KR20170123859A - 레이저 빔 장치 및 레이저 빔 핸드피스 - Google Patents

레이저 빔 장치 및 레이저 빔 핸드피스 Download PDF

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Abstract

본 발명은 멀티 스팟 레이저 빔을 출력하는 레이저 빔 장치 및 레이저 빔 핸드피스에 관한 것이다. 본 발명에 따른 레이저 빔 장치는 제 1파장의 단일 스팟 레이저 빔을 생성하여 조사하는 광원유닛, 광원유닛으로부터 조사된 제 1파장의 단일 스팟 레이저 빔을 제 1파장의 멀티 스팟 레이저 빔과 제 2파장의 단일 스팟 레이저 빔 중 어느 하나로 출력시킨 후 출력된 제 1파장의 멀티 스팟 레이저 빔과 제 2파장의 단일 스팟 레이저 빔 중 어느 하나를 제 2파장의 멀티 스팟 레이저 빔으로 출력시키는 레이저 빔 발진유닛 및 레이저 빔 발진유닛으로부터 출력된 제 2파장의 멀티 스팟 레이저 빔의 출력 에너지를 상대적으로 높은 출력의 에너지를 갖도록 제 2파장의 멀티 스팟 레이저 빔을 증폭시키는 증폭유닛을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

레이저 빔 장치 및 레이저 빔 핸드피스{LASER BEAM APPARATUS AND LASER BEAM HANDPIECE}
본 발명은 레이저 빔 장치 및 레이저 빔 핸드피스에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 레이저 빔을 조사하는 레이저 빔 장치 및 레이저 빔 핸드피스에 관한 것이다.
레이저 빔 장치는 일반 자연광 및 램프로부터 방사되는 빛과 달리 단색성(monochromatic), 간섭성(coherence) 및 직진성(collimation)의 3가지 특성을 갖는 레이저 빔을 출력하는 장치이다. 레이저 빔 장치로부터 출력되는 레이저 빔은 레이저 빔의 발진 조건 등 변경에 따라 상이한 파장 또는 상이한 펄스폭을 갖는 에너지로 출력된다.
이러한 레이저 빔 장치로부터 출력되는 레이저 빔은 단색성, 간섭성 및 직진성의 특성 우수함 때문에 각종 산업분야에서 널리 사용되고 있는 추세이다. 예를 들어, 레이저 빔 장치는 금속 산업, 건설 산업, 조선 산업 및 의료 산업 등과 같이 다양한 산업 분야에서 사용된다. 특히, 레이저 빔 장치는 레이저 빔의 조사에 따른 치료 효율의 상승에 따라 의료 산업 분야에서 그 사용성이 증대되고 있다.
한편, 의료 산업 분야에서 사용되는 레이저 빔 장치는 치료 목적 또는 치료 부위 또는 미용 목적 등과 같은 다양한 쓰임새에 따라 다양한 파장 또는 펄스폭 또는 출력 에너지를 갖는 레이저 빔을 출력한다.
대표적으로 의료 산업 분야에서 레이저 빔 장치는 피부 치료 또는 피부 미용을 위해서 많이 사용된다. 피부 치료 또는 피부 미용을 위한 목적으로 사용되는 레이저 빔 장치로부터 출력되는 레이저 빔은 단일 파장의 레이저 빔과 단일 스팟의 레이저 빔이 사용되는 것이 일반적이다.
그러므로, 치료 및 미용을 위한 사용성 확대를 위해 출력되는 레이저 빔의 파장, 스팟 또는 출력 에너지를 조절할 수 있는 레이저 빔 장치의 개발이 요구되고 있다.
대한민국공개특허공보 제10-2008-0081222호; 고출력 레이저 핸드피스
본 발명의 목적은 입사된 레이저 빔의 파장, 스팟 및 출력 에너지를 변경 또는 파장 변환할 수 있도록 구조가 개선된 레이저 빔 장치 및 레이저 빔 핸드피스를 제공하는 것이다.
상기 과제의 해결 수단은, 본 발명에 따라 제 1파장의 단일 스팟 레이저 빔을 생성하여 조사하는 광원유닛과, 상기 광원유닛으로부터 조사된 상기 제 1파장의 단일 스팟 레이저 빔을 제 1파장의 멀티 스팟 레이저 빔과 제 2파장의 단일 스팟 레이저 빔 중 어느 하나로 출력시킨 후, 출력된 상기 제 1파장의 멀티 스팟 레이저 빔과 상기 제 2파장의 단일 스팟 레이저 빔 중 어느 하나를 제 2파장의 멀티 스팟 레이저 빔으로 출력시키는 레이저 빔 발진유닛 및 상기 레이저 빔 발진유닛으로부터 출력된 상기 제 2파장의 멀티 스팟 레이저 빔의 출력 에너지를 상대적으로 높은 출력의 에너지를 갖도록 상기 제 2파장의 멀티 스팟 레이저 빔을 증폭시키는 증폭유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 빔 장치에 의해 이루어진다.
여기서, 상기 레이저 빔 발진유닛은 입사된 상기 제 1파장의 단일 스팟 레이저 빔을 상기 제 1파장의 멀티 스팟 레이저 빔으로 출력시키는 멀티 스팟 형성부와, 상기 멀티스팟 형성부를 사이에 두고 상기 광원유닛에 대향 배치되어 상기 제 1파장의 멀티 스팟 레이저 빔을 상기 제 2파장의 멀티 스팟 레이저 빔으로 변환시켜 출력시키는 광학부를 포함할 수 있다.
반면, 상기 레이저 빔 발진유닛은 입사된 상기 제 1파장의 단일 스팟 레이저 빔에 의해 펌핑되어 상기 제 2파장의 단일 스팟 레이저 빔으로 변환시켜 출력시키는 광학부와, 상기 광학부를 사이에 두고 상기 광원유닛에 대향 배치되어 입사된 상기 제 2파장의 단일 스팟 레이저 빔을 상기 제 2파장의 멀티 스팟 레이저 빔으로 출력시키는 멀티 스팟 형성부를 포함할 수 있다.
상기 증폭유닛은 상기 레이저 빔 발진유닛으로부터 출력되어 입사된 상기 제 2파장의 멀티 스팟 레이저 빔이 흡수되는 증폭 광학부와, 상기 증폭 광학부로 입사되는 상기 제 2파장의 멀티 스팟 레이저 빔의 입사 방향의 가로 방향으로 배치되어 상기 증폭 광학부에서 흡수되는 상기 제 2파장의 멀티 스팟 레이저 빔의 출력 에너지를 증가시키기 위해 상기 증폭 광학부에 펌핑 광을 제공하는 증폭 광원부를 포함할 수 있다.
상기 레이저 빔 장치는 상기 증폭유닛을 사이에 두고 상기 레이저 빔 발진유닛에 대해 대향 배치되어, 상기 증폭유닛으로부터 출력된 상기 제 2파장을 갖는 멀티 스팟의 레이저 빔에 대해 스팟 크기 및 스팟 간격 중 어느 하나를 조절하는 스팟 조절유닛을 더 포함할 수 있다.
상기 증폭 광원부로부터 상기 증폭 광학부로 제공되는 펌핑 광은 제 1파장을 갖는 것이 바람직하다.
상기 멀티 스팟 형성부는 마이크로렌즈 어레이(MLA)와 회절광학소자(DOE) 중 어느 하나를 포함할 수 있다.
상기 레이저 빔 장치는 상기 증폭유닛을 사이에 두고 상기 레이저 빔 발진유닛에 대해 대향 배치되어, 상기 증폭유닛으로부터 출력된 상기 제 2파장의 멀티 스팟 레이저 빔을 제 3파장의 멀티 스팟 레이저 빔으로 출력시키는 광학유닛을 더 포함할 수 있다.
한편, 상기 과제의 해결 수단은, 본 발명에 따라 제 1파장의 단일 스팟 레이저 빔을 생성하여 조사하는 광원유닛과, 상기 광원유닛으로부터 조사된 상기 제 1파장의 단일 스팟 레이저 빔을 멀티 스팟 레이저 빔으로 출력시키는 멀티 스팟 형성부 및 제 1파장의 멀티 스팟 레이저 빔을 제 2파장의 멀티 스팟 레이저 빔으로 출력시키는 광학부를 갖는 레이저 빔 발진유닛과, 상기 레이저 빔 발진유닛으로부터의 입사된 상기 제 2파장의 멀티 스팟 레이저 빔이 흡수되는 증폭 광학부 및 상기 증폭 광학부에서 상기 제 2파장의 멀티 스팟 레이저 빔의 출력 에너지를 증가시키기 위해 상기 증폭 광학부로 펌핑 광을 제공하는 증폭 광원부를 갖는 증폭유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 빔 핸드피스에 의해서도 이루어진다.
또한, 상기 증폭유닛을 사이에 두고 상기 레이저 빔 발진유닛에 대해 대향 배치되어, 상기 증폭유닛으로부터 출력된 상기 제 2파장의 멀티 스팟 레이저 빔에 대해 스팟 크기 및 스팟 간격 중 어느 하나를 조절하는 스팟 조절유닛을 더 포함할 수 있다.
상기 증폭 광원부는 상기 증폭 광학부에 대해 가로 방향으로 배치되어, 상기 증폭 광학부로 입사 및 상기 증폭 광학부로부터 출력되는 상기 제 2파장의 멀티 스팟 레이저 빔의 진행 방향에 가로 방향으로 펌핑 광을 제공할 수 있다.
상기 멀티 스팟 형성부는 마이크로렌즈 어레이(MLA)와 회절광학소자(DOE) 중 어느 하나를 포함할 수 있다.
상기 증폭유닛을 사이에 두고 상기 레이저 빔 발진유닛에 대해 대향 배치되어, 상기 증폭유닛으로부터 출력된 상기 제 2파장의 멀티 스팟 레이저 빔을 제 3파장의 멀티 스팟 레이저 빔으로 출력시키는 광학유닛을 더 포함할 수 있다.
상기 증폭 광원부로부터 상기 증폭 광학부로 제공되는 펌핑 광은 제 1파장을 갖는 것이 바람직하다.
상기 광학부와 상기 증폭 광학부는 Nd:YAG를 포함할 수 있다.
기타 실시 예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명에 따른 레이저 빔 장치 및 레이저 빔 핸드피스의 효과들은 다음과 같다.
첫째, 광원유닛으로부터 조사되는 단일 스팟의 레이저 빔을 상이한 파장의 멀티 스팟 레이저 빔으로 파장 변환함과 함께 출력 에너지를 증가시킬 수 있으므로, 제품의 활용성을 다양화할 수 있다.
둘째, 멀티 스팟 레이저 빔의 스팟 크기 또는 스팟 간격을 조절하여 제품의 다양성을 보다 더 확보할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제 1실시 예에 따른 레이저 빔 장치의 단면도,
도 2는 도 1에 도시된 레이저 빔 장치의 개략 구성도,
도 3은 도 1에 도시된 레이저 빔 발진유닛의 다른 개략 구성도,
도 4는 도 1에 도시된 레이저 빔 장치로부터 출력되는 멀티 스팟 레이저 빔의 제 1패턴 조절도,
도 5는 도 1에 도시된 레이저 빔 장치로부터 출력되는 멀티 스팟 레이저 빔의 제 2패턴 조절도,
도 6은 본 발명의 제 2실시 예에 다른 레이저 빔 장치의 단면도,
도 7은 도 6에 도시된 레이저 빔 장치의 개략 구성도이다.
이하, 본 발명의 실시 예에 따른 레이저 빔 장치 및 레이저 빔 핸드피스에 대해 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
설명하기에 앞서, 본 발명의 제 1 및 제 2실시 예에 따른 레이저 빔 장치는 도면들 상에서 레이저 빔 핸드피스로 도시되어 있으나, 레이저 빔 핸드피스 이외에도 다양하게 활용될 수 있음을 미리 밝혀둔다.
도 1은 본 발명의 제 1실시 예에 따른 레이저 빔 장치의 단면도, 도 2는 도 1에 도시된 레이저 빔 장치의 개략 구성도, 그리고 도 3은 도 1에 도시된 레이저 빔 발진유닛의 다른 개략 구성도이다.
도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 1실시 예에 따른 레이저 빔 장치(10)는 광원유닛(100), 레이저 빔 발진유닛(300) 및 증폭유닛(600)을 포함한다. 또한, 본 발명의 제 1실시 예에 따른 시준유닛(400) 및 스팟 조절유닛(800)을 더 포함한다.
광원유닛(100)은 레이저 빔을 생성하여 레이저 빔 발진유닛(300)으로 조사한다. 광원유닛(100)은 본 발명의 일 실시 예로서, 광파이버(optical fiber)로 구성되어 808nm의 파장을 갖는 제 1파장의 단일 스팟 레이저 빔(L1)을 생성하여 레이저 빔 발진유닛(300)으로 조사한다. 물론, 광원유닛(100)은 레이저 다이오드 어레이(LD array)와 같이 제 1파장의 단일 스팟 레이저 빔(L1)을 생성하여 조사할 수 있는 다양한 구성이 사용될 수 있다.
레이저 빔 발진유닛(300)은 도 2에 도시된 바와 같이 광원유닛(100)으로부터 조사된 제 1파장의 단일 스팟 레이저 빔(L1)을 멀티 스팟 레이저 빔으로 출력시키고, 제 1파장의 멀티 스팟 레이저 빔(LM1)을 제 2파장의 멀티 스팟 레이저 빔(LM2)으로 출력시킨다. 또는 레이저 빔 발진유닛(300)은 도 3에 도시된 바와 같이 광원유닛(100)으로부터 조사된 제 1파장의 단일 스팟 레이저 빔(L1)을 제 2파장의 단일 스팟 레이저 빔(L2)으로 출력시키고, 제 2파장의 단일 스팟 레이저 빔(L2)을 제 2파장의 멀티 스팟 레이저 빔(LM2)으로 출력시킨다. 즉, 레이저 빔 발진유닛(300)은 후술할 레이저 빔 발진유닛(300)의 멀티 스팟 형성부(320)와 광학부(340)의 배치 위치에 따라 단일 스팟의 레이저 빔을 멀티 스팟의 레이저 빔으로 출력시킨 후 파장 변환을 하거나 파장 변환 후 단일 스팟의 레이저 빔을 멀티 스팟의 레이저 빔으로 출력시킨다.
레이저 빔 발진유닛(300)은 멀티 스팟 형성부(320) 및 광학부(340)를 포함한다. 또한, 레이저 빔 발진유닛(300)은 포화흡수체(360)와 출력부(380)를 더 포함한다. 도 2에 도시된 바와 같이, 레이저 빔 발진유닛(300)은 멀티 스팟 형성부(320), 광학부(340), 포화흡수체(360) 및 출력부(380) 순서로 배치된다.
우선적으로 도 2에 도시된 멀티 스팟 형성부(320), 광학부(340), 포화흡수체(360) 및 출력부(380)를 설명하면 다음과 같다.
멀티 스팟 형성부(320)는 광원유닛(100)으로부터 제공되어 입사된 제 1파장의 단일 스팟 레이저 빔(L1)을 제 1파장의 멀티 스팟 레이저 빔(LM1)으로 출력시킨다. 여기서, 멀티 스팟 형성부(320)는 마이크로렌즈 어레이(MLA)와 회절광학소자(DOE) 중 어느 하나를 포함한다.
광학부(340)는 멀티 스팟 형성부(320)에서 형성된 제 1파장의 멀티 스팟 레이저 빔(LM1)을 1064nm의 파장을 갖는 제 2파장의 멀티 스팟 레이저 빔(LM2)으로 파장 변환시켜 출력한다. 광학부(340)는 Nd:YAG를 포함하며, 광학부(340)에서는 입사면의 코팅에 따라 808nm인 제 1파장의 멀티 스팟 레이저 빔(LM1)을 흡수하여 1064nm인 제 2파장의 멀티 스팟 레이저 빔(LM2)으로 출력시킨다.
포화흡수체(360)는 광학부(340)로부터 출력된 제 2파장의 멀티 스팟 레이저 빔(LM2)을 포화 흡수하여 출력하도록 마련된다. 본 발명의 일 실시 예로서, 포화흡수체(360)는 Cr:YAG가 사용된다.
출력부(380)는 OC 미러(outpu coupler mirror)로 마련되어 광학부(340)와 포화흡수체(360)에서 생성된 제 2파장의 멀티 스팟 레이저 빔(LM2)을 증폭하여 발진하도록 마련된다. 출력부(380)는 일반적인 평면거울로 마련되어 증폭된 제 2파장의 멀티 스팟 레이저 빔(LM2)을 발진 시킨다.
한편, 도 3에 도시된 바와 같이 레이저 빔 발진유닛(300)은 광학부(340), 포화흡수체(360), 멀티 스팟 형성부(320) 및 출력부(380) 순으로 배치된다.
도 3에 도시된 광학부(340)에서는 광원유닛(100)으로부터 제공된 제 1파장의 단일 스팟 레이저 빔(L1)이 흡수되어, 제 2파장의 단일 스팟 레이저 빔(L2)으로 출력된다. 그리고, 멀티 스팟 형성부(320)는 제 2파장의 단일 스팟 레이저 빔(L2)을 제 2파장의 멀티 스팟 레이저 빔(LM2)으로 출력시킨다.
여기서, 레이저 빔 발진유닛(300)은 구성 요소들의 배치 길이에 따라 피코-세컨드의 펄스 폭 또는 나노-세컨드의 펄스 폭을 갖는 레이저 빔을 발진할 수 있다. 또는 레이저 빔 발진유닛(300)은 포화흡수체(360)의 광학적 특성이나 출력부(380)의 반사율을 조절하면 나노-세컨드의 펄스 폭을 갖는 레이저 빔을 발진할 수 있다. 일 예로서, 레이저 빔 발진유닛(300)의 길이가 1cm 정도면 피코-세컨드의 펄스 폭을 갖는 레이저 빔을 발진할 수 있고, 레이저 빔 발진유닛(300)의 길이를 수 cm 로 늘리면 나노-세컨드의 펄스 폭을 갖는 레이저 빔을 발진할 수 있다.
시준유닛(400)은 광원유닛(100)으로부터 조사된 제 1파장의 단일 스팟 레이저 빔(L1)의 직진성, 즉 평행을 유지하기 위해 광원유닛(100)과 레이저 빔 발진유닛(300) 사이에 배치된다.
다음으로 증폭유닛(600)은 레이저 빔 발진유닛(300)으로부터 출력된 제 2파장의 멀티 스팟 레이저 빔(LM2)의 출력 에너지를 상대적으로 높은 출력의 에너지를 갖도록 제 2파장의 멀티 스팟 레이저 빔(LM2)을 증폭시킨다. 실질적으로 레이저 빔 발진유닛(300)으로부터 발진된 제 2파장의 멀티 스팟 레이저 빔(LM2)의 출력 에너지는 매우 작은 상태이므로 의료용 레이저 빔으로 활용될 수 없음에 따라 증폭유닛(600)이 사용된다. 예를 들어, 레이저 빔 발진유닛(300)으로부터 100개의 멀티 스팟을 갖는 제 2파장의 멀티 스팟 레이저 빔(LM2)이 출력된다고 가정했을 때, 제 2파장의 멀티 스팟 레이저 빔(LM2)의 각각의 출력 에너지는 100 uJ 정도로 매우 작은 출력 에너지를 가짐으로써 피부 치료 등에 활용될 수 없다. 이에, 증폭유닛(600)은 100 uJ의 출력 에너지를 갖는 각각의 제 2파장의 멀티 스팟 레이저 빔(LM2)을 수 mJ에서 수십 mJ의 출력 에너지로 증폭 시킨다.
본 발명의 일 실시 예로서, 증폭유닛(600)은 증폭 광학부(620)와 증폭 광원부(640)를 포함한다. 증폭 광학부(620)는 레이저 빔 발진유닛(300)으로부터 발진되어 입사된 제 2파장의 멀티 스팟 레이저 빔(LM2)을 흡수한다. 그리고, 증폭 광원부(640)는 증폭 광학부(620)로 입사되는 제 2파장의 멀티 스팟 레이저 빔(LM2)의 입사 방향의 가로 방향으로 배치되어, 증폭 광학부(620)에서 흡수되는 제 2파장의 멀티 스팟 레이저 빔(LM2)의 출력 에너지를 증가시키기 위해 증폭 광학부(620)에 펌핑 광을 제공한다. 증폭 광학부(620)는 레이저 다이오드 바(LD bar)로 마련되어 제 2파장의 멀티 스팟 레이저 빔(LM2)의 진행 방향의 가로 방향으로 펌핑 광을 증폭 광학부(620)에 제공한다.
여기서, 증폭 광학부(620)는 레이저 빔 발진유닛(300)의 광학부(340)와 같이 Nd:YAG를 포함한다. 증폭 광원부(640)는 광원유닛(100)으로부터 조사되는 제 1파장의 단일 스팟 레이저 빔(L1)과 같은 파장을 갖는 제 1파장의 광을 펌핑 광으로 증폭 광학부(620)에 제공한다. 즉, 증폭 광원부(640)는 일 실시 예로서, 808nm의 펌핑 광을 증폭 광학부(620)에 제공한다. 증폭유닛(600)에 의해 증폭되는 제 2파장의 멀티 스팟 레이저 빔(LM2)의 출력 에너지에 대한 증폭률은 제 2파장의 멀티 스팟 레이저 빔(LM2)의 진행에 따른 증폭유닛(600)의 길에 따라 결정된다.
다음으로 도 4는 도 1에 도시된 레이저 빔 장치로부터 출력되는 멀티 스팟 레이저 빔의 제 1패턴 조절도이고, 도 5는 도 1에 도시된 레이저 빔 장치로부터 출력되는 멀티 스팟 레이저 빔의 제 2패턴 조절도이다.
스팟 조절유닛(800)은 증폭유닛(600)을 사이에 두고 레이저 빔 발진유닛(300)에 대해 대향 배치된다. 스팟 조절유닛(800)은 증폭유닛(600)으로부터 출력된 제 2파장의 멀티 스팟 레이저 빔(LM2)에 대해 스팟 크기 및 스팟 간격 중 어느 하나를 조절한다. 도 4의 (a) 및 (b)에 도시된 바와 같이 스팟 조절유닛(800)은 제 2파장의 멀티 스팟 레이저 빔(LM2)의 상호 간격을 조절하고, 도 5의 (a) 및 (b)에 도시된 바와 같이 스팟 조절유닛(800)은 제 2파장의 멀티 스팟 레이저 빔(LM2)의 스팟 크기를 조절할 수 있다. 물론, 스팟 조절유닛(800)은 스팟 간격 또는 스팟 크기 조절 없이 증폭유닛(600)으로부터 출력된 제 2파장의 멀티 스팟 레이저 빔(LM2)을 출력할 수 있다. 스팟 조절유닛(800)은 볼록렌즈와 오목렌즈 등으로 구성되며, 카메라의 조리개와 같은 원리로 스팟 간격 또는 스팟 크기를 조절한다.
마지막으로 도 6은 본 발명의 제 2실시 예에 따른 레이저 빔 장치의 단면도이고, 도 7은 도 6에 도시된 레이저 빔 장치의 개략 구성도이다.
본 발명의 제 2실시 예에 따른 레이저 빔 장치(10)는 본원발명의 제 1실시 예에 따른 레이저 빔 장치(10)와 같이 광원유닛(100), 레이저 빔 발진유닛(300), 시준유닛(400), 증폭유닛(600) 및 스팟 조절유닛(800)을 포함함과 더불어 광학유닛(900)을 더 포함한다. 그리고, 본 발명의 제 2실시 예에 따른 레이저 빔 장치(10)의 레이저 빔 발진유닛(300)의 하위 구성요소들의 배치도 제 1실시 예와 같이 변경되어 적용될 수 있다. 이하에서 광학유닛(900)을 제외한 다른 구성 요소들에 대해서는 본 발명의 제 1실시 예에 따른 레이저 빔 장치(10)에서 상세히 설명하였으므로 생략하기로 한다.
광학유닛(900)은 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 증폭유닛(600)을 사이에 두고 레이저 빔 발진유닛(300)에 대해 대향 배치된다. 광학유닛(900)은 증폭유닛(600)으로부터 출력된 제 2파장의 멀티 스팟 레이저 빔(LM2)을 제 3파장의 멀티 스팟 레이저 빔(LM3)으로 파장 변환시킨다. 광학유닛(900)은 본 발명의 일 실시 예로서, KTP와 같은 비선형 결정이 사용된다. 광학유닛(900)은 일 예로서, 1064nm인 제 2파장의 멀티 스팟 레이저 빔(LM2)을 532nm인 제 3파장의 멀티 스팟 레이저 빔(LM3)으로 파장 변환하여 출력시킨다.
물론, 광학유닛(900)에 의해 출력되는 제 3파장의 멀티 스팟 레이저 빔(LM3)도 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이 스팟 조절유닛(800)에 의해 스팟 간격 또는 스팟 크기가 조절될 수 있다.
이에, 광원유닛으로부터 조사되는 단일 스팟의 레이저 빔을 상이한 파장의 멀티 스팟 레이저 빔으로 변환함과 함께 출력 에너지를 증가시킬 수 있으므로, 제품의 활용성을 다양화할 수 있다.
또한, 멀티 스팟 레이저 빔의 스팟 크기 또는 스팟 간격을 조절하여 제품의 다양성을 보다 더 확보할 수 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적인 특징들이 변경되지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것으로 이해할 수 있을 것이다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
10: 레이저 빔 장치 100: 광원유닛
300: 레이저 빔 발진유닛 320: 멀티 스팟 형성부
340: 광학부 600: 증폭유닛
620: 증폭 광학부 640: 증폭 광원부
800: 스팟조절부 900: 광학유닛

Claims (15)

  1. 제 1파장의 단일 스팟 레이저 빔을 생성하여 조사하는 광원유닛과;
    상기 광원유닛으로부터 조사된 상기 제 1파장의 단일 스팟 레이저 빔을 제 1파장의 멀티 스팟 레이저 빔과 제 2파장의 단일 스팟 레이저 빔 중 어느 하나로 출력시킨 후, 출력된 상기 제 1파장의 멀티 스팟 레이저 빔과 상기 제 2파장의 단일 스팟 레이저 빔 중 어느 하나를 제 2파장의 멀티 스팟 레이저 빔으로 출력시키는 레이저 빔 발진유닛과;
    상기 레이저 빔 발진유닛으로부터 출력된 상기 제 2파장의 멀티 스팟 레이저 빔의 출력 에너지를 상대적으로 높은 출력의 에너지를 갖도록 상기 제 2파장의 멀티 스팟 레이저 빔을 증폭시키는 증폭유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 빔 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 레이저 빔 발진유닛은,
    입사된 상기 제 1파장의 단일 스팟 레이저 빔을 상기 제 1파장의 멀티 스팟 레이저 빔으로 출력시키는 멀티 스팟 형성부와;
    상기 멀티 스팟 형성부를 사이에 두고 상기 광원유닛에 대향 배치되어, 상기 제 1파장의 멀티 스팟 레이저 빔을 상기 제 2파장의 멀티 스팟 레이저 빔으로 출력시키는 광학부를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 빔 장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 레이저 빔 발진유닛은,
    입사된 상기 제 1파장의 단일 스팟 레이저 빔에 의해 펌핑되어, 상기 제 2파장의 단일 스팟 레이저 빔으로 출력시키는 광학부와;
    상기 광학부를 사이에 두고 상기 광원유닛에 대향 배치되어, 입사된 상기 제 2파장의 단일 스팟 레이저 빔을 상기 제 2파장의 멀티 스팟 레이저 빔으로 출력시키는 멀티 스팟 형성부를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 빔 장치.
  4. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 증폭유닛은,
    상기 레이저 빔 발진유닛으로부터 출력되어 입사된 상기 제 2파장의 멀티 스팟 레이저 빔이 흡수되는 증폭 광학부와;
    상기 증폭 광학부로 입사되는 상기 제 2파장의 멀티 스팟 레이저 빔의 입사 방향의 가로 방향으로 배치되어, 상기 증폭 광학부에서 흡수되는 상기 제 2파장의 멀티 스팟 레이저 빔의 출력 에너지를 증가시키기 위해 상기 증폭 광학부에 펌핑 광을 제공하는 증폭 광원부를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 빔 장치.
  5. 제 2항 또는 제 3항에 있어서,
    상기 레이저 빔 장치는 상기 증폭유닛을 사이에 두고 상기 레이저 빔 발진유닛에 대해 대향 배치되어, 상기 증폭유닛으로부터 출력된 상기 제 2파장의 멀티 스팟 레이저 빔에 대해 스팟 크기 및 스팟 간격 중 어느 하나를 조절하는 스팟 조절유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 빔 장치.
  6. 제 4항에 있어서,
    상기 증폭 광원부로부터 상기 증폭 광학부로 제공되는 펌핑 광은 제 1파장을 갖는 것을 특징으로 하는 레이저 빔 장치.
  7. 제 2항 또는 제 3항에 있어서,
    상기 멀티 스팟 형성부는 마이크로렌즈 어레이(MLA)와 회절광학소자(DOE) 중 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 빔 장치.
  8. 제 2항 또는 제 3항에 있어서,
    상기 레이저 빔 장치는,
    상기 증폭유닛을 사이에 두고 상기 레이저 빔 발진유닛에 대해 대향 배치되어, 상기 증폭유닛으로부터 출력된 상기 제 2파장의 멀티 스팟 레이저 빔을 제 3파장의 멀티 스팟 레이저 빔으로 출력시키는 광학유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 빔 장치.
  9. 제 1파장의 단일 스팟 레이저 빔을 생성하여 조사하는 광원유닛과;
    상기 광원유닛으로부터 조사된 상기 제 1파장의 단일 스팟 레이저 빔을 멀티 스팟 레이저 빔으로 출력시키는 멀티 스팟 형성부와, 제 1파장의 멀티 스팟 레이저 빔을 제 2파장의 멀티 스팟 레이저 빔으로 출력시키는 광학부를 갖는 레이저 빔 발진유닛과;
    상기 레이저 빔 발진유닛으로부터의 입사된 상기 제 2파장의 멀티 스팟 레이저 빔이 흡수되는 증폭 광학부와, 상기 증폭 광학부에서 상기 제 2파장의 멀티 스팟 레이저 빔의 출력 에너지를 증가시키기 위해 상기 증폭 광학부로 펌핑 광을 제공하는 증폭 광원부를 갖는 증폭유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 빔 핸드피스.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 증폭유닛을 사이에 두고 상기 레이저 빔 발진유닛에 대해 대향 배치되어, 상기 증폭유닛으로부터 출력된 상기 제 2파장의 멀티 스팟 레이저 빔에 대해 스팟 크기 및 스팟 간격 중 어느 하나를 조절하는 스팟 조절유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 빔 핸드피스.
  11. 제 9항에 있어서,
    상기 증폭 광원부는 상기 증폭 광학부에 대해 가로 방향으로 배치되어, 상기 증폭 광학부로 입사 및 상기 증폭 광학부로부터 출력되는 상기 제 2파장의 멀티 스팟 레이저 빔의 진행 방향에 가로 방향으로 펌핑 광을 제공하는 것을 특징으로 하는 레이저 빔 핸드피스.
  12. 제 9항에 있어서,
    상기 멀티 스팟 형성부는 마이크로렌즈 어레이(MLA)와 회절광학소자(DOE) 중 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 빔 핸드피스.
  13. 제 9항에 있어서,
    상기 증폭유닛을 사이에 두고 상기 레이저 빔 발진유닛에 대해 대향 배치되어, 상기 증폭유닛으로부터 출력된 상기 제 2파장의 멀티 스팟 레이저 빔을 제 3파장의 멀티 스팟 레이저 빔으로 출력시키는 광학유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 빔 핸드피스.
  14. 제 9항에 있어서,
    상기 증폭 광원부로부터 상기 증폭 광학부로 제공되는 펌핑 광은 제 1파장을 갖는 것을 특징으로 하는 레이저 빔 핸드피스.
  15. 제 9항에 있어서,
    상기 광학부와 상기 증폭 광학부는 Nd:YAG를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 빔 핸드피스.
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