧은 시간에 신속하게 임무가 수행되어야 하는 군사분야에서 임수 수행이 지연되는 문제가 발생하였다.
또한 안정적인 상태에서 구동이 되어야 하는 레이저 시스템에 기계장치와 같은 동적인 구성요소의 적용은 시스템의 안정성을 저하시킬수 있기 때문에 이를 개선할 수 있는 방법에 대한 고안이 필요하다.
이와 관련하여, 한국 등록 특허 제10-1415775호는 "고체레이저용 파장선택장치"에 관하여 개시하고 있다.
본 발명의 해결하고자 하는 과제는 고체 레이저로부터의 레이저 빔의 파장을 선택적으로 조절할 수 있는 파장 선택 장치를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 해결하고자 하는 다른 과제는 파장 선택 속도를 향상시킬 수 있는 파장 선택 장치를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 해결하고자 하는 다른 과제는 레이저 품질을 향상시킬 수 있는 파장 선택 장치를 제공하는 것이다.
상술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 파장 선택 장치는, 레이저 생성 장치로부터 편광 특성이 제1 편광이고, 파장 특성이 제1 파장인 레이저 빔을 수신하고, 편광 변환 신호에 따라, 상기 레이저 빔의 상기 편광 특성을 조절하는 포켈셀부; 상기 포켈셀부에 의해 조절된 상기 레이저 빔의 상기 편광 특성에 따라, 상기 레이저 빔의 상기 편광 특성 및 파장 특성을 변경하는 파장 결정부; 및 상기 편광 변환 신호를 상기 포켈셀부로 전송하는 제어부를 포함할 수 있다.
본 발명에서, 상기 포켈셀부는, 상기 편광 변환 신호를 수신하지 않는 경우, 상기 레이저 생성 장치로부터 수신한 상기 레이저 빔을 그대로 투과시키고, 상기 편광 변환 신호를 수신하는 경우, 상기 레이저 빔의 상기 편광 특성을 상기 제1 편광에서 제2 편광으로 변환할 수 있다.
본 발명에서, 상기 제1 편광 및 상기 제2 편광은 서로 수직인 선편광일 수 있다.
본 발명에서, 상기 포켈셀부는, 전계가 인가되는 경우, 굴절률의 변화를 발생시켜 상기 레이저 빔의 위상을 파장의 절반만큼 지연시키는 포켈셀; 및 상기 편광 변환 신호를 수신하는 경우, 상기 포켈셀로 상기 전계를 인가시키는 전계 인가부를 포함할 수 있다.
본 발명에서, 상기 파장 결정부는, 적어도 하나의 렌즈를 각각 포함하는 입력경과 출력경; 및 상기 입력경 및 상기 출력경 사이에 배치되며, 상기 포켈셀부에 의해 조절된 상기 레이저 빔의 상기 편광 특성에 따라, 상기 레이저 빔의 상기 편광 특성 및 상기 파장 특성을 변경하는 파장 변경부를 포함할 수 있다.
본 발명에서, 상기 파장 변경부는, 상기 포켈셀부에 의해 조절된 상기 레이저 빔의 상기 편광 특성이 상기 제1 편광인 경우, 상기 레이저 빔의 상기 편광 특성을 상기 제1 편광에서 상기 제2 편광으로 변환하고, 상기 레이저 빔의 상기 파장 특성을 상기 제1 파장에서 제2 파장으로 변경할 수 있다.
본 발명에서, 상기 파장 변경부는, 상기 포켈셀부에 의해 조절된 상기 레이저 빔의 상기 편광 특성이 상기 제2 편광인 경우, 상기 레이저 빔을 그대로 투과시킬 수 있다.
본 발명에서, 상기 편광 특성이 상기 제1 편광인 레이저 빔은 전반사 시키고, 상기 편광 특성이 상기 제2 편광인 레이저 빔은 투과시키는 광학 필터부를 더 포함할 수 있다.
본 발명에서, 상기 광학 필터부에 의해 전반사된 상기 편광 특성이 상기 제1 편광인 상기 레이저 빔을 흡수하는 빔 덤프를 더 포함할 수 있다.
본 발명에서, 상기 제1 파장은 1064nm이고, 상기 제2 파장은 1570nm일 수 있다.
본 발명에서, 상기 레이저 생성 장치는 Nd:YAG(Neodymium-doped Yttrium Aluminum Garnet) 고체 레이저 발진기를 포함할 수 있다.
상술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 파장 선택 장치는, 레이저 생성 장치로부터 편광 특성이 제1 편광이고, 파장 특성이 제1 파장인 레이저 빔을 수신하고, 상기 제1 편광을 제3 편광으로 변환하는 광 처리부; 상기 광 처리부에 의해 변환된 상기 레이저 빔의 상기 편광 특성을 상기 제3 편광에서 상기 제1 편광으로 변환하는 편광부; 편광 변환 신호에 따라, 상기 편광부에 의해 변환된 상기 레이저 빔의 상기 편광 특성을 조절하는 포켈셀부; 상기 포켈셀부에 의해 조절된 상기 레이저 빔의 상기 편광 특성에 따라, 상기 레이저 빔의 상기 편광 특성 및 파장 특성을 변경하는 파장 결정부; 및 상기 편광 변환 신호를 상기 포켈셀부로 전송하는 제어부를 포함할 수 있다.
본 발명에서, 상기 포켈셀부는, 상기 편광 변환 신호를 수신하지 않는 경우, 상기 편광부에 의해 변환된 수신한 상기 레이저 빔을 그대로 투과시키고, 상기 편광 변환 신호를 수신하는 경우, 상기 편광부에 의해 변환된 상기 레이저 빔의 상기 편광 특성을 상기 제1 편광에서 제2 편광으로 변환할 수 있다.
본 발명에서, 상기 제1 편광 및 상기 제2 편광은 서로 수직인 선편광이고, 상기 제3 편광은 +45도 또는 -45도 회전된 선편광 형태의 편광일 수 있다.
본 발명에서, 상기 파장 결정부는, 적어도 하나의 렌즈를 각각 포함하는 입력경과 출력경; 상기 입력경 및 상기 출력경 사이에 배치되며, 상기 포켈셀부에 의해 조절된 상기 레이저 빔의 상기 편광 특성에 따라, 상기 레이저 빔의 상기 편광 특성 및 상기 파장 특성을 변경하는 파장 변경부; 및 상기 파장 변경부 및 상기 출력경 사이에 배치되며, 상기 편광 특성이 상기 제1 편광인 레이저 빔은 전반사 시키고, 상기 편광 특성이 상기 제2 편광인 레이저 빔은 투과시키는 광학 필터부를 포함할 수 있다.
본 발명에서, 상기 파장 변경부는, 상기 포켈셀부에 의해 조절된 상기 레이저 빔의 상기 편광 특성이 상기 제1 편광인 경우, 상기 레이저 빔의 상기 편광 특성을 상기 제1 편광에서 상기 제2 편광으로 변환하고, 상기 레이저 빔의 상기 파장 특성을 상기 제1 파장에서 제2 파장으로 변경하고, 상기 포켈셀부에 의해 조절된 상기 레이저 빔의 상기 편광 특성이 상기 제2 편광인 경우, 상기 레이저 빔을 그대로 투과시킬 수 있다.
본 발명에서, 상기 광학 필터부에 의해 전반사된 상기 편광 특성이 상기 제1 편광인 상기 레이저 빔을 상기 광학 필터부로 반사시키는 반사경을 더 포함할 수 있다.
본 발명에서, 상기 광학 필터부는, 상기 반사경에 의해 반사된 상기 레이저 빔을 상기 편광부를 향하여 전반사시키고, 상기 편광부는, 상기 레이저 빔의 상기 편광 특성을 상기 제1 편광에서 제4 편광으로 변환하고, 상기 광 처리부는, 상기 편광부에 의해 변환된 상기 레이저 빔의 상기 편광 특성을 상기 제4 편광에서 상기 제2 편광으로 변환할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 파장 선택 장치는 고체 레이저로부터의 레이저 빔의 파장을 선택적으로 조절할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 파장 선택 장치는 소자의 물리적인 이동을 이용하지 않아, 파장 선택 속도를 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 파장 선택 장치는 물리적으로 거리가 이동하는 소자가 없기 때문에 이동에 따른 광축변화를 억제함으로써, 레이저 품질을 향상시킬 수 있다.
본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 상기 효과들에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 파장 선택 장치를 나타내는 도면이다.
도 2a 및 도 2b는 본 발명의 실시예에 따른 파장 선택 장치를 상세하게 나타내는 도면이다.
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 실시예에 따른 파장 선택 장치를 상세하게 나타내는 도면이다.
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 실시예에 따른 파장 선택 장치를 상세하게 나타내는 도면이다.
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 실시예에 따른 파장 선택 장치를 상세하게 나타내는 도면이다.
이하 첨부한 도면을 참고하여 본 발명의 실시예 및 그 밖에 당업자가 본 발명의 내용을 쉽게 이해하기 위하여 필요한 사항에 대하여 상세히 기재한다. 다만, 본 발명은 청구범위에 기재된 범위 안에서 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으므로 하기에 설명하는 실시예는 표현 여부에 불구하고 예시적인 것에 불과하다.
동일한 도면부호는 동일한 구성요소를 지칭한다. 또한, 도면들에 있어서, 구성요소들의 두께, 비율, 및 치수는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다. "및/또는"은 연관된 구성들이 정의할 수 있는 하나 이상의 조합을 모두 포함할 수 있다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다.
또한, "아래에", "하측에", "위에", "상측에" 등의 용어는 도면에 도시된 구성들의 연관관계를 설명하기 위해 사용된다. 상기 용어들은 상대적인 개념으로, 도면에 표시된 방향을 기준으로 설명된다.
"포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
즉, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 이하의 설명에서 어떤 부분이 다른 부분과 연결되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 전기적으로 연결되어 있는 경우도 포함할 수 있다. 또한, 도면에서 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 참조번호 및 부호로 나타내고 있음에 유의해야 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 파장 선택 장치(100)를 나타내는 도면이다. 설명의 편의를 위하여, 도 1에서 파장 선택 장치(100)와 함께, 레이저 빔을 생성하는 레이저 생성 장치(200)가 도시된다.
도 1을 참조하면, 파장 선택 장치(100)는 레이저 생성 장치(200)로부터 제1 레이저 빔(LS1)을 수신할 수 있다. 즉, 파장 선택 장치(100)는 레이저 생성 장치(200)로부터 방출된 제1 레이저 빔(LS1)이 경유하도록 배치될 수 있다.
제1 레이저 빔(LS1)의 편광 특성은 제1 편광일 수 있다. 본 명세서에서, 레이저 빔의 편광 특성이 특정 편광이라는 것은 해당하는 레이저 빔이 해당하는 편광의 편광 특성을 갖는 것을 의미할 수 있다. 제1 레이저 빔(LS1)의 파장 특성은 제1 파장일 수 있다. 본 명세서에서, 레이저 빔의 파장 특성이 특정 파장이라는 것은 해당하는 레이저 빔이 해당하는 파장의 파장 특성을 갖는 것을 의미할 수 있다.
파장 선택 장치(100)는 제1 레이저 빔(LS1)의 편광 특성 및 파장 특성 중 적어도 하나를 선택적으로 조절할 수 있다. 이와 관련된 상세한 내용은 도 2a 내지 도 5b에서 설명된다.
제1 레이저 빔(LS1)이 파장 선택 장치(100)를 경유하여 출력된 레이저 빔을 본 명세서에서 제1 출력 레이저 빔(LP1) 또는 제2 출력 레이저 빔(LP2)으로 지칭될 수 있다. 예컨대, 파장 선택 장치(100)는 제1 출력 레이저 빔(LP1) 또는 제2 출력 레이저 빔(LP2)을 선택적으로 출력할 수 있다.
제1 출력 레이저 빔(LP1)의 편광 특성은 제2 편광이고, 파장 특성은 제1 파장일 수 있다. 즉, 파장 선택 장치(100)는 수신한 제1 레이저 빔(LS1)의 파장 특성을 변경하지 않고, 편광 특성만을 제1 편광에서 제2 편광으로 변경할 수 있다.
제2 출력 레이저 빔(LP2)의 편광 특성은 제2 편광이고, 파장 특성은 제2 파장일 수 있다. 즉, 파장 선택 장치(100)는 수신한 제1 레이저 빔(LS1)의 파장 특성을 제1 파장에서 제2 파장으로 변경하고, 편광 특성을 제1 편광에서 제2 편광으로 변경할 수 있다.
실시예에 따라, 제1 편광 및 제2 편광은 서로 수직인 선편광일 수 있다. 예컨대, 제1 편광은 S파 편광을 나타내고, 제2 편광은 P파 편광을 나타낼 수 있다.
또한, 제1 파장은 1064nm 대역을 나타내고, 제2 파장은 1570nm 대역을 나타낼 수 있다.
레이저 생성 장치(200)는 제1 레이저 빔(LS1)을 생성할 수 있다. 레이저 생성 장치(200)는 제1 레이저 빔(LS1)을 파장 선택 장치(100)로 방출할 수 있다. 예컨대, 레이저 생성 장치(200)는 Nd:YAG(Neodymium-doped Yttrium Aluminum Garnet) 고체 레이저 발진기를 포함할 수 있다.
도 2a 및 도 2b는 본 발명의 실시예에 따른 파장 선택 장치(100)를 상세하게 나타내는 도면이다. 도 2a 및 도 2b는 본 발명의 제1 실시예에 따른 파장 선택 장치(100)가 제1 출력 레이저 빔(LP1)을 출력하는 동작을 나타낸다. 예컨대, 본 발명의 제1 실시예에 따른 파장 선택 장치(100)는 단일 공진 발진기(Singly Resonant Oscillator) 형태의 파장 결정부(130)를 포함할 수 있다. 단일 공진 발진기 형태의 파장 결정부(130)는 파장 변환 효율이 약 20%일 수 있다.
도 2a 및 도 2b를 참조하면, 파장 선택 장치(100)는 포켈셀부(110), 제어부(120), 파장 결정부(130), 광학 필터부(140) 및 빔 덤프(150)를 포함할 수 있다.
설명의 편의를 위하여, 도 2a 및 도 2b에서는 본 발명에 실시예에 따른 파장 선택 장치(100)가 제1 출력 레이저 빔(LP1)을 출력하는 동작에 관여하는 구성들이 설명된다.
포켈셀부(110)는 레이저 생성 장치(200)로부터 제1 레이저 빔(LS1)을 수신할 수 있다. 제1 레이저 빔(LS1)의 편광 특성은 제1 편광(P1)이고, 파장 특성은 제1 파장(W1)일 수 있다. 또한, 포켈셀부(110)는 제어부(120)로부터 편광 변환 신호(CS)를 수신할 수 있다.
제어부(120)는 파장 선택 장치(100)의 동작을 제어할 수 있다. 예컨대, 제어부(120)가 출력되는 레이저 빔의 파장 특성을 제1 파장(W1)으로 선택하는 경우, 제어부(120)는 포켈셀부(110)의 동작을 ON 시키기 위하여, 포켈셀부(110)로 편광 변환 신호(CS)를 전송할 수 있다. 제어부(120)가 출력되는 레이저 빔의 파장 특성을 제2 파장(W2)으로 선택하는 경우, 제어부(120)는 포켈셀부(110)의 동작을 OFF 시키기 위하여, 포켈셀부(110)로 편광 변환 신호(CS)를 전송하지 않을 수 있다.
포켈셀부(110)는 편광 변환 신호(CS)에 따라, 제1 레이저 빔(LS1)의 편광 특성을 조절할 수 있다. 예컨대, 도 2a에 도시된 바와 같이, 포켈셀부(110)는, 편광 변환 신호(CS)를 수신하면, 제1 레이저 빔(LS1)의 편광 특성을 제1 편광(P1)에서 제2 편광(P2)으로 변환할 수 있다. 그리고, 포켈셀부(110)는 제1 출력 레이저 빔(LP1)을 출력할 수 있다. 제1 출력 레이저 빔(LP1)의 편광 특성은 제2 편광(P2)이고, 파장 특성은 제1 파장(W1)일 수 있다. 실시예에 따라, 제1 편광(P1) 및 제2 편광(P2)은 서로 수직인 선편광일 수 있다.
실시예에 따라, 포켈셀부(110)는 포켈셀(pockel cell) 및 전계 인가부를 포함할 수 있다. 포켈셀은 전계가 인가되는 경우 내부 물질의 굴절률의 변화를 발생시켜 입사되는 레이저 빔의 위상을 파장의 절반만큼 지연시킬 수 있다. 이에 따라, 입사되는 레이저 빔의 편광 특성이 변환될 수 있다. 전계 인가부는 제어부(120)로부터 편광 변환 신호(CS)를 수신하는 경우, 포켈셀로 전계를 인가시킬 수 있다. 그러나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 포켈셀부(110)는 본 발명의 목적을 달성하는 범위에서 다양한 방식으로 설계될 수 있다.
파장 결정부(130)는 포켈셀부(110)에 의해 조절된 레이저 빔의 편광 특성에 따라, 레이저 빔의 편광 특성 및 파장 특성을 변경할 수 있다. 즉, 도 2a에 도시된 바와 같이, 파장 결정부(130)는 포켈셀부(110)로부터 제1 출력 레이저 빔(LP1)을 수신하고, 제1 출력 레이저 빔(LP1)의 편광 특성에 따라, 제1 출력 레이저 빔(LP1)의 편광 특성 및 파장 특성을 변경할 수 있다.
파장 결정부(130)는 입력경(131), 파장 변경부(132) 및 출력경(133)을 포함할 수 있다.
입력경(131) 및 출력경(133) 렌즈 및 거울 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
파장 변경부(132)는 포켈셀부(110)에 의해 조절된 레이저 빔의 편광 특성에 따라, 레이저 빔의 편광 특성 및 파장 특성을 변경할 수 있다. 즉, 파장 변경부(132)는 포켈셀부(110)로부터 제1 출력 레이저 빔(LP1)을 입력경(131)을 경유하여 수신하고, 제1 출력 레이저 빔(LP1)의 편광 특성에 따라, 제1 출력 레이저 빔(LP1)의 편광 특성 및 파장 특성을 변경할 수 있다.
예컨대, 파장 변경부(132)는 포켈셀부(110)에 의해 조절된 레이저 빔의 편광 특성이 제2 편광(P2)인 경우, 레이저 빔을 그대로 투과시킬 수 있다. 즉, 파장 변경부(132)는 제1 출력 레이저 빔(LP1)이 포켈셀부(110)로부터 입사되는 경우, 제1 출력 레이저 빔(LP1)의 편광 특성이 제2 편광(P2)이므로, 제1 출력 레이저 빔(LP1)을 그대로 투과시킬 수 있다.
상술한 방식에 따라, 파장 결정부(130)는 제1 출력 레이저 빔(LP1)이 포켈셀부(110)로부터 입사되는 경우, 제1 출력 레이저 빔(LP1)을 그대로 투과시킬 수 있다.
실시예에 따라, 파장 결정부(130)는 OPO(Optical Parametric Oscillator)로 구현될 수 있다. 또한, 파장 변경부(132)는 비선형 결정으로 구현될 수 있다. 본 발명의 편광 특성에 따른 파장 변환은 비선형 결정의 광축에 의해 결정될 수 있다.
광학 필터부(140)는 입사되는 레이저 빔의 편광 특성이 제1 편광인 경우, 레이저 빔을 전반사 시킬 수 있다. 또한, 광학 필터부(140)는 입사되는 레이저 빔의 편광 특성이 제2 편광인 경우, 레이저 빔을 투과시킬 수 있다.
예컨대, 광학 필터부(140)는 편광 특성이 제2 편광(P2)인 제1 출력 레이저 빔(LP1)이 입사되는 경우, 제1 출력 레이저 빔(LP1)을 그대로 투과시킬 수 있다.
결과적으로, 도 2a 및 도 2b에 도시된 파장 선택 장치(100)는 레이저 생성 장치(200)에 의해 생성된 제1 레이저 빔(LS1)을 수신하고, 제1 레이저 빔(LS1)의 편광 특성을 제1 편광(P1)에서 제2 편광(P2)로 변환할 수 있다. 이에 따라, 파장 선택 장치(100)는 제1 출력 레이저 빔(LP1)을 출력할 수 있다.
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 실시예에 따른 파장 선택 장치(100)를 상세하게 나타내는 도면이다. 도 3a 및 도 3b는 본 발명의 제1 실시예에 따른 파장 선택 장치(100)가 제2 출력 레이저 빔(LP2)을 출력하는 동작을 나타낸다.
도 1, 도 2a, 도 2b, 도 3a 및 도 3b를 참조하면, 파장 선택 장치(100)는 포켈셀부(110), 제어부(120), 파장 결정부(130), 광학 필터부(140) 및 빔 덤프(150)를 포함할 수 있다.
설명의 편의를 위하여, 도 3a 및 도 3b에서는 본 발명에 실시예에 따른 파장 선택 장치(100)가 제2 출력 레이저 빔(LP2)을 출력하는 동작에 관여하는 구성들이 설명된다.
또한, 설명의 중복을 방지하기 위하여, 아래에서는 도 2a 및 도 2b에서 설명된 내용과의 차이점을 중심으로 설명된다.
포켈셀부(110)는 레이저 생성 장치(200)로부터 제1 레이저 빔(LS1)을 수신할 수 있다. 또한, 포켈셀부(110)는 제어부(120)로부터 편광 변환 신호(CS)를 수신할 수 있다.
제어부(120)는 파장 선택 장치(100)의 동작을 제어할 수 있다.
포켈셀부(110)는 편광 변환 신호(CS)에 따라, 제1 레이저 빔(LS1)의 편광 특성을 조절할 수 있다. 예컨대, 포켈셀부(110)는, 편광 변환 신호(CS)를 수신하지 않으면, 제1 레이저 빔(LS1)을 그대로 투과시킬 수 있다. 그리고, 포켈셀부(110)는 제1 레이저 빔(LS1)을 출력할 수 있다.
파장 결정부(130)는 포켈셀부(110)에 의해 조절된 레이저 빔의 편광 특성에 따라, 레이저 빔의 편광 특성 및 파장 특성을 변경할 수 있다. 즉, 파장 결정부(130)는 포켈셀부(110)로부터 제1 레이저 빔(LS1)을 수신하고, 제1 레이저 빔(LS1)의 편광 특성에 따라, 제1 레이저 빔(LS1)의 편광 특성 및 파장 특성을 변경할 수 있다.
파장 결정부(130)는 입력경(131), 파장 변경부(132) 및 출력경(133)을 포함할 수 있다.
파장 변경부(132)는 포켈셀부(110)에 의해 조절된 레이저 빔의 편광 특성에 따라, 레이저 빔의 편광 특성 및 파장 특성을 변경할 수 있다. 즉, 파장 변경부(132)는 포켈셀부(110)로부터 제1 레이저 빔(LS1)을 입력경(131)을 경유하여 수신하고, 제1 레이저 빔(LS1)의 편광 특성에 따라, 제1 레이저 빔(LS1)의 편광 특성 및 파장 특성을 변경할 수 있다.
예컨대, 파장 변경부(132)는 포켈셀부(110)에 의해 조절된 레이저 빔의 편광 특성이 제1 편광(P1)인 경우, 레이저 빔의 편광 특성 및 파장 특성을 변경할 수 있다. 즉, 파장 변경부(132)는 제1 레이저 빔(LS1)이 포켈셀부(110)로부터 입사되는 경우, 제1 레이저 빔(LS1)의 편광 특성이 제1 편광(P1)이므로, 제1 레이저 빔(LS1)의 편광 특성을 제1 편광(P1)에서 제2 편광(P2)으로 변환하고, 파장 특성을 제1 파장(W1)에서 제2 파장(W2)으로 변경할 수 있다. 그리고, 파장 변경부(132)는 제2 출력 레이저 빔(LP2)을 출력할 수 있다. 제2 출력 레이저 빔(LP2)의 편광 특성은 제2 편광(P2)이고, 파장 특성은 제2 파장(W2)일 수 있다.
상술한 방식에 따라, 파장 결정부(130)는 제1 레이저 빔(LS1)이 포켈셀부(110)로부터 입사되는 경우, 제2 출력 레이저 빔(LP2)을 출력할 수 있다.
한편, 파장 변경부(132)로 입사되는 제1 레이저 빔(LS1)은 그 일부가 파장 변경부(132)에 의해 변경되지 않고, 그대로 파장 변경부(132)를 투과하여 진행할 수 있다.
광학 필터부(140)는 입사되는 레이저 빔의 편광 특성이 제1 편광인 경우, 레이저 빔을 전반사 시킬 수 있다. 또한, 광학 필터부(140)는 입사되는 레이저 빔의 편광 특성이 제2 편광인 경우, 레이저 빔을 투과시킬 수 있다. 예컨대, 광학 필터부(140)는 편광 특성이 제1 편광(P1)인 제1 레이저 빔(LS1)이 입사되는 경우, 제1 레이저 빔(LS1)을 빔 덤프(150)를 향하여 전반사 시킬 수 있다. 광학 필터부(140)는 편광 특성이 제2 편광(P2)인 제2 출력 레이저 빔(LP2)이 입사되는 경우, 제2 출력 레이저 빔(LP2)을 그대로 투과시킬 수 있다.
빔 덤프(150)는 광학 필터부(140)에 의해 전반사된 편광 특성이 제1 편광(P1)인 제1 레이저 빔(LS1)을 흡수할 수 있다.
따라서, 파장 변경부(132)를 투과하여 진행된 제1 레이저 빔(LS1)은 광학 필터부(140)에 의해 전반사되어 빔 덤프(150)에 의해 흡수되므로, 파장 선택 장치(100)는 편광 특성이 제1 편광(P1)이고 파장 특성이 제1 파장(W1)인 제1 레이저 빔(LS1)을 외부로 출력하지 않을 수 있다.
결과적으로, 도 3a 및 도 3b에 도시된 파장 선택 장치(100)는 레이저 생성 장치(200)에 의해 생성된 제1 레이저 빔(LS1)을 수신하고, 제1 레이저 빔(LS1)의 편광 특성을 제1 편광(P1)에서 제2 편광(P2)로 변환하고, 파장 특성을 제1 파장(W1)에서 제2 파장(W2)으로 변경할 수 있다. 이에 따라, 파장 선택 장치(100)는 제2 출력 레이저 빔(LP2)을 출력할 수 있다.
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 실시예에 따른 파장 선택 장치(100)를 상세하게 나타내는 도면이다. 도 4a 및 도 4b는 본 발명의 제2 실시예에 따른 파장 선택 장치(100)가 제1 출력 레이저 빔(LP1)을 출력하는 동작을 나타낸다. 예컨대, 본 발명의 제2 실시예에 따른 파장 선택 장치(100)는 더블 패스 단일 공진 발진기(Double Pass Singly Resonant Oscillator; DPSRO) 형태의 파장 결정부(130)를 포함할 수 있다. 더블 패스 단일 공진 발진기 형태의 파장 결정부(130)는 파장 변환 효율이 단일 공진 발진기(Singly Resonant Oscillator; SRO)에 비하여 약 2배 정도일 수 있다.
도 1, 도 4a 및 도 4b를 참조하면, 파장 선택 장치(100)는 광 처리부(105), 편광부(107), 포켈셀부(110), 제어부(120), 파장 결정부(130), 광학 필터부(140), 반사경(145) 및 빔 덤프(150)를 포함할 수 있다.
설명의 편의를 위하여, 도 4a 및 도 4b에서는 본 발명에 실시예에 따른 파장 선택 장치(100)가 제1 출력 레이저 빔(LP1)을 출력하는 동작에 관여하는 구성들이 설명된다.
더블 패스 단일 공진 발진기(Double Pass Singly Resonant Oscillator; DPSRO) 형태의 파장 결정부(130) 적용시 레이저빔 되반사에 의하여 레이저 생성 장치(100)의 손상을 방지하는 역할을 하는 광 처리부(105)는 레이저 생성 장치(200)로부터 제1 레이저 빔(LS1)을 수신할 수 있다. 제1 레이저 빔(LS1)의 편광 특성은 제1 편광(P1)이고, 파장 특성은 제1 파장(W1)일 수 있다.
광 처리부(105)는 제1 레이저 빔(LS1)의 편광 특성을 제1 편광(P1)에서 제3 편광(P3)으로 변환할 수 있다. 그리고, 광 처리부(105)는 제2 레이저 빔(LA1)을 출력할 수 있다. 실시예에 따라, 광 처리부(105)는 패러데이 아이솔레이터(faraday isolator)로 구현될 수 있다. 제2 레이저 빔(LA1)의 편광 특성은 제3 편광(P3)이고 파장 특성은 제1 파장(W1)일 수 있다. 실시예에 따라, 제1 편광(P1) 및 제2 편광(P2)은 서로 수직인 선편광일 수 있다. 예컨대, 제1 편광(P1)은 S파 편광이고, 제2 편광(P2)는 P파 편광일 수 있다. 또한, 제3 편광(P3)은 +45도 또는 -45도 회전된 선편광일 수 있다.
편광부(107)는 광 처리부(105)에 의해 변환된 레이저 빔의 편광 특성을 제3 편광(P3)에서 제1 편광(P1)으로 변환할 수 있다. 예컨대, 편광부(107)는 광 처리부(105)로부터 제2 레이저 빔(LA1)을 수신하고, 제2 레이저 빔(LA1)의 편광 특성을 제3 편광(P3)에서 제1 편광(P1)으로 변환할 수 있다. 그리고, 편광부(107)는 제1 레이저 빔(LS1)을 출력할 수 있다. 실시예에 따라, 편광부(107)는 위상 지연 보상자로 구현될 수 있다.
포켈셀부(110)는 편광부(107)로부터 제1 레이저 빔(LS1)을 수신할 수 있다. 또한, 포켈셀부(110)는 제어부(120)로부터 편광 변환 신호(CS)를 수신할 수 있다.
제어부(120)는 파장 선택 장치(100)의 동작을 제어할 수 있다. 예컨대, 제어부(120)가 출력되는 레이저 빔의 파장 특성을 제1 파장(W1)으로 선택하는 경우, 제어부(120)는 포켈셀부(110)로 편광 변환 신호(CS)를 전송할 수 있다. 제어부(120)가 출력되는 레이저 빔의 파장 특성을 제2 파장(W2)으로 선택하는 경우, 제어부(120)는 포켈셀부(110)로 편광 변환 신호(CS)를 전송하지 않을 수 있다.
포켈셀부(110)는 편광 변환 신호(CS)에 따라, 제1 레이저 빔(LS1)의 편광 특성을 조절할 수 있다. 예컨대, 도 4a에 도시된 바와 같이, 포켈셀부(110)는, 편광 변환 신호(CS)를 수신하면, 제1 레이저 빔(LS1)의 편광 특성을 제1 편광(P1)에서 제2 편광(P2)으로 변환할 수 있다. 그리고, 포켈셀부(110)는 제1 출력 레이저 빔(LP1)을 출력할 수 있다. 제1 출력 레이저 빔(LP1)의 편광 특성은 제2 편광(P2)이고, 파장 특성은 제1 파장(W1)일 수 있다.
실시예에 따라, 포켈셀부(110)는 포켈셀 및 전계 인가부를 포함할 수 있다. 포켈셀은 전계가 인가되는 경우 내부 물질의 굴절률의 변화를 발생시켜 입사되는 레이저 빔의 위상을 파장의 절반만큼 지연시킬 수 있다. 이에 따라, 입사되는 레이저 빔의 편광 특성이 변환될 수 있다. 전계 인가부는 제어부(120)로부터 편광 변환 신호(CS)를 수신하는 경우, 포켈셀로 전계를 인가시킬 수 있다. 그러나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 포켈셀부(110)는 본 발명의 목적을 달성하는 범위에서 다양한 방식으로 설계될 수 있다.
파장 결정부(130)는 포켈셀부(110)에 의해 조절된 레이저 빔의 편광 특성에 따라, 레이저 빔의 편광 특성 및 파장 특성을 변경할 수 있다. 즉, 도 4a에 도시된 바와 같이, 파장 결정부(130)는 포켈셀부(110)로부터 제1 출력 레이저 빔(LP1)을 수신하고, 제1 출력 레이저 빔(LP1)의 편광 특성에 따라, 제1 출력 레이저 빔(LP1)의 편광 특성 및 파장 특성을 변경할 수 있다.
파장 결정부(130)는 입력경(131), 파장 변경부(132), 광학 필터부(140) 및 출력경(133)을 포함할 수 있다.
입력경(131) 및 출력경(133) 각각은 렌즈 및 거울 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
파장 변경부(132)는 포켈셀부(110)에 의해 조절된 레이저 빔의 편광 특성에 따라, 레이저 빔의 편광 특성 및 파장 특성을 변경할 수 있다. 즉, 파장 변경부(132)는 포켈셀부(110)로부터 제1 출력 레이저 빔(LP1)을 입력경(131)을 경유하여 수신하고, 제1 출력 레이저 빔(LP1)의 편광 특성에 따라, 제1 출력 레이저 빔(LP1)의 편광 특성 및 파장 특성을 변경할 수 있다.
예컨대, 파장 변경부(132)는 포켈셀부(110)에 의해 조절된 레이저 빔의 편광 특성이 제2 편광(P2)인 경우, 레이저 빔을 그대로 투과시킬 수 있다. 즉, 파장 변경부(132)는 제1 출력 레이저 빔(LP1)이 포켈셀부(110)로부터 입사되는 경우, 제1 출력 레이저 빔(LP1)의 편광 특성이 제2 편광(P2)이므로, 제1 출력 레이저 빔(LP1)을 그대로 투과시킬 수 있다.
실시예에 따라, 파장 결정부(130)는 OPO(Optical Parametric Oscillator)로 구현될 수 있다. 또한, 파장 변경부(132)는 비선형 결정으로 구현될 수 있다.
광학 필터부(140)는 입사되는 레이저 빔의 편광 특성이 제1 편광(P1)인 경우, 레이저 빔을 전반사 시킬 수 있다. 또한, 광학 필터부(140)는 입사되는 레이저 빔의 편광 특성이 제2 편광(P2)인 경우, 레이저 빔을 투과시킬 수 있다.
예컨대, 광학 필터부(140)는 편광 특성이 제2 편광(P2)인 제1 출력 레이저 빔(LP1)이 입사되는 경우, 제1 출력 레이저 빔(LP1)을 그대로 투과시킬 수 있다.
결과적으로, 도 4a 및 도 4b에 도시된 파장 선택 장치(100)는 레이저 생성 장치(200)에 의해 생성된 제1 레이저 빔(LS1)을 수신하고, 제1 레이저 빔(LS1)의 편광 특성을 제1 편광(P1)에서 제2 편광(P2)로 변환할 수 있다. 이에 따라, 파장 선택 장치(100)는 제1 출력 레이저 빔(LP1)을 출력할 수 있다.
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 실시예에 따른 파장 선택 장치(100)를 상세하게 나타내는 도면이다. 도 5a 및 도 5b는 본 발명의 실시예에 따른 파장 선택 장치(100)가 제2 출력 레이저 빔(LP2)을 출력하는 동작을 나타낸다.
도 1, 도 4a, 도 4b, 도 5a 및 도 5b를 참조하면, 파장 선택 장치(100)는 광 처리부(105), 편광부(107), 포켈셀부(110), 제어부(120), 파장 결정부(130), 광학 필터부(140), 반사경(145) 및 빔 덤프(150)를 포함할 수 있다.
설명의 편의를 위하여, 도 5a 및 도 5b에서는 본 발명에 실시예에 따른 파장 선택 장치(100)가 제2 출력 레이저 빔(LP2)을 출력하는 동작에 관여하는 구성들이 설명된다.
또한, 설명의 중복을 방지하기 위하여, 아래에서는 도 4a 및 도 4b에서 설명된 내용과의 차이점을 중심으로 설명된다.
광 처리부(105)는 레이저 생성 장치(200)로부터 제1 레이저 빔(LS1)을 수신할 수 있다.
광 처리부(105)는 제1 레이저 빔(LS1)의 편광 특성을 제1 편광(P1)에서 제3 편광(P3)으로 변환할 수 있다. 그리고, 광 처리부(105)는 제2 레이저 빔(LA1)을 출력할 수 있다.
편광부(107)는 광 처리부(105)에 의해 변환된 레이저 빔의 편광 특성을 제3 편광(P3)에서 제1 편광(P1)으로 변환할 수 있다. 그리고, 편광부(107)는 제1 레이저 빔(LS1)을 출력할 수 있다.
포켈셀부(110)는 편광부(107)로부터 제1 레이저 빔(LS1)을 수신할 수 있다. 또한, 포켈셀부(110)는 제어부(120)로부터 편광 변환 신호(CS)를 수신할 수 있다.
제어부(120)는 파장 선택 장치(100)의 동작을 제어할 수 있다.
포켈셀부(110)는 편광 변환 신호(CS)에 따라, 제1 레이저 빔(LS1)의 편광 특성을 조절할 수 있다. 예컨대, 포켈셀부(110)는, 편광 변환 신호(CS)를 수신하지 않으면, 제1 레이저 빔(LS1)을 그대로 투과시킬 수 있다. 그리고, 포켈셀부(110)는 제1 레이저 빔(LS1)을 출력할 수 있다.
파장 결정부(130)는 포켈셀부(110)에 의해 조절된 레이저 빔의 편광 특성에 따라, 레이저 빔의 편광 특성 및 파장 특성을 변경할 수 있다. 즉, 파장 결정부(130)는 포켈셀부(110)로부터 제1 레이저 빔(LS1)을 수신하고, 제1 레이저 빔(LS1)의 편광 특성에 따라, 제1 레이저 빔(LS1)의 편광 특성 및 파장 특성을 변경할 수 있다.
파장 결정부(130)는 입력경(131), 파장 변경부(132), 광학 필터부(140) 및 출력경(133)을 포함할 수 있다.
파장 변경부(132)는 포켈셀부(110)에 의해 조절된 레이저 빔의 편광 특성에 따라, 레이저 빔의 편광 특성 및 파장 특성을 변경할 수 있다. 즉, 파장 변경부(132)는 포켈셀부(110)로부터 제1 레이저 빔(LS1)을 입력경(131)을 경유하여 수신하고, 제1 레이저 빔(LS1)의 편광 특성에 따라, 제1 레이저 빔(LS1)의 편광 특성 및 파장 특성을 변경할 수 있다.
예컨대, 파장 변경부(132)는 포켈셀부(110)에 의해 조절된 레이저 빔의 편광 특성이 제1 편광(P1)인 경우, 레이저 빔의 편광 특성 및 파장 특성을 변경할 수 있다. 즉, 파장 변경부(132)는 제1 레이저 빔(LS1)이 포켈셀부(110)로부터 입사되는 경우, 제1 레이저 빔(LS1)의 편광 특성이 제1 편광(P1)이므로, 제1 레이저 빔(LS1)의 편광 특성을 제1 편광(P1)에서 제2 편광(P2)으로 변환하고, 파장 특성을 제1 파장(W1)에서 제2 파장(W2)으로 변경할 수 있다. 그리고, 파장 변경부(132)는 제2 출력 레이저 빔(LP2)을 출력할 수 있다. 제2 출력 레이저 빔(LP2)의 편광 특성은 제2 편광(P2)이고, 파장 특성은 제2 파장(W2)일 수 있다.
한편, 파장 변경부(132)로 입사되는 제1 레이저 빔(LS1)은 그 일부가 파장 변경부(132)에 의해 변경되지 않고, 그대로 파장 변경부(132)를 투과하여 진행할 수 있다.
광학 필터부(140)는 입사되는 레이저 빔의 편광 특성이 제1 편광인 경우, 레이저 빔을 전반사 시킬 수 있다. 또한, 광학 필터부(140)는 입사되는 레이저 빔의 편광 특성이 제2 편광인 경우, 레이저 빔을 투과시킬 수 있다. 예컨대, 광학 필터부(140)는 편광 특성이 제1 편광(P1)인 제1 레이저 빔(LS1)이 입사되는 경우, 제1 레이저 빔(LS1)을 반사경(145)을 향하여 전반사 시킬 수 있다. 광학 필터부(140)는 편광 특성이 제2 편광(P2)인 제2 출력 레이저 빔(LP2)이 입사되는 경우, 제2 출력 레이저 빔(LP2)을 그대로 투과시킬 수 있다.
상술한 방식에 따라, 파장 결정부(130)는 제1 레이저 빔(LS1)이 포켈셀부(110)로부터 입사되는 경우, 제2 출력 레이저 빔(LP2)을 출력할 수 있다.
반사경(145)은 광학 필터부(140)에 의해 전반사된 제1 레이저 빔(LS1)을 광학 필터부(140)로 반사 시킬 수 있다.
광학 필터부(140)는 반사경(145)에 의해 반사된 제1 레이저 빔(LS1)을 편광부(107)를 향하여 전반사 시킬 수 있다. 이때, 전반사된 제1 레이저 빔(LS1)이 파장 변경부(132)를 다시 경유하게 되므로, 파장 결정부(130)는 더블 패스 단일 공진 발진기 형태를 가질 수 있다. 이에 따라, 파장 변환 효율이 단일 공진 발진기에 비해 증가할 수 있다.
이에 편광부(107)는 제1 레이저 빔(LS1)의 편광 특성을 제1 편광(P1)에서 제4 편광(P4)로 변환할 수 있다. 그리고, 편광부(107)는 제3 레이저 빔(LB1)을 출력할 수 있다. 제3 레이저 빔(LB1)의 편광 특성은 제4 편광(P4)이고, 파장 특성은 제1 파장(W1)일 수 있다.
광 처리부(105)는 편광부(107)로부터 제3 레이저 빔(LB1)을 수신할 수 있다. 광 처리부(105)는 편광부(107)에 의해 변환된 레이저 빔의 편광 특성을 제4 편광(P4)에서 제2 편광(P2)으로 변환할 수 있다. 즉, 광 처리부(105)는 제3 레이저 빔(LB1)의 편광 특성을 제4 편광(P4)에서 제2 편광(P2)으로 변환할 수 있다. 그리고, 광 처리부(105)는 제1 출력 레이저 빔(LP1)을 출력할 수 있다. 이때, 광 처리부(105)는 제3 레이저 빔(LB1)의 편광 특성을 변환시키고 반사함으로써, 제3 레이저 빔(LB1)의 진행 방향과 상이한 방향으로 제1 출력 레이저 빔(LP1)을 출력할 수 있다.
실시예에 따라, 제1 편광(P1) 및 제2 편광(P2)은 서로 수직인 선편광이고, 제3 편광(P3) 및 제4 편광(P4)은 서로 수직인 선편광일 수 있다. 예컨대, 제1 편광(P1)은 S파 편광이고, 제2 편광(P2)는 P파 편광일 수 있다. 또한, 제3 편광(P3)은 +45도 또는 -45도 회전된 선편광이고, 제4 편광(P4)은 -45 또는 +45도로 회전된 선편광일 수 있다.
빔 덤프(150)는 광 처리부(105)에 의해 반사된 편광 특성이 제2 편광(P2)이고 파장 특성이 제1 파장(W1)인 제1 출력 레이저 빔(LP1)을 흡수할 수 있다.
따라서, 파장 변경부(132), 입력경(131), 포켈셀부(110) 및 편광부(107)를 투과하여 진행된 레이저 빔은 광 처리부(105)에 의해 반사되어 빔 덤프(150)에 의해 흡수되므로, 파장 선택 장치(100)는 편광 특성이 제2 편광(P2)이고 파장 특성이 제1 파장(W1)인 제1 출력 레이저 빔(LP1)을 외부(예컨대, 레이저 생성 장치(200))로 출력하지 않을 수 있다.
결과적으로, 도 5a 및 도 5b에 도시된 파장 선택 장치(100)는 레이저 생성 장치(200)에 의해 생성된 제1 레이저 빔(LS1)을 수신하고, 제1 레이저 빔(LS1)의 편광 특성을 제1 편광(P1)에서 제2 편광(P2)로 변환하고, 파장 특성을 제1 파장(W1)에서 제2 파장(W2)으로 변경할 수 있다. 이에 따라, 파장 선택 장치(100)는 제2 출력 레이저 빔(LP2)을 출력할 수 있다.
상술한 내용에 따라, 본 발명의 실시예에 따른 파장 선택 장치(100)는 고체 레이저로부터의 레이저 빔의 파장을 선택적으로 조절할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 파장 선택 장치(100)는 소자의 물리적인 이동을 이용하지 않아, 파장 선택 속도를 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 파장 선택 장치(100)는 물리적으로 거리가 이동하는 소자가 없기 때문에 이동에 따른 광축변화를 억제함으로써, 레이저 품질을 향상시킬 수 있다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술 분야에 통상의 지식을 갖는 자라면, 후술될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허청구범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.
100: 파장 선택 장치
105: 광 처리부
107: 편광부
110: 포켈셀부
120: 제어부
130: 파장 결정부
140: 광학 필터부
145: 반사경
150: 빔 덤프
200: 레이저 생성 장치

Claims (17)

  1. 레이저 생성 장치로부터 편광 특성이 제1 편광이고, 파장 특성이 제1 파장인 레이저 빔을 수신하고, 편광 변환 신호에 따라, 상기 레이저 빔의 상기 편광 특성을 조절하는 포켈셀부;
    상기 포켈셀부에 의해 조절된 상기 레이저 빔의 상기 편광 특성에 따라, 상기 레이저 빔의 상기 편광 특성 및 파장 특성을 변경하는 파장 결정부; 및
    상기 편광 변환 신호를 상기 포켈셀부로 전송하는 제어부를 포함하고,
    상기 파장 결정부는,
    적어도 하나의 렌즈를 각각 포함하는 입력경과 출력경; 및
    상기 입력경 및 상기 출력경 사이에 배치되며, 상기 포켈셀부에 의해 조절된 상기 레이저 빔의 상기 편광 특성에 따라, 상기 레이저 빔의 상기 편광 특성 및 상기 파장 특성을 변경하는 파장 변경부를 포함하고,
    상기 파장 변경부는, 비선형 결정으로 구현되고,
    상기 파장 변경부는,
    상기 포켈셀부에 의해 조절된 상기 레이저 빔의 상기 편광 특성이 상기 제1 편광인 경우, 상기 레이저 빔의 상기 편광 특성을 상기 제1 편광에서 제2 편광으로 변환하고, 상기 레이저 빔의 상기 파장 특성을 상기 제1 파장에서 제2 파장으로 변경하고,
    상기 파장 변경부는,
    상기 포켈셀부에 의해 조절된 상기 레이저 빔의 상기 편광 특성이 상기 제2 편광인 경우, 상기 레이저 빔을 그대로 투과시키는 것을 특징으로 하는 파장 선택 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 포켈셀부는,
    상기 편광 변환 신호를 수신하지 않는 경우, 상기 레이저 생성 장치로부터 수신한 상기 레이저 빔을 그대로 투과시키고,
    상기 편광 변환 신호를 수신하는 경우, 상기 레이저 빔의 상기 편광 특성을 상기 제1 편광에서 상기 제2 편광으로 변환하는 것을 특징으로 하는 파장 선택 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1 편광 및 상기 제2 편광은 서로 수직인 선편광인 것을 특징으로 하는 파장 선택 장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 포켈셀부는,
    전계가 인가되는 경우, 굴절률의 변화를 발생시켜 상기 레이저 빔의 위상을 파장의 절반만큼 지연시키는 포켈셀; 및
    상기 편광 변환 신호를 수신하는 경우, 상기 포켈셀로 상기 전계를 인가시키는 전계 인가부를 포함하는 것을 특징으로 하는 파장 선택 장치.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 제1항에 있어서,
    상기 편광 특성이 상기 제1 편광인 레이저 빔은 전반사 시키고, 상기 편광 특성이 상기 제2 편광인 레이저 빔은 투과시키는 광학 필터부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 파장 선택 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 제1 파장은 1064nm이고, 상기 제2 파장은 1570nm인 것을 특징으로 하는 파장 선택 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 레이저 생성 장치는 Nd:YAG(Neodymium-doped Yttrium Aluminum Garnet) 고체 레이저 발진기를 포함하는 것을 특징으로 하는 파장 선택 장치.
  11. 레이저 생성 장치로부터 편광 특성이 제1 편광이고, 파장 특성이 제1 파장인 레이저 빔을 수신하고, 상기 제1 편광을 제3 편광으로 변환하는 광 처리부;
    상기 광 처리부에 의해 변환된 상기 레이저 빔의 상기 편광 특성을 상기 제3 편광에서 상기 제1 편광으로 변환하는 편광부;
    편광 변환 신호에 따라, 상기 편광부에 의해 변환된 상기 레이저 빔의 상기 편광 특성을 조절하는 포켈셀부;
    상기 포켈셀부에 의해 조절된 상기 레이저 빔의 상기 편광 특성에 따라, 상기 레이저 빔의 상기 편광 특성 및 파장 특성을 변경하는 파장 결정부; 및
    상기 편광 변환 신호를 상기 포켈셀부로 전송하는 제어부를 포함하고,
    상기 파장 결정부는,
    적어도 하나의 렌즈를 각각 포함하는 입력경과 출력경; 및
    상기 입력경 및 상기 출력경 사이에 배치되며, 상기 포켈셀부에 의해 조절된 상기 레이저 빔의 상기 편광 특성에 따라, 상기 레이저 빔의 상기 편광 특성 및 상기 파장 특성을 변경하는 파장 변경부를 포함하고,
    상기 파장 변경부는, 비선형 결정으로 구현되고,
    상기 파장 변경부는,
    상기 포켈셀부에 의해 조절된 상기 레이저 빔의 상기 편광 특성이 상기 제1 편광인 경우, 상기 레이저 빔의 상기 편광 특성을 상기 제1 편광에서 제2 편광으로 변환하고, 상기 레이저 빔의 상기 파장 특성을 상기 제1 파장에서 제2 파장으로 변경하고,
    상기 포켈셀부에 의해 조절된 상기 레이저 빔의 상기 편광 특성이 상기 제2 편광인 경우, 상기 레이저 빔을 그대로 투과시키는 것을 특징으로 하는 파장 선택 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 포켈셀부는,
    상기 편광 변환 신호를 수신하지 않는 경우, 상기 편광부에 의해 변환된 수신한 상기 레이저 빔을 그대로 투과시키고,
    상기 편광 변환 신호를 수신하는 경우, 상기 편광부에 의해 변환된 상기 레이저 빔의 상기 편광 특성을 상기 제1 편광에서 상기 제2 편광으로 변환하는 것을 특징으로 하는 파장 선택 장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 제1 편광 및 상기 제2 편광은 서로 수직인 선편광이고, 상기 제3 편광은 +45 또는 -45도 회전된 선편광 형태의 편광인 것을 특징으로 하는 파장 선택 장치.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 파장 결정부는,
    상기 파장 변경부 및 상기 출력경 사이에 배치되며, 상기 편광 특성이 상기 제1 편광인 레이저 빔은 전반사 시키고, 상기 편광 특성이 상기 제2 편광인 레이저 빔은 투과시키는 광학 필터부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 파장 선택 장치.
  15. 삭제
  16. 제14항에 있어서,
    상기 광학 필터부에 의해 전반사된 상기 편광 특성이 상기 제1 편광인 상기 레이저 빔을 상기 광학 필터부로 반사시키는 반사경을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 파장 선택 장치.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 광학 필터부는, 상기 반사경에 의해 반사된 상기 레이저 빔을 상기 편광부를 향하여 전반사시키고,
    상기 편광부는, 상기 레이저 빔의 상기 편광 특성을 상기 제1 편광에서 제4 편광으로 변환하고,
    상기 광 처리부는, 상기 편광부에 의해 변환된 상기 레이저 빔의 상기 편광 특성을 상기 제4 편광에서 상기 제2 편광으로 변환하는 것을 특징으로 하는 파장 선택 장치.
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KR20080066974A (ko) * 2005-11-01 2008-07-17 사이머 인코포레이티드 레이저 시스템
KR20140069667A (ko) * 2012-11-29 2014-06-10 국방과학연구소 고체레이저용 파장선택장치
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