KR20110062946A - Laser generator - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A laser generator is provided to minimize a loss of a pump light source by using a side coupling method and a control laser of a hollow optical coupler. CONSTITUTION: One end of the first optical fiber(120) is connected to a modulator(180) and a reflector(182), successively. One end of the first optical fiber are connected to the modulator with a single mode optical fiber(162). The other end of the first optical fiber is connected to an output coupler(184) and an output terminal(190), successively. A tapered portion of the optical coupling device(100) faces an output terminal(190). The optical coupling device is located at a position where the modulator is more contiguous than the output terminal. The core of the first optical fiber is directly connected to the core of a single mode optical fiber(162).

Description

레이저 발생기{laser generator}Laser generator

본 발명은 레이저 발생기에 관한 것이다. 본 발명은 지식 경제부의 정보 통신 연구 개발 사업의 일환으로 수행한 연구로부터 도출된 것이다. (과제관리번호: 2009-F-026-01, 과제명: 반도체 나노구조를 이용한 폄핑용 10W급 광원기술)The present invention relates to a laser generator. The present invention is derived from a study performed as part of the information and communication research and development project of the Ministry of Knowledge Economy. (Task Management No .: 2009-F-026-01, Title: 10W class light source technology for chipping using semiconductor nanostructure)

통상적인 광섬유 레이저는 코어 펌핑에 의하여 레이저를 구성한다. 코어 펌핑의 경우, 반도체 레이저 기반의 펌프 광이 코어에 입사되는 양은 제한되어, 상기 코어에서 나오는 레이저의 파워는 제한된다.Conventional fiber lasers make up the laser by core pumping. In the case of core pumping, the amount of semiconductor laser-based pump light entering the core is limited, so that the power of the laser exiting the core is limited.

현재 고출력 광섬유 레이저는 이중 클래드 구조의 광섬유를 이용하여 제작 된다. 이중 클래드 구조는 코어, 제1 클래드, 제2 클래드을 포함한다. 코어는 레이징을 수행하는 희토류 이온이 첨가되어 있다. 이중 클래드 광섬유 레이저는 펌프 광원을 광섬유의 제1 클래드을 통해 입사시킨다. 제1 클래드의 면적은 코어의 면적에 비해 100배 정도 크고, 제1 클래팅은 제2 클래드과의 굴절률 차가 크다. Currently, high power fiber lasers are fabricated using double clad fiber. The double clad structure includes a core, a first clad, and a second clad. The core is added with rare earth ions which perform the lasing. The double clad fiber laser enters the pump light source through the first clad of the optical fiber. The area of the first cladding is about 100 times larger than the area of the core, and the first cladding has a large refractive index difference from that of the second cladding.

따라서, 이중 클래드 광섬유는 낮은 빔 질(beam quality)을 갖고 높은 파워를 가지는 다중 모드 반도체 기반의 레이저(펌프광)가 1차 클래드에 효율적으로 입사되는 것을 가능하게 한다. 이에 따라, 제1 클래드를 따라 진행하는 펌프광은 코 어에서 희토류 이온에 의해 흡수되고, 흡수된 에너지는 광섬유 내부 또는 외부의 미러(mirror)를 통해 새로운 파장의 좋은 빔질(beam quality)을 갖는 광섬유 레이저로 출력된다.Accordingly, the dual clad optical fiber enables a multi-mode semiconductor based laser (pump light) having low beam quality and high power to be efficiently incident on the primary clad. Accordingly, the pump light traveling along the first clad is absorbed by the rare earth ions in the core, and the absorbed energy is a fiber laser having a good beam quality of a new wavelength through a mirror inside or outside the fiber. Is output.

본 발명이 이루고자 하는 일 기술적 과제는 펄스형 레이저 발생기를 제공하는 것이다. One technical problem to be achieved by the present invention is to provide a pulsed laser generator.

본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 가용기간이 증가된 레이저 발생기를 제공하는 것이다. Another object of the present invention is to provide a laser generator with an increased usable time.

본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 중공 광학 커플러를 이용하여 출력 광섬유에 효율적으로 연결해주는 레이저 발생기를 제공하는 것이다. Another object of the present invention is to provide a laser generator that efficiently connects to an output optical fiber using a hollow optical coupler.

상기 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명은 레이저 발생기를 제공한다. 본 발명에 따른 레이저 발생기는 직선부 및 상기 직선부 일단으로부터 연장되는 테이퍼부를 포함하는 중공 광학 커플러, 상기 직선부 및 상기 테이퍼부를 연속적으로 관통하는 제1 광섬유, 상기 중공 광학 커플러의 상기 직선부의 타단에 연결되는 제2 광섬유, 상기 제2 광섬유의 일단에 연결된 펌프 광원, 상기 제1 광섬유의 일단과 연결된 반사체, 상기 제1 광섬유의 타단과 연결되고, 상기 반사체와 함께 레이저 캐비티(cavity)를 구성하는 출력 커플러, 상기 제1 광섬유의 상기 일단과 상기 반사체 사이에 배치되고, 상기 레이저 케비티(cavity)의 선택도(Q factor)를 조절하는 변조기를 포함하되, 상기 중공 광학 커플러는 상기 펌프 광원을 통하여 상기 제2 광섬유로부터 공급되는 광을 상기 제1 광섬유에 사이드 결합(side coupling) 한다. In order to achieve the above technical problem, the present invention provides a laser generator. The laser generator according to the present invention includes a hollow optical coupler including a straight portion and a tapered portion extending from one end of the straight portion, a first optical fiber passing through the straight portion and the tapered portion continuously, and the other end of the straight portion of the hollow optical coupler. A second optical fiber to be connected, a pump light source connected to one end of the second optical fiber, a reflector connected to one end of the first optical fiber, and an output connected to the other end of the first optical fiber and forming a laser cavity together with the reflector A coupler, a modulator disposed between the one end of the first optical fiber and the reflector, the modulator configured to adjust a selectivity (Q factor) of the laser cavity, wherein the hollow optical coupler comprises: Side coupling of the light supplied from the second optical fiber to the first optical fiber.

중공 광학 커플러의 사이드 결합 방식 및 컨트롤 레이저에 의해 펌프 광원의 손실이 최소화되어, 펄스형 광섬유 레이저의 신뢰성을 확보할 수 있고, 고출력 펄스형 레이저가 제공될 수 있다. The loss of the pump light source is minimized by the side coupling method and the control laser of the hollow optical coupler, so that the reliability of the pulsed fiber laser can be ensured, and a high power pulsed laser can be provided.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예들을 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 여기서 설명되어지는 실시 예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시 예는 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공 되어지는 것이다. 도면들에 있어서, 구성요소는 명확성을 기하기 위하여 과장되어진 것이다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호로 표시된 부분들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments described herein and may be embodied in other forms. Rather, the embodiments introduced herein are provided to ensure that the disclosed contents are thorough and complete, and that the spirit of the present invention to those skilled in the art will fully convey. In the drawings, the components have been exaggerated for clarity. Portions denoted by like reference numerals denote like elements throughout the specification.

본 발명의 실시 예에 따른 광 결합 장치(100)가 설명된다. 도 1 은 본 발명의 실시 예에 따른 광 결합 장치를 설명하기 위한 도면이다. An optical coupling device 100 according to an embodiment of the present invention is described. 1 is a view for explaining a light coupling device according to an embodiment of the present invention.

도 1 을 참조하면, 상기 광 결합 장치(100)는 중공 광학 커플러(110), 제1 광섬유(120), 제2 광섬유들(130), 펌핑 광원들(140), 클램프(150)를 포함할 수 있다. Referring to FIG. 1, the optical coupling device 100 may include a hollow optical coupler 110, a first optical fiber 120, second optical fibers 130, pumping light sources 140, and a clamp 150. Can be.

상기 중공 광학 커플러(hollow optical coupler, 110)는 직선부(112)를 포함할 수 있다. 상기 중공 광학 커플러(110)는 상기 직선부(112)의 일단으로부터 연장되는 테이퍼부(114)를 포함할 수 있다. 상기 중공 광학 커플러(110)는 상기 직선 부(112) 및 상기 테이퍼부(114)를 관통하는 일정한 지름의 관통 홀(116)을 포함할 수 있다.The hollow optical coupler 110 may include a straight portion 112. The hollow optical coupler 110 may include a tapered portion 114 extending from one end of the straight portion 112. The hollow optical coupler 110 may include a through hole 116 having a constant diameter penetrating the straight portion 112 and the tapered portion 114.

상기 제1 광섬유(120)는 상기 관통 홀(116)에 삽입되어 상기 중공 광학 커플러(110)와 융착될 수 있다. 상기 제1 광섬유들(120)은 상기 중공 광학 커플러(110)의 상기 직선부(112)의 타단에 결합될 수 있다. 상기 펌프 광원들(140)은 상기 제2 광섬유들(130)의 일단에 각각 연결될 수 있다. 상기 중공 광학 커플러(110)는 상기 제2 광섬유(130)를 통하여 공급된 상기 펌프 광원(140)의 출력광을 상기 제1 광섬유(120)에 사이드 결합(side coupling)할 수 있다.The first optical fiber 120 may be inserted into the through hole 116 to be fused with the hollow optical coupler 110. The first optical fibers 120 may be coupled to the other end of the straight portion 112 of the hollow optical coupler 110. The pump light sources 140 may be connected to one ends of the second optical fibers 130, respectively. The hollow optical coupler 110 may side-couple the output light of the pump light source 140 supplied through the second optical fiber 130 to the first optical fiber 120.

상기 중공 광학 커플러(110)는 실리카 튜브 또는 중공 광섬유를 절단하여 형성할 수 있다. 상기 중공 광학 커플러(110)의 내경은 일정할 수 있다. 상기 직선부(112)와 상기 테이퍼부(114)는 서로 연속적으로 배열될 수 있다. 상기 직선부(112)의 외경은 일정할 수 있다. 상기 테이퍼부(114)의 외경은 상기 직선부(112)로부터 멀어질수록 점차적으로 감소할 수 있다. 상기 테이퍼부(114)의 길이는 상기 직선부(112)의 길이보다 길 수 있다. 상기 관통 홀(116)의 단면은 원형일 수 있다. 상기 중공 광학 커플러(110)의 외주면은 원형일 수 있다. 상기 테이퍼부(114)의 일단의 지름은 실질적으로 상기 제1 광섬유(120)의 외경과 같을 수 있다. 상기 직선부(112)는 균일한 외경을 갖는 실린더 형태일 수 있다. 상기 테이퍼부(114)는 절두된 원뿔(truncated cone) 형태의 외경을 가질 수 있다.The hollow optical coupler 110 may be formed by cutting a silica tube or a hollow optical fiber. The inner diameter of the hollow optical coupler 110 may be constant. The straight portion 112 and the tapered portion 114 may be continuously arranged with each other. The outer diameter of the straight portion 112 may be constant. The outer diameter of the tapered portion 114 may gradually decrease as it moves away from the straight portion 112. The length of the tapered portion 114 may be longer than the length of the straight portion 112. The cross section of the through hole 116 may be circular. The outer circumferential surface of the hollow optical coupler 110 may be circular. The diameter of one end of the tapered portion 114 may be substantially the same as the outer diameter of the first optical fiber 120. The straight portion 112 may have a cylindrical shape having a uniform outer diameter. The tapered portion 114 may have an outer diameter in the form of a truncated cone.

상기 제1 광섬유(120)는 상기 관통 홀(116)에 삽입될 수 있다. 상기 제1 광섬유(120)는 상기 관통 홀(116)을 관통하여 노출될 수 있다. 상기 제1 광섬유(120) 와 상기 중공 광학 커플러(110)는 서로 융착될 수 있다. 상기 제1 광섬유(120)는 코어/클래드(core/clad)로 구성된 다중 모드 광섬유(multi-mdoe optical fiber) 또는 이중 클래드 광섬유(double clad optical fiber)일 수 있다. 상기 제1 광섬유(120)는 코어(122) 및 클래드(124) 포함할 수 있다. 상기 제1 광섬유(120)는 상기 클래드(124)를 감싸는 2차 클래드가 제거된 이중 클래드 광섬유일 수 있다. 예를 들어, 상기 중공 광학 커플러(110)의 상기 관통 홀(116)에 제1 광섬유(120)를 삽입 시 상기 제 1 광섬유(120)의 제2 클래드의 일부 또는 전부가 제거될 수 있다. The first optical fiber 120 may be inserted into the through hole 116. The first optical fiber 120 may be exposed through the through hole 116. The first optical fiber 120 and the hollow optical coupler 110 may be fused to each other. The first optical fiber 120 may be a multi-mdoe optical fiber or a double clad optical fiber composed of a core / clad. The first optical fiber 120 may include a core 122 and a clad 124. The first optical fiber 120 may be a double clad optical fiber from which the secondary cladding surrounding the clad 124 is removed. For example, when the first optical fiber 120 is inserted into the through hole 116 of the hollow optical coupler 110, part or all of the second clad of the first optical fiber 120 may be removed.

상기 코어(122)에 희토류 원소가 첨가되어 상기 펌프 광원(140)의 출력광에 의하여 희토류 원소는 증폭 자발 방출(Amplified spontaneous emission:ASE)될 수 있다. 상기 희토류 원소는 상기 펌프 광원으로부터 빛을 받아 여기 될 수 있다. 상기 여기된(exciated) 희토류 이온의 전자들은 빛을 방출할 수 있다. 상기 희토류 이온이 방출한 광은 상기 코어(122)를 통해 진행하며, 방출된 광은 케비티(cavity)를 통해 레이저를 발진시킬 수 있다. 상기 제1 광섬유(120)의 클래드(124)는 실리카(silica) 유리로 구성될 수 있다. 상기 클래드(124)의 외경은 상기 코어(122)에 비해 100 배 이상 클 수 있다. 이에 따라, 상기 클래드(124)은 많은 양의 빛을 수용할 수 있다.A rare earth element may be added to the core 122 so that the rare earth element may be amplified spontaneous emission (ASE) by the output light of the pump light source 140. The rare earth element may be excited by receiving light from the pump light source. The electrons of the excited rare earth ions can emit light. The light emitted by the rare earth ions travels through the core 122, and the emitted light may oscillate a laser through a cavity. The clad 124 of the first optical fiber 120 may be made of silica glass. The outer diameter of the clad 124 may be 100 times larger than the core 122. Accordingly, the clad 124 may receive a large amount of light.

상기 제2 광섬유(130)는 단일 모드 광섬유(single-mode optical fiber) 또는 다중 모드 광섬유일 수 있다. 상기 제2 광섬유(130)의 타단은 상기 중공 광학 커플러(110)의 직선부(112)의 타단과 연결될 수 있다. 상기 제2 광섬유(130)는 상기 제1 광섬유(120)와 접촉하도록 상기 제1 광섬유(120)를 둘러싸도록 배치될 수 있다. 상기 제2 광섬유(130)와 상기 중공 광학 커플러(110)는 같은 재질일 수 있다. 이에 따라, 상기 펌프 광원(140)에 의해 상기 제2 광섬유(130)로 입사되는 입사광은 상기 중공 광학 커플러(110)의 상기 직선부(112)의 상기 일단에서 반사 없이 상기 중공 광학 커플러(110)로 진행할 수 있다. 이를 위하여, 상기 중공 광학 커플러(110)의 상기 직선부(112)의 상기 타단은 무반사 코팅될 수 있다. 또 상기 제2 광섬유(130)는 중공 광학 커플러(100)의 상기 직선부(112)의 타단에 직접 융착 접속될 수 있다. The second optical fiber 130 may be a single-mode optical fiber or a multi-mode optical fiber. The other end of the second optical fiber 130 may be connected to the other end of the straight portion 112 of the hollow optical coupler 110. The second optical fiber 130 may be disposed to surround the first optical fiber 120 to be in contact with the first optical fiber 120. The second optical fiber 130 and the hollow optical coupler 110 may be made of the same material. Accordingly, incident light incident on the second optical fiber 130 by the pump light source 140 is reflected by the hollow optical coupler 110 without reflection at the one end of the straight portion 112 of the hollow optical coupler 110. You can proceed to. To this end, the other end of the straight portion 112 of the hollow optical coupler 110 may be anti-reflective coating. In addition, the second optical fiber 130 may be directly fused and connected to the other end of the straight portion 112 of the hollow optical coupler 100.

상기 제2 광섬유(130)의 상기 타단을 정렬 배치할 경우, 상기 중공 광학 커플러(110)의 상기 직선부(112)의 상기 타단의 외경보다 작거나, 같거나 혹은 약간 클 수 있다. 상기 제2 광섬유(130)의 상기 타단은 상기 중공 광학 커플러(110)의 상기 직선부(112)의 내부에 배치될 수 있다. 상기 펌프 광원(140)에 의한 출력광은 상기 제2 광섬유(130)를 통과하여 상기 중공 광학 커플러(110)에 제공될 수 있다. 상기 중공 광학 커플러(110)에 제공된 광은 사이드 커플링(side coupling)을 통하여 상기 제1 광섬유(120)에 제공될 수 있다.When the other end of the second optical fiber 130 is arranged in alignment, it may be smaller, equal to, or slightly larger than the outer diameter of the other end of the straight portion 112 of the hollow optical coupler 110. The other end of the second optical fiber 130 may be disposed inside the straight portion 112 of the hollow optical coupler 110. Output light by the pump light source 140 may be provided to the hollow optical coupler 110 through the second optical fiber 130. Light provided to the hollow optical coupler 110 may be provided to the first optical fiber 120 through side coupling.

상기 제2 광섬유(130)는 상기 펌프 광원(140)의 출력광을 제공받을 수 있다. 상기 중공 광학 커플러(110)는 어레이(array) 형태로 제작된 고출력의 상기 펌프 광원(140)의 상기 입사광을 상기 제2 광섬유(130)를 통하여 상기 제1 광섬유(120)의 상기 클래드(124)에 측면 입사시킬 수 있다. The second optical fiber 130 may receive the output light of the pump light source 140. The hollow optical coupler 110 transmits the incident light of the high power pump light source 140 manufactured in an array form to the clad 124 of the first optical fiber 120 through the second optical fiber 130. Can be incident on the side.

상기 펌프 광원(140)은 반도체 어레이 다이오드 레이저( semiconductor arrayed diode laser)일 수 있다. 상기 반도체 어레이 다이오드 레이저는 바 다이 오드(bar diode) 또는 다이오드 스택(diode stack)의 형태일 수 있다. 상기 펌프 광원(140)의 파장 대역은 808 nm 915 nm, 980 nm, 및 1480 nm 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다.The pump light source 140 may be a semiconductor arrayed diode laser. The semiconductor array diode laser may be in the form of a bar diode or a diode stack. The wavelength band of the pump light source 140 may include at least one of 808 nm 915 nm, 980 nm, and 1480 nm.

상기 펌프 광원(140)은 대구경이고 높은 NA(numerical aperture: NA)를 가진 상기 제2 광섬유(130)와 결합될 수 있다. 이에 따라, 제1 광섬유(120)의 코어(122)에서 고출력의 레이저 발진이 가능하다. 상기 클래드(124)에 입사된 상기 펌프 광원(140)의 출력광은 상기 코어(122)를 가로지르면서 상기 코어(122)에 도핑되어 있는 희토류 이온을 여기 시킬 수 있다. 여기된 희토류 이온은 빛을 방출하고, 방출된 빛은 상기 코어(122)를 통해 진행하며 증폭될 수 있다.The pump light source 140 may be combined with the second optical fiber 130 having a large diameter and having a high numerical aperture (NA). Accordingly, high power laser oscillation is possible in the core 122 of the first optical fiber 120. The output light of the pump light source 140 incident on the clad 124 may excite the rare earth ions doped in the core 122 while crossing the core 122. The excited rare earth ions emit light, and the emitted light propagates through the core 122 and may be amplified.

제1 광섬유(120)에 형성된 레이징 케비티(cavity), 광섬유 브래그 격자(fiber Bragg gratings), 또는 거울(mirrors)를 통해 레이저가 발진할 수 있다. 상기 발진된 레이저는 고출력이고 높은 품질의 빛을 제공할 수 있다. 상기 코어(122)의 조건에 따라 단일 모드 또는 다중 모드 광섬유 레이저가 형성될 수 있다. The laser may be oscillated through lasing cavities, optical fiber Bragg gratings, or mirrors formed in the first optical fiber 120. The oscillated laser can provide high power and high quality light. Single mode or multi mode fiber lasers may be formed according to the conditions of the core 122.

클램프(150)는 상기 제2 광섬유들(130)과 상기 중공 광학 커플러(110)를 서로 고정 결합할 수 있다. 상기 클램프(150)의 일단에 배치된 커플러 홈(152)에 상기 중공 광학 커플러(110)의 직선부(112)가 삽입될 수 있다. 상기 클램프(150)의 타단은 상기 제1 광섬유(120)가 삽입되는 제1 광섬유 홈 및 상기 제2 광섬유들(130)이 삽입되는 제2 광섬유 홈들을 포함할 수 있다.The clamp 150 may fix the second optical fibers 130 and the hollow optical coupler 110 to each other. The straight portion 112 of the hollow optical coupler 110 may be inserted into the coupler groove 152 disposed at one end of the clamp 150. The other end of the clamp 150 may include a first optical fiber groove into which the first optical fiber 120 is inserted and second optical fiber grooves into which the second optical fibers 130 are inserted.

상기 클램프(150)는 유전체 또는 금속일 수 있다. 상기 제1 광섬유 홈은 상기 클램프(150)의 중심축에 배치될 수 있다. 상기 제2 광섬유 홈들과 상기 제1 광섬유 홈이 서로 접촉하는 영역은 서로 연결될 수 있다. 상기 제1 광섬유(120) 및 상기 제2 광섬유들(130)은 상기 클램프(150)와 기계적 및/또는 접착제를 이용하여 고정 결합할 수 있다.The clamp 150 may be a dielectric or a metal. The first optical fiber groove may be disposed on a central axis of the clamp 150. The areas where the second optical fiber grooves and the first optical fiber grooves contact each other may be connected to each other. The first optical fiber 120 and the second optical fibers 130 may be fixedly coupled to the clamp 150 by using a mechanical and / or adhesive.

본 발명의 제1 실시 예에 따른 레이저 발생기가 설명된다. 도 2a 는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 레이저 발생기를 설명하기 위한 도면이다. A laser generator according to a first embodiment of the present invention is described. 2A is a view for explaining a laser generator according to a first embodiment of the present invention.

도 2a 를 참조하면, 본 발명의 제1 실시 예에 따른 레이저 발생기는 도 1 을 참조하여 설명된 광 결합 장치(100)를 포함할 수 있다. 제1 광섬유(120)의 일단은 마스터 오실레이터(170, master oscillator)와 연결될 수 있다. 상기 마스터 오실레이터(170)는 펄스 광을 출력할 수 있다. 예를 들어, 상기 마스터 오실레이터(170)는 펄스 출력을 내보내는 광섬유 레이저, 펄스 광원을 증폭한 광섬유 증폭기, 펄스 출력을 내는 고출력 반도체 레이저 또는 고체 레이저일 수 있다. Referring to FIG. 2A, the laser generator according to the first embodiment of the present invention may include the light coupling device 100 described with reference to FIG. 1. One end of the first optical fiber 120 may be connected to a master oscillator 170. The master oscillator 170 may output pulsed light. For example, the master oscillator 170 may be an optical fiber laser that emits a pulse output, an optical fiber amplifier that amplifies a pulsed light source, a high power semiconductor laser or a solid state laser that outputs a pulse output.

상기 마스터 오실레이터(170) 및 상기 제1 광섬유(120)의 상기 일단 사이에 아이솔레이터(160)가 배치될 수 있다. 상기 아이솔레이터(160)는 광을 일 방향으로 전달할 수 있다. 상기 마스터 오실레이터(170)는 상기 아이솔레이터(160)와 단일 모드 광섬유(162)로 연결될 수 있다. 상기 아이솔레이터(160)는 상기 제1 광섬유(120)의 상기 일단과 단일 모드 광섬유(162)로 연결될 수 있다. 상기 제1 광섬유(120)의 타단은 출력단(190)과 연결될 수 있다. 상기 출력단(190)은 상기 제1 광섬유(120)의 상기 타단과 단일 모드 광섬유(162)로 연결될 수 있다. An isolator 160 may be disposed between the master oscillator 170 and the one end of the first optical fiber 120. The isolator 160 may transmit light in one direction. The master oscillator 170 may be connected to the isolator 160 by a single mode optical fiber 162. The isolator 160 may be connected to the one end of the first optical fiber 120 through a single mode optical fiber 162. The other end of the first optical fiber 120 may be connected to the output terminal 190. The output terminal 190 may be connected to the other end of the first optical fiber 120 as a single mode optical fiber 162.

도 1 을 참조하여 설명된 광 결합 장치(100)의 테이퍼부(114)는 상기 출력 단(190)을 향하고, 상기 광 결합 장치(100)는 상기 출력단(190)보다 상기 마스터 오실레이터(170)에 인접하게 배치될 수 있다. 상기 광 결합 장치(100)는 상기 마스터 오실레이터(170)에서 발생하는 상기 펄스 광의 진행방향과 동일한 방향으로, 상기 광 결합 장치(100) 내의 광을 사이드 결합시킬 수 있다. 본 발명의 제1 실시 예에 따른 레이저 발생기는 단방향 펌핑 구조의 MOPA 레이저 일 수 있다. The taper portion 114 of the optical coupling device 100 described with reference to FIG. 1 faces the output end 190, and the optical coupling device 100 is closer to the master oscillator 170 than the output end 190. May be arranged adjacently. The optical coupling device 100 may side-couple the light in the optical coupling device 100 in the same direction as the traveling direction of the pulsed light generated by the master oscillator 170. The laser generator according to the first embodiment of the present invention may be a MOPA laser having a unidirectional pumping structure.

제1 광섬유(120)가 중공 광학 커플러(110)를 관통하여 융착되어, 상기 제1 광섬유(120)의 상기 일단 및 상기 타단은 노출될 수 있다. 따라서, 상기 제1 광섬유(120)의 코어와 상기 단일 모드 광섬유(162)의 코어는 직연결될 수 있다. 이로 인해, 상기 제1 광섬유(120)와 상기 단일 모드 광섬유(162)의 연결 지점(A1, A2)에서 코어들의 연결 불량이 최소화될 수 있고, 희토류 원소에 의해 형성되어 진행하는 레이저 및 증폭 자발 광출이 코어로만 진행할 수 있다. 펌프 광원(140)의 수명이 증가하여 가용기간이 증가된 레이저 발생기를 제공할 수 있다. The first optical fiber 120 is fused through the hollow optical coupler 110, so that one end and the other end of the first optical fiber 120 may be exposed. Therefore, the core of the first optical fiber 120 and the core of the single mode optical fiber 162 may be directly connected. As a result, poor connection of the cores may be minimized at the connection points A1 and A2 of the first optical fiber 120 and the single mode optical fiber 162, and the laser and amplified spontaneous light generated by the rare earth element may proceed. You can only proceed to this core. The lifetime of the pump light source 140 may be increased to provide a laser generator with an increased usable time.

본 발명의 제1 실시 예의 변형 예에 따른 레이저 발생기가 설명된다. 도 2b 는 본 발명의 제1 실시의 변형 예에 따른 레이저 발생기를 설명하기 위한 도면이다. A laser generator according to a modification of the first embodiment of the present invention is described. 2B is a diagram for explaining a laser generator according to a modification of the first embodiment of the present invention.

도 2b 를 참조하면, 본 발명의 제1 실시 예의 변형 예에 따른 레이저 발생기는, 도 2a 를 참조하여 설명된 레이저 발생기와 동일한 구성을 포함할 수 있다. 다만, 도 1 을 참조하여 설명된 광 결합 장치(100)의 테이퍼부(114)는 상기 마스터 오실레이터(170)을 향하고, 상기 광 결합 장치(100)는 상기 마스터 오실레이터(170)보다 상기 출력단(190)에 인접하게 배치될 수 있다. 상기 광 결합 장 치(100)는 상기 마스터 오실레이터(170)에서 발생하는 상기 펄스 광의 진행방향과 역방향으로, 상기 광 결합 장치(100) 내의 광을 사이드 결합시킬 수 있다. 본 발명의 제1 실시 예의 변형 예에 따른 레이저 발생기는 단방향 펌핑 구조의 MOPA 레이저 일 수 있다. 단일 모드 광섬유(162)와 제1 광섬유(120)의 연결지점(A3, A4)에서, 단일 모드 광섬유(162)의 코어와 제1 광섬유(120)의 코어의 연결 불량이 최소화될 수 있다. Referring to FIG. 2B, the laser generator according to the modification of the first embodiment of the present invention may include the same configuration as the laser generator described with reference to FIG. 2A. However, the taper portion 114 of the optical coupling device 100 described with reference to FIG. 1 faces the master oscillator 170, and the optical coupling device 100 is disposed at the output end 190 rather than the master oscillator 170. May be disposed adjacent to). The optical coupling device 100 may side-couple the light in the optical coupling device 100 in a direction opposite to a traveling direction of the pulsed light generated by the master oscillator 170. The laser generator according to the modification of the first embodiment of the present invention may be a MOPA laser having a unidirectional pumping structure. At the connection points A3 and A4 of the single mode optical fiber 162 and the first optical fiber 120, a poor connection between the core of the single mode optical fiber 162 and the core of the first optical fiber 120 may be minimized.

본 발명의 제1 실시 예의 다른 변형 예에 따른 레이저 발생기가 설명된다. 도 2c 는 본 발명의 제1 실시 예의 다른 변형 예에 따른 레이저 발생기를 설명하기 위한 도면이다. A laser generator according to another modification of the first embodiment of the present invention is described. 2C is a diagram for describing a laser generator according to another modified example of the first embodiment of the present invention.

도 2c 를 참조하면, 본 발명의 제1 실시 예의 다른 변형 예에 따른 레이저 발생기는, 도 2a 를 참조하여 설명된 레이저 발생기 및 추가 광 결합 장치(200)를 포함할 수 있다. 상기 추가 광 결합 장치(200)는 추가 중공 광학 커플러(210), 제1 광섬유(120), 제3 광섬유(230), 추가 클램프(250) 및 추가 펌프 광원(250)을 포함할 수 있다. 상기 추가 광 결합 장치(200)는 상기 광 결합 장치(200)와 동일한 구성일 수 있다. 본 발명의 제1 실시 예의 다른 변형 예에 따른 레이저 발생기는 양방향 펌핑 구조의 MOPA 레이저 일 수 있다. Referring to FIG. 2C, the laser generator according to another modified example of the first embodiment of the present invention may include the laser generator described with reference to FIG. 2A and the additional light coupling device 200. The additional light coupling device 200 may include an additional hollow optical coupler 210, a first optical fiber 120, a third optical fiber 230, an additional clamp 250, and an additional pump light source 250. The additional light coupling device 200 may have the same configuration as the light coupling device 200. The laser generator according to another modified example of the first embodiment of the present invention may be a MOPA laser having a bidirectional pumping structure.

상기 추가 중공 광학 커플러(210)는 직선부 및 상기 직선부의 일단으로부터 연장되는 테이퍼부를 포함할 수 있다. 상기 추가 중공 광학 커플러(210)는 상기 직선부 및 상기 테이퍼부를 관통하는 홀을 포함할 수 있다. 상기 추가 중공 광학 커플러(210)는 중공 광학 커플러(110)와 동일한 구성을 포함할 수 있다. 상기 제1 광섬유(120)의 타단은 상기 추가 중공 광학 커플러(210)의 상기 홀을 관통할 수 있다.  The additional hollow optical coupler 210 may include a straight portion and a tapered portion extending from one end of the straight portion. The additional hollow optical coupler 210 may include a hole passing through the straight portion and the tapered portion. The additional hollow optical coupler 210 may include the same configuration as the hollow optical coupler 110. The other end of the first optical fiber 120 may pass through the hole of the additional hollow optical coupler 210.

상기 추가 중공 광학 커플러(210)의 상기 직선부에 제3 광섬유(230)이 연결될 수 있다. 상기 제3 광섬유의 일단에 추가 펌프 광원(250)이 연결될 수 있다. 상기 제3 광섬유(220) 및 상기 추가 펌프 광원(250)은 제2 광섬유(120) 및 펌프 광원(150)과 동일한 구성일 수 있다. A third optical fiber 230 may be connected to the straight portion of the additional hollow optical coupler 210. An additional pump light source 250 may be connected to one end of the third optical fiber. The third optical fiber 220 and the additional pump light source 250 may have the same configuration as the second optical fiber 120 and the pump light source 150.

상기 추가 중공 광학 커플러(210)는 상기 추가 펌프 광원(250)을 통하여, 상기 제3 광섬유로부터 공급되는 추가 광을 상기 제1 광섬유(120)에 사이드 결합할 수 있다. 상기 추가 광 결합 장치(200)는 상기 마스터 오실레이터(170)에서 발생하는 상기 펄스 광의 진행방향과 반대 방향으로, 상기 추가 광 결합 장치(200) 내의 광을 사이드 결합시킬 수 있다. 상기 추가 광 결합 장치(200)의 사이드 결합 방향과 상기 광 결합 장치(100)의 사이드 결합 방향은 반대일 수 있다. 상기 중공 광학 커플러(110)의 테이퍼부와 상기 추가 중공 광학 커플러(210)의 테이퍼부는 서로 마주볼 수 있다. The additional hollow optical coupler 210 may side-couple the additional light supplied from the third optical fiber to the first optical fiber 120 through the additional pump light source 250. The additional light coupling device 200 may side-couple light in the additional light coupling device 200 in a direction opposite to a traveling direction of the pulsed light generated by the master oscillator 170. The side coupling direction of the additional light coupling device 200 and the side coupling direction of the light coupling device 100 may be opposite. The tapered portion of the hollow optical coupler 110 and the tapered portion of the additional hollow optical coupler 210 may face each other.

상기 제1 광섬유(120)의 상기 일단은 단일 모드 광섬유(162)에 의해 아이솔레이터(160) 및 마스터 오실레이터(170)와 연결될 수 있다. 상기 제1 광섬유(120)의 상기 타단은 단일 모드 광섬유(162)에 의해 출력단(190)과 연결될 수 있다. 단일 모드 광섬유(162)와 제1 광섬유(120)의 연결지점(A5, A6)에서, 단일 모드 광섬유(162)의 코어와 제1 광섬유(120)의 코어의 연결 불량이 최소화될 수 있다. The one end of the first optical fiber 120 may be connected to the isolator 160 and the master oscillator 170 by a single mode optical fiber 162. The other end of the first optical fiber 120 may be connected to the output terminal 190 by a single mode optical fiber 162. At the connection points A5 and A6 of the single mode optical fiber 162 and the first optical fiber 120, a poor connection between the core of the single mode optical fiber 162 and the core of the first optical fiber 120 may be minimized.

본 발명의 제2 실시 예에 따른 레이저 발생기가 설명된다. 도 3a 는 본 발 명의 제2 실시 예에 따른 레이저 발생기를 설명하기 위한 도면들이다. A laser generator according to a second embodiment of the present invention is described. 3A is a view for explaining a laser generator according to a second embodiment of the present invention.

도 3a 를 참조하면, 본 발명의 제2 실시 예에 따른 레이저 발생기는 도 2a 를 참조하여 설명된 레이저 발생기를 포함할 수 있다. 도 2a 를 참조하여 설명된 레이저 발생기의 중공 광학 커플러(110)에 컨트롤 레이저 발생기(145)가 연결될 수 있다. 상기 컨트롤 레이저 발생기(145)는 컨트롤 레이저 광섬유(135)를 통해 제2 광섬유(120)가 연결된 중공 광학 커플러(110)의 직선부에 연결될 수 있다. 상기 컨트롤 레이저 광섬유(135)는 제2 광섬유(130)와 동일할 수 있다. 상기 중공 광학 커플러(110)는 마스터 오실레이터(170)에서 발생된 펄스 광의 진행 방향과 동일한 방향으로, 상기 중공 광학 커플러(110) 내의 광을 사이드 결합시킬 수 있다. Referring to FIG. 3A, the laser generator according to the second embodiment of the present invention may include the laser generator described with reference to FIG. 2A. The control laser generator 145 may be connected to the hollow optical coupler 110 of the laser generator described with reference to FIG. 2A. The control laser generator 145 may be connected to a straight portion of the hollow optical coupler 110 to which the second optical fiber 120 is connected through the control laser fiber 135. The control laser optical fiber 135 may be the same as the second optical fiber 130. The hollow optical coupler 110 may side-couple the light in the hollow optical coupler 110 in the same direction as the traveling direction of the pulsed light generated by the master oscillator 170.

상기 컨트롤 레이저 발생기(145)는 컨트롤 레이저를 발생시킬 수 있다. 상기 컨트롤 레이저의 파장은 제1 광섬유(120)에서 펌프 광원(140)에 의해 형성 가능한 레이저 파장으로 정해질 수 있다. 상기 컨트롤 레이저는 상기 중공 광학 커플러(110)를 통해 상기 제1 광섬유(120)의 클래드을 따라 입사되고 진행할 수 있다. 마스터 오실레이터(170)가 동작하지 않는 경우 또는 펄스가 0 인 경우, 상기 제1 광섬유(120)의 코어에서 증폭 자발 광출(ASE)이 증가하게 되고, 이 증폭 자발 광출은 상기 코어 및 상기 클래드를 따라 진행할 수 있다. 상기 컨트롤 레이저가 클래드를 따라 진행하면서 상기 제1 광섬유(120)의 상기 코어를 가로지르는 경우, 상기 코어의 희토류 원소들이 가지고 있는 에너지를 빼앗아 희토류 원소에 의한 증폭 자발 광출(ASE)이감소될 수 있다. 이로 인해, 클래드를 따라 진행하는 증폭 자발 광출(ASE)에 의한 펌프 광원(140)의 손실이 최소화 될 수 있다. The control laser generator 145 may generate a control laser. The wavelength of the control laser may be determined as a laser wavelength that can be formed by the pump light source 140 in the first optical fiber 120. The control laser may be incident and travel along the cladding of the first optical fiber 120 through the hollow optical coupler 110. When the master oscillator 170 does not operate or when the pulse is 0, the amplified spontaneous light emission (ASE) increases in the core of the first optical fiber 120, and the amplified spontaneous light emission follows the core and the clad. You can proceed. When the control laser traverses the core of the first optical fiber 120 while traveling along the clad, the amplified spontaneous light emission (ASE) by the rare earth elements may be reduced by depriving the energy of the rare earth elements of the core. . As a result, the loss of the pump light source 140 due to the amplified spontaneous light emission (ASE) proceeding along the clad can be minimized.

상기 컨트롤 레이저 발생기(145)는 상기 마스터 오실레이터(170)가 동작하지 않는 경우 또는 펄스가 0 인 경우 동작할 수 있다. 또한, 컨트롤 레이저 발생기(145)를 이용하여 희토류 원소의 증폭 자발 광출(ASE)를 감소시키는 것은 단방향 펌핑 구조에 더욱 적합할 수 있다. The control laser generator 145 may operate when the master oscillator 170 does not operate or when the pulse is zero. In addition, reducing the amplified spontaneous light emission (ASE) of the rare earth element using the control laser generator 145 may be more suitable for a unidirectional pumping structure.

본 발명의 제2 실시 예의 변형 예에 따른 레이저 발생기가 설명된다. 도 3b 는 본 발명의 제2 실시 예의 변형 예에 따른 레이저 발생기를 설명하기 위한 도면이다. A laser generator according to a modification of the second embodiment of the present invention is described. 3B is a view for explaining a laser generator according to a modification of the second embodiment of the present invention.

도 3b 를 참조하면, 본 발명의 제2 실시 예의 변형 예에 따른 레이저 발생기는 도 2b 를 참조하여 설명된 레이저 발생기를 포함할 수 있다. 도 2b 를 참조하여 설명된 레이저 발생기의 중공 광학 커플러(110)에 컨트롤 레이저 발생기(145)가 연결될 수 있다. 상기 컨트롤 레이저 발생기(145)는 컨트롤 레이저 광섬유(135)를 통해 제2 광섬유(120)가 연결된 중공 광학 커플러(110)의 직선부에 연결될 수 있다. 상기 컨트롤 레이저 광섬유(135)는 제2 광섬유(130)와 동일할 수 있다. 상기 중공 광학 커플러(110)는 마스터 오실레이터(170)에서 발생된 펄스 광의 진행 방향과 반대 방향으로, 상기 중공 광학 커플러(110) 내의 광을 사이드 결합시킬 수 있다. Referring to FIG. 3B, the laser generator according to the modified example of the second embodiment of the present invention may include the laser generator described with reference to FIG. 2B. The control laser generator 145 may be connected to the hollow optical coupler 110 of the laser generator described with reference to FIG. 2B. The control laser generator 145 may be connected to a straight portion of the hollow optical coupler 110 to which the second optical fiber 120 is connected through the control laser fiber 135. The control laser optical fiber 135 may be the same as the second optical fiber 130. The hollow optical coupler 110 may side-couple the light in the hollow optical coupler 110 in a direction opposite to the traveling direction of the pulsed light generated by the master oscillator 170.

본 발명의 제3 실시 예에 따른 레이저 발생기가 설명된다. 도 4a 는 본 발명의 제3 실시 예에 따른 레이저 발생기를 설명하기 위한 도면이다. A laser generator according to a third embodiment of the present invention is described. 4A is a diagram for explaining a laser generator according to a third embodiment of the present invention.

도 4a 를 참조하면, 본 발명의 제3 실시 예에 따른 레이저 발생기는 도 1 을 참조하여 설명된 광 결합 장치(100)를 포함할 수 있다. 상기 제1 광섬유(120)의 일단은 변조기(180) 및 반사체(182)와 차례로 연결될 수 있다. 상기 제1 광섬유(120)의 상기 일단과 상기 변조기(180)는 단일 모드 광섬유(162)로 연결될 수 있다. 상기 제1 광섬유(120)의 타단은 출력 커플러(184) 및 출력단(190)과 차례로 연결될 수 있다. 상기 제1 광섬유(120)의 상기 타단과 상기 출력 커플러(184)는 단일 모드 광섬유(162)로 연결될 수 있다. 본 발명의 제3 실시 예에 따른 레이저 발생기는 단방향 펌핑 구조의 Q 스위칭 레이저일 수 있다. Referring to FIG. 4A, the laser generator according to the third embodiment of the present invention may include the light coupling device 100 described with reference to FIG. 1. One end of the first optical fiber 120 may be sequentially connected to the modulator 180 and the reflector 182. The one end of the first optical fiber 120 and the modulator 180 may be connected to a single mode optical fiber 162. The other end of the first optical fiber 120 may be connected to the output coupler 184 and the output terminal 190 in sequence. The other end of the first optical fiber 120 and the output coupler 184 may be connected to a single mode optical fiber 162. The laser generator according to the third embodiment of the present invention may be a Q switching laser of a unidirectional pumping structure.

상기 반사체(182)는 100% 반사율을 갖는 풀 미러(full mirror) 일 수 있다. 상기 반사체(182)와 상기 출력 커플러(184)는 레이저 케비티(cavity)를 구성할 수 있다. 상기 변조기(180)는 레이저 케비티(cavity) 선택도(Q factor)를 조절할 수 있다. 상기 변조기(180)는 수동 또는 능동 변조기 일 수 있다. 예를 들어, 상기 변조기(180)는 음향 광학 변조기(acoustic-optic modulator), 광전 변조기(electro-optic modulator) 및 마이크로 전자 기계 시스템(microelectomechanical system) 기반의 변조기와 같은 능동형 일 수 있다. 이와는 달리, 상기 변조기(180)는 레이저의 파워에 따라서 on/off 되는 포화 흡수체(saturable absorber) 기반의 수동형 변조기 일 수 있다.  The reflector 182 may be a full mirror having a 100% reflectance. The reflector 182 and the output coupler 184 may constitute a laser cavity. The modulator 180 may adjust the laser cavity selectivity (Q factor). The modulator 180 may be a passive or active modulator. For example, the modulator 180 may be active such as an acoustic-optic modulator, an electro-optic modulator, and a microelectomechanical system based modulator. Alternatively, the modulator 180 may be a passive absorber based on a saturable absorber that is turned on / off according to the power of a laser.

상기 변조기(180) 및 상기 반사체(182)는 결합된 형태의 복합소자 일 수 있다. 이 경우, 상기 복합 소자는 포화 흡수체(saturable absorber) 또는 피에조(piezo) 소자를 이용한 광섬유 격자를 튜닝(tuning)하는 방식으로 동작할 수 있다. The modulator 180 and the reflector 182 may be a combined device of a combined type. In this case, the composite device may operate in a manner of tuning an optical fiber grating using a saturable absorber or piezo device.

상기 광 결합 장치(100)의 테이퍼부(114)는 상기 출력단(190)을 향하고, 상 기 광 결합 장치(100)는 상기 출력단(190)보다 상기 변조기(180)에 인접하게 배치될 수 있다. The taper portion 114 of the optical coupling device 100 faces the output terminal 190, and the optical coupling device 100 may be disposed closer to the modulator 180 than the output terminal 190.

제1 광섬유(120)가 중공 광학 커플러(110)를 관통하여 융착되어, 상기 제1 광섬유(120)의 상기 일단 및 상기 타단은 노출될 수 있다. 따라서, 상기 제1 광섬유(120)의 코어와 상기 단일 모드 광섬유(162)의 코어는 직연결될 수 있다. 이로 인해, 상기 제1 광섬유(120)와 상기 단일 모드 광섬유(162)의 연결 지점(B1, B2)에서 코어들의 연결 불량이 최소화되어, 희토류 원소에 의해 형성되어 진행하는 레이저 및 증폭 자발 광출(ASE)이 코어로만 진행할 수 있다. 펌프 광원(140)의 수명이 증가하여 가용기간이 증가된 레이저 발생기를 제공할 수 있다.The first optical fiber 120 is fused through the hollow optical coupler 110, so that one end and the other end of the first optical fiber 120 may be exposed. Therefore, the core of the first optical fiber 120 and the core of the single mode optical fiber 162 may be directly connected. As a result, connection defects of cores are minimized at the connection points B1 and B2 of the first optical fiber 120 and the single mode optical fiber 162, and laser and amplified spontaneous light emission formed by the rare earth element proceeds. ) Can only proceed to the core. The lifetime of the pump light source 140 may be increased to provide a laser generator with an increased usable time.

본 발명의 제3 실시 예의 변형 예에 따른 레이저 발생기가 설명된다. 도 4b 는 본 발명의 제3 실시의 변형 예에 따른 레이저 발생기를 설명하기 위한 도면이다. A laser generator according to a modification of the third embodiment of the present invention is described. 4B is a diagram for explaining a laser generator according to a modification of the third embodiment of the present invention.

도 4b 를 참조하면, 본 발명의 제3 실시 예의 변형 예에 따른 레이저 발생기는, 도 4a 를 참조하여 설명된 레이저 발생기와 동일한 구성을 포함할 수 있다. 다만, 도 1 을 참조하여 설명된 광 결합 장치(100)의 테이퍼부(114)는 상기 변조기(180)을 향하고, 상기 광 결합 장치(100)는 상기 변조기(180)보다 상기 출력단(190)에 인접하게 배치될 수 있다. 본 발명의 제3 실시 예의 변형 예에 따른 레이저 발생기는 단방향 펌핑 구조의 Q 스위칭 레이저 일 수 있다.단일 모드 광섬유(162)와 제1 광섬유(120)의 연결지점(B3, B4)에서, 단일 모드 광섬유(162)의 코어와 제1 광섬유(120)의 코어의 연결 불량이 최소화될 수 있다. Referring to FIG. 4B, the laser generator according to the modified example of the third embodiment of the present invention may include the same configuration as the laser generator described with reference to FIG. 4A. However, the taper portion 114 of the optical coupling device 100 described with reference to FIG. 1 faces the modulator 180, and the optical coupling device 100 is disposed at the output terminal 190 rather than the modulator 180. May be arranged adjacently. The laser generator according to the modified example of the third embodiment of the present invention may be a Q switching laser having a unidirectional pumping structure. At the connection points B3 and B4 of the single mode optical fiber 162 and the first optical fiber 120, a single mode Poor connection between the core of the optical fiber 162 and the core of the first optical fiber 120 may be minimized.

본 발명의 제3 실시 예의 다른 변형 예에 따른 레이저 발생기가 설명된다. 도 4c 는 본 발명의 제3 실시 예의 다른 변형 예에 따른 레이저 발생기를 설명하기 위한 도면이다. A laser generator according to another modification of the third embodiment of the present invention is described. 4C is a diagram for describing a laser generator according to another modified example of the third embodiment of the present invention.

도 4c 를 참조하면, 본 발명의 제3 실시 예의 다른 변형 예에 따른 레이저 발생기는, 도 4a 를 참조하여 설명된 레이저 발생기 및 추가 광 결합 장치(200)를 포함할 수 있다. 상기 추가 광 결합 장치(200)는 추가 중공 광학 커플러(210), 제1 광섬유(120), 제3 광섬유(230), 추가 클램프(250) 및 추가 펌프 광원(250)을 포함할 수 있다. 상기 추가 광 결합 장치(200)는 상기 광 결합 장치(100)와 동일한 구성일 수 있다. 본 발명의 제3 실시 예의 다른 변형 예에 따른 레이저 발생기는 양방향 펌핑 구조의 Q 스위칭 레이저 일 수 있다. Referring to FIG. 4C, a laser generator according to another modified example of the third embodiment of the present invention may include the laser generator and the additional light coupling device 200 described with reference to FIG. 4A. The additional light coupling device 200 may include an additional hollow optical coupler 210, a first optical fiber 120, a third optical fiber 230, an additional clamp 250, and an additional pump light source 250. The additional light coupling device 200 may have the same configuration as the light coupling device 100. The laser generator according to another modified example of the third embodiment of the present invention may be a Q switching laser having a bidirectional pumping structure.

상기 추가 중공 광학 커플러(210)는 직선부 및 상기 직선부로부터 연장되는 테이퍼부를 포함할 수 있다. 상기 추가 중공 광학 커플러(210)는 상기 직선부 및 상기 테이퍼부를 관통하는 홀을 포함할 수 있다. 상기 제1 광섬유(120)의 타단은 상기 추가 중공 광학 커플러(210)의 상기 홀을 관통할 수 있다.  The additional hollow optical coupler 210 may include a straight portion and a tapered portion extending from the straight portion. The additional hollow optical coupler 210 may include a hole passing through the straight portion and the tapered portion. The other end of the first optical fiber 120 may pass through the hole of the additional hollow optical coupler 210.

상기 추가 중공 광학 커플러(210)의 상기 직선부에 제3 광섬유(230)이 연결될 수 있다. 상기 제3 광섬유의 일단에 추가 펌프 광원(250)이 연결될 수 있다. 상기 추가 중공 광학 커플러(210)는 상기 추가 펌프 광원(250)을 통하여, 상기 제3 광섬유로부터 공급되는 추가 광을 상기 제1 광섬유(120)에 사이드 결합할 수 있다.상기 추가 광 결합 장치(200)의 사이드 결합 방향과 와 상기 광 결합 장치(100)의 사이드 결합 방향은 반대일 수 있다. 상기 중공 광학 커플러(110)의 테이퍼부와 상 기 추가 중공 광학 커플러(210)의 테이퍼부는 서로 마주볼 수 있다. A third optical fiber 230 may be connected to the straight portion of the additional hollow optical coupler 210. An additional pump light source 250 may be connected to one end of the third optical fiber. The additional hollow optical coupler 210 may side-couple the additional light supplied from the third optical fiber to the first optical fiber 120 through the additional pump light source 250. The additional optical coupling device 200 The side coupling direction of) and the side coupling direction of the light coupling device 100 may be opposite. The tapered portion of the hollow optical coupler 110 and the tapered portion of the additional hollow optical coupler 210 may face each other.

본 발명의 제3 실시 예의 다른 변형 예에 따르면, 단일 모드 광섬유(162)와 제1 광섬유(120)의 연결지점(B5, A6)에서, 단일 모드 광섬유(162)의 코어와 제1 광섬유(120)의 코어의 연결 불량이 최소화될 수 있다.According to another modified example of the third embodiment of the present invention, at the connection points B5 and A6 of the single mode optical fiber 162 and the first optical fiber 120, the core of the single mode optical fiber 162 and the first optical fiber 120 The poor connection of the core of) can be minimized.

본 발명의 제4 실시 예에 따른 레이저 발생기가 설명된다. 도 5a 는 본 발명의 제4 실시 예에 따른 레이저 발생기를 설명하기 위한 도면들이다. A laser generator according to a fourth embodiment of the present invention is described. 5A is a view for explaining a laser generator according to a fourth embodiment of the present invention.

도 5a 를 참조하면, 본 발명의 제4 실시 예에 따른 레이저 발생기는 도 4a 를 참조하여 설명된 레이저 발생기를 포함할 수 있다. 도 4a 를 참조하여 설명된 레이저 발생기의 중공 광학 커플러(110)에 컨트롤 레이저 발생기(145)가 연결될 수 있다. 상기 컨트롤 레이저 발생기(145)는 컨트롤 레이저 광섬유(135)를 통해 제2 광섬유(120)가 연결된 중공 광학 커플러(110)의 직선부에 연결될 수 있다. 상기 컨트롤 레이저 광섬유(135)는 제2 광섬유(130)와 동일할 수 있다. Referring to FIG. 5A, the laser generator according to the fourth embodiment of the present invention may include the laser generator described with reference to FIG. 4A. The control laser generator 145 may be connected to the hollow optical coupler 110 of the laser generator described with reference to FIG. 4A. The control laser generator 145 may be connected to a straight portion of the hollow optical coupler 110 to which the second optical fiber 120 is connected through the control laser fiber 135. The control laser optical fiber 135 may be the same as the second optical fiber 130.

상기 컨트롤 레이저 발생기(145)는 컨트롤 레이저를 발생시킬 수 있다. 상기 컨트롤 레이저의 파장은 제1 광섬유(120)에서 펌프 광원(140)에 의해 형성 가능한 레이저 파장으로 정해질 수 있다. 상기 컨트롤 레이저는 상기 중공 광학 커플러(110)를 통해 상기 제1 광섬유(120)의 클래드을 따라 입사되고 진행할 수 있다. 상기 컨트롤 레이저가 클래드를 따라 진행하면서 상기 제1 광섬유(120)의 상기 코어를 가로지르는 경우, 상기 코어의 희토류 원소들이 가지고 있는 에너지를 빼앗아 희토류 원소에 의한 증폭 자발 광출(ASE)이감소될 수 있다. 이로 인해, 클래드를 따라 진행하는 증폭 자발 광출(ASE)에 의한 펌프 광원(140)의 손실이 최소화 될 수 있다. The control laser generator 145 may generate a control laser. The wavelength of the control laser may be determined as a laser wavelength that can be formed by the pump light source 140 in the first optical fiber 120. The control laser may be incident and travel along the cladding of the first optical fiber 120 through the hollow optical coupler 110. When the control laser traverses the core of the first optical fiber 120 while traveling along the clad, the amplified spontaneous light emission (ASE) by the rare earth elements may be reduced by depriving the energy of the rare earth elements of the core. . As a result, the loss of the pump light source 140 due to the amplified spontaneous light emission (ASE) proceeding along the clad can be minimized.

본 발명의 제4 실시 예의 변형 예에 따른 레이저 발생기가 설명된다. 도 5b 는 본 발명의 제4 실시 예의 변형 예에 따른 레이저 발생기를 설명하기 위한 도면이다. A laser generator according to a modification of the fourth embodiment of the present invention is described. 5B is a view for explaining a laser generator according to a modification of the fourth embodiment of the present invention.

도 5b 를 참조하면, 본 발명의 제4 실시 예의 변형 예에 따른 레이저 발생기는 도 4b 를 참조하여 설명된 레이저 발생기를 포함할 수 있다. 도 4b 를 참조하여 설명된 레이저 발생기의 중공 광학 커플러(110)에 컨트롤 레이저 발생기(145)가 연결될 수 있다. 상기 컨트롤 레이저 발생기(145)는 컨트롤 레이저 광섬유(135)를 통해 제2 광섬유(120)가 연결된 중공 광학 커플러(110)의 직선부에 연결될 수 있다. 상기 컨트롤 레이저 광섬유(135)는 제2 광섬유(130)와 동일할 수 있다. Referring to FIG. 5B, the laser generator according to the modified example of the fourth embodiment of the present invention may include the laser generator described with reference to FIG. 4B. The control laser generator 145 may be connected to the hollow optical coupler 110 of the laser generator described with reference to FIG. 4B. The control laser generator 145 may be connected to a straight portion of the hollow optical coupler 110 to which the second optical fiber 120 is connected through the control laser fiber 135. The control laser optical fiber 135 may be the same as the second optical fiber 130.

도 1 은 본 발명의 실시 예에 따른 광 결합 장치를 설명하기 위한 것이다. 1 is for explaining an optical coupling device according to an embodiment of the present invention.

도 2a 내지 2c 는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 레이저 발생기를 설명하기 위한 것이다. 2A to 2C illustrate a laser generator according to a first embodiment of the present invention.

도 3a 내지 도 3b 는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 레이저 발생기를 설명하기 위한 것이다. 3A to 3B illustrate a laser generator according to a second embodiment of the present invention.

도 4a 내지 도 4c 는 본 발명의 제3 실시 예에 따른 레이저 발생기를 설명하기 위한 것이다. 4A to 4C illustrate a laser generator according to a third embodiment of the present invention.

도 5a 내지 도 5b 는 본 발명의 제4 실시 예에 따른 레이저 발생기를 설명하기 위한 것이다.5A to 5B illustrate a laser generator according to a fourth embodiment of the present invention.

Claims (1)

직선부 및 상기 직선부 일단으로부터 연장되는 테이퍼부를 포함하는 중공 광학 커플러;A hollow optical coupler including a straight portion and a tapered portion extending from one end of the straight portion; 상기 직선부 및 상기 테이퍼부를 연속적으로 관통하는 제1 광섬유;A first optical fiber passing through the straight portion and the tapered portion continuously; 상기 중공 광학 커플러의 상기 직선부의 타단에 연결되는 제2 광섬유;A second optical fiber connected to the other end of the straight portion of the hollow optical coupler; 상기 제2 광섬유의 일단에 연결된 펌프 광원;A pump light source connected to one end of the second optical fiber; 상기 제1 광섬유의 일단과 연결된 반사체;A reflector connected to one end of the first optical fiber; 상기 제1 광섬유의 타단과 연결되고, 상기 반사체와 함께 레이저 캐비티(cavity)를 구성하는 출력 커플러;An output coupler connected to the other end of the first optical fiber and configured to form a laser cavity with the reflector; 상기 제1 광섬유의 상기 일단과 상기 반사체 사이에 배치되고, 상기 레이저 케비티(cavity)의 선택도(Q factor)를 조절하는 변조기를 포함하되,A modulator disposed between the one end of the first optical fiber and the reflector and configured to adjust a selectivity (Q factor) of the laser cavity, 상기 중공 광학 커플러는 상기 펌프 광원을 통하여 상기 제2 광섬유로부터 공급되는 광을 상기 제1 광섬유에 사이드 결합(side coupling) 하는 레이저 발생기. And the hollow optical coupler side-couples light supplied from the second optical fiber to the first optical fiber through the pump light source.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107870391A (en) * 2016-09-27 2018-04-03 福州高意光学有限公司 A kind of method that femto-second laser auxiliary prepares fiber coupler
KR20180047775A (en) * 2016-11-01 2018-05-10 주식회사 이오테크닉스 Optical coupler, forming method of the same and optical amplifier comprising the same
KR20180060828A (en) * 2016-11-29 2018-06-07 주식회사 이오테크닉스 Laser resonator
KR20180110424A (en) * 2017-03-29 2018-10-10 주식회사 이오테크닉스 Laser resonator
KR102027376B1 (en) * 2018-03-28 2019-10-02 주식회사 이오테크닉스 Laser resonator

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4104577A1 (en) * 1990-02-20 1991-08-22 Permanova Lasersystem Ab Pulsed laser for machining aluminium or similar material - is modulated at natural frequency of oscillation, either in cavity or by modulation of pump source
JP2007042981A (en) * 2005-08-05 2007-02-15 Fujikura Ltd Optical fiber laser, optical fiber amplifier, and mopa-type optical fiber laser
JP2008177434A (en) * 2007-01-19 2008-07-31 Sumitomo Electric Ind Ltd Amplifying optical fiber and optical fiber amplifier
JP2009212441A (en) * 2008-03-06 2009-09-17 Fujikura Ltd Pump combiner

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4104577A1 (en) * 1990-02-20 1991-08-22 Permanova Lasersystem Ab Pulsed laser for machining aluminium or similar material - is modulated at natural frequency of oscillation, either in cavity or by modulation of pump source
JP2007042981A (en) * 2005-08-05 2007-02-15 Fujikura Ltd Optical fiber laser, optical fiber amplifier, and mopa-type optical fiber laser
JP2008177434A (en) * 2007-01-19 2008-07-31 Sumitomo Electric Ind Ltd Amplifying optical fiber and optical fiber amplifier
JP2009212441A (en) * 2008-03-06 2009-09-17 Fujikura Ltd Pump combiner

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107870391A (en) * 2016-09-27 2018-04-03 福州高意光学有限公司 A kind of method that femto-second laser auxiliary prepares fiber coupler
KR20180047775A (en) * 2016-11-01 2018-05-10 주식회사 이오테크닉스 Optical coupler, forming method of the same and optical amplifier comprising the same
KR20180060828A (en) * 2016-11-29 2018-06-07 주식회사 이오테크닉스 Laser resonator
KR20180110424A (en) * 2017-03-29 2018-10-10 주식회사 이오테크닉스 Laser resonator
KR102027376B1 (en) * 2018-03-28 2019-10-02 주식회사 이오테크닉스 Laser resonator

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