KR20070074750A - Vertical external cavity surface emitting laser - Google Patents

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KR20070074750A
KR20070074750A KR1020060002691A KR20060002691A KR20070074750A KR 20070074750 A KR20070074750 A KR 20070074750A KR 1020060002691 A KR1020060002691 A KR 1020060002691A KR 20060002691 A KR20060002691 A KR 20060002691A KR 20070074750 A KR20070074750 A KR 20070074750A
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임성진
조수행
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삼성전자주식회사
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Abstract

A vertical external cavity surface emitting laser is provided to obtain a pumping power for excitation emission of laser chip through a low output laser diode by combing the polarized light from at least two optical sources to progress at the same path through a polarized optical element. A vertical external cavity surface emitting laser includes a laser chip(23), an external cavity mirror, and a pumping unit(10) having a plurality of optical sources(11,13) and a polarized optical element(15). The laser chip(23) illuminates laser light having a predetermined wavelength. The external cavity mirror is arranged on an outer part of the laser chip(23), and forms a resonator with the laser chip(23). The pumping unit(10) is arranged on a plane or a rear plane on which the laser light of the laser chip illuminates. The pumping unit(10) provides pumping light to the laser chip(23). The plurality of optical sources(11,13) illuminate predetermined polarized light. The polarized optical element(15) is arranged between the optical source(11,13) and the plurality of laser chips(23). The polarized optical element(15) enables the light illuminated from the plurality of optical sources(11,13) to progress along an optical path by penetrating or reflecting the incident light according to the polarized direction.

Description

외부 공진기형 면발광 레이저{Vertical external cavity surface emitting laser}External external cavity surface emitting laser

도 1은 종래의 외부 공진기형 면발광 레이저(VECSEL)의 광학적 배치를 보인 개략적인 도면.1 is a schematic diagram showing an optical arrangement of a conventional external resonator type surface emitting laser (VECSEL).

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 VECSEL의 광학적 배치를 보인 개략적인 도면.2 is a schematic diagram showing an optical arrangement of a VECSEL according to an embodiment of the present invention.

도 3은 도 2의 편광 광학소자를 보인 사시도.3 is a perspective view illustrating the polarization optical device of FIG. 2;

도 4는 도 2의 편광 광학소자의 파장에 따른 투과율 변화를 보인 그래프.4 is a graph showing a change in transmittance according to the wavelength of the polarizing optical device of FIG.

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 VECSEL의 광학적 배치를 보인 개략적인 도면.5 is a schematic diagram showing an optical arrangement of a VECSEL according to another embodiment of the present invention.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>

10...펌핑 유니트 11...제1광원10 ... Pumping unit 11 ... First light source

13...제2광원 15...편광 광학소자13 second light source 15 polarization optical element

17...포커싱 렌즈 21, 41...히트싱크17 ... focusing lens 21, 41 ... heatsink

23, 43...레이저 칩 25...제1미러23, 43 ... laser chip 25 ... first mirror

27...제2미러 31, 51...복굴절 필터27 second mirror 31, 51 birefringence filter

33, 53...SHG 결정 45...외부공진미러33, 53 ... SHG decision 45 ... External resonator mirror

본 발명은 외부 공진기형 면발광 레이저에 관한 것으로서, 상세하게는 레이저 칩에 펌핑 구조가 개선된 외부 공진기형 면발광 레이저에 관한 것이다.The present invention relates to an external resonator type surface emitting laser, and more particularly, to an external resonator type surface emitting laser having an improved pumping structure in a laser chip.

외부 공진기형 면발광 레이저(Vertical External Cavity Surface Emitting Laser; 이하, VECSEL 이라 한다)는 수직 공진기형 면발광 레이저(Vretical Cavity Surface Emitting Laser; VCSEL)의 상부 미러를 외부의 미러로 대체하여 이득 영역을 증가시킴으로써, 수 W 내지 수 십 W 이상의 고출력을 얻도록 하는 표면 발광형 레이저의 하나이다.The External External Cavity Surface Emitting Laser (hereinafter referred to as VECSEL) replaces the upper mirror of the Vertical Cavity Surface Emitting Laser (VCSEL) with an external mirror to increase the gain area. This is one of the surface-emitting lasers to obtain high power of several W to several tens of W or more.

이 VECSEL은 DBR(Distributed Bragg Reflector)층과 활성층을 구비한 레이저 칩을 포함하는 것으로, 상기 활성층은 펌핑 광원에서 조사된 펌프 빔(pump beam)에 의해 여기되어 소정 파장의 광을 방출한다. 여기서, 상기 펌핑 광원에서 조사된 펌프 빔의 파워가 클수록 상기 활성층에서 방출되는 광의 파워가 증가하므로, 상기 펌핑 광원은 그 광 파워가 커질 것이 요구된다. The VECSEL includes a laser chip having a DBR (Distributed Bragg Reflector) layer and an active layer. The active layer is excited by a pump beam irradiated from a pumping light source to emit light having a predetermined wavelength. Here, since the power of the light emitted from the active layer increases as the power of the pump beam irradiated from the pumping light source increases, the pumping light source needs to increase its light power.

한편, 일반적인 VECSEL은 펌핑 광원으로 단일의 레이저 다이오드(Laser Diode, 이하, LD라 한다)를 채용하는 바, 4 ~ 5W의 출력을 가지는 LD는 그 LD 모듈의 폭과 길이가 수 mm의 크기로 소형이라는 이점이 있으나, 펌핑 파워가 부족하다는 문제점이 있다. 7W급 LD는 고가이며, LD의 특성이 매우 불안정하고,그 LD 모듈 의 폭과 길이 각각이 수십 mm로 매우 크다는 단점이 있다. 또한, 17W 및 32W 급 LD는 그 LD 모듈의 폭과 길이 각각이 수십 mm로 그 크기가 매우 크고, 높은 쓰레스홀드(threshold) 전류가 요구되며, 펌핑 빔의 포커싱이 어렵다는 단점이 있다.On the other hand, the general VECSEL adopts a single laser diode (hereinafter referred to as LD) as a pumping light source. LD having an output of 4 to 5 W is small in size with a width of several mm in the LD module. There is an advantage, but there is a problem that the pumping power is insufficient. 7W LD is expensive, LD characteristics are very unstable, and the width and length of the LD module are very large, several tens of millimeters. In addition, 17W and 32W LDs have a width and length of several tens of millimeters, respectively, and are very large, require a high threshold current, and have difficulty in focusing a pumping beam.

이러한 점을 감안하여, 종래에는 도 1에 도시된 바와 같이 두 펌핑 광원을 구비한 VECSEL이 개시된 바 있다.In view of this, the prior art has disclosed a VECSEL with two pumping light sources as shown in FIG.

도 1을 참조하면, 종래의 VECSEL은 미러(2) 및 활성층(3)을 구비한 레이저 칩(1)과, 상기 레이저 칩(1)의 일면에 접착 형성된 것으로 상기 레이저 칩(1)에서 발생된 열을 방출하는 히트싱크(4)와, 상기 레이저 칩(1)에 대해 이격된 채로 마주하게 배치되어 외부 공진기를 구성하는 외부미러(7)와, 상기 활성층(3)에 펌핑 빔을 조사하는 펌핑 유니트를 포함한다. 상기 활성층(3)은 다중 양자우물 구조로 된 것으로, 이득 영역을 제공한다. 이 활성층(3)의 외각에는 활성층(3)에서 여기된 광이 조사되는 출력창층(3a)과, 비반사코팅층(3b) 순차로 형성되어 있다. 따라서, 상기 출력창층(3a)을 통하여 상기 외부미러(7)로 조사된 광은 외부미러(7)의 오목 반사면(7a)과 레이저 칩(1)을 구성하는 미러(2) 사이에서 공진되고, 특정 파장의 레이저 빔 만이 상기 외부미러(7)를 투과하여 조사된다.Referring to FIG. 1, a conventional VECSEL is formed by bonding a laser chip 1 having a mirror 2 and an active layer 3 to one surface of the laser chip 1. A heat sink 4 for dissipating heat, an outer mirror 7 disposed to face the laser chip 1 so as to be spaced apart to constitute an external resonator, and a pumping beam for irradiating a pumping beam to the active layer 3 Include the unit. The active layer 3 has a multi-quantum well structure and provides a gain region. On the outer surface of the active layer 3, an output window layer 3a to which light excited by the active layer 3 is irradiated, and an anti-reflective coating layer 3b are formed in this order. Therefore, the light irradiated to the outer mirror 7 through the output window layer 3a is resonated between the concave reflective surface 7a of the outer mirror 7 and the mirror 2 constituting the laser chip 1. Only the laser beam of a specific wavelength is irradiated through the outer mirror 7.

상기 펌핑 유니트는 상기 레이저 칩(1)의 상면에 비스듬히 배치되어, 상기 활성층(3)에 펌핑 광을 조사한다. 이를 위하여, 상기 펌핑 유니트는 제1 및 제2펌핑 광원(5a)(5b)과, 이들 각각에서 조사된 광의 진행 경로에 배치되어 입사광을 집속시키는 제1 및 제2포커싱 렌즈(6a)(6b)를 포함한다.The pumping unit is disposed obliquely on the upper surface of the laser chip 1 to irradiate pumping light to the active layer 3. To this end, the pumping unit is disposed in the first and second pumping light sources 5a and 5b and the paths of propagation of the light emitted from each of them, and the first and second focusing lenses 6a and 6b to focus incident light. It includes.

이와 같이, 두 펌핑 광원에서 조사된 광을 이용하는 경우는 상대적으로 낮은 출력을 가지는 LD를 펌핑 광원으로 이용하더라도 펌핑 파워의 부족 문제를 상당부분 해소할 수 있다는 이점이 있다.As such, in the case of using the light irradiated from the two pumping light sources, there is an advantage in that a problem of shortage of pumping power can be largely solved even if LD having a relatively low output is used as the pumping light source.

한편, 펌핑 유니트의 광학적 배치에 있어서, 레이저 칩(3)의 상면 좌우에 비스듬히 제1 및 제2펌핑광원(5a)(5b)을 배열하고, 이들 각각에서 조사된 광을 집속하기 위하여 2매의 포커싱 렌즈(6a)(6b)를 채용하므로, 펌핑 유니트의 광학적 배치가 어렵고, VECSEL 전체의 크기가 커지는 문제점이 있다.On the other hand, in the optical arrangement of the pumping unit, the first and second pumping light sources 5a and 5b are arranged obliquely on the upper and left sides of the upper surface of the laser chip 3, and in order to focus the light irradiated from each of the two sheets, Since the focusing lenses 6a and 6b are employed, the optical arrangement of the pumping unit is difficult and the size of the entire VECSEL is large.

따라서, 본 발명은 상기한 문제점을 감안하여 안출된 것으로서, 낮은 출력을 가지는 복수의 펌핑 광원을 이용하여 고출력 펌핑 빔을 제공함과 아울러, 광학계의 구성을 보다 콤팩트화 하여 전체 크기를 소형화할 수 있도록 된 구조의 외부 공진기형 면발광 레이저를 제공하는데 그 목적이 있다.Accordingly, the present invention has been made in view of the above-described problems, and provides a high output pumping beam by using a plurality of pumping light sources having a low output, and further reduces the size of the optical system to make the overall size smaller. It is an object of the present invention to provide an external resonator type surface emitting laser having a structure.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 외부 공진기형 면발광 레이저는, 소정의 파장의 레이저 광을 발생 조사하는 레이저 칩과; 상기 레이저 칩의 외부에 배치되는 것으로, 상기 레이저 칩과 함께 공진기를 형성하는 외부공진미러와; 상기 레이저 칩의 레이저 광이 조사되는 면 또는 그 이면에 배치되어, 상기 레이저 칩에 펌핑 광을 제공하는 펌핑 유니트;를 포함하는 것으로, 상기 펌핑 유니트는 소정 편광의 광을 각각 조사하는 복수의 광원과; 상기 광원과 상기 복수의 레이저 칩 사이에 배치되는 것으로, 입사광을 그 편광 방향에 따라 투과 또는 반사시켜 상기 복수의 광원 각각에서 조사된 광이 일 광경로로 진행하도록 하는 편광 광학소자;를 포함하는 것을 특징으로 한다.An external resonator type surface emitting laser according to the present invention for achieving the above object comprises: a laser chip for generating and irradiating laser light having a predetermined wavelength; An external resonator mirror disposed outside the laser chip and forming a resonator together with the laser chip; And a pumping unit disposed on or on a surface to which the laser light of the laser chip is irradiated, the pumping unit providing pumping light to the laser chip, wherein the pumping unit includes a plurality of light sources that respectively irradiate light having a predetermined polarization; ; A polarizing optical element disposed between the light source and the plurality of laser chips and configured to transmit or reflect incident light according to the polarization direction so that the light emitted from each of the plurality of light sources travels in one optical path. It features.

이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 외부 공진기형 면발광 레이저(VECSEL)을 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, an external resonator type surface emitting laser (VECSEL) according to a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 VECSEL의 광학적 배치를 보인 개략적인 도면이다.2 is a schematic diagram illustrating an optical arrangement of a VECSEL according to an embodiment of the present invention.

도면을 참조하면, 본 발명에 따른 VECSEL은 소정의 파장의 레이저 광을 발생 조사하는 레이저 칩(23)과, 상기 레이저 칩(23)에 펌핑(pumping) 광을 제공하는 펌핑 유니트(10) 및, 상기 레이저 칩(23)과 함께 공진기를 형성하는 외부공진미러(25)(27)를 포함한다.Referring to the drawings, the VECSEL according to the present invention comprises a laser chip 23 for generating and irradiating laser light of a predetermined wavelength, a pumping unit 10 for providing pumping light to the laser chip 23, External resonator mirrors 25 and 27 are formed together with the laser chip 23.

상기 레이저 칩(23)은 펌핑 광에 여기되어 소정 파장의 광을 방출하는 활성층과, 분산 브래그 반사기(Distributed Bragg Reflector; DBR)층을 포함한다. 상기 DBR층은 상기 활성층에서 발생한 레이저 광을 외부공진미러(25)(27)로 반사하여, 레이저 광이 외부공진미러(25)(27)와 DBR층(21b) 사이에서 공진하도록 하는 미러층이다. 여기서, 상기 레이저 칩(23)의 일면에는 히트싱크(21)가 더 포함된 것이 바람직하다. 상기 히트싱크(21)는 상기 레이저 칩(23)에서 발생된 열을 외부로 방출한다.The laser chip 23 includes an active layer that is excited by pumping light and emits light of a predetermined wavelength, and a distributed Bragg reflector (DBR) layer. The DBR layer is a mirror layer that reflects the laser light generated from the active layer to the external resonance mirrors 25 and 27 so that the laser light resonates between the external resonance mirrors 25 and 27 and the DBR layer 21b. . Here, the heat sink 21 is preferably further included on one surface of the laser chip 23. The heat sink 21 emits heat generated by the laser chip 23 to the outside.

상기 펌핑 유니트(10)는 상기 레이저 칩(23)의 레이저 광이 조사되는 면 또는 그 이면에 배치되어, 상기 레이저 칩(23)에 펌핑(pumping) 광을 제공한다. The pumping unit 10 is disposed on a surface to which the laser light of the laser chip 23 is irradiated or on a rear surface thereof to provide pumping light to the laser chip 23.

도 2는 펌핑 유니트(10)가 상기 레이저 칩(23)의 레이저 광이 조사되는 면에 형성된 것을 예로 들어 나타낸 것이다. 이 펌핑 유니트(10)는 소정 편광의 광을 각 각 조사하는 복수의 광원(11)(13)과, 상기 복수의 광원(11)(13)과 상기 레이저 칩(23) 사이에 배치된 편광 광학소자(15)를 포함한다. 이 펌핑 유니트(10)는 폭과 길이 각각이 대략 20mm의 크기를 가지므로, 소형화할 수 있다.2 illustrates that the pumping unit 10 is formed on the surface to which the laser light of the laser chip 23 is irradiated. The pumping unit 10 includes a plurality of light sources 11 and 13 for irradiating light of a predetermined polarization, and the polarized optics disposed between the plurality of light sources 11 and 13 and the laser chip 23. Element 15. The pumping unit 10 has a size of approximately 20 mm in width and length, respectively, and can be miniaturized.

도 2는 복수의 광원으로서, 제1편광의 광 예컨대, S편광의 광을 조사하는 제1광원(11)과, 제1편광과 편광방향이 다른 제2편광의 광 예컨대, P편광의 광을 조사하는 제2광원(13)을 예로 들어 나타내었다. 여기서, 상기 제1 및 제2광원(11)(13) 각각은 레이저 다이오드(LD)로 구성될 수 있다. 이때, 상기 제1 및 제2광원(11)(13)을 구성하는 레이저 다이오드 각각은 4 내지 5W의 출력을 가지며, 그 모듈의 폭과 길이 각각이 수 mm의 크기를 가지는 소형 저출력 LD 일 수 있다.FIG. 2 shows a plurality of light sources that include a first light source 11 for irradiating light of first polarization, for example S-polarized light, and light of second polarization, for example, P-polarized light, having a different polarization direction from the first polarization. The second light source 13 to be irradiated is shown as an example. Here, each of the first and second light sources 11 and 13 may be composed of a laser diode LD. In this case, each of the laser diodes constituting the first and second light sources 11 and 13 may have a power of 4 to 5 W, and may be a small low-power LD having a width of several mm of the module. .

또한, 상기 제1 및 제2광원(11)(13) 각각을 구성하는 LD는 동일한 구성을 가질 수 있다. 이 경우, 상기 LD는 그 광학적 배치를 변경함에 의하여 상기 편광 광학소자(15)에 조사되는 광의 편광방향을 다르게 할 수 있다. 즉, 제1광원(11)을 구성하는 LD의 광학적 배치에 대해 상기 제2광원(13)을 구성하는 LD를 90도 회전 배치함으로써, 제1편광의 광과 제2편광의 광의 편광 방향을 서로 다르게 할 수 있다.In addition, LDs constituting each of the first and second light sources 11 and 13 may have the same configuration. In this case, the LD may change the polarization direction of the light irradiated to the polarization optical element 15 by changing its optical arrangement. That is, by arranging the LD constituting the second light source 13 by 90 degrees with respect to the optical arrangement of the LD constituting the first light source 11, the polarization directions of the light of the first polarized light and the light of the second polarized light are mutually different. You can do it differently.

상기 편광 광학소자(15)는 입사광을 편광 방향에 따라 투과 또는 반사시켜, 상기 제1 및 제2광원(11)(13) 각각에서 조사된 광이 일 경로 즉, 상기 레이저 칩(23)으로 향하는 경로로 진행하도록 한다. The polarization optical element 15 transmits or reflects incident light according to the polarization direction, so that the light irradiated from each of the first and second light sources 11 and 13 is directed toward one path, that is, the laser chip 23. Proceed to the path.

이를 위하여, 상기 편광 광학소자(15)는 도 3에 도시된 바와 같은 구조의 큐빅(cubic)형 편광 빔스프리터로 구성되는 것이 바람직하다. 이 경우, 상기 편광 광 학소자는 제1편광의 광 예컨대 S 편광의 광(BR)이 입사되는 제1입사면(15a), 제2편광의 광 예컨대 P 편광의 광(BT)이 입사되는 제2입사면(15b), 편광 선택성 투과면(15c) 및, 상기 제1 및 제2입사면(15a)(15b)를 통하여 입사되고 상기 편광 선택성 투과면(15c)을 경유하여 동일 진행 경로로 진행하는 출사 광(BO)이 출사되는 출사면(15d)을 구비한다.To this end, the polarizing optical element 15 is preferably composed of a cubic polarizing beam splitter having a structure as shown in FIG. In this case, the polarizing optical element is the first incident surface 15a, to which the light of the first polarized light, for example, the S-polarized light B R , is incident, and the light B T of the second polarized light, such as the P-polarized light, is incident. Enters through the second incident surface 15b, the polarization selective transmission surface 15c, and the first and second incident surfaces 15a and 15b and passes through the polarization selective transmission surface 15c in the same traveling path. An exiting surface 15d through which the exiting light B O which proceeds is emitted is provided.

즉, 상기 편광 선택성 투과면(15c)은 상기 제1입사면(15a)을 통하여 입사된 제1편광의 광(BR)은 반사시키고, 상기 제2입사면(15b)을 통하여 입사된 제2편광의 광(BT)은 투과시킨다. 도 4는 본 발명에 따른 편광 광학소자의 파장 변화에 따른 투과율 정도를 나타낸 그래프이다. 도 4를 참조하면, 상기 편광 광학소자는 그래프에 표시된 파장 범위에서 S편광의 광에 대해서는 투과율이 대략 0%로서 거의 모든 광을 반사시키는 반면, P편광의 광에 대해서는 투과율이 대략 90% 이상으로 거의 모든 광을 투과시킴을 알 수 있다.That is, the polarization selective transmission surface 15c reflects the light B R of the first polarized light incident through the first incident surface 15a and the second incident through the second incident surface 15b. The polarized light B T is transmitted. 4 is a graph showing the degree of transmittance according to the wavelength change of the polarizing optical device according to the present invention. Referring to FIG. 4, the polarization optical element reflects almost all light having a transmittance of approximately 0% for light of S polarization in the wavelength range shown in the graph, while having a transmittance of approximately 90% or more for light of P polarization. It can be seen that it transmits almost all light.

따라서, 도 2에 도시된 바와 같이 서로 다른 위치에 배치된 제1 및 제2광원(11)(13) 각각에서 조사된 소정 편광의 광이 그 편광 방향에 따라 선택적으로 상기 편광 선택성 투과면(15c)을 투과하거나 이 편광 선택성 투과면(15c)에서 반사되어, 동일 경로로 진행하도록 할 수 있다.Therefore, as shown in FIG. 2, the light of predetermined polarization irradiated from each of the first and second light sources 11 and 13 disposed at different positions is selectively selected according to the polarization direction thereof. Can be transmitted through or reflected from the polarization selective transmission surface 15c so as to travel in the same path.

여기서, 상기 펌핑 유니트(10)는 상기 레이저 칩(23)에 집속광이 조사되도록 상기 제1 및 제2광원(11)(13)에서 조사된 광을 집속하는 포커싱 렌즈(17)를 더 포 함할 수 있다. 상기 포커싱 렌즈(17)는 상기 제1 및 제2광원(11)(13)에서 조사되고, 상기 편광 광학소자(15)를 통하여 합성된 제1 및 제2편광의 광이 공통으로 진행하는 광경로 상에 마련된 것이 바람직하다. 이 경우, 1매의 포커싱 렌즈(17)를 통하여 제1 및 제2광원(11)(13)에서 조사된 광을 모두 집속함으로써, 종래의 2매 렌즈를 채용한 구성에 비하여 보다 그 구성을 단순화 할 수 있다는 이점이 있다.Here, the pumping unit 10 may further include a focusing lens 17 for focusing the light irradiated from the first and second light sources 11 and 13 so that the focused light is irradiated onto the laser chip 23. Can be. The focusing lens 17 is irradiated from the first and second light sources 11 and 13, and an optical path through which the light of the first and second polarized light synthesized through the polarizing optical element 15 proceeds in common. It is preferable that it is provided in the phase. In this case, by condensing all the light irradiated from the first and second light sources 11 and 13 through one focusing lens 17, the configuration is simplified more than the conventional configuration employing two lenses. The advantage is that you can.

한편, 본 실시예에서는 다수의 광원으로 제1 및 제2광원(11)(13)을 예로 들어 나타내었지만, 이는 예시적인 것에 불과한 것으로 다양한 변형예가 가능하다. 즉, 상기 광원은 3개 이상 복수개로 구성되는 것도 가능하다. 또한, 광원에서 조사된 광의 편광방향을 선택함에 있어서, 동일 구조의 레이저 다이오드의 광학적 배치를 변경함에 의하여 편광방향을 결정하는 구성 이외에도, 광경로 상에 위상지연판을 마련하여 편광방향을 변경하는 구성도 가능하다. 그리고, 상기 편광 광학소자(15)의 예로서 상기한 큐빅형 편광 빔스프리터 이외에도, 평판형 편광 빔스프리터나, X 큐브형 폴라라이저를 채용하는 구성도 가능하다.Meanwhile, in the present embodiment, the first and second light sources 11 and 13 are illustrated as examples using a plurality of light sources, but these are merely exemplary and various modifications are possible. That is, the light source may be composed of three or more. In addition, in selecting the polarization direction of the light irradiated from the light source, in addition to the configuration of determining the polarization direction by changing the optical arrangement of the laser diode of the same structure, the configuration to change the polarization direction by providing a phase delay plate on the optical path It is also possible. In addition to the cubic polarization beam splitter described above as an example of the polarization optical element 15, a configuration in which a flat polarization beam splitter or an X-cube polarizer is employed may be employed.

상기 외부공진미러는 제1 및 제2미러(25)(27)를 포함하여 구성된다. 상기 제1미러(25)는 상기 레이저 칩(23)으로부터 이격되며, 상기 레이저 칩(23)에서 조사된 광의 입사광축에 대해 경사 배치되어 있다. 이 제1미러(25)는 상기 레이저 칩(23) 및 상기 제2미러(27)와 마주하는 면이 오목 반사면(25a)으로 되어 있다. The external resonator mirror includes first and second mirrors 25 and 27. The first mirror 25 is spaced apart from the laser chip 23 and is inclined with respect to the incident optical axis of the light irradiated from the laser chip 23. The surface of the first mirror 25 facing the laser chip 23 and the second mirror 27 is a concave reflection surface 25a.

상기 제2미러(27)는 외부공진기를 형성하는 것으로, 상기 제1미러(25)와 마주하게 배치되어, 상기 제1미러(25) 쪽에서 입사되는 광을 제1미러(25) 쪽으로 재반사시킨다. The second mirror 27 forms an external resonator and is disposed to face the first mirror 25 to reflect back the light incident from the first mirror 25 toward the first mirror 25. .

바람직하게는, 상기 제1 및 제2미러(25)(27) 각각은 입사광의 파장에 따라 다른 반사율과 투과율을 갖도록 코팅된다. 예를 들어, 상기 제1미러(25)는 상기 레이저 칩(23)에서 조사된 소정 파장의 레이저 광은 반사시키고, 후술하는 제2차고조파발진(Second Harmonic Generation; 이하, SHG라 한다) 결정(33)에 의하여 파장 변환된 레이저 광의 적어도 일부는 투과시키도록 코팅될 수 있다. 또한, 제2미러(27)는 파장 변환된 레이저 광에 대해서는 고반사율을 가지는 반면, 파장 변환되지 않은 레이저 광에 대해서는 약간의 투과율을 갖도록 코팅될 수 있다.Preferably, each of the first and second mirrors 25 and 27 is coated to have a different reflectance and transmittance depending on the wavelength of the incident light. For example, the first mirror 25 reflects the laser light of a predetermined wavelength irradiated from the laser chip 23 and determines a second harmonic generation (hereinafter referred to as SHG) crystal (described later). At least a portion of the laser light wavelength converted by 33) may be coated to transmit. In addition, the second mirror 27 may be coated to have a high reflectance for the wavelength-converted laser light, but to have a slight transmittance for the unconverted laser light.

여기서, 상기 레이저 칩(23)과 상기 제2미러(27) 사이에는 SHG 결정(33)과, 복굴절 필터(31)가 더 구비된 것이 바람직하다. 상기 SHG 결정(33)은 상기 제1미러(25)와 상기 제2미러(27) 사이의 광경로 상에 배치되어, 상기 레이저 칩(23)에서 조사된 레이저 광의 파장을 그 절반인 1/2 파장의 광으로 변환한다. 예를 들어, 상기 레이저 칩(23)에서 조사된 레이저 광의 파장이 1064 nm인 경우, 상기 SHG(33)를 통하여 변환된 레이저 광의 파장은 532 nm 이다.Here, the SHG crystal 33 and the birefringence filter 31 may be further provided between the laser chip 23 and the second mirror 27. The SHG crystal 33 is disposed on an optical path between the first mirror 25 and the second mirror 27 to halve the wavelength of the laser light irradiated from the laser chip 23. Convert to light of wavelength. For example, when the wavelength of the laser light irradiated from the laser chip 23 is 1064 nm, the wavelength of the laser light converted through the SHG 33 is 532 nm.

상기 복굴절 필터(31)는 상기 레이저 칩(23)과 상기 제1미러(25) 사이의 광경로 상에 배치되어, 소정 파장의 레이저 광만을 통과시킴으로써, 이 레이저 광만이 공진 되도록 한다.The birefringent filter 31 is disposed on an optical path between the laser chip 23 and the first mirror 25 to allow only this laser light to resonate by passing only laser light of a predetermined wavelength.

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 VECSEL의 광학적 배치를 보인 개략적인 도면이다.5 is a schematic view showing an optical arrangement of the VECSEL according to another embodiment of the present invention.

도면을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 VECSEL은 소정의 파장의 레이저 광을 발생 조사하는 레이저 칩(43)과, 상기 레이저 칩(43)에 펌핑 광을 제공 하는 펌핑 유니트(10) 및, 상기 레이저 칩(43)과 함께 공진기를 형성하는 외부공진미러(45)를 포함한다.Referring to the drawings, VECSEL according to another embodiment of the present invention is a laser chip 43 for generating and irradiating laser light of a predetermined wavelength, a pumping unit 10 for providing pumping light to the laser chip 43 and And an external resonator mirror 45 forming a resonator together with the laser chip 43.

상기 레이저 칩(43)은 펌핑 광에 여기되어 소정 파장의 광을 방출하는 활성층과, DBR층을 포함하는 것으로, 일 실시예에 따른 레이저 칩(23)과 실질상 동일하므로 그 자세한 설명은 생략하기로 한다. The laser chip 43 includes an active layer that is excited by pumping light and emits light having a predetermined wavelength, and a DBR layer. Since the laser chip 43 is substantially the same as the laser chip 23 according to an embodiment, a detailed description thereof will be omitted. Shall be.

상기 레이저 칩(43)의 일면 예컨대 광이 발출되는 이면에 상기 레이저 칩(43)에서 발생된 열을 외부로 방출하는 히트싱크(41)가 더 포함된 것이 바람직하다. 상기 펌핑 유니트(10)는 상기 레이저 칩(43)의 레이저 광이 조사되는 면 또는 그 이면에 배치되어, 상기 레이저 칩(43)에 펌핑 광을 제공한다. 도 5는 펌핑 유니트(10)가 상기 레이저 칩(43)의 레이저 광이 조사되는 면의 이면에 형성된 것을 예로 들어 나타낸 것이다. 이 경우, 상기 히트싱크(41)는 상기 펌핑 유니트(10)에서 조사된 펌핑 광이 투과되는 투명소재로 구성되거나, 상기 펌핑 광이 통과되도록 형성된 개구부(미도시)를 가진다.It is preferable that a heat sink 41 further emitting heat generated from the laser chip 43 to one surface, for example, a back surface from which the laser chip 43 is emitted, to the outside. The pumping unit 10 is disposed on a surface to which the laser light of the laser chip 43 is irradiated or on a rear surface thereof to provide pumping light to the laser chip 43. FIG. 5 illustrates that the pumping unit 10 is formed on the rear surface of the surface to which the laser light of the laser chip 43 is irradiated. In this case, the heat sink 41 is formed of a transparent material through which the pumping light irradiated from the pumping unit 10 is transmitted, or has an opening (not shown) formed to pass the pumping light.

상기 펌핑 유니트(10)의 구성 및 작용은 일 실시예에 따른 펌핑 유니트와 실질상 동일하므로, 그 자세한 설명은 생략하기로 한다.Configuration and operation of the pumping unit 10 is substantially the same as the pumping unit according to an embodiment, the detailed description thereof will be omitted.

상기 외부공진미러(45)는 외부 공진기를 형성하는 것으로, 상기 레이저 칩(43)과 마주하게 배치되어 입사광의 일부를 상기 레이저 칩(43) 쪽으로 재반사시킨다. 이 외부공진미러(45)는 상기 레이저 칩(43)과 마주하는 면이 오목 반사면(45a)으로 되어 있어서, 공진되는 레이저 광의 대부분이 레이저 칩(43)과 외부공진미러(45)에서 벗어나는 것을 억제한다.The external resonator mirror 45 forms an external resonator and is disposed to face the laser chip 43 to reflect back a part of the incident light toward the laser chip 43. The outer resonator mirror 45 has a surface facing the laser chip 43 as a concave reflecting surface 45a, so that most of the resonant laser light is out of the laser chip 43 and the outer resonator mirror 45. Suppress

바람직하게는, 상기 외부공진미러(45)는 입사광의 파장에 따라 다른 반사율과 투과율을 갖도록 코팅된다. 예를 들어, 상기 레이저 칩(43)에서 조사된 소정 파장의 레이저 광은 반사시키고, 후술하는 SHG 결정(53)에 의하여 파장 변환된 레이저 광의 적어도 일부는 투과시키도록 코팅될 수 있다.Preferably, the outer resonator mirror 45 is coated to have a different reflectance and transmittance according to the wavelength of the incident light. For example, the laser light of the predetermined wavelength irradiated from the laser chip 43 may be reflected, and at least a portion of the wavelength-converted laser light by the SHG crystal 53 described later may be coated to transmit.

여기서, 상기 레이저 칩(43)과 상기 외부공진미러(45) 사이에는 SHG 결정(53)과, 복굴절 필터(51)가 더 구비된 것이 바람직하다.Here, the SHG crystal 53 and the birefringence filter 51 may be further provided between the laser chip 43 and the external resonator mirror 45.

상기한 바와 같이 구성된 본 발명에 따른 VECSEL은 펌핑 유니트로서 상대적으로 파워가 낮고 소형이며 낮은 구동 전류로 동작하는 광원을 적어도 2개 이상 구비함과 아울러, 이들 각각에서 조사된 소정 편광의 광을 편광 광학소자를 이용하여 동일 경로로 진행하도록 합성함으로써 펌핑 파워를 보충할 수 있다. 따라서, 저출력 LD로 레이저 칩의 여기 발광에 필요한 펌핑 파워를 제공할 수 있다.The VECSEL according to the present invention configured as described above is a pumping unit having at least two light sources operating at a relatively low power, a small size, and a low driving current. Pumping power can be replenished by synthesizing to travel in the same path using the device. Therefore, it is possible to provide pumping power necessary for excitation light emission of the laser chip with low output LD.

또한, 1매의 포커싱 렌즈를 통하여 복수의 광원에서 조사된 광을 집속하는 구조를 가지므로, 제조 원가를 낮추고, 펌핑 유니트의 전체 구성을 콤팩트화 할 수 있다는 이점이 있다.In addition, since it has a structure that focuses the light irradiated from a plurality of light sources through one focusing lens, there is an advantage that the manufacturing cost can be lowered, and the overall configuration of the pumping unit can be made compact.

상기한 실시예들은 예시적인 것에 불과한 것으로, 당해 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다. The above embodiments are merely exemplary, and various modifications and equivalent other embodiments are possible to those skilled in the art.

따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위 내에서 정해져야만 할 것이다.Therefore, the true technical protection scope of the present invention should be defined within the following claims.

Claims (8)

소정의 파장의 레이저 광을 발생 조사하는 레이저 칩과;A laser chip for generating and irradiating laser light having a predetermined wavelength; 상기 레이저 칩의 외부에 배치되는 것으로, 상기 레이저 칩과 함께 공진기를 형성하는 외부공진미러와;An external resonator mirror disposed outside the laser chip and forming a resonator together with the laser chip; 상기 레이저 칩의 레이저 광이 조사되는 면 또는 그 이면에 배치되어, 상기 레이저 칩에 펌핑 광을 제공하는 펌핑 유니트;를 포함하는 것으로,And a pumping unit disposed on a surface of the laser chip to which the laser light is irradiated or a rear surface thereof to provide pumping light to the laser chip. 상기 펌핑 유니트는,The pumping unit, 소정 편광의 광을 각각 조사하는 복수의 광원과;A plurality of light sources each irradiating light of a predetermined polarization; 상기 광원과 상기 복수의 레이저 칩 사이에 배치되는 것으로, 입사광을 그 편광 방향에 따라 투과 또는 반사시켜 상기 복수의 광원 각각에서 조사된 광이 일 광경로로 진행하도록 하는 편광 광학소자;를 포함하는 것을 특징으로 하는 외부 공진기형 면발광 레이저.A polarizing optical element disposed between the light source and the plurality of laser chips and configured to transmit or reflect incident light according to the polarization direction so that the light emitted from each of the plurality of light sources travels in one optical path. An external resonator type surface emitting laser. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 편광 광학소자는,The polarizing optical element, 광이 각각 입사되는 제1 및 제2입사면과;First and second incident surfaces to which light is incident; 광이 출사되는 출사면과;An emission surface from which light is emitted; 상기 제1입사면를 통하여 입사된 제1편광의 광은 반사시키고 상기 제2입사면을 통하여 입사된 제2편광의 광은 투과시키는 편광 선택성 투과면;을 구비한 것을 특징으로 하는 외부 공진기형 면발광 레이저.And a polarization selective transmission surface that reflects light of the first polarized light incident through the first incident surface and transmits light of the second polarized light incident through the second incident surface. laser. 제2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 복수의 광원은,The plurality of light sources, 상기 제1입사면에 마주하게 배치되어, 상기 편광 빔스프리터 방향으로 제1편광의 광을 조사하는 제1광원과;A first light source disposed to face the first incident surface and radiating light of a first polarization in a direction of the polarizing beam splitter; 상기 제2입사면에 마주하게 배치되어, 상기 편광 빔스프리터 방향으로 제2편광의 광을 조사하는 제2광원;을 구비한 것을 특징으로 하는 외부 공진기형 면발광 레이저.And a second light source disposed to face the second incidence surface, the second light source irradiating light of a second polarization in the direction of the polarization beam splitter. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 1 to 3, 상기 펌핑 유니트는,The pumping unit, 상기 편광 광학소자와 상기 레이저 칩 사이에 배치되어, 상기 레이저 칩에 조사되는 광을 집속하는 포커싱 렌즈;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 외부 공진기형 면발광 레이저.And a focusing lens disposed between the polarizing optical element and the laser chip to focus light irradiated onto the laser chip. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 1 to 3, 상기 외부공진미러는,The external resonator mirror, 상기 레이저 칩으로부터 이격되며 상기 레이저 칩에서 조사된 광의 입사광축에 대해 경사 배치되어, 입사광의 진행 경로를 변환하는 제1미러와;A first mirror spaced apart from the laser chip and inclined with respect to the incident optical axis of the light irradiated from the laser chip to convert a traveling path of the incident light; 상기 제1미러과 마주하게 배치되어 상기 제1미러에서 반사되어 입사되는 광을 제1미러 쪽으로 반사시키는 것으로, 외부 공진기를 형성하는 제2미러;를 포함하는 것을 특징으로 하는 외부 공진기형 면발광 레이저.And a second mirror disposed to face the first mirror to reflect the light reflected from the first mirror and incident to the first mirror, the second mirror forming an external resonator. 제5항에 있어서,The method of claim 5, 상기 제1미러와 상기 제2미러 사이의 광경로 상에 배치되어, 상기 레이저 칩에서 조사된 레이저 광의 파장을 1/2 파장으로 변환하는 SHG 결정과;An SHG crystal disposed on an optical path between the first mirror and the second mirror and converting a wavelength of the laser light irradiated from the laser chip into a half wavelength; 상기 레이저 칩과 상기 제1미러 사이의 광경로 상에 배치되어, 소정 파장의 레이저 광만을 통과시키는 복굴절 필터와;A birefringent filter disposed on an optical path between the laser chip and the first mirror and configured to pass only laser light having a predetermined wavelength; 상기 레이저 칩의 일면에 형성되는 것으로, 상기 레이저 칩에서 발생된 열을 외부로 방출하는 히트싱크;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 외부 공진기형 면발광 레이저.An external resonator type surface emitting laser further comprising: a heat sink formed on one surface of the laser chip, the heat sink releasing heat generated from the laser chip to the outside. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 1 to 3, 상기 외부공진미러는,The external resonator mirror, 상기 레이저 칩과 마주하게 배치되어 입사광의 일부를 상기 레이저 칩 쪽으로 재반사시키는 것으로, 외부 공진기를 형성하는 미러;를 포함하는 것을 특징으로 하는 외부 공진기형 면발광 레이저.And a mirror disposed to face the laser chip and reflecting part of the incident light back toward the laser chip to form an external resonator. 제7항에 있어서,The method of claim 7, wherein 상기 레이저 칩과 상기 미러 사이의 광경로 상에 배치되며, 상기 레이저 칩에서 조사된 레이저 광의 파장을 1/2 파장으로 변환하는 SHG 결정과; An SHG crystal disposed on an optical path between the laser chip and the mirror and converting the wavelength of the laser light irradiated from the laser chip into 1/2 wavelength; 상기 레이저 칩과 상기 미러 사이의 광경로 상에 배치되며, 소정 파장의 레이저 광만을 통과시키는 복굴절 필터와;A birefringent filter disposed on an optical path between the laser chip and the mirror and configured to pass only laser light having a predetermined wavelength; 상기 레이저 칩의 일면에 형성되는 것으로, 상기 레이저 칩에서 발생된 열을 외부로 방출하는 히트싱크;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 외부 공진기형 면발광 레이저.An external resonator type surface emitting laser further comprising: a heat sink formed on one surface of the laser chip, the heat sink releasing heat generated from the laser chip to the outside.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR100981171B1 (en) * 2008-03-31 2010-09-10 박만수 Light irradiation apparatus with larger illumination area
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