KR102613998B1 - 분산 브래그 반사 레이저 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 목적은 레이저 빛이 원하는 주파수를 가지도록 레이저의 온도를 설정값으로 고정시키는 분산 브래그 반사 레이저 장치를 제공하는 것이다. 본 발명의 분산 브래그 반사 레이저 장치는, 레이저 빛을 조사하도록 레이저를 구동하는 레이저 구동부, 상기 레이저 구동부에 부착되는 열전냉각기, 및 상기 열전냉각기에 포개어져 부착되고 상기 열전냉각기에 직렬로 연결되는 자기장 보상회로를 포함하며, 상기 열전냉각기와 상기 자기장 보상회로에 흐르는 전류가 서로 반대 방향으로 흐른다.

Description

분산 브래그 반사 레이저 장치 {Distributed Bragg Reflector Laser Device}
본 발명은 분산 브래그 반사 레이저 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 레이저 구동부의 온도 제어에 사용되는 열전냉각기(TEC; Thermo-Electric Cooler)가 발생시키는 자기장을 자체적으로 상쇄하는 분산 브래그 반사 레이저 장치(DBR; Distributed Bragg Reflector Laser Device)에 관한 것이다.
알려진 바에 따르면, 자이로스코프(gyroscope)는 민·군용 유·무인항공기 및 함선의 각가속도와 각속도, 방향을 측정 및 기록하기 위한 관성항법에 사용된다. 그러므로 자이로스코프에 관한 연구는 중요하다.
이 중 원자 스핀 자이로스코프(ASG; Atomic Spin Gyroscope) 방식은 전력 소모가 적고 소형이면서도 고성능 자이로스코프를 제작할 수 있는 것으로 각광받고 있다.
원자 스핀 자이로스코프는 일정한 자기장 속에서 세차운동(precession)을 하는 제논 핵의 스핀을 관찰함으로써 자이로스코프의 회전량과 회전속도를 측정하는 방법이다.
원자 스핀 자이로스코프의 성능을 좋게 만들기 위해서는 사용된 제논 핵들의 횡단 결풀림 시간(transversal relaxation time)이 긴 내부 환경을 갖추어야 한다. 횡단 결풀림 시간 값이 감소하는 원인은 다양하지만, 주요 원인 중 하나는 핵에 인가된 자기장의 공간적 비균질함이다.
따라서 제논 가스가 담긴 원자증기셀의 영역에 세차운동의 회전축(z축) 방향 자기장을 최대한 균질하게 인가해야 한다. 제논 핵 스핀의 세차운동 정보를 담은 핵자기 공명 분광법(NMR; nuclear magnetic resonance spectroscopy) 신호를 탐지하기 위해, 그리고 스핀을 편극시키기 위해 분산 브래그 반사 레이저 2개가 사용된다.
용도에 따라 상이하지만 DBR 레이저가 안정적으로 레이저 빛을 조사하기 위하여 레이저 구동부의 온도가 섭씨 30℃ 내외로 안정화되어야 한다. 레이저 구동부의 온도 제어를 위해 열전냉각기(TEC) 등이 사용된다.
따라서 최고의 원자 스핀 자이로스코프(ASG)를 구현하기 위해서는 레이저 구동부의 온도 안정화에 사용되는 열전냉각기(TEC)가 자기장의 비균질함을 유도하지 않도록 하는 것이 중요하다.
그러나 상용 열전냉각기(TEC)는 자체적으로 자기장을 발생시키므로, 필연적으로 제논 핵들에 인가되는 자기장의 비균질함을 유발한다. 따라서 레이저 구동부의 온도 안정화가 어렵게 된다.
본 발명의 목적은 레이저 빛이 원하는 주파수를 가지도록 레이저의 온도를 설정값(일례로, 30℃ 내외)으로 고정시키는 분산 브래그 반사 레이저 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 목적은 레이저의 온도를 설정값(일례로, 30℃ 내외)으로 고정시키기 용이하도록 모듈(열전냉각기와 자기장 보상회로로 구성)의 열전도성을 향상하는 분산 브래그 반사 레이저 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 목적은 레이저 구동부의 온도 제어에 사용되는 열전냉각기(TEC; Thermo-Electric Cooler)가 발생시키는 자기장을 자체적으로 상쇄하는 분산 브래그 반사 레이저 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 분산 브래그 반사 레이저 장치는, 레이저 빛을 조사하도록 레이저를 구동하는 레이저 구동부, 상기 레이저 구동부에 부착되는 열전냉각기, 및 상기 열전냉각기에 포개어져 부착되고 상기 열전냉각기에 직렬로 연결되는 자기장 보상회로를 포함하며, 상기 열전냉각기와 상기 자기장 보상회로에 흐르는 전류가 서로 반대 방향으로 흐른다.
상기 레이저 구동부와 상기 열전 냉각기는 서로의 사이에 개재되고 열전도성을 가지는 실리콘 계열의 접착제로 부착될 수 있다.
상기 열전 냉각기와 상기 자기장 보상회로는 서로의 사이에 개재되고 열전도성을 가지는 실리콘 계열의 접착제로 부착될 수 있다.
상기 열전냉각기는 상기 레이저 구동부에 부착되는 제1 플레이트, 상기 제1 플레이트와 이격되는 제2 플레이트 및 상기 제1 플레이트와 상기 제2 플레이트 사이에 개재되고 서로 연결되어 회로를 형성하는 열전소자들을 포함할 수 있다.
상기 자기장 보상회로는 상기 제2 플레이트에 부착되는 제1 금속층, 상기 제1 금속층에 제1절연층을 개재하여 패턴을 형성하는 회로층, 및 상기 회로층에 제2절연층을 개재하여 형성되는 제2 금속층을 포함할 수 있다.
상기 제2 플레이트와 상기 제1 금속층은 서로의 사이에 개재되고 열전도성을 가지는 실리콘 계열의 접착제로 부착될 수 있다.
상기 자기장 보상회로는 상기 회로층의 패턴에 이격되어 형성된 복수의 관통홀들을 더 포함할 수 있다.
상기 관통홀들은 적층된 상기 제1 금속층, 상기 제1절연층, 상기 제2절연층 및 상기 제2 금속층을 관통하여 형성될 수 있다.
상기 열전냉각기와 상기 회로층은 직렬로 연결되고, 전류가 서로 반대 방향으로 흐를 수 있다.
이와 같이 본 발명의 일 실시예는 서로 포개어져 부착되는 열전냉각기와 자기장 보상회로에 흐르는 전류를 서로 반대 방향으로 흐르게 하므로 열전냉각기에서 발생하는 자기장을 자체 상쇄하면서 레이저 빛이 원하는 주파수를 가지도록 레이저의 온도를 설정값(일례로, 30℃ 내외)으로 고정시킬 수 있다. 즉 일 실시예는 레이저 구동부의 온도 제어에 사용되는 열전냉각기에서 발생하는 자기장을 자체적으로 상쇄시킬 수 있다.
또한 일 실시예는 레이저의 온도를 설정값(일례로, 30℃ 내외)으로 고정시키기 용이하도록 열전냉각기와 자기장 보상회로로 구성되는 모듈의 열전도성을 향상시킨다. 즉 일 실시예는 열전냉각기에 부착되는 자기장 보상회로의 제1 금속층, 제2 금속층 및 관통홀을 통하여, 요구되는 레이저 구동부의 온도에 상응하도록 열전도성을 향상시킨다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 분산 브래그 반사 레이저 장치에서 전류로부터 발생하는 정자기장의 크기를 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명에서 제시한 자기장 보상회로의 열전냉각기(TEC)에서 발생시킨 자기장으로 자기장의 상쇄 효과를 나타낸 반대수(semi-log) 그래프이다.
도 3은 본 발명에서 제시한 자기장 보상회로의 열전냉각기(TEC)에서 발생시킨 자기장 기울기로 자기장 기울기의 상쇄 효과를 나타낸 반대수(semi-log) 그래프이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 분산 브래그 반사 레이저 장치의 사시도이다.
도 5는 도 4의 스템의 측면도이다.
도 6은 도 4에 도시된 분산 브래그 반사 레이저 장치의 내부 사시도이다.
도 7은 도 6에 도시된 분산 브래그 반사 레이저 장치의 분해 사시도이다.
도 8은 도 7에 도시된 자기장 보상회로의 패턴을 도시한 평면도이다.
도 9는 도 7에 도시된 자기장 보상회로의 외표면을 도시한 평면도이다.
도 10은 도 9의 Ⅹ-Ⅹ 선을 따라 잘라서 도시한 단면도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 분산 브래그 반사 레이저 장치에서 자기장 보상회로의 전류 방향과 열전냉각기(TEC)의 전류 방향이 서로 반대인 상태를 도시한 분해 사시도이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙였다.
원자 스핀 자이로스코프(ASG) 제작을 위한 부품으로써 제이저 및 레이저 구동부를 사용할 경우, 레이저 구동부의 구동에 필수적으로 온도 제어용 열전냉각기와 원자 스핀 자이로스코프의 내부 자기장 환경을 교란시키지 않기 위한 자기장 보상회로가 필요하다.
일 실시예의 분산 브래그 반사 레이저 장치는 열전냉각기와 자기장 보상회로를 모듈화로 구성한다. 즉 일 실시예의 모듈화는 원자 스핀 자이로스코프의 내부 환경 등 자기장 발생이 최소화되어야 하는 환경에서 간편하고 안정적으로 레이저 구동부를 구동할 수 있게 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 분산 브래그 반사 레이저 장치에서 전류로부터 발생하는 정자기장의 크기를 설명하기 위한 도면이다. 도 1을 참조하면, 화살표와 같은 방향으로 흐르는 전류(C)가 이격된 위치의 점(P)에 발생시키는 정자기장(B)의 크기는 수학식 1과 같다.
여기서 I는 전류의 크기이며, 전류(C)의 흐르는 방향에 직교하는 거리(d, distance)와 전류(I)는 미터(m)와 암페어(A) 단위로 각각 측정된다. 정자기장(B)의 방향은 오른손 법칙에 따라 주어진다. 수학식 1로부터 상용 열전냉각기(TEC)가 거리(d)에 대하여 발생시키는 자기장(B)의 크기를 수학적으로 구하여, 도 2와 같은 그래프를 얻을 수 있다.
도 2는 본 발명에서 제시한 자기장 보상회로의 열전냉각기(TEC)에서 발생시킨 자기장으로 자기장의 상쇄 효과를 나타낸 반대수(semi-log) 그래프이다. 도 2를 참조하면, 그래프에서 세로축은 자기장 보상회로의 표면 한가운데로부터 그래프의 가로축에 표시된 거리(d)만큼 수직 상방(z축)으로 이격된 위치의 점(P)에서 발생하는 자기장(B, field norm)의 크기를 나타낸다.
자기장 보상회로가 열전냉각기(TEC)의 아래에 포개어져 부착된 상태이다(도 5 및 도 6 참조). 같은 거리(d)에 있어서, 자기장 보상회로를 사용하여 자기장을 보상한 경우의 자기장(L1)은 자기장을 보상하지 않은 경우의 자기장(L2)보다 낮게 나타나고, 거리(d)가 증가할수록 자기장(L2―L1)의 차이가 크게 나타난다. 즉 자기장 보상회로로 보상한 자기장이 열전냉각기(TEC)에서 발생시킨 자기장을 상쇄시킨다.
도 3은 본 발명에서 제시한 자기장 보상회로의 열전냉각기(TEC)에서 발생시킨 자기장 기울기로 자기장 기울기의 상쇄 효과를 나타낸 반대수(semi-log) 그래프이다. 도 3을 참조하면, 그래프에서 세로축은 자기장 보상회로의 표면 한가운데로부터 그래프의 가로축에 표시된 거리(d, distance)만큼 수직 상방(z축)으로 이격된 위치의 점(P)에서 발생하는 자기장의 z축 방향 기울기(B field z-directional derivative norm)의 크기를 나타낸다.
자기장 보상회로가 열전냉각기(TEC)의 아래에 포개어져 부착된 상태이다(도 5 및 도 6 참조). 같은 거리(d)에 있어서, 자기장 보상회로를 사용하여 자기장을 보상한 경우의 자기장의 z축 방향 기울기(L3)는 자기장을 보상하지 않은 경우의 자기장의 z축 방향 기울기(L4)보다 낮게 나타나고, 거리(d)가 증가할수록 자기장의 z축 방향 기울기(L4―L3)의 차이가 크게 나타난다. 즉 자기장 보상회로로 보상한 자기장의 z축 방향 기울기가 열전냉각기(TEC)에서 발생시킨 자기장의 z축 방향 기울기를 상쇄시킨다.
이와 같이, 자기장 보상회로로 열전냉각기(TEC)에서 발생시킨 자기장을 상쇄시키고, 자기장 보상회로로 열전냉각기(TEC)에서 발생시킨 자기장의 z축 방향 기울기를 상쇄시키는 분산 브래그 반사 레이저 장치에 대하여, 이하에서 구체적으로 설명한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 분산 브래그 반사 레이저 장치의 사시도이고, 도 5는 도 4의 스템의 측면도이며, 도 6은 도 4에 도시된 분산 브래그 반사 레이저 장치의 내부 사시도이다.
도 4 내지 도 6을 참조하면, 일 실시예의 분산 브래그 반사 레이저 장치는 레이저 빛을 조사하는 레이저(11)를 구동하는 레이저 구동부(10), 레이저 구동부(10)의 온도를 제어하는 열전냉각기(TEC)(20), 및 열전냉각기(TEC)(20)에서 발생시킨 자기장을 상쇄시키는 자기장 보상회로(30)를 포함한다.
레이저 구동부(10)는 레이저(11)에서 레이저 빛을 방출할 수 있도록 구성된다. 열전냉각기(20)는 일체형 온도센서(미도시)를 구비하여, 레이저 구동부(10)의 온도를 감지하고, 그 온도에 따라 레이저 구동부(10)의 온도를 제어할 수 있도록 구성된다.
열전냉각기(20)는 레이저 구동부(10)에 z축 방향으로 포개어져 부착되므로 레이저 구동부(10)의 열을 흡수하는 제1 플레이트(21)와, 제1 플레이트(21)와 이격되어 흡수된 열을 방출하는 제2 플레이트(22), 및 제1 플레이트(21)와 제2 플레이트(22) 사이에 개재되고 서로 연결되어 회로를 형성하는 열전소자들(23)을 포함한다.
열전소자들(23)에 전류가 인가됨에 따라 제1 플레이트(21)는 저온을 형성하고, 제2 플레이트(22)는 고온을 형성한다. 즉 열전냉각기(20)는 저온 상태를 형성하는 제1 플레이트(21)로 레이저 구동부(10)에서 발생된 고온의 열을 흡수하여 제2 플레이트(22)로 방출한다. 이로써, 레이저 구동부(10)의 온도가 냉각 제어된다.
또한, 제1 플레이트(21)가 고온을 형성하고, 제2 플레이트(22)가 저온을 형성하여 레이저 구동부(10)의 온도가 실온보다 낮을 때도 있다. 즉 열전냉각기(20)는 저온 상태를 형성하는 제2 플레이트(22)로 고온의 열을 흡수하여 제1 플레이트(21)로 방출한다. 이로써, 레이저 구동부(10)의 온도가 가열 제어된다.
이와 같은, 레이저 구동부(10)와 제1 플레이트(21)는 실리콘 계열의 접착제(미도시)로 접착된다. 실리콘 계열의 접착제는 높은 열전도율을 가지므로 레이저 구동부(10)에서 발생된 열을 열전냉각기(20)의 제1 플레이트(21)로 전도하여 레이저 구동부(10) 자체에서 발생된 열을 열전냉각기(20)의 제2 플레이트(22)으로의 방출을 용이하게 한다. 또한 반대 방향의 열전도로 인하여, 레이저 구동부(10)가 열을 용이하게 흡수할 수도 있다.
분산 브래그 반사 레이저 장치는 레이저 구동부(10)와 열전냉각기(TEC)(20)를 결합 및 모듈화 하여 레이저 구동부(10)의 온도를 열전냉각기(20)로 제어한다. 따라서 레이저 구동부(10)가 안정적으로 구동되어 레이저(11) 빛이 원하는 주파수를 가지도록 레이저(11)의 온도를 설정값으로 고정시킬 수 있다. 즉 열전냉각기(20)는 외부 자기장을 교란시키지 않으면서도 레이저 구동부(10)를 안정적으로 구동할 수 있게 한다.
또한 분산 브래그 반사 레이저 장치는 열전냉각기(TEC)(20)에 자기장 보상회로(30)를 더 결합하여, 열전냉각기(20) 구동시 발생되는 자기장을 상쇄하여 최소화하면서 열전냉각기(20)를 구동할 수 있게 한다.
도 7은 도 6에 도시된 분산 브래그 반사 레이저 장치의 분해 사시도이고, 도 8은 도 7에 도시된 자기장 보상회로의 패턴을 도시한 평면도이며, 도 9는 도 7에 도시된 자기장 보상회로의 외표면을 도시한 평면도이고, 도 10은 도 9의 Ⅹ-Ⅹ 선을 따라 잘라서 도시한 단면도이다.
이때, 열전냉각기(20)의 제2 플레이트(22)와 자기장 보상회로(30)는 실리콘 계열의 접착제로 접착된다. 실리콘 계열의 접착제는 높은 열전도율을 가지므로 제2 플레이트(22)에서 자기장 보상회로(30)로 열전도하여 열전냉각기(20)에서 열의 방출을 용이하게 한다.
자기장 보상회로(30)는 열전냉각기(20)의 제2 플레이트(22)에 부착되는 제1 금속층(311), 제1 금속층(311)에 제1절연층(321)을 개재하여 패턴을 형성하는 회로층(33), 및 회로층(33)에 제2절연층(322)을 개재하여 형성되는 제2 금속층(312)을 포함한다.
일례로써, 제1 금속층(311)과 제2 금속층(312)은 구리로 형성되고, 제1, 제2절연층(321, 322)은 폴리이미드로 형성되며, 회로층(33)은 구리 패턴으로 형성될 수 있다.
보다 구체적으로 보면, 열전냉각기(20)의 제2 플레이트(22)와 자기장 보상회로(30)의 제1 금속층(311)은 실리콘 계열의 접착제로 접착된다. 실리콘 계열의 접착제는 높은 열전도율을 가지므로 제2 플레이트(22)에서 제1 금속층(311)으로 열전도하여 제2 플레이트(22)에서 전달되는 열의 방출을 용이하게 한다.
열전냉각기(20)에 구비되는 열전소자들(23)은 제1 플레이트(21)와 제2 플레이트(22) 사이에 배치되고, 서로 연결되어 자체적으로 회로를 형성한다. 열전소자들(23) 자체로 형성되는 회로는 자기장 보상회로(30)의 회로층(33) 패턴에 대응하는 구조로 형성된다. 즉 자기장 보상회로(30)의 회로층(33)은 열전소자들(23) 자체의 회로에 대응하는 패턴으로 형성된다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 분산 브래그 반사 레이저 장치에서 자기장 보상회로의 전류 방향과 열전냉각기(TEC)의 전류 방향이 서로 반대인 상태를 도시한 분해 사시도이다.
도 11을 참조하면, 열전소자들(23)의 회로, 즉 열전냉각기(TEC)의 회로와 자기장 보상회로(30)의 회로층(33)은 z축 방향으로 포개어져 직렬로 연결된다. 따라서 열전소자들(23)의 회로와 회로층(33)의 두 회로에서 전류 흐름(D1, D2)이 서로 반대 방향으로 흐르게 된다. 두 회로가 직렬로 연결되어 전류가 서로 반대 방향으로 흐르도록 결합되므로 결합 회로에서 발생하는 자기장은 거시적으로 상쇄될 수 있다.
예를 들면, 회로를 형성하는 열전소자들(23)에 연결되는 연결부(24)와 회로층(33)은 적층되는 동일 측에서 케이블(CB3)로 직렬 연결되고, 적층되는 다른 일측에서 각각 양극(+)과 음극(-)에 케이블(CB1, CB2)로 각각 연결된다. 따라서 열전소자들(23)의 회로와 회로층(33) 각각에서 전류 흐름(D1, D2)이 서로 반대 방향으로 설정된다. 이로써 열전냉각기(20)의 열전소자들(23)에서 발생하는 자기장이 자기장으로 자체 상쇄되므로 레이저 구동부(10)의 온도가 설정값(일례로, 30℃ 내외)으로 고정될 수 있다. 레이저 구동부(10)의 온도는 레이저 빛이 원하는 주파수를 가지게 한다.
레이저 구동부(10)는 반도체 소자로 구성되므로 레이저 구동부(10)에서 발생하는 자기장은 무시할 수 있다. 레이저 구동부(10)를 위한 자기장 보상회로는 따로 추가하지 않는다.
자기장 보상회로(30)는 회로층(33)의 패턴에서 x축 또는 y축 방향으로 이격되어 형성된 복수의 관통홀들(34)을 구비한다. 관통홀들(34)은 회로층(33)이 형성되지 않은 부분에서 적층된 제1 금속층(311), 제1절연층(321), 제2절연층(322) 및 제2 금속층(312)을 관통하여 형성되므로 제1 금속층(311) 측에서 제2 금속층(312) 측으로의 열전도, 열복사 및 열대류를 보다 용이하게 한다. 따라서 자기장 보상회로(30)는 열전냉각기(20)에서 발생되는 자기장을 자기장으로 자체 상쇄시킬 수 있다.
제1 금속층(311)은 제2 플레이트(22)에 열전도성 접착제(미도시)로 부착되어 방출되는 열을 흡수하여 관통홀들(34)의 내면으로 배출한다. 제2 금속층(312)은 회로층(33)에서 발생되는 열을 방출함으로써 제1 금속층(311)으로 전달되는 것을 방지한다. 자기장 보상회로(30)는 인쇄회로기판(PCB) 또는 유연인쇄회로기판(FPCB)으로 형성될 수 있다.
일 실시예는 레이저의 온도를 설정값(일례로, 30℃ 내외)으로 고정시키기 용이하도록 모듈의 열전도성을 향상시킨다. 즉 일 실시예는 열전냉각기(20)와 자기장 보상회로(30)를 통하여 요구되는 레이저 구동부(10)의 온도에 상응하도록 열전도성을 향상시킨다.
다시 도 4 및 도 5를 참조하면, 분산 브래그 반사 레이저 장치는 스템(41), 캡(42), 윈도우(43) 및 와이어(44)를 더 포함할 수 있다. 스템(41)의 내면 상에는 자기장 보상회로(30)가 부착되고, 전력을 공급하는 와이어(44)를 투입하기 위한 복수의 관통구(45)를 구비한다.
캡(42)은 자기장 보상회로(30)에 열전냉각기(20)와 레이저 구동부(10)가 포개어져 부착되어 있는 구성을 내장하는 상태로 스템(41)을 덮어서 소형 자이로스코프를 형성한다. 캡(42)에는 윈도우(43)를 구비하여, 레이저(11)에서 조사되는 레이저 빛을 통과시킨다.
일례로써, 와이어(44)는 전선 6가닥으로 구성되며, 관통구(45)는 와이어(44)의 개수에 대응하도록 스템(41)에 6개로 형성된다. 와이어(44) 중 2가닥은 열전냉각기(20)와 자기장 보상회로(30)에 연결되고, 2가닥은 열전냉각기(20)에 부착된 온도센서(미도시)에 연결되며, 나머지 2가닥은 레이저 구동부(10)에 연결된다.
분산 브래그 반사 레이저 장치에서, 모듈 패키징이 레이저 빛의 방출에 영향을 주지 않도록 윈도우(43)는 레이저 빛의 파장대에서 투명하다. 스템(41)과 캡(42)은 통상적인 환경에서 비자성인 알루미늄으로 형성된다. 스템(41)과 캡(42)은 열전도율이 높은 실리콘 계열 접착제로 부착되므로 열전냉각기(20)와 자기장 보상회로(30)로 구성되는 모듈의 열전도성을 향상시킨다.
이상을 통해 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.
10: 레이저 구동부 20: 열전냉각기(TEC)
21: 제1 플레이트 22: 제2 플레이트
23: 열전소자 33: 회로층
24: 연결부 30: 자기장 보상회로
34: 관통홀 41: 스템
42: 캡 43: 윈도우
44: 와이어 45: 관통구
311: 제1 금속층 312: 제2 금속층
321: 제1절연층 322: 제2절연층
CB1, CB2, CB3: 케이블 D1, D2: 전류의 흐름
L1, L2: 자기장 L3, L4: 자기장의 z축 방향 기울기

Claims (9)

  1. 레이저 빛을 조사하도록 레이저를 구동하는 레이저 구동부;
    상기 레이저 구동부에 부착되고 열전소자들을 포함하는 열전냉각기; 및
    상기 열전냉각기에 포개어져 부착되고 상기 열전냉각기에 직렬로 연결되는 자기장 보상회로
    를 포함하며,
    상기 열전냉각기와 상기 자기장 보상회로에 흐르는 전류가 서로 반대 방향으로 흐르고,
    상기 자기장 보상회로는
    상기 열전소자들 측에 부착되는 제1 금속층,
    상기 제1 금속층에 제1절연층을 개재하여 패턴을 형성하는 회로층, 및
    상기 회로층에 제2절연층을 개재하여 형성되는 제2 금속층
    을 포함하는, 분산 브래그 반사 레이저 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 레이저 구동부와 상기 열전 냉각기는 서로의 사이에 개재되고 열전도성을 가지는 실리콘 계열의 접착제로 부착되는 분산 브래그 반사 레이저 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 열전 냉각기와 상기 자기장 보상회로는 서로의 사이에 개재되고 열전도성을 가지는 실리콘 계열의 접착제로 부착되는 분산 브래그 반사 레이저 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 열전냉각기는
    상기 레이저 구동부에 부착되는 제1 플레이트, 및
    상기 제1 플레이트와 이격되는 제2 플레이트를 포함하며,
    상기 열전소자들은
    상기 제1 플레이트와 상기 제2 플레이트 사이에 개재되고 서로 연결되어 회로를 형성하는, 분산 브래그 반사 레이저 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제1금속층은
    상기 제2 플레이트에 부착되는, 분산 브래그 반사 레이저 장치.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 제2 플레이트와 상기 제1 금속층은 서로의 사이에 개재되고 열전도성을 가지는 실리콘 계열의 접착제로 부착되는 분산 브래그 반사 레이저 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 자기장 보상회로는
    상기 회로층의 패턴에 이격되어 형성된 복수의 관통홀들을 더 포함하는 분산 브래그 반사 레이저 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 관통홀들은 적층된 상기 제1 금속층, 상기 제1절연층, 상기 제2절연층 및 상기 제2 금속층을 관통하여 형성되는 분산 브래그 반사 레이저 장치.
  9. 제 5 항에 있어서,
    상기 열전냉각기와 상기 회로층은 직렬로 연결되고, 전류가 서로 반대 방향으로 흐르는 분산 브래그 반사 레이저 장치.
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CN107732637A (zh) * 2017-10-18 2018-02-23 哈尔滨工业大学 一种自动温控固体激光装置
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