KR20160039851A - 광학 스위치를 구비한 듀얼 레이저 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 하나의 레이저 발생부를 이용하여 복수의 파장대를 출력하는 광학 스위치를 구비한 듀얼 레이저 장치에 관한 것으로, 피부 치료용으로 사용되는 레이저 장치에 있어서, 광원을 발생하는 레이저 발생부, 상기 광원을 여기시켜 제1 광원을 형성하는 제1 매질부, 상기 제1 매질부를 통해 형성한 제1 광원을 기 설정된 출력으로 전환시키는 광학 스위치부, 및 상기 광학 스위치부의 어느 일단에 연결되어 상기 제1 광원을 여기시켜 제2 광원으로 형성시키는 제2 매질부를 포함한다.

Description

광학 스위치를 구비한 듀얼 레이저 장치{DUAL LASER DEVICE INCLUDING OPTICAL SWITCH}
본 발명은 광학 스위치를 구비한 듀얼 레이저 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 하나의 레이저 발생부를 이용하여 복수의 파장대를 출력하는 광학 스위치를 구비한 듀얼 레이저 장치에 관한 것이다.
일반적으로 파이버 레이저는 능동매질의 광섬유에서 첨가하는 희토류 원소로 파장에 따라 여러 종류가 있지만 가장 많이 사용하는 것이 어븀(Erbium:Er), 이터븀(ytterbium:Yb), 및 네오디뮴(neodymium:Nd)이다.
종래의 방식은 광섬유 격자(fiber bragg grating), Active fiber로 이루어져 있다.
915nm, 788nm의 레이저 다이오드로 광펌핑을 하고, 바닥상태에 있던 매질이 펌핑된 광을 흡수하여 여기상태로 올라가게 되고 다시 안정된 바닥상태로 내려오면 915nm는 1560nm파장의 빛을 내게 되고, 788nm은 1927nm 파장의 빛을 내게 되며 이는 사용자의 설정에 따라 선택적으로 분배기에서 1560nm 파장 또는 1927nm 파장을 출력한다
광섬유 레이저는 높은 이득 및 넓은 이득 대역과 높은 효율을 가지고 있고, 1560nm 및 1927nm파장은 기미, 색소침착, 잔주름 치료에 효과가 있다.
그러나, 종래의 경우 각각의 파장의 빛을 발생시키기 위해 레이저 다이오드를 각각 구비해야 하는 문제가 있었다.
본 발명은 하나의 레이저 다이오드를 통해 나오는 광을 복수 개의 파장대로 출력하는 광학 스위치를 구비한 듀얼 레이저 장치를 제공하기 위한 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않는다.
상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 광학 스위치를 구비한 듀얼 레이저 장치는, 피부 치료용으로 사용되는 레이저 장치에 있어서, 광원을 발생하는 레이저 발생부; 상기 광원을 여기시켜 제1 광원을 형성하는 제1 매질부; 상기 제1 매질부를 통해 형성한 제1 광원을 기 설정된 출력으로 전환시키는 광학 스위치부; 및 상기 광학 스위치부의 어느 일단에 연결되어 상기 제1 광원을 여기시켜 제2 광원으로 형성시키는 제2 매질부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
구체적으로, 상기 광학 스위치부는 입력단을 통해 전달받은 상기 제1 광원을 외부로 출력시키도록 출력단 방향으로 제1 광원의 각도를 조절시키는 미러부; 상기 제1 광원을 통과 시켜 상기 제2 매질부에 전달하는 제1 광원 입력단; 상기 제2 매질부에 의해 광원을 여기시켜 상기 출력단으로 출력시키는 제2광원 출력단;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 미러부가 동일한 각도 내에서 이동하도록 가이드하는 미러 가이드부 및 상기 미러부를 이동시키는 엑추에이터를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 레이저 발생부는 915nm파장의 광원을 발생시키는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제1 광원은 1560nm이고, 제2 광원은 1927nm인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 입력단 및 제2 광원 출력단은 파이버를 통해 전달되는 제1 광원을 평행빔 형태로 전환하기 위한 콜리메이팅 렌즈를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 출력단 및 제1 광원 입력단은 평행빔 형태의 광원을 파이버로 집속할 수 있도록 하기 위한 집속렌즈를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 광학 스위치부의 입력단, 출력단, 제1 광원 입력단, 및 제2 광원 출력단은 사방에 위치하여 중앙을 마주보도록 배치되어 고정되는 것을 특징으로 한다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 하나의 레이저 발생부를 이용하여 복수의 파장을 출력하여 복수의 목적으로 사용될 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 하나의 레이저 발생부를 사용함으로써 비용절감의 효과가 있다.
도 1은 종래의 레이저 장치를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 광학 스위치를 구비한 듀얼 레이저 장치를 나타낸 개략도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 광학 스위치를 구비한 듀얼 레이저 장치의 광학 스위치를 나타낸 상면도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 광학 스위치를 구비한 듀얼 레이저 장치의 광학 스위치를 나타낸 사시도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 광학 스위치를 구비한 듀얼 레이저 장치의 (a) 입력단 및 제2 광원 출력단을 나타낸 도면이고, (b) 출력단 및 제1 광원 입력단을 나타낸 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세하게 설명한다. 도면들 중 동일한 구성요소들은 가능한 어느 곳에서든지 동일한 부호로 표시한다. 또한 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.
도 2 내지 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 광학 스위치를 구비한 듀얼 레이저 장치에 관한 것으로, 듀얼 레이저 장치는 레이저 발생부(110), 제1 매질부(120), 광학 스위치부(130), 제2 매질부(140)를 포함한다.
레이저 발생부(110)는 광원을 발생한다. 본 발명의 실시예에서는 915nm 광원을 발생한다.
제1 매질부(120)는 레이저 발생부(110)가 발생한 광원 915nm을 제1 광원으로 여기 시킨다. 이때, 제1 광원은 1560nm 파장대 광원이다.
제1 매질부(120)는 매질(121) 및 광섬유 브래그 격자(FBG, 122)를 구비하여, 광원을 매질(121) 양측에 구비한 광섬유 브래그 격자(122)에 의해 구성된 공진기 내를 왕복함으로써 증폭되어 발진을 발생시키고, 제1 광원을 출력한다.
이때, 제1 매질부(120)로 전달되는 광원의 파장이 변경되면 출력되는 파장도 달라질 수 있다.
광학 스위치부(130)는 제1 광원을 기 설정된 출력으로 전환시킬 수 있도록 출력을 제어한다.
여기서, 광학 스위치(130)는 크게 4개의 포트(131~134), 렌즈(135,136), 미러부(137), 및 액츄에이터(138)를 포함한다.
4개의 포트는 입력단(131), 출력단(132), 제1 광원 입력단(133), 제2 광원 출력단(134)으로 구분될 수 있으며, 도 3 또는 도 4와 같이 4개의 포트(131~134)는 사방에 위치하여 즉, 2개의 포트가 각각 서로 마주보며 위치하여, 모두 중앙을 마주하도록 배치되어 고정된다.
미러부(137)는 입력단(131)으로 들어오는 제1 광원을 출력단(132) 또는 제1 광원 입력단(133)으로 반사될 수 있도록 포트(131~134)들 사이에서 대각선으로 위치시킨다.
도 3 또는 도 4의 미러부(137)는 입력단(131)으로 들어오는 제1 광원을 출력단(132)로 출력되도록 도시되어 있으나, 미러부(137)에 반사되어 제1 광원 입력단(133)으로 입력되도록 배치 순서를 한정하지 아니한다.
렌즈(135,136)는 2개의 콜리메이팅 렌즈(135) 및 2개의 집속 렌즈(136)를 구비하되, 입력단(131) 및 제2 광원 출력단(134)에 평행빔 형태로 전환하는 콜리메이팅 렌즈(135)를 각각 구비하고, 출력단(132) 및 제1 광원 입력단(133)에 평행빔 형태의 광원을 파이버(F)로 집속할 수 있도록 집속렌즈(136)를 각각 구비한다.
이때, 콜리메이팅 렌즈(135)는 파이버(F) 후단에 구비되고, 집속렌즈(136)는 파이버(F) 전단에 구비되는 것이 바람직하다.
액츄에이터(138)는 기어식 또는 압전 액츄에이터를 사용할 수 있으며, 액츄에이터(F) 일측단에 미러부(137)를 장착하여 미러부(137)를 이동시킴으로써, 입력단을 통해 들어오는 제1 광원의 방향을 제어할 수 있다.
예를 들어, 출력단(132)이 입력단의 직선방향에 있다면 액츄에이터(138)를 이용하여 미러부(137)를 입력단(131)과 출력단(132)의 사이에서 비켜줌으로써 제1 광원이 직선으로 이동할 수 있게 하고, 출력단(132)이 입력단(131)의 수직방향에 있다면, 액츄에이터(138)를 이용하여 미러부(137)를 입력단(131)과 출력단(132) 사이에 대각선으로 위치시켜 제1 광원이 수직으로 출력단(132)으로 이동할 수 있게 한다.
이와 같이 액츄에이터(138)는 미러부(137)를 이동시켜 출력단(131) 및 제1 광원 입력단(133)으로 전달될 광원을 안내할 수 있도록 한다.
액츄에이터(138)은 외부 제어부를 통해 사용자가 지정하는 파장을 입력하면 미러를 이동시키며, 본 발명에서 액츄에이터(138)의 구동은 요지에 벗어나므로 상세한 설명에서는 생략하도록 한다.
제2 매질부(140)는 제1 광원이 광학 스위치(130)의 입력단(131)를 통해 제1 광학 입력단(133)으로 전달되면 제1 광원을 여기시켜 제2 광원으로 형성시킨다.
제2 매질부(140)는 제1 매질부(120)와 같이 매질(141) 및 광섬유 브래그 격자(142)로 구성하여, 제1 광원을 매질(141) 양측에 구비한 광섬유 브래그 격자(FBG, 142)에 의해 구성된 공진기 내를 왕복함으로써 증폭되어 발진을 발생시키고, 제2 광원을 출력한다.
이때, 제2 광원은 1927nm파장대 광원이다.
여기서, 제2매질부(140)가 형성한 제2 광원은 제2 광원 출력단(133)을 통해 출력단(134)으로 전달되어 외부로 출력된다.
따라서, 본 발명은 하나의 레이저 다이오드를 이용하여 복수의 파장을 출력하여 복수의 목적으로 사용될 수 있는 효과가 있다.
상기와 같은 광학 스위치를 구비한 듀얼 레이저 장치는 위에서 설명된 실시예들의 구성과 작동 방식에 한정되는 것이 아니다. 상기 실시예들은 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 구성될 수도 있다.
110 : 레이저 발생부 120 : 제1 매질부
121, 141 : 매질 122, 142 : 광섬유 브래그 격자
130 : 광학 스위치부 131 : 입력단
132 : 출력단 133 : 제1 광원 입력단
134 : 제2 광원 출력단 135 : 콜리메이팅 렌즈
136 : 집속렌즈 137 : 미러부
138 : 엑추에이터 140 : 제2 매질부

Claims (8)

  1. 피부 치료용으로 사용되는 레이저 장치에 있어서,
    광원을 발생하는 레이저 발생부;
    상기 광원을 여기시켜 제1 광원을 형성하는 제1 매질부;
    상기 제1 매질부를 통해 형성한 제1 광원을 기 설정된 출력으로 전환시키는 광학 스위치부; 및
    상기 광학 스위치부의 어느 일단에 연결되어 상기 제1 광원을 여기시켜 제2 광원으로 형성시키는 제2 매질부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 광학 스위치를 구비한 듀얼 레이저 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 광학 스위치부는 입력단을 통해 전달받은 상기 제1 광원을 외부로 출력시키도록 출력단 방향으로 제1 광원의 각도를 조절시키는 미러부;
    상기 제1 광원을 통과 시켜 상기 제2 매질부에 전달하는 제1 광원 입력단;
    상기 제2 매질부에 의해 광원을 여기시켜 상기 출력단으로 출력시키는 제2광원 출력단;을 포함하는 것을 특징으로 하는 광학 스위치를 구비한 듀얼 레이저 장치.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 미러부가 동일한 각도 내에서 이동하도록 가이드하는 미러 가이드부 및 상기 미러부를 이동시키는 엑추에이터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광학 스위치를 구비한 듀얼 레이저 장치.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 레이저 발생부는 915nm파장의 광원을 발생시키는 것을 특징으로 하는 광학 스위치를 구비한 듀얼 레이저 장치.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 광원은 1560nm이고, 제2 광원은 1927nm인 것을 특징으로 하는 광학 스위치를 구비한 듀얼 레이저 장치.
  6. 청구항 2에 있어서,
    상기 입력단 및 제2 광원 출력단은 파이버를 통해 전달되는 광원을 평행빔 형태로 전환하기 위한 콜리메이팅 렌즈를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광학 스위치를 구비한 듀얼 레이저 장치.
  7. 청구항 2에 있어서,
    상기 출력단 및 제1 광원 입력단은 평행빔 형태의 광원을 파이버로 집속할 수 있도록 하기 위한 집속렌즈를 더 포함하는 것을 특징으로 광학 스위치를 구비한 듀얼 레이저 장치.
  8. 청구항 2에 있어서,
    상기 광학 스위치부의 입력단, 출력단, 제1 광원 입력단, 및 제2 광원 출력단은 사방에 위치하여 중앙을 마주하도록 배치되어 고정되는 것을 특징으로 하는 광학 스위치를 구비한 듀얼 레이저 장치.
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