KR20150090799A - 레이저 시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 레이저 시스템을 개시한다. 그의 시스템은, 레이저 펄스를 제공하는 레이저와, 상기 레이저 펄스의 펄스 폭을 감소시키는 펄스 압축기와, 상기 압축기와 상기 레이저 사이에 배치되고, 상기 레이저 펄스를 분산하는 펄스 스트레쳐와, 상기 펄스 스트레쳐 및 상기 펄스 압축기 사이에 배치되고, 상기 레이저 펄스를 투과하여 상기 레이저 펄스의 자발 포커싱 및 필라멘트 현상으로부터 상기 레이저 펄스의 스펙트럼을 확장하는 필라멘트 부를 포함한다.

Description

레이저 시스템{laser system}
본 발명은 광학 장치에 관한 것으로, 레이저 펄스의 스펙트럼을 확대하고 첨두 출력을 증가시킬 수 있는 레이저 시스템에 관한 것이다.
1960년대에 레이저가 발명된 후, 1970년대 이후부터 레이저의 산업화 응용에 대한 연구가 활발히 시작되었다. 실제로, 1980년부터는 CO2 레이저를 필두로 산업용, 의료용, 통신용, 디스플레이용 등과 같은 다양한 분야에 레이저가 활용되고 있다.
또한 1980년대에 Diode 레이저의 개발로 인해 고체 레이저가 등장하였으며, 기존의 기체 레이저로 접근이 쉽지 않았던 분야에 적용되면서 레이저의 수요는 점점 더 늘어나게 되었다. 따라서 레이저는 레이저 가공, 절단, 용접, 천공, 트리밍, 식각 등의 산업 분야, 치과 치료, 반점, 문신 제거, 제모, 라식 수술 등의 의료 분야, 레이저와 물질의 상호 작용을 연구하는 학술 분야, 그리고 국방 및 문화 분야 등 그 응용분야가 매우 광범위해지고 있다.
산업의 기술 발달은 레이저를 이용한 분야의 정밀도와 높은 생산성을 요구하게 되었다. 이에 부응하고자 최근에는 극초단 레이저 빔(Ultrashort laser beam)이 다양한 분야에서 활용되고 있다. 극초단 레이저 빔은 일반적으로 펨토 초 혹은 피코 초 레이저 빔으로 불린다.
극초단 레이저 빔은 아주 짧은 시간(10-12~10-15 s) 동안에 광 에너지가 응집되어 빛을 발하게 되는 특성을 갖는다. 이에 따라 극초단 레이저 빔은 기존의 레이저 빔과는 다른 특성을 보여준다. 예들 들면, 극초단 레이저 빔은 매질에 조사될 때 열이 매질에 전달될 시간보다 짧은 시간 동안만 조사되므로 기존의 레이저 가공 등에서 발생되는 열 영향 또는 열 변형을 피할 수 있다.
극초단 레이저 빔은 매질의 표면 손상없이 그 내부를 가공하는 것이 가능함으로써 정밀하고 미세한 처리를 요구하는 분야(반도체, 전자칩, 의료 등)에 사용되고 있다.
그러나 수율의 증대, 가공 면적의 확대 등을 위해 산업적으로 사용되기 위해서는 극초단 레이저 단독으로는 출력의 한계를 가진다. 따라서 응용분야의 확대에 있어서도 제약 요건이 된다.
피코 초 레이저 빔은 1966년 A. J. DeMaria, D. A. Stetser, and H. Heynau에 의해 제안되었다. 피코초 레이저 빔은 염료(dye)를 포화흡수체(sturable absorber)로 사용한 피코초 Nd:glass 레이저를 통해 제공될 수 있다. 펨토 초 레이저 빔은 1974년 C. V. Shank와 E. P. Ipen에 의해 제안되었다. 펨토 초 레이저 빔은 염료(dye)를 이득 물질로 사용하여 생성될 수 있다. 이후, Diode laser의 등장과 함께 1991년 D. E. Spence, et al.에 의해 커 모드 잠김 기술을 이용한 펨토 초 고체 레이저가 소개되었다. 또한 모드 잠긴 기술 혹은 포화흡수체를 이용한 고출력 피코 초 레이저도 계속 발전되었다. 또한 1990년대 들어서면서, 1985년 G. Mourou, et al에 의해 개발된 CPA 기술 (Chirped Pulse Amplification)과 결합되면서 극초단 레이저 펄스의 증폭이 가능하게 되었고, 현재는 다중 증폭단을 통해 나오는 고출력 극초단 펄스를 많은 분야에 이용하고 있다. 그러나 증폭단을 구성하면서 레이저의 크기는 커지고, 비용 또한 증가되며, 이를 유지 보수를 위한 전문인이 필요하여 산업계의 응용 확대에 제약이 되고 있다.
본 발명이 이루고자 하는 과제는 레이저 펄스의 스펙트럼을 확대할 수 있는 레이저 시스템을 제공하는 데 있다.
또한, 본 발명이 이루고자 하는 다른 과제는 레이저 펄스의 첨두 출력을 최대화할 수 있는 레이저 시스템을 제공하는 데 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 레이저 시스템은, 레이저 펄스를 제공하는 레이저; 상기 레이저 펄스의 펄스 폭을 감소시키는 펄스 압축기; 상기 압축기와 상기 레이저 사이에 배치되고, 상기 레이저 펄스를 분산하는 펄스 스트레쳐; 및 상기 펄스 스트레쳐와 상기 펄스 압축기 사이에 배치되고, 상기 레이저 펄스를 투과하여 상기 레이저 펄스의 자발 포커싱 및 필라멘트 현상으로부터 상기 레이저 펄스의 스펙트럼을 확장하는 필라멘트 부를 포함한다.
본 발명의 일 예에 따르면, 상기 필라멘트 부는 퀄츠보다 낮은 에너지 밴드 갭을 갖는 투명 유리를 포함할 수 있다. 상기 필라멘트 부는 3.3전자볼트의 상기 에너지 밴드 갭을 가질 수 있다.
본 발명의 다른 예에 따르면, 상기 펄스 스트레쳐와 상기 필라멘트 부 사이에 배치되고, 상기 레이저 펄스를 상기 필라멘트 부에 포커싱하는 제 1 렌즈; 및 상기 필라멘트 부와 상기 펄스 압축기 사이에 배치되고, 상기 레이저 펄스를 상기 펄스 압축기에 평행하게 제공하는 제 2 렌즈를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 예에 따르면, 상기 펄스 스트레쳐 및 상기 펄스 압축기는 처프 펄스 스트레쳐 및 처프 펄스 압축기를 각각 포함할 수 있다. 상기 처프 펄스 스트레쳐는: 상기 레이저로부터 제공되는 상기 레이저 펄스를 반사하는 제 1 처프 미러; 및 상기 제 1 처프 미러에 평행하게 배치되고, 상기 제 1 처프 미러에서 반사된 상기 레이저 펄스를 상기 필라멘트 부에 반사하여 상기 레이저 펄스를 상기 음의 분산 값으로 분산하는 제 2 처프 미러를 포함할 수 있다. 상기 처프 펄스 압축기는: 상기 필라멘트 부로부터 제공되는 상기 레이저 펄스를 반사하는 제 3 처프 미러; 및 상기 제 3 처프 미러에 평행하게 배치되고, 상기 제 3 처프 미러에서 반사된 상기 레이저 펄스를 반사하여 상기 레이저 펄스의 상기 펄스 폭을 감소시키는 제 4 처퍼 미러를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 예에 따르면, 상기 펄스 스트레쳐 및 상기 펄스 압축기는 프리즘 스트레쳐와 프리즘 압축기를 각각 포함할 수 있다. 상기 프리즘 스트레쳐는: 상기 레이저 펄스를 투과하는 제 1 하프 미러; 상기 제 1 하프 미러를 통과한 상기 레이저 펄스를 굴절시키는 제 1 프리즘; 상기 제 1 프리즘에 대해 엇갈리게 마주 보는 방향으로 배치되고, 상기 제 1 프리즘에서 굴절된 상기 레이저 펄스를 굴절시켜 상기 레이저 펄스를 상기 음의 분산 값으로 분산하는 제 2 프리즘; 및 상기 제 2 프리즘으로부터 제공되는 상기 레이저 펄스를 상기 제 2 프리즘에 다시 반사하는 제 1 미러를 포함할 수 있다. 상기 프리즘 압축기는: 상기 레이저 펄스를 투과하는 제 2 하프 미러; 상기 제 2 하프 미러를 통과한 상기 레이저 펄스를 굴절시키는 제 3 프리즘; 상기 제 3 프리즘에 엇갈리게 마주 보는 방향으로 배치되고, 상기 제 3 프리즘에서 굴절된 상기 레이저 펄스를 굴절시켜 상기 레이저 펄스의 펄스 폭을 감소시키는 제 4 프리즘; 및 상기 제 4 프리즘에서 굴절된 상기 레이저 펄스를 상기 제 4 프리즘에 다시 반사하는 제 2 미러를 포함할 수 있다. 상기 프리즘 스트레쳐와 상기 필라멘트 부 사이의 제 3 미러; 상기 프리즘 압축기에서 제공되는 레이저 펄스에 노출되는 타깃; 및 상기 프리즘 압축기와 상기 타깃 사이의 제 4 미러를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 예에 따르면, 상기 펄스 스트레쳐 및 상기 펄스 압축기는 그레이팅 스트레쳐와 그레이팅 압축기를 각각 포함할 수 있다. 상기 그레이팅 스트레쳐는: 상기 레이저 펄스를 투과하는 제 3 하프 미러; 상기 제 3 하프 미러를 통과한 상기 레이저 펄스를 반사하는 제 1 그레이팅; 상기 제 1 그레이팅과 평행하게 배치되고, 상기 제 1 그레이팅에서 반사된 상기 레이저 펄스를 반사하여 상기 레이저 펄스를 상기 음의 분산 값으로 분산하는 제 2 그레이팅; 및 상기 제 2 그레이팅에서 반사된 상기 레이저 펄스를 상기 제 2 그레이팅에 다시 반사하는 제 5 미러를 포함할 수 있다. 상기 그레이팅 압축기는: 상기 레이저 펄스를 투과하는 제 4 하프 미러; 상기 제 4 하프 미러를 통과한 상기 레이저 펄스를 반사하는 제 3 그레이팅; 상기 제 3 그레이팅과 평행하게 배치되고, 상기 제 3 그레이팅에서 반사된 상기 레이저 펄스를 반사하여 상기 레이저 펄스의 펄스 폭을 감소시키는 제 4 그레이팅; 및 상기 제 4 그레이팅에서 반사된 상기 레이저 펄스를 상기 제 4 그레이팅에 다시 반사하는 제 6 미러를 포함할 수 있다. 상기 그레이팅 스트레쳐와 상기 필라멘트 부 사이의 제 7 미러; 상기 그레이팅 압축기에서 제공된 레이저 펄스에 노출되는 타깃; 및 상기 그레이팅 압축기와 타깃 사이의 상제 8 미러를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 예에 따르면, 상기 펄스 스트레쳐 및 상기 펄스 압축기는 그리즘 스트레쳐와 그리즘 압축기를 각각 포함할 수 있다. 상기 그리즘 스트레쳐는: 상기 레이저 펄스를 투과하는 제 5 하프 미러; 상기 제 5 하프 미러를 통과한 상기 레이저 펄스를 굴절시키는 제 1 그리즘; 상기 제 1 그리즘에 엇갈리게 마주 보는 방향으로 배치되고, 상기 제 1 그리즘에서 굴절된 상기 레이저 펄스를 굴절시켜 상기 레이저 펄스를 상기 음의 분산 값으로 분산하는 제 2 그리즘; 및 상기 제 2 그리즘에 굴절된 상기 레이저 펄스를 상기 제 2 그리즘에 반사하는 제 9 미러를 포함할 수 있다. 상기 그리즘 압축기는: 상기 레이저 펄스를 투과하는 제 6 하프 미러; 상기 제 6 하프 미러를 통과한 상기 레이저 펄스를 굴절시키는 제 3 그리즘; 상기 제 4 그리즘에 엇갈리게 마주보는 방향으로 배치되고, 상기 제 3 그리즘에 굴절된 상기 레이저 펄스를 굴절시켜 상기 레이저 펄스의 펄스 폭을 감소시키는 제 4 그리즘; 및 상기 제 4 그리즘에 굴절된 상기 레이저 펄스를 상기 제4 그리즘에 반사하는 제 10 미러를 포함할 수 있다. 상기 그리즘 스트레쳐와 상기 필라멘트 부 사이의 제 11 미러; 상기 그리즘 압축기에서 제공되는 상기 레이저 펄스에 노출되는 타깃; 및 상기 그리즘 압축기와 상기 타깃 사이의 제 12 미러를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시 예에 따른 레이저 시스템은, 레이저 펄스를 제공하는 레이저; 상기 레이저 펄스가 음의 2차 분산 값을 갖도록 상기 레이저 펄스를 분산하는 펄스 스트레쳐; 및 상기 음의 2차 분산 값을 양의 2차 분산 값으로 상쇄하도록 상기 레이저 펄스를 투과하여 상기 레이저 펄스의 자발 포커싱 및 필라멘트 현상으로부터 상기 레이저 펄스의 스펙트럼을 확장하는 필라멘트 부를 포함한다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 레이저 펄스의 펄스 폭을 감소시키고, 상기 레이저 펄스의 첨두 출력을 증가시키는 펄스 압축기를 더 포함할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시 예들에 따른 레이저 시스템은 펄스 스트레쳐, 필라멘트 부, 및 펄스 압축기를 포함할 수 있다. 펄스 스트레쳐는 음의 2차 분산값의 레이저 펄스를 제공할 수 있다. 레이저 펄스는 필라멘트 부에 제공될 수 있다. 필라멘트 부는 레이저 펄스의 음의 2차 분산값을 양의 2차 분산 값으로 상쇄할 수 있다. 필라멘트 부는 레이저 펄스의 스펙트럼을 확대할 수 있다. 펄스 압축기는 분산 값이 상쇄된 레이저 펄스의 첨두 출력을 최대로 증가시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 레이저 시스템을 나타내는 도면이다.
도 2는 도 1의 필라멘트 부 내의 레이저 펄스를 나타내는 도면이다.
도 3은 소스 스펙트럼, 제 1 정상 분산 스펙트럼, 제 2 정상 분산 스펙트럼, 및 비정상 분산 스펙트럼을 나타내는 그래프들이다.
도 4는 도 3의 제 2 정상 분산 스펙트럼 및 비정상 분산 스펙트럼의 레이저 펄스가 펄스 압축기를 통과한 제 1 펄스 폭과 제 2 펄스 폭을 각각 나타내는 그래프들이다.
도 5는 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 레이저 시스템을 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 제 3 실시 예에 따른 레이저 시스템을 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 제 4 실시 예에 따른 레이저 시스템을 나타내는 도면이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명하기로 한다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면들과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 여기서 설명되는 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시 예는 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당 업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전문에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시 예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 포함한다(comprises) 및/또는 포함하는(comprising)은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. 또한, 명세서에서 사용된 레이저 펄스 및 레이저 빔은 동일한 빛을 의미하며, 스펙트럼, 펄스 폭, 평행 빔 및 빔 사이즈 등은 레이저 펄스의 파장, 세기, 및 선량 등에 관계되는 일반적인 광학 용어들로 이해될 수 있을 것이다. 바람직한 실시 예에 따른 것이기 때문에, 설명의 순서에 따라 제시되는 참조 부호는 그 순서에 반드시 한정되지는 않는다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 레이저 시스템을 개략적으로 보여준다. 레이저 시스템은, 레이저(100), 펄스 스트레쳐(200), 렌즈들(300), 필라멘트 부(400), 펄스 압축기(500), 및 타깃(600)을 포함할 수 있다.
레이저(100)는 레이저 펄스(700)를 생성할 수 있다. 레이저(100)는 레이저 펄스(700)를 펄스 스트레쳐(200)에 제공할 수 있다. 예를 들어, 레이저(100)는 오실레이터(oscillator)일 수 있다. 레이저 펄스(700)는 극초단파장의 고출력 에너지 광선(beam)일 수 있다. 레어저 펄스는 약 수펨토초 내지 수백 피코초의 펄스 폭을 가질 수 있다. 또한, 레이저 펄스(700)는 메가헤르츠(MHz)의 반복율과, 나노 줄(nanojoule) 내지 마이크로줄(microjoul)의 펄스 에너지를 갖는 비증폭 레이저 빔일 수 있다.
펄스 스트레쳐(200)는 레이저 펄스(700)를 시간 축 방향으로 확장할 수 있다. 구체적으로, 펄스 스트레쳐(200)는 레이저 펄스(700)를 음의 2차 분산값(negative group delay dispersion)으로 분산할 수 있다. 일 예에 따르면 펄스 스트레쳐(200)는 처프 펄스 스트레쳐(downchirped pulse stretcher)일 수 있다. 펄스 스트레쳐(200)는 제 1 처프 미러(210)와 제 2 처프 미러(220)를 포함할 수 있다. 제 1 처프 미러(210) 및 제 2 처프 미러(220)는 서로 대향하여 평행할 수 있다. 레이저 펄스(700)는 제 1 처프 미러(210) 및 제 2 처프 미러(220)를 차례로 통과할 수 있다. 제 1 처프 미러(210)는 레이저 펄스(700)를 제 2 처프 미러(220)에 반사할 수 있다. 제 2 처프 미러(220)는 레이저 펄스(700)를 렌즈들(300)에 다시 반사할 수 있다. 제 2 처프 미러(220)는 레이저 펄스(700)를 음의 제 2 분산 값으로 분산시킬 수 있다.
렌즈들(300)은 레이저 펄스(700)를 필라멘트 부(400)에 포커싱할 수 있다. 일 예에 따르면, 렌즈들(300)은 제 1 렌즈(310)와 제 2 렌즈(320)를 포함할 수 있다. 제 1 렌즈(310)는 펄스 스트레쳐(200)와 필라멘트 부(400) 사이에 배치될 수 있다. 제 1 렌즈(310)는 레이저 펄스(700)를 필라멘트 부(400)에 포커싱할 수 있다. 제 2 렌즈(320)는 필라멘트 부(400)와 펄스 압축기(500) 사이에 배치될 수 있다. 제 2 렌즈(320)는 평행 빔(parallel beam)의 레이저 펄스(700)를 펄스 압축기(500) 제공할 수 있다. 즉, 제 2 렌즈(320)는 레이저 펄스(700)를 시준(collimate)할 수 있다.
필라멘트 부(400)는 레이저 펄스(700)의 스팩트럼을 확장할 수 있다. 레이저 펄스(700)는 필라멘트 부(400)를 투과할 수 있다. 필라멘트 부(400)는 투명 유리로 이루어질 수 있다. 일반적으로, 투명 유리는 수 eV 내지 수십 eV까지의 다양한 크기의 에너지 밴드 갭을 갖는다. 일 예에 따르면, 필라멘트 부(400)는 퀄츠보다 낮은 에너지 밴드 갭을 가질 수 있다. 퀄츠는 약 8eV 이상의 에너지 밴드 갭을 가질 수 있다. 예를 들어, 필라멘트 부(400)는 3.3eV의 에너지 밴드 갭을 갖는 N-SF11을 포함할 수 있다.
필라멘트 부(400)는 레이저 펄스(700)의 필라멘트 현상과, 셀프 포커싱(self-focusing)을 유도할 수 있다. 필라멘트 현상은 자체 위상 변조(self-phase modulation) 효과를 동반하면서 레이저 펄스(700)의 스펙트럼이 확대되는 현상이다. 셀프 포커싱은 필라멘트 부(400) 내에서 레이저 펄스(700)의 빔 사이즈가 자발적으로 줄어드는 현상이다. 이때, 필라멘트 부(400)의 에너지 밴드 갭의 크기에 따라 셀프 포커싱되는 레이저 펄스(700)에 대한 첨두 출력 문턱값이 존재한다. 필라멘트 부(400)의 첨두 출력 문턱값보다 낮은 레이저 펄스(700)는 필라멘트 부(400) 내에서 셀프 포커싱되지 않고, 문턱값보다 높은 레이저 펄스(700)는 셀프 포커싱될 수 있다. 따라서, 필라멘트 부(400)의 에너지 밴드 갭이 낮을수록 레이저 펄스(700)의 낮은 첨두 출력이 요구된다. 그러나, 레이저펄스(700)의 반복률이 메가헤르츠일 경우, 첨두출력 문턱값보다 낮은 출력의 경우에도 예외적으로 셀프 포커싱되면서 자체위상변조 현상을 동반할 수 있다. 레이저 펄스(700)의 스펙트럼의 확장 범위를 제한할 수 있다. 레이저 펄스(700)의 스펙트럼이 일정 부분까지 확장될 수 있다. 대부분의 고출력 극초단파 레이저 펄스(700)는 퀄츠보다 낮은 에너지 밴드 갭의 투명 유리 내에서 자발 초점될 수 있다. 퀄츠보다 낮은 에너지 밴드 갭을 갖는 필라멘트 부(400)는 레이저 펄스(700)에 대한 첨두 출력의 제약 또는 마진을 최소화할 수 있다. 필라멘트 부(400)는 레이저(100)의 선택 사양을 넓힐 수 있다. 고가의 고출력 레이저(100)뿐만 아니라 저렴한 저출력 레이저(100)의 사용이 가능할 수 있다.
반면, 상대적으로 높은 에너지 밴드 갭을 갖는 필라멘트 부(400)는 레이저 펄스(700)의 높은 첨두 출력을 요구할 수 있다. 즉, 필라멘트 부(400)는 높은 첨두 출력 문턱값을 가지면, 높은 첨두 출력의 레이저 펄스를 자발 포커싱시킬 수 있다. 더불어 레이저 펄스(700)의 넓은 스펙트럼이 획득될 수 있다. 그럼에도 불구하고, 필라멘트 부(400)는 레이저 펄스(700)의 첨두 출력에 대한 제약 또는 마진을 증가시킬 수 있다. 높은 에너지 밴드 갭을 갖는 필라멘트 부(400)는 고출력 레이저(100)에 적합하게 사용될 수 있다.
한편, 필라멘트 부(400)는 양의 2차 분산값의 레이저 펄스(700)를 제공할 수 있다. 필라멘트 부(400)는 레이저 펄스(700)의 음의 2차 분산 값을 양의 2차 분산 값으로 상쇄시킬 수 있다. 필라멘트 부(400)에 음의 2차 분산 값의 레이저 펄스(700)가 제공되면, 레이저 펄스(700)의 분산 값이 서로 상쇄되고, 상기 레이저 펄스(700)의 첨두 출력(peak intensity)이 최대로 될 수 있다. 이는 레이저 펄스(700)가 자체 위상 변조 효과를 최대로 얻으면서 레이저 펄스(700)의 스펙트럼이 더욱 확대되기 때문이다.
도 2는 도 1의 필라멘트 부(400) 내의 레이저 펄스(700)를 보여준다. 레이저 펄스(700)는 필라멘트 부(400) 내에서 자발 포커싱되어 필라멘트 형상을 가질 수 있다.
도 3은 소스 스펙트럼(102), 제 1 정상 분산 스펙트럼(104), 제 2 정상 분산 스펙트럼(106), 및 비정상 분산 스펙트럼(108)을 보여준다. 소스 스펙트럼(102)는 레이저(100)에서 제공된 레이저 펄스(700)의 스펙트럼이다. 제 1 정상 분산 스펙트럼(104)은 2.7mm 두께의 필라멘트 부(400)를 통과한 레이저 펄스(700)의 스펙트럼이다. 제 2 정상 분산 스펙트럼(106)은 10mm 두께의 필라멘트 부(400)를 통과한 레이저 펄스(700)의 스펙트럼이다. 비정상 분산 스펙트럼(108)은 음의 2차 분산 값의 레이저 펄스(700)가 10mm 두께의 필라멘트 부(400)를 통과한 레이저 펄스(700)의 스펙트럼이다. 여기서, 2차 분산 값은 -2760fs2이다. 비정상 분산 스펙트럼(108)은 소스 스펙트럼(102), 제 1 정상 분산 스펙트럼(104), 보다 제 2 정상 분산 스펙트럼(106)보다 넓은 영역의 파장대에 대한 세기(intensity)를 가질 수 있다. 제 1 정상 분산 스펙트럼(104) 및 제 2 정상 분산 스펙터럼(106)의 비교를 통해 필라멘트 부(400)의 두께에 따라 스펙트럼의 확장이 조절될 수 있다.
도 1을 다시 참조하면, 레이저 펄스(700)는 필라멘트 부(400)에서 펄스 압축기(500)으로 진행될 수 있다. 펄스 압축기(500)는 레이저 펄스(700)를 시간적으로 압축할 수 있다. 즉, 펄스 압축기(500)는 레이저 펄스(700)의 펄스 폭을 감소시킬 수 있다. 펄스 압축기(500)는 펄스 스트레쳐(200)와 유사한 구조를 가질 수 있다. 일 예에 따르면, 펄스 압축기(500)는 처프 펄스 압축기(downchirped pulse compressor)일 수 있다. 펄스 압축기(500)는 펄스 스트레쳐(200)와 동일한 주파수로 동기화 될 수 있다. 펄스 압축기(500)는 제 3 처프 미러(510) 및 제 4 처프 미러(520)를 포함할 수 있다. 제 3 처프 미러(510) 및 제 4 처프 미러(520)는 서로 대향하여 평행하게 배치될 수 있다. 레이저 펄스(700)는 제 3 처프 미러(510)와 제 4 처프 미러(520)에 순차적으로 진행할 수 있다. 제 3 처프 미러(510)는 레이저 펄스(700)를 제 4 처프 미러(520)에 반사할 수 있다. 제 4 처프 미러(520)는 레이저 펄스(700)를 타깃(600)에 반사할 수 있다. 제 4 처프 미러(520)는 레이저 펄스(700)의 펄스 폭을 감소시킬 수 있다.
타깃(600)은 펄스 압축기(500)의 후단에 배치될 수 있다. 타깃(600)은 검출기 포함할 수 있다. 검출기는 레이저 펄스(700)의 첨두 출력(peak intensity)을 검출할 수 있다. 검출기는 스펙트로미터, 또는 오토코릴레이터를 포함할 수 있다.
도 4는 도 3의 제 2 정상 분산 스펙트럼(106) 및 비정상 분산 스펙트럼(108)의 레이저 펄스(700)가 펄스 압축기(500)를 통과한 제 1 스펙트럼(112)과 제 2 스펙트럼(114)을 각각 보여준다. 제 1 스펙트럼(112)의 펄스 폭은 약 47 펨토초(fs)이고, 제 2 스펙트럼(114)의 펄스 폭은 33 펨토초(fs)이다. 필라멘트 부(400)에서의 레이저 펄스(700)의 스펙트럼이 넓을수록 펄스 압축기(500)에서 압축된 레이저 펄스(700)의 스펙트럼의 펄스 폭은 줄어들 수 있다. 여기서, 펄스 폭은 펄스의 상승 시간과 하강 시간에서 진폭이 1/2이 되는 시간 간격으로 정의될 수 있다. 비정상 분산 스펙트럼(108)의 레이저 펄스(700)의 고차 분산 값이 0으로 조정될 경우, 제 2 스펙트럼(114)의 펄스 폭은 31 펨토초(fs)까지 줄어들 수 있다. 작은 펄스 폭의 레이저 펄스(700)의 첨두 출력은 큰 펄스 폭의 레이저 펄스(700)의 첨두 출력에 비해 클 수 있다. 따라서, 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 레이저 시스템은 레이저 펄스(700)의 첨두 출력을 최대화시킬 수 있다.
도 5는 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 레이저 시스템을 보여준다. 도 5의 레이저(110), 렌즈들(330), 필라멘트 부(410), 및 타깃(610)은 도 1의 레이저(100), 렌즈들(300), 필라멘트 부(400), 및 타깃(600)과 각각 동일한 기능과 구성을 갖는다. 다만, 도 5의 펄스 스트레쳐(230) 및 펄스 압축기(530)는 도 1의 펄스 스트레쳐(200) 및 펄스 압축기(500)동일한 기능을 갖지만 서로 다른 구성을 갖는다.
펄스 스트레쳐(230)와 펄스 압축기(530)는 각각 프리즘 스트레쳐(prism stretcher)와 프리즘 압축기(prism compressor)일 수 있다. 일 예에 따르면, 펄스 스트레쳐(230)는 제 1 하프 미러(232), 제 1 프리즘(234), 제 2 프리즘(236), 및 제 1 미러(238)을 포함할 수 있다. 제 1 하프 미러(232)는 일부의 레이저 펄스(710)를 제 1 프리즘(234)에 투과하고, 나머지 레이저 펄스(710)를 제 3 미러(239)에 반사할 수 있다. 또한, 제 1 하프 미러(232)는 제 1 프리즘(234)으로부터 되돌아오는 레이저 펄스(710)를 제 3 미러(239)에 반사할 수 있다. 제 1 프리즘(234)과 제 2 프리즘(236)은 제 1 하프 미러(232)와 제 1 미러(238) 사이에 배치될 수 있다. 제 1 프리즘(234)과 제 2 프리즘(236)은 서로 어긋나게 마주보는 방향으로 배치될 수 있다. 제 1 프리즘(234)과 제 2 프리즘(236)은 레이저 펄스(710)를 굴절시킬 수 있다. 제 1 프리즘(234)과 제 2 프리즘(236)은 레이저 펄스(710)의 진행 경로를 서로 반대 방향으로 변경할 수 있다. 예를 들어, 제 1 프리즘(234)이 수평 방향의 레이저 펄스(710)를 아래 방향으로 진행시키면, 제 2 프리즘(236)은 레이저 펄스(710)를 다시 수평 방향으로 진행시킬 수 있다. 제 1 프리즘(236) 및 제 2 프리즘(236)은 레이저 펄스(700)을 음의 2차 분산값으로 분산할 수 있다. 레이저 펄스(710)는 제 1 미러(238)에서 제 2 프리즘(236)으로 반사될 수 있다. 레이저 펄스(710)는 제 2 프리즘(236), 제 1 프리즘(234), 및 제 1 하프 미러(232)를 거쳐 제 3 미러(239)와 제 1 렌즈(332)에 제공될 수 있다. 제 3 미러(239)는 제 1 하프 미러(232)와 제 1 렌즈(332) 사이에 배치될 수 있다.
펄스 압축기(530)는 제 2 하프 미러(532), 제 3 프리즘(534), 제 4 프리즘(536), 및 제 2 미러(538)를 포함할 수 있다. 제 2 하프 미러(532)는 제 2 렌즈(334)에서 제공되는 레이저 펄스(710)를 반 투과시킬 수 있다. 제 2 하프 미러(532)는 일부의 레이저 펄스(710)를 제 3 프리즘(534)에 투과할 수 있다. 제 2 하프 미러(532)는 나머지 레이저 펄스(710)를 제 4 미러(539)에 반사할 수 있다. 또한, 제 2 하프 미러(532)는 제 3 프리즘(534)로부터 되돌아오는 레이저 펄스(710)를 제 4 미러(539)에 반사할 수 있다. 제 3 프리즘(534)과 제 4 프리즘(536)은 서로 어긋나게 마주 보는 방향으로 이격하여 배치될 수 있다. 제 3 프리즘(534)과 제 4 프리즘(536)은 서로 반대 방향으로 레이저 펄스(710)를 굴절시킬 수 있다. 제 3 프리즘(534)은 수평 방향의 레이저를 아래 방향으로 진행시킬 수 있다. 제 4 프리즘(536)은 레이저 펄스(710)를 다시 수평 방향으로 진행시킬 수 있다. 제 4 프리즘(536)은 레이저 펄스(710)를 제 2 미러(538)에 제공할 수 있다. 제 3 프리즘(534)과 제 4 프리즘(536)은 레이저 펄스(700)의 펄스 폭을 감소시킬 수 있다. 제 2 미러(538)는 레이저 펄스(710)를 제 4 프리즘(536)에 반사할 수 있다. 레이저 펄스(710)는 제 4 프리즘(536), 제 3 프리즘(534), 제 2 하프 미러(532), 제 4 미러(539), 및 타깃(610)으로 진행(propagate)할 수 있다. 제 4 미러(539)는 제 2 하프 미러(532)와 타깃(610) 사이에 배치될 수 있다.
도 6은 본 발명의 제 3 실시 예에 따른 레이저 시스템을 보여준다. 도 6의 레이저(120), 제 7 미러(249), 렌즈들(340), 필라멘트 부(420), 제 8 미러(549), 및 타깃(620)은 도 5의 레이저(110), 제 3 미러(239), 렌즈들(330), 필라멘트 부(410), 제 4 미러(539), 및 타깃(610)과 각각 동일한 기능을 갖는다. 도 6의 펄스 스트레쳐(240)와 펄스 압축기(540)는 도 5의 펄스 스트레쳐(230) 및 펄스 압축기(530)와 각각 동일한 기능을 가지만, 서로 다른 구성을 갖는다.
펄스 스트레쳐(240)와 펄스 압축기(540)는 그레이팅 스트레쳐(grating-based stretcher)와 그레이팅 압축기(grating-based compressor)일 수 있다. 일 예에 따르면, 펄스 스트레쳐(240)는 제 3 하프 미러(242), 제 1 그레이팅(244), 제 2 그레이팅(246), 및 제 5 미러(248)을 포함할 수 있다. 제 3 하프 미러(242)는 일부의 레이저 펄스(720)를 제 1 그레이팅(244)에 투과하고, 나머지 레이저 펄스(720)를 제 7 미러(249)에 반사할 수 있다. 또한, 제 3 하프 미러(242)는 제 1 그레이팅(244)으로부터 되돌아오는 레이저 펄스(720)를 제 7 미러(249)에 반사할 수 있다. 제 1 그레이팅(244)과 제 2 그레이팅(246)마주보며 배치될 수 있다. 제 1 그레이팅(244)과 제 2 그레이팅(246)은 레이저 펄스(720)를 분산시킬 수 있다. 제 1 그레이팅(244)과 제 2 그레이팅(246)은 레이저 펄스(720)에 음의 2차 분산 값을 제공할 수 있다. 제 2 그레이팅(246)은 제 5 미러(248)에 레이저 펄스(720)를 제공할 수 있다. 제 5 미러(248)는 레이저 펄스(720)를 제 2 그레이팅(246)에 다시 반사할 수 있다. 레이저 펄스(720)는 제 2 그레이팅(246), 제 1 그레이팅(244), 및 제 3 하프 미러(242) 및 제 7 미러(249)로 진행할 수 있다.
펄스 압축기(540)는 제 4 하프 미러(542), 제 3 그레이팅(544), 제 4 그레이팅(546), 및 제 6 미러(548)를 포함할 수 있다. 제 4 하프 미러(542)는 레이저 펄스(720)를 반 투과시킬 수 있다. 제 4 하프 미러(542)는 일부의 레이저 펄스(720)를 제 3 그레이팅(544)에 투과할 수 있다. 제 4 하프 미러(542)는 나머지 레이저 펄스(720)를 제 8 미러(549)에 반사할 수 있다. 제 4 하프 미러(542)는 제 3 그레이팅(544)로부터 되돌아오는 레이저 펄스(720)를 제 8 미러(549)에 반사할 수 있다. 제 3 그레이팅(544)과 제 4 그레이팅(546)은 마주 보는 방향으로 배치될 수 있다. 제 3 그레이팅(544)과 제 4 그레이팅(546)은 레이저 펄스(720)의 펄스 폭을 감소시킬 수 있다. 제 4 그레이팅(546)은 레이저 펄스(720)를 제 6 미러(548)에 제공할 수 있다. 제 6 미러(548)는 레이저 펄스(720)를 제 4 그레이팅(546)에 다시 반사할 수 있다. 레이저 펄스(720)는 제 4 그레이팅(546), 제 3 그레이팅(544), 제 4 하프 미러(542), 제 8 미러(549), 및 타깃(620)으로 진행(propagate)할 수 있다.
도 7은 본 발명의 제 4 실시 예에 따른 레이저 시스템을 보여준다. 도 7의 레이저(130), 제 11 미러(259), 렌즈들(350), 필라멘트 부(430), 제 12 미러(559), 및 타깃(630)은 도 6의 레이저(120), 제 7 미러(249), 렌즈들(340), 필라멘트 부(420), 제 8 미러(549), 및 타깃(620)과 각각 동일한 기능 및 구성을 갖는다. 다만, 도 7의 펄스 스트레쳐(250)와, 펄스 압축기(550)는 도 6의 펄스 스트레쳐(240)와 펄스 압축기(540)와 각각 동일한 기능을 가지만, 서로 다른 구성을 갖는다.
펄스 스트레쳐(250)와 펄스 압축기(540)는 그리즘 스트레쳐(grism stretcher)와 그리즘 압축기(grism compressor)일 수 있다. 일 예에 따르면, 펄스 스트레쳐(250)는 제 5 하프 미러(252), 제 1 그리즘(254), 제 2 그리즘(256), 및 제 9 미러(258)을 포함할 수 있다. 제 5 하프 미러(252)는 일부의 레이저 펄스(730)를 제 1 그리즘(254)에 투과하고, 나머지 레이저 펄스(730)를 제 11 미러(259)에 반사할 수 있다. 또한, 제 5 하프 미러(252)는 제 1 그리즘(254)으로부터 되돌아오는 레이저 펄스(730)를 제 11 미러(259)에 반사할 수 있다. 제 1 그리즘(254)과 제 2 그리즘(256) 엇갈리게 마주보며 배치될 수 있다. 제 1 그리즘(254)과 제 2 그리즘(256)은 레이저 펄스(730)에 음의 2차 분산 값을 제공할 수 있다. 제 2 그리즘(256)은 제 9 미러(258)에 레이저 펄스(730)를 제공할 수 있다. 제 9 미러(258)는 레이저 펄스(730)를 제 2 그리즘(256)에 다시 반사할 수 있다. 레이저 펄스(730)는 제 2 그리즘(256), 제 1 그리즘(254), 및 제 5 하프 미러(252) 및 제 11 미러(259)로 진행할 수 있다.
펄스 압축기(540)는 제 6 하프 미러(552), 제 3 그리즘(554), 제 4 그리즘(556), 및 제 10 미러(558)를 포함할 수 있다. 제 6 하프 미러(552)는 레이저 펄스(730)를 반 투과시킬 수 있다. 제 6 하프 미러(552)는 일부의 레이저 펄스(730)를 제 3 그리즘(554)에 투과할 수 있다. 제 6 하프 미러(552)는 나머지 레이저 펄스(730)를 제 12 미러(559)에 반사할 수 있다. 제 6 하프 미러(552)는 제 3 그리즘(554)로부터 되돌아오는 레이저 펄스(730)를 제 12 미러(559)에 반사할 수 있다. 제 3 그리즘(554)과 제 4 그리즘(556)은 서로 엇갈리게 마주 보는 방향으로 배치될 수 있다. 제 3 그리즘(554)과 제 4 그리즘(556)은 레이저 펄스(730)의 펄스 폭을 감소시킬 수 있다. 제 4 그리즘(556)은 레이저 펄스(730)를 제 10 미러(558)에 제공할 수 있다. 제 10 미러(558)는 레이저 펄스(730)를 제 4 그리즘(556)에 다시 반사할 수 있다. 레이저 펄스(730)는 제 4 그리즘(556), 제 3 그리즘(554), 제 6 하프 미러(552), 제 12 미러(559), 및 타깃(630)으로 진행(propagate)할 수 있다.
이상, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시 예들을 예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들 및 응용 예에는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
100: 레이저 200: 펄스 스트레쳐
210: 제 1 처프 미러 220: 제 2 처프 미러
300: 렌즈들 310: 제 1 렌즈
320: 제 2 렌즈 400: 필라멘트 부
500: 펄스 압축기 510: 제 3 처프 미러
520: 제 4 처프 미러 600: 타깃
700: 레이저 펄스

Claims (21)

  1. 레이저 펄스를 제공하는 레이저;
    상기 레이저 펄스의 펄스 폭을 감소시키는 펄스 압축기;
    상기 압축기와 상기 레이저 사이에 배치되고, 상기 레이저 펄스를 분산하는 펄스 스트레쳐; 및
    상기 펄스 스트레쳐와 상기 펄스 압축기 사이에 배치되고, 상기 레이저 펄스를 투과하여 상기 레이저 펄스의 자발 포커싱 및 필라멘트 현상으로부터 상기 레이저 펄스의 스펙트럼을 확장하는 필라멘트 부를 포함하는 레이저 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 필라멘트 부는 퀄츠보다 낮은 에너지 밴드 갭을 갖는 투명 유리를 포함하는 레이저 시스템.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 필라멘트 부는 3.3전자볼트의 상기 에너지 밴드 갭을 갖는 레이저 시스템.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 펄스 스트레쳐와 상기 필라멘트 부 사이에 배치되고, 상기 레이저 펄스를 상기 필라멘트 부에 포커싱하는 제 1 렌즈; 및
    상기 필라멘트 부와 상기 펄스 압축기 사이에 배치되고, 상기 레이저 펄스를 상기 펄스 압축기에 평행하게 제공하는 제 2 렌즈를 더 포함하는 레이저 시스템.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 펄스 스트레쳐 및 상기 펄스 압축기는 처프 펄스 스트레쳐 및 처프 펄스 압축기를 각각 포함하는 레이저 시스템.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 처프 펄스 스트레쳐는:
    상기 레이저 펄스를 반사하는 제 1 처프 미러; 및
    상기 제 1 처프 미러에 평행하게 배치되고, 상기 제 1 처프 미러에서 반사된 상기 레이저 펄스를 상기 필라멘트 부에 반사하여 상기 레이저 펄스를 상기 음의 분산 값으로 분산하는 제 2 처프 미러를 포함하는 레이저 시스템.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 처프 펄스 압축기는:
    상기 레이저 펄스를 반사하는 제 3 처프 미러; 및
    상기 제 3 처프 미러에 평행하게 배치되고, 상기 제 3 처프 미러에서 반사된 상기 레이저 펄스를 반사하여 상기 레이저 펄스의 상기 펄스 폭을 감소시키는 제 4 처퍼 미러를 포함하는 레이저 시스템.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 펄스 스트레쳐 및 상기 펄스 압축기는 프리즘 스트레쳐와 프리즘 압축기를 각각 포함하는 레이저 시스템.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 프리즘 스트레쳐는:
    상기 레이저 펄스를 투과하는 제 1 하프 미러;
    상기 제 1 하프 미러를 통과한 상기 레이저 펄스를 굴절시키는 제 1 프리즘;
    상기 제 1 프리즘에 대해 엇갈리게 마주 보는 방향으로 배치되고, 상기 제 1 프리즘에서 굴절된 상기 레이저 펄스를 굴절시켜 상기 레이저 펄스를 상기 음의 분산 값으로 분산하는 제 2 프리즘; 및
    상기 제 2 프리즘으로부터 제공되는 상기 레이저 펄스를 상기 제 2 프리즘에 다시 반사하는 제 1 미러를 포함하는 레이저 시스템.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 프리즘 압축기는:
    상기 레이저 펄스를 투과하는 제 2 하프 미러;
    상기 제 2 하프 미러를 통과한 상기 레이저 펄스를 굴절시키는 제 3 프리즘;
    상기 제 3 프리즘에 엇갈리게 마주 보는 방향으로 배치되고, 상기 제 3 프리즘에서 굴절된 상기 레이저 펄스를 굴절시켜 상기 레이저 펄스의 펄스 폭을 감소시키는 제 4 프리즘; 및
    상기 제 4 프리즘에서 굴절된 상기 레이저 펄스를 상기 제 4 프리즘에 다시 반사하는 제 2 미러를 포함하는 레이저 시스템.
  11. 제 8 항에 있어서,
    상기 프리즘 스트레쳐와 상기 필라멘트 부 사이의 제 3 미러;
    상기 프리즘 압축기에서 제공되는 레이저 펄스에 노출되는 타깃; 및
    상기 프리즘 압축기와 상기 타깃 사이의 제 4 미러를 더 포함하는 레이저 시스템.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 펄스 스트레쳐 및 상기 펄스 압축기는 그레이팅 스트레쳐와 그레이팅 압축기를 각각 포함하는 레이저 시스템.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 그레이팅 스트레쳐는:
    상기 레이저 펄스를 투과하는 제 3 하프 미러;
    상기 제 3 하프 미러를 통과한 상기 레이저 펄스를 반사하는 제 1 그레이팅;
    상기 제 1 그레이팅과 평행하게 배치되고, 상기 제 1 그레이팅에서 반사된 상기 레이저 펄스를 반사하여 상기 레이저 펄스를 상기 음의 분산 값으로 분산하는 제 2 그레이팅; 및
    상기 제 2 그레이팅에서 반사된 상기 레이저 펄스를 상기 제 2 그레이팅에 다시 반사하는 제 5 미러를 포함하는 레이저 시스템.
  14. 제 12 항에 있어서,
    상기 그레이팅 압축기는:
    상기 레이저 펄스를 투과하는 제 4 하프 미러;
    상기 제 4 하프 미러를 통과한 상기 레이저 펄스를 반사하는 제 3 그레이팅;
    상기 제 3 그레이팅과 평행하게 배치되고, 상기 제 3 그레이팅에서 반사된 상기 레이저 펄스를 반사하여 상기 레이저 펄스의 펄스 폭을 감소시키는 제 4 그레이팅; 및
    상기 제 4 그레이팅에서 반사된 상기 레이저 펄스를 상기 제 4 그레이팅에 다시 반사하는 제 6 미러를 포함하는 레이저 시스템.
  15. 제 12 항에 있어서,
    상기 그레이팅 스트레쳐와 상기 필라멘트 부 사이의 제 7 미러;
    상기 그레이팅 압축기에서 제공된 레이저 펄스에 노출되는 타깃; 및
    상기 그레이팅 압축기와 타깃 사이의 상제 8 미러를 더 포함하는 레이저 시스템.
  16. 제 1 항에 있어서,
    상기 펄스 스트레쳐 및 상기 펄스 압축기는 그리즘 스트레쳐와 그리즘 압축기를 각각 포함하는 레이저 시스템.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 그리즘 스트레쳐는:
    상기 레이저 펄스를 투과하는 제 5 하프 미러;
    상기 제 5 하프 미러를 통과한 상기 레이저 펄스를 굴절시키는 제 1 그리즘;
    상기 제 1 그리즘에 엇갈리게 마주 보는 방향으로 배치되고, 상기 제 1 그리즘에서 굴절된 상기 레이저 펄스를 굴절시켜 상기 레이저 펄스를 상기 음의 분산 값으로 분산하는 제 2 그리즘; 및
    상기 제 2 그리즘에 굴절된 상기 레이저 펄스를 상기 제 2 그리즘에 반사하는 제 9 미러를 포함하는 레이저 시스템.
  18. 제 16 항에 있어서,
    상기 그리즘 압축기는:
    상기 레이저 펄스를 투과하는 제 6 하프 미러;
    상기 제 6 하프 미러를 통과한 상기 레이저 펄스를 굴절시키는 제 3 그리즘;
    상기 제 4 그리즘에 엇갈리게 마주보는 방향으로 배치되고, 상기 제 3 그리즘에 굴절된 상기 레이저 펄스를 굴절시켜 상기 레이저 펄스의 펄스 폭을 감소시키는 제 4 그리즘; 및
    상기 제 4 그리즘에 굴절된 상기 레이저 펄스를 상기 제4 그리즘에 반사하는 제 10 미러를 포함하는 레이저 시스템.
  19. 제 16 항에 있어서,
    상기 그리즘 스트레쳐와 상기 필라멘트 부 사이의 제 11 미러;
    상기 그리즘 압축기에서 제공되는 상기 레이저 펄스에 노출되는 타깃; 및
    상기 그리즘 압축기와 상기 타깃 사이의 제 12 미러를 더 포함하는 레이저 시스템.
  20. 레이저 펄스를 제공하는 레이저;
    상기 레이저 펄스가 음의 2차 분산 값을 갖도록 상기 레이저 펄스를 분산하는 펄스 스트레쳐; 및
    상기 음의 2차 분산 값을 양의 2차 분산 값으로 상쇄하도록 상기 레이저 펄스를 투과하여 상기 레이저 펄스의 자발 포커싱 및 필라멘트 현상으로부터 상기 레이저 펄스의 스펙트럼을 확장하는 필라멘트 부를 포함하는 레이저 시스템.
  21. 제 20 항에 있어서,
    상기 레이저 펄스의 펄스 폭을 감소시키고, 상기 레이저 펄스의 첨두 출력을 증가시키는 펄스 압축기를 더 포함하는 레이저 시스템.
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