KR102517385B1 - Laser beam optical axis alignment system - Google Patents

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KR102517385B1
KR102517385B1 KR1020220164084A KR20220164084A KR102517385B1 KR 102517385 B1 KR102517385 B1 KR 102517385B1 KR 1020220164084 A KR1020220164084 A KR 1020220164084A KR 20220164084 A KR20220164084 A KR 20220164084A KR 102517385 B1 KR102517385 B1 KR 102517385B1
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김성민
최종만
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(주)블루코어컴퍼니
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Abstract

The present invention relates to an optical axis alignment system of a laser light. More specifically The present invention relates to the optical axis alignment system of the laser light which detects misalignment of an optical axis of the laser light resonating from a laser resonator and automatically aligns a misaligned optical axis. According to the present invention, the misalignment of the optical axis of the resonant laser light is detected, and the misaligned optical axis is automatically aligned. Therefore, user convenience is improved. The optical axis alignment system of the laser light of the present invention comprises: a rear mirror angle adjustment means (100); a shielding shutter (150); an output coupler angle adjustment means (200); a first beam splitter (310); a second beam splitter (320); a beam profiler (400); a power sensor (450); and a controller (500).

Description

레이저광의 광축 정렬시스템 {Laser beam optical axis alignment system}Laser beam optical axis alignment system {Laser beam optical axis alignment system}

본 발명은 레이저광의 광축 정렬시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 레이저공진기에서 공진되는 레이저광의 광축의 어긋남을 검출하고, 어긋난 광축을 자동으로 정렬하는 레이저광의 광축 정렬시스템에 관한 것이다.The present invention relates to an optical axis alignment system for laser light, and more particularly, to an optical axis alignment system for laser light that detects the displacement of an optical axis of a laser beam resonating in a laser resonator and automatically aligns the offset optical axis.

레이저광은 레이저 캐비티(Laser cavity)와 리어 미러(rear mirror), 출력 커플러(output coupler)에 의해 공진된 후에 출력 커플러를 투과하여 출력된다. 이때, 리어 미러와 출력 커플러는 레이저 캐비티와 수직/수평으로 정렬되어야만 공진이 이루어지게 되고, 이러한 정렬을 얼라인먼트(alignment)라고 한다.After being resonated by a laser cavity, a rear mirror, and an output coupler, the laser light is transmitted through the output coupler and output. At this time, resonance is achieved only when the rear mirror and the output coupler are vertically/horizontally aligned with the laser cavity, and this alignment is called alignment.

다만, 이러한 얼라인먼트는 미세한 진동 등의 외부 환경요인으로 쉽게 틀어질 수 있는데, 이 경우 레이저광의 광축이 어긋나게 되어 레이저 출력이 감소하거나 레이저의 출력 방향 및 분포가 특정 방향으로 집중되는 등의 문제점이 있었다.However, this alignment can be easily distorted due to external environmental factors such as minute vibrations. In this case, the optical axis of the laser light is shifted, resulting in a decrease in laser output or a problem in that the direction and distribution of laser output are concentrated in a specific direction.

상기와 같은 문제점을 극복하기 위하여, 본 출원인은 레이저공진기에서 공진되는 레이저광의 광축의 어긋남을 검출하고, 어긋난 광축을 자동으로 정렬하는 레이저광의 광축 정렬시스템을 연구·개발하게 된 것이다.In order to overcome the above problems, the present applicant has researched and developed an optical axis alignment system for laser light that detects the displacement of the optical axis of the laser light resonating in the laser resonator and automatically aligns the offset optical axis.

등록특허 제10-2079510호 (2020.02.14)Registered Patent No. 10-2079510 (2020.02.14)

본 발명은 레이저공진기에서 공진되는 레이저광의 광축의 어긋남을 검출하고, 어긋난 광축을 자동으로 정렬하는 레이저광의 광축 정렬시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.An object of the present invention is to provide an optical axis alignment system for laser light that detects a misalignment of an optical axis of a laser light resonating in a laser resonator and automatically aligns the misaligned optical axis.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에서는 레이저광을 발생시키는 레이저캐비티(11)와, 상기 레이저캐비티(11)를 사이에 두고 설치되어 레이저캐비티(11)에서 발생되는 레이저광을 반사시켜 공진시키는 리어미러(12) 및 출력커플러(13)를 포함하는 레이저공진기(10)에 적용되는 레어저광의 광축을 정렬하는 시스템에 있어서, 상기 리어미러(12)의 일측에 설치되어, 리어미러(12)의 각도를 조절하는 리어미러각도조절수단(100); 상기 출력커플러(13)의 일측에 설치되어, 출력커플러(13)의 각도를 조절하는 출력커플러각도조절수단(200); 상기 레이저공진기(10)에서 공진되는 레이저광(L10)이 발진조건을 만족하여 상기 출력커플러(13)를 통하여 출력되는 출력광(L20)을 직교 방향으로 반사되는 측정광(L21)과 직진 투과되는 투과광(L22)으로 분기시키는 빔스플리터(300); 상기 분기된 측정광(L21)을 분석하여 공진되는 레이저광(L10)의 광축의 어긋남을 검출하는 빔프로파일러(400); 상기 빔프로파일러(400)에서 레이저광(L10)의 광축의 어긋남이 검출된 경우, 리어미러각도조절수단(100) 및 출력커플러각도조절수단(200) 중 적어도 어느 하나를 작동시켜 레어저광의 광축을 정렬하는 컨트롤러(500);를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저광의 광축 정렬시스템을 제시한다.In order to achieve the above object, in the present invention, a laser cavity 11 for generating laser light is installed with the laser cavity 11 interposed therebetween, and the laser light generated in the laser cavity 11 is reflected and resonated. In the system for aligning the optical axis of the laser beam applied to the laser resonator 10 including the rear mirror 12 and the output coupler 13, installed on one side of the rear mirror 12, the rear mirror 12 ) Rear mirror angle adjusting means 100 for adjusting the angle of; An output coupler angle adjusting unit 200 installed on one side of the output coupler 13 to adjust an angle of the output coupler 13; The laser light L10 resonating in the laser resonator 10 satisfies the oscillation condition and the output light L20 output through the output coupler 13 is directly transmitted with the measurement light L21 reflected in the orthogonal direction. a beam splitter 300 diverging the transmitted light L22; a beam profiler 400 that analyzes the branched measurement light L21 and detects a deviation of the optical axis of the resonant laser light L10; When the deviation of the optical axis of the laser light L10 is detected by the beam profiler 400, at least one of the rear mirror angle adjusting means 100 and the output coupler angle adjusting means 200 is operated to adjust the optical axis of the laser light. A controller 500 for aligning; proposes an optical axis alignment system of laser light comprising a.

본 발명에 따르면, 공진되는 레이저광의 광축의 어긋남이 검출되고, 어긋난 광축이 자동으로 정렬됨으로써, 사용자의 편의성이 향상되는 장점이 있다.According to the present invention, the deviation of the optical axis of the resonating laser light is detected, and the deviation of the optical axis is automatically aligned, thereby improving user convenience.

도 1은 본 발명이 적용되는 레이저공진기의 일반적인 구성을 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 레이저광의 광축 정렬시스템의 구성을 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 레이저광의 광축 정렬시스템의 구성을 나타내는 도면이다.
도 4는 출력광의 모습이 빔프로파일러에서 의해 시각적으로 프로파일링된 모습을 나타내는 도면이다.
도 5는 출력광의 출력지점이 목표위치로부터 벗어난 경우 레어저광의 광축을 정렬하는 모습을 나타내는 예시도이다. 도 5(a)는 정렬 전, 도 5(b)는 정렬 후를 나타낸다.
도 6은 출력광이 에너지분포가 편향된 경우 레이저광의 광축을 정렬하는 모습을 나타내는 예시도이다. 도 6(a)는 정렬 전, 도 6(b)는 정렬 후를 나타낸다.1 is a diagram showing a general configuration of a laser resonator to which the present invention is applied.
2 is a diagram showing the configuration of an optical axis alignment system for laser light according to an embodiment of the present invention.
3 is a diagram showing the configuration of an optical axis alignment system for laser light according to another embodiment of the present invention.
4 is a view showing the shape of the output light visually profiled by the beam profiler.
FIG. 5 is an exemplary diagram illustrating how optical axes of laser light are aligned when an output point of output light is out of a target position. 5(a) shows before alignment, and FIG. 5(b) shows after alignment.
FIG. 6 is an exemplary diagram illustrating how optical axes of laser light are aligned when the energy distribution of the output light is biased. 6(a) shows before alignment, and FIG. 6(b) shows after alignment.

이하 첨부된 도면을 바탕으로 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 설명한다. 다만 본 발명의 권리범위는 특허청구범위 기재에 의하여 파악되어야 한다. 또한 본 발명의 요지를 모호하게 하는 공지기술의 설명은 생략한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described based on the accompanying drawings. However, the scope of the present invention should be grasped by the description of the claims. In addition, descriptions of known technologies that obscure the subject matter of the present invention will be omitted.

단, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도면에 도시된 바에 한정되지 않으며, 여러 부분 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다.However, since the size and thickness of each component shown in the drawings are arbitrarily shown for convenience of explanation, the present invention is not necessarily limited to what is shown in the drawings, and the thickness is enlarged to clearly express various parts and regions. was

또한, 본 발명의 설명 중 "상", "하" 등의 방향 한정은 이해를 돕기 위해 도 1의 형태를 기준으로 지시하는 것일 뿐, 기준선(또는 도면)을 달리하면 방향도 달리 지시될 것임을 밝혀둔다.In addition, in the description of the present invention, it is revealed that the direction limitation such as "top" and "bottom" is only indicated based on the shape of FIG. put

본 발명은 레이저광의 광축 정렬시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 레이저공진기에서 공진되는 레이저광의 광축의 어긋남을 검출하고, 어긋난 광축을 자동으로 정렬하는 레이저광의 광축 정렬시스템에 관한 것이다.The present invention relates to an optical axis alignment system for laser light, and more particularly, to an optical axis alignment system for laser light that detects the displacement of an optical axis of a laser beam resonating in a laser resonator and automatically aligns the offset optical axis.

도 1은 본 발명이 적용되는 레이저공진기의 일반적인 구성을 나타내는 도면이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 레이저광의 광축 정렬시스템의 구성을 나타내는 도면이고, 도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 레이저광의 광축 정렬시스템의 구성을 나타내는 도면이고, 도 4는 출력광의 모습이 빔프로파일러에서 의해 시각적으로 프로파일링된 모습을 나타내는 도면이고, 도 5는 출력광의 출력지점이 목표위치로부터 벗어난 경우 레어저광의 광축을 정렬하는 모습을 나타내는 예시도이고, 도 6은 출력광이 목표위치에 출력되지만 출력광의 에너지분포가 편향된 경우 레이저광의 광축을 정렬하는 모습을 나타내는 예시도이다.1 is a diagram showing the general configuration of a laser resonator to which the present invention is applied, FIG. 2 is a diagram showing the configuration of an optical axis alignment system for laser light according to an embodiment of the present invention, and FIG. 3 is another embodiment of the present invention. 4 is a view showing the shape of the output light visually profiled by a beam profiler, and FIG. 5 is a case where the output point of the output light is out of the target position. FIG. 6 is an exemplary view showing how the optical axis of the laser light is aligned when the output light is output to a target position but the energy distribution of the output light is deflected.

여기서, 레이저공진기(10)는 도 1에 도시된 바와 같이, 레이저광을 발생시키는 레이저캐비티(11)와, 상기 레이저캐비티(11)를 사이에 두고 설치되어 레이저캐비티(11)에서 발생되는 레이저광을 반사시켜 공진시키는 리어미러(12) 및 출력커플러(13)를 포함하는 구성이다. 이는 공지기술이므로, 상세한 설명은 생략한다.Here, the laser resonator 10, as shown in FIG. 1, is installed with the laser cavity 11 generating the laser light and the laser cavity 11 interposed therebetween, and the laser light generated from the laser cavity 11 It is a configuration including a rear mirror 12 and an output coupler 13 that reflect and resonate. Since this is a well-known technology, a detailed description thereof will be omitted.

본 발명에 따른 레이저광의 광축 정렬시스템은 도 2에 도시된 바와 같이 리어미러각도조절수단(100)과, 차례용셔터(150)와, 출력커플러각도조절수단(200)과, 빔스플리터(300)와, 빔프로파일러(400)와, 컨트롤러(500), 알람수단(600)을 포함하여 구성될 수 있고, 추가로 도 3에 도시된 바와 같이 파워센서(450)를 더 포함할 수 있다.As shown in FIG. 2, the optical axis alignment system of laser light according to the present invention includes a rear mirror angle adjusting unit 100, a turn shutter 150, an output coupler angle adjusting unit 200, and a beam splitter 300 And, it may be configured to include a beam profiler 400, a controller 500, and an alarm means 600, and may further include a power sensor 450 as shown in FIG.

리어미러각도조절수단(100)에 대해 설명한다. 리어미러각도조절수단(100)은 상기 리어미러(12)의 일측에 설치되어, 리어미러(12)의 각도를 조절하는 부분으로서, 제1조절수단(110)과, 제2조절수단(120)을 포함하여 구성될 수 있다.The rear mirror angle adjusting means 100 will be described. The rear mirror angle adjusting means 100 is installed on one side of the rear mirror 12 to adjust the angle of the rear mirror 12, and includes a first adjusting means 110 and a second adjusting means 120. It can be configured to include.

상기 제1조절수단(110)은 리어미러(12)의 상측에 수평으로 설치되는 제1슬라이더(111)와, 상기 제1슬라이더(111)를 전방(F) 또는 후방(R)으로 이동시키는 제1서보모터(112)를 포함하여 구성될 수 있다.The first adjusting means 110 is a first slider 111 installed horizontally on the upper side of the rear mirror 12, and a first slider 111 that moves the first slider 111 forward (F) or rearward (R). 1 may be configured to include a servo motor 112.

상기 제2조절수단(120)은 리어미러(12)의 하측에 수평으로 설치되는 제2슬라이더(121)와, 상기 제2슬라이더(121)를 전방(F) 또는 후방(R)으로 이동시키는 제2서보모터(122)를 포함하여 구성될 수 있다.The second adjusting means 120 is a second slider 121 installed horizontally on the lower side of the rear mirror 12 and a second slider 121 that moves the second slider 121 forward (F) or rearward (R). It may be configured to include 2 servo motors 122.

상기 제1,2슬라이더(111,121)는 서로 반대방향으로 동시에 이동되어 리어미러(12)의 각도가 조절되는 것을 특징으로 한다.The first and second sliders 111 and 121 are simultaneously moved in opposite directions to adjust the angle of the rear mirror 12 .

출력커플러각도조절수단(200)에 대해 설명한다. 출력커플러각도조절수단(200)은 상기 출력커플러(13)의 일측에 설치되어, 출력커플러(13)의 각도를 조절하는 부분으로서, 제3조절수단(210)과, 제4조절수단(220)을 포함하여 구성될 수 있다.The output coupler angle adjusting means 200 will be described. The output coupler angle adjusting means 200 is installed on one side of the output coupler 13 to adjust the angle of the output coupler 13, and includes a third adjusting means 210 and a fourth adjusting means 220. It can be configured to include.

상기 제3조절수단(210)은 출력커플러(13)의 상측에 수평으로 설치되는 제3슬라이더(211)와, 상기 제3슬라이더(211)를 전방(F) 또는 후방(R)으로 이동시키는 제3서보모터(212)를 포함하여 구성될 수 있다.The third adjusting means 210 includes a third slider 211 installed horizontally on the upper side of the output coupler 13, and a third slider 211 that moves the third slider 211 forward (F) or backward (R). It may be configured to include three servo motors (212).

상기 제4조절수단(220)은 출력커플러(13)의 하측에 수평으로 설치되는 제4슬라이더(221)와, 상기 제4슬라이더(221)를 전방(F) 또는 후방(R)으로 이동시키는 제4서보모터(222)를 포함하여 구성될 수 있다.The fourth adjusting means 220 includes a fourth slider 221 installed horizontally below the output coupler 13, and a fourth slider 221 that moves the fourth slider 221 forward (F) or backward (R). It may be configured to include 4 servo motors 222.

상기 제3,4슬라이더(211,221)는 서로 반대방향으로 동시에 이동되어 출력커플러(13)의 각도가 조절되는 것을 특징으로 한다.The third and fourth sliders 211 and 221 are simultaneously moved in opposite directions to adjust the angle of the output coupler 13.

차폐용셔터(150)에 대해 설명한다. 차폐용셔터(150)는 상기 리어미러(12)와 출력커플러(13) 사이에 설치되는 부분으로서, 후술할 컨트롤러(500)에 의해 차폐 제어되는 부분이다. 차폐용셔터(150)가 닫히면 레이저광(L10)이 상기 리어미러(12) 및 출력커플러(13) 사이에서 반사되지 못하고, 공진되지 못한다.The shielding shutter 150 will be described. The shielding shutter 150 is a part installed between the rear mirror 12 and the output coupler 13 and is shielded and controlled by a controller 500 to be described later. When the shielding shutter 150 is closed, the laser light L10 is not reflected between the rear mirror 12 and the output coupler 13 and is not resonated.

빔스플리터(300)에 대해 설명한다. 빔스플리터(300)는 상기 레이저공진기(10)에서 공진되는 레이저광(L10)이 발진조건을 만족하여 상기 출력커플러(13)를 통하여 출력되는 출력광(L20)을 직교 방향으로 반사되는 측정광(L21)과 직진 투과되는 투과광(L22)으로 분기시키는 부분이다. 여기서, 발진조건이란 광증폭·공진 과정에서 증가된 광에너지가 레이저공진기 내에서 손실되는 에너지보다 많은 상태를 의미한다.The beam splitter 300 will be described. In the beam splitter 300, the laser light L10 resonated in the laser resonator 10 satisfies the oscillation condition and the output light L20 output through the output coupler 13 is reflected in an orthogonal direction for measurement light ( L21) and the transmitted light L22 that is transmitted straight through. Here, the oscillation condition means a state in which the increased light energy in the optical amplification/resonance process is greater than the energy lost in the laser resonator.

상기 측정광(L21)은 분석에 이용되는 레이저광일 뿐이므로, 투과광(L22)에 비하여 극히 적은 에너지만이 측정광(L21)으로 분기되도록 하는 것이 바람직하다.Since the measurement light L21 is only a laser light used for analysis, it is preferable to branch only a very small amount of energy into the measurement light L21 compared to the transmitted light L22.

도 3과 같이 본 발명이 파워센서(450)를 더 포함하는 경우에는, 상기 빔스플리터(300)는 제1빔스플리터(310)와, 제2빔스플리터(320)로 나뉠 수 있다.When the present invention further includes a power sensor 450 as shown in FIG. 3 , the beam splitter 300 may be divided into a first beam splitter 310 and a second beam splitter 320 .

상기 제1빔스플리터(310)는 상기 레이저공진기(10)에서 공진되는 레이저광(L10)이 발진조건을 만족하여 상기 출력커플러(13)를 통하여 출력되는 출력광(L20)을 직교 방향으로 반사되는 측정광(L21)과 직진 투과되는 투과광(L22)으로 분기시키는 부분이다.In the first beam splitter 310, the laser light L10 resonated in the laser resonator 10 satisfies the oscillation condition and the output light L20 output through the output coupler 13 is reflected in an orthogonal direction. This is a part that diverges the measurement light L21 and the transmitted light L22 that is passed straight through.

상기 제2빔스플리터(320)는 상기 분기된 측정광(L21)을 직교 방향으로 반사되는 제1측정광(L21a)과 직진 투과되는 제2측정광(L21b)으로 분기시키는 부분이다.The second beam splitter 320 is a part that splits the divided measurement light L21 into a first measurement light L21a reflected in an orthogonal direction and a second measurement light L21b transmitted straight through.

빔프로파일러(400)에 대해 설명한다. 빔프로파일러(400)는 상기 분기된 측정광(L21)을 분석하여 공진되는 레이저광(L10)의 광축의 어긋남을 검출하는 부분이다. 도 3과 같이 본 발명이 파워센서(450)를 더 포함하는 경우에는, 상기 빔프로파일러(400)는 제1측정광(L21a)을 분석하여 공진되는 레이저광(L10)의 광축의 어긋남을 검출한다.The beam profiler 400 will be described. The beam profiler 400 is a part that analyzes the branched measurement light L21 and detects the deviation of the optical axis of the resonating laser light L10. When the present invention further includes a power sensor 450 as shown in FIG. 3, the beam profiler 400 analyzes the first measurement light L21a and detects the deviation of the optical axis of the resonating laser light L10. do.

출력광(L20)의 모습이 빔프로파일러(400)에 의해 시각적으로 프로파일링된 모습은 도 4에 도시된 바와 같다. 도 4는 레이저캐비티(11), 리어미러(12) 및 출력커플러(13)의 얼라인먼트가 정확하게 이루어져 사용자가 목표로 하는 위치(두 개의 점선이 교차되는 지점, 이하 '목표위치')에 정원의 레이저광이 출력된 바람직한 모습을 나타낸다.The shape of the output light L20 visually profiled by the beam profiler 400 is as shown in FIG. 4 . 4 shows that the alignment of the laser cavity 11, the rear mirror 12, and the output coupler 13 is accurately performed, so that the laser in the garden is located at the position that the user targets (the point where two dotted lines intersect, hereinafter 'target position'). It shows a preferable appearance in which the light is output.

컨트롤러(500)에 대해 설명한다. 컨트롤러(500)는 상기 빔프로파일러(400)에서 레이저광(L10)의 광축의 어긋남이 검출된 경우, 리어미러각도조절수단(100) 및 출력커플러각도조절수단(200) 중 적어도 어느 하나를 작동시켜 레어저광의 광축을 정렬하는 부분이다. The controller 500 will be described. The controller 500 operates at least one of the rear mirror angle adjusting unit 100 and the output coupler angle adjusting unit 200 when the beam profiler 400 detects a displacement of the optical axis of the laser light L10. This is the part that aligns the optical axis of the laser light.

도 3과 같이 본 발명이 파워센서(450)를 더 포함하는 경우에는, 상기 컨트롤러(500)는 상기 빔프로파일러(400)에서 레이저광(L10)의 광축의 어긋남이 검출되고, 상기 파워센서(450)에서 연산된 에너지 세기가 기준에너지에 미달되는 경우에 리어미러각도조절수단(100) 및 출력커플러각도조절수단(200) 중 적어도 어느 하나를 작동시켜 레어저광의 광축을 정렬한다.As shown in FIG. 3, when the present invention further includes a power sensor 450, the controller 500 detects the deviation of the optical axis of the laser light L10 in the beam profiler 400, and the power sensor ( When the energy intensity calculated in step 450 does not reach the reference energy, at least one of the rear mirror angle adjusting unit 100 and the output coupler angle adjusting unit 200 is operated to align the optical axis of the laser light.

일 예로, 도 5(a)와 같이 리어미러(12)와 출력커플러(13) 모두 얼라인먼트가 틀어진 경우에는 출력광(L20)이 출력지점이 목표위치로부터 벗어나게 된다. 참고로, 도 5는 설명의 편의상 발명의 구성 중 일부만을 도시하였다.For example, as shown in FIG. 5(a), when both the rear mirror 12 and the output coupler 13 are out of alignment, the output point of the output light L20 is deviated from the target position. For reference, FIG. 5 shows only a part of the configuration of the invention for convenience of description.

이 경우, 상기 컨트롤러(500)는 도 5(b)와 같이 제1슬라이더(111)가 전방(F)으로 이동되도록 제어함과 동시에 제2슬라이더(121)가 후방(R)으로 이동되도록 제어함으로써 리어미러(12)의 얼라인을 맞추고, 제3슬라이더(211)가 전방(F)으로 이동되도록 제어함과 동시에 제4슬라이더(221)가 후방(R)으로 이동되도록 제어함으로써 출력커플러(13)의 얼라인을 맞출 수 있다.In this case, the controller 500 controls the first slider 111 to move forward (F) and the second slider 121 to move backward (R) as shown in FIG. Output coupler 13 by aligning the rear mirror 12, controlling the third slider 211 to move forward (F) and controlling the fourth slider 221 to move rearward (R) can align

다른 예로, 도 6(a)와 같이 리어미러(12)의 얼라인먼트만이 틀어진 경우에는 출력광(L20)이 목표위치에 출력되기는 하지만, 출력광(L20)의 에너지분포가 편향되어 정원이 아닌 형태로 출력될 수 있다. 참고로, 도 6은 설명의 편의상 발명의 구성 중 일부만을 도시하였다.As another example, when only the alignment of the rear mirror 12 is distorted as shown in FIG. 6 (a), the output light L20 is output to the target position, but the energy distribution of the output light L20 is deflected, resulting in a non-circular shape. can be output as For reference, FIG. 6 shows only a part of the configuration of the invention for convenience of description.

이 경우, 상기 컨트롤러(500)는 도 6(b)와 같이 제1슬라이더(111)가 전방(F)으로 이동되도록 제어함과 동시에 제2슬라이더(121)가 후방(R)으로 이동되도록 제어함으로써 리어미러(12)의 얼라인을 맞출 수 있다.In this case, the controller 500 controls the first slider 111 to move forward (F) and the second slider 121 to move backward (R) as shown in FIG. 6(b). The rear mirror 12 can be aligned.

한편, 상기 컨트롤러(500)는 빔프로파일러(400)에서 레이저광(L10)의 광축의 어긋남이 검출되는 경우 레어저광의 광축이 정렬되는 동안 상기 차폐용셔터(150)가 닫히도록 제어할 수 있다. 이는 레어저광(L10)의 광축이 정렬되는 동안에 레이어광(L10)의 오버래핑을 방지하여 직전의 조정결과가 현재의 조정결과에 영향이 없도록 하기 위함이다.Meanwhile, the controller 500 may control the shielding shutter 150 to be closed while the optical axis of the laser light is aligned when the beam profiler 400 detects a deviation of the optical axis of the laser light L10. . This is to prevent overlapping of the layer light L10 while the optical axes of the laser lights L10 are aligned so that the previous adjustment result does not affect the current adjustment result.

파워센서(450)에 대해 설명한다. 파워센서(450)는 상기 분기된 제2측정광(L21b)을 분석하여 공진되는 레이저광(L10)의 에너지의 세기를 연산하는 부분으로서, 연산된 레이저광(L10)의 에너지의 세기는 레어저광의 광축을 더욱 미세하게 정렬하기 위한 데이터로 활용될 수 있다.The power sensor 450 will be described. The power sensor 450 analyzes the branched second measurement light L21b and calculates the energy intensity of the resonant laser light L10, and the calculated energy intensity of the laser light L10 is the laser light. It can be used as data for more finely aligning the optical axis of .

알람수단(600)에 대해 설명한다. 알람수단(600)은 상기 차폐용셔터(150)가 닫힘 제어되는 동안 사용자에게 알람을 제공하는 부분으로서, 레이저광이 출력되지 않는 이유가 차폐용셔터(150)의 닫힘 동작에 의한 것임을 사용자가 인식하도록 하는 역할을 한다. 상기 알람수단(600)은 일 예로 소리로 알람을 제공하는 음향수단(미도시) 및 빛으로 알람을 제공하는 조명수단(미도시) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.The alarm means 600 will be described. The alarm means 600 is a part that provides an alarm to the user while the shutter 150 for shielding is controlled to close, and the user recognizes that the reason why the laser light is not output is due to the closing operation of the shutter 150 for shielding. play a role in making The alarm means 600 may include, for example, at least one of a sound means (not shown) for providing an alarm with sound and a lighting means (not shown) for providing an alarm with light.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 명백할 것이다.The present invention described above is not limited by the above-described embodiments and the accompanying drawings, and various substitutions, modifications, and changes are possible within the scope without departing from the technical spirit of the present invention. It will be clear to those who have knowledge.

100 : 리어미러각도조절수단
110 : 제1조절수단
111 : 제1슬라이더
112 : 제1서보모터
120 : 제2조절수단
121 : 제2슬라이더
122 : 제2서보모터
150 : 차폐용셔터
200 : 출력커플러각도조절수단
210 : 제3조절수단
211 : 제3슬라이더
212 : 제3서보모터
220 : 제4조절수단
221 : 제4슬라이더
222 : 제4서보모터
300 : 빔스플리터
310 : 제1빔스플리터
320 : 제2빔스플리터
400 : 빔프로파일러
450 : 파워센서
500 : 컨트롤러
600 : 알람수단
10 : 레이저공진기
11 : 레이저캐비티
12 : 리어미러
13 : 출력커플러
L10 : 레이저광
L20 : 출력광
L21 : 측정광
L21a : 제1측정광
L21b : 제2측정광
L22 : 투과광
F : 전방
R : 후방100: rear mirror angle adjusting means
110: first control means
111: first slider
112: first servo motor
120: second control means
121: second slider
122: second servo motor
150: shielding shutter
200: output coupler angle adjusting means
210: third control means
211: 3rd slider
212: third servo motor
220: fourth control means
221: 4th slider
222: 4th servo motor
300: beam splitter
310: first beam splitter
320: second beam splitter
400: beam profiler
450: power sensor
500: controller
600: alarm means
10: laser resonator
11: laser cavity
12: rear mirror
13: output coupler
L10: laser light
L20: output light
L21: measurement light
L21a: first measurement light
L21b: Second measurement light
L22: transmitted light
F: front
R: rear

Claims (5)

레이저광을 발생시키는 레이저캐비티(11)와, 상기 레이저캐비티(11)를 사이에 두고 설치되어 레이저캐비티(11)에서 발생되는 레이저광을 반사시켜 공진시키는 리어미러(12) 및 출력커플러(13)를 포함하는 레이저공진기(10)에 적용되는 레어저광의 광축을 정렬하는 시스템에 있어서,

상기 리어미러(12)의 일측에 설치되어, 리어미러(12)의 각도를 조절하는 리어미러각도조절수단(100);
상기 리어미러(12)와 출력커플러(13) 사이에 설치되는 차폐용셔터(150);
상기 출력커플러(13)의 일측에 설치되어, 출력커플러(13)의 각도를 조절하는 출력커플러각도조절수단(200);
상기 레이저공진기(10)에서 공진되는 레이저광(L10)이 발진조건을 만족하여 상기 출력커플러(13)를 통하여 출력되는 출력광(L20)을 직교 방향으로 반사되는 측정광(L21)과 직진 투과되는 투과광(L22)으로 분기시키는 제1빔스플리터(310);
상기 분기된 측정광(L21)을 직교 방향으로 반사되는 제1측정광(L21a)과 직진 투과되는 제2측정광(L21b)으로 분기시키는 제2빔스플리터(320);
상기 분기된 제1측정광(L21a)을 분석하여 공진되는 레이저광(L10)의 광축의 어긋남을 검출하는 빔프로파일러(400);
상기 분기된 제2측정광(L21b)을 분석하여 공진되는 레이저광(L10)의 에너지의 세기를 연산하는 파워센서(450);
상기 빔프로파일러(400)에서 레이저광(L10)의 광축의 어긋남이 검출되고, 상기 파워센서(450)에서 연산된 에너지 세기가 기준에너지에 미달되는 경우 리어미러각도조절수단(100) 및 출력커플러각도조절수단(200) 중 적어도 어느 하나를 작동시켜 레어저광의 광축을 정렬하는 컨트롤러(500);를 포함하고,

상기 리어미러각도조절수단(100)은
리어미러(12)의 상측에 수평으로 설치되는 제1슬라이더(111)와, 상기 제1슬라이더(111)를 전방(F) 또는 후방(R)으로 이동시키는 제1서보모터(112)를 포함하는 제1조절수단(110)과,
리어미러(12)의 하측에 수평으로 설치되는 제2슬라이더(121)와, 상기 제2슬라이더(121)를 전방(F) 또는 후방(R)으로 이동시키는 제2서보모터(122)를 포함하는 제2조절수단(120)을 포함하고,

상기 제1,2슬라이더(111,121)는
서로 반대방향으로 동시에 이동되어 리어미러(12)의 각도가 조절되는 것을 특징으로 하고,

상기 출력커플러각도조절수단(200)은
출력커플러(13)의 상측에 수평으로 설치되는 제3슬라이더(211)와, 상기 제3슬라이더(211)를 전방(F) 또는 후방(R)으로 이동시키는 제3서보모터(212)를 포함하는 제3조절수단(210)과,
출력커플러(13)의 하측에 수평으로 설치되는 제4슬라이더(221)와, 상기 제4슬라이더(221)를 전방(F) 또는 후방(R)으로 이동시키는 제4서보모터(222)를 포함하는 제4조절수단(220)을 포함하고,

상기 제3,4슬라이더(211,221)는
서로 반대방향으로 동시에 이동되어 출력커플러(13)의 각도가 조절되는 것을 특징으로 하고,

상기 컨트롤러(500)는
빔프로파일러(400)에서 레이저광(L10)의 광축의 어긋남이 검출되는 경우 레어저광의 광축이 정렬되는 동안 상기 차폐용셔터(150)가 닫히도록 제어하는 것을 특징으로 하는
레이저광의 광축 정렬시스템.
A laser cavity 11 that generates laser light, a rear mirror 12 and an output coupler 13 installed with the laser cavity 11 interposed to reflect and resonate the laser light generated in the laser cavity 11 In the system for aligning the optical axis of the laser light applied to the laser resonator 10 including,

a rear mirror angle adjusting unit 100 installed on one side of the rear mirror 12 to adjust an angle of the rear mirror 12;
a shielding shutter 150 installed between the rear mirror 12 and the output coupler 13;
An output coupler angle adjusting unit 200 installed on one side of the output coupler 13 to adjust an angle of the output coupler 13;
The laser light L10 resonating in the laser resonator 10 satisfies the oscillation condition and the output light L20 output through the output coupler 13 is directly transmitted with the measurement light L21 reflected in the orthogonal direction. a first beam splitter 310 diverging the transmitted light L22;
a second beam splitter 320 splitting the branched measurement light beam L21 into a first measurement beam L21a reflected in an orthogonal direction and a second measurement beam L21b transmitted straight through;
a beam profiler 400 that analyzes the branched first measuring light L21a and detects a deviation of the optical axis of the resonant laser light L10;
a power sensor 450 for calculating the intensity of energy of the resonant laser light L10 by analyzing the branched second measurement light L21b;
When the beam profiler 400 detects the deviation of the optical axis of the laser light L10 and the energy intensity calculated by the power sensor 450 does not reach the reference energy, the rear mirror angle adjusting means 100 and the output coupler A controller 500 for aligning the optical axis of the laser light by operating at least one of the angle adjusting means 200;

The rear mirror angle adjusting means 100 is
A first slider 111 installed horizontally on the upper side of the rear mirror 12 and a first servo motor 112 that moves the first slider 111 forward (F) or rearward (R) A first control means (110),
A second slider 121 installed horizontally on the lower side of the rear mirror 12, and a second servo motor 122 that moves the second slider 121 forward (F) or rearward (R). Including a second control means (120),

The first and second sliders 111 and 121 are
It is characterized in that the angle of the rear mirror 12 is adjusted by simultaneously moving in opposite directions,

The output coupler angle adjusting means 200 is
A third slider 211 installed horizontally on the upper side of the output coupler 13 and a third servo motor 212 that moves the third slider 211 forward (F) or backward (R) A third control means 210,
A fourth slider 221 installed horizontally below the output coupler 13 and a fourth servo motor 222 that moves the fourth slider 221 forward (F) or backward (R) Including a fourth control means (220),

The third and fourth sliders 211 and 221 are
Characterized in that the angle of the output coupler 13 is adjusted by simultaneously moving in opposite directions,

The controller 500 is
When the deviation of the optical axis of the laser light (L10) is detected by the beam profiler (400), the shielding shutter (150) is controlled to be closed while the optical axis of the laser light is aligned.
Optical axis alignment system for laser light.
 제1항에 있어서,
상기 차폐용셔터(150)가 닫힘 제어되는 동안 사용자에게 알람을 제공하는 알람수단(600);을 더 포함하는 것을 특징으로 하는
레이저광의 광축 정렬시스템.
According to claim 1,
Characterized in that it further comprises; alarm means 600 for providing an alarm to the user while the shielding shutter 150 is controlled to close.
Optical axis alignment system for laser light.
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11274614A (en) * 1998-03-18 1999-10-08 Kawasaki Heavy Ind Ltd Beam axis deviation detecting device for laser resonator and beam axis position controlling device
KR102079510B1 (en) 2012-03-28 2020-02-20 도레 엔지니아린구 가부시키가이샤 Method for alignment of optical axis of laser and laser processing device using the same
KR20210133964A (en) * 2019-03-20 2021-11-08 트럼프 레이저시스템즈 포 세미컨덕터 매뉴팩처링 게엠베하 A method for manipulating a laser beam, an apparatus for providing a tuned laser beam, and an optical assembly

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11274614A (en) * 1998-03-18 1999-10-08 Kawasaki Heavy Ind Ltd Beam axis deviation detecting device for laser resonator and beam axis position controlling device
KR102079510B1 (en) 2012-03-28 2020-02-20 도레 엔지니아린구 가부시키가이샤 Method for alignment of optical axis of laser and laser processing device using the same
KR20210133964A (en) * 2019-03-20 2021-11-08 트럼프 레이저시스템즈 포 세미컨덕터 매뉴팩처링 게엠베하 A method for manipulating a laser beam, an apparatus for providing a tuned laser beam, and an optical assembly

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