KR20190066842A - Thin-disk laser device - Google Patents

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KR20190066842A KR1020170166642A KR20170166642A KR20190066842A KR 20190066842 A KR20190066842 A KR 20190066842A KR 1020170166642 A KR1020170166642 A KR 1020170166642A KR 20170166642 A KR20170166642 A KR 20170166642A KR 20190066842 A KR20190066842 A KR 20190066842A
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Abstract

The present invention relates to a thin disk laser device including a pumping light forming device capable of adjusting the diameter of pumping light. A thin disk laser device according to an embodiment comprises: a pumping light source for emitting pumping light; a pumping light forming device for adjusting the diameter of the pumping light; a first parabolic reflector to which the pumping light of which the diameter is adjusted is incident; a second parabolic reflector disposed coaxially with and facing the first parabolic reflector; and a first thin disk and a second thin disk which respectively include a laser medium and a reflective surface located on the back side of the laser medium, and are respectively disposed at the peaks of the first parabolic reflector and the second parabolic reflector to form a multiple path of the pumping light together with the first parabolic reflector and the second parabolic reflector.

Description

씬디스크 레이저 장치{Thin-disk laser device}[0001] THIN-DISK LASER DEVICE [0002]

본 개시는 레이저 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 씬디스크 형상의 레이저 매질을 이용한 씬디스크 레이저 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present disclosure relates to a laser apparatus, and more particularly, to a thin disc laser apparatus using a laser medium in a thin disc shape.

본 발명은 반도체, 디스플레이, PCB, 스마트폰 등과 같은 마이크로전자산업 제품과 부품들을 위한 초미세/비열가공을 위한 고출력 피코초 또는 펨토초 레이저/장치를 효율적으로 구성할 수 있는 고효율 레이저장치에 대한 것이다.The present invention relates to a high efficiency laser device capable of efficiently configuring a high power picosecond or femtosecond laser / device for ultrafine / non-thermal processing for microelectronic industrial products and components such as semiconductors, displays, PCBs, smart phones,

씬디스크 레이저는 만족스럽게 냉각될 수 있는 얇은 두께(씬디스크)의 레이저 활성 매질(증폭기 매질)을 갖는다. 따라서, 냉각효율이 매우 높은 씬디스크 레이저의 개념은 수 킬로와트 범위의 높은 레이저 파워까지 적용되기에 적절하다. 그러나, 증폭기 매질의 얇은 두께로 인해, 레이저 활성 매질을 통한 통과 중에 1회나 낮은 횟수의 통과만으로는 펌프 복사가 거의 흡수되지 않으므로 레이저 활성 매질의 펌핑시에 적절한 조치의 제공 없이는 레이저 시스템의 낮은 효율을 초래한다. 레이저 활성 매질에서의 레이저 발진 또는 증폭조건을 만족시키는 데에 필요한 최소 에너지 또는 최소 레이저 파워를 달성하기 위하여, 펌프 복사에 대한 다중 경로(multiple pass) 흡수구조를 가진 멀티 패스 펌핑 구조가 일반적으로 요구된다.Thin disc lasers have a thin (thin disc) laser active medium (amplifier medium) that can be satisfactorily cooled. Thus, the concept of a thin disk laser with very high cooling efficiency is suitable for application to high laser power in the range of several kilowatts. However, due to the thinness of the amplifier medium, one or a small number of passages during passage through the laser active medium causes little absorption of the pump radiation, resulting in a low efficiency of the laser system, without providing adequate measures during pumping of the laser active medium do. A multipass pumping structure with a multiple pass absorption structure for pump radiation is generally required to achieve the minimum energy or minimum laser power required to meet the laser oscillation or amplification conditions in the laser active medium .

멀티 패스 펌핑 구조에서는 펌핑광의 이동 경로가 일반적으로 사용되는 다른 고체 레이저와 비교하였을 때, 상대적으로 길게 형성될 수 있으며, 상술한 바와 같은 멀티 패스 펌핑 구조가 적용된 씬디스크 레이저 매질을 효율적으로 여기 시키기 위해, 씬디스크 레이저 매질이 손상되지 않는 범위 내에서 펌핑 소스로부터 출사된 펌핑광의 직경(Pump spot diameter)을 최적화하여야 한다.In the multipass pumping structure, the traveling path of the pumping light can be relatively long when compared with other solid-state lasers in general use, and in order to efficiently excite the thin disk laser medium applied with the multipass pumping structure as described above , The pumping spot diameter emitted from the pumping source should be optimized to the extent that the thin disc laser medium is not damaged.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 멀티 패스 펌핑 구조가 적용된 씬디스크 레이저 장치에서, 다양한 공진 조건 및 펌핑 조건에 적용될 수 있도록 펌핑광의 직경이 조정되어 씬디스크로 입사될 수 있는 씬디스크 레이저 장치를 제공할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, there is provided a thin disc laser apparatus in which a diameter of pumping light is adjusted so that it can be applied to various resonance conditions and pumping conditions in a thin disc laser apparatus to which a multipass pumping structure is applied, can do.

일 실시예에 따른 씬디스크 레이저 장치는, 펌핑광을 출사하는 펌핑광 소스; 상기 펌핑광의 직경을 조정하는 펌핑광 성형장치;직경이 조정된 상기 펌핑광이 입사되는 제1 포물면 반사경;상기 제1 포물면 반사경과 서로 마주보며 동축으로 배치되는 제2 포물면 반사경; 및 각기 레이저 매질과 상기 레이저 매질의 배면에 위치하는 반사면을 포함하며, 상기 제1 포물면 반사경 및 상기 제2 포물면 반사경의 정점에 각각 배치되어 상기 제1 포물면 반사경 및 상기 제2 포물면 반사경과 함께 상기 펌핑광의 멀티패스를 형성하는 제1 씬디스크 및 제2 씬디스크;를 포함할 수 있다.A thin disc laser apparatus according to an embodiment includes: a pumping light source for emitting pumping light; A pumping optical shaping device for adjusting the diameter of the pumping light, a first parabolic reflector on which the pumping light whose diameter is adjusted is incident, a second parabolic reflector coaxially disposed on the first parabolic reflector and facing each other, And a reflecting surface positioned at a back surface of the laser medium and the laser medium, respectively, and disposed at apexes of the first parabolic reflector and the second parabolic reflector, respectively, together with the first parabolic reflector and the second parabolic reflector, And a first thin disc and a second thin disc forming a multipath of pumping light.

상기 펌핑광 성형장치는, 상기 펌핑광의 직경을 변형시키는 복수의 제1 렌즈를 구비하는 직경 조정 렌즈군; 및 상기 펌핑광을 평행광으로 변형시키는 하나 이상의 제2 렌즈를 구비하는 콜리메이팅 렌즈군;을 포함할 수 있다.The pumping optical shaping apparatus comprising: a diameter adjusting lens group including a plurality of first lenses for changing the diameter of the pumping light; And a collimating lens group including at least one second lens for converting the pumping light into parallel light.

상기 성형 렌즈군은 상기 펌핑광의 진행 방향을 따라 배치된 제1-1렌즈 및 제1-2 렌즈 및, 상기 제1-1 렌즈 및 상기 제1-2 렌즈 사이의 간격을 변화시킬 수 있는 이동부를 포함할 수 있다. Wherein the shaping lens group comprises a first lens and a first lens disposed along a traveling direction of the pumping light and a moving unit capable of changing an interval between the first lens and the first lens, .

상기 콜리메이팅 렌즈군은 상기 펌핑광의 진행 방향을 따라 배치된 제2-1렌즈 및 제2-2 렌즈를 포함할 수 있다. The collimating lens group may include a 2-1 lens and a 2-2 lens arranged along the traveling direction of the pumping light.

상기 제2-1렌즈 및 상기 제2-2 렌즈는 비구면 렌즈이며, 상기 제2-2 렌즈의 곡률 반경이 상기 제2-1 렌즈의 곡률 반경보다 크게 형성될 수 있다. The 2-1 lens and the 2-2-th lens are aspherical lenses, and the radius of curvature of the 2-2-th lens is larger than the radius of curvature of the 2-1-th lens.

상기 펌핑광 소스와 상기 펌핑광 성형장치 사이에 배치되어 상기 펌핑광을 전달하는 펌핑광 전달부;를 더 포함할 수 있다.And a pumping light transmitting portion disposed between the pumping light source and the pumping light shaping device for transmitting the pumping light.

상기 제1 포물면 반사경에 마련되어 상기 펌핑광이 통과하는 펌핑광 입사부;를 더 포함할 수 있다.And a pumping light incident part provided on the first parabolic reflector through which the pumping light passes.

상기 제1 씬디스크의 배면에 배치된 제1 히트 싱크 및 상기 제2 씬디스크의 배면에 배치된 제2 히트 싱크;를 더 포함할 수 있다.A first heat sink disposed on a back surface of the first thin disc, and a second heat sink disposed on a back surface of the second thin disc.

상기 제1 포물면 반사경과 상기 제2 포물면 반사경 사이의 공간에 배치되어 신호광을 반사시키는 제1 내부 미러 및 제2 내부 미러; 및 상기 제1 내부 미러와 상기 제2 내부 미러 사이의 신호광의 광경로상에 배치되는 복수의 미러;를 더 포함하며,상기 제1 내부 미러, 상기 제2 내부 미러, 및 상기 복수의 미러는 신호광을 상기 제1 씬디스크와 상기 제2 씬디스크 사이에서 반사를 반복시킴으로서 증폭시킬 수 있다. A first inner mirror and a second inner mirror disposed in a space between the first parabolic reflector and the second parabolic reflector to reflect the signal light; And a plurality of mirrors disposed on an optical path of signal light between the first inner mirror and the second inner mirror, wherein the first inner mirror, the second inner mirror, Can be amplified by repeating reflection between the first thin disc and the second thin disc.

상기 제1 내부 미러는 상기 제1 내부 미러에서 상기 제1 씬디스크로 입사된 신호광이 상기 제1 내부 미러 쪽으로 반사되도록 배치되며, 상기 제2 내부 미러는 상기 제2 내부 미러에서 상기 제2 씬디스크로 입사된 신호광이 상기 제2 내부 미러 쪽으로 반사되도록 배치될 수 있다.Wherein the first inner mirror is arranged such that signal light incident on the first inner disk in the first inner mirror is reflected toward the first inner mirror, and the second inner mirror is arranged in the second inner mirror in the second inner mirror, So that the signal light incident on the second internal mirror is reflected toward the second internal mirror.

상기 제1 내부 미러는 상기 제1 씬디스크의 전면의 법선상에 위치하거나 상기 법선의 근방에 위치하며, 상기 제2 내부 미러는 상기 제2 씬디스크의 전면의 법선상에 위치하거나 상기 법선의 근방에 위치할 수 있다.Wherein the first inner mirror is located on a normal line of the front surface of the first thin disc or in the vicinity of the normal line and the second inner mirror is positioned on a normal line of the front surface of the second thin disc, Lt; / RTI >

신호광은 상기 제1 포물면 반사경 및 상기 제2 포물면 반사경에서 반사되지 않을 수 있다. The signal light may not be reflected by the first parabolic reflector and the second parabolic reflector.

시드광을 공급하는 시드광 소스를 더 포함하며, 상기 제1 씬디스크 및 상기 제2 씬디스크는 시드광을 신호광으로 증폭할 수 있다.And a seed light source for supplying seed light, wherein the first and second thin discs can amplify the seed light by the signal light.

상기 시드광 소스에서 방출되는 시드광은 편광된 레이저광일 수 있다.The seed light emitted from the seed light source may be polarized laser light.

상기 제1 씬디스크와 상기 제2 씬디스크 사이의 신호광의 광경로상에 배치되어 제어 신호에 따라 신호광의 경로를 변경하여 외부로 출력시키는 광경로 변환기를 더 포함할 수 있다.And an optical path changer disposed on the optical path of the signal light between the first and second thin discs to change the path of the optical signal according to the control signal and outputting the signal to the outside.

상기 광경로 변환기는 제어 신호에 따라 신호광의 편광을 변경시키는 전기광학소자와, 편광 방향에 따라 신호광을 분리하는 편광빔스플리터를 포함할 수 있다. The optical path changer may include an electro-optical element for changing the polarization of the signal according to the control signal, and a polarization beam splitter for separating the signal light according to the polarization direction.

상기 제1 내부 미러 및 상기 제2 내부 미러를 통해 정렬용 빔을 상기 제1 씬디스크 및 상기 제2 씬디스크에 각기 조사할 수 있다.And irradiate the first thin disc and the second thin disc with an alignment beam via the first inner mirror and the second inner mirror, respectively.

본 발명의 일 실시예에 의하면, 멀티 패스 펌핑 구조가 적용된 씬디스크 레이저 장치에서, 다양한 공진 조건 및 펌핑 조건에 부합하도록 펌핑광의 직경이 조정될 수 있는 씬디스크 레이저 장치를 제공할 수 있다. 또한, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 다양한 공진 조건에 부합하도록 펌핑광의 직경이 조정됨으로써 레이저 출력 특성의 최적화를 통한 신뢰성 및 생산성이 향상될 수 있다.According to one embodiment of the present invention, in a thin disc laser apparatus to which a multipath pumping structure is applied, it is possible to provide a thin disc laser apparatus in which the diameter of pumping light can be adjusted to meet various resonance conditions and pumping conditions. In addition, according to an embodiment of the present invention, the diameter of the pumping light is adjusted so as to meet various resonance conditions, thereby improving the reliability and productivity through optimization of the laser output characteristic.

또한, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 씬디스크 레이저 장치에 구비된 씬디스크 모듈 1개에 2개의 씬디스크를 설치하고 2개의 포물면 반사경과 함께 사용함으로써 1개의 씬디스크 모듈만으로도 기존의 펌핑파워의 2배인 총펌핑파워를 입력시킬 수 있으므로 동일한 최대 온도 동작 조건에서도 2배의 씬디스크 레이저 출력 또는 2배의 씬디스크 증폭기 출력을 얻을 수 있다. 또한, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 씬디스크 레이저 장치에 구비된 씬디스크 모듈 1개에 2개의 씬디스크를 설치하고 2개의 포물면 반사경과 함께 사용함으로써 1개의 씬디스크 모듈에 기존과 동일한 총펌핑파워를 입력하더라도 씬디스크당 입력되는 펌핑파워를 기존의 절반으로 감소시킬 수 있으므로 온도 동작조건이 절반으로 감소하여 훨씬 안정적인 씬디스크 레이저 또는 씬디스크 증폭기 동작을 얻을 수 있다.In addition, according to one embodiment of the present invention, two scene discs are installed in one thin disc module included in the thin disc laser device and used together with two parabolic reflectors, so that even with one thin disc module, The total pumping power can be input twice, so that even if the same maximum temperature operation condition, the output of the thin disk laser can be doubled or the output of the thin disk amplifier can be doubled. In addition, according to the embodiment of the present invention, two thin discs are provided in one thin disc module provided in the thin disc laser device and used together with two parabolic reflectors, so that the same total pumping Even when the power is input, the pumping power input per thin disk can be reduced to half of the conventional one, so the temperature operation condition is halved, so that a more stable thin disk laser or thin disk amplifier operation can be obtained.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 씬디스크 레이저 장치의 개략적인 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 펌핑광 성형 장치의 개략적인 구성도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 펌핑광 성형 장치의 개략적인 구성도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 펌핑광의 광선 경로를 도시한다.
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 일 실시예에 따른 씬디스크 레이저 장치에서 제1 포물면 반사경 및 제2 포물면 반사경에 형성되는 펌핑광 스폿 및 펌핑광의 경로를 도시한다.
도 6는 본 발명의 일 실시예에 따른 씬디스크 레이저 장치의 개략적인 구성도이다.
도 7a 내지 도 7c는 각각 도 7의 씬디스크 레이저 장치에서 시드광 소스의 입사, 증폭 및 출력을 설명한다.1 is a schematic configuration diagram of a thin disc laser apparatus according to an embodiment of the present invention.
2 is a schematic configuration diagram of a pumping optical molding apparatus according to an embodiment of the present invention.
3 is a schematic configuration diagram of a pumping optical molding apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 4 illustrates a ray path of pumping light according to an embodiment of the present invention.
5A and 5B show paths of pumping light spots and pumping light formed in the first parabolic reflector and the second parabolic reflector in the thin disc laser apparatus according to an embodiment of the present invention.
6 is a schematic configuration diagram of a thin disc laser apparatus according to an embodiment of the present invention.
Figs. 7A to 7C illustrate the incidence, amplification, and output of the seed light source in the thin disc laser apparatus of Fig. 7, respectively.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭하며, 도면에서 각 구성요소의 크기나 두께는 설명의 명료성을 위하여 과장되어 있을 수 있다.Brief Description of the Drawings The advantages and features of the present invention, and how to accomplish them, will become apparent with reference to the embodiments described hereinafter with reference to the accompanying drawings. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as being limited to the embodiments set forth herein. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, and will fully convey the concept of the invention to those skilled in the art. Is provided to fully convey the scope of the invention to those skilled in the art, and the invention is only defined by the scope of the claims. Like reference numerals refer to like elements throughout the specification, and the size and thickness of each element in the drawings may be exaggerated for clarity of explanation.

본 명세서에서 사용되는 용어에 대해 간략히 설명하고, 본 발명에 대해 구체적으로 설명하기로 한다.The terms used in this specification will be briefly described and the present invention will be described in detail.

본 발명에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 발명의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 발명에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 발명의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다. While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be the most practical and preferred embodiment, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments. Also, in certain cases, there may be a term selected arbitrarily by the applicant, in which case the meaning thereof will be described in detail in the description of the corresponding invention. Therefore, the term used in the present invention should be defined based on the meaning of the term, not on the name of a simple term, but on the entire contents of the present invention.

명세서 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다.When an element is referred to as "including" an element throughout the specification, it is to be understood that the element may include other elements as well, without departing from the spirit or scope of the present invention.

아래에서는 첨부한 도면을 참고하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art can easily carry out the present invention. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. In order to clearly explain the present invention in the drawings, parts not related to the description will be omitted.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 씬디스크 레이저 장치의 개략적인 구성도이다.1 is a schematic configuration diagram of a thin disc laser apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 실시예의 씬디스크 레이저 장치(1)는 펌핑광 소스(10), 펌핑광 전달부(20), 핌핑광 성형장치(30), 하나 이상의 씬 디스크를 포함하는 씬 디스크 모듈(40) 및 시드광 소스(50)를 포함할 수 있다.1, the thin disc laser apparatus 1 of the present embodiment includes a pumping light source 10, a pumping light transmitting section 20, a pimping light shaping apparatus 30, a thin disc module including one or more thin discs (40) and a seed light source (50).

펌핑광 소스(10)는 씬 디스크 모듈(40)에 구비된 하나 이상의 씬디스크를 여기시킬 수 있는 펌핑광(P)을 출사한다. 펌핑광 소스(10)는, 펌핑광(P)이 후술하게 될 씬디스크 모듈(40)에 구비된 제1 포물면 반사경(420)의 펌핑광 입사구(440)를 통해 제1 포물면 반사경(420) 및 제2 포물면 반사경(430) 사이의 공간으로 입사되도록 배치된다. 나아가, 펌핑광 소스(10)는, 펌핑광(P)이 펌핑광 입사구(440)를 통해 광축(OA)에 평행하게 입사되도록 배치될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. The pumping light source 10 emits pumping light P capable of exciting one or more thin discs provided in the thin disc module 40. The pumping light source 10 is configured so that the pumping light P passes through the first parabolic reflector 420 through the pumping light entrance 440 of the first parabolic reflector 420 provided in the thin disk module 40, And the second parabolic reflector 430, as shown in FIG. Further, the pumping light source 10 may be arranged such that the pumping light P is incident parallel to the optical axis OA through the pumping light entrance 440, but is not limited thereto.

펌핑광 전달부(20)는 양 단부에 배치된 광학 부재, 예를 들어 펌핑광 소스 (10)와 펌핑광 성형 장치(30) 사이에서 핌핑광(P)을 전달할 수 있는 광학 부재이다. 일 예로서, 펌핑광 전달부(20)는 코어부와 클래딩부를 구비하는 광섬유로 구현될 수 있으며, 코어부를 통과하는 펌핑광(P)의 직경은 코어부의 개구수(Numerical Aperture)에 따라 결정될 수 있다. The pumping light transmitting portion 20 is an optical member capable of transmitting the pimping light P between the optical member disposed at both ends, for example, the pumping light source 10 and the pumping light shaping device 30. [ For example, the pumping light transmitting portion 20 may be implemented with an optical fiber having a core portion and a cladding portion, and the diameter of the pumping light P passing through the core portion may be determined according to a numerical aperture of the core portion have.

펌핑광 성형장치(30)는 펌핑광 전달부(20)로부터 전달받은 펌핑광(P)의 직경을 조정하고, 펌핑광 입사구(440)를 통해 광축(OA)에 평행하게 입사될 수 있도록 펌핑광(P)을 평행광으로 변형시킬 수 있는 조정 부재이다. 일 실시예에 따르면, 펌핑광 성형장치(30)는 펌핑광(P)의 직경을 변형시킬 수 있는 직경 조정 렌즈군(31) 및 펌핑광(P)을 평행광으로 변형시킬 수 있는 콜리메이팅 렌즈군(32)을 포함할 수 있다. 일 예로서, 직경 조정 렌즈군(31)은 복수의 제1 렌즈(310)를 구비할 수 있으며, 상기 복수의 제1 렌즈(310)를 이용하여 펌핑광(P)의 직경을 조정할 수 있다. 콜리메이팅 렌즈군(32) 또한 하나 이상의 제2 렌즈(320)를 구비할 수 있으며, 상기 하나 이상의 제2 렌즈(320)를 이용하여 펌핑광(P)을 광축(OA)에 평행한 평행광으로 변형시킬 수 있다. 펌핑광 성형장치(30)를 이용하여 펌핑광(P)의 직경을 조정하고 펌핑광(P)을 평행광으로 변형시키는 과정은 도 2 및 도 3을 참조하여 보다 구체적으로 서술한다.The pumping optical shaping apparatus 30 adjusts the diameter of the pumping light P transmitted from the pumping light transmitting portion 20 and adjusts the pumping light P to be pumped so as to be incident on the optical axis OA through the pumping light entrance 440. [ And is an adjusting member capable of deforming the light P into parallel light. According to one embodiment, the pumping optical shaping apparatus 30 includes a diameter adjusting lens group 31 capable of deforming the diameter of the pumping light P and a collimating lens 31 capable of deforming the pumping light P into parallel light (32). ≪ / RTI > For example, the diameter adjusting lens group 31 may include a plurality of first lenses 310, and the diameter of the pumping light P may be adjusted using the plurality of first lenses 310. The collimating lens group 32 may further include at least one second lens 320. The at least one second lens 320 may be used to convert the pumping light P into parallel light parallel to the optical axis OA Can be deformed. The process of adjusting the diameter of the pumping light P by using the pumping optical shaping apparatus 30 and transforming the pumping light P into parallel light will be described in more detail with reference to FIG. 2 and FIG.

씬 디스크 모듈(40)은 하나 이상의 씬 디스크를 이용하여 시드광을 증폭시킬 수 있는 증폭 장치이다. 일 실시예에 따른 씬 디스크 모듈(40)은 제1 씬디스크(400), 제2 씬디스크(410), 제1 포물면 반사경(420) 및 제2 포물면 반사경(430)을 포함할 수 있다.The thin disk module 40 is an amplification device capable of amplifying the seed light using one or more thin discs. The thin disk module 40 according to one embodiment may include a first thin disc 400, a second thin disc 410, a first parabolic reflector 420, and a second parabolic reflector 430.

제1 씬디스크(400) 및 제2 씬디스크(410)는 레이저 매질을 포함할 수 있다. 레이저 매질은 예를 들어 서브mm의 두께로 매우 얇고 수 mm 내지 수십 mm의 직경을 가지는 디스크 형상을 가질 수 있다. 디스크는 원형, 사각형, 다각형 등의 형상을 지닐 수 있다. 제1 씬디스크(400) 및 제2 씬디스크(410)은 상대적으로 넓은 면적의 전면 및 배면, 상대적으로 작은 면적의 측면을 포함할 수 있으며, 레이저 매질의 전면에서 펌핑광과 신호광이 입사될 수 있다. 일 실시예에 따른 레이저 매질은 펌핑광에 의해 매질 내의 이온들을 여기시켜서 신호광을 증폭시키는 역할을 수행한다. 레이저 매질의 전면에는 펌핑광과 신호광 모두에 대한 반사방지층이 배치될 수 있다. 레이저 매질의 배면에는 신호광과 펌핑광 모두에 대한 전반사층이 배치될 수 있다. The first and second thin discs 400 and 410 may include a laser medium. The laser medium may have a disk shape that is very thin, e.g., in sub-mm thickness, and has a diameter of from a few millimeters to a few tens of millimeters. The disk may have a shape such as a circle, a rectangle, or a polygon. The first and second thin discs 400 and 410 may include a relatively wide area of the front side and the back side and a relatively small area side and the pumping light and the signal light may be incident on the front surface of the laser medium have. The laser medium according to an exemplary embodiment excites ions in the medium by pumping light and amplifies the signal light. An antireflection layer for both the pumping light and the signal light may be disposed on the front surface of the laser medium. A total reflection layer for both the signal light and the pumping light may be disposed on the back surface of the laser medium.

일 실시예에 따른 제1 씬디스크(400) 및 제2 씬디스크(410)의 배면에는 제1 히트 싱크(401; 도 4 참조) 및 제2 히트 싱크(411; 도 4 참조)가 각각 배치될 수 있다. 제1 씬디스크(400) 및 제2 씬디스크(410)의 배면과 제1 히트 싱크(401) 및 제2 히트 싱크(411)의 냉각면 사이에는 열전도성 접착층 (Thermally-Conductive Adhesive)이 마련되어, 열전도율과 접착력을 향상시킬 수 있다. 일 예시에 따른 제1 히트 싱크(401) 및 제2 히트 싱크(411)는 예를 들어 냉매를 이용한 유체 냉각 방식으로 제1 씬디스크(400) 및 제2 씬디스크(410)에서 발생된 열을 제거할 수 있다. 냉매는 예를 들어 물일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. A first heat sink 401 (see FIG. 4) and a second heat sink 411 (see FIG. 4) are disposed on the back surfaces of the first and second thin discs 400 and 410, respectively, . A thermally-conductive adhesive layer is provided between the back surface of the first thin disc 400 and the second thin disc 410 and the cooling surface of the first heat sink 401 and the second heat sink 411, The thermal conductivity and adhesion can be improved. The first heat sink 401 and the second heat sink 411 according to one example may be configured to heat the heat generated in the first and second thin discs 400 and 410 by a fluid cooling method using, for example, Can be removed. The refrigerant may, for example, be water, but is not limited thereto.

제1 포물면 반사경(420) 및 제2 포물면 반사경(430)은 포물면 형상의 반사면이 서로 마주보면서 동축으로 배치된다. 제1 포물면 반사경(420) 및 제2 포물면 반사경(430)은 동일한 곡률의 포물면 형상을 가질 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 제1 포물면 반사경(420) 및 제2 포물면 반사경(430)에서, 제1 포물면 반사경(420)의 정점(vertex)은 제2 포물면 반사경(430)의 초점이 되고, 제2 포물면 반사경(430)의 정점은 제1 포물면 반사경(420)의 초점이 되도록 배치된다. 일 실시예에 따른 제1 씬디스크(400) 및 제2 씬디스크(410)는 전면 중심이 제1 포물면 반사경(420) 및 제2 포물면 반사경(430)의 정점에 각각 위치하도록 배치될 수 있다. 또한, 제1 포물면 반사경(420)의 일측에는 펌핑광 입사구(440)가 형성되어, 제1 포물면 반사경(420)의 바깥에서 펌핑광(P)이 입사될 수 있도록 한다. 펌핑광 입사구(440)의 형상은 도 4에 도시된 것처럼 직사각형의 개구 형상을 가질 수 있으나, 이에 의해 제한되지 않는다. 예를 들어, 펌핑광 입사구(440)의 형상은 원형, 다각형 등의 다양한 개구 형상을 가질 수 있다.The first parabolic reflector 420 and the second parabolic reflector 430 are disposed coaxially with the parabolic reflective surfaces facing each other. The first parabolic reflector 420 and the second parabolic reflector 430 may have a parabolic shape with the same curvature, but the present invention is not limited thereto. In the first parabolic reflector 420 and the second parabolic reflector 430 the vertex of the first parabolic reflector 420 becomes the focus of the second parabolic reflector 430 and the vertex of the second parabolic reflector 430 The vertex is arranged to be the focal point of the first parabolic reflector 420. The first and second thin discs 400 and 410 may be disposed such that the front center of the first thin disc 400 and the second thin disc 410 are located at the apexes of the first parabolic reflector 420 and the second parabolic reflector 430, respectively. A pumping light entrance 440 is formed on one side of the first parabolic reflector 420 so that the pumping light P can be incident on the outside of the first parabolic reflector 420. The shape of the pumping light incident opening 440 may have a rectangular opening shape as shown in Fig. 4, but is not limited thereto. For example, the shape of the pumping light incident opening 440 may have various opening shapes such as a circular shape, a polygonal shape, and the like.

시드광 소스(50)는 예를 들어 반도체 레이저 다이오드 또는 피코초나 펨토초 모드잠금 광섬유 시드레이저 또는 나노초급의 큐스위치(Q-Switched) 고체레이저를 포함하는 레이저 소스일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 시드광 소스(50)는 일 예로 수평 편광의 시드광(L)을 방출할 수 있다.The seed light source 50 may be, for example, but not limited to, a semiconductor laser diode or a laser source including a picosecond or femtosecond mode locked fiber optic seed laser or a nano-grade Q-Switched solid state laser. The seed light source 50 may emit, for example, seed light L of horizontal polarization.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 펌핑광 성형 장치의 개략적인 구성도이다. 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 펌핑광 성형 장치의 개략적인 구성도이다.2 is a schematic configuration diagram of a pumping optical molding apparatus according to an embodiment of the present invention. 3 is a schematic configuration diagram of a pumping optical molding apparatus according to an embodiment of the present invention.

상술한 바와 같이 펌핑광 소스(10)로부터 출사된 펌핑광(P)은 제1 포물경 반사경(420)에 마련된 펌핑광 입사구(440)를 통해 입사될 수 있다. 펌핑광 입사구(440)를 통해 입사된 펌핑광(P)은 제1 포물경 반사경(420)과 제2 포물경 반사경(430) 사이에서 수 회 내지 수십 회에 걸쳐 왕복 이동함으로써 멀티 패스 펌핑을 수행할 수 있다. 따라서, 펌핑광 입사구(440)를 통해 입사되는 펌핑광(P)의 직경이 정밀하게 조정되지 않는 경우, 제1 포물경 반사경(420)과 제2 포물경 반사경(430)에 형성될 수 있는 펌핑광 스폿의 위치가 변화될 수 있으며, 이에 따라 제1 포물경 반사경(420)과 제2 포물경 반사경(430)에 마련된 제1 씬디스크(400) 및 제2 씬디스크(410)에 대한 펌핑위치 또한 변화될 수 있다.The pumping light P emitted from the pumping light source 10 may be incident through the pumping light incident aperture 440 provided in the first aperture mirror 420. [ The pumping light P incident through the pumping light entrance 440 travels back and forth between the first particle mirror 460 and the second particle mirror 460 several times or dozens of times, Can be performed. Therefore, when the diameter of the pumping light P incident through the pumping light incident aperture 440 is not precisely adjusted, the diameter of the pumping light P that can be formed in the first porcelain reflector 420 and the second porcelain reflector 430 The position of the pumping light spot may be changed so that the first thin disc 400 and the second thin disc 410 provided in the first porcelain reflector 420 and the second porcelain reflector 430 are pumped The position can also be changed.

도 2 및 도 3을 참조하면, 일 실시예에 따르는 펌핑광 성형장치(30)는, 펌핑광 소스(10)로부터 출사된 펌핑광(P)의 직경을 변형시킬 수 있는 직경 조정 렌즈군(31) 및 펌핑광(P)을 평행광으로 변형시킬 수 있는 콜리메이팅 렌즈군(32)을 포함할 수 있다. 일 예로서, 직경 조정 렌즈군(31)은 펌핑광(P)의 직경을 조정할 수 있는 복수의 제1 렌즈(310)를 구비할 수 있다. 예를 들어, 복수의 제1 렌즈(310)는 펌핑광 소스(10)로부터 출사된 펌핑광(P)의 진행 방향을 따라 제 1-1 렌즈(311) 및 제 1-2 렌즈(312)가 순차적으로 배치될 수 있다.2 and 3, a pumping optical molding apparatus 30 according to an embodiment includes a diameter adjusting lens group 31 (shown in FIG. 2) capable of deforming the diameter of pumping light P emitted from a pumping light source 10 And a collimating lens group 32 capable of converting the pumping light P into parallel light. As an example, the diameter adjusting lens group 31 may include a plurality of first lenses 310 capable of adjusting the diameter of the pumping light P. For example, the plurality of first lenses 310 may include a first-first lens 311 and a first-second lens 312 along the traveling direction of the pumping light P emitted from the pumping light source 10 Can be arranged sequentially.

일 예로서, 도 2에 도시된 바와 같이 제1-1 렌즈(311)에는 양 오목 렌즈, 제 1-2 렌즈(312)에는 평볼록 렌즈가 사용될 수 있으나, 사용되는 렌즈가 이것으로 한정되는 것은 아니다. 제 1-1 렌즈(311)는 오목 렌즈이면 어느 종류이어도 사용할 수 있다. 예를 들면, 제 1-1 렌즈(311)로서 평오목 렌즈나 오목 메니스커스 렌즈 등의 오목 렌즈, 또는 오목 렌즈와 동등한 기능을 가지는 광학 소자가 사용될 수도 있다. 또한, 제 1-2 렌즈(312)는 볼록 렌즈이면, 어느 종류이어도 사용할 수 있다. 예를들면, 제 1-2 렌즈(312)로서 양 볼록 렌즈나 볼록 메니스커스 렌즈 등의 볼록 렌즈, 또는 볼록 렌즈와 동등한 기능을 가지는 광학 소자가 사용될 수도 있다. 또한, 제1-1 렌즈(311) 및 제1-2 렌즈(312)즈는 2매 이상의 조합 렌즈를 사용하여 구현될 수도 있다. 다만, 제1-1 렌즈(311) 및 제1-2 렌즈(312)가 오목 렌즈 및 볼록 렌즈에 제한되는 것은 아니며, 제1-1 렌즈(311) 및 제1-2 렌즈(312)의 조합에 의해 펌핑광(P)의 직경을 조정할 수 있는 임의의 광학 소자가 사용될 수도 있다. For example, as shown in FIG. 2, a positive convex lens may be used for the first lens 311, and a flat convex lens may be used for the first and second lenses 312 and 312. However, no. Any type of the first lens 311 may be used if it is a concave lens. For example, as the first lens 311, a concave lens such as a flat concave lens or a concave meniscus lens, or an optical element having a function equivalent to a concave lens may be used. Any kind of the first lens group 312 may be used as long as the first lens group 312 is a convex lens. For example, a convex lens such as a biconvex lens or a convex meniscus lens, or an optical element having a function equivalent to a convex lens may be used as the first lens 1-2. Also, the first-first lens 311 and the first-second lens 312 may be implemented using two or more combination lenses. The 1-1 lens 311 and the 1-2 lens 312 are not limited to the concave lens and the convex lens but may be a combination of the 1-1 lens 311 and the 1-2 lens 312 Any optical element capable of adjusting the diameter of the pumping light P may be used.

또한, 일 실시예에 따른 직경 조정 렌즈군(31)에는 펌핑광(P)의 광축 방향을 따라 제1-1 렌즈(311) 및 제1-2 렌즈(312)를 이동시킬 수 있는 이동부(313)를 포함할 수 있다. 일 예로서, 도 3에 도시된 바와 같이 이동부(313)는 제 1-1 렌즈(311)와 제 1-2 렌즈(312)를 이동시켜 제1-1 렌즈(311) 및 제1-2 렌즈(312) 사이의 간격을 변화시킬 수 있다. 이동부(313)의 의해 제1-1 렌즈(311) 및 제1-2 렌즈(312) 사이의 간격이 제1 간격(t1)에서 제2 간격(t2)으로 변화하는 경우, 상기 제1-1 렌즈(311) 및 제1-2 렌즈(312)에 의한 렌즈계의 초점거리가 변화하고, 펌핑광(P)의 빔 직경 또한 제1 직경(D1)에서 제2 직경(D2)로 확대 또는 축소될 수 있다. 상술한 바와 같은 줌 기능을 가지는 직경 조정 렌즈군(31)를 통하여 펌핑광(P)을 조사함으로써, 펌핑광(P)의 직경 배율을 용이하게 변화시킬 수 있다. The diametrically adjusting lens group 31 according to one embodiment is provided with a moving part 311 capable of moving the first lens 311 and the first lens L2 312 along the optical axis direction of the pumping light P 313). 3, the moving unit 313 moves the 1-1 lens 311 and the 1-2 lens 312 to move the 1-1 lens 311 and 1-2 The distance between the lenses 312 can be changed. When the distance between the 1-1 lens 311 and the 1-2 lens 312 changes from the first interval t 1 to the second interval t 2 by the moving unit 313, The focal length of the lens system by the 1-1 lens 311 and the 1-2 lens 312 changes and the beam diameter of the pumping light P also changes from the first diameter D 1 to the second diameter D 2 , As shown in FIG. The diameter magnification of the pumping light P can be easily changed by irradiating the pumping light P through the diameter adjusting lens group 31 having the zoom function as described above.

일 예로서, 콜리메이팅 렌즈군(32)은 직경 조정 렌즈군(31)을 통과한 펌핑광(P)을 평행광으로 변형시킬 수 있는 하나 이상의 제2 렌즈(320)를 구비할 수 있다. 예를 들어, 제2 렌즈(320)는 펌핑광 소스(10)로부터 출사된 펌핑광(P)의 진행 방향을 따라 배치되는 제 2-1 렌즈(321) 및 제 2-2 렌즈(322)를 포함할 수 있다. 일 예로서, 도 2에 도시된 바와 같이 제2-1 렌즈(321)는 비구면 렌즈로 마련될 수 있으며, 제2-1 렌즈(321)를 통과하여 입사된 펌핑광(P)을 평행광으로 변형시킬 수 있다. 제2-2 렌즈(322)는 제2-1 렌즈(321)와 소정의 간격을 사이에 두고 펌핑광(P)의 진행방향을 따라 이격되도록 배치될 수 있다. 일 예시에 따른 제2-2 렌즈(322)는 펌핑광(P)의 직전성을 향상시킬 수 있다. 일 예로서, 제2-2 렌즈(322) 또한 비구면 렌즈로 마련될 수 있으며, 제2-1 렌즈(321)가 비구면 렌즈로 마련된 경우, 제2-2 렌즈(322)의 곡률 반경은 제2-1 렌즈(321)의 곡률 반경보다 크게 형성될 수 있다.For example, the collimating lens group 32 may include at least one second lens 320 capable of deforming the pumping light P having passed through the diameter adjusting lens group 31 into parallel light. For example, the second lens 320 includes a second-first lens 321 and a second-second lens 322 disposed along the traveling direction of the pumping light P emitted from the pumping light source 10 . 2, the second-1 lens 321 may be formed of an aspherical lens, and the pumping light P incident through the second-1 lens 321 may be converted into parallel light Can be deformed. The second -2 lens 322 may be disposed so as to be spaced apart from the second -1 lens 321 along the traveling direction of the pumping light P with a predetermined gap therebetween. The second -2 lens 322 according to one example can improve the immediacy of the pumping light P. [ As an example, the second -2 lens 322 may also be provided with an aspheric lens, and when the second -1 lens 321 is provided with an aspheric lens, the radius of curvature of the second -2 lens 322 may be a -1 lens 321. In this case,

상술한 실시예에서는 콜리메이팅 렌즈군(32)에 두 개의 비구면 렌즈가 포함될 수 있음을 개시하고 있으나, 사용되는 렌즈가 이것으로 한정되는 것은 아니며, 직경 조정 렌즈군(31)을 통과한 펌핑광(P)을 평행광으로 변형시킬 수 있는 임의의 광학소자가 마련될 수도 있다. 또한 콜리메이팅 렌즈군(32)에는 한 개의 제2 렌즈(320)가 포함될 수도 있으며, 이 경우, 콜리메이팅 렌즈군(32)에 포함된 제2 렌즈(320)는 직경 조정 렌즈군(31)에 포함된 복수의 제1 렌즈(310)와 상호작용하여 펌핑광(P)을 평행광으로 변형시킬 수도 있다.Although the collimating lens group 32 may include two aspherical lenses in the above-described embodiment, the lens used is not limited thereto, and the pumping light passing through the diameter adjusting lens group 31 P may be deformed into parallel light. In this case, the second lens 320 included in the collimating lens group 32 may include a second lens 320 in the collimating lens group 32, The pumping light P may be transformed into parallel light by interacting with the plurality of first lenses 310 included therein.

상술한 바와 같이, 펌핑광 성형 장치(30)를 이용하여 다양한 공진 조건에 부합하도록 펌핑광(P)의 직경이 조정될 수 있는 씬디스크 레이저 장치(1)를 제공할 수 있다. 따라서, 작업자는 광학 소자의 교체 없이도, 다양한 공진 조건에 부합하도록 펌핑광(P)의 직경을 보다 용이하게 조정할 수 있으며, 이에 따라 펌핑광(P) 특성의 최적화를 통한 신뢰성 및 생산성이 향상될 수 있다.As described above, it is possible to provide the thin disc laser apparatus 1 in which the diameter of the pumping light P can be adjusted to meet various resonance conditions by using the pumping optical shaping apparatus 30. [ Therefore, the operator can more easily adjust the diameter of the pumping light P so as to meet various resonance conditions without replacing the optical element, thereby improving the reliability and productivity through optimization of the pumping light (P) characteristic have.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 펌핑광의 광선 경로를 도시한다. 도 5a 및 도 5b는 본 발명의 일 실시예에 따른 씬디스크 레이저 장치에서 제1 포물면 반사경 및 제2 포물면 반사경에 형성되는 펌핑광 스폿 및 펌핑광의 경로를 도시한다.FIG. 4 illustrates a ray path of pumping light according to an embodiment of the present invention. 5A and 5B show paths of pumping light spots and pumping light formed in the first parabolic reflector and the second parabolic reflector in the thin disc laser apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 4 를 참조하면, 펌핑광 성형장치(30)를 통해 빔 직경이 조정되고, 평행광으로 조정된 펌핑광(P)은 제1 포물면 반사경(420)의 펌핑광 입사구(440)를 통해 제1 포물면 반사경(420) 및 제2 포물면 반사경(430) 사이의 공간으로 입사된다. 펌핑광 입사구(125)를 통해 입사된 펌핑광(P)은 도 5a 및 도 5b에 도시되듯이, 제2 포물면 반사경(430)의 제4 사분면(제2 포물면 반사경(430)의 반사면을 바라볼 때 기준)의 최상단에 위치한 제1 위치(S1)에 펌핑광 스폿을 형성한다. 펌핑광(P)은 광축(OA)에 평행하도록 입사되므로, 제2 포물면 반사경(430)의 제1 위치(S1)에서 반사된 펌핑광(P)은 제1 포물면 반사경(420)의 정점에 위치한 제1 씬디스크(400)에 입사된다. 제1 씬디스크(400)에 입사된 후, 펌핑광(P)은 반사되어 제2 포물면 반사경(430)의 제2 사분면의 최하단보다 약간 위쪽에 위치한 제2 위치(S2)에 펌핑광 스폿을 형성한다. 제1 씬디스크(400)는 약간 경사지어 있으므로, 제2 위치(S2)는 제2 포물면 반사경(430)의 정점을 기준으로 제1 위치(S1)와 대칭되지 않고 수직방향으로 약간 편차를 가지고 있어서 좌우는 대칭이 되지만 상하방향으로는 약간 올라가며 올라가는 거리는 제1 씬디스크(400)의 경사각에 비례한다. 제2 포물면 반사경(430)의 정점은 제1 포물면 반사경(420)의 초점이므로, 제2 포물면 반사경(430)의 제2 위치(S2)에 입사된 후, 펌핑광(P)은 제2 위치(S2)에서 광축(OA)에 평행하게 반사된다. 제2 포물면 반사경(430)의 제2 위치(S2)에서 광축에 평행하게 반사된 펌핑광(P)은 제1 포물면 반사경(420)의 제1 사분면(제2 포물면 반사경(430)의 반사면을 바라볼 때 기준)의 최하단에서 약간 위에 위치한 제3 위치(S3)에 광축(OA)에 평행하게 입사되고, 제2 포물면 반사경(430) 정점의 제2 씬디스크(410)로 반사된다. 이때 제2 포물면 반사경(430)의 제2 사분면은 제1 포물면 반사경(420)의 제1 사분면과 마주 보고 있다. 제2 씬디스크(410)에서 반사되므로 제1 씬디스크(400)의 초점에서 나오게 되는 펌핑광(P)은 제1 포물면 반사경(420)의 제3 사분면의 최상단에서 약간 아래에 위치한 제4 위치(S4)에 펌핑광 스폿을 형성한다. 제2 씬디스크(410)는 약간 경사지어 있으므로, 제4 위치(S4)는 제1 포물면 반사경(420)의 정점을 기준으로 제3 위치(S3)와 대칭되지 않고 수직방향으로 약간 편차를 가지고 있다. 제2 포물면 반사경(430)의 정점은 제1 포물면 반사경(420)의 초점이므로, 제1 포물면 반사경(420)의 제4 위치(S4)에 입사된 펌핑광(P)은 초점에서 나오는 광이므로 광축(OA)에 평행하게 반사된다. 상기와 같은 펌핑광(P)의 진행은 반복적으로 이루어져, 제1 위치(S1), 제2 위치(S2), …, 제13 위치(S13)와 같이 다중 경로를 형성하며, 펌핑광(P)은 제1 씬디스크(400), 제2 씬디스크(410)내의 레이저 매질이온들을 반복적으로 여기 시킨다. 도 5a 및 도 5b에서의 펌핑광(P)의 반복 횟수는 예시적인 것이며, 예를 들어 24회, 48회 등과 같이 반복 반사되면서 멀티패스 펌핑을 구현할 수 있다.4, the beam diameter is adjusted through the pumping optical shaping apparatus 30 and the pumping light P adjusted by the parallel light is transmitted through the pumping light entrance 440 of the first parabolic reflector 420 1 parabolic reflector 420 and the second parabolic reflector 430, as shown in FIG. 5A and 5B, the pumping light P incident through the pumping light entrance 125 passes through the fourth quadrant of the second parabolic reflector 430 (the reflecting surface of the second parabolic reflector 430) The pumping light spot is formed at the first position S1, which is located at the uppermost end of the reference position (reference when viewed). The pumping light P reflected at the first position S1 of the second parabolic reflector 430 is positioned at the apex of the first parabolic reflector 420 because the pumping light P is incident parallel to the optical axis OA And is incident on the first thin disc 400. After being incident on the first scene disc 400, the pumping light P is reflected and forms a pumping light spot at a second position S2 located slightly below the lowermost end of the second quadrant of the second parabolic reflector 430 do. Since the first scene disc 400 is slightly inclined, the second position S2 is not symmetrical to the first position S1 with respect to the apex of the second parabolic reflector 430, but slightly deviates in the vertical direction The left and right sides are symmetrical, but they are slightly raised in the vertical direction, and the ascending distance is proportional to the inclination angle of the first thin disc 400. Since the apex of the second parabolic reflector 430 is the focal point of the first parabolic reflector 420, after the pumping light P is incident on the second position S2 of the second parabolic reflector 430, S2 parallel to the optical axis OA. The pumping light P reflected in parallel to the optical axis at the second position S2 of the second parabolic reflector 430 is reflected by the first quadrant of the first parabolic reflector 420 (the reflecting surface of the second parabolic reflector 430) Parallel to the optical axis OA at a third position S3 located slightly above the lowermost end of the second parabolic reflector 430 and toward the second thin disc 410 at the apex of the second parabolic reflector 430. [ At this time, the second quadrant of the second parabolic reflector 430 faces the first quadrant of the first parabolic reflector 420. The pumping light P emitted from the focal point of the first thin disc 400 is reflected at the second thin disc 410 at a fourth position slightly lower from the top of the third quadrant of the first parabolic reflector 420 S4). ≪ / RTI > Since the second scene disc 410 is slightly inclined, the fourth position S4 is not symmetrical to the third position S3 with respect to the vertex of the first parabolic reflector 420, but has a slight deviation in the vertical direction . Since the vertex of the second parabolic reflector 430 is the focus of the first parabolic reflector 420, the pumping light P incident on the fourth position S4 of the first parabolic reflector 420 is light emitted from the focus, (OA). The progress of the pumping light P as described above is repeatedly performed so that the first position S1, the second position S2, ... And the thirteenth position S13 and the pumping light P repeatedly excites the laser medium ions in the first and second thin discs 400 and 410. [ The number of repetitions of the pumping light P in FIGS. 5A and 5B is exemplary and multi-pass pumping can be implemented while repeatedly reflecting, for example, 24 times, 48 times, and so on.

도 6는 본 발명의 일 실시예에 따른 씬디스크 레이저 장치의 개략적인 구성도이다. 도 7a 내지 도 7c는 각각 도 7의 씬디스크 레이저 장치에서 시드광 소스의 입사, 증폭 및 출력을 설명한다.6 is a schematic configuration diagram of a thin disc laser apparatus according to an embodiment of the present invention. Figs. 7A to 7C illustrate the incidence, amplification, and output of the seed light source in the thin disc laser apparatus of Fig. 7, respectively.

도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 씬디스크 레이저 장치(1)는 펌핑광 소스(10), 펌핑광 성형장치(30), 하나 이상의 씬 디스크를 포함하는 씬 디스크 모듈(40), 시드광 소스(50) 및 신호광 광학계(60)를 포함할 수 있다. 펌핑광 소스(10), 펌핑광 성형장치(30), 씬 디스크 모듈(40)에 포함된 제1 씬디스크(400), 제2 씬디스크(410), 제1 포물면 반사경(420) 및 제2 포물면 반사경(430) 및 시드광 소스(50)와 관련된 일반적인 사항은 도 1 및 도 4에 개시된 사항과 실질적으로 동일하므로 설명의 편의상 여기서는 서술을 생략한다.6, a thin disc laser apparatus 1 according to an embodiment of the present invention includes a pumping light source 10, a pumping optical shaping apparatus 30, a thin disc module 40 including one or more thin discs, A seed light source 50, and a signal light optical system 60. [ The first thin disc 400, the second thin disc 410, the first parabolic reflector 420, and the second thin disc 400 included in the pumping light source 10, the pumping optical shaping apparatus 30, the thin disc module 40, The general matters related to the parabolic reflector 430 and the seed light source 50 are substantially the same as those described in FIGS. 1 and 4, and therefore, a description thereof will be omitted for convenience of explanation.

일 실시예에 따른 제1 씬디스크(400) 및 제2 씬디스크(410)는 전면 중심이 제1 포물면 반사경(420) 및 제2 포물면 반사경(430)의 정점에 각각 위치하도록 배치될 수 있다. 이때, 제1 씬디스크(400) 및 제2 씬디스크(410)의 전면은 광평면(Optical Plane)을 기준으로 경사지도록 배치될 수 있다. 여기서, 광편면은 제1 포물면 반사경(420) 및 제2 포물면 반사경(430)의 광축(OA)과 펌핑광(P) 입사 광선으로 놓이는 평면을 의미한다. 달리 말하면, 제1 씬디스크(400) 및 제2 씬디스크(410)의 전면의 법선(400a, 410a)과 제1포물면 반사경(420) 및 제2 포물면 반사경(430)의 광축(OA)은 영(zero)보다 큰 소정의 각도(θ1, θ2)로 벌어져 있다. 제1 씬디스크(400) 및 제2 씬디스크(410)의 경사진 각도(θ1, θ2)는 서로 같을 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 제1 씬디스크(400) 및 제2 씬디스크(410)은 서로 같은 방향으로 경사지거나 혹은 서로 반대 방향으로 경사질 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 이와 같은 제1 씬디스크(400) 및 제2 씬디스크(410)의 경사 각도(θ1, θ2) 및 경사 방향은 후술하는 바와 같이 펌핑광의 멀티 패스를 구현하도록 설계된다. 제1 씬디스크(400) 및 제2 씬디스크(410)에는 미세한 광축 정렬 등을 할 수 있도록 각각 씬디스크 조정 장치(미도시)가 마련될 수 있다. 예를 들어, 씬디스크 조정 장치는 제1 씬디스크(400) 및 제2 씬디스크(410)를 각각 독립적으로 수평축, 수직축 방향의 기울기를 조절할 수 있다.The first and second thin discs 400 and 410 may be disposed such that the front center of the first thin disc 400 and the second thin disc 410 are located at the apexes of the first parabolic reflector 420 and the second parabolic reflector 430, respectively. At this time, the front surfaces of the first and second thin discs 400 and 410 may be inclined with respect to the optical plane. Here, the optical single surface means a plane in which the optical axis OA of the first parabolic reflector 420 and the second parabolic reflector 430 and the pumping light P are incident. In other words, the normal lines 400a and 410a of the front surface of the first thin disc 400 and the second thin disc 410 and the optical axis OA of the first parabolic reflector 420 and the second parabolic reflector 430 are zero (? 1,? 2) larger than zero (zero). The inclination angles? 1 and? 2 of the first and second thin discs 400 and 410 may be equal to each other, but are not limited thereto. The first and second thin discs 400 and 410 may be inclined in the same direction or inclined in opposite directions to each other, but are not limited thereto. The inclination angles? 1 and? 2 and the inclination direction of the first and second thin discs 400 and 410 are designed to realize multipath of the pumping light as described later. The first and second thin discs 400 and 410 may be each provided with a thin disc adjustment device (not shown) so as to perform fine optical axis alignment and the like. For example, the thin disk adjustment device can independently adjust the tilt of the first thin disc 400 and the second thin disc 410 in the horizontal and vertical directions.

신호광 광학계(60)는 제1 편광빔스플리터(polarized beam splitter)(61), 패러데이 회전자(Faraday rotator)(62), 반파장판(half-wavelength plate)(63), 제2 편광빔스플리터(polarized beam splitter)(64), 1/4파장판(quarter-wavelength plate)(65), 포켈스셀(Pockels cell)(66), 및 제1 미러 내지 제8 미러(M1, M2, M3, M4, M5, M6, M7, M8)를 포함할 수 있다.The optical signal optical system 60 includes a first polarized beam splitter 61, a Faraday rotator 62, a half-wavelength plate 63, a second polarized beam splitter 63, beam splitter 64, a quarter-wavelength plate 65, a Pockels cell 66 and first through eighth mirrors M1, M2, M3, M4, M5 , M6, M7, M8).

제1 편광빔스플리터(61)는 수평 편광(horizontal polarization)의 광을 통과시키고, 수직 편광(vertical polarization)의 광은 반사한다. The first polarization beam splitter 61 passes light of horizontal polarization and reflects light of vertical polarization.

패러데이 회전자(62)는 입사되는 수평 편광의 광의 편광을 패러데이 효과를 이용하여 45도 위상변화를 일으켜 45도 선편광의 광으로 변환시키며, 패러데이 회전자(62)를 출사후 되돌아 오는 재입사하는 45도 선편광의 광에 추가적인 45도 위상변화를 일으켜 수직 편광의 광으로 변환시킨다. The Faraday rotator 62 converts the polarized light of the incident horizontal polarized light into 45-degree linearly polarized light by using the Faraday effect to cause a 45-degree phase change, and the Faraday rotator 62 converts the polarized light of the 45- Also causes an additional 45 degree phase shift to the linearly polarized light and converts it to vertically polarized light.

반파장판(63)은 빠른축(fast axis)에 대해 느린축으로 가는 편광 방향의 빛을 반파장만큼 차이가 나도록 만드는 파장판으로, 45도 선편광의 광을 수평 편광의 광으로 변환시키며, 수평 편광의 광을 45도 선편광의 광으로 변환시킨다. The half wave plate (63) is a wave plate for making the light of the polarized direction going to the slow axis different by half wavelength with respect to the fast axis. The half wave plate (63) converts the light of 45 degrees linearly polarized light into the light of horizontally polarized light, Into 45-degree linearly polarized light.

제2 편광빔스플리터(64)는 수평 편광과 수직 편광을 각각 투과 또는 반사하는 방향으로 2개의 서로 수직인 선편광성분을 분리시킬 수 있는데, 수평 편광의 광을 통과시키고 수직 편광의 광은 반사시키는 방향으로 적용시킬 수 있다.The second polarizing beam splitter 64 is capable of separating two mutually perpendicular linearly polarized light components in the direction of transmitting or reflecting the horizontal polarized light and the vertical polarized light, .

1/4파장판(65)은 빠른축에 대해 느린축으로 가는 편광을 4분의 1파장만큼 차이가 나도록 하는 편광판으로, 수평 편광의 광을 우원편광으로 변환시키고, 좌원편광의 광을 수직 편광의 광으로 변환시킬 수 있다. The 1/4 wave plate 65 is a polarizing plate that makes polarized light on the slow axis different from the fast axis by a quarter wavelength, converts the light of the horizontally polarized light into the right circularly polarized light, Of the light.

포켈스셀(66)은 포켈스효과(Pockels effect)를 가지는 결정에 전압을 인가하여 편광 변환을 능동적으로 수행하는 소자이다. 예를 들어, 포켈스셀(66)은 전압이 인가되지 않았을 때는 편광변환없이 광을 통과시키고, 전압이 인가된 상태에서는 1/4파장판처럼 동작하여 좌원편광의 광을 수평 편광의 광으로 변환시키고 수평 편광의 광을 좌원편광으로 변환시킬 수 있다.The Pockelscell 66 is a device that actively performs polarization conversion by applying a voltage to a crystal having a Pockels effect. For example, when the voltage is not applied, the Pockels cell 66 passes light without polarization conversion and, when the voltage is applied, operates as a quarter-wave plate to convert the left-circularly polarized light into the horizontally-polarized light The light of horizontally polarized light can be converted into the left circularly polarized light.

제1 편광빔스플리터(61), 패러데이 회전자(62), 반파장판(63), 제2 편광빔스플리터(64), 1/4파장판(65), 및 포켈스셀(66)은, 후술하는 바와 같이 포켈스셀(66)에 인가되는 전압(즉, 제어신호)에 따라, 입사되는 편광의 수평편광성분과 수직편광성분의 위상차를 발생시켜 편광을 변화시킴으로써 제1 편광빔스플리터(61) 및 제2 편광빔스플리터(64)에서 반사되거나 투과시키도록 해 줌으로써 신호광을 공진되는 경로에서 벗어나 출력하도록 하는 광경로 변환기의 일 예이며, 공지된 다른 광학 배치가 채용될 수도 있음은 물론이다. The first polarizing beam splitter 61, the Faraday rotator 62, the half wave plate 63, the second polarizing beam splitter 64, the 1/4 wave plate 65 and the Pockels cell 66, By generating the phase difference between the horizontal polarization component and the vertical polarization component of the incident polarized light according to the voltage (i.e., the control signal) applied to the Pockels cell 66 as described above, 2 polarization beam splitter 64 so as to output the signal light out of the resonance path, and it is needless to say that other known optical arrangements may be employed.

제1 미러 내지 제8 미러(M1, M2, M3, M4, M5, M6, M7, M8)를 시드빔이 제1 씬디스크(400) 및 제2 씬디스크(410)에 입사되도록 배치하고, 또한 시드빔이 증폭된 후에 신호광으로 공진되고 출력되는 광경로를 형성하도록 배치한다. 제1 미러 내지 제8 미러(M1, M2, M3, M4, M5, M6, M7, M8) 중 적어도 2개 미러, 즉 제4 미러(제1 내부 미러)(M4)와 제8 미러(제2 내부 미러)(M8)는 제1 포물면 반사경(420) 및 제2 포물면 반사경(430) 사이의 공간, 예를 들어 중간 부근, 에 배치된다. 제4 미러(제1 내부 미러)(M4)는 제4 미러(제1 내부 미러)(M4)에서 제1 씬디스크(400)로 입사된 신호광이 제4 미러(제1 내부 미러)(M4) 쪽으로 반사되도록 배치된다. 또한, 제8 미러(제2 내부 미러)(M8)는 제8 미러(제2 내부 미러)(M8)에서 제2 씬디스크(410)로 입사된 신호광이 제8 미러(제2 내부 미러)(M8) 쪽으로 반사되도록 배치된다. 좀 더 구체적으로, 제4 미러(제1 내부 미러)(M4)는 제1 씬디스크(400)의 전면의 법선(400a)상에 또는 상기 법선(400a)의 근방에 45도로 경사지게 배치되고, 제8 미러(제2 내부 미러)(M8)는 제2 씬디스크(410)의 전면의 법선(410a)상에 또는 상기 법선(410a)의 근방에 45도로 경사지게 배치될 수 있다. 본 실시예는 제4 미러(제1 내부 미러)(M4) 및 제8 미러(제2 내부 미러)(M8)의 경사각도가 45도인 경우를 예로 들어 설명하고 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 제1 미러 내지 제8 미러(M1, M2, M3, M4, M5, M6, M7, M8)는 평면 미러일 수 있다. 경우에 따라서는 제1 미러 내지 제8 미러(M1, M2, M3, M4, M5, M6, M7, M8) 중 일부가 집속미러(focusing mirror)일 수도 있다.The seed beam is placed so as to be incident on the first and second thin discs 400 and 410, and the first to eighth mirrors M1 to M4 are arranged such that the seed beam is incident on the first and second thin discs 400 and 410, The seed beam is amplified and then arranged to form an optical path which is resonated and outputted as a signal beam. (First inner mirror) M4 and the eighth mirror (the second mirror M4) and the eighth mirror (the second inner mirror) are arranged in the order of the first mirror to the eighth mirror M1, M2, M3, M4, M5, M6, M7, The inner mirror) M8 is disposed at a space between the first parabolic reflector 420 and the second parabolic reflector 430, for example, in the vicinity of the middle. The fourth mirror (first inner mirror) M4 receives the signal light incident on the first thin disc 400 from the fourth mirror (first inner mirror) M4 to the fourth mirror (first inner mirror) M4, As shown in FIG. In addition, the eighth mirror (second internal mirror) M8 receives the signal light incident on the second thin disc 410 from the eighth mirror (second internal mirror) M8 through the eighth mirror (second internal mirror) M8. More specifically, the fourth mirror (first inner mirror) M4 is disposed on the normal line 400a of the front surface of the first thin disc 400 or at an angle of 45 degrees in the vicinity of the normal line 400a, 8 mirror (second inner mirror) M8 may be disposed on the normal 410a of the front surface of the second thin disc 410 or at an angle of 45 degrees in the vicinity of the normal 410a. In the present embodiment, the case where the inclination angle of the fourth mirror (first inner mirror) M4 and the eighth mirror (second inner mirror) M8 is 45 degrees is described as an example, but the present invention is not limited thereto. The first to eighth mirrors M1, M2, M3, M4, M5, M6, M7, M8 may be plane mirrors. In some cases, some of the first to eighth mirrors M1, M2, M3, M4, M5, M6, M7 and M8 may be focusing mirrors.

펌핑광 소스(10)는 제1 씬디스크(400) 및 제2 씬디스크(410)를 여기시키는 펌핑광(P)을 출사한다. 펌핑광 소스(10)는, 펌핑광(P)이 제1 포물면 반사경(420)의 펌핑광 입사구(440)를 통해 제1 포물면 반사경(420) 및 제2 포물면 반사경(430) 사이의 공간으로 입사되도록 배치된다. 나아가, 펌핑광 소스(10)는, 펌핑광(P)이 펌핑광 입사구(440)를 통해 광축(OA)에 평행하게 입사되도록 배치될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 펌핑광 소스(10)에는 미세한 광축 정렬 등을 할 수 있도록 펌핑광 조정 장치(미도시)가 마련될 수 있다.The pumping light source 10 emits the pumping light P that excites the first and second thin discs 400 and 410. The pumping light source 10 is configured such that the pumping light P passes through the pumping light entrance 440 of the first parabolic reflector 420 into a space between the first parabolic reflector 420 and the second parabolic reflector 430 Are arranged to be incident. Further, the pumping light source 10 may be arranged such that the pumping light P is incident parallel to the optical axis OA through the pumping light entrance 440, but is not limited thereto. The pumping light source 10 may be provided with a pumping light adjusting device (not shown) so as to perform a fine optical axis alignment or the like.

본 실시예의 씬디스크 레이저 장치(1)는 제1 펌핑빔모드관찰장치(71) 및 제2 펌핑빔모드관찰장치(72)를 더 포함할 수 있다. 제1 펌핑빔모드관찰장치(71) 및 제2 펌핑빔모드관찰장치(72)는 예를 들어 실시간으로 이미지를 획득할 수 있는 촬영장치(즉, 카메라)일 수 있으며, 각각 기구적 및 광학적 간섭이 없는 위치에 설치하여 제1 씬디스크(400) 및 제2 씬디스크(410)의 전면을 촬영한다. 펌핑광 소스(10)에서 출사된 펌핑광(P)은 제1 씬디스크(400) 및 제2 씬디스크(410)에서 수십차례 반복하면서 입사 및 반사되면서, 제1 씬디스크(400) 및 제2 씬디스크(410)의 전면에 펌핑광 스폿을 형성하는데, 제1 펌핑빔모드관찰장치(71) 및 제2 펌핑빔모드관찰장치(72)는 펌핑광 스폿을 포함한 제1 씬디스크(400) 및 제2 씬디스크(410)의 표면을 디스플레이를 통해 실시간으로 관찰할 수 있다. 이와 같이 제1 펌핑빔모드관찰장치(71) 및 제2 펌핑빔모드관찰장치(72)를 통해 펌핑광 스폿을 실시간으로 관찰함으로써, 펌핑광 스폿이 실질적으로 완벽하게 중첩을 가능하게 조절할 수 있게 할 수 있으므로, 원활하고 효과적인 멀티패스 펌핑이 가능하다.The thin disc laser apparatus 1 of the present embodiment may further include a first pumping beam mode observing apparatus 71 and a second pumping beam mode observing apparatus 72. [ The first pumping beam mode observing device 71 and the second pumping beam mode observing device 72 may be, for example, a photographing device (i.e., a camera) capable of acquiring images in real time, So that the entire surface of the first thin disc 400 and the second thin disc 410 is photographed. The pumping light P emitted from the pumping light source 10 is incident and reflected repeatedly several times in the first and second thin discs 400 and 410 so that the first thin disc 400 and the second thin disc 410 The first pumping beam mode observing device 71 and the second pumping beam mode observing device 72 form a pumping light spot on the front surface of the thin disc 410. The first pumping light beam observing device 71 and the second pumping beam mode observing device 72 include a first thin disc 400 including a pumping light spot, The surface of the second thin disc 410 can be observed in real time through the display. By observing the pumping light spot in real time through the first pumping beam mode observing device 71 and the second pumping beam mode observing device 72 in this way, it is possible to control the pumping light spot in such a way that the pumping light spot Allowing for smooth and efficient multipass pumping.

본 실시예의 씬디스크 레이저 장치(1)는 출력되는 신호광의 세기를 측정하는 레이저출력 모니터링 장치를 더 포함할 수 있다. 이러한 레이저출력 모니터링 장치는 제1 편광빔스플리터(61)의 출력단 쪽에 배치되는 광파워 미터(optical power meter) 또는 펄스레이저인 경우에 광검출기(photodiode)일 수 있다.The thin disc laser apparatus 1 of the present embodiment may further include a laser output monitoring device for measuring the intensity of the signal light to be output. The laser output monitoring apparatus may be an optical power meter disposed at the output end of the first polarization beam splitter 61 or a photodiode in the case of a pulsed laser.

본 실시예의 씬디스크 레이저 장치(1)에서 제1 씬디스크(400), 제2 씬디스크(410), 제1 포물면 반사경(420), 제2 포물면 반사경(430) 및 신호광 광학계(60)의 일부 광학부품(예를 들어, 제4 미러(제1 내부 미러)(M4) 및 제8 미러(제2 내부 미러)(M8)는 레이저 가공 장치에 독립적으로 설치될 수 있는 하나의 씬디스크 모듈로 구성할 수 있다. 나아가, 시드광 소스(50), 신호광 광학계(60)의 나머지 광학부품들, 및 펌핑광 소스(10)는 일종의 플러그인 모듈처럼 씬디스크 모듈에 장착하여 함께 사용할 수 있다.In the thin disc laser apparatus 1 of this embodiment, the first thin disc 400, the second thin disc 410, the first parabolic reflector 420, the second parabolic reflector 430 and a part of the signal optical system 60 The optical components (for example, the fourth mirror (first inner mirror) M4 and the eighth mirror (second inner mirror) M8 are constituted by one thin disk module which can be installed independently in the laser processing apparatus Further, the seed optical source 50, the remaining optical components of the optical signal optical system 60, and the pumping optical source 10 can be mounted on the thin disk module and used together as a kind of plug-in module.

다음으로, 상술한 바와 같은 펌핑광 소스(10)를 이용하여 본 실시예의 씬디스크 레이저 장치(100)에서는 멀티패스 펌핑이 수행될 수 있다. 이와 관련된 사항은 도 4 내지 도 5b에 개시된 사항과 실질적으로 동일하므로 여기서는 서술을 생략한다.Next, multipath pumping can be performed in the thin disc laser apparatus 100 of the present embodiment using the pumping light source 10 as described above. The matters related to this are substantially the same as those described in Figs. 4 to 5B, so that the description thereof is omitted here.

다음으로, 도 7a 내지 도 7c를 참조하여, 본 실시예의 씬디스크 레이저 장치(1)에서 시드 광(신호광)의 입사, 증폭 및 출력을 설명한다. Next, the incidence, amplification, and output of the seed light (signal light) in the thin disc laser apparatus 1 of this embodiment will be described with reference to Figs. 7A to 7C.

도 7a는 시드 광(L)이 신호광 광학계(60)에 입사되는 과정을 설명하며, 이때 포켈스셀(66)은 전압이 인가되지 않은 상태에 있다.7A illustrates a process in which the seed light L is incident on the signal optical system 60. At this time, the voltage of the Pockels cell 66 is not applied.

도 7a를 참조하면, 시드광 소스(50)에서 출사된 수평 편광의 시드 광(L)은 제1 미러(M1)에서 반사되어 신호광 광학계(60)에 입사된다. 수평 편광의 시드 광(L)은 제1 편광빔스플리터(61)에서 그대로 통과한다. 제1 편광빔스플리터(61)를 통과한 수평 선편광의 광(L)의 편광은 패러데이 회전자(62)에서 45도 회전된 선편광의 광이 되며, 반파장판(63)을 경유하여 다시 수평 편광의 광(L)으로 변환된다. 이때 패러데이 회전자(62)는 자기광학효과(magneto-optic effect)에 기반한 선편광을 또 다른 선편광으로 회전시켜 주는 장치이며, 회전크기는 빔진행방향의 패러데이 매질길이(d)와 자기장의 세기(B; magnetic flux density)와 매질고유특성인 베르데상수(Verdet constant)에 비례한다. (이때 패러데이 회전자(62)가 영구자석을 사용하는 경우, 영구자석을 사용하여 확보하는 자기장은 절대좌표계에서 방향성을 가지므로 선편광 회전시 절대적인 방향성을 가지게 된다. 패러데이 회전자(62)에선 입사지점에서 입사한 빔의 편광방향을 시계방향으로 45도 회전시킨다면, 출사지점으로 재입사하는 빔의 편광방향은 비대칭적인 반시계방향으로 45도 회전시킨다.) 반파장판(63)을 경유한 수평 편광의 광(L)은 제2 편광빔스플리터(64)을 수평편광 상태 그대로 통과하며, 1/4파장판(65)에 입사된다. 수평 편광의 광(L)은 1/4파장판(65)에서 우원편광의 광(L)으로 변환된 후, 포켈스셀(66)에 입사된다. (1/4파장판(65)은 패러데이 회전자(62)와 달리 절대적인 방향성을 잡아 주는 장치가 없으므로 절대좌표계에서 대칭성을 가지게 되므로 입사지점으로 입사한 빔의 편광방향을 시계방향으로 45도 회전시킨다면, 출사지점으로 재입사하는 빔의 편광방향도 대칭적인 시계방향으로 45도 회전시킨다.) 포켈스셀(66)은 전압이 인가되지 않은 상태에 있으며, 따라서 우원편광의 광(L)은 포켈스셀(66)에서 편광변환없이 그대로 통과된다. 포켈스셀(66)을 통과한 광(L)은 제2 미러(M2), 제3 미러(M3) 및 제4 미러(M4)를 거쳐 제1 씬디스크(400)에 수직으로 입사된다. 제1 씬디스크(400)에 입사된 광(L)은 펌핑광(P)에 의해 여기된 제1 씬디스크(400)에서 증폭된 상태로 반사된다. 우원편광의 광(L)은 제1 씬디스크(400)에서 반사되면서 2개의 수직편광성분 사이에 180도의 위상차가 발생하므로 좌원편광의 광(L1)으로 변환된다. 참조번호 L1은, 편의상 제1 씬디스크(400)에서 반사되어 시계 반향으로 루프를 진행하는 광을 나타낸다. 좌원편광의 광(L1)은 다시 제4 미러(M4), 제3 미러(M3) 및 제2 미러(M2)의 순서대로 되돌아가며 포켈스셀(66)을 편광변환없이 경유하고 1/4파장판(65)에서 수직편광으로 변환된다. 수직편광의 광(L1)은 제2 편광빔스플리터(64)에서 반사되고, 제5 미러(M5), 제6 미러(M6), 제7 미러(M7), 및 제8 미러(M8)를 거쳐 제2 씬디스크(410)에 수직으로 입사된다. 제2 씬디스크(410)에 입사된 광(L1)은 펌핑광(P)에 의해 여기된 제2 씬디스크(410)에서 증폭된 상태로 반사된다. 수직편광의 광(L2)은 제2 씬디스크(410)에서 반사되면서 편광상태를 유지한다. 참조번호 L2은, 편의상 제2 씬디스크(410)에서 반사되어 반시계 반향으로 루프를 진행하는 광을 나타낸다. 수직편광의 광(L2)은 다시 제8 미러(M8), 제7 미러(M7), 제6 미러(M6) 및 제5 미러(M5)의 순서대로 되돌아가며, 제2 편광빔스플리터(64)에서 반사되어 제1 씬디스크(400) 쪽으로 향하게 된다. 7A, the seed light L of horizontally polarized light emitted from the seed light source 50 is reflected by the first mirror M 1 and is incident on the signal light optical system 60. The seed light L of horizontally polarized light passes through the first polarization beam splitter 61 as it is. The polarized light of the horizontal linearly polarized light L having passed through the first polarized beam splitter 61 becomes the linearly polarized light rotated by 45 degrees in the Faraday rotator 62 and is again transmitted through the half wave plate 63 And converted into light (L). The Faraday rotator 62 rotates the linearly polarized light based on the magneto-optic effect to another linearly polarized light. The rotation size is a Faraday medium length d in the beam traveling direction and a magnetic field intensity B magnetic flux density) and the Verdet constant, which is the inherent characteristic of the medium. (In this case, when the Faraday rotator 62 uses a permanent magnet, the magnetic field secured by using the permanent magnet has directionality in the absolute coordinate system, and thus has an absolute direction when rotating the linearly polarized light. In the Faraday rotator 62, The polarization direction of the beam re-entering the emission point is rotated by 45 degrees in an asymmetrical counterclockwise direction). When the polarization direction of the horizontal polarization transmitted through the half wave plate 63 is changed The light L passes through the second polarization beam splitter 64 in the state of horizontally polarized light, and is incident on the 1/4 wave plate 65. The light L of horizontally polarized light is converted into right-circularly polarized light L by the 1/4 wave plate 65, and is then incident on the Pockels cell 66. (Since the 1/4 wave plate 65 has symmetry in the absolute coordinate system since there is no device for capturing absolute directionality unlike the Faraday rotator 62, if the polarization direction of the beam incident on the incident point is rotated clockwise by 45 degrees , The polarization direction of the beam re-entering the exit point also rotates by 45 degrees in a symmetrical clockwise direction.) The Pokel cell 66 is in a state in which no voltage is applied, and thus the right-handed circularly polarized light (L) 66 without passing through polarization conversion. The light L having passed through the Pokel cell 66 is vertically incident on the first thin disc 400 through the second mirror M2, the third mirror M3 and the fourth mirror M4. The light L incident on the first thin disc 400 is reflected in the amplified state in the first thin disc 400 excited by the pumping light P. [ The right-circularly polarized light L is reflected by the first thin disc 400 and is converted into the left-circularly polarized light L1 because a phase difference of 180 degrees occurs between the two vertical polarized light components. Reference numeral L1 denotes light that is reflected by the first thin disc 400 for convenience and advances in a loop through a clock echo. The left-handed circularly polarized light L1 returns again in the order of the fourth mirror M4, the third mirror M3 and the second mirror M2, passes through the Pokel cell 66 without polarization conversion, (65). The vertically polarized light L1 is reflected by the second polarization beam splitter 64 and passes through the fifth mirror M5, the sixth mirror M6, the seventh mirror M7, and the eighth mirror M8 And is vertically incident on the second thin disc 410. The light L1 incident on the second thin disc 410 is reflected in the amplified state in the second thin disc 410 excited by the pumping light P. [ The vertically polarized light L2 is reflected by the second thin disc 410 and maintains the polarized state. Reference numeral L2 denotes light that is reflected by the second thin disc 410 and propagates through the loop in a counterclockwise echo. The vertically polarized light L2 is again returned in the order of the eighth mirror M8, the seventh mirror M7, the sixth mirror M6 and the fifth mirror M5, and the second polarizing beam splitter 64, And is directed toward the first thin disc 400.

도 7b는 시드 광(L)이 제1 씬디스크(400) 및 제2 씬디스크(410)에서 재생증폭기(Regenerative Amplifier)를 구성하면서 증폭되는 과정을 설명하며, 이때 포켈스셀(66)은 전압이 인가된 상태에 있다. 재생증폭기는 최초의 공진기에서 발진되어 출력되는 편광된 펄스빔을 펄스빔진행에 있어서 닫힌 구조의 별도공진기를 구성함으로써 원하는 횟수의 공진증폭을 얻고 원하는 펄스에너지까지 증폭시킬 수 있는 장치이다. 최초의 레이저에서 발생된 레이저펄스를 별도의 공진기로 증폭한다는 점에서 레이저펄스를 재생증폭한다는 의미에서 재생증폭기라고 부른다. 포켈스셀에 인가되는 전압은 2개의 편광성분의 위상변화가 1/4파장만큼 발생할 정도의 크기를 사용하며, 포켈스셀에 사용하는 결정에 인가되는 전압의 크기에 따라서 위상변화의 크기가 변화되는 선형 전기광학 효과(linear electro-optic effect)인 포켈스효과를 사용하는데 위상변화의 크기는 빔의 진행방향으로 인가되는 전기장의 진폭(electric field amplitufe)과 정상광선 굴절율(refractive index of ordinary beam)의 3제곱과 포켈스셀에 사용되는 비선형결정의 고유특성인 전기광학상수(electro-optic constant)의 곱에 비례한다. 이때 인가되는 전기장이 절대좌표계에서 방향성을 가지므로 패러데이 회전자와 유사한 편광회전 특성을 가지지만, 차이점은 1/4파장 회전전압을 인가하면 선편광을 원편광으로 변화시킨다는 점이다. 7B illustrates a process in which the seed light L is amplified while constituting a regenerative amplifier in the first and second thin discs 400 and 410. At this time, And is in an authorized state. The regenerative amplifier is a device capable of obtaining a desired number of resonance amplifications and amplifying the polarized pulse beam oscillated in the first resonator to a desired pulse energy by constituting a separate resonator having a closed structure in the course of the pulse beam. In the sense that the laser pulse generated by the first laser is amplified by a separate resonator, it is called a regenerative amplifier in the sense of regenerating and amplifying the laser pulse. The voltage applied to the Pockels cell is such that the phase change of the two polarization components occurs by 1/4 wavelength, and the linearity of the phase change varies with the magnitude of the voltage applied to the crystal used in the Pockels cell. The magnitude of the phase change depends on the electric field amplitude and the refractive index of the ordinary beam, which are applied in the direction of beam advance. And is proportional to the product of the electro-optic constant, which is the intrinsic property of the nonlinear crystal used in the Pokel cell. In this case, since the applied electric field has directionality in the absolute coordinate system, it has a polarization rotation characteristic similar to that of a Faraday rotator, but the difference is that when a 1/4 wavelength rotation voltage is applied, linear polarization is changed into circular polarization.

도 7b를 사용하여 먼저 펄스빔 1개를 재생증폭기 내부에 가두는 과정을 설명한다. 도 7b를 참조하면, 전술한 바와 같이 제2 씬디스크(410)에선 반사된 수직편광의 광(L2)은 제8 미러(M8), 제7 미러(M7), 제6 미러(M6) 및 제5 미러(M5)를 거쳐 제2 편광빔스플리터(64)에서 반사되며, 1/4파장판(65)을 경유하면서 좌원편광의 광(L2)으로 변환된다. (1/4파장판에 수평편광이 입사하면 우원편광으로, 수직편광이 입사하면 좌원편광으로 변환된다.) 1/4파장판(65)을 경유한 좌원편광의 광(L2)은 포켈스셀(66)에 입사된다. 포켈스셀(66)은 전압이 인가된 상태에 있으며, 따라서 좌원편광의 광(L2)은 포켈스셀(66)에서 1/4파장만큼 추가로 회전되어 수평편광으로 편광변환되면서 통과된다. 포켈스셀(66)을 통과한 수평편광의 광(L2)은 제2 미러(M2), 제3 미러(M3) 및 제4 미러(M4)를 거쳐 제1 씬디스크(400)에 수직으로 입사되고 증폭된 상태로 반사된다. 수평편광의 광(L1)은 제1 씬디스크(400)에서 반사되면서 편광방향을 유지하며, 다시 제4 미러(M4), 제3 미러(M3) 및 제2 미러(M2)의 순서대로 되돌아가며 포켈스셀(66)에 다시 입사된다. 수평편광의 광(L1)은 전압이 인가된 포켈스셀(66)에서 좌원편광의 광(L1)으로 편광변환되고, 1/4파장판(65)에서 수직편광으로 변환된다. 수직편광의 광(L1)은 제2 편광빔스플리터(64)에서 반사되고, 제5 미러(M5), 제6 미러(M6), 제7 미러(M7), 및 제8 미러(M8)를 거쳐 제2 씬디스크(410)에 수직으로 입사되고 증폭된 상태로 반사된다. 수직편광의 광(L2)은 제2 씬디스크(410)에서 반사되면서 편광상태를 유지한다. 수직편광의 광(L2)은 다시 제8 미러(M8), 제7 미러(M7), 제6 미러(M6) 및 제5 미러(M5)의 순서대로 되돌아가며 제2 편광빔스플리터(64)에서 반사되어 제1 씬디스크(400) 쪽으로 향하게 된다. 상기와 같이 포켈스셀(66)은 전압이 인가된 경우, 신호광 광학계(60)에 입사된 광(L)은 폐루프(closed loop)로 광경로가 닫히게 되어 공진하며 발진하게 된다. (이제까지의 편광변화들을 요약하면 다음과 같다. (a) 수평편광 -> 1/4파장판(65) -> 우원편광. (b) 우원편광 -> 거울반사(제1 씬디스크(400) 반사) -> 좌원편광. (c) 좌원편광 -> 1/4파장판(65) -> 수직편광. (d) 수직편광 -> 1/4파장판(65) -> 좌원편광. (e) 좌원편광 -> 포켈스셀(66) -> 수평편광. (f) 수평편광 -> 거울반사(제2 씬디스크(410) 반사) -> 수평편광. (g) 수평편광 -> 포켈스셀(66) -> 좌원편광. (h) 좌원편광 -> 1/4파장판(65) -> 수직편광. )7B, a description will first be made of a process of putting one pulse beam inside the reproduction amplifier. Referring to FIG. 7B, the vertically polarized light L2 reflected by the second thin disc 410 passes through the eighth mirror M8, the seventh mirror M7, the sixth mirror M6, Is reflected by the second polarization beam splitter 64 through the fifth mirror M5 and is converted into the left-polarized light L2 through the 1/4 wave plate 65. [ (When the horizontal polarized light is incident on the 1/4 wavelength plate, it is converted into right circularly polarized light and when the vertical polarized light is incident, it is converted into the left circularly polarized light.) Left- 66. The Pokel cell 66 is in a state in which the voltage is applied, so that the left-handed circularly polarized light L2 is further rotated by 1/4 wavelength in the Pokel cell 66 and is polarized and converted into horizontal polarized light. The light L2 of the horizontally polarized light that has passed through the Pokel cell 66 is vertically incident on the first thin disc 400 through the second mirror M2, the third mirror M3 and the fourth mirror M4 And reflected in the amplified state. The light L1 of the horizontally polarized light is reflected by the first thin disc 400 to maintain the polarization direction and is returned in the order of the fourth mirror M4, the third mirror M3, and the second mirror M2 And again enters the Pockels cell 66. The horizontally polarized light L1 is polarized to the left-polarized light L1 in the Pokel cell 66 to which the voltage is applied, and is converted into the vertical polarized light in the 1/4 wave plate 65. [ The vertically polarized light L1 is reflected by the second polarization beam splitter 64 and passes through the fifth mirror M5, the sixth mirror M6, the seventh mirror M7, and the eighth mirror M8 Is incident vertically on the second thin disc 410 and is reflected in an amplified state. The vertically polarized light L2 is reflected by the second thin disc 410 and maintains the polarized state. The vertically polarized light L2 is again returned in the order of the eighth mirror M8, the seventh mirror M7, the sixth mirror M6 and the fifth mirror M5, and the second polarizing beam splitter 64 And is directed toward the first thin disc 400. As described above, when voltage is applied to the Pockels cell 66, the light L incident on the signal optical system 60 is resonated with the optical path closed by a closed loop, and oscillated. (The polarization changes so far are summarized as follows: (a) Horizontal polarization -> 1/4 wave plate 65 -> right circular polarization b) right polarization -> mirror reflection (reflection of first thin disc 400) ) -> left circular polarization (c) left circular polarization -> 1/4 wave plate (65) -> vertical polarization (d) vertical polarization -> 1/4 wave plate (65) (66) -> Horizontal polarization (f) Horizontal polarization -> Mirror reflection (reflection of second scene disc 410) -> Horizontal polarization (g) Horizontal polarization -> Pokel scan > Left circular polarization (h) left circular polarization -> quarter wave plate (65) -> vertical polarization.

도 7c는 제1 씬디스크(400) 및 제2 씬디스크(410)에서 증폭된 광, 즉 신호광이 출력되는 과정을 설명한다. 도 7b를 참조한 신호광의 증폭단계에서 신호광의 세기가 소정 크기를 만족하거나 혹은 소정의 시간이 경과되면, 제2 씬디스크(410)에서 증폭되어 반사후 돌아오는 신호광이 포켈스셀에 입사하기 직전의 시점에서 포켈스셀(66)에 대한 전압 인가를 차단한다.7C illustrates a process of outputting light amplified by the first and second thin discs 400 and 410, that is, a signal light. When the intensity of the signal light satisfies a predetermined level or a predetermined time elapses in the amplification step of the signal light with reference to FIG. 7B, the signal light amplified by the second thin disk 410 and returning after reflection enters a point in time The voltage applied to the Pockels cell 66 is cut off.

도 7c를 참조하면, 전술한 바와 같이 제2 씬디스크(410)에 반사된 수직편광의 광(L2)은 제8 미러(M8), 제7 미러(M7), 제6 미러(M6) 및 제5 미러(M5)를 거쳐 제2 편광빔스플리터(64)에서 반사되며, 1/4파장판(65)을 경유하면서 좌원편광의 광(L2)으로 변환된다. 1/4파장판(65)을 경유한 좌원편광의 광(L2)은 포켈스셀(66)에 입사된다. 포켈스셀(66)은 전압이 인가되지 않은 상태에 있으며, 따라서 좌원편광의 광(L2)은 포켈스셀(66)에서 편광변환없이 그대로 통과된다. 포켈스셀(66)을 통과한 좌원편광의 광(L2)은 제2 미러(M2), 제3 미러(M3) 및 제4 미러(M4)를 거쳐 제1 씬디스크(400)에 수직으로 입사되고 증폭된 상태로 반사된다. 좌원편광의 광(L2)은 제1 씬디스크(400)에서 반사되면서 우원편광의 광(L1)으로 변환되며, 다시 제4 미러(M4), 제3 미러(M3) 및 제2 미러(M2)의 순서대로 되돌아가며 포켈스셀(66)를 거쳐, 1/4파장판(65)에 입사된다. 우원편광의 광(L1)은 1/4파장판(65)에서 수평편광으로 변환된다. 수평편광의 광(L1)은 제2 편광빔스플리터(64)에서 그대로 통과되어, 반파장판(63)으로 향하게 된다. 수평편광의 광(L1)은 반파장판(63) 및 패러데이 회전자(62)를 거쳐 수직편광의 광(L1)으로 변환되고, 제1 편광빔스플리터(61)에서 반사되어 출력된다. Referring to FIG. 7C, the vertically polarized light L2 reflected by the second thin disc 410 passes through the eighth mirror M8, the seventh mirror M7, the sixth mirror M6, Is reflected by the second polarization beam splitter 64 through the fifth mirror M5 and is converted into the left-polarized light L2 through the 1/4 wave plate 65. [ The left-polarized light L2 passed through the 1/4 wave plate 65 is incident on the Pockels cell 66. The Pokel cell 66 is in a state in which no voltage is applied, so that the left-handed circularly polarized light L2 passes through the Pokel cell 66 without polarization conversion. The light L2 of the left circularly polarized light having passed through the Pokel cell 66 is vertically incident on the first thin disc 400 through the second mirror M2, the third mirror M3 and the fourth mirror M4 And reflected in the amplified state. The left-handed circularly polarized light L2 is converted into right-handed circularly polarized light L1 while being reflected by the first thin disc 400 and then transmitted through the fourth mirror M4, the third mirror M3, and the second mirror M2. And is incident on the 1/4 wavelength plate 65 via the Pockels cell 66. Then, The right-handed circularly polarized light L1 is converted into a horizontal polarized light by the 1/4 wave plate 65. The light L1 of horizontally polarized light passes through the second polarization beam splitter 64 as it is and is directed to the half wave plate 63. The light L1 of the horizontally polarized light is converted into a vertically polarized light L1 through the half wave plate 63 and the Faraday rotator 62 and is reflected by the first polarization beam splitter 61 and outputted.

상기와 같이 동작하는 본 실시예의 씬디스크 레이저 장치(1)는 상기 재생증폭기(Regenerative Amplifiers)의 일 예로 이해될 수 있을 것이다.The thin disc laser apparatus 1 of the present embodiment operating as described above may be understood as an example of the regenerative amplifiers.

본 실시예와 같이 2개의 포물면 반사경(즉, 제1 포물면 반사경(420) 및 제2 포물면 반사경(430))을 사용하는 경우, 제1 포물면 반사경(420) 및 제2 포물면 반사경(430)의 광축 정렬이나, 제1 씬디스크(400) 및 제2 씬디스크(410)의 광축 정렬은, 펌핑광(P)이 수십번 반복하여 반사하더라도 제1 씬디스크(400) 및 제2 씬디스크(410)에 맺히는 펌핑광 스폿이 정확하게 일치할 필요가 있다. 반복적으로 맺히는 상기 펌핑광 스폿들이 정확하게 일치해야만 파워증폭이 효율적으로 이루어질 수 있으며 빔모드가 나빠지지 않고 원하는 싱글모드나 멀티모드의 가우시안빔을 명확하게 구성할 수 있으며 씬디스크 레이저매질의 열분포가 균일해져서 손상 등을 방지할 수 있다. 이에 본 실시예의 씬디스크 레이저 장치(100)는, 제4 미러(M4) 및 제8 미러(M8)를 통해 정렬용 빔을 입사시켜, 제1 씬디스크(400) 및 제2 씬디스크(410)의 광축 정렬용으로 사용할 수 있다.When two parabolic reflectors (i.e., the first parabolic reflector 420 and the second parabolic reflector 430) are used as in the present embodiment, the optical axes of the first parabolic reflector 420 and the second parabolic reflector 430 Alignment of the first thin disc 400 and the second thin disc 410 can be performed even if the first thin disc 400 and the second thin disc 410 are reflected even when the pumping light P is repeated several times. It is necessary for the pumping light spots formed on the light source to exactly coincide with each other. The power amplification can be efficiently performed only if the repeated pumping light spots are exactly matched, the desired single mode or multimode Gaussian beam can be clearly formed without deteriorating the beam mode, and the thermal distribution of the thin disc laser medium becomes uniform Damage or the like can be prevented. Thus, the thin disc laser apparatus 100 of this embodiment receives the alignment beam through the fourth mirror M4 and the eighth mirror M8 and irradiates the first thin disc 400 and the second thin disc 410, As shown in FIG.

본 실시예의 씬디스크 레이저 장치(1)는 펌핑광에 대한 멀티 패스 광학계(제1 씬디스크(400) 및 제2 씬디스크(410)와 제1 포물면 반사경 및 제2 포물면 반사경(420, 430))과 신호광에 대한 증폭 광학계(제1 씬디스크(400) 및 제2 씬디스크(410)와, 제1 미러 내지 제8 미러(M1, M2, M3, M4, M5, M6, M7, M8))가 광학적으로 분리되어 독립적으로 조정될 수 있으므로, 광학부품들의 정렬에 좀 더 자유도를 확보할 수 있다. The thin disc laser apparatus 1 of the present embodiment includes a multipath optical system (a first thin disc 400 and a second thin disc 410 and a first parabolic reflector and a second parabolic reflector 420 and 430) M2, M3, M4, M5, M6, M7, and M8) for the signal light (the first thin disc 400 and the second thin disc 410 and the first to eighth mirrors M1, M2, Can be optically separated and independently adjusted, so that a more flexible degree of alignment of the optical components can be secured.

본 실시예는 제1 씬디스크(400) 및 제2 씬디스크(410)가 공통의 신호광을 증폭시키는 경우를 예로 들어 설명하고 있으나, 제1 씬디스크(400)를 이용하여 증폭시키는 제1 신호광 단독에 대한 증폭 광학계와, 제2 씬디스크(410)를 이용하여 증폭시키는 제2 신호광 단독에 대한 증폭 광학계가 광학적으로 분리되어 마련될 수 있음은 물론이다.The first thin disc 400 and the second thin disc 410 amplify a common signal light. However, the first thin disc 400 and the second thin disc 410 may amplify a common signal light, And the amplification optical system for the second signal light alone amplified by using the second thin disk 410 may be optically separated from each other.

전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.It will be understood by those skilled in the art that the foregoing description of the present invention is for illustrative purposes only and that those of ordinary skill in the art can readily understand that various changes and modifications may be made without departing from the spirit or essential characteristics of the present invention. will be. It is therefore to be understood that the above-described embodiments are illustrative in all aspects and not restrictive. For example, each component described as a single entity may be distributed and implemented, and components described as being distributed may also be implemented in a combined form.

본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.The scope of the present invention is defined by the appended claims rather than the detailed description and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalents are to be construed as being included within the scope of the present invention do.

1: 씬디스크 레이저 장치
10: 펌핑광 소스
20: 펌핑광 전달부
30: 성형장치
31: 직경 조정 렌즈군
32: 콜리메이팅 렌즈군
40: 씬디스크 모듈
50: 시드광 소스
60: 신호광 광학계1: Thin disk laser device
10: pumping light source
20: pumping light transmission part
30: Molding device
31: diameter adjusting lens group
32: Collimating lens group
40: Thin disk module
50: seed light source
60: signal light optical system

Claims (17)

펌핑광을 출사하는 펌핑광 소스;
상기 펌핑광의 직경을 조정하는 펌핑광 성형장치;
직경이 조정된 상기 펌핑광이 입사되는 제1 포물면 반사경;
상기 제1 포물면 반사경과 서로 마주보며 동축으로 배치되는 제2 포물면 반사경; 및
각기 레이저 매질과 상기 레이저 매질의 배면에 위치하는 반사면을 포함하며, 상기 제1 포물면 반사경 및 상기 제2 포물면 반사경의 정점에 각각 배치되어 상기 제1 포물면 반사경 및 상기 제2 포물면 반사경과 함께 상기 펌핑광의 멀티패스를 형성하는 제1 씬디스크 및 제2 씬디스크;를 포함하는,
씬디스크 레이저 장치.A pumping light source for emitting pumping light;
A pumping optical shaping device for adjusting the diameter of the pumping light;
A first parabolic reflector on which the pumping light whose diameter is adjusted is incident;
A second parabolic reflector disposed coaxially with and facing the first parabolic reflector; And
And a reflective surface positioned at a back surface of the laser medium, wherein each of the laser medium and the reflective medium is disposed at the apexes of the first parabolic reflector and the second parabolic reflector, respectively, together with the first parabolic reflector and the second parabolic reflector, A first thin disc and a second thin disc forming a multipath of light,
Thin disk laser device. 제1 항에 있어서,
상기 펌핑광 성형장치는,
상기 펌핑광의 직경을 변형시키는 복수의 제1 렌즈를 구비하는 직경 조정 렌즈군; 및
상기 펌핑광을 평행광으로 변형시키는 하나 이상의 제2 렌즈를 구비하는 콜리메이팅 렌즈군;을 포함하는,
씬디스크 레이저 장치.The method according to claim 1,
The pumping optical shaping apparatus includes:
A diameter adjusting lens group including a plurality of first lenses for changing the diameter of the pumping light; And
And a collimating lens group having at least one second lens for converting the pumping light into parallel light.
Thin disk laser device. 제2 항에 있어서,
상기 성형 렌즈군은
상기 펌핑광의 진행 방향을 따라 배치된 제1-1렌즈 및 제1-2 렌즈 및,
상기 제1-1 렌즈 및 상기 제1-2 렌즈 사이의 간격을 변화시킬 수 있는 이동부를 포함하는,
씬디스크 레이저 장치.3. The method of claim 2,
The forming lens group
A first lens and a first lens disposed along a traveling direction of the pumping light,
And a moving unit capable of changing an interval between the 1-1 lens and the 1-2 lens,
Thin disk laser device. 제2 항에 있어서,
상기 콜리메이팅 렌즈군은 상기 펌핑광의 진행 방향을 따라 배치된 제2-1렌즈 및 제2-2 렌즈를 포함하는,
씬디스크 레이저 장치.3. The method of claim 2,
Wherein the collimating lens group includes a 2-1 lens and a 2-2 lens arranged along a traveling direction of the pumping light,
Thin disk laser device. 제4 항에 있어서,
상기 제2-1렌즈 및 상기 제2-2 렌즈는 비구면 렌즈이며, 상기 제2-2 렌즈의 곡률 반경이 상기 제2-1 렌즈의 곡률 반경보다 크게 형성되는,
씬디스크 레이저 장치.5. The method of claim 4,
Wherein the second-1 lens and the second -2 lens are aspherical lenses, and the curvature radius of the second-second lens is larger than the curvature radius of the second-
Thin disk laser device. 제1 항에 있어서,
상기 펌핑광 소스와 상기 펌핑광 성형장치 사이에 배치되어 상기 펌핑광을 전달하는 펌핑광 전달부;를 더 포함하는
씬디스크 레이저 장치.The method according to claim 1,
And a pumping light delivery portion disposed between the pumping light source and the pumping light shaping device to deliver the pumping light
Thin disk laser device. 제1 항에 있어서,
상기 제1 포물면 반사경에 마련되어 상기 펌핑광이 통과하는 펌핑광 입사부;를 더 포함하는
씬디스크 레이저 장치.The method according to claim 1,
And a pumping light incident portion provided on the first parabolic reflector through which the pumping light passes
Thin disk laser device. 제1 항에 있어서,
상기 제1 씬디스크의 배면에 배치된 제1 히트 싱크 및 상기 제2 씬디스크의 배면에 배치된 제2 히트 싱크;를 더 포함하는
씬디스크 레이저 장치.The method according to claim 1,
A first heat sink disposed on a back surface of the first thin disc and a second heat sink disposed on a back surface of the second thin disc;
Thin disk laser device. 제1 항에 있어서,
상기 제1 포물면 반사경과 상기 제2 포물면 반사경 사이의 공간에 배치되어 신호광을 반사시키는 제1 내부 미러 및 제2 내부 미러; 및
상기 제1 내부 미러와 상기 제2 내부 미러 사이의 신호광의 광경로상에 배치되는 복수의 미러;를 더 포함하며,
상기 제1 내부 미러, 상기 제2 내부 미러, 및 상기 복수의 미러는 신호광을 상기 제1 씬디스크와 상기 제2 씬디스크 사이에서 반사를 반복시킴으로서 증폭시키는
씬디스크 레이저 장치.The method according to claim 1,
A first inner mirror and a second inner mirror disposed in a space between the first parabolic reflector and the second parabolic reflector to reflect the signal light; And
And a plurality of mirrors disposed on an optical path of the signal light between the first inner mirror and the second inner mirror,
The first inner mirror, the second inner mirror, and the plurality of mirrors amplify the signal light by repeating reflection between the first thin disc and the second thin disc
Thin disk laser device. 제1 항에 있어서,
상기 제1 내부 미러는 상기 제1 내부 미러에서 상기 제1 씬디스크로 입사된 신호광이 상기 제1 내부 미러 쪽으로 반사되도록 배치되며,
상기 제2 내부 미러는 상기 제2 내부 미러에서 상기 제2 씬디스크로 입사된 신호광이 상기 제2 내부 미러 쪽으로 반사되도록 배치되는
씬디스크 레이저 장치.The method according to claim 1,
Wherein the first inner mirror is disposed such that a signal light incident on the first inner disk from the first inner mirror is reflected toward the first inner mirror,
And the second inner mirror is disposed so that the signal light incident on the second inner thin film from the second inner mirror is reflected toward the second inner mirror
Thin disk laser device. 제1 항에 있어서,
상기 제1 내부 미러는 상기 제1 씬디스크의 전면의 법선상에 위치하거나 상기 법선의 근방에 위치하며, 상기 제2 내부 미러는 상기 제2 씬디스크의 전면의 법선상에 위치하거나 상기 법선의 근방에 위치하는
씬디스크 레이저 장치.The method according to claim 1,
Wherein the first inner mirror is located on a normal line of the front surface of the first thin disc or in the vicinity of the normal line and the second inner mirror is positioned on a normal line of the front surface of the second thin disc, Located at
Thin disk laser device. 제1 항에 있어서,
신호광은 상기 제1 포물면 반사경 및 상기 제2 포물면 반사경에서 반사되지 않는
씬디스크 레이저 장치.The method according to claim 1,
The signal light is not reflected by the first parabolic reflector and the second parabolic reflector
Thin disk laser device. 제1 항에 있어서,
시드광을 공급하는 시드광 소스를 더 포함하며, 상기 제1 씬디스크 및 상기 제2 씬디스크는 시드광을 신호광으로 증폭하는
씬디스크 레이저 장치.The method according to claim 1,
And a seed light source for supplying seed light, wherein the first thin disc and the second thin disc are used for amplifying the seed light by a signal light
Thin disk laser device. 제10 항에 있어서,
상기 시드광 소스에서 방출되는 시드광은 편광된 레이저광인
씬디스크 레이저 장치.11. The method of claim 10,
The seed light emitted from the seed light source is polarized laser light
Thin disk laser device. 제1 항에 있어서,
상기 제1 씬디스크와 상기 제2 씬디스크 사이의 신호광의 광경로상에 배치되어 제어 신호에 따라 신호광의 경로를 변경하여 외부로 출력시키는 광경로 변환기를 더 포함하는
씬디스크 레이저 장치.The method according to claim 1,
And an optical path changer disposed on an optical path of the signal light between the first thin disc and the second thin disc and changing the path of the signal light according to the control signal and outputting it to the outside
Thin disk laser device. 제15 항에 있어서,
상기 광경로 변환기는 제어 신호에 따라 신호광의 편광을 변경시키는 전기광학소자와, 편광 방향에 따라 신호광을 분리하는 편광빔스플리터를 포함하는
씬디스크 레이저 장치.16. The method of claim 15,
The optical path changer includes an electro-optical element for changing the polarization of the signal light according to the control signal, and a polarization beam splitter for separating the signal light according to the polarization direction
Thin disk laser device. 제1 항에 있어서,
상기 제1 내부 미러 및 상기 제2 내부 미러를 통해 정렬용 빔을 상기 제1 씬디스크 및 상기 제2 씬디스크에 각기 조사하는,
씬디스크 레이저 장치.The method according to claim 1,
Irradiating an alignment beam to the first thin disc and the second thin disc through the first inner mirror and the second inner mirror, respectively,
Thin disk laser device.
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