KR102551680B1 - 광학적으로 접촉된 음향-광학 디바이스 및 이를 만드는 방법 - Google Patents

광학적으로 접촉된 음향-광학 디바이스 및 이를 만드는 방법 Download PDF

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Abstract

AO 셀 및 AO 셀에 부착된 트랜스듀서를 포함하는 제1 음향-광학(AO) 편향기(AOD), 및 제1 AOD에 광학적으로 접촉된 파장판을 포함한 빔 위치 지정기가 제공될 수 있다.

Description

광학적으로 접촉된 음향-광학 디바이스 및 이를 만드는 방법
관련 출원에 대한 상호 참조
본 출원은 2017년 7월 3일자로 출원되고, 그 전체가 참조로 통합된 미국 가출원 제62/528,278호의 이익을 주장한다.
기술분야
본원에 서술된 실시예는 음향-광학 디바이스(acousto-optic device)에 관한 것이고, 보다 구체적으로 다른 광학 구성요소와 광학적으로 접촉된 음향-광학 디바이스에 관한 것이다.
때때로 브래그 셀(Bragg cell)로 지칭되는 음향-광학(AO) 디바이스는 무선 주파수에서 음향 파를 사용하여 광을 회절시키고 및 시프트(shift)시킨다. 이들 디바이스는 Q-스위칭(Q-switching), 전기 통신 시스템(telecommunications systems)에서의 신호 변조, 현미경 시스템에서의 레이저 스캐닝(laser scanning) 및 빔 강도 제어, 주파수 변이, 분광학 시스템(spectroscopy systems)에서의 파장 필터링에 종종 사용된다. 다수의 다른 응용은 그 자체에 음향-광학 디바이스를 사용한다. 예를 들어, AO 편향기(AOD)는 레이저 기반 재료 가공 시스템에서 사용될 수 있다.
통상적인 AO 디바이스에서, 압전 트랜스듀서(piezoelectric transducer)와 같은 트랜스듀서는 AO 매체(또한, "AO 셀"로 지칭됨), 통상적으로, 회절될 광의 파장에 대해 적합하게 투명한 결정 또는 유리에 부착된다. RF 신호(또한, "구동 신호"로 알려짐)가 (예를 들어, RF 구동기로부터) 트랜스듀서에 인가되며, 그를 통해 특정 주파수에서 진동하여 AO 매체에서 전파하는 음향 파를 생성하도록 트랜스듀서를 구동한다. 전파하는 음향 파는 AO 매체에서 팽창 및 압축의 주기적인 영역을 생성하며, 그를 통해 AO 매체 내에서 주기적으로 변하는 굴절률을 생성한다. 주기적으로 변하는 굴절률은 AO 매체를 통해 전파되는 레이저 광의 빔을 회절시킬 수 있는 광학 격자(optical grating)와 유사한 기능을 한다.
레이저 기반 재료 가공의 분야 내에서, AOD는 틸트 가능한 미러(tiltable mirrors)(예를 들어, 검류계 기반 미러 시스템) 및 종종 유사하게 사용되는 다른 메커니즘보다 빠르기 때문에, 레이저 광의 빔을 작업물 상에 편향시키는 데 유리하게 사용된다. 도 1을 참조하면, AOD(100)는 일반적으로, AO 매체(102), AO 매체(102)에 (즉, AO 매체(102)의 트랜스듀서 단부에) 부착된 트랜스듀서(104), AO 매체(102)에 (즉, 트랜스듀서 단부 반대편의 AO 매체(102)의 흡수체 단부(absorber)에) 부착된 음향 흡수체(106), 트랜스듀서(104)의 입력에 전기적으로 결합된 RF 구동기(108)를 포함한다. AO 매체(102)가 형성되는 재료는 편향될 레이저 광의 빔에서 광의 파장에 의존하여 선택된다. 트랜스듀서(104)는 일반적으로, 압전 트랜스듀서이고, RF 구동기(108)에 의해 출력된 입력 RF 신호(즉, 구동 신호)에 응답하여 진동하도록 동작한다. 구동기(108)는 결국 트랜스듀서(104)에 입력되는 구동 신호를 생성하도록 동작한다.
일반적으로, 트랜스듀서(104)에 의해 생성된 진동이 (예를 들어, AO 매체(102) 내에서 음파의 전파 방향(112)을 나타내는 화살표(110)로 나타낸 바와 같이) AO 매체(102) 내에서 트랜스듀서 단부로부터 음향 흡수체(106) 쪽으로 (예를 들어, 라인(112)으로 나타낸 바와 같이) 대응하는 음향 파를 생성할 수 있도록, 트랜스듀서(104)가 AO 매체(102)에 부착된다. 도 1에 예시적으로 도시된 바와 같이, (예를 들어, 구동 주파수 f로 구성되는) 구동 신호가 트랜스듀서(104)에 인가될 때, 트랜스듀서(104)는 AO 매체(102) 내에서 전파하는 음향 파를 생성하도록 진동함으로써, AO 매체(102) 내에서 주기적으로 변하는 굴절률을 생성한다. 회절된 빔이 제1 표면(102a) 반대편의 AO 매체(102)의 제2 표면(102b)을 통해 (예를 들어, 축(116)을 따라) AO 매체(102)를 빠져나가도록, 주기적으로 변하는 굴절률이 (예를 들어, 축(114)을 따라 AO 매체(102)의 제1 표면(102a)에 입사하고, AO 매체(102)를 통해 전파하는) 레이저 광의 빔을 회절시킴으로써, AO 매체(102)를 통해 투과된 레이저 광의 빔을 편향시키는 기능을 한다. 제1 가공 빔의 편향 각도 - 각도(θ) - 는 레이저 광의 입사 빔을 편향시키는 데 사용되는 구동 주파수(f)에 대응한다. 구동 신호가 트랜스듀서(104)에 인가되지 않을 때, 레이저 광의 입사 빔은 (예를 들어, 축(114)을 따라) 편향되지 않으면서 AO 매체(102)를 통해 투과된다.
위의 논의로부터, 레이저 광의 입사 빔이 편향될 방향은 전술한 전파 방향(110)이 연장하는 축(또한, 본원에서 "편향 축(deflection axis)"으로도 지칭됨)에 대응한다는 것이 인식되어야 한다. 따라서, 레이저 빔은 상이한 편향 축을 따라 배향되는 다수의 AOD를 포함하는 시스템을 제공함으로써, 다수의 축을 따라 편향될 수 있다. 예를 들어, 도 2를 참조하면, 레이저 광의 빔은 제1 AOD(200)에 의해 (예를 들어, X 축을 따라) 편향될 수 있고, 그 후에 제2 AOD(202)에 의해 (예를 들어, X 축에 직교하는 Y 축을 따라) 편향될 수 있다. 이 예시에서, 제1 AOD(200)의 편향 축(204)은 X 축과 정렬되고, 제2 AOD(202)의 편향 축(206)은 Y 축과 정렬된다. 따라서, 제2 AOD(202)에 의해 생성된 편향은 제1 AOD(200)에 의해 생성된 편향에 대해 중첩될 수 있다. 물론, 레이저 광의 빔을 편향시키지 않으면서, 제1 및 제2 AOD(200 및 202) 중 하나 또는 양자를 통해 레이저 광의 빔을 투과시키는 것이 가능하다. 상기를 고려하여, 제1 및 제2 AOD(200 및 202)는 다중-축 "빔 위치 지정기"로서 집합적으로 특징지어 질 수 있고, (예를 들어, 처음에 축(114)을 따라 전파하는) 레이저 광의 빔을 2차원 범위(208)(또한, "스캔 필드(scan field)", "스캐닝 범위" 등으로도 알려짐) 내로 편향시키도록 선택적으로 동작될 수 있다. 제1 AOD(200) 및 제2 AOD(202) 각각은 AOD(100)와 유사하게, 일반적으로 AO 셀(201) 및 AO 셀(201)에 (예를 들어, AO 셀(201)의 트랜스듀서 단부에) 부착된 트랜스듀서(203)를 포함하는 것으로 특징지어 질 수 있다. 도시되지 않았지만, 제1 AOD(200) 및 제2 AOD(202) 각각의 트랜스듀서(203)는 하나 이상의 구동기(예를 들어, 구동기(108)와 같은 하나 이상의 구동기)에 전기적으로 연결될 수 있다.
빔 위치 지정기에 포함된 AOD의 타입에 의존하여, 제1 및 제2 AOD(200 및 202) 사이에 반파장판(half-wave plate)을 포함하는 것이 바람직할 수 있다. 그러한 AOD에 대해, 레이저 광의 빔의 상당한 부분을 바람직한 방향으로 편향시키는 데 필요한 RF 구동 전력의 양이 편향되는 레이저 광의 빔의 편광 상태(polarization state)에 상당히 의존하는 경우, 반파장판이 바람직할 것이다. 그러한 AOD의 쌍이 두 개의 유사한 AOD로 이루어진 경우(AOD의 AO 매체(102)가 동일한 재료로 형성되고, 그것이 레이저 광의 빔을 편향시키기 위해 동일한 타입의 음향 파를 사용하는 것과 유사함), 및 제1 AOD에서의 빔의 편광 상태가 선형이고 편향의 평면에 대해 특정한 방향으로 배향되는 것이 바람직한 경우, 제2 AOD가 제1 AOD에 대해 회전되는 것처럼(just as) 제2 AOD에서의 편광 상태가 제1 AOD에서의 빔의 편광 상태에 대해 회전되게 하는 것이 유사하게 바람직할 수 있다. 반파장판은 그러한 편광의 회전을 허용하는 광학 구성요소이다. 들어오는 빔에 관련된 반파장판 다음의 편광의 배향은 들어오는 빔의 편광 배향에 관련된 반파장판의 배향의 기능이다.
도 2와 관련하여 위에서 서술된 것과 같은 종래의 다중-축 빔 위치 지정기는 다수의 문제점을 겪는다(suffer). 첫째, 다중-축 빔 위치 지정기의 다양한 구성요소(예를 들어, 제1 AOD(200), 제2 AOD(202), 반파장판 등)는 다수의 마운트(mounts) 및 하나 이상의 프레임 등을 사용하여 서로에 관련되어 공간적으로 정렬되어야 하는데, 이는 적합한 정렬로 배치하고 유지하는 데 비용이 많이 들고 어려울 수 있다. 둘째, 다중-축 빔 위치 지정기의 다양한 구성요소(예를 들어, 제1 AOD(200), 제2 AOD(202), 반파장판 등)의 표면은 통상적으로 (예를 들어, 반사 방지 코팅을 통해) 코팅되는데, 이는 다중-축 빔 위치 지정기의 비용에 대해 상당한 양에 기여한다. 셋째, 다중-축 빔 위치 지정기의 다양한 구성요소(예를 들어, 제1 AOD(200), 제2 AOD(202), 반파장판 등)의 표면은 심지어 반사 방지 코팅으로 코팅될 때에도, 1%(또는 그 즈음)까지의 (예를 들어, 반사, 산란(scattering) 등에 기인한) 다양한 광학 손실에 기여하는데, 이는 ((예를 들어, 초기에 축(114)을 따라 초기에 전파하는) 다중-축 빔 위치 지정기 상에 입사하는 레이저 광의 빔의 강도와, 최종적으로 스캔 필드(208) 내로 투과되는 레이저 광의 빔의 강도 사이의 비율을 감소시킴으로써) 다중-축 빔 위치 지정기의 광학 효율을 저하시킬 수 있다. 넷째, 다중-축 빔 위치 지정기의 다양한 구성요소(예를 들어, 제1 AOD(200), 제2 AOD(202), 반파장판 등)의 표면은 오염될(contaminated) 수 있는 상대적으로 넓은 표면적을 초래한다. 다섯째, 제1 및 제2 AOD(200 및 202)의 피봇 지점(pivot points) 사이의 거리는 (예를 들어, 각 AOD의 AO 셀(102)이 형성되는 재료에 의존하여) 바람직하지 않게 멀 수 있다. 또한, 제1 및 제2 AOD(200 및 202)와 반파장판을 위치시키고 배향하는 데 사용되는 마운트는 제1 및 제2 AOD(200 및 202)가 서로(together) 더욱 가깝게 배치되도록 다른 방식으로 허용할 수 있는 공간을 차지한다(따라서, 제1 및 제2 AOD(200 및 202)의 피봇 지점 사이의 거리를 감소시키는 것을 어렵게 한다).
본 발명의 하나의 실시예는 AO 셀 및 AO 셀에 부착된 트랜스듀서를 포함하는 제1 음향-광학(AO) 편향기(AOD), 및 제1 AOD에 광학적으로 접촉된 파장판을 포함하는 빔 위치 지정기로서 광범위하게 특징지어 질 수 있다.
도 1은 AOD 및 그의 일반적인 작동 원리를 개략적으로 도시한다.
도 2는 순차적으로 배열된 AOD의 쌍이 레이저 빔의 2차원 스캐닝에 영향을 주기 위해 어떻게 동작될 수 있는지를 개략적으로 도시한다.
도 3은 하나의 실시예에 따른, 광학적으로 접촉된 AOD를 개략적으로 도시하는 사시도이다.
예시적인 실시예가 첨부 도면을 참조하여 여기서 서술된다. 달리 명시하지 않는 한, 도면에서 구성요소, 피처(features), 요소 등의 크기, 위치 등과 이들 사이의 임의의 거리는 축적대로 도시된 것은 아니고, 명료함을 위해 과장된다. 도면에서, 유사한 부호는 전체에 걸쳐 유사한 요소를 지칭한다. 따라서, 동일하거나 유사한 부호는, 대응하는 도면에서 언급되거나 서술되지 않더라도, 다른 도면을 참조하여 서술될 수 있다. 또한, 참조 부호로 표기되지 않은 요소도, 다른 도면을 참조로 서술될 수 있다.
본원에 사용되는 용어는 오직 특정한 예시적인 실시예를 서술하기 위한 것이고, 제한하려는 것으로 의도되지 않는다. 달리 정의되지 않는 한, 본원에 사용된 (기술적 및 과학적 용어를 포함하는) 모든 용어는 통상의 기술자에 의해 보통 이해되는 것과 동일한 의미를 갖는다. 본원에 사용된 단수형인 "하나의(a, an)" 및 "그(the)"는 문맥상 분명히 달리 지시하지 않는 한 복수형도 포함하는 것으로 의도된다. "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"이란 용어는, 본 명세서에서 사용될 때, 명시된 피처, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 구성요소의 존재를 명시하지만, 하나 이상의 다른 피처, 정수, 단계, 동작, 요소, 구성요소 및/또는 이의 그룹의 존재 또는 추가를 배제하지 않는 것으로 인식되어야 한다. 달리 명시되지 않는 한, 값의 범위는 인용될 때, 그 범위의 상한 및 하한 양자뿐만 아니라, 이들 사이의 임의의 하위-범위를 포함한다. 달리 지시되지 않는 한, "제1", 제2" 등과 같은 용어는 하나의 요소를 다른 것과 구분하기 위해서만 사용된다. 예를 들어, 하나의 노드는 "제1 노드"로 지칭될 수 있고, 마찬가지로 다른 노드는 "제2 노드"로 지칭될 수 있으며 그 역으로도 가능하다.
달리 지시되지 않는 한, "약", "대략", "거의" 등의 용어는 양, 크기, 제형(formulations), 파라미터 및 다른 수량 및 특성이 정확하지 않고 정확할 필요는 없으나, 바람직한 경우, 반영 공차(reflecting tolerances), 변환 인자, 반올림, 측정 오차 등, 그리고 통상의 기술자에게 알려진 다른 인자에 대한 근사치이거나 및/또는 이보다 크거나 작을 수 있음을 의미한다. "아래의(below)", "아래쪽의(beneath)", "낮은(lower)", "위의(above)" 및 "높은(upper)" 등과 같은 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시된 바와 같이, 하나의 요소 또는 피처와 다른 요소 또는 피처의 관계를 서술하는 서술의 용이함을 위해 본원에서 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어가 도면에 도시된 배향에 부가하여 상이한 배향도 포괄하도록 의도되는 것으로 인식되어야 한다. 예를 들어, 도면에서의 객체가 회전되면, 다른 요소 또는 피처 "아래의" 또는 "아래쪽"으로 서술된 요소는 다른 요소 또는 피처의 "위"로 배향될 것이다. 따라서, "아래의"란 예시적인 용어는 위 및 아래의 배향 양자를 포괄할 수 있다. 객체는 다르게 배향될 수 있고(예를 들어, 90도 또는 다른 배향으로 회전됨), 본원에서 사용되는 공간적으로 상대적인 서술자는 그에 따라 해석될 수 있다.
본 발명의 실시예는 일반적으로, 광학적으로 접촉된 구성요소를 포함하는 다중-축 빔 위치 지정기를 제공하는 것으로 특징지어 질 수 있다. 이러한 실시예에서, 다중-축 빔 위치 지정기의 두 개 이상의 구성요소는 서로 광학적으로 접촉될 수 있다. 예를 들어, 도 3에 도시된 바와 같이, 다중-축 빔 위치 지정기(300)는 전술한 제1 AOD(200), 제2 AOD(202) 및 제1 및 제2 AOD(200 및 202) 사이에 삽입된(interposed) 반파장판(302)을 포함할 수 있으나, 제1 AOD(200)는 반파장판(302)에 (예를 들어, 반파장판(302)의 제1 측에) 광학적으로 접촉되고, 제2 AOD(202)는 반파장판(302)에 (예를 들어, 제1 측의 반대편에 있는 반파장판(302)의 제2 측에) 광학적으로 접촉된다. 다른 실시예에서, 제1 AOD(200)는 반파장판(302)에 (예를 들어, 반파장판(302)의 제1 측에) 광학적으로 접촉되고, 제2 AOD(202)는 반파장판(302)에 광학적으로 접촉되지 않는다. 다른 실시예에서, 제2 AOD(202)는 반파장판(302)에 (예를 들어, 반파장판(302)의 제2 측에) 광학적으로 접촉되고 제1 AOD(200)는 반파장판에 광학적으로 접촉되지 않는다. 임의의 그러한 실시예에서, 두 개의 AOD의 축의 배향은 일부 각도(예를 들어, 90도)에 있을 수 있고, 제1 AOD(200)에서의 바람직한 편광 상태를 갖는 입력 빔이 반파장판에 의해 변경된 그의 편광 상태가 제2 AOD(202)에서 바람직해지도록, 반파장판의 배향이 선택될 수 있다.
제1 및 제2 AOD(200 및 202)의 AO 매체(102)가 형성되는 재료는 Ge, PbMoO4, TeO2, 결정질 석영(crystalline quartz), 유리질 SiO2, As2S3 등과 같은 재료일 수 있으며, 이 기술분야에 알려진 바와 같이, 편향될 레이저 광의 빔에서 광의 파장에 의존하여 통상적으로 선택된다. 반파장판(302)이 형성되는 재료는 결정질 석영, 사파이어, 방해석, 운모, 실리콘, 게르마늄, 플루오르화 바륨(barium fluoride), 플루오르화 리튬(lithium fluoride), 플루오르화 칼슘(calcium fluoride), 셀렌화 아연(zinc selenide), 플루오르화 마그네슘(magnesium fluoride) 등과 같은 재료를 포함할 수 있고, 이는 통상적으로 편향될 레이저 광의 빔에서 광의 파장에 의존하여 선택된다. 반파장판(302)이 정상적인 광학적-등방성(optically-isotropic) 재료(예를 들어, 셀렌화 아연 등)로 형성되는 경우, 그러한 재료는 다중-축 빔 위치 지정기의 정상 동작 온도에서 외부 응력을 가함으로써, (예를 들어, 본원에 참조로 통합되는 미국특허번호 제5,205,967호에서 논의된 바와 같이) 상승되는 온도에서 재료를 변형시킨 후에 획득된 응력-유도된 복굴절(stress-induced birefringence)에서 "동결(freezing in)"시킴으로써 등, 또는 이의 임의의 조합을 통해 복굴절을 나타내도록 가공될 수 있다는 것이 인식되어야 한다는 점이 주목되어야 한다.
다중-축 빔 위치 지정기(300)의 구성요소는 임의의 적합한 가공에 의해 (예를 들어, 앞서 논의된 방식으로) 광학적으로 접촉될 수 있다. 예를 들어, 제1 및 제2 AOD(200 및 202) 중 하나 또는 양자의 표면은 프릿 본딩 공정(frit bonding process), 확산 본딩 공정(diffusion bonding process)을 수행함으로써, 광학적으로 접촉될 임의의 두 개의 구성요소의 표면을 단순히 연마하고, 세정하며 물리적으로 접촉시킴으로써, 또는 이의 임의의 조합을 통해, 반파장판(302)의 대응하는 표면에 광학적으로 접촉될 수 있다. 전술한 기법에 대한 대안으로서 또는 이에 부가하여, 용액-보조(solution-assisted) 직접 본딩, 화학적으로 활성화된 직접 본딩 등 또는 이의 임의의 조합과 같은 다른 광학 접촉 기법이 이용될 수 있다. 다른 예시에서, 다중-축 빔 위치 지정기(300)의 구성요소는 구성요소의 두 개 이상을 함께 클램핑함으로써 (예를 들어, 앞서 논의된 방식으로) 광학적으로 접촉될 수 있다. 이 경우, 클램핑은 광학적으로 접촉될 표면이 편향될 레이저 광의 빔에서 광의 파장보다 짧은 거리만큼 이격된다는 것을 보장하기 위해, 임의의 적합한 기법에 의해 수행될 수 있다. 예를 들어, 거리는 레이저 광의 빔에서 광의 파장의 1/10 미만, 레이저 광의 빔에서 광의 파장의 1/4 미만, 레이저 광의 빔에서 광의 파장의 1/2 미만, 레이저 광의 빔에서 광의 파장의 3/4 미만, 레이저 광의 빔에서 광의 파장 미만 등이거나, 또는 이들 값 중 어느 것 사이의 광의 파장 미만, 또는 이들 값 중 임의의 값 사이에 있을 수 있다.
하나의 실시예에서, 제1 및 제2 AOD(200 및 202)의 AO 셀은 반파장판(302)과 동일한 재료로 형성된다. 예를 들어, 제1 및 제2 AOD(200 및 202) 및 반파장판(302)의 AO 셀은 결정질 석영으로 형성될 수 있다. 다른 예시에서, 제1 및 제2 AOD(200 및 202)의 AO 셀 및 반파장판(302)은 TeO2로 형성될 수 있다. 이 실시예에서, 다른 구성요소(예를 들어, 반파장판(302))의 표면과 광학적으로 접촉된 구성요소(예를 들어, 제1 또는 제2 AOD(200 또는 202))의 임의의 표면은 반사 방지 코팅과 같은 코팅으로 코팅될 필요가 없다. 하지만, 다른 실시예에서, 하나 이상의 그러한 코팅은 하나 또는 양자의 광학적으로 접촉된 표면 상에 코팅될 수 있다. 광학적으로 접촉된 표면 사이의 코팅의 제공을 생략함으로써, 다중-축 빔 위치 지정기(300)의 비용은 (예를 들어, 앞서 논의된 종래의 다중-축 빔 위치 지정기의 비용에 비해) 감소될 수 있다.
다른 실시예에서, 제1 및 제2 AOD(200 및 202)의 AO 셀은 반파장판(302)이 형성되는 것과 상이한 재료로 형성된다. 예를 들어, 제1 및 제2 AOD(200 및 202)의 AO 셀은 게르마늄(Ge)으로 형성될 수 있고, 반파장판(302)은 셀렌화 아연과 같은 재료로 형성될 수 있다. 이 예시에서, 셀렌화 아연은(예를 들어, 앞서 논의된 바와 같이) 상승된 온도에서 재료를 변형시킨 후에 획득된 응력-유도된 복굴절에서 "동결"시키도록 사전 가공될 수 있다. 다른 예시에서, 셀렌화 아연 반파장판(302)은 예를 들어, WAVELENGTH OPTO-ELECTRONIC PTE LTD에 의해 제공되는 프레넬 ZnSe 반파장판으로서 제공될 수 있다. 다른 예시에서, 셀렌화 아연 반파장판(302)은 본원에서 참조로 통합되는 NISHI, Hirohito 등의 "Transparent Waveplate (Retarder) of ZnSe for High Power CO2 Lasers", SEI TECHNICAL REVIEW 81 (2015): 73에서 서술된, 프리즘 형태의 ZnSe 기판 및 (반사-방지 및 위상 시프팅 막(phase-shifting film)을 포함하는) 최적화된 광학 코팅 막의 쌍의 조립체로 제공될 수 있다.
제1 및 제2 AOD(200 및 202)의 AO 셀이 반파장판(302)이 형성되는 것과 상이한 재료로 형성되는 실시예에서, 다른 구성요소(예를 들어, 반파장판(302))의 표면과 광학적으로 접촉된 구성요소(예를 들어, 제1 또는 제2 AOD(200 또는 202))의 임의의 표면은 반사-방지 코팅과 같은 코팅으로 코팅될 수 있다.
위에서 논의된 실시예에서, 반파장판(302)은 (제공될 때) 제1 및 제2 AOD(200 및 202) 사이에 삽입된다. 하지만 다른 실시예에서, 반파장판(302)은 서로 광학적으로 접촉된 두 개의 1/4 파장판으로 교체될 수 있다.
위에서 논의된 실시예에서, 빔 위치 지정기(300)는 두 개의 AOD(즉, 제1 및 제2 AOD(200 및 202))를 갖는 다중-축 빔 위치 지정기로 제공된다. 다른 실시예에서, 빔 위치 지정기는 단일 AOD, 또는 두 개를 초과하는 AOD를 포함할 수 있다. 빔 위치 지정기가 단일 AOD를 포함하는 실시예에서, 빔 위치 지정기는 AOD의 AO 매체(102)의 제2 표면(102b)에 광학적으로 접촉된 반파장판(302) 또는 적어도 하나의 1/4 파장판(예를 들어, 단일의 1/4 파장판, 두 개의 1/4 파장판, 세 개의 1/4 파장판 등) 등 또는 이의 임의의 조합을 포함할 수 있다. 빔 위치 지정기가 두 개를 초과하는 AOD를 포함하는 실시예에서, 빔 위치 지정기는 (예를 들어, 위에서 논의된 바와 같이) 인접한 AOD의 쌍 사이에 삽입된 (반파장판(302)과 같은) 반파장판을 포함하거나 포함하지 않을 수 있다.
위에서 논의된 실시예에서, 빔 위치 지정기는 빔 편향 디바이스로서 하나 이상의 AOD를 포함하는 것으로 서술된다. 빔 위치 지정기는 (예를 들어, 상술한 AOD의 어느 것에 의해 투과된 임의의 광의 빔을 편향시키도록 배열된) 하나 이상의 다른 빔 편향 디바이스를 포함할 수 있음이 인식되어야 한다. 그러한 경우, 그러한 다른 빔 편향 디바이스 중 어느 것은 전기-광학 편향기(electro-optic deflector, EOD), 압전 액추에이터, 전왜 액추에이터(electrostrictive actuator), 음성-코일 액추에이터(voice-coil actuator) 등에 의해 작동되는 고속-조향 미러(FSM) 요소, 검류계 미러(galvanometer mirror), 회전 다각형 미러 스캐너 등 또는 이의 임의의 조합을 포함할 수 있다
전술한 것은 본 발명의 실시예 및 예시를 예시하는 것이며, 본 발명을 제한하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 도면을 참조로 수 개의 특정 실시예 및 예시가 서술되었지만, 통상의 기술자는 본 발명의 새로운 교시 및 장점을 실질적으로 벗어나지 않으면서, 개시된 실시예 및 예시뿐만 아니라 다른 실시예에 대한 다수의 변형이 가능함을 쉽게 인식할 것이다. 따라서, 그러한 모든 수정은 청구범위에 정의된 본 발명의 범주 내에 포함되는 것으로 의도된다. 예를 들어, 기술자는 임의의 문장, 단락, 예시 또는 실시예의 주제가 그러한 조합이 상호 배타적인 경우를 제외하고, 다른 문장, 단락, 예시 또는 실시예의 일부 또는 전체의 주제와 조합될 수 있음을 인식할 것이다. 그러므로, 본 발명의 범주는 다음의 청구범위에 의해 결정되어야 하며, 청구범위의 균등물도 그 안에 포함된다.

Claims (17)

  1. 빔 위치 지정기로서,
    레이저 광의 빔을 편향시키도록 작동하는 제1 음향-광학(acousto-optic, AO) 편향기(AOD) - 상기 제1 AOD는 제1 AO 셀 및 상기 제1 AO 셀에 부착된 제1 트랜스듀서(transducer)를 포함함 -;
    상기 레이저 광의 빔을 편향시키도록 작동하는 제2 음향-광학 편향기(AOD) - 상기 제2 AOD는 제2 AO 셀 및 상기 제2 AO 셀에 부착된 제2 트랜스듀서를 포함함 -; 및
    상기 제1 AOD 및 제2 AOD 사이의 파장판(wave plate) - 상기 파장판은 상기 제1 AOD 및 상기 제2 AOD에 광학적으로 접촉되어, 상기 파장판과 상기 제1 AOD의 광학적으로 접촉된 표면들이 상기 레이저 광의 빔의 파장보다 짧은 거리만큼 이격되고, 상기 파장판과 상기 제2 AOD의 광학적으로 접촉된 표면들이 상기 레이저 광의 빔의 파장보다 짧은 거리만큼 이격됨 -;을 포함하는, 빔 위치 지정기.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서, 상기 파장판은 반파장판(half-wave plate)인, 빔 위치 지정기.
  5. 제1항에 있어서, 상기 파장판은 적어도 하나의 1/4 파장판(quarter-wave plate)을 포함하는, 빔 위치 지정기.
  6. 제5항에 있어서, 상기 적어도 하나의 1/4 파장판은 두 개의 1/4 파장판을 포함하는, 빔 위치 지정기.
  7. 제1항에 있어서, 상기 제1 AOD는 레이저 광의 빔을 제1 축을 따라 편향시키도록 배열되고 구성되며, 상기 제2 AOD는 상기 제1 AOD에 의해 투과된 상기 레이저 광의 빔을 상기 제1 축과 상이한 제2 축을 따라 편향시키도록 배열되고 구성되는, 빔 위치 지정기.
  8. 제1항에 있어서, 상기 제1 AOD, 상기 파장판 및 상기 제2 AOD에 의해 순차적으로 투과된 상기 레이저 광의 빔을 편향시키도록 구성된 적어도 하나의 검류계 미러(galvanometer mirror)를 더 포함하는, 빔 위치 지정기.
  9. 제1항에 있어서, 상기 제1 AOD의 상기 제1 AO 셀은 상기 파장판과 동일한 재료로 형성되는, 빔 위치 지정기.
  10. 제1항에 있어서, 상기 제1 AOD의 상기 제1 AO 셀 및 상기 파장판은 상이한 재료로 형성되는, 빔 위치 지정기.
  11. 제1항에 있어서, 상기 제1 AOD의 상기 제1 AO 셀은 게르마늄으로 형성되는, 빔 위치 지정기.
  12. 제1항에 있어서, 상기 제1 AOD의 상기 제1 AO 셀은 이산화텔루륨(tellurium dioxide)으로 형성되는, 빔 위치 지정기.
  13. 제1항에 있어서, 상기 제1 AOD의 상기 제1 AO 셀은 결정질 석영으로 형성되는, 빔 위치 지정기.
  14. 제1항에 있어서, 상기 파장판은 결정질 석영으로 형성되는, 빔 위치 지정기.
  15. 제1항에 있어서, 상기 파장판은 셀렌화 아연(zinc selenide)으로 형성되는 재료를 포함하는, 빔 위치 지정기.
  16. 제1항에 있어서, 상기 제2 AOD의 상기 제2 AO 셀은 상기 제1 AOD의 상기 제1 AO 셀과 동일한 재료로 형성되는, 빔 위치 지정기.
  17. 제1항에 있어서, 상기 제1 AOD와 상기 파장판 사이에는 반사-방지 코팅이 존재하지 않는, 빔 위치 지정기.
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