KR102130645B1 - A line beam forming device - Google Patents

A line beam forming device Download PDF

Info

Publication number
KR102130645B1
KR102130645B1 KR1020170182837A KR20170182837A KR102130645B1 KR 102130645 B1 KR102130645 B1 KR 102130645B1 KR 1020170182837 A KR1020170182837 A KR 1020170182837A KR 20170182837 A KR20170182837 A KR 20170182837A KR 102130645 B1 KR102130645 B1 KR 102130645B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
laser beam
wall
laser
axis direction
imaging surface
Prior art date
Application number
KR1020170182837A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20190080411A (en
Inventor
이동희
이상길
Original Assignee
(주)유남옵틱스
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by (주)유남옵틱스 filed Critical (주)유남옵틱스
Priority to KR1020170182837A priority Critical patent/KR102130645B1/en
Priority to PCT/KR2018/016438 priority patent/WO2019132442A1/en
Publication of KR20190080411A publication Critical patent/KR20190080411A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102130645B1 publication Critical patent/KR102130645B1/en

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/40—Arrangement of two or more semiconductor lasers, not provided for in groups H01S5/02 - H01S5/30
    • H01S5/4012—Beam combining, e.g. by the use of fibres, gratings, polarisers, prisms
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B3/00—Simple or compound lenses
    • G02B3/02—Simple or compound lenses with non-spherical faces
    • G02B3/06—Simple or compound lenses with non-spherical faces with cylindrical or toric faces
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00—Optical elements other than lenses
    • G02B5/04—Prisms
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/40—Arrangement of two or more semiconductor lasers, not provided for in groups H01S5/02 - H01S5/30

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Laser Beam Processing (AREA)
  • Lasers (AREA)

Abstract

본 발명에 따른 라인빔 형성장치는, 제1 레이저 빔을 방사하는 제1 레이저 발진유닛과, 제1 레이저 발진유닛에 제1축 방향으로 이격되어 배치되며 제2 레이저 빔을 방사하는 제2 레이저 발진유닛과, 제1 레이저 빔과 제2 레이저 빔을 미리 결정된 위치의 결상면에 집속하되 제1 레이저 빔과 제2 레이저 빔의 경로를 제1축 방향에 대하여 서로 멀어지는 방향으로 굴절시키는 발산형 굴절부를 구비하는 빔 집속유닛을 포함한다.The line beam forming apparatus according to the present invention comprises: a first laser oscillation unit that emits a first laser beam, and a second laser oscillation that is arranged to be spaced apart in a first axis direction in a first laser oscillation unit and emits a second laser beam. The unit and the divergent refracting unit focusing the first laser beam and the second laser beam on the imaging surface at a predetermined position, but refracting the paths of the first laser beam and the second laser beam in a direction away from each other with respect to the first axis direction. It includes a beam focusing unit provided.

Description

라인빔 형성장치{A line beam forming device}A line beam forming device

본 발명은, 라인빔 형성장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 다수개의 레이저 발진장치에서 방사된 레이저 빔을 집속하여 라인빔을 형성하는 라인빔 형성장치에 관한 것이다.The present invention relates to a line beam forming apparatus, and more particularly, to a line beam forming apparatus for forming a line beam by focusing a laser beam emitted from a plurality of laser oscillation apparatuses.

일반적으로 금형 또는 금속의 열처리를 위해 이온질화(ion nitriding) 열처리 장치, 고주파 열처리 장치, 레이저 열처리 장치 등이 사용되고 있다. In general, an ion nitriding heat treatment device, a high frequency heat treatment device, a laser heat treatment device, etc. are used for heat treatment of a mold or metal.

이온질화 열처리 장치와 고주파 열처리 장치는 레이저 열처리 장치에 비해 유지 보수비용이 높고 장비의 운용이 어려운 단점이 있다. The ion nitride heat treatment device and the high frequency heat treatment device have a disadvantage of high maintenance cost and difficult operation of the equipment compared to the laser heat treatment device.

이에 비해 레이저 열처리 장치의 경우에는 , 레이저 다이오드(laser diode, LD)가 MCCP(Multi Channel Cooled Package) 기술로 인해 고출력화가 가능한 점과, 단위 출력당 가격이 저렴해진 점에 의해 주목을 받고 있다.In contrast, in the case of a laser heat treatment device, a laser diode (LD) is drawing attention due to the fact that it is possible to achieve high output due to MCCP (Multi Channel Cooled Package) technology and the price per unit output is cheap.

이러한 레이저 열처리 장치는, 고출력의 레이저 다이오드(LD)를 여러 층으로 겹쳐서 하나의 더미(stack)로 구성하여 사용함으로써, 출력이 1kW 이상이 되는 레이저 광원을 쉽게 구성할 수 있는 장점이 있다.Such a laser heat treatment apparatus has an advantage in that a laser light source having an output of 1 kW or more can be easily constructed by using a high power laser diode (LD) in multiple layers.

도 1은 종래기술에 따른 레이저 발진장치가 도시된 도면이다.1 is a view showing a laser oscillation apparatus according to the prior art.

레이저 발진장치(10)는 상술한 레이저 다이오드의 스택에서 방사된 레이저 빔이 통과하는 사각형 형상의 발광영역(G)을 가진다. 이러한 발광영역(G)의 크기, 즉, 레이저 다이오드의 스택에서 방사된 레이저 빔의 전체 크기는 가로방향(X축 방향)으로 10mm, 세로방향(Y축 방향)으로 40mm로 구성된다.The laser oscillation apparatus 10 has a rectangular light emitting region G through which the laser beam emitted from the above-described stack of laser diodes passes. The size of the light emitting region G, that is, the total size of the laser beam emitted from the stack of laser diodes is composed of 10 mm in the horizontal direction (X-axis direction) and 40 mm in the vertical direction (Y-axis direction).

이러한 레이저 발진장치(10)에서 방사된 레이저 빔은, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 렌즈 등으로 구성된 빔 집속유닛(30)을 거쳐 결상면(T)에 라인빔(line type beam)으로 집속된다.The laser beam emitted from the laser oscillation apparatus 10, as shown in Figures 2 and 3, through a beam focusing unit 30 composed of a lens or the like, a line beam on the imaging surface T (line type beam) Is focused.

도 2 및 도 3에서 결상면(T)에 집속된 라인빔의 가로방향 길이는 20mm이고, 세로방향 길이는 1mm이다. 이렇게 결상면(T) 집속된 라인빔은 집속유닛을 거치기 전의 레이저 발진장치(10)에서 방사된 레이저 빔에 비하여 높은 출력을 갖는다. 예를 들어, 10mm*40mm로 방사된 레이저 빔이 빔 집속유닛(30)을 거쳐 20mm*1mm의 라인빔으로 집속되면 출력이 약 20배 높아진다.2 and 3, the horizontal length of the line beam focused on the imaging surface T is 20 mm, and the vertical length is 1 mm. The line beam focused on the imaging surface T has a higher power than the laser beam emitted from the laser oscillation apparatus 10 before passing through the focusing unit. For example, when the laser beam radiated at 10mm*40mm is focused to the line beam of 20mm*1mm through the beam focusing unit 30, the output is increased about 20 times.

이러한 라인빔의 출력을 더욱 높이기 위해서는 고출력의 레이저 발진장치(10)를 사용하여야 하나, 고출력의 레이저 발진장치(10)는 매우 고가이므로 고출력의 라인빔을 형성하기 위해 단순히 레이저 발진장치(10)를 사용하는 것은 경제성에 악영향을 미친다. In order to further increase the output of such a line beam, a high power laser oscillation device 10 must be used, but the high power laser oscillation device 10 is very expensive, and therefore, the laser oscillation device 10 is simply used to form a high output line beam. Using it adversely affects economic efficiency.

따라서, 도 4에 도시된 바와 같이, 다수개의 저출력 레이저 발진장치(10)를 병렬적으로 배치하여 다수개의 저출력 레이저 발진방치(10)에서 방사된 레이저 빔들을 집속하여 하나의 라인빔을 형성하는 방식이 제안되고 있다.Therefore, as shown in FIG. 4, a method of forming a single line beam by focusing the laser beams emitted from the plurality of low power laser oscillation devices 10 by arranging a plurality of low power laser oscillation devices 10 in parallel This is being proposed.

그런데, 다수개의 레이저 발진장치(10)를 사용하는 방식은, 레이저 발진장치(10)들 사이의 이격거리에 의해, 도 4에 도시된 바와 같이, 결상면(T)에 출력이 불연속적인 부분(R)이 발생된다.However, in the method of using a plurality of laser oscillation apparatuses 10, as shown in FIG. 4, due to the separation distance between the laser oscillation apparatuses 10, the discontinuous output on the imaging surface T ( R) is generated.

이렇게 출력이 불연속적인 부분(R)은 다른 부분에 비해 출력이 낮으므로, 출력이 불연속적인 부분(R)에 의해 작업 품질이 악화되는 문제점이 있다.In this way, since the output of the discontinuous portion R is lower than that of the other portions, there is a problem in that the output quality is deteriorated by the discontinuous portion R.

대한민국 등록특허공보 제10-1608471호(2016.03.28)Republic of Korea Registered Patent Publication No. 10-1608471 (2016.03.28)

따라서 본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 다수개의 레이저 발진장치에서 발진된 레이저 빔을 결상면에 집속하여 균일한 출력을 가지는 라인빔을 형성할 수 있는 라인빔 형성장치를 제공하는 것이다.Accordingly, a problem to be solved by the present invention is to provide a line beam forming apparatus capable of forming a line beam having a uniform output by focusing a laser beam oscillated from a plurality of laser oscillation apparatuses on an imaging surface.

본 발명의 일 측면에 따르면, 제1 레이저 빔을 방사하는 제1 레이저 발진유닛; 상기 제1 레이저 발진유닛에 제1축 방향으로 이격되어 배치되며, 제2 레이저 빔을 방사하는 제2 레이저 발진유닛; 및 상기 제1 레이저 빔과 상기 제2 레이저 빔을 미리 결정된 위치의 결상면에 집속하되, 상기 제1 레이저 빔과 상기 제2 레이저 빔의 경로를 상기 제1축 방향에 대하여 서로 멀어지는 방향으로 굴절시키는 발산형 굴절부를 구비하는 빔 집속유닛을 포함하는 라인빔 형성장치가 제공될 수 있다.According to an aspect of the present invention, a first laser oscillation unit emitting a first laser beam; A second laser oscillation unit which is disposed at a first axis direction in the first laser oscillation unit and emits a second laser beam; And focusing the first laser beam and the second laser beam on an imaging surface at a predetermined position, and refracting paths of the first laser beam and the second laser beam in directions away from each other with respect to the first axis direction. A line beam forming apparatus including a beam focusing unit having a divergent refracting portion may be provided.

상기 발산형 굴절부는 역바이프리즘(reverse biprism)을 포함할 수 있다.The divergent refracting part may include reverse biprism.

상기 역바이프리즘은, 상기 제1축 방향에 대하여 가장자리 영역에서 중앙 영역으로 갈수록 두께가 작아지는 형상으로 마련될 수 있다.The reverse biprism may be provided in a shape in which the thickness becomes smaller as it goes from the edge region to the center region with respect to the first axis direction.

상기 역바이프리즘은, 제1 외벽; 상기 제1 외벽의 반대편에 위치되며, 상기 제1축 방향에 대하여 상기 제1 외벽의 가장자리 영역에서 상기 제1 외벽의 중앙 영역으로 갈수록 상기 제1 외벽에 가까워지도록 경사지게 배치되는 제2 외벽; 및 상기 제1 외벽의 반대편에 위치되고 상기 제2 외벽에 연결되며, 상기 제1축 방향에 대하여 상기 제1 외벽의 가장자리 영역에서 상기 제1 외벽의 중앙 영역으로 갈수록 상기 제1 외벽에 가까워지도록 경사지게 배치되는 제3 외벽을 포함할 수 있다.The reverse biprism, the first outer wall; A second outer wall positioned on the opposite side of the first outer wall and being inclined to be closer to the first outer wall from an edge region of the first outer wall to a central region of the first outer wall with respect to the first axial direction; And located on the opposite side of the first outer wall, connected to the second outer wall, and inclined to become closer to the first outer wall toward the central region of the first outer wall from the edge region of the first outer wall with respect to the first axis direction. It may include a third outer wall disposed.

상기 제2 외벽과 상기 제3 외벽은 상기 제1 외벽의 중앙 영역을 기준으로 하여 상호 대칭되게 마련될 수 있다.The second outer wall and the third outer wall may be provided symmetrically with respect to the center region of the first outer wall.

상기 역바이프리즘은, 상기 제2 외벽 및 상기 제3 외벽이 각각 상기 제1 레이저 발진유닛 및 제2 레이저 발진유닛에 대향되는 방향으로 배치될 수 있다.In the reverse biprism, the second outer wall and the third outer wall may be disposed in directions opposite to the first laser oscillation unit and the second laser oscillation unit, respectively.

상기 빔 집속유닛은, 상기 발산형 반사부에 이격되어 배치되며, 상기 제1 레이저 빔과 상기 제2 레이저 빔이 결상면에 도달하기 전에 집속되어 결상면에서는 제1축 방향 라인빔으로 연결되도록, 상기 제1 레이저 빔과 상기 제2 레이저 빔의 경로를 상기 제1축 방향에 대하여 서로 근접하는 방향으로 굴절시키는 제1 실린더렌즈를 포함할 수 있다.The beam focusing unit is arranged to be spaced apart from the divergent reflector, and is focused before the first laser beam and the second laser beam reach the imaging surface, and connected to the first axis direction line beam in the imaging surface. And a first cylinder lens that refracts paths of the first laser beam and the second laser beam in directions close to each other with respect to the first axis direction.

또한, 상기 빔 집속유닛은, 상기 제1 레이저 빔과 상기 제2 레이저 빔이 결상면에서 각각 집속되도록, 상기 제1 레이저 빔과 상기 제2 레이저 빔을 상기 제1축 방향에 교차하는 제2축 방향에 대하여 각각 굴절시키는 제2 실린더렌즈를 포함할 수 있다.In addition, the beam focusing unit, the second axis that intersects the first laser beam and the second laser beam in the first axis direction so that the first laser beam and the second laser beam are focused on an imaging surface, respectively. It may include a second cylinder lens for refracting with respect to each direction.

본 발명의 실시예들은, 제1 레이저 빔과 제2 레이저 빔을 미리 결정된 위치의 결상면에 집속하되, 제1 레이저 빔과 제2 레이저 빔의 경로를 제1축 방향에 대하여 서로 멀어지는 방향으로 굴절시키는 발산형 굴절부를 구비하는 빔 집속유닛을 포함함으로써, 다수개의 레이저 발진장치에서 발진된 레이저 빔을 결상면에 집속하여 균일한 출력을 가지는 라인빔을 형성할 수 있고, 그에 따라 고가의 고출력 레이저 발진장치를 사용하지 않으면서도 고출력이면서 균일한 출력을 가지는 라인빔을 형성할 수 있다.In embodiments of the present invention, the first laser beam and the second laser beam are focused on the imaging surface at a predetermined position, but the paths of the first laser beam and the second laser beam are refracted in a direction away from each other with respect to the first axis direction. By including a beam focusing unit having a divergent refracting portion, a laser beam oscillated from a plurality of laser oscillating devices can be focused on an imaging surface to form a line beam having a uniform output, and accordingly an expensive high power laser oscillation A line beam having a high power and a uniform power can be formed without using a device.

도 1은 종래기술에 따른 레이저 발진장치가 도시된 도면이다.
도 2와 도 3은 도 1의 레이저 발진장치를 이용하여 형성된 라인빔이 도시된 도면이다.
도 4는 종래기술에 따른 라인빔 형성장치가 도시된 도면이다.
도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 라인빔 형성장치가 도시된 도면이다.
도 6은 도 5의 라인빔 형성장치의 측면도이다.
도 7은 도 5의 발산형 굴절부가 도시된 도면이다.
도 8는 도 7의 평면도이다.
도 9는 도 5의 결상면에 집속된 라인빔의 길이와 출력이 도시된 도면이다.
도 10는 본 발명의 제2 실시예에 따른 발산형 굴절부가 도시된 도면이다. 1 is a view showing a laser oscillation apparatus according to the prior art.
2 and 3 are views showing a line beam formed using the laser oscillation apparatus of FIG. 1.
4 is a view showing a line beam forming apparatus according to the prior art.
5 is a view showing a line beam forming apparatus according to a first embodiment of the present invention.
6 is a side view of the line beam forming apparatus of FIG. 5.
FIG. 7 is a view showing the divergent refraction unit of FIG. 5.
8 is a plan view of FIG. 7.
9 is a view showing the length and output of the line beam focused on the imaging surface of FIG. 5.
10 is a view showing a divergent refracting unit according to a second embodiment of the present invention.

본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.In order to fully understand the present invention, the operational advantages of the present invention, and the objects achieved by the practice of the present invention, reference should be made to the accompanying drawings and the contents described in the accompanying drawings, which illustrate preferred embodiments of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 다만, 본 발명을 설명함에 있어서 이미 공지된 기능 혹은 구성에 대한 설명은, 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략하기로 한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail by explaining preferred embodiments of the present invention with reference to the accompanying drawings. However, in describing the present invention, descriptions of functions or configurations already known will be omitted to clarify the gist of the present invention.

이하의 도면에서 제1축은 방향은 ‘X’로 제2축 방향은 'Y'로, 제3축 방향은 ‘Z'로 표시한다.In the following drawings, the first axis direction is represented by'X', the second axis direction is represented by'Y', and the third axis direction is represented by'Z'.

도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 라인빔 형성장치가 도시된 도면이고, 도 6은 도 5의 라인빔 형성장치의 측면도이며, 도 7은 도 5의 발산형 굴절부가 도시된 도면이고, 도 8는 도 7의 평면도이며, 도 9는 도 5의 결상면에 집속된 라인빔의 출력이 도시된 도면이다. 5 is a view illustrating a line beam forming apparatus according to a first embodiment of the present invention, FIG. 6 is a side view of the line beam forming apparatus of FIG. 5, and FIG. 7 is a view showing a divergent refracting unit of FIG. , FIG. 8 is a plan view of FIG. 7, and FIG. 9 is a view showing output of a line beam focused on the imaging surface of FIG. 5.

본 실시예에 따른 라인빔 형성장치는, 도 5 내지 도 9에 도시된 바와 같이, 제1 레이저 빔을 방사하는 제1 레이저 발진유닛(110)과, 제1 레이저 발진유닛(110)에 제1축 방향으로 이격되어 배치되며 제2 레이저 빔을 방사하는 제2 레이저 발진유닛(120)과, 제1 레이저 빔과 제2 레이저 빔을 미리 결정된 위치의 결상면(T)에 집속하는 빔 집속유닛(130)을 포함한다.Line beam forming apparatus according to this embodiment, as shown in Figures 5 to 9, the first laser oscillation unit 110 for emitting a first laser beam, and the first laser oscillation unit 110 to the first A second laser oscillation unit 120 spaced apart in the axial direction and emitting a second laser beam, and a beam focusing unit that focuses the first laser beam and the second laser beam on the imaging surface T at a predetermined location ( 130).

제1 레이저 발진유닛(110)과 제2 레이저 발진유닛(120)은 고출력의 레이저 다이오드(LD)를 여러 층으로 겹쳐서 하나의 더미(stack)로 구성하여 사용한다. 본 실시예에서 제1 레이저 발진유닛(110)과 제2 레이저 발진유닛(120)은 가로방향의 길이 10mm와, 세로방향의 길이 40mm의 발광영역을 가지는데, 이러한 발광영역의 크기에 본 발명의 권리범위가 한정되는 것은 아니며, 제1 레이저 발진유닛(110)과 제2 레이저 발진유닛(120)의 발광영역의 크기는 다양하게 형성될 수 있다.The first laser oscillation unit 110 and the second laser oscillation unit 120 are stacked by stacking high power laser diodes (LDs) in multiple layers and used as a stack. In the present embodiment, the first laser oscillation unit 110 and the second laser oscillation unit 120 have a light emitting area having a length of 10 mm in the horizontal direction and a length of 40 mm in the longitudinal direction. The scope of rights is not limited, and the sizes of the emission regions of the first laser oscillation unit 110 and the second laser oscillation unit 120 may be variously formed.

빔 집속유닛(130)은 제1 레이저 빔과 제2 레이저 빔을 미리 결정된 위치의 결상면(T)에 집속한다. 하나의 레이저 빔을 빔 집속유닛(130)를 사용하여 결상할 경우에 결상면(T)에 가로방향(X축 방향)의 길이 20mm와, 세로방향(Y축 방향)의 길이 1mm의 라인빔이 형성되도록 한다면(도 2 참조) 2 개의 레이저 빔 즉 제1 레이저 빔과 제2 레이저 빔을 빔 집속유닛(130)를 사용하여 결상할 경우(도 4참조)에 결상면(T)에 가로방향의 길이 20mmx2+R와, 세로방향의 길이 1mm의 라인빔이 형성될 것이다. 본 발명의 실시예에서는 상기 빔 집속유닛(130)과 본 발명의 발산형 굴절부를 사용하여 결상면(T)에 가로방향의 길이 20x2 mm와, 세로방향의 길이 1mm의 라인빔이 즉 20mm 두 라인빔 사이의 갭(R)이 나타나지 않는 라인 빔을 형성하는 라인빔 형성장치를 제공하는 방법을 제시하고자 한다. 상기 빔 집속유닛(130)의 구성 렌즈들을 다양하게 구성함으로서 제1 레이저 빔과 제2 레이저 빔으로 결상면(T)에 집속되는 라인빔의 길이와 폭은 다양하게 설정될 수 있다.The beam focusing unit 130 focuses the first laser beam and the second laser beam on the imaging surface T at a predetermined position. When a single laser beam is formed using the beam focusing unit 130, a line beam having a length of 20 mm in the horizontal direction (X-axis direction) and a length of 1 mm in the vertical direction (Y-axis direction) is formed on the imaging surface T. If it is to be formed (see FIG. 2), when forming two laser beams, i.e., the first laser beam and the second laser beam using the beam focusing unit 130 (see FIG. 4), in the transverse direction to the imaging surface T A line beam with a length of 20 mmx2+R and a length of 1 mm in the longitudinal direction will be formed. In an embodiment of the present invention, the beam focusing unit 130 and the divergent refracting part of the present invention are used to form a line beam having a length of 20x2 mm in the horizontal direction and a length of 1mm in the longitudinal direction, that is, two lines of 20mm. It is intended to propose a method for providing a line beam forming apparatus for forming a line beam in which a gap R between beams does not appear. The length and width of the line beam focused on the imaging surface T by the first laser beam and the second laser beam may be variously set by variously configuring the constituent lenses of the beam focusing unit 130.

본 발명의 실시예에서는, 도 5 내지 도 6에 자세히 도시된 바와 같이, 제1 레이저 빔과 제2 레이저 빔의 경로를 제1축 방향에 대하여 서로 멀어지는 방향으로 굴절시키는 발산형 굴절부(135)와, 발산형 굴절부(135)에 이격되어 배치되며 제1 레이저 빔과 상기 제2 레이저 빔의 경로를 제1축 방향에 대하여 서로 근접하는 방향으로 굴절시키면서, 상기 제1 레이저 빔과 상기 제2 레이저 빔 각각을 결상면(T)에 도달하기 전에 집속시켜 결상면(T)에서는 상기 제1 레이저 빔과 상기 제2 레이저 빔 각각이 발산하여 하나의 빔이 과 같이 되도록 연결하기 위해 제1축(X축) 방향과 직교하는 방향(Y축)을 축으로 갖는 제1 실린더렌즈(150)(실린더 렌즈 : 일반적으로 광학에서 실린더의 축은 렌즈의 굴절력이 주어지지 않는 방향을 나타낸다.)와, 상기 제1 레이저 빔과 제2 레이저 빔을 제1축 방향에 교차하는 제2축(Y축) 방향으로 각각 결상면(T)에 집속시키도록 하기 위해 제1축(X축) 방향을 축으로 갖는 제 2실린더렌즈(160)와, 결상면(T)에 집속된 라인빔의 제2축 방향의 폭을 조절하는 라인빔 폭 조절렌즈(170)와, 외부로부터 빔 집속유닛(130)을 보호하는 보호윈도우(180)와, 보호윈도우(180)에 연결되며 발산형 굴절부(135)와, 상기 제1축 방향 실린더렌즈(150)와 제2축 방향 실린더렌즈(160) 및 라인빔 폭 조절렌즈(170)를 수용하여 보호하는 하우징(미도시)를 포함한다.In an embodiment of the present invention, as shown in detail in FIGS. 5 to 6, the divergent refracting unit 135 refracts paths of the first laser beam and the second laser beam in a direction away from each other with respect to the first axis direction Wow, the first laser beam and the second laser beam are arranged to be spaced apart from the divergent refracting unit 135 and refract the paths of the first laser beam and the second laser beam in directions close to each other with respect to the first axis direction. Each of the laser beams is focused before reaching the imaging surface T, and in the imaging surface T, each of the first laser beam and the second laser beam is diverged so that a first axis is connected such that one beam becomes the same. The first cylinder lens 150 having a direction (Y-axis) orthogonal to the X-axis direction (cylinder lens: in general, the axis of the cylinder in optics represents a direction in which the refractive power of the lens is not given) and the agent A product having a first axis (X-axis) as an axis so as to focus the laser beam and the second laser beam on the imaging surface T in the second axis (Y-axis) direction intersecting the first axis direction. 2 cylinder lens 160, a line beam width adjusting lens 170 for adjusting the width in the second axis direction of the line beam focused on the imaging surface T, and protection for protecting the beam focusing unit 130 from the outside It is connected to the window 180, the protective window 180, and a divergent refracting part 135, the first axial cylinder lens 150, the second axial cylinder lens 160, and the line beam width adjustment lens ( It includes a housing (not shown) for receiving and protecting 170.

발산형 굴절부(135)는 제1 레이저 빔과 제2 레이저 빔의 경로를 제1축 방향에 대하여 서로 멀어지는 방향으로 굴절시킨다. 이러한 발산형 굴절부(135)는, 도 7에 도시된 바와 같이 형상의 역바이프리즘(reverse biprism, 140)을 포함한다. 본 실시예의 역바이프리즘(140)은 제1축 방향에 대하여만 레이저 빔의 경로를 변경시키고 제1축 방향에 교차하는 제2축 방향에 대해서는 레이저 빔의 경로를 변경시키지 않는다.The divergent refracting unit 135 refracts paths of the first laser beam and the second laser beam in a direction away from each other with respect to the first axis direction. The divergent refracting part 135 includes a reverse biprism 140 having a shape as shown in FIG. 7. The reverse biprism 140 of this embodiment changes the path of the laser beam only in the first axis direction and does not change the path of the laser beam in the second axis direction crossing the first axis direction.

이러한 역바이프리즘(140)은, 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 제1축 방향에 대하여 가장자리 영역에서 중앙 영역으로 갈수록 두께가 작아지는 형상으로 마련된다. As illustrated in FIGS. 7 and 8, the inverse biprism 140 is provided in a shape in which the thickness decreases as it goes from the edge region to the center region with respect to the first axis direction.

자세히 설명하면, 본 실시예에 따른 역바이프리즘(140)은, 제1 외벽(141)과, 제1 외벽(141)의 반대편에 위치되며 제1축 방향에 대하여 제1 외벽(141)의 가장자리 영역에서 제1 외벽(141)의 중앙 영역으로 갈수록 제1 외벽(141)에 가까워지도록 경사지게 배치되는 제2 외벽(142)과, 제1 외벽(141)의 반대편에 위치되고 제2 외벽(142)에 연결되며 제1축 방향에 대하여 제1 외벽(141)의 가장자리 영역에서 제1 외벽(141)의 중앙 영역으로 갈수록 제1 외벽(141)에 가까워지도록 경사지게 배치되는 제3 외벽(143)을 포함한다.In more detail, the reverse biprism 140 according to the present embodiment is located on the opposite side of the first outer wall 141 and the first outer wall 141 and is the edge of the first outer wall 141 with respect to the first axis direction. The second outer wall 142 is disposed to be inclined to be closer to the first outer wall 141 toward the central region of the first outer wall 141 from the region, and the second outer wall 142 is located on the opposite side of the first outer wall 141 And a third outer wall 143 which is inclined to be closer to the first outer wall 141 toward the central region of the first outer wall 141 from the edge region of the first outer wall 141 with respect to the first axis direction do.

제2 외벽(142)은 제1 외벽(141)에 이격되어 제1 외벽(141)의 반대편에 위치된다. 이러한 제2 외벽(142)은, 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 제1축 방향에 대하여 제1 외벽(141)의 가장자리 영역에서 제1 외벽(141)의 중앙 영역으로 갈수록 제1 외벽(141)에 가까워지도록 경사지게 배치된다. The second outer wall 142 is spaced apart from the first outer wall 141 and is located on the opposite side of the first outer wall 141. 7 and 8, the second outer wall 142 increases from the edge region of the first outer wall 141 to the central region of the first outer wall 141 with respect to the first axis direction. It is disposed obliquely to approach (141).

본 실시예에서 제2 외벽(142)은 제1 레이저 발진유닛(110)에 대향되게 배치되어 제1 레이저 빔을 굴절시킨다.In this embodiment, the second outer wall 142 is disposed to face the first laser oscillation unit 110 to refract the first laser beam.

제3 외벽(143)은, 제1 외벽(141)에 이격되어 제1 외벽(141)의 반대편에 위치되며, 제2 외벽(142)에 연결된다. 이러한 제3 외벽(143)은, 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 제1축 방향에 대하여 제1 외벽(141)의 가장자리 영역에서 제1 외벽(141)의 중앙 영역으로 갈수록 제1 외벽(141)에 가까워지도록 경사지게 배치된다. The third outer wall 143 is spaced apart from the first outer wall 141 and positioned on the opposite side of the first outer wall 141, and is connected to the second outer wall 142. 7 and 8, the third outer wall 143 increases from the edge region of the first outer wall 141 to the central region of the first outer wall 141 with respect to the first axis direction. It is disposed obliquely to approach (141).

본 실시예에서 제3 외벽(143)은 제2 레이저 발진유닛(120)에 대향되게 배치되어 제2 레이저 빔을 굴절시킨다.In this embodiment, the third outer wall 143 is disposed to face the second laser oscillation unit 120 to refract the second laser beam.

본 실시예에서 제2 외벽(142)과 제3 외벽(143)은, 도 7 및 도 8에 자세히 도시된 바와 같이, 제1 외벽(141)의 중앙 영역을 기준으로 하여 상호 대칭되게 마련된다.In this embodiment, the second outer wall 142 and the third outer wall 143, as shown in detail in FIGS. 7 and 8, are provided symmetrically with respect to the central region of the first outer wall 141.

한편, 제1 실린더렌즈(150)는 발산형 굴절부(135)에 이격되어 배치된다. 이러한 제1 실린더렌즈(150)는 제1 레이저 빔과 상기 제2 레이저 빔의 경로를 제1축 방향에 대하여 서로 근접하는 방향으로 굴절시키면서, 상기 제1 레이저 빔과 상기 제2 레이저 빔 각각을 결상면(T)에 도달하기 전에 각각 집속시켜 결상면(T)에서는 상기 제1 레이저 빔과 상기 제2 레이저 빔 각각이 발산하여 하나의 빔이 과 같이 되도록 각각의 빔 가장자리를 연결시킨다.On the other hand, the first cylinder lens 150 is spaced apart from the divergent refracting part 135. The first cylinder lens 150 forms each of the first laser beam and the second laser beam while refracting the paths of the first laser beam and the second laser beam in directions close to each other with respect to the first axis direction. Each beam edge is connected so that each of the first laser beam and the second laser beam diverges from the imaging surface T by focusing before reaching the surface T, so that one beam is the same.

본 실시예에서 제1 실린더렌즈(150)는 발산형 굴절부(135)와 보호윈도우(180) 사이에 배치된다. 이러한 제1 실린더렌즈(150)는 제1축 방향에 대하여만 레이저 빔의 경로를 변경시키고 제2축 방향에 대해서는 레이저 빔의 경로를 변경시키지 않는다.In this embodiment, the first cylinder lens 150 is disposed between the divergent refracting part 135 and the protective window 180. The first cylinder lens 150 changes the path of the laser beam only in the first axis direction and does not change the path of the laser beam in the second axis direction.

한편, 본 실시예에서 제2 실린더렌즈(160)는 제1 레이저 빔과 제2 레이저 빔각각을 결상면(T)에서 제1축 방향에 교차하는 제2축 방향으로 집속시킨다. 이러한 제2 실린더렌즈(160)는 제2축 방향에 대하여만 레이저 빔의 경로를 변경시키고 제1축 방향에 대해서는 레이저 빔의 경로를 변경시키지 않는다.On the other hand, in the present embodiment, the second cylinder lens 160 focuses the first laser beam and the second laser beam, respectively, on the imaging surface T in the second axis direction intersecting the first axis direction. The second cylinder lens 160 changes the path of the laser beam only in the second axis direction and does not change the path of the laser beam in the first axis direction.

본 실시예에서 제2 실린더렌즈(160)는, 중심 두께가 가장자리 두께 보다 더 두꺼운 +굴절력의 실린더렌즈(161)와, 중심 두께가 가장자리 두께 보다 더 얇은 -굴절력의 실린더렌즈(163)를 적어도 1개 이상 포함하여 다수개로 구성한다.In the present embodiment, the second cylinder lens 160 includes at least one cylinder lens 161 having a +refractive power with a center thickness greater than the edge thickness, and a cylinder lens 163 having a -refractive power with a center thickness thinner than the edge thickness. It consists of a large number including more than one.

한편, 라인빔 폭 조절렌즈(170)는 결상면(T)에 집속된 라인빔의 제2축 방향의 폭을 조절한다. 본 실시예의 라인빔 폭 조절렌즈(170)는, 제1 실린더렌즈(150)와 보호윈도우(180) 사이에 배치되며, 필요에 따라 빔 집속유닛(130)에 추가되거나 빔 집속유닛(130)에서 제거될 수 있다.Meanwhile, the line beam width adjustment lens 170 adjusts the width of the line beam focused on the imaging surface T in the second axis direction. The line beam width adjustment lens 170 of the present embodiment is disposed between the first cylinder lens 150 and the protective window 180, and is added to the beam focusing unit 130 or the beam focusing unit 130, if necessary. Can be removed.

이러한 라인빔 폭 조절렌즈(170)는 결상면(T)에 집속되는 라인빔의 제2축 방향 폭을 최종적으로 변경하기 위해 사용된다. 예를 들어 결상면(T)에 40mm*1mm의 라인빔을 형성하도록 설계되어진 빔 집속유닛(130)을 이용하여 40mm*3mm의 라인빔을 만들고 싶으면, 라인빔 폭 조절렌즈(170)를 마이너스 굴절력을 가지는 라인빔 폭 조절렌즈(170)로 교체함으로써, 결상면(T)에 집속되는 라인빔의 제2축 방향 폭을 3mm로 조절할 수 있다. The line beam width adjusting lens 170 is used to finally change the width in the second axis direction of the line beam focused on the imaging surface T. For example, to make a line beam of 40mm*3mm using the beam focusing unit 130 designed to form a line beam of 40mm*1mm on the imaging surface T, the line beam width adjusting lens 170 is minus refractive power By replacing with the line beam width adjustment lens 170 having a, it is possible to adjust the width in the second axis direction of the line beam focused on the imaging surface T to 3 mm.

이러한 라인빔 폭 조절렌즈(170)는 제2축 방향에 대하여만 레이저 빔의 경로를 변경시키고 제1축 방향에 대해서는 레이저 빔의 경로를 변경시키지 않는다.The line beam width adjusting lens 170 changes the path of the laser beam only in the second axis direction and does not change the path of the laser beam in the first axis direction.

이하에서 본 실시예에 따른 라인빔 형성장치의 동작을 도 5 내지 도 9를 참고하여 설명한다. Hereinafter, the operation of the line beam forming apparatus according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 5 to 9.

먼저, 결상면(T)에 집속되는 라인빔의 제1축 방향 경로를 도 5에 따라 설명한다. 제1 레이저 발진유닛(110)과 제2 레이저 발진유닛(120)에서 발진된 제1 레이저 빔과 제2 레이저 빔은 발산형 굴절부(135)에 의해 제1축 방향에 대하여 서로 멀어지는 방향으로 굴절된다. First, a path in the first axis direction of the line beam focused on the imaging surface T will be described with reference to FIG. 5. The first laser beam and the second laser beam oscillated by the first laser oscillation unit 110 and the second laser oscillation unit 120 are refracted in a direction away from each other with respect to the first axis direction by the divergent refracting unit 135. do.

발산형 굴절부(135)를 통과한 제1 레이저 빔과 제2 레이저 빔은 제1 실린더렌즈(150)에 의해 제1축 방향에 대하여 서로 근접하는 방향으로 굴절되어, 상기 제1 레이저 빔과 상기 제2 레이저 빔 각각을 결상면(T)에 도달하기 전에 각각 집속되고 더 진행하여 결상면(T)에서는 상기 제1 레이저 빔과 상기 제2 레이저 빔 각각이 발산되어 하나의 빔과 같이 되도록 각각의 빔 가장자리가 연결된다.The first laser beam and the second laser beam that have passed through the divergent refracting part 135 are refracted in a direction close to each other with respect to the first axis direction by the first cylinder lens 150, so that the first laser beam and the Each of the second laser beams is focused and further progressed before reaching the imaging surface T, so that each of the first laser beam and the second laser beam is diverged from the imaging surface T to become one beam. The beam edges are connected.

결상면(T)에 집속된 라인빔에는, 도 5에 도시된 바와 같이, 종래기술과 달리 제1축 방향에 대하여 불연속적인 부위가 없다. 즉, 도 9(b)에 도시된 바와 같이 결상면(T)에 집속된 라인빔은 제1축 방향에 대하여 균일한 출력을 갖는다.In the line beam focused on the imaging surface T, as shown in FIG. 5, there is no discontinuous portion with respect to the first axis direction, unlike the prior art. That is, as shown in FIG. 9(b), the line beam focused on the imaging surface T has a uniform output with respect to the first axis direction.

다음, 결상면(T)에 집속되는 라인빔의 제2축 방향 경로를 도 6에 따라 설명한다. Next, the second axis direction path of the line beam focused on the imaging surface T will be described with reference to FIG. 6.

제1 레이저 발진유닛(110)과 제2 레이저 발진유닛(120)에서 발진된 제1 레이저 빔과 제2 레이저 빔 각각은 제2 실린더렌즈(160)에 의해 제2축 방향에 대하여 결상면(T)에 각각 집속된다. 이러한 제2 실린더렌즈(160)는 제2축 방향에 대하여만 레이저 빔의 경로를 변경시키고 제1축 방향에 대해서는 레이저 빔의 경로를 변경시키지 않는다.Each of the first laser beam and the second laser beam oscillated by the first laser oscillation unit 110 and the second laser oscillation unit 120 is formed with respect to the second axis direction by the second cylinder lens 160 (T ) Respectively. The second cylinder lens 160 changes the path of the laser beam only in the second axis direction and does not change the path of the laser beam in the first axis direction.

이상에서 보면 제1 실린더렌즈(150)에 의해 상기 제1 레이저 빔과 상기 제2 레이저 빔 각각이 결상면(T)의 제1축 방향으로는 하나의 빔과 같이 되도록 각각의 빔 가장자리가 연결되고, 제2 실린더렌즈(160)에 의해 결상면(T)의 제2축 방향으로는 각각 집속되기 때문에, 전체적으로는 제1축 방향으로 길고, 제2축 방향으로는 좁은 폭을 가지는 라인 빔을 얻을 수 있게 된다.As seen from the above, each beam edge is connected by the first cylinder lens 150 such that each of the first laser beam and the second laser beam becomes one beam in the first axis direction of the imaging surface T, , Since the second cylinder lens 160 focuses in the second axis direction of the imaging surface T, a line beam having a long overall width in the first axis direction and a narrow width in the second axis direction is obtained. It becomes possible.

이와 같이 본 발명에 따른 라인빔 형성장치는, 제1 레이저 빔과 제2 레이저 빔을 미리 결정된 위치의 결상면(T)에 집속하되, 제1 레이저 빔과 제2 레이저 빔의 경로를 제1축 방향에 대하여 서로 멀어지는 방향으로 굴절시키는 발산형 굴절부(135)를 구비하는 빔 집속유닛(130)을 포함함으로써, 다수개의 레이저 발진장치에서 발진된 레이저 빔을 결상면(T)에 집속하여 균일한 출력을 가지는 라인빔을 형성할 수 있고, 그에 따라 고가의 고출력 레이저 발진장치를 사용하지 않으면서도 고출력이면서 균일한 출력을 가지는 라인빔을 형성할 수 있다.In this way, the line beam forming apparatus according to the present invention focuses the first laser beam and the second laser beam on the imaging surface T at a predetermined position, and the paths of the first laser beam and the second laser beam are the first axis. By including a beam focusing unit 130 having a divergent refracting part 135 that refracts in directions away from each other with respect to the direction, the laser beams generated by a plurality of laser oscillation devices are focused on the imaging surface T to be uniform A line beam having an output can be formed, and accordingly, a line beam having a high output and a uniform output can be formed without using an expensive high-power laser oscillation apparatus.

도 10는 본 발명의 제2 실시예에 따른 발산형 굴절부가 도시된 도면이다. 10 is a view showing a divergent refracting unit according to a second embodiment of the present invention.

본 실시예는 제1 실시예와 비교할 때에 발산형 굴절부의 구성에 차이가 있을 뿐, 다른 구성에 있어서는 도 5 내지 도 9의 제1 실시예의 구성과 동일하므로, 이하에서는 동일한 구성에 대해서는 그 설명을 생략한다.This embodiment differs only in the configuration of the divergent refracting part when compared to the first embodiment, and in other configurations, it is the same as the configuration of the first embodiment of FIGS. 5 to 9, so that the same configuration will be described below. Omitted.

본 실시예에 따른 발산형 굴절부는 제1 레이저 빔과 제2 레이저 빔 사이의 발산각도가 조절될 수 있는 각도 조절형 굴절부(240)를 포함한다.The divergent refraction unit according to the present embodiment includes an angle-adjustable refraction unit 240 in which the divergence angle between the first laser beam and the second laser beam can be adjusted.

이러한 각도 조절형 굴절부(240)는, 도 10에 자세히 도시된 바와 같이, 제1 레이저 발진유닛(110)에 대향되게 배치되는 제1 프리즘부(241)와, 제2 레이저 발진유닛(120)에 대향되게 배치되는 제2 프리즘부(242)와, 제1 프리즘부(241)와 제2 프리즘부(242)가 회전가능하게 결합되는 힌지축부(243)를 포함한다.The angle-adjustable refraction unit 240 includes a first prism unit 241 and a second laser oscillation unit 120 disposed opposite to the first laser oscillation unit 110 as shown in detail in FIG. 10. It includes a second prism portion 242 disposed opposite to, and a hinge shaft portion 243 to which the first prism portion 241 and the second prism portion 242 are rotatably coupled.

본 실시예에서 제1 프리즘부(241)와 제2 프리즘부(242)는, 가장자리 영역에서 힌지축부(243) 방향으로 갈수록 두께가 작아지는 형상으로 마련된다.In the present embodiment, the first prism portion 241 and the second prism portion 242 are provided in a shape in which the thickness decreases as the edge region goes toward the hinge shaft portion 243.

힌지축부(243)에는 제1 프리즘부(241)와 제2 프리즘부(242)가 각각 독립적으로 회전가능하게 결합된다. 따라서 제1 프리즘부(241)와 제2 프리즘부(242) 사이의 각도가 제1 실시예와 달리 변경될 수 있다.The first prism part 241 and the second prism part 242 are respectively rotatably coupled to the hinge shaft part 243. Therefore, the angle between the first prism portion 241 and the second prism portion 242 may be changed, unlike the first embodiment.

이와 같이 본 실시예에 따른 라인빔 형성장치는, 제1 레이저 빔과 제2 레이저 빔 사이의 발산각도가 조절될 수 있는 각도 조절형 굴절부(240)를 구비함으로써, 제1 레이저 빔과 제2 레이저 빔의 발산각도의 변경이 용이한 이점이 있다.As described above, the line beam forming apparatus according to the present exemplary embodiment includes the first laser beam and the second laser beam by having an angle-adjustable refraction unit 240 that can adjust the divergence angle between the first laser beam and the second laser beam. There is an advantage that it is easy to change the divergence angle of the laser beam.

이상 도면을 참조하여 본 실시예에 대해 상세히 설명하였지만 본 실시예의 권리범위가 전술한 도면 및 설명에 국한되지는 않는다.The present embodiment has been described in detail with reference to the drawings, but the scope of rights of the present embodiment is not limited to the drawings and description.

이와 같이 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 수정예 또는 변형예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.As described above, the present invention is not limited to the described embodiments, and it is obvious to those skilled in the art that various modifications and modifications can be made without departing from the spirit and scope of the present invention. Therefore, such modifications or variations will have to belong to the claims of the present invention.

110: 제1 레이저 발진유닛 120: 제2 레이저 발진유닛
130: 빔 집속유닛 135: 발산형 굴절부
140: 역바이프리즘 141: 제1 외벽
142: 제2 외벽 143: 제3 외벽
150: 제1 실린더렌즈 160: 제2 실린더렌즈
161: +굴절력의 실린더렌즈 163: -굴절력의 실린더렌즈
170: 라인빔 폭 조절렌즈 180: 보호윈도우
240: 각도 조절형 굴절부 241: 제1 프리즘부
242: 제2 프리즘부 243: 힌지축부
T: 결상면110: first laser oscillation unit 120: second laser oscillation unit
130: beam focusing unit 135: divergent refraction
140: reverse biprism 141: first outer wall
142: second outer wall 143: third outer wall
150: first cylinder lens 160: second cylinder lens
161: +refractive power cylinder lens 163: -Refractive power cylinder lens
170: line beam width adjustment lens 180: protection window
240: angle-adjustable refraction section 241: first prism section
242: second prism portion 243: hinge shaft portion
T: imaging surface

Claims (8)

제1 레이저 빔을 방사하는 제1 레이저 발진유닛;
상기 제1 레이저 발진유닛에 제1축 방향으로 이격되어 배치되며, 제2 레이저 빔을 방사하는 제2 레이저 발진유닛; 및
상기 제1 레이저 빔과 상기 제2 레이저 빔을 미리 결정된 위치의 결상면에 집속하되, 상기 결상면에 접속되는 상기 제1 레이저 빔과 상기 제2 레이저 빔의 가장자리가 연결됨으로써 상기 결상면에 집속되는 상기 제1 레이저 빔과 상기 제2 레이저 빔 사이에 갭이 나타나지 않는 라인 빔이 형성되도록 구비되는 빔 집속유닛을 포함하고,
상기 빔 집속유닛은.
상기 제1 레이저 빔과 상기 제2 레이저 빔의 경로를 상기 제1축 방향에 대하여 서로 멀어지는 방향으로 굴절시키는 발산형 굴절부;
상기 발산형 굴절부로부터 상기 결상면 쪽으로 이격되어 배치되며, 상기 제1 레이저 빔과 상기 제2 레이저 빔이 상기 결상면에 도달하기 전에 집속되어 상기 결상면에서는 제1축 방향 라인빔으로 연결되도록, 상기 제1 레이저 빔과 상기 제2 레이저 빔의 경로를 상기 제1축 방향에 대하여 서로 근접하는 방향으로 굴절시키는 제1 실린더렌즈; 및
상기 발산형 굴절부 및 상기 제1 실린더렌즈 사이에 배치되며, 상기 제1 레이저 빔과 상기 제2 레이저 빔이 결상면에서 각각 집속되도록, 상기 제1 레이저 빔과 상기 제2 레이저 빔을 상기 제1축 방향에 교차하는 제2축 방향에 대하여 각각 굴절시키는 제2 실린더렌즈를 포함하는 라인빔 형성장치.A first laser oscillation unit emitting a first laser beam;
A second laser oscillation unit which is disposed at a first axis direction in the first laser oscillation unit and emits a second laser beam; And
The first laser beam and the second laser beam are focused on the imaging surface at a predetermined position, and the edges of the first laser beam and the second laser beam connected to the imaging surface are connected to the imaging surface. And a beam focusing unit provided to form a line beam in which a gap does not appear between the first laser beam and the second laser beam,
The beam focusing unit.
A divergent refracting unit that refracts paths of the first laser beam and the second laser beam in a direction away from each other with respect to the first axis direction;
Arranged to be spaced apart from the divergent refracting portion toward the imaging surface, the first laser beam and the second laser beam are focused before reaching the imaging surface, and connected to the imaging surface in a first axis direction line beam. A first cylinder lens which refracts paths of the first laser beam and the second laser beam in directions close to each other with respect to the first axis direction; And
The first laser beam and the second laser beam are disposed between the divergent refracting part and the first cylinder lens, and the first laser beam and the second laser beam are respectively focused on an imaging surface. A line beam forming apparatus including a second cylinder lens which refracts respectively with respect to a second axis direction intersecting the axial direction. 제1항에 있어서,
상기 발산형 굴절부는 역바이프리즘(reverse biprism)을 포함하는 라인빔 형성장치.According to claim 1,
The divergent refraction unit is a line beam forming apparatus including a reverse biprism. 제2항에 있어서,
상기 역바이프리즘은,
상기 제1축 방향에 대하여 가장자리 영역에서 중앙 영역으로 갈수록 두께가 작아지는 형상으로 마련되는 것을 특징으로 하는 라인빔 형성장치.According to claim 2,
The reverse biprism,
Line beam forming apparatus characterized in that it is provided in a shape that becomes smaller in thickness from the edge region to the central region with respect to the first axis direction. 제2항에 있어서,
상기 역바이프리즘은,
제1 외벽;
상기 제1 외벽의 반대편에 위치되며, 상기 제1축 방향에 대하여 상기 제1 외벽의 가장자리 영역에서 상기 제1 외벽의 중앙 영역으로 갈수록 상기 제1 외벽에 가까워지도록 경사지게 배치되는 제2 외벽; 및
상기 제1 외벽의 반대편에 위치되고 상기 제2 외벽에 연결되며, 상기 제1축 방향에 대하여 상기 제1 외벽의 가장자리 영역에서 상기 제1 외벽의 중앙 영역으로 갈수록 상기 제1 외벽에 가까워지도록 경사지게 배치되는 제3 외벽을 포함하는 라인빔 형성장치.According to claim 2,
The reverse biprism,
A first outer wall;
A second outer wall positioned on the opposite side of the first outer wall and being inclined to be closer to the first outer wall from an edge region of the first outer wall to a central region of the first outer wall with respect to the first axial direction; And
Located on the opposite side of the first outer wall and connected to the second outer wall, disposed in an inclined direction toward the first outer wall toward the central region of the first outer wall from the edge region of the first outer wall with respect to the first axis direction Line beam forming apparatus comprising a third outer wall. 제4항에 있어서,
상기 제2 외벽과 상기 제3 외벽은 상기 제1 외벽의 중앙 영역을 기준으로 하여 상호 대칭되게 마련되는 것을 특징으로 하는 라인빔 형성장치.According to claim 4,
And the second outer wall and the third outer wall are provided symmetrically with respect to the center region of the first outer wall. 제4항에 있어서,
상기 역바이프리즘은,
상기 제2 외벽 및 상기 제3 외벽이 각각 상기 제1 레이저 발진유닛 및 제2 레이저 발진유닛에 대향되는 방향으로 배치되는 것을 특징으로 하는 라인빔 형성장치.According to claim 4,
The reverse biprism,
And the second outer wall and the third outer wall are arranged in directions opposite to the first laser oscillation unit and the second laser oscillation unit, respectively. 삭제delete 삭제delete
KR1020170182837A 2017-12-28 2017-12-28 A line beam forming device KR102130645B1 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170182837A KR102130645B1 (en) 2017-12-28 2017-12-28 A line beam forming device
PCT/KR2018/016438 WO2019132442A1 (en) 2017-12-28 2018-12-21 Line beam forming apparatus

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170182837A KR102130645B1 (en) 2017-12-28 2017-12-28 A line beam forming device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20190080411A KR20190080411A (en) 2019-07-08
KR102130645B1 true KR102130645B1 (en) 2020-07-06

Family

ID=67067884

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020170182837A KR102130645B1 (en) 2017-12-28 2017-12-28 A line beam forming device

Country Status (2)

Country Link
KR (1) KR102130645B1 (en)
WO (1) WO2019132442A1 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20210111069A (en) 2020-03-02 2021-09-10 삼성전자주식회사 Anamorphic optical system and display apparatus including the same
KR102393981B1 (en) * 2020-11-27 2022-05-03 (주)에이치아이티오토모티브 Diode laser module for heat treatment equipment

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050063428A1 (en) * 2003-09-22 2005-03-24 Anikitchev Serguei G. Apparatus for projecting a line of light from a diode-laser array
CN102436066A (en) * 2011-12-29 2012-05-02 江苏大学 Method and device for adjusting internal/external diameters of hollow beams
WO2017029874A1 (en) * 2015-08-18 2017-02-23 アルプス電気株式会社 Light emitting device

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN201199288Y (en) * 2007-11-14 2009-02-25 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 Light beam coupling apparatus capable of implementing high-power semiconductor laser array using rectangular prism set
JP5809498B2 (en) * 2010-10-19 2015-11-11 キヤノン株式会社 Light source unit adjusting apparatus and manufacturing method
KR101608471B1 (en) 2014-04-14 2016-04-07 울산과학기술원 A laser heat treatment method with heat sink
US10126558B2 (en) * 2016-01-11 2018-11-13 Ut-Battelle, Llc Stable, narrow spectral linewidth, fiber-delivered laser source for spin exchange optical pumping

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050063428A1 (en) * 2003-09-22 2005-03-24 Anikitchev Serguei G. Apparatus for projecting a line of light from a diode-laser array
CN102436066A (en) * 2011-12-29 2012-05-02 江苏大学 Method and device for adjusting internal/external diameters of hollow beams
WO2017029874A1 (en) * 2015-08-18 2017-02-23 アルプス電気株式会社 Light emitting device

Also Published As

Publication number Publication date
KR20190080411A (en) 2019-07-08
WO2019132442A1 (en) 2019-07-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11906752B2 (en) Optical element arrangements for varying beam parameter product in laser delivery systems
US11500139B2 (en) Wavelength beam combining laser systems utilizing prisms for beam quality improvement and bandwidth reduction
US6494371B1 (en) Diode-laser light projector for illuminating a linear array of light modulators
US20190250417A1 (en) Wavelength beam combining laser systems utilizing lens roll for chief ray focusing
US5825551A (en) Beam shaper
US9658461B2 (en) Optical alignment systems and methods for wavelength beam combining laser systems
US9851571B1 (en) Apparatus for generating a line-beam from a diode-laser array
US7260131B2 (en) Symmetrization device and laser diode system provided with the same
KR102130645B1 (en) A line beam forming device
US10310280B2 (en) Offset laser array with beam combining optical element
US11914166B2 (en) Systems and methods for alignment of wavelength beam combining resonators
US11394177B2 (en) Light source device
JP7153862B2 (en) Laser system with stepped slow-axis collimator
WO2015145608A1 (en) Laser device
KR102078376B1 (en) A line beam forming device
WO2017132209A1 (en) Aberration compensated diode-laser stack
US20190341745A1 (en) Laser device
KR102099722B1 (en) Single-emitter line beam system
KR101678125B1 (en) The protection device for a light source pump
JP2021152567A (en) Light source device, projector, and machining device
US20210197311A1 (en) Laser head configurations and techniques for materials processing
JP2022071758A (en) Semiconductor laser module
JP2022071757A (en) Semiconductor laser module
CA2492617C (en) Symmetrization device and laser diode system provided with the same
JPWO2020081335A5 (en)

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant