KR20110035111A - Beam alignment structure for pulse type laser system - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: An aligning structure of a pulse type laser system is provided to sequentially move a lens holder unit, a first LM mirror mount unit, a crystal mount unit, and a second LM mirror mount unit to an X axis direction by using a stage plate. CONSTITUTION: A diaphragm unit(110) is installed in the top of a base(101). A lens holder unit(120) is installed in the rear side of the diaphragm unit. First/second LM mirror mount units are installed to the lens holder unit. The first/second LM mirror mount units include an LM mirror in order to reflect beam. A crystal mount unit(150) is installed between first and second LM mirror mount units. A beam dump unit(190) is installed in the rear side of the second LM mirror mount unit.

Description

펄스형 레이저 시스템의 정렬 구조 {BEAM ALIGNMENT STRUCTURE FOR PULSE TYPE LASER SYSTEM}Alignment Structure of Pulsed Laser System {BEAM ALIGNMENT STRUCTURE FOR PULSE TYPE LASER SYSTEM}

본 발명은 펄스형 레이저 시스템의 정렬 구조에 관한 것으로, 보다 상세하게는 LM미러와 크리스탈의 마운트가 X축 및 Y축방향의 이동 및 Z축에 대한 회전이 가능한 구조로 이루어져 LM미러와 크리스탈의 자유로운 위치 및 방향 조절을 통해 빔 정렬을 보다 정확하고 용이하게 행할 수 있는 펄스형 레이저 시스템의 정렬 구조에 관한 것이다.The present invention relates to an alignment structure of a pulsed laser system, and more particularly, the LM mirror and the mount of the crystal are configured to be movable in the X-axis and Y-axis directions and to rotate about the Z-axis. It relates to an alignment structure of a pulsed laser system that can perform beam alignment more accurately and easily through position and direction adjustment.

일반적으로 레이저는 연속형 레이저와 펄스형 레이저로 구분할 수 있다. Generally, lasers can be classified into continuous lasers and pulsed lasers.

예전부터 다양한 분야에서 활용되고 있는 연속형 레이저는 시간에 대해 일정한 세기의 에너지를 방출한다. 이에 반해, 펄스형 레이저는 근래에 새로운 응용분야를 개척하고 있는 것으로, 에너지를 피코초(10의 -12승 초)나 펨토초(10의 -15승 초) 정도의 극히 짧은 시간 동안 펄스 형태로 방출하여 높은 출력을 얻을 수 있다.Continuous lasers, which have been used in various fields for a long time, emit energy of constant intensity over time. In contrast, pulsed lasers are pioneering new applications in recent years, releasing energy in the form of pulses for extremely short periods of time, such as picoseconds (-10 powers of 10) or femtoseconds (-15 powers of 10). High output can be obtained.

출력은 방출된 에너지를 방출 시간(펄스폭)으로 나눈 값이 되고, 펄스형 레 이저의 경우 매우 짧은 펄스폭을 갖으므로, 순간적으로 매우 큰 출력을 얻을 수 있다. 최근에 연구와 응용의 핵심을 이루는 펨토초 레이저는 대략 수 펨토초 이상의 펄스폭을 갖으며, 증폭을 할 경우 테라와트(10의 12승 W) 급의 순간출력을 내는 펄스를 이룬다.The output is the energy divided by the emission time (pulse width), and in the case of a pulsed laser, it has a very short pulse width, so a very large output can be obtained instantaneously. The femtosecond laser, which is the core of recent research and applications, has a pulse width of approximately several femtoseconds or more, and when amplified, it generates a pulse of terawatt (10 powers of 10).

이러한 펄스형 레이저는 공진기의 자유 발진을 이용한 마이크로초 펄스 구현 단계, 셔터 개폐에 의한 Q-스위칭 방법을 이용한 나노초 펄스 구현 단계, 포화흡수체에 의한 모드록킹 방법을 이용한 피코초 펄스 구현 단계 등을 거쳐 티타늄 사파이어를 매질로 모드록킹을 일으켜 펨토초의 펄스폭을 갖는 펨토초 펄스 단계까지 발전해왔다.The pulsed laser is implemented through a microsecond pulse implementation using free oscillation of a resonator, a nanosecond pulse implementation using a Q-switching method by shutter opening and closing, a picosecond pulse implementation using a mode locking method by a saturable absorber, and the like. Modelocking with sapphire as a medium has evolved to the femtosecond pulse stage with a pulse width of femtosecond.

도 7은 펨토초 펄스를 구현하는 티타늄 사파이어 레이저 공진기의 통상적인 구조를 개략적으로 도시한 것이다. 7 schematically illustrates a typical structure of a titanium sapphire laser resonator implementing femtosecond pulses.

도시된 바와 같이, 티타늄 사파이어 레이저 공진기는 펌프레이저의 여기광을 반사경(M1, M2)에 의해 반사하여 아이리스 다이어프램(ID), 광 집속 렌즈(L)를 통해 양측 LM미러(LM) 사이로 입사되도록 하고, 입사된 광이 티타늄 사파이어 크리스탈(C)에 의한 굴절 및 한 쌍의 프리즘(P)과 반사경(M4, TM)에 의한 증폭을 거친 후 반사경(M3)를 통해 방출되는 구조를 갖는다.As shown, the titanium sapphire laser resonator reflects the excitation light of the pump laser by the reflecting mirrors M1 and M2 to be incident between both LM mirrors LM through the iris diaphragm ID and the light focusing lens L. After the incident light is refracted by the titanium sapphire crystal (C) and amplified by the pair of prisms (P) and the reflectors (M4, TM), the light is emitted through the reflector (M3).

이와 같은 레이저 시스템에서, 상기한 각 광학 구성요소들의 위치와 방향에 따라 펄스 특성이 달라지며, 특히 상기 LM미러(LM)와 크리스탈(C)의 위치와 방향은 빔 정렬에 매우 중요한 요소가 된다. In such a laser system, the pulse characteristics vary according to the position and direction of each of the above optical components, and in particular, the position and direction of the LM mirror LM and the crystal C become very important factors for beam alignment.

그런데, 종래에는 LM미러와 크리스탈이 베이스에 일방향(X축방향)으로만 이 동 가능하게 장착된 구조로 이루어졌기 때문에, LM미러를 정렬하고 빔의 포커스를 맞추는 등 실험 기기 정렬에 많은 시간과 노력이 소요되고, 실험 중 LM미러의 재조정이나 빔의 재정렬이 필요할 때 볼트 등을 풀어 처음부터 다시 정렬하는 작업을 요하여 많은 시간과 노력이 소요되는 문제가 있었다. However, conventionally, since the LM mirror and the crystal are mounted on the base so as to be movable only in one direction (X-axis direction), a lot of time and effort is required to align the LM mirror and focus the beams. It takes a lot of time and effort to re-arrange the bolts, etc. when the need to readjust the LM mirror or realign the beam during the experiment.

뿐만 아니라, 일방향 이동만이 가능하여 위치 및 방향 조절이 제한되었기 때문에, 실험의 정밀도가 떨어지고, 실험의 진행도 지연되는 문제가 있었다. In addition, since only one-way movement is possible, the position and direction control are limited, so that the precision of the experiment is lowered and the progress of the experiment is also delayed.

본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, LM미러와 크리스탈의 마운트가 X축 및 Y축방향의 이동 및 Z축에 대한 회전이 가능하여 자유롭고 간단한 위치 및 방향 조절을 통해 보다 정확하고 용이하게 장치 조정 및 빔 정렬을 할 수 있도록 한 펄스형 레이저 시스템의 정렬 구조를 제공하는 것에 목적이 있다. The present invention is to solve the problems as described above, the LM mirror and the mount of the crystal is possible to move in the X-axis and Y-axis direction and rotation about the Z-axis more precise and easy through the free and simple position and direction adjustment It is an object of the present invention to provide an alignment structure of a pulsed laser system that enables device adjustment and beam alignment.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 베이스; 상기 베이스의 상부에 설치되고, 광 입사 경로의 개폐 조절을 위한 아이리스 다이어프램이 구비된 아이리스 다이어프램 유닛; 상기 베이스 상부의 상기 아이리스 다이어프램 후단에 소정 간격 이격되어 설치되고, 집광을 위한 렌즈가 구비된 렌즈 홀더 유닛; 상기 베이스 상부의 상기 렌즈 홀더 유닛 수단에 서로 소정 간격 이격되어 대향 설치되고, 각각 빔 의 반사를 위한 LM미러가 구비된 제1 및 제2LM미러 마운트 유닛; 상기 베이스 상부의 제1 및 제2LM미러 마운트 유닛 사이에 설치되고, 빔의 굴절을 위한 크리스탈이 구비된 크리스탈 마운트 유닛; 및 상기 베이스 상부의 제2LM미러 마운트 유닛 후단에 소정 간격 이격되어 설치되고 불필요 광의 종말 처리를 위한 빔 덤프가 구비된 빔 덤프 유닛을 포함하며, 상기 렌즈 홀더 유닛, 제1 및 제2LM미러 마운트 유닛, 크리스탈 마운트 유닛 중 적어도 일측은 스테이지 하판 및 이 스테이지 하판의 상부에 롤러가이드를 매개로 이동 가능하게 결합된 스테이지 상판을 구비하여 X축방향 이동 가능하도록 된 것을 특징으로 하는 펄스형 레이저 시스템의 정렬 구조를 제공한다.The present invention for achieving the above object is a base; An iris diaphragm unit installed at an upper portion of the base and provided with an iris diaphragm for controlling opening and closing of a light incident path; A lens holder unit installed at a rear end of the iris diaphragm above the base at a predetermined interval and provided with a lens for condensing; First and second LM mirror mount units, which are spaced apart from each other by a predetermined distance on the lens holder unit means above the base, and provided with LM mirrors for reflecting beams, respectively; A crystal mount unit installed between the first and second LM mirror mount units on the base and provided with a crystal for refraction of the beam; And a beam dump unit installed at a rear end of the second LM mirror mount unit above the base at a predetermined interval and provided with a beam dump for end processing of unnecessary light, wherein the lens holder unit, the first and second LM mirror mount units, At least one side of the crystal mount unit has a stage lower plate and an upper stage of the stage lower plate having a stage guide plate movably coupled with a roller guide so as to be movable in the X-axis direction. to provide.

상기한 본 발명의 펄스형 레이저 시스템의 정렬 구조는, 상기 렌즈 홀더 유닛, 제1 및 제2LM미러 마운트 유닛, 크리스탈 마운트 유닛 중 적어도 일측은 X축방향으로 긴 장공 형태의 안내공이 구비된 가이드판과, 상기 안내공에 이동 및 회전 가능하게 삽입 결합되어 회전주축을 더 포함하여 해당 유닛이 Y축방향 이동 및 Z축에 대한 회전이 가능하도록 구성된 것이 바람직하다. The alignment structure of the pulsed laser system of the present invention, the lens holder unit, the first and second LM mirror mount unit, at least one side of the crystal mount unit is provided with a guide plate having a long hole-shaped guide hole in the X-axis direction; It is preferable that the unit is rotatably inserted and coupled to the guide hole so that the unit further includes a rotational spindle to enable the Y-axis movement and the rotation about the Z-axis.

상기 베이스는 상면에 종방향을 따라 X축방향 안내홈이 구비되고, 각 안내홈에 상기 각 유닛을 다양한 위치에 고정할 수 있도록 볼트가 삽입되는 다수의 결합공이 소정 간격으로 형성된 것이 바람직하다. The base is provided with a guide groove in the X-axis direction along the longitudinal direction on the upper surface, it is preferable that a plurality of coupling holes in which bolts are inserted at predetermined intervals to fix each unit in various positions in each guide groove.

상기 아이리스 다이어프램 유닛은 상기 아이리스 다이어프램의 하부에 구비된 지지대가 상기 베이스에 고정된 고정대에 상하로 이동 가능하게 결합되고, 고정볼트에 의해 상기 지지대가 고정된 것이 바람직하다. The iris diaphragm unit is preferably a support provided in the lower portion of the iris diaphragm is coupled to the support fixed to the base so as to move up and down, the support is fixed by a fixing bolt.

상기 렌즈 홀더 유닛, 제1 및 제2LM미러 마운트 유닛, 크리스탈 마운트 유닛 중 적어도 일측은 스테이지 하판과 스테이지 상판에 각각 어댑터가 구비되고, 일측 어댑터에 마이크로미터헤드가 장착되어 손잡이의 회전에 따라 타측 어댑터와 접하여 위치 조절이 가능하도록 된 것이 바람직하다. At least one side of the lens holder unit, the first and second LM mirror mount unit, and the crystal mount unit are provided with adapters on the lower stage and the upper stage of the stage, respectively, and a micrometer head is mounted on one side of the adapter, so that the other adapter It is desirable to be in contact with the position adjustment.

상기 크리스탈 마운트 유닛의 크리스탈은 펨토초 펄스형 레이저 형성을 위한 티타늄 사파이어 크리스탈인 것이 바람직하다. The crystal of the crystal mount unit is preferably a titanium sapphire crystal for femtosecond pulsed laser formation.

그리고, 상기 크리스탈 마운트 유닛은 상기 가이드판의 상면에서 이동 및 회전이 가능하도록 상기 회전주축과 결합된 크리스탈 마운트를 더 포함하며, 상기 크리스탈 마운트는 입출수공을 통해 냉각수 순환이 이루어지는 냉각수 수용 공간이 내부에 구비된 것이 바람직하다. The crystal mount unit may further include a crystal mount coupled to the rotating spindle to move and rotate on the upper surface of the guide plate, wherein the crystal mount includes a cooling water accommodating space in which cooling water is circulated through the inlet and outlet holes. It is preferred to be provided.

더욱 바람직하게는, 상기 회전주축에 횡방향으로 축공이 형성되고, 상기 축공에 편심된 크랭크축이 결합되어 이 크랭크축의 회전에 따라 회전주축이 Y축방향으로 왕복 운동 가능하도록 구성될 수 있다. More preferably, a shaft hole is formed in the transverse spindle in the transverse direction, and the crank shaft eccentrically coupled to the shaft spindle may be configured to allow the rotation spindle to reciprocate in the Y-axis direction according to the rotation of the crank shaft.

상기한 바와 같은 본 발명에 의하면 다음과 같은 효과가 있다. According to the present invention as described above has the following advantages.

(1) 렌즈 홀더 유닛, 제1LM미러 마운트 유닛, 크리스탈 마운트 유닛, 및 제2LM미러 마운트 유닛이 각각 스테이지 상판에 의해 X축방향으로 이동 가능한 구조로 이루어지도록 함으로써, 각 유닛을 탈거 및 재설치하는 불편 없이 간단한 조작을 통해 각 유닛의 위치와 방향을 정밀하게 조절하여 보다 정확하고 용이하게 장치 조정 및 빔 정렬을 행할 수 있는 효과가 있다.(1) The lens holder unit, the first LM mirror mount unit, the crystal mount unit, and the second LM mirror mount unit each have a structure that is movable in the X-axis direction by the stage top plate, so that each unit can be removed and reinstalled without inconvenience. By simple operation, the position and direction of each unit can be precisely adjusted, thereby making it possible to more precisely and easily perform device adjustment and beam alignment.

(2) 렌즈 홀더 유닛, 제1LM미러 마운트 유닛, 크리스탈 마운트 유닛, 및 제2LM미러 마운트 유닛이 각각 가이드판 상에서 Y축방향 이동 및 Z축에 대한 회전이 가능한 구조로 이루어지도록 함으로써, 보다 다양한 위치 및 방향으로 각 유닛을 이동 및 회전시켜 더욱 정확하고 용이하게 장치 조정 및 빔 정렬을 행할 수 있는 효과가 있다. (2) By allowing the lens holder unit, the first LM mirror mount unit, the crystal mount unit, and the second LM mirror mount unit to have a structure capable of Y-axis movement and rotation about the Z axis on the guide plate, respectively, There is an effect that the device can be adjusted and beam aligned more accurately and easily by moving and rotating each unit in the direction.

(3) 크랭크축을 이용하여 각 유닛이 Y축방향 미세조정이 가능한 구조로 이루어지도록 함으로써, 빔 정렬의 정확도 및 용이성이 더욱 향상되는 효과가 있다. (3) By using the crankshaft so that each unit has a structure capable of fine adjustment in the Y-axis direction, the accuracy and ease of beam alignment are further improved.

상술한 본 발명의 목적, 특징 및 장점은 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해질 것이다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.The objects, features and advantages of the present invention described above will become more apparent from the following detailed description. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1 및 도 2는 각각 본 발명에 따른 펄스형 레이저 시스템의 정렬 구조의 일 실시예를 도시한 전방 사시도 및 후방 사시도이다. 1 and 2 are respectively a front perspective view and a rear perspective view showing an embodiment of the alignment structure of the pulsed laser system according to the present invention.

도시된 바와 같이, 본 발명의 정렬 구조는 베이스(101)의 상부에 아이리스 다이어프램 유닛(110), 렌즈 홀더 유닛(120), 제1LM미러 마운트 유닛(130), 크리스탈 마운트 유닛(150), 제2LM미러 마운트 유닛(170), 및 빔 덤프 유닛(190)이 소정 간격을 이루어 순차적으로 설치된 구조를 갖는다. As shown, the alignment structure of the present invention is the iris diaphragm unit 110, the lens holder unit 120, the first LM mirror mount unit 130, the crystal mount unit 150, the second LM on the base 101 The mirror mount unit 170 and the beam dump unit 190 have a structure in which they are sequentially installed at predetermined intervals.

상기 베이스(101)는 수평 설치면을 제공하는 것으로, 상면에 종방향을 따라 형성된 한 쌍의 X축방향 안내홈(102)이 구비된다. 각 안내홈(102)에는 상기 각 유닛(110, 120, 130, 150, 170, 190)을 다양한 위치에 고정할 수 있도록 볼트가 삽입되는 다수의 결합공(103)이 소정 간격으로 형성된다. The base 101 is to provide a horizontal installation surface, the upper surface is provided with a pair of X-axis direction guide groove 102 formed along the longitudinal direction. Each guide groove 102 is formed with a plurality of coupling holes 103 in which bolts are inserted at predetermined intervals to fix the units 110, 120, 130, 150, 170, and 190 at various positions.

상기 아이리스 다이어프램 유닛(110)은 광 입사 경로의 개폐 조절을 위한 아이리스 다이어프램(111)을 구비한 것으로, 상기 아이리스 다이어프램(111)의 하부에 구비된 지지대(113)가 상기 베이스(101)에 고정된 고정대(114)에 상하로 이동 가능하게 결합되어 고정볼트(115)를 풀거나 조임에 따라 아이리스 다이어프램(111)을 승강시키거나 고정할 수 있도록 구성된다. The iris diaphragm unit 110 is provided with an iris diaphragm 111 for controlling the opening and closing of the light incidence path, and a support 113 provided below the iris diaphragm 111 is fixed to the base 101. It is coupled to the movable stand 114 to be movable up and down is configured to lift or fix the iris diaphragm 111 by releasing or tightening the fixing bolt 115.

상기 렌즈 홀더 유닛(120)은 입사된 광의 집광을 위한 렌즈(129)를 구비한 것으로, 렌즈 홀더(128) 하부의 지지부재(127)가 스테이지 상판(123)에 볼트에 의해 고정되고, 이 스테이지 상판(123)은 베이스(101)에 고정 설치된 스테이지 하판(121)의 상부에 롤러가이드(122)를 매개로 X축방향으로 이동 가능하게 결합된다. 상기 스테이지 하판(121)과 스테이지 상판(123)에는 각각 어댑터(124, 125)가 구비되고, 스테이지 하판(121)에 구비된 어댑터(125)에 마이크로미터헤드(126)가 장착되어 손잡이의 회전에 따라 스테이지 상판(123)의 어댑터(124)와 접하여 위치 조절이 가능하도록 구성된다.The lens holder unit 120 includes a lens 129 for condensing incident light, and a supporting member 127 under the lens holder 128 is fixed to the stage upper plate 123 by bolts. The upper plate 123 is coupled to the upper portion of the stage lower plate 121 fixed to the base 101 so as to be movable in the X-axis direction through the roller guide 122. The stage lower plate 121 and the stage upper plate 123 are provided with adapters 124 and 125, respectively, and the micrometer head 126 is mounted on the adapter 125 provided in the stage lower plate 121 to rotate the handle. Accordingly, it is configured to be in contact with the adapter 124 of the stage top plate 123 to adjust the position.

상기 제1LM미러 마운트 유닛(130)과 제2LM미러 마운트 유닛(170)은 각각 LM미러(146)를 구비한 실질적으로 동일한 구조로 이루어지되, 서로 대향 설치되어 입사된 광을 일부는 반사하고 일부는 투과 및 굴절시킨다. The first LM mirror mount unit 130 and the second LM mirror mount unit 170 may have substantially the same structures, each having an LM mirror 146. Transmission and refraction.

도 3 및 도 4는 각각 상기 제1LM미러 마운트 유닛(130)을 조립 및 분해 상태 로 도시한 사시도이다.3 and 4 are perspective views illustrating the first LM mirror mount unit 130 in an assembled and disassembled state, respectively.

도 3 및 도 4를 함께 참조하여 설명하면, 상기 제1LM미러 마운트 유닛(130)은 상기 베이스(101)의 상부에 고정 설치되는 스테이지 하판(131)과, 이 스테이지 하판(131)의 상부에 롤러가이드(133)를 매개로 X축방향으로 이동 가능하게 결합된 스테이지 상판(132)과, 상기 스테이지 하판(131)에 어댑터(134)를 매개로 고정 설치되어 회전에 따라 상기 스테이지 상판(132)에 결합된 어댑터(135)와 접하여 스테이지의 X축방향 위치를 조정하도록 된 마이크로미터 헤드(136)와, 상기 스테이지 상판(132)에 고정 설치되고 Y축방향으로 긴 장공 형태의 안내공(139)이 형성된 가이드판(138)과, 상기 안내공(139)을 따라 이동 가능하도록 상기 가이드판(138)을 상하로 관통하여 설치된 회전주축(137)과, 상기 가이드판(138)의 상면에서 Y축방향 이동 및 Z축에 대한 회전이 가능하도록 상기 회전주축(137)의 상부에 볼트(147)를 매개로 결합된 미러 마운트(140)와, 이 미러 마운트(140)의 전방에 복수의 스크류 너트(143) 및 스크류(144)에 의해 결합된 미러 고정판(142)과, 이 미러 고정판(142)에 의해 고정된 미러 어댑터(145)로 이루어진다.3 and 4, the first LM mirror mount unit 130 includes a stage lower plate 131 fixed to an upper portion of the base 101 and a roller on an upper portion of the stage lower plate 131. The stage upper plate 132 movably coupled to the X-axis direction via the guide 133 and the stage lower plate 131 are fixedly installed through the adapter 134 to the stage upper plate 132 according to rotation. The micrometer head 136, which is in contact with the coupled adapter 135 to adjust the X-axis position of the stage, and the guide hole 139 fixedly mounted to the stage upper plate 132 and long in the Y-axis direction are provided. The guide plate 138 formed, the rotational spindle 137 is installed through the guide plate 138 to move up and down along the guide hole 139, and the Y-axis direction from the upper surface of the guide plate 138 Rotating column to allow movement and rotation about Z axis The mirror mount 140 coupled to the upper portion of the shaft 137 via the bolt 147, and the mirror fixing plate coupled to the mirror mount 140 by a plurality of screw nuts 143 and screws 144. 142 and the mirror adapter 145 fixed by the mirror fixing plate 142.

상기 제2LM미러 마운트 유닛(170)은 전술한 제1LM미러 마운트 유닛(130)과 동일한 구조로 이루어지므로, 중복되는 설명은 생략하기로 한다.Since the second LM mirror mount unit 170 has the same structure as the above-described first LM mirror mount unit 130, redundant description thereof will be omitted.

상기 크리스탈 마운트 유닛(150)은 펨토초 펄스형 레이저 형성을 위한 티타늄 사파이어 크리스탈(167)의 장착 및 냉각을 위한 것으로, 도 5 및 도 6에 각각 상기 크리스탈 마운트 유닛(150)의 조립 및 분해 사시도가 도시되어 있다.The crystal mount unit 150 is for mounting and cooling the titanium sapphire crystal 167 for femtosecond pulsed laser formation, and FIG. 5 and FIG. 6 show an assembled and disassembled perspective view of the crystal mount unit 150, respectively. It is.

도 5 및 도 6을 함께 참조하여 설명하면, 상기 크리스탈 마운트 유닛(150)은 상기 베이스(101)의 상부에 고정 설치되는 스테이지 하판(151)과, 이 스테이지 하판(151)의 상부에 롤러가이드(153)를 매개로 X축방향으로 이동 가능하게 결합된 스테이지 상판(152)과, 상기 스테이지 하판(151)에 어댑터(154)를 매개로 고정 설치되어 회전에 따라 상기 스테이지 상판(152)에 결합된 어댑터(155)와 접하여 스테이지의 X축방향 위치를 조정하도록 된 마이크로미터 헤드(156)와, 상기 스테이지 상판(152)에 고정 설치되고 Y축방향으로 긴 장공 형태의 안내공(159)이 형성된 가이드판(158)과, 상기 안내공(159)을 따라 이동 가능하도록 상기 가이드판(158)을 상하로 관통하여 설치된 회전주축(157)과, 상기 가이드판(158)의 상면에서 Y축방향 이동 및 Z축에 대한 회전이 가능하도록 상기 회전주축(157)의 상부에 결합된 크리스탈 마운트(160)와, 이 크리스탈 마운트(160)의 상부에 고정되고 상부에 크리스탈(167)이 안착되는 하부 커버(165)와, 이 하부 커버(165)의 상부에 결합된 상부 커버(166)로 이루어진다.5 and 6, the crystal mount unit 150 includes a stage lower plate 151 fixedly installed on an upper portion of the base 101, and a roller guide on an upper portion of the stage lower plate 151. 153 is coupled to the stage upper plate 152 so as to be movable in the X-axis direction, and the stage lower plate 151 is fixed to the stage upper plate 151 by a rotation coupled to the stage upper plate 152 A guide formed with a micrometer head 156 which is in contact with the adapter 155 to adjust the position of the stage in the X-axis direction, and a guide hole 159 that is fixedly mounted to the stage upper plate 152 and is long in the Y-axis direction. A plate 158, a rotational spindle 157 installed to penetrate the guide plate 158 up and down to move along the guide hole 159, and a Y-axis movement on the upper surface of the guide plate 158; The rotation to enable rotation about the Z axis A crystal mount 160 coupled to an upper portion of the shaft 157, a lower cover 165 fixed to an upper portion of the crystal mount 160 and a crystal 167 mounted thereon, and a lower cover 165 of It consists of an upper cover 166 coupled to the top.

상기 회전주축(157)에는 횡방향으로 축공(163)이 형성되고, 이 축공(163)에 편심된 크랭크축(164)이 상기 크리스탈 마운트(160)의 내부를 통해 삽입 결합되어 상기 크랭크축(164)의 회전에 따라 회전주축(157)이 Y축방향으로 왕복 운동 가능하도록 구성된다.A shaft hole 163 is formed in the rotational spindle 157 in a lateral direction, and the crank shaft 164 eccentric to the shaft hole 163 is inserted into and coupled through the inside of the crystal mount 160 to the crank shaft 164. Rotational spindle 157 is configured to reciprocate in the Y-axis direction according to the rotation of.

또한, 상기 크리스탈 마운트(160)는 내부에 크리스탈(167)의 냉각을 위해 냉각수가 순환되는 수용 공간이 구비되며, 한 쌍의 입출수공(168)에 각각 냉각수 순환관이 연결되는 니플(161)이 결합된다. In addition, the crystal mount 160 is provided with an accommodating space through which cooling water is circulated for cooling the crystal 167 therein, and a nipple 161 to which a cooling water circulation pipe is connected to a pair of inlet / outlet holes 168, respectively. Combined.

상기 빔 덤프 유닛(190)은 불필요한 광의 종말 처리를 위한 빔 덤프(191)를 구비한 것으로, 상기 빔 덤프(191)의 하부에 구비된 지지대(194)가 상기 베이스(101)에 고정된 고정대(193)에 상하로 이동 가능하게 결합되어 고정볼트(195)를 풀거나 조임에 따라 빔 덤프(191)를 승강시키거나 고정할 수 있도록 구성된다. The beam dump unit 190 includes a beam dump 191 for terminating unnecessary light, and a support 194 provided below the beam dump 191 is fixed to the base 101 ( 193 is coupled to be movable up and down is configured to lift or fix the beam dump 191 in accordance with the loosening or tightening the fixing bolt (195).

상기와 같이 구성된 본 발명의 펄스형 레이저 시스템이 정렬 구조는 렌즈 홀더 유닛(120), 제1LM미러 마운트 유닛(130), 크리스탈 마운트 유닛(150), 및 제2LM미러 마운트 유닛(170)이 각각 스테이지 상판(123, 132, 152)에 의해 X축방향으로 이동 가능한 구조로 이루어지므로, 각 유닛의 위치 및 방향 조절을 통해 정확하고 용이하게 장치 조정 및 빔 정렬을 행할 수 있는 장점이 있다.In the pulsed laser system of the present invention configured as described above, the alignment structure includes the lens holder unit 120, the first LM mirror mount unit 130, the crystal mount unit 150, and the second LM mirror mount unit 170, respectively. Since the upper plate (123, 132, 152) is made of a structure that can move in the X-axis direction, there is an advantage that can be precisely and easily device adjustment and beam alignment through position and direction adjustment of each unit.

더욱이, 상기 제1LM미러 마운트 유닛(130), 크리스탈 마운트 유닛(150), 및 제2LM미러 마운트 유닛(170)은 각각 가이드판(138, 158) 상에서 Y축방향 이동 및 Z축에 대한 회전이 가능한 구조로 이루어지므로, 보다 다양한 위치 및 방향으로 각 유닛을 이동 및 회전시켜 더욱 정확하고 용이하게 장치 조정 및 빔 정렬을 할 수 있는 장점이 있다. 예시하지는 않았으나, 이러한 구조는 상기 렌즈 홀더 유닛(120)에도 동일하게 적용될 수 있다.Furthermore, the first LM mirror mount unit 130, the crystal mount unit 150, and the second LM mirror mount unit 170 may move in the Y axis direction and rotate about the Z axis on the guide plates 138 and 158, respectively. Because of the structure, there is an advantage that the device can be adjusted and beam alignment more accurately and easily by moving and rotating each unit in a more various position and direction. Although not illustrated, this structure may be equally applied to the lens holder unit 120.

특히, 크리스탈 마운트 유닛(150)과 같이 크랭크축(168)이 회전주축(157)과 결합된 구조는 크리스탈 마운트(160) 내부에 충분한 냉각수 수용공간을 확보할 수 있게 하는 동시에 크리스탈 마운트(160)의 Y축방향 위치를 보다 미세하고 정확하게 조정할 수 있게 하므로, 빔 정렬의 정확도 및 용이성이 더욱 향상되는 장점이 있다. 이러한 구조 역시 상기 렌즈 홀더 유닛(120)과 제1 및 제2LM미러 마운트 유닛(130, 170)에도 동일하게 적용될 수 있다. In particular, the structure in which the crankshaft 168 is combined with the rotating spindle 157, such as the crystal mount unit 150, may secure sufficient cooling water accommodating space inside the crystal mount 160, and at the same time, Since the Y-axis position can be adjusted more finely and accurately, there is an advantage that the accuracy and ease of beam alignment is further improved. This structure may be equally applied to the lens holder unit 120 and the first and second LM mirror mount units 130 and 170.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이다.The present invention described above is not limited to the above-described embodiment 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 evident to those who have knowledge of.

도 1 및 도 2는 각각 본 발명에 따른 펄스형 레이저 시스템의 정렬 구조의 일 실시예를 도시한 전방 사시도 및 후방 사시도이다. 1 and 2 are respectively a front perspective view and a rear perspective view showing an embodiment of the alignment structure of the pulsed laser system according to the present invention.

도 3 및 도 4는 도 1 및 도 2에 도시된 본 발명의 정렬 구조에서 상기 제1LM미러 마운트 유닛을 각각 조립 및 분해 상태로 도시한 사시도이다.3 and 4 are perspective views showing the first LM mirror mount unit in an assembled and disassembled state, respectively, in the alignment structure of the present invention shown in FIGS. 1 and 2.

도 5 및 도 6은 도 1 및 도 2에 도시된 본 발명의 정렬 구조에서 상기 크리스탈 마운트 유닛을 각각 조립 및 분해 상태로 도시한 사시도이다. 5 and 6 are perspective views illustrating the crystal mount unit assembled and disassembled in the alignment structure of the present invention shown in FIGS. 1 and 2, respectively.

도 7은 펨토초 펄스를 구현하는 티타늄 사파이어 레이저 공진기의 통상적인 구조를 개략적으로 도시한 것이다.7 schematically illustrates a typical structure of a titanium sapphire laser resonator implementing femtosecond pulses.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>Description of the Related Art

101 : 베이스 102 : 안내홈101: base 102: guide groove

103 : 결합공 110 : 아이리스 다이어프램 유닛103: coupling hole 110: iris diaphragm unit

111 : 아이리스 다이어 프램 113 : 지지대111: iris diaphragm 113: support

114 : 고정대 115 : 고정볼트114: fixing base 115: fixing bolt

120 : 렌즈 홀더 유닛 121 : 스테이지 하판120: lens holder unit 121: stage lower plate

122 : 롤러가이드 123 : 스테이지 상판122: roller guide 123: stage top plate

124, 125 : 홀더 126 : 마이크로미터 헤드124, 125 holder 126 micrometer head

128 : 렌즈홀더 129 : 렌즈128: lens holder 129: lens

130 : 제1LM미러 마운트 유닛 131 : 스테이지 하판130: first LM mirror mount unit 131: stage lower plate

132 : 스테이지 상판 133 : 롤러가이드132: stage top plate 133: roller guide

136 : 마이크로미터 헤드 137 : 회전주축136: micrometer head 137: rotating spindle

138 : 가이드판 139 : 안내공138: guide plate 139: guide

140 : 미러 마운트 142 : 미러 고정판140: mirror mount 142: mirror fixing plate

145 : LM미러 150 : 크리스탈 마운트 유닛145: LM mirror 150: crystal mount unit

151 : 스테이지 하판 152 : 스테이지 상판151: stage lower plate 152: stage upper plate

153 : 롤러가이드 156 : 마이크로미터 헤드153: roller guide 156: micrometer head

157 : 회전주축 158 : 가이드판157: rotating spindle 158: guide plate

159 : 안내공 160 : 크리스탈 마운트159: The Concierge 160: The Crystal Mount

163 : 축공 164 : 크랭크축163: shaft ball 164: crankshaft

165 : 하부커버 166 : 상부커버165: lower cover 166: upper cover

167 : 크리스탈 168 : 입출수공167: Crystal 168: entry and exit

170 : 제2LM미러 마운트 유닛 190 : 빔 덤프 유닛170: second LM mirror mount unit 190: beam dump unit

Claims (8)

베이스;Base; 상기 베이스의 상부에 설치되고, 광 입사 경로의 개폐 조절을 위한 아이리스 다이어프램이 구비된 아이리스 다이어프램 유닛;An iris diaphragm unit installed at an upper portion of the base and provided with an iris diaphragm for controlling opening and closing of a light incident path; 상기 베이스 상부의 상기 아이리스 다이어프램 후단에 소정 간격 이격되어 설치되고, 집광을 위한 렌즈가 구비된 렌즈 홀더 유닛;A lens holder unit installed at a rear end of the iris diaphragm above the base at a predetermined interval and provided with a lens for condensing; 상기 베이스 상부의 상기 렌즈 홀더 유닛 수단에 서로 소정 간격 이격되어 대향 설치되고, 각각 빔의 반사를 위한 LM미러가 구비된 제1 및 제2LM미러 마운트 유닛;First and second LM mirror mount units provided on the lens holder unit in the upper part of the base and spaced apart from each other by a predetermined distance, and provided with LM mirrors for reflecting beams; 상기 베이스 상부의 제1 및 제2LM미러 마운트 유닛 사이에 설치되고, 빔의 굴절을 위한 크리스탈이 구비된 크리스탈 마운트 유닛; 및A crystal mount unit installed between the first and second LM mirror mount units on the base and provided with a crystal for refraction of the beam; And 상기 베이스 상부의 제2LM미러 마운트 유닛 후단에 소정 간격 이격되어 설치되고 불필요 광의 종말 처리를 위한 빔 덤프가 구비된 빔 덤프 유닛을 포함하며,A beam dump unit provided at a rear end of the second LM mirror mount unit above the base at predetermined intervals and provided with a beam dump for end processing of unnecessary light; 상기 렌즈 홀더 유닛, 제1 및 제2LM미러 마운트 유닛, 크리스탈 마운트 유닛 중 적어도 일측은 스테이지 하판 및 이 스테이지 하판의 상부에 롤러가이드를 매개로 이동 가능하게 결합된 스테이지 상판을 구비하여 X축방향 이동 가능하도록 된 것을 특징으로 하는 펄스형 레이저 시스템의 정렬 구조.At least one of the lens holder unit, the first and second LM mirror mount units, and the crystal mount unit includes a stage lower plate and a stage upper plate movably coupled to a roller guide at an upper portion of the stage lower plate to move in the X-axis direction. And an alignment structure of a pulsed laser system. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 렌즈 홀더 유닛, 제1 및 제2LM미러 마운트 유닛, 크리스탈 마운트 유닛 중 적어도 일측은 X축방향으로 긴 장공 형태의 안내공이 구비된 가이드판과, 상기 안내공에 이동 및 회전 가능하게 삽입 결합되어 회전주축을 더 포함하여 해당 유닛이 Y축방향 이동 및 Z축에 대한 회전이 가능하도록 된 것을 특징으로 하는 펄스형 레이저 시스템의 정렬 구조.At least one of the lens holder unit, the first and second LM mirror mount units, and the crystal mount unit includes a guide plate having a long hole-shaped guide hole in the X-axis direction, and is rotatably inserted and rotatably coupled to the guide hole. An alignment structure of a pulsed laser system, characterized in that further comprising a main axis to enable the unit to move in the Y-axis direction and rotate about the Z axis. 제1항 또는 제2항에 있어서,The method according to claim 1 or 2, 상기 베이스는 상면에 종방향을 따라 X축방향 안내홈이 구비되고, 각 안내홈에 상기 각 유닛을 다양한 위치에 고정할 수 있도록 볼트가 삽입되는 다수의 결합공이 소정 간격으로 형성된 것을 특징으로 하는 펄스형 레이저 시스템의 정렬 구조. The base is provided with an X-axis guide groove along the longitudinal direction on the upper surface, and a plurality of coupling holes in which bolts are inserted in each guide groove so as to fix each unit at various positions are formed at predetermined intervals. Structure of laser type laser system. 제1항 또는 제2항에 있어서,The method according to claim 1 or 2, 상기 아이리스 다이어프램 유닛은 상기 아이리스 다이어프램의 하부에 구비된 지지대가 상기 베이스에 고정된 고정대에 상하로 이동 가능하게 결합되고, 고정볼트에 의해 상기 지지대가 고정된 것을 특징으로 하는 펄스형 레이저 시스템의 정렬 구조.The iris diaphragm unit is a support structure provided in the lower portion of the iris diaphragm is coupled to the movable base fixed to the base so as to be movable up and down, the alignment structure of the pulse type laser system, characterized in that the support is fixed by a fixing bolt . 제1항 또는 제2항에 있어서,The method according to claim 1 or 2, 상기 렌즈 홀더 유닛, 제1 및 제2LM미러 마운트 유닛, 크리스탈 마운트 유닛 중 적어도 일측은 스테이지 하판과 스테이지 상판에 각각 어댑터가 구비되고, 일측 어댑터에 마이크로미터헤드가 장착되어 손잡이의 회전에 따라 타측 어댑터와 접하여 위치 조절이 가능하도록 된 것을 특징으로 하는 펄스형 레이저 시스템의 정렬 구조.At least one side of the lens holder unit, the first and second LM mirror mount unit, and the crystal mount unit are provided with adapters on the lower stage and the upper stage of the stage, respectively, and a micrometer head is mounted on one side of the adapter, so that the other adapter Alignment structure of the pulsed laser system, characterized in that the position can be adjusted in contact. 제1항 또는 제2항에 있어서,The method according to claim 1 or 2, 상기 크리스탈 마운트 유닛의 크리스탈은 펨토초 펄스형 레이저 형성을 위한 티타늄 사파이어 크리스탈인 것을 특징으로 하는 펄스형 레이저 시스템의 정렬 구조.And the crystal of the crystal mount unit is a titanium sapphire crystal for femtosecond pulsed laser formation. 제1항 또는 제2항에 있어서,The method according to claim 1 or 2, 상기 크리스탈 마운트 유닛은 상기 가이드판의 상면에서 이동 및 회전이 가능하도록 상기 회전주축과 결합된 크리스탈 마운트를 더 포함하며, 상기 크리스탈 마운트는 입출수공을 통해 냉각수 순환이 이루어지는 냉각수 수용 공간이 내부에 구비된 것을 특징으로 하는 펄스형 레이저 시스템의 정렬 구조.The crystal mount unit further includes a crystal mount coupled to the rotating spindle to move and rotate on the upper surface of the guide plate, wherein the crystal mount has a coolant accommodating space through which coolant is circulated through inlet and outlet holes. An alignment structure of the pulsed laser system, characterized in that. 제2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 회전주축에는 횡방향으로 축공이 형성되고, 상기 축공에 편심된 크랭크축이 결합되어 이 크랭크축의 회전에 따라 회전주축이 Y축방향으로 왕복 운동 가능하도록 된 것을 특징으로 하는 펄스형 레이저 시스템의 정렬 구조. An axis hole is formed in the rotational spindle in a lateral direction, and the crankshaft eccentrically coupled to the rotational shaft is aligned so that the rotational spindle can reciprocate in the Y-axis direction according to the rotation of the crankshaft. rescue.
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