KR20000023038A - 2 이상의 파장 성분을 포함하는 레이저 빔을 방출할 수있는 섬유 레이저를 채용하는 레이저 조사 장치 - Google Patents

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Abstract

레이저 조사 장치는 펌핑 광 방출부, 섬유 레이저 장치 및 빔 인도부를 포함한다. 펌핑 광 방출부는 펌핑 광을 생성 및 방출한다. 섬유 레이저 장치에 있어서, 레이저 이온으로 도핑된 광 섬유는 펌핑 광에 의해 여기되어, 2개 이상의 파장 성분을 포함하는 레이저 빔이 생성된다. 빔 인도부는 레이저 빔을 원하는 지점 및 방향으로 인도한다. 특징적 효과를 갖는 2개 이상의 파장 성분을 포함하는 레이저 빔은 빔 정형부에 의해 초점이 맞춰지고 물체의 표면에 인가된다. 홀뮴 이온이 레이저 이온으로서 섬유 레이저 장치의 광 섬유내에 도핑되는 경우, 3㎛ 대역 성분(이는 생체의 정밀 절개에 적합) 및 2㎛ 대역 성분(이는 조직 응고 및 지혈에 적합함)을 포함하는 레이저 빔은 섬유 레이저 장치에 의해 방출되고, 2개 이상의 파장 성분은 동축을 유지하면서 물체의 표면에 인가되어, 2개의 파장 성분의 2개의 효과가 물체상에서 동시에 얻어진다. 하나의 레이저 장치만을 포함하는 레이저 조사 장치는 낮은 제조 단가 및 소형으로 구현될 수 있다.

Description

2 이상의 파장 성분을 포함하는 레이저 빔을 방출할 수 있는 섬유 레이저를 채용하는 레이저 조사 장치{LASER RADIATION DEVICE EMPLOYING A FIBER LASER CAPABLE OF EMITTING A LASER BEAM INCLUDING TWO OR MORE WAVELENGTH COMPONENTS}
본 발명은 레이저 조사 장치에 관한 것으로, 특히 2 또는 그 이상의 파장 성분을 포함하는 레이저 빔을 방출할 수 있는 섬유 레이저를 채용하는 레이저 조사 장치에 관한 것이다.
레이저 빔으로 물체를 조사하기 위한 레이저 조사 장치는 오늘날 금속 가공, 반도체 가공, 의료 등의 분야에서 실제로 널리 이용되고 있다. 대부분의 레이저 조사 장치에서, 단지 하나의 파장 성분을 포함하는 레이저 빔을 방출할 수 있는 레이저가 채용된다. 레이저 빔과 물체(금속, 반도체, 생체 등) 사이의 상호 작용은 레이저 빔의 파장에 의존하므로, 레이저 조사 장치의 발진 파장은 소망되는 상호 작용에 따라서 결정되고 선택된다. 생체의 흡수 계수는 생체의 구성 요소(단백질, 지방, 뼈, 수분 등)에 따라 변한다. 예를 들면, 2㎛ 대역 레이저 빔은 연조직(soft tissue)의 응고(coagulation)에 적합하고, 9㎛ 대역 레이저 빔은 상아질(dentin)의 천공에 적합하며, 3㎛ 대역 레이저 빔은 미세 절개에 적합한 것으로 공지되어 있다. 10㎛ 대역 CO2레이저 발진기를 구비한 외과용 레이저 칼이 오늘날 실용화되어 있다. 상술한 것처럼, 1 파장 성분만을 포함하는 레이저 빔을 방출할 수 있는 레이저 조사 장치는 거의 모든 경우에 이용되고 있다. 그러나, 예를 들면, 외과용 레이저 칼의 분야에서는, 2 또는 그 이상의 효과가 동시에 얻어질 수 있도록 2 또는 그 이상의 파장 성분을 포함하는 레이저 빔을 방출할 수 있는 레이저 조사 장치를 이용한다.
도 1은 2 또는 그 이상의 파장 성분을 포함하는 레이저 빔을 방출하기 위해 채용될 수 있는 종래의 레이저 조사 장치를 도시하는 개략도이다. 도 1에 도시된 레이저 조사 장치(31)는 제1 레이저 장치(21), 제1 콜리메이트(collimator) 렌즈(23), 제2 레이저 장치(24), 제2 콜리메이트 렌즈(26), 색선별 거울(dichroic mirror: 27), 전반사 거울(29), 및 초점 렌즈(30)를 포함한다.
상이한 발진 주파수를 갖는 제1 레이저 장치(21) 및 제2 레이저 장치(24)는 제1 레이저 빔(22) 및 제2 레이저 빔(25)을 각각 방출한다. 각각 레이저 장치(21 및 24)에 의해 방출된 제1 레이저 빔(22) 및 제2 레이저 빔(25)은 손실없이 고정된 방향으로 전파되고, 색선별 거울(27)에 의해 공동 결합되고, 전반사 거울(29)에 의해 인도(반사)되고, 초점 렌즈(30)를 통해 물체(11)에 인가되도록 제1 콜리메이터 렌즈(23) 및 제2 콜리메이터 렌즈(26)에 의해 각각 콜리메이트된 빔으로 정형된다. 2 파장(즉, 제1 레이저 빔(22) 및 제2 레이저 빔(25)) 성분의 특성, 예를 들면 강도, 는 제1 레이저 장치(21) 및 제2 레이저 장치(24)를 각각 제어함에 의해 가변될 수 있다. 색선별 거울(27)은 제1 레이저 빔(22)에 대해 높은 전송율(투과율)을 가지며, 제2 레이저 빔(25)에 대해 높은 반사율을 갖는다.
상술한 레이저 조사 장치(31)가 외과용 레이저 칼로 이용되는 경우, 3㎛ 대역 레이저 빔(생체의 미세 절개에 적합함)을 2㎛ 대역 레이저 빔(단백질의 변성에 의한 조직 응고 및 지혈(hemostasis)에 적합)과 결합하는 것이 바람직한 선택이다. 그러한 경우, 970nm 레이저 다이오드에 의해 펌핑되는 2.94㎛의 발진 주파수를 갖는 Er(에르븀)-도핑된 YAG(yttrium aluminium garnet) 결정 레이저가 제1 레이저 장치(21)로서 채용될 수 있으며, 790nm 레이저 다이오드에 의해 펌핑되는 2.06㎛의 발진 주파수를 갖는 Tm(툴륨)-Ho(홀뮴)-공동 도핑된 YLF(yttrium lithium fluoride) 결정 레이저가 제2 레이저 장치(24)로서 채용될 수 있다. 제3 레이저 빔(다른 발진 주파수를 갖는 다른 레이저 장치에 의해 발생된)을 결합된 레이저 빔(28)에 더욱 결합시킬 필요가 있는 경우, 결합은 색선별 거울(27)과 유사한 결합 수단을 추가함에 의해 얻어질 수 있다.
상술한 것처럼, 외과용 레이저 칼에 2개의 레이저 장치(21 및 24)를 채용하는 레이저 조사 장치(31)를 채용함에 의해 물체 상에 동시에 둘 또는 그 이상의 효과(각각은 각각의 파장 성분의 특성임)를 발휘하는 것이 가능하다. 물체 및 소망된 효과의 특성에 따라 2개의 레이저 장치(21 및 24)를 제어함에 의해 각각의 파장 성분의 (강도와 같은)특성을 변화시키는 것이 가능하므로, 결합된 레이저의 각각의 파장 성분은 2개의 레이저 장치(21 및 24)를 각각 제어함에 의해 선택적으로 설정될 수 있다.
그러나, 2개 또는 그 이상의 상이한 레이저 빔이 공통으로 결합되고 동일한 방향으로 인도되는 경우, 상이한 파장을 갖는 레이저 빔의 광축은 결합시에 오정렬될 수 있다. 또한, 각 파장 성분의 전파 특성은 파장 성분을 방출하는 레이저 장치에 따라서 가변하며, 그러한 강도에 있어서의 오정렬 및 가변은 레이저 빔이 물체에 초점이 맞춰질 때 그 물체 상에서 특히 발생할 수 있다. 또한, 레이저 조사 장치에 의해 생성되고 조사된 레이저 빔은 반드시 가시적인 것은 아니며, 그러므로 물체상에 초점이 된 레이저 빔의 위치를 검사하고 조절하는 것이 쉽지 않다. 더욱이, 상술한 레이저 조사 장치는 2개 이상의 레이저 장치를 구비하여야 하며, 그러므로, 레이저 빔 소스에 필요한 경비는 2배가 되며, 전력 소비가 커지고, 레이저 조사 장치의 크기는 필수적으로 크다.
본 발명의 주요 목적은 2개 이상의 파장 성분을 포함하는 레이저 빔을 생성 및 방출할 수 있고 2개 이상의 파장 성분을 균일하고 안정한 조건에서 동축으로 물체에 인가할 수 있는 레이저 조사 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 2 이상의 파장 성분을 포함하는 레이저 빔을 생성 및 방출할 수 있고 2 이상의 파장 성분을 물체에 인가할 수 있되, 이는 낮은 제조 가격, 적은 구동 경비 및 소형으로 구현될 수 있는 레이저 조사 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 2 이상의 파장 성분을 포함하는 레이저 빔을 생성 및 방출할 수 있고 2 이상의 파장 성분을 물체에 인가할 수 있되, 이에 의해 레이저 조사 장치의 사용자가 레이저 빔의 조사 지점(즉, 초점 빔 부위)을 용이하게 인지할 수 있는 레이저 조사 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 제1 측면에 따르면, 펌핑 광 방출 수단, 섬유 레이저 수단 및 빔 인도 수단을 포함하는 레이저 조사 장치가 제공된다. 펌핑 광 방출 수단은 펌핑 광을 생성 및 방추한다. 섬유 레이저 수단에 있어서, 레이저 이온으로 도핑된 광섬유는 펌핑 광 방출 수단에 의해 방출된 펌핑 광에 의해 여기되어, 2개 이상의 파장 성분을 포함하는 레이저 빔이 생성된다. 빔 인도 수단은 섬유 레이저 수단에 의해 생성된 레이저 빔을 소망된 위치 및 방향으로 인도한다.
본 발명의 제2 측면에 따르면, 제1 측면에 따른 레이저 조사 장치는 빔 인도 수단에 의해 인도되는 레이저 빔을 정형하기 위한 빔 정형 수단을 더 포함한다.
본 발명의 제3 측면에 따르면, 빔 정형 수단은 2개 이상의 파장 성분을 포함하는 초점을 맞춘 레이저 빔이 물체에 인가되도록 레이저 빔의 초점을 맞춘다.
본 발명의 제4 측면에 따르면, 제2 측면에 따른 빔 정형 수단이 물체 상의 파장 성분의 빔 부위의 형태 및/또는 영역을 독립적으로 제어한다.
본 발명의 제5 측면에 따르면, 제1 측면에 따른 레이저 조사 장치는 레이저 빔내에 포함된 각각의 파장 성분의 광학적 특징을 변조하기 위한 빔 변조 수단을 더 포함한다.
본 발명의 제6 측면에 따르면, 제5 측면에 따른 빔 변조 수단은 하나 이상의 파장 성분의 전력을 변화시킬 수 있는 하나 이상의 광학적 필터를 포함한다.
본 발명의 제7 측면에 따르면, 제1 측면에 따른 빔 인도 수단은 다중-조인트 암 구성으로 정렬된 2 또는 그 이상의 반사 수단을 포함한다.
본 발명의 제8 측면에 따르면, 제1 측면에 따른 빔 인도 수단은 인도 광 섬유에 의해 수행된다.
본 발명의 제9 측면에 따르면, 제1 측면에 따른 빔 인도 수단은 섬유 레이저 수단의 광섬유에 의해 수행된다.
본 발명의 제10 측면에 따르면, 제1 측면에 따른 레이저 조사 장치는 포인팅 빔 방출 수단을 더 포함한다. 포인팅 빔 방출 수단은 레이저 빔의 광학적 축 또는 물체 상의 레이저 빔의 조사 지점을 표시하기 위한 포인팅 빔을 생성하고 방출한다.
본 발명의 제11 측면에 따르면, 제10 측면에 따른 레이저 조사 장치는 포인팅 빔 방출 수단에 의해 방출된 포인팅 빔과 레이저 빔을 동축으로 결합하기 위한 포인팅 빔 결합 수단을 더 포함한다.
본 발명의 제12 측면에 따르면, 제11 측면에 따른 포인팅 빔 결합 수단은 레이저 빔을 반사하면서 포인팅 빔을 전송하는 빔 인도 수단의 전반사 소자에 의해 수행된다.
본 발명의 제13 측면에 따르면, 제11 측면에 따른 포인팅 빔 결합 수단은 빔 인도 수단을 수행시키는 인도 광섬유에 부착되는 광학적 결합기에 의해 구현된다.
본 발명의 제14 측면에 따르면, 제10 측면에 따른 섬유 레이저 수단에 의해 생성된 레이저 빔의 하나 이상의 파장 성분은 가시적 빔이며, 하나 이상의 가시적 빔은 포인팅 빔으로서 이용된다.
본 발명의 제15 측면에 따르면, 제10 측면에 따른 레이저 조사 장치는 포인팅 빔 반사 모니터링 수단을 더 포함한다. 포인팅 빔 반사 모니터링 수단은 조사 지점으로부터의 포인팅 빔의 반사의 강도를 모니터함에 의해 실시간으로 조사 포인트에서의 물체의 상태를 모니터한다.
본 발명의 제16 측면에 따르면, 제1 측면에 따른 하나 이상의 희토류 이온 종류가 레이저 이온으로서 섬유 레이저 수단의 광섬유내에 도핑된다.
본 발명의 제17 측면에 따르면, 제1 측면에 따른 펌핑 광 방출 수단은 하나 이상의 광 소스를 포함하며 2 이상의 파장 성분을 포함하는 펌핑 광을 생성 및 방출한다.
본 발명의 제18 측면에 따르면, 제1 측면에 따른 섬유 레이저 수단의 광섬유는 홀뮴 이온 및 툴륨 이온으로 도핑된다.
본 발명의 제19 측면에 따르면, 제1 측면에 따른 섬유 레이저 수단의 광섬유는 레이저 이온으로서 홀뮴 이온으로 도핑되고, 툴륨 이온으로 도핑된 광섬유는 레이저 빔의 광축 또는 물체 상의 레이저 빔의 조사 지점을 표시하기 위해 480nm 대역의 포인팅 빔을 방출하기 위하여 섬유 레이저 수단의 광섬유에 접속된다.
본 발명의 제20 측면에 따르면, 제1 측면에 따른 홀뮴 이온은 레이저 이온으로서 섬유 레이저 수단의 광섬유내에 도핑되고, 펌핑 광 방출 수단은 890n,m 대역 펌핑 광 및/또는 1.1㎛ 대역 펌핑 광을 포함하는 펌핑 광을 생성 및 방출하며, 섬유 레이저 수단의 광섬유에 의해 방출된 레이저 빔은 적어도 3㎛ 대역 성분과 2㎛ 대역 성분을 포함한다.
본 발명의 제21 측면에 따르면, 제12 측면에 따른 섬유 레이저 수단의 광섬유는 하나 이상의 레이저 빔 및/또는 550nm 대역 및/또는 640nm 대역의 형광 물체를 더 방출한다.
본 발명의 제22 측면에 따르면, 제1 측면에 따른 툴륨 이온은 섬유 레이저 수단의 광섬유내에 도핑되고, 섬유 레이저 수단의 광섬유에 의해 방출된 레이저 빔은 2 이상의 파장 성분 및 레이저 빔 또는 480nm 대역의 형광 물체를 포함한다.
도 1은 2 이상의 파장 성분을 포함하는 레이저 빔을 방출하도록 이용될 수 있는 종래의 레이저 조사 장치를 도시하는 개략도.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 레이저 조사 장치를 도시하는 개략도.
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 레이저 조사 장치를 도시하는 개략도.
도 4는 본 발명의 제3 실시예에 따른 레이저 조사 장치를 도시하는 개략도.
도 5는 본 발명의 제4 실시예에 따른 레이저 조사 장치를 도시하는 개략도.
도 6은 본 발명의 제5 실시예에 따른 레이저 조사 장치의 동작을 설명하는 에너지 레벨도.
도 7은 본 발명에 따라 수행된 실험의 결과의 예를 도시하는 개략도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1 : 펌핑 광 방출부
2 : 펌핑 광
3 : 전반사 소자
4 : 광 섬유
5 : 부분 반사 소자
6 : 레이저 빔
7 : 제1 빔 정형부
8 : 빔 변조부
9 : 전반사 소자
10 : 제2 빔 정형부
11 : 물체
12 : 섬유 레이저 조사 장치
13 : 빔 인도부
14 : 섬유 레이저 장치
15 : 셔터
도면을 참조하여, 본 발명에 따른 양호한 실시예가 상세히 설명된다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 레이저 조사 자치를 도시하는 개략도이다.
도 2에 도시된 섬유 레이저 방사 장치(12)는 섬유 레이저 장치(14), 제1 빔 정형부(7), 빔 인도부(13) 및 제2 빔 정형부(10)로 구성된다.
섬유 레이저 장치(14)는 이득 매질(gain medium)로서의 광섬유(4)를 구비한다. 광섬유(4)의 길이 및 코어 직경은 예를 들면 2m 및 10㎛이다. 광섬유(4)는 주로 지르코늄 불화물(~40%)로 구성된 불화물 유리로 형성된다. 광섬유(4)의 코어는 희토류 이온(예를 들면, 0.25wt% 홀뮴 이온)이 레이저 이온으로서 도핑된다.
전반사 소자(3)는 광섬유(4)의 일단부에 부착되고, 펌핑 광 방출부(1)(레이저 다이오드(LD) 또는 섬유 라만 레이저)가 전반사 소자(3)를 통해 광섬유(4)의 단부와 면하게 된다. 펌핑 광 방출부(1)는 홀뮴 이온의 에너지 흡수 대역과 대응하는 890nm 대역 또는 1.1㎛ 대역의 펌핑 광(2)을 방출한다. 그러므로, 광섬유(4)내에서 도핑된 홀뮴 이온은 펌프 업되어, 2개의 파장 성분(3㎛ 대역 및 2㎛ 대역)을 포함하는 레이저 빔이 캐스캐이드 발진으로 인하여 광섬유(4)내에서 생성된다.
전반사 소자(3)는 예를 들면, 색선별 거울에 의해 구현된다. 전반사 소자(3)는 고 투과율의 펌핑 광 방출부(1)(레이저 다이오드 또는 섬유 라만 레이저)에 의해 방출된 890nm 대역 펌핑 광(2) 또는 1.1㎛ 대역 펌핑 광(2)을 전송하나, 광섬유(4)내에서 생성된 레이저 빔의 3㎛ 대역 성분 및 2㎛ 대역 성분을 고반사율로 반사한다. 전반사 소자(3) 및 광섬유(4)의 다른 단부에 부착된 부분 반사 소자(5)는 레이저 공진기를 형성한다. 부분 반사 소자(5)의 반사도는 4% 정도이다(프레스넬 반사).
부수적으로, 도 2에 도시된 섬유 레이저 장치(14)의 기본 구조 및 기본 원리는 일본 특허 출원 공개 평 10-335734호(본 발명의 발명자 및 출원인과 동일)에 상세히 설명되어 있다.
3㎛ 대역 성분과 2㎛ 대역 성분을 포함하는 섬유 레이저 장치(14)에 의해 방출되는 레이저 빔(6)은 제1 빔 정형부(7)에 의해 콜리메이트된 빔으로 정형되고(이는 예를 들면 게르마늄 렌즈에 의해 구현됨), 빔 인도부(13)로 공급된다. 제1 빔 정형부(7)의 게르마늄 렌즈는 고투과율로 레이저 빔(6)을 전송하도록 3㎛ 대역 및 2㎛ 대역에 대한 비반사 코팅이 제공된다. 3㎛ 대역 성분에 대한 게르마늄의 굴절율은 2㎛ 대역 성분의 것과 거의 동일하므로, 게르마늄 렌즈(즉, 제1 빔 정형부(7))를 통과한 레이저 빔(6)의 2개의 파장 성분은 동일한 전달 특성을 갖는 콜리메이트된 빔의 성분이 된다.
빔 인도부(13)는 빔 변조부(8), 전반사 소자(9) 및 셔터(15)를 포함한다. 빔 인도부(13)에 입력되는 콜리메이트된 레이저 빔(6)의 3㎛ 대역 성분과 2㎛ 대역 성분 사이의 레이저 전력비는 약 50:50이다. 광섬유 등에 의해 구현되는 빔 변조부(8)는 전력 비를 60:40 등으로 변조하여, 원하는 효과가 물체(작은 동물 등의 표피; 11)의 표면에서 얻어질 수 있도록 한다. 그 레이저 전력 비가 빔 변조부(8)에 의해 적절히 변조된 콜리메이트된 레이저 빔(6)이 전반사 소자(예를 들면, 금 코팅된 거울; 9)에 의해 반사되고, 셔터(15)를 통해 제2 빔 정형부(10)에 공급된다.
제2 빔 정형부(10)에 공급된 레이저 빔(6)(이는 또한 게르마늄 렌즈 등에 의해 구현됨)은 물체(11)에 초점이 맞춰지고 인가된다. 섬유 레이저 조사 장치(12)의 사용자는 셔터(15)를 동작시킴에 의해 임의로 레이저 조사를 턴 온 및 턴 오프할 수 있다.
물체(11)로서 토끼의 표피를 이용하여 본 발명자에 의해 실제로 수행된 결과, 표피의 초점된 빔 부위 크기의 미세 절개(3㎛ 대역 성분의 영향) 및 단백질의 변성으로 인한 지혈(2㎛ 대역 성분의 영향)이 레이저 빔(6)이 초점이 맞춰지고 인가되는 표피의 일부에 동시에 보일 수 있다.
또한 3가지 방식으로 토끼의 (살아있는) 간의 표면에 레이저 빔(6)을 인가한다. 3㎛ 대역 성분만이 간의 표면에 인가되는 경우, 출혈과 동시에 천공 또는 절개가 관측된다. 2㎛ 대역 성분만이 인가되는 경우, 두꺼운 볼록 응고층이 간 표면에 형성되나, 천공/절개의 속도는 느리다. 또한, 3㎛ 대역 성분 및 2㎛ 대역 성분이 동시에 인가되는 경우, 응고층은 적절한 두께로 형성되고, 정확한 절개 또는 천공은 지혈이 되면서 원하는 속도로 간 표면 상에 형성될 수 있다.
정확한 절개의 면적 및 단백질 응고층의 면적은 제2 빔 정형부(10)(게르마늄 초점 렌즈)와 물체(11) 사이의 간격에 따라 즉, 파장 성분의 초점이 맞춰진 빔 부위의 크기에 따라 가변한다. 면적은 또한 제1 빔 정형부(7)와 제2 빔 정형부(10)내의 광학 소자의 조합을 가변함에 의해 가변한다.
예를 들면, 사파이어 렌즈와 칼슘 불화물 렌즈의 조합이 제1 빔 정형부(7)로 채용되는 경우, 각 렌즈 재료의 특성인 초점 길이의 파장 의존도로 인해, 레이저 빔(6)내의 3㎛ 대역 성분 및 2㎛ 대역 성분은 콜리메이트된 빔 및 약간 광폭의 빔으로 각각 정형될 수 있으므로, 물체(11) 상의 2㎛ 대역 성분초점 빔 부위의 직경은 3㎛ 대역 성분의 것보다 더 크게 될 수 있다.
상술한 구성을 갖는 섬유 레이저 조사 장치(12)는 2개의 파장 성분의 동축을 손상하지 않고 2개의 파장 성분(3㎛ 대역 성분 및 2㎛ 대역 성분)을 포함하는 레이저 빔(6)을 방출할 수 있다. 그러므로, 레이저 빔(6)의 2개의 파장 성분은 물체(11)이 비평탄 표면을 갖더라도 물체(11)의 임의의 지점에 용이하고도 정확하게 인가될 수 있다.
도 2에 도시된 섬유 레이저 조사 장치(12)에 있어서, 전반사 소자(9), 셔터(15) 및 제2 빔 정형부(10)은 섬유 레이저 조사 장치(12)의 일 유닛 또는 구성 요소내에 형성될 수 있으며, 유닛은 Z-방향(도 2에 도시된 좌표 시스템(16)에서)으로 임의로 이동할 수 있다. 또한, 유닛내의 제2 빔 정형부(10)는 도 2에 도시된 X-방향으로 이동할 수 있도록 설계될 수 있다. 그러므로, 동축의 2개의 파장 성분을 포함하는 레이저 빔(6)은 물체(11) 상의 원하는 위치에 초점을 맞춘 레이저 빔(6)의 최적(효율적인) 지점을 위치시키면서도 물체(11)의 표면 상에 원하는 위치에 인가될 수 있다.
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 레이저 조사 장치를 도시하는 개략도이다. 제1 실시예(도 2)의 섬유 레이저 조사 장치(12)의 빔 인도부(13)가 단지 하나의 전반사 소자(9)만을 포함하나, 도 3의 섬유 레이저 조사 장치(18)는 다중-조인트 암 구성으로 정렬된 복수의 전반사 소자(9)를 갖는 빔 인도부(13a)를 구비한다. 도 3에 도시된 빔 인도부(13a)는 복수의 전반사 소자(9), 빔 변조부(8) 및 셔터(15)로 구성된다. 전반사 소자(9 및 17)의 다중-조인트 암 구성에 의해, 레이저 빔(6)의 위치/방향 제어 가능성은 더욱 개선될 수 있다.
도 4는 본 발명의 제3 실시예에 따른 레이저 조사 장치를 도시하는 개략도이다. 제2 실시예(도 3)의 섬유 레이저 조사 장치(18)가 다중-조인트 암 구조를 갖는 빔 인도부(13a)를 이용함에 의해 레이저 빔(6)의 위치/방향 제어 가능성을 개선하지만, 도 4의 섬유 레이저 조사 장치(41)는 레이저 빔(6)을 인도하기 위한 인도 광섬유(40)를 포함하는 빔 인도부(13b)를 구비한다.
인도 광섬유(40)는 레이저 빔(6)에 대한 낮은 흡수 계수 및 높은 기계적 강도를 갖는 재료로 형성될 수 있다. 불화물 유리 섬유, 사파이어 섬유, 칼코겐화물 섬유(chalcogenide fiber), 텔루르화물 섬유(telluride fiber), 동공 도파관 섬유(hollow waveguide fiber) 등이 인도 광 섬유(40)로서 이용될 수 있다.
도 4의 섬유 레이저 조사 장치(41)에서, 빔 변조부(8)는 제1 빔 정형부(7)내에 포함된다. 도 4에 도시된 제1 빔 정형부(7)는 레이저 빔(6)을 콜리메이트된 빔으로 정형하기 위한 콜리메이터 렌즈, 빔 정형부(8) 및 레이저 빔(6)을 인도 광 섬유(40)에 결합시키기 위한 초점 렌즈로 구성된다.
광섬유(4)와 인도 광 섬유(40)를 동시에 부분 반사 소자(5)만을 통해 접속시키는 것도 가능하다. 그러한 경우, 빔 정형부(8)는 제2 빔 정형부(10)내에 포함될 수 있고, 그러므로 2개의 파장 성분 사이의 레이저 전력비는 동일한 방식으로 임의로 제어될 수 있다.
상술한 예에서 도시된 것처럼, 섬유 레이저 조사 장치의 구성 요소는 다양한 방식으로 위치되고 접속될 수 있다. 예를 들면, 인도 광 섬유(40)의 기능 및 특성을 또한 구비한 광섬유(4)를 이용하는 것도 가능하다. 그러한 예에서, 광섬유(4)의 레이저 방출 단부는 빔 변조부(8)를 포함하는 빔 정형부(10)에 직접 접속된다.
도 5는 본 발명의 제4 실시예에 따른 레이저 조사 장치를 도시하는 개략도이다. 도 5의 섬유 레이저 조사 장치(50)는 제1 실시예(도 2)의 섬유 레이저 조사 장치에 비해서 포인팅 빔 방출부(51)를 더 포함한다. 포인팅 빔 방출부(51)에 의해 방출된 포인팅 빔(52)은 전반사 소자(9)에서 레이저 빔(6)으로 혼합되고, 포인팅 빔(52)을 포함하는 레이저 빔(6)은 제2 빔 정형부(10)에 의해 초점이 맞춰지고 물체(11)의 표면에 인가된다. 본 명세서에서는 헬륨-네온 레이저(파장: 544nm 또는 633nm)를 포인팅 빔 방출부(51)로서 이용한다. 전반사 소자(9)는 유전 다중층으로 코팅된 거울에 의해 구현된다. 전반사 소자(9)는 레이저 빔(6)에 대한 높은 반사성을 가지며 포인팅 빔(52)에 대해 높은 전송(투과율)을 가져서, 사용자는 물체(11)의 표면 상에서 포인팅 빔(52)을 관측할 수 있다. 포인팅 빔(52)은 가시광 또는 화상 픽업 장치를 이용하는 전기 카메라 등에 의해 인식될 수 있는 파장을 갖는 광이어야 한다.
포인팅 빔(52)으로 인해, 섬유 레이저 조사 장치(50)의 사용자는 물체(11)상에서 레이저 빔(6)의 조사 지점을 용이하게 관측하고 인식할 수 있다. 그러므로, 사용자는 동시에 레이저 빔(6)의 조사를 유지함과 동시에 레이저 조사 지점을 물체(11) 상에 정확하게 이동시킬 수 있다.
또한, 레이저 조사 지점으로부터의 포인팅 빔(52)의 반사의 강도를 측정함에 의해 레이저 조사 지점에서의 물체(11)의 상태를 모니터(즉, 레이저 조사의 영향을 모니터)하는 것이 가능하다.
제4 실시예와 제2 실시예를 병합하는 것도 가능한데 즉, 도 5에 도시된 섬유 레이저 조사 장치(50)의 빔 인도부(13)는 다중-조인트 암 구성을 갖는 도 3의 빔 인도부(13a)로 대체될 수 있다.
제4 실시예와 제3 실시예를 병합하는 것도 가능하다. 제4 실시예의 포인팅 빔(52)을 도 4에 도시된 제3 실시예의 섬유 레이저 조사 장치(41)에 제공하기 위해서, 포인팅 빔(52)의 파장과 레이저 빔(6)의 파장 성분에 적합한 광학 결합기가 인도 광섬유(40)에 부착되어, 포인팅 빔 방출부(51)에 의해 방출된 포인팅 빔(52)이 레이저 빔A(6)에 결합된다. 말할 것도 없이, 제4 실시예와 제2 실시예를 병합하는 것도 가능하다.
도 6은 본 발명의 제5 실시예에 따른 레이저 조사 장치의 동작을 설명하기 위한 에너지 레벨도이다. 제4 실시예(도 5)의 섬유 레이저 조사 장치가 포인팅 빔(52)을 발생시키기 위한 포인팅 빔 방출부(51)를 더 채용하며, 광섬유(4)가 포인팅 빔(52)을 발생시키고 레이저 빔(6)과 동축으로 포인팅 빔(52)을 방출하도록 하는 것이 가능하다.
도 6은 홀뮴 이온의 에너리 레벨(73)을 도시한다. 890n,m 대역 펌핑 광(2)(60)가 채용되는 경우, 홀뮴 이온은 기저 상태에서 890nm 대역 펌핑된 에너지 레벨(61)로 펌핑된다. 890nm 대역 펌핑된 에너지 레벨(61)로부터, 비방사성 전이(64)가 먼저 발생하고, 그 후 3 ㎛ 대역 레이저 전이(66) 및 2㎛ 대역 레이저 전이(67)가 발생한다. 이러한 경우, 890nm 대역 여기 상태 흡수(623)가 또한 발생하고, 550nm 대역 펌핑된 에너지 레벨(68)로부터 550nm 대역 방출 전이(69)가 비방사성 전이(63) 이후에 발생한다.
890nm 대역 펌핑 광(60)의 경우와 유사하게, 1.1㎛ 대역 펌핑 광 2(65)가 채뇽되는 경우, 3㎛ 대역 레이저 전이(66) 및 2㎛ 대역 레이저 전이(67)를 포함하는 캐스캐이드 발진이 또한 발생한다. 이러한 경우, 1.1㎛ 대역 여기 상태 흡수(70), 비방사성 전이(72) 및 제2 1.1 ㎛ 대역 여기 상태 흡수(71)가 또한 연속적으로 발생하고, 그후 550nm 대역 펌핑된 에너지 레벨(68)로부터의 550㎛ 대역 방출 전이(69)가 발생한다.
상술한 펌핑 공정에서의 550nm 대역 방출 전이(69)의 가능성은 3㎛ 대역 레이저 전이(66)와 2㎛ 대역 레이저 전이(67)의 가능성보다 더 낮으며, 550nm 대역 방출 전이(69)에 의한 방출은 대부분의 경우 형광성이다. 그러나, 550nm 대역 방출 전이(69)로 인한 광은 레이저 빔(6)과 동축으로 방출되며, 그러므로 550nm 대역 광은 포인팅 빔(52)으로서 이용될 수 있다.
그러므로, 섬유 레이저 장치(14)의 광섬유(4)(즉, 이득 매질)이 제1, 제2 및 제3 실시예에서의 섬유 레이저 조사 장치(12, 18 및 41)내에서 가시적인 포인팅 빔(52)을 방출하기 위한 포인팅 빔 방출부(51)를 포함하도록 하는 것이 가능하다. 펌핑 광 방출부(1)가 890nm 대역 펌핑 광(60) 및 1.1㎛ 대역 펌핑 광(65) 모두를 방출하도록 하고 그들 사이의 강도 비율을 제어함으로써 550nm 대역 방출 전이(69)에 의한 방출의 강도를 제어하는 것이 또한 가능하다.
홀뮴 이온(즉, 레이저 이온)을 따라 광섬유(4)에 툴륨 이온과 같은 다른 희토류 이온을 함께 도핑함에 의해 다른 파장의 형광성이 또한 얻어질 수 있으며, 그러한 형광성은 또한 포인팅 빔(52)으로서 이용될 수 있다. 예를 들면, 툴륨 이온이 1.1㎛ 대역 펌핑 광(2)에 의해 펌핑되는 경우, 480nm 청색 발광이 3회의 여기 전이 이후에 얻어질 수 있다.
튤륨 이온이 상술한 예에서의 동일한 광섬유(4)내에서 홀뮴 이온과 공통으로 도핑되는 동안, 툴륨 이온으로 도핑된 광섬유를 레이저 이온으로서 홀뮴 이온을 포함하는 광섬유(4)에 접속시킴에 의해 동일한 480nm 청색 발광을 얻는 것이 가능하다.
섬유 레이저 장치(14)내의 전반사 소자(3) 및 부분 반사 소자(5)가 홀뮴 이온으로 인한 550nm 광 또는 툴륨 이온으로 인한 480nm 광에 대한 적절한 반사성을 가지도록 형성되는 경우, 섬유 레이저 장치(14)내에서 제3의 레이저 발진이 발생하도록 하는 것이 가능하다.
홀뮴 이온이 3㎛ 대역 성분 및 2㎛ 대역 성분을 포함하는 레이저 빔(6)을 얻기 위해서 상술한 실시예에서의 레이저 이온으로서 광섬유(4)에 도핑되지만, 툴륨 이온(thulium ion), 에르븀 이온(erbium ion), 이테르븀 이온(ytterbium ion), 프라세오디뮴 이온(praseodymium ion) 등과 같은 다른 희토류 이온을 레이저 이온으로서 이용하는 것도 가능하다.
본 발명자는 도 4에 도시된 섬유 레이저 조사 장치(41)를 실제로 제조하였고 3㎛ 대역, 2㎛ 대역 및 550nm 대역에 대한 부분 반사 소자(5)에 대한 적절한 반사성을 제공하였다. 그 결과, 3개 대역의 3개 레이저 발진이 관측되었다. 레이저 다이오드의 전체 전력이 10W인 경우, 3㎛ 대역 성분, 2㎛ 대역 성분 및 550nm 대역 성분의 레이저 전력은 각각 3W, 3W 및 5mW이다. 실험에 따르면, 890nm 대역 레이저 다이오드 및 1.1㎛ 대역 레이저 다이오드가 펌핑 광 방출부(1)로서 동시에 이용되었다. 제2 빔 정형부(10)는 3개의 사파이어 렌즈의 조합에 의해 구현되었고, 그래서 거의 동일한 직경을 갖는 3개 파장 성분의 3개의 동축의 초점 빔 부위가 물체(11)의 표면에서 관측될 수 있다. 토끼의 표피로부터 550nm 대역 포인팅 빔(52)의 반사의 강도를 모니터링함에 의해 토끼의 표피의 탄화의 진행이 실시간으로 모니터될 수 있다.
도 7은 본 발명자에 의해 수행되는 실험의 결과의 예를 도시하는 개략도이다. 실시예에서, 제1 빔 정형부(7) 및 제2 빔 정형부(10)는 사파이어 렌즈 및 칼슘 불화물 렌즈 각각에 의해 구현되었다. 도 7에 도시된 것처럼, 2개의 동축 원형 빔 부위 즉, 직경이 100㎛인 3㎛ 대역 레이저 빔(81)의 초점이 맞춰진 빔 부위 및 직경이 200㎛인 2㎛ 대역 레이저 빔(82)의 초점이 맞춰진 빔 부위가 토끼 표피(85)에서 얻어질 수 있다. 토끼 표피(85) 상으로 동축 레이저 빔을 선형적으로 이동시킴에 의해, 2㎛ 대역 레이저 빔(82)으로 인한 응고층(84)이 3㎛ 대역 레이저 빔(81)으로 인한 정확한 절개(83)의 양측 상에 형성되어, 충분한 지혈 효과를 갖춘 정확한 절개가 실현될 수 있다.
실험에서 (펌핑 광의 방출로부터 물체(11)의 조사까지의) 섬유 레이저 조사 장치(41)의 총 전기-광 변환 효율은 10%로, 이는 도 1의 종래의 레이저 조사 장치(31)(1% 미만)의 경우보다 한층 높은 것이다. 또한, (2 이상의 파장 성분을 포함하는 레이저 빔을 방출할 수 있는 섬유 레이저 조사 장치를 채용하는) 본 발명에 따른 레이저 조사 장치의 크기는 (2개의 원하는 파장 성분을 수용하기 위한 2개의 레이저 장치(21 및 24를 채용하는) 도 1의 종래의 레이저 조사 장치와 비교해서 1/2의 용적으로 감소될 수 있다. 또한, 단지 하나의 섬유 레이저 장치(14)만을 포함하는 본 발명에 따른 레이저 조사 장치가 2개의 flp이저 장치(21 및 24)를 포함하는 도 1의 종래의 레이저 조사 장치(31)의 제조 단가의 거의 절반으로 제조될 수 있다.
상술한 것처럼, 본 발명에 따른 레이저 조사 장치에 의해, 특징적 효과를 갖는 2개 이상의 파장 성분을 포함하는 레이저 빔은 물체에 동축으로 방출되고 인가될 수 있다. 물체(11) 상의 파장 성분의 초점 빔 부위의 형태 및 면적은 제2 빔 정형부(10)에 의해 독립적으로 임의로 제어될 수 있으며, 파장 성분의 레이저 전력은 빔 정형부(8)에 의해 독립적으로 변할 수 있다. 그러므로, 상이한 효과를 갖는 2 또는 그 이상의 파장 성분을 이용하는 새로운 유형의 레이저 처리가 금속 공정, 반도체 공정 및 의료 분야에서 구현될 수 있다.
레이저 빔의 2 이상의 파장 성분이 섬유 레이저 장치(14)에 의해 동축으로 방출되고, 동축을 유지하는 빔 인도부(13, 13a, 13b)에 의해 인도되고, 물체(11)의 동일 지점에 인가된다. 그러므로, 2개 이상의 파장 성분이 물체(11)이 불평평한 표면을 가지더라도 동축성을 잃지 않고 물체(11)의 임의의 지점에 용이하고 정확하게 인가될 수 있다.
또한, 제2 빔 정형부(10)(초점 렌즈)가 상술한 실시예에서 물체(11)에 인가될 레이저 빔(6)의 초점을 맞추기 위해서 이용되지만, 초점 렌즈를 이용하지 않고 빔 인도부(13, 13a 또는 13b)로부터 직접 레이저 빔(6)을 인가하는 것도 가능하다.
본 발명에 따른 레이저 조사 장치에서, 2개 이상의 파장 성분이 원하는 파장 성분에 대응하는 2개 이상의 레이저 장치를 이용하지 않고 하나의 섬유 레이저 장치(14)를 이용함에 의해 얻어질 수 있다. 그러므로, 장치의 광학 부품의 수는 감소될 수 있고, 그러므로 레이저 조사 장치의 크기 및 경비는 감소될 수 있으며, 장치의 제조 효율은 증가될 수 있다.
상술한 것처럼, 레이저 빔의 파장 성분의 레이저 전력은 빔 변조부(8)에 의해 독립적으로 임의로 제어될 수 있다. 그러므로, 레이저 조사 장치가 외과용 레이저 칼 용으로 이용되는 경우, 3㎛ 대역 성분의 강도(이는 생체의 정밀 절개에 적합함) 및 2㎛ 대역 성분의 강도(이는 단백질의 변성에 의한 조직 응과 및 지혈에 적합함)가 예를 들면 독립적으로 및 최적적으로 제어될 수 있다.
본 발명에 따른 레이저 조사 장치는 또한 포인팅 빔(52)을 방출하기 위한 포인팅 빔 방출부(51)를 구비할 수 있다. 포인팅 빔 방출부(51)에 의해 방출된 포인팅 빔(52)은 색선별 미러, 제3 실시예의 인도 광섬유(40)에 부착된 광학 결합기 등으로 구성된 전반사 소자(9)에 의해 레이저 빔(6)에 결합될 수 있다. 레이저 조사 장치의 사용자는 물체(11) 상에의 레이저 빔(6)의 조사 지점을 용이하게 관측 및 인식할 수 있어서, 사용자는 물체(11) 상의 레이저 조사 지점을 정확하게 이동시킬 수 있으며, 동시에 균일하고 안정된 조사 조건으로 레이저 빔(6)의 조사를 유지할 수 있다.
포인팅 빔 방출부(51)는 또한 섬유 레이저 장치(14)의 광섬유(4)에 포함될 수 있다. 다시 말하면, 섬유 레이저 장치(14)의 광섬유(4)가 2개 이상의 파장 성분을 방출하면서 포인팅 빔(52)을 방출하도록 하는 것이 가능하다. 그러한 구성에 의해, 물체(11) 상의 포인팅 빔(52)의 조사는 레이저 조사 장치의 감소된 수의 광학 부품으로 구현될 수 있으며, 그러므로 장치의 제조 단가는 감소되고 동시에 제조 효율 및 장치의 동작 효율을 개선할 수 있다.
포인팅 빔(52)은 또한 레이저 빔으로서 수용될 수 있다. 레이저 조사 지점에서의 물체(11)의 상태(즉, 레이저 조사의 효과)는 레이저 조사 지점으로부터의 포인팅 빔(52)이 반사의 강도를 모니터링함에 의해 실시간으로 모니터될 수 있다.
본 발명이 특정 도시된 실시예를 참조로 설명되었지만, 본원 발명은 이들 실시예에 의해서만 제한되지 않고 단지 첨부된 청구 범위에 의해 제한된다. 당업자라면 본 발명의 기술 사상 및 범위로부터 벗어나지 않고 실시예들을 변경 및 개선하는 것이 가능할 것이다.

Claims (22)

  1. 레이저 조사 장치에 있어서,
    펌핑 광을 생성하고 방출하기 위한 펌핑 광 방출 수단;
    레이저 이온으로 도핑된 광섬유를 상기 펌핑 광 방출 수단에 의해 방출된 펌핑 광으로 여기시켜 2개 이상의 파장 성분을 포함하는 레이저 빔을 생성하는 섬유 레이저 수단; 및
    상기 섬유 레이저 수단에 의해 생성된 상기 레이저 빔을 원하는 위치 및 방향으로 인도하기 위한 빔 인도 수단
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 조사 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 빔 인도 수단에 의해 인도된 상기 레이저 빔을 정형하기 위한 빔 정형 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 조사 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 빔 정형 수단은 상기 레이저 빔의 초점을 맞추어서 2개 이상의 파장 성분을 포함하는 초점 레이저 빔이 물체에 인가되도록 하는 것을 특징으로 하는 레이저 조사 장치.
  4. 제2항에 있어서, 상기 빔 정형 수단은 물체 상의 파장 성분의 빔 부위의 형태 및/또는 면적을 제어하는 것을 특징으로 하는 레이저 조사 장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 레이저 빔내에 포함된 파장 성분 각각의 광학적 특성을 변조하기 위한 빔 변조 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 조사 장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 빔 변조 수단은 상기 하나 이상의 파장 성분의 전력을 변화시킬 수 있는 하나 이상의 광학 필터를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 조사 장치.
  7. 제1항에 있어서, 상기 빔 인도 수단은 다중-조인트 암 구조로 정렬된 2개 이상의 반사 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 조사 장치.
  8. 제1항에 있어서, 상기 빔 인도 수단은 인도 광 섬유에 의해 구현되는 것을 특징으로 하는 레이저 조사 장치.
  9. 제1항에 있어서, 상기 빔 인도 수단은 상기 섬유 레이저 수단의 상기 광 섬유에 의해 구현되는 것을 특징으로 하는 레이저 조사 장치.
  10. 제1항에 있어서, 상기 레이저 빔의 광학 축 또는 물체 상의 레이저 빔의 조사 지점을 표시하기 위한 포인팅 빔을 생성하고 방출하는 포인팅 빔 방출 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 조사 장치.
  11. 제10항에 있어서, 상기 포인팅 빔 방출 수단에 의해 방출된 상기 포인팅 빔과 상기 레이저 빔을 동축(coaxially)으로 결합하기 위한 포인팅 빔 결합 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 조사 장치.
  12. 제11항에 있어서, 상기 포인팅 빔 결합 수단은 상기 포인팅 빔을 전송하면서 상기 레이저 빔을 반사하는 상기 빔 인도 수단의 전반사 소자에 의해 구현되는 것을 특징으로 하는 레이저 조사 장치.
  13. 제11항에 있어서, 상기 포인팅 빔 결합 수단은 상기 빔 인도 수단을 구현하는 인도 광 섬유에 부착된 광 결합기에 의해 구현되는 것을 특징으로 하는 레이저 조사 장치.
  14. 제10항에 있어서, 상기 섬유 레이저 수단에 의해 생성된 상기 레이저 빔의 하나 이상의 파장 성분은 가시적 빔이며, 하나 이상의 가시 빔은 포인팅 빔으로서 이용되는 것을 특징으로 하는 레이저 조사 장치.
  15. 제10항에 있어서, 상기 조사 지점으로부터의 포인팅 빔의 반사의 강도를 모니터링함에 의해 조사 지점에서의 물체의 상태를 실시간으로 모니터하는 포인팅 빔 반사 모니터링 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 조사 장치.
  16. 제1항에 있어서, 한 종류 이상의 희토류 이온이 레이저 이온으로서 상기 섬유 레이저 수단의 광 섬유내에 도핑되는 것을 특징으로 하는 레이저 조사 장치.
  17. 제1항에 있어서, 상기 펌핑 광 방출 수단은 하나 이상의 광원을 포함하며 2개 이상의 파장 성분을 포함하는 상기 펌핑 광을 생성하고 방출하는 것을 특징으로 하는 레이저 조사 장치.
  18. 제1항에 있어서, 상기 섬유 레이저 수단의 상기 광 섬유는 홀뮴 이온(holmium ion) 및 툴륨 이온(thulium ion)으로 도핑되는 것을 특징으로 하는 레이저 조사 장치.
  19. 제1항에 있어서,
    상기 섬유 레이저 수단의 상기 광 섬유는 레이저 이온으로서 홀뮴 이온으로 도핑되며,
    툴륨 이온으로 도핑된 광 섬유는 상기 레이저 빔의 광학 축 또는 상기 물체 상의 상기 레이저 빔의 조사 지점을 표시하기 위한 480nm 대역 포인팅 빔을 방출하기 위한 상기 섬유 레이저 수단의 광학 섬유에 결합되는 것을 특징으로 하는 레이저 조사 장치.
  20. 제1항에 있어서,
    홀뮴 이온은 레이저 이온으로서 상기 섬유 레이저 수단의 광 섬유내에 도핑되며,
    상기 펌핑 광 방출 수단은 890nm 대역 펌핑 광 및/또는 1.1㎛ 대역 펌핑 광을 포함하는 펌핑 광을 생성하고 방출하며,
    상기 섬유 레이저 수단의 광 섬유에 의해 방출된 상기 레이저 빔은 적어도 3㎛ 대역 성분 및 2㎛ 대역 성분을 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 조사 장치.
  21. 제20항에 있어서, 상기 섬유 레이저 수단의 광 섬유는 하나 이상의 레이저 빔 및/또는 550nm 대역 및/또는 640nm 대역의 형광(fluorescence)을 더 방출하는 것을 특징으로 하는 레이저 조사 장치.
  22. 제1항에 있어서,
    툴륨 이온은 상기 섬유 레이저 수단의 광 섬유내에 도핑되며,
    상기 섬유 레이저 수단의 상기 광 섬유에 의해 방출된 상기 레이저 빔은 적어도 2개 이상의 파장 성분 및 480nm 대역의 레이저 빔 또는 형광을 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 조사 장치.
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