KR20200122655A - Laser device based by laser diode - Google Patents

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Abstract

Disclosed is a diode-based laser device comprising: a laser diode for outputting a laser by power supply; a modification output device for receiving the laser and modifying a setting value of the laser to output the same; a spectrometer for receiving the laser in which the setting value is modified to output the same in at least two directions; a measuring device for receiving the laser output in a direction other than one direction from the spectrometer to measure the setting value of the laser; and a controller for receiving an output value of the laser measured by the measuring device, and controlling the magnitude of a power source applied to the laser diode. According to the present invention, the setting value of the laser can be easily changed.

Description

다이오드 기반 레이저 장치{LASER DEVICE BASED BY LASER DIODE}Diode-based laser device{LASER DEVICE BASED BY LASER DIODE}

본 기술은 레이저 장치에 관한 것이다. The present technology relates to a laser device.

특히 스테이지의 얼라인먼트를 측정할 수 있는 다이오드 기반의 레이저 장치에 관한 것이다.In particular, it relates to a diode-based laser device capable of measuring the alignment of the stage.

반도체를 제조하는 것은 nm 단위에 영향을 받는 미시 세계의 작업으로, 웨이퍼에 산화, 포토그래피, 식각, 박막, 증착, 금속 공정 등을 수행하여 육안으로 식별되지 않는 미세한 회로를 그려 넣는 작업이다. 그러므로 만약 웨이퍼가 제대로 정렬되지 않은 채, 위와 같은 공정이 실행되면 불량품이 제조될 것이 자명한 바, 웨이퍼를 정렬하는 것이 매우 중요하다. 웨이퍼를 정렬한다는 것은 웨이퍼가 배치되는 스테이지(Stage)를 정렬한다는 것과 일맥상통한다.Manufacture of semiconductors is a microscopic work that is influenced by the nanometer unit, and is a work of drawing microcircuits that are invisible to the naked eye by performing oxidation, photography, etching, thin film, deposition, and metal processes on a wafer. Therefore, if the wafers are not properly aligned and the above process is performed, it is obvious that defective products will be produced, so it is very important to align the wafers. Aligning the wafer is consistent with aligning the stage on which the wafer is placed.

스테이지(Stage)는 nm단위에도 영향을 받으므로, 정밀한 정렬을 위하여 레이저가 활용되는데, 오래 전부터 현재까지 스테이지 정렬 업계에서는 He-Ne 기반의 간섭계 레이저 장치가 이용되고 있다. 그러나 습관처럼 이용되던 He-Ne 기반의 간섭계 레이저 장치에 대하여 최근에는 He-Ne 기반의 간섭계 레이저 장치에 대한 불만을 표출하는 목소리가 높아지고 있다.Since the stage is also affected by the nm unit, a laser is used for precise alignment, and from a long time ago to the present, interferometric laser devices based on He-Ne have been used in the stage alignment industry. However, with regard to the He-Ne-based interferometric laser device that was used as a habit, voices expressing dissatisfaction with the He-Ne-based interferometric laser device are increasing recently.

그 불만의 목소리는 크게 3가지이다.There are three major voices of dissatisfaction.

첫 번째로는 레이저의 설정값을 변경하기 어렵다는 것이다.First, it is difficult to change the setting value of the laser.

He-Ne 기반의 간섭계 레이저 장치는 레이저의 설정값(진폭, 주파수 등)이 정해진 채 생산된다. 그렇기 때문에 사용자는 He-Ne 기반의 간섭계 레이저 장치를 활용하는데 제약을 받는다. He-Ne-based interferometric laser devices are produced with the laser settings (amplitude, frequency, etc.) set. Therefore, users are limited in using He-Ne-based interferometric laser devices.

두 번째는 해외 업체들이 레이저 장치를 독점하고 있어서, 레이저 장치에 문제가 생겼을 때 수리가 어렵고 수리 시간이 오래 걸린다는 점이다.The second is that foreign companies dominate laser devices, so when there is a problem with the laser device, it is difficult to repair and it takes a long time to repair.

현재 He-Ne 기반의 간섭계 레이저 장치를 생산하는 업체는 해외 기업들이 다수인데, 레이저 장치에 문제가 발생되어 부품을 교체하여야 하는 경우, 해외 업체에 부품을 주문하고 배송 받아 교체 설치하여야 하므로 시간이 오래 걸린다. Currently, there are many overseas companies that produce He-Ne-based interferometric laser devices. If a problem occurs in the laser device and parts need to be replaced, it takes a long time because the parts must be ordered and shipped from overseas companies for replacement and installation. It takes.

세 번째는 레이저 장치의 컨디션을 감지할 수 없다는 점이다.The third is that it cannot detect the condition of the laser device.

현재 He-Ne 기반의 간섭계 레이저 장치는 장치가 오작동되는 경우를 단순하게 알려줄 뿐, 출력되는 레이저가 안정된 파장, 파워, 주파수를 유지하고 있는지 알려주지 않아서 고장이 발생한 후에야 레이저 장치의 이상을 알 수 있어서, 고장 발생 전 고장에 미리 대비를 할 수 없는 문제점이 있었다.Currently, the He-Ne-based interferometric laser device simply informs when the device malfunctions, but does not inform whether the output laser maintains a stable wavelength, power, and frequency, so that the abnormality of the laser device can be known only after a malfunction occurs. There was a problem that it was not possible to prepare for a breakdown before the breakdown occurred.

따라서 현재 스테이지 정렬 업계에서는 새로운 레이저 장치에 대한 요구가 높아지고 있는 실정이다.Therefore, in the current stage alignment industry, the demand for new laser devices is increasing.

국내 등록특허 등록번호 "0576434" "반도체 웨이퍼 정렬 장치 및 방법(SEMICONDUCTOR WAFER ALIGNMENT APPARATUS AND METHOD)Domestic patent registration number "0576434" "Semiconductor wafer alignment device and method (SEMICONDUCTOR WAFER ALIGNMENT APPARATUS AND METHOD)

본 발명은 기존의 He-Ne 기반의 간섭계 레이저 장치를 대체할 수 있는 다이오드 기반의 레이저 장치를 제공하는데 목적이 있다.An object of the present invention is to provide a diode-based laser device that can replace the existing He-Ne-based interferometric laser device.

본 발명은 레이저의 설정값을 용이하게 변경할 수 있는 다이오드 기반 레이저 장치를 제공하는데 목적이 있다.An object of the present invention is to provide a diode-based laser device capable of easily changing a set value of a laser.

본 발명은 수리가 용이한 다이오드 기반 레이저 장치를 제공하는데 목적이 있다.An object of the present invention is to provide a diode-based laser device that is easy to repair.

본 발명은 출력되는 레이저의 컨디션을 실시간으로 체크할 수 있는 다이오드 기반 레이저 장치를 제공하는데 목적이 있다.An object of the present invention is to provide a diode-based laser device capable of checking the condition of an output laser in real time.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The technical problem to be achieved by the present invention is not limited to the technical problems mentioned above, and other technical problems that are not mentioned can be clearly understood by those of ordinary skill in the technical field to which the present invention belongs from the following description. will be.

본 발명인 다이오드 기반 레이저 장치는 전원 공급에 의하여 레이저를 출력하는 레이저 다이오드, 상기 레이저를 수신하여 레이저의 설정값을 수정하여 출력하는 수정 출력기, 상기 설정값이 수정된 레이저를 수신하여 적어도 두 방향으로 출력하는 분광기 상기 분광기에서 일방향이 아닌 방향으로 출력되는 레이저를 수신하여 레이저의 설정값을 측정하는 측정기 및 상기 측정기가 측정한 레이저의 설정값을 수신하고 상기 레이저 다이오드에 인가되는 전원의 크기를 제어하는 제어기를 포함한다.The inventors diode-based laser device includes a laser diode that outputs a laser by power supply, a crystal output device that receives the laser and modifies and outputs a set value of the laser, and receives the laser whose set value is modified and outputs it in at least two directions. A measuring device that measures a set value of a laser by receiving a laser output from the spectroscope in a direction other than one direction, and a controller that receives the set value of the laser measured by the measuring device and controls the amount of power applied to the laser diode Includes.

여기서, 수정 출력기는 음향 광학 변조기인 것을 특징으로 한다.Here, the crystal output is an acousto-optic modulator.

여기서, 수정 출력기와 상기 분광기 사이에는 상기 레이저를 수신하여 진행방향과 어느 하나의 수직방향으로 진동하는 레이저를 출력하는 편광기가 배치된 것을 특징으로 한다.Here, a polarizer is disposed between the crystal output unit and the spectroscope to receive the laser and output a laser that vibrates in a direction perpendicular to a traveling direction.

여기서, 편광기는 일측에서 타측 사이의 거리가 상측에서 하측으로 이동될수록 연속되어 증가 또는 감소되는 제1유리케이스와, 상기 유리케이스의 일면에서 사선의 방향으로 배치되는 설정된 형상의 방해석플레이트와, 상기 방해석플레이트의 일면에서 상기 유리케이스의 형상과 대비되는 형상으로 형성되며 중앙측에 레이저 출력홀이 형성된 제2유리케이스를 포함한다.Here, the polarizer includes a first glass case that continuously increases or decreases as the distance between one side of the other side moves from top to bottom, a calcite plate of a set shape disposed in a diagonal direction on one side of the glass case, and the calcite It includes a second glass case formed on one side of the plate in a shape contrasting with the shape of the glass case and having a laser output hole formed at the center side.

여기서, 레이저 다이오드에는 제어기와 연결되며, 제어기의 제어신호에 따라 동작되어 냉각되는 펠티에 소자로 구성된 냉각기가 배치되는 것을 특징으로 한다.Here, the laser diode is connected to the controller, characterized in that the cooler consisting of a Peltier element that is operated and cooled according to the control signal of the controller is disposed.

여기서, 제어기는 상기 레이저의 출력값이 기설정된 영역 이외의 영역에 위치되면 상기 냉각기가 동작되도록 제어신호를 출력하는 것을 특징으로 한다.Here, when the output value of the laser is located in an area other than a preset area, the controller outputs a control signal to operate the cooler.

여기서, 레이저 다이오드에는 상기 레이저가 일 초점을 향하도록 정렬하는 비구면 렌즈가 설치되는 것을 특징으로 한다.Here, the laser diode is characterized in that the aspherical lens is installed to align the laser toward one focal point.

여기서, 본 발명인 다이오드 기반 레이저 장치는 측정기 및 상기 제어기와 연결되어 출력되는 레이저의 출력값을 육안으로 확인할 수 있는 디스플레이를 더 포함한다.Here, the diode-based laser device according to the present invention further includes a measuring device and a display which can visually check the output value of the laser output by being connected to the controller.

본 발명은 다이오드 기반으로 동작되는 레이저 장치로, 수정 출력기를 동작시켜 레이저의 설정값을 용이하게 변경할 수 있다.The present invention is a laser device operated based on a diode, and the set value of the laser can be easily changed by operating a crystal output device.

또한, 본 발명은 다이오드 기반의 레이저 장치이므로, 종래 He-Ne 기반의 간섭계 레이저 장치보다 용이하게 수리할 수 있다.In addition, since the present invention is a diode-based laser device, it can be repaired more easily than a conventional He-Ne-based interferometric laser device.

또한, 본 발명은 디스플레이를 통하여 실시간으로 출력되는 레이저의 설정값을 확인할 수 있어, 레이저의 컨디션 체크를 실시간으로 확인할 수 있다.In addition, in the present invention, it is possible to check the set value of the laser output in real time through the display, so that the condition check of the laser can be checked in real time.

도 1은 본 발명인 다이오드 기반 레이저 장치를 도시한 것이다.
도 2는 본 발명인 다이오드 기반 레이저 장치를 구성하는 수정 출력기를 도시한 것이다.
도 3은 본 발명인 다이오드 기반 레이저 장치를 구성하는 제어기에 저장된 데이터를 도시한 것이다.
도 4는 본 발명인 다이오드 기반 레이저 장치를 구성하는 냉각기를 도시한 것이다.
도 5a는 본 발명인 다이오드 기반 레이저 장치의 구성인 분광기의 사시도이고, 도 5b는 본 발명인 다이오드 기반 레이저 장치의 단면도를 도시한 것이다.
도 6은 본 발명인 다이오드 기반 레이저 장치의 디스플레이를 도시한 것이다.1 shows a diode-based laser device according to the present invention.
2 shows a crystal output device constituting the diode-based laser device according to the present invention.
3 shows data stored in a controller constituting a diode-based laser device according to the present invention.
Figure 4 shows a cooler constituting the diode-based laser device of the present invention.
5A is a perspective view of a spectrometer, which is a configuration of a diode-based laser device according to the present invention, and FIG. 5B is a cross-sectional view illustrating a diode-based laser device according to the present invention.
6 shows a display of a diode-based laser device according to the present invention.

이하, 본 발명의 일실시예를 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 그러나 이는 본 발명의 범위를 한정하려고 의도된 것은 아니다. Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail through exemplary drawings. However, this is not intended to limit the scope of the present invention.

각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.In adding reference numerals to elements of each drawing, it should be noted that the same elements are assigned the same numerals as possible even if they are indicated on different drawings. In addition, in describing the present invention, if it is determined that a detailed description of a related known configuration or function may obscure the subject matter of the present invention, a detailed description thereof will be omitted.

또한, 도면에 도시된 구성요소의 크기나 형상 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시될 수 있다. 또한, 본 발명의 구성 및 작용을 고려하여 특별히 정의된 용어들은 본 발명의 실시예를 설명하기 위한 것일 뿐이고, 본 발명의 범위를 한정하는 것이 아니다.In addition, the size or shape of the components illustrated in the drawings may be exaggerated for clarity and convenience of description. In addition, terms specifically defined in consideration of the configuration and operation of the present invention are only for describing the embodiments of the present invention, and do not limit the scope 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 있는 것을 의미한다.Throughout the specification, when a part "includes" a certain component, it means that other components may be further included rather than excluding other components unless otherwise stated.

도 1은 본 발명인 다이오드 기반 레이저 장치를 도시한 것이다.1 shows a diode-based laser device according to the present invention.

본 발명인 다이오드 기반 레이저 장치는 레이저 다이오드(100), 수정 출력기(200), 분광기(600), 측정기(700), 제어기(800)를 포함한다.The inventors diode-based laser device includes a laser diode 100, a crystal output device 200, a spectrometer 600, a measuring device 700, and a controller 800.

레이저 다이오드(100)는 전원 공급에 의하여 레이저를 생성하여 일 방향으로 레이저를 출력하는 장치이다. 레이저 다이오드(100)는 기설정된 설정값을 갖는 레이저를 출력한다. 일예로 레이저 다이오드(100)가 출력하는 레이저는 파장이 632.8nm일 수 있다.The laser diode 100 is a device that generates a laser by supplying power and outputs a laser in one direction. The laser diode 100 outputs a laser having a preset setting value. As an example, a laser output from the laser diode 100 may have a wavelength of 632.8 nm.

도 2는 본 발명인 다이오드 기반 레이저 장치를 구성하는 수정 출력기를 도시한 것이다.2 shows a crystal output device constituting the diode-based laser device according to the present invention.

수정 출력기(200)는 레이저 다이오드(100)의 일 방향에 배치되어 레이저 다이오드(100)가 출력하는 레이저를 수신하여 레이저의 설정값을 수정하여 출력한다. 수정 출력기(200)는 일예로 음향 광학 변조기일 수 있다. The crystal output device 200 is disposed in one direction of the laser diode 100 to receive a laser output from the laser diode 100, and corrects and outputs a set value of the laser. The crystal output unit 200 may be an acousto-optic modulator, for example.

수정 출력기(200)는 일측에 전기 신호에 의하여 수축과 이완을 반복하여 진동을 발생시키는 압전체(210), 압전체(210)와 이격되어 진동을 흡수하는 음파흡수체(220)와 압전체(210)와 상기 음파흡수체(220) 사이에 배치되는 레이저 통과 물체(230)로 구성될 수 있다. 레이저 다이오드(100)에서 출력된 레이저는 압전소자와 흡수소자가 배치된 방향과 직교하는 방향으로 레이저 통과 물체(230)를 관통하며 통과한다. The crystal output unit 200 includes a piezoelectric body 210 that repeatedly contracts and relaxes by an electrical signal on one side to generate vibration, a sound wave absorber 220 and a piezoelectric body 210 that are spaced apart from the piezoelectric body 210 to absorb vibration, and the It may be composed of a laser passing object 230 disposed between the sound wave absorber 220. The laser output from the laser diode 100 passes through the laser passing object 230 in a direction orthogonal to the direction in which the piezoelectric element and the absorbing element are disposed.

이때 전원을 압전체(210)로 인가하면 압전체(210)가 진동되어 음파가 발생되고, 이 음파로 인하여 레이저 통과 물체(230)를 통과하는 레이저의 설정값(레이저의 강도, 레이저의 주파수, 위상 등)이 수정될 수 있다. 따라서 사용자는 압전체(210)로 인가되는 전원을 조절함에 따라 출력되는 레이저의 설정값을 조절할 수 있다. At this time, when power is applied to the piezoelectric body 210, the piezoelectric body 210 vibrates to generate a sound wave, and the set value of the laser passing through the laser passing object 230 (intensity of the laser, the frequency of the laser, phase, etc.) ) Can be modified. Therefore, the user can adjust the set value of the output laser by adjusting the power applied to the piezoelectric body 210.

분광기(600)는 수정 출력기(200)의 일방향에 설치되어 설정값이 수정된 레이저를 수신한 후 두 방향으로 분광하여 출력한다. 여기서 분광기(600)가 레이저를 출력하는 방향은 레이저 다이오드(100)가 레이저를 출력하는 일방향과 이 일방향과 동일한 방향이 아닌 방향이면 문제되지 않는다.The spectroscope 600 is installed in one direction of the crystal output unit 200 to receive a laser whose set value has been corrected, and then spectral and output it in two directions. Here, if the direction in which the spectroscope 600 outputs the laser is not the same direction as the one direction in which the laser diode 100 outputs the laser, there is no problem.

측정기(700)는 분광기(600)에서 일방향이 아닌 방향에 배치되어 분광기(600)가 일 방향으로 출력되는 레이저가 아닌 일 방향 이외의 방향으로 출력된 레이저를 수신한다. 측정기(700)는 레이저를 수신하여 레이저의 진폭, 주파수, 파장을 측정한다.The measuring device 700 is disposed in a direction other than one direction of the spectrometer 600 to receive a laser output in a direction other than one direction other than the laser that the spectrometer 600 is output in one direction. The measuring device 700 receives the laser and measures the amplitude, frequency, and wavelength of the laser.

도 3은 본 발명인 다이오드 기반 레이저 장치를 구성하는 제어기에 저장된 데이터를 도시한 것이다.3 shows data stored in a controller constituting a diode-based laser device according to the present invention.

제어기(800)는 측정기(700)와 연결되어 있으며, 기설정된 레이저의 설정값인 기준값이 저장되어 있다. 제어기(800)는 기준값과 측정기(700)가 측정한 레이저를 수신하여 레이저 다이오드(100) 또는 수정 출력기(200)를 제어할 수 있다. 여기서, 기준값은 사용자가 설정할 수 있으며, 사용자가 수정 출력기(200)를 조작한 경우, 사용자가 조작한 값을 기반으로 기준값을 설정할 수 있다. The controller 800 is connected to the measuring device 700, and a reference value, which is a preset laser setting value, is stored. The controller 800 may control the laser diode 100 or the crystal output unit 200 by receiving the reference value and the laser measured by the measuring device 700. Here, the reference value may be set by the user, and when the user manipulates the correction output unit 200, the reference value may be set based on the value manipulated by the user.

한편, 분광기(600)는 레이저를 3방향 이상으로 출력할 수 있으며, 레이저가 이동되는 일방향이 아닌 나머지 두 방향에 측정기(700)가 설치되고, 제어기(800)는 복수의 측정기(700)와 각각 연결되어 출력되는 레이저의 설정값을 복수개 수신할 수 있다. 만약 복수개의 측정기(700)로부터 수신되는 레이저의 설정값이 상이한 경우, 제어기(800)는 측정기(700)에 이상이 있다고 파악하고, 이를 후술할 디스플레이(1000)에 출력하여 사용자에게 이를 알릴 수 있다. On the other hand, the spectrometer 600 can output the laser in three or more directions, and the measuring device 700 is installed in the other two directions instead of one direction in which the laser is moved, and the controller 800 includes a plurality of measuring devices 700 and each It is possible to receive a plurality of set values of the connected and output laser. If the set values of the lasers received from the plurality of measuring devices 700 are different, the controller 800 may recognize that there is an abnormality in the measuring device 700 and output this to the display 1000 to be described later to notify the user. .

다시 제어기(800)를 살펴보면, 제어기(800)는 기준값과 측정기(700)에 의하여 측정된 레이저의 설정값을 비교하여, 레이저의 설정값이 기준값을 기준으로 기설정된 범위를 벗어나면 제어신호를 출력하여 레이저의 설정값을 제어한다. 여기서, 제어기(800)는 우선적으로 레이저 다이오드(100)를 제어하여 레이저의 설정값을 제어한다. Looking at the controller 800 again, the controller 800 compares the reference value and the set value of the laser measured by the measuring device 700, and outputs a control signal when the set value of the laser is out of a preset range based on the reference value. To control the laser setting value. Here, the controller 800 preferentially controls the laser diode 100 to control the set value of the laser.

도 4는 본 발명인 다이오드 기반 레이저 장치를 구성하는 냉각기를 도시한 것이다.Figure 4 shows a cooler constituting the diode-based laser device of the present invention.

제어기(800)는 냉각기(900)를 통하여 레이저 다이오드(100)를 제어한다.The controller 800 controls the laser diode 100 through the cooler 900.

냉각기(900)는 전원의 공급에 의하여 일측이 냉각되고 타측이 발열되는 펠티어 소자를 포함하며, 냉각되는 일측이 레이저 다이오드(100)와 인접하여 설치된다. 그리고 냉각기(900)는 레이저 다이오드(100)의 온도를 측정할 수 있으며, 측정한 온도를 제어기(800)로 송부한다. 제어기(800)에는 레이저 다이오드(100)에 인가되는 전원(전류)의 크기에 따라 레이저 다이오드(100)의 온도가 기저장되어 있다. 또한, 제어기(800)에는 레이저 다이오드(100)의 온도에 따라 레이저 다이오드(100)가 출력하는 레이저의 파장의 변화값이 기저장되어 있다.The cooler 900 includes a Peltier element in which one side is cooled and the other side is heated by the supply of power, and one side to be cooled is installed adjacent to the laser diode 100. In addition, the cooler 900 may measure the temperature of the laser diode 100 and transmits the measured temperature to the controller 800. The temperature of the laser diode 100 is previously stored in the controller 800 according to the amount of power (current) applied to the laser diode 100. In addition, the change value of the wavelength of the laser output from the laser diode 100 is previously stored in the controller 800 according to the temperature of the laser diode 100.

제어기(800)는 레이저 다이오드(100)에 인가되는 전류와 냉각기(900)가 출력하는 레이저 다이오드(100)의 온도를 통하여 레이저 다이오드(100)가 출력하는 파장의 변화값을 예측하고, 이에 따라 레이저 다이오드(100)를 냉각시키기 위하여 냉각기(900)에 제어신호를 출력하여 냉각기(900)가 동작되도록 하여 레이저 다이오드(100)를 제어한다.The controller 800 predicts a change in the wavelength output from the laser diode 100 through the current applied to the laser diode 100 and the temperature of the laser diode 100 output from the cooler 900, and accordingly In order to cool the diode 100, a control signal is output to the cooler 900 to operate the cooler 900 to control the laser diode 100.

제어기(800)가 제어신호를 출력하여 레이저 다이오드(100)를 제어하여도 출력되는 레이저의 설정값이 기준값과 기설정된 범위 외에 위치되면 제어기(800)는 수정 출력기(200)에 제어신호를 출력하여 수정 출력기(200)를 제어한다. 제어기(800)에는 수정 출력기(200)에 인가되는 전원의 크기에 따라 수정되는 레이저의 설정값이 기저장되어 있다.Even if the controller 800 outputs a control signal to control the laser diode 100, if the set value of the output laser is located outside the reference value and the preset range, the controller 800 outputs a control signal to the crystal output unit 200 Controls the crystal output unit 200. The controller 800 pre-stores a set value of the laser that is corrected according to the amount of power applied to the crystal output device 200.

제어기(800)는 전술한 바와 같이 온도에 따른 레이저 다이오드(100)의 설정값이 기저장되어 있으며, 수정 출력기(200)의 전원의 크기에 따라 변경되는 레이저의 설정값이 기저장되어 있으므로, 이 기저장되어 있는 값을 토대로 출력되는 레이저의 설정값을 예측하고, 제어하여 출력되는 레이저의 설정값을 제어한다.As described above, the set value of the laser diode 100 according to the temperature is previously stored, and the set value of the laser that is changed according to the power of the crystal output unit 200 is previously stored. Based on the previously stored value, the set value of the output laser is predicted and controlled to control the set value of the output laser.

여기서, 레이저 다이오드(100)와 수정 출력기(200) 사이에는 비구면 렌즈가 추가로 배치될 수 있다. 레이저 다이오드(100)에 의하여 출력되는 레이저는 정렬되지 않은 상태이므로 비구면 렌즈를 수정 출력기(200) 사이에 배치함으로 수정 출력기(200)에 정렬된 레이저가 입사되도록 구성될 수 있다.Here, an aspherical lens may be additionally disposed between the laser diode 100 and the crystal output unit 200. Since the laser output by the laser diode 100 is in an unaligned state, an aspherical lens is disposed between the crystal output units 200 so that the laser aligned with the crystal output unit 200 is incident.

또한, 본 발명인 다이오드 기반 레이저 장치에는 수정 출력기(200)와 분광기(600) 사이에 레이저를 수신하여 진행방향과 어느 하나의 수직방향으로 진동하는 레이저만을 출력하는 편광기(300)가 배치된다.In addition, in the diode-based laser device according to the present invention, a polarizer 300 is disposed between the crystal output unit 200 and the spectroscope 600 to receive a laser and output only a laser vibrating in one of the moving directions and one vertical direction.

도 5a는 본 발명인 다이오드 기반 레이저 장치의 구성인 편광기의 사시도이고, 도 5b는 편광기의 단면도를 도시한 것이다.5A is a perspective view of a polarizer that is a configuration of a diode-based laser device according to the present invention, and FIG. 5B is a cross-sectional view of the polarizer.

편광기(300)는 하우징(미도시)의 내부에 제1유리케이스(310), 방해석플레이트(330), 제2유리케스로 구성된다. 제1유리케이스(310)와 방해석플레이트(330) 및 제2유리케이스(320)가 상호 연결되어 배치되면 설정된 형상으로 형성될 수 있다. 일예로 이 설정된 형상은 육면체일 수 있다. The polarizer 300 includes a first glass case 310, a calcite plate 330, and a second glass case inside a housing (not shown). When the first glass case 310, the calcite plate 330, and the second glass case 320 are interconnected and disposed, they may be formed into a set shape. For example, this set shape may be a hexahedron.

제1유리케이스(310)는 도 5a, 5b에서 확인되듯이, 상측에서 하측으로 이동될수록 일측과 타측 사이의 거리가 연속되어 증가되는 형태로 형성된다. 이에 따라 제1유리케이스(310)는 입체 형상의 사다리꼴의 형상으로 형성될 수 있다. 제2유리케이스(320)는 제1유리케이스(310)와 대조되는 형상으로 형성될 수 있다. 즉, 제2유리케이스(320)는 도 5a, 5b에서 확인되듯이 상측에서 하측으로 이동될수록 일측과 타측 사이의 거리가 연속되어 감소되는 형태로 형성된다. 그리고 제1유리케이스(310)의 타측면과 제2유리케이스(320)의 일측면에는 방해석플레이트(330)가 배치된다. 이를 통하여 방해석플레이트(330)는 제1유리케이스(310)의 일측면과 이격된 위치에서 비스듬한 형태로 배치될 수 있다.As can be seen in FIGS. 5A and 5B, the first glass case 310 is formed in a shape in which the distance between one side and the other side continuously increases as it moves from the top to the bottom. Accordingly, the first glass case 310 may be formed into a three-dimensional trapezoidal shape. The second glass case 320 may be formed in a shape that contrasts with the first glass case 310. That is, the second glass case 320 is formed in a form in which the distance between one side and the other side decreases continuously as it moves from the top to the bottom as shown in FIGS. 5A and 5B. Further, a calcite plate 330 is disposed on the other side of the first glass case 310 and one side of the second glass case 320. Through this, the calcite plate 330 may be disposed in an oblique shape at a position spaced apart from one side of the first glass case 310.

레이저는 제1유리케이스(310), 제2유리케이스(320) 그리고 방해석플레이트(330)를 통과 시 굴절되되, 방해석플레이트(330)를 관통하여 제2유리케이스(320)로 이동되는 레이저는 진행방향과 어느 일방향으로 수직되는 방향으로 진동하는 레이저일 수 있다. 즉, 이해의 편의를 위하여 레이저가 P파와 S파만 구성되고, P파와 S파가 서로 직교되는 위치에서 진동하여 일방향으로 이동한다고 가정하면 방해석플레이트(330)를 레이저가 관통 시 P파만 관통될 수 있다. When the laser passes through the first glass case 310, the second glass case 320, and the calcite plate 330, the laser is refracted, but the laser that passes through the calcite plate 330 and moves to the second glass case 320 proceeds. It may be a laser that vibrates in a direction perpendicular to a direction. That is, for convenience of understanding, assuming that the laser consists of only the P wave and the S wave, and the P wave and the S wave vibrate at a position perpendicular to each other and move in one direction, only the P wave may penetrate when the laser penetrates the calcite plate 330. .

또한, 편광기(300)는 레이저를 중앙 측으로 집결하여 출력할 수 있다. 설명의 편의를 위하여 이하에서도 편광기(300)를 관통하는 레이저가 P파만 통과된다고 가정하겠다. 도 5a, 5b에 도시된 것을 통하여 이를 살펴보면 제1유리케이스(310)의 하측에서 비스듬하게 입사되는 제1레이저는 제1유리케이스(310)를 관통하여 이동 시 굴절되며 이동하다가, 방해석플레이트(330)와 맞닿게 되면 P파는 굴절되어 편광기(300)의 중앙 측으로 모이며 제2유리케이스(320)를 통과하고, S파는 방해석플레이트(330)에 반사되어 제1유리케이스(310)의 상측을 통하여 이동된다. 제2레이저는 편광기(300)의 중앙 측 방향으로 제1유리케이스(310)를 통과하여 이동된 바, S파만 반사되고, P파는 제2유리케이스(320)를 그대로 관통하여 이동된다.In addition, the polarizer 300 may collect and output the laser toward the center. For convenience of explanation, it will be assumed that only the P wave passes through the laser penetrating the polarizer 300. 5A and 5B, the first laser incident obliquely from the lower side of the first glass case 310 is refracted and moved when moving through the first glass case 310, and then the calcite plate 330 ), the P wave is refracted and collected toward the center of the polarizer 300 and passes through the second glass case 320, and the S wave is reflected by the calcite plate 330 through the upper side of the first glass case 310. Is moved. As the second laser is moved through the first glass case 310 toward the center of the polarizer 300, only the S wave is reflected, and the P wave is moved through the second glass case 320 as it is.

또한, 본 발명인 다이오드 기반 레이저 장치는 편광기(300)와 분광기(600)와 사이에 증폭기(400)가 추가 설치될 수 있다. 증폭기(400)는 큰 사이즈의 오목렌즈와 작은 사이즈의 볼록렌즈가 설정된 거리를 두고 이격되어 배치된 것으로 레이저의 사이즈를 크게 만들고, 안정된 파장을 갖도록 한다. In addition, in the diode-based laser device according to the present invention, an amplifier 400 may be additionally installed between the polarizer 300 and the spectroscope 600. The amplifier 400 is a concave lens having a large size and a convex lens having a small size are arranged to be spaced apart from each other at a set distance, thereby increasing the size of the laser and having a stable wavelength.

도 6은 본 발명인 다이오드 기반 레이저 장치의 디스플레이를 도시한 것이다.6 shows a display of a diode-based laser device according to the present invention.

또한, 본 발명인 다이오드 기반 레이저 장치는 제어기(800)와 측정기(700) 및 제어기(800)와 연결되어 출력되는 레이저의 설정값을 육안으로 확인할 수 있는 디스플레이(1000)를 더 포함한다. In addition, the diode-based laser apparatus according to the present invention further includes a controller 800, a measuring device 700, and a display 1000 that is connected to the controller 800 and can visually check a set value of a laser output.

디스플레이(1000)에는 레이저 다이오드(100)에 인가되는 전원의 크기 및 전원 공급 여부, 측정기(700)에 레이저가 제대로 수신되고 있는 여부, 그리고 가동시간, 레이저 다이오드(100)의 현재 온도, 출력되는 레이저의 파장의 크기, 출력되는 레이저의 주파수, 기준값과 출력되는 레이저의 설정값이 기정된 범위 내에 위치하는지 여부, 제어기(800)가 냉각기(900)에 제어신호를 출력하고 있는지 여부, 제어기(800)가 수정 출력기(200)에 제어신호를 출력하고 있는지 여부 등이 표시된다.In the display 1000, the amount of power applied to the laser diode 100 and whether the power is supplied, whether the laser is properly received by the measuring device 700, and operating time, the current temperature of the laser diode 100, and the output laser The magnitude of the wavelength, the frequency of the output laser, whether the reference value and the set value of the output laser are located within a predetermined range, whether the controller 800 is outputting a control signal to the cooler 900, the controller 800 Whether or not is outputting a control signal to the correction output unit 200 is displayed.

또한, 디스플레이(1000)에는 기준값과 출력되는 레이저의 설정값이 기설정된 범위 외에 위치되는 경우 이를 경고로 표시하며, 기준값에서 출력되는 레이저의 설정값이 기설정된 범위를 넘은 고정 범위에 위치되면 디스플레이(1000)는 다이오드 기반 레이저 장치가 고장난 것임을 표시한다.In addition, if the reference value and the set value of the output laser are located outside the preset range, the display 1000 displays this as a warning. If the set value of the laser output from the reference value is located in a fixed range beyond the preset range, the display ( 1000) indicates that the diode-based laser device has failed.

본 발명은 특정한 실시 예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 한도 내에서, 본 발명이 다양하게 개량 및 변화될 수 있다는 것은 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.Although the present invention has been illustrated and described with reference to specific embodiments, it is understood in the art that the present invention can be variously improved and changed within the scope of the technical spirit of the present invention provided by the following claims. It will be obvious to a person of ordinary knowledge.

100 : 레이저 다이오드 200 : 수정 출력기
210 : 압전체 220 : 음파흡수체
230 : 레이저 통과 물체 300 : 편광기
310 : 제1유리케이스 320 : 제2유리케이스
330 : 방해석플레이트 400 : 증폭기
500 : λ렌즈 600 : 분광기
700 : 측정기 800 : 제어기
900 : 냉각기 1000 : 디스플레이 100: laser diode 200: crystal output
210: piezoelectric 220: sound wave absorber
230: laser passing object 300: polarizer
310: first glass case 320: second glass case
330: calcite plate 400: amplifier
500: lambda lens 600: spectroscope
700: measuring instrument 800: controller
900: cooler 1000: display

Claims (8)

전원 공급에 의하여 레이저를 출력하는 레이저 다이오드;
상기 레이저를 수신하여 레이저의 설정값을 수정하여 출력하는 수정 출력기;
상기 설정값이 수정된 레이저를 수신하여 적어도 두 방향으로 출력하는 분광기
상기 분광기에서 일방향이 아닌 방향으로 출력되는 레이저를 수신하여 레이저의 설정값을 측정하는 측정기; 및
상기 측정기가 측정한 레이저의 출력값을 수신하고 상기 레이저 다이오드에 인가되는 전원의 크기를 제어하는 제어기
를 포함하는 다이오드 기반 레이저 장치.A laser diode that outputs a laser by power supply;
A crystal output device that receives the laser and corrects and outputs a set value of the laser;
Spectroscope that receives the laser whose set value is modified and outputs it in at least two directions
A measuring device for measuring a set value of the laser by receiving the laser output from the spectrometer in a direction other than one direction; And
A controller that receives the laser output value measured by the measuring device and controls the amount of power applied to the laser diode
Diode-based laser device comprising a. 제1항에 있어서,
상기 수정 출력기는 음향 광학 변조기인 것을 특징으로 하는 다이오드 기반 레이저 장치.The method of claim 1,
The diode-based laser device, characterized in that the crystal output is an acousto-optic modulator. 제1항에 있어서,
상기 수정 출력기와 상기 분광기 사이에는
상기 레이저를 수신하여 진행방향과 어느 하나의 수직방향으로 진동하는 레이저만을 출력하는 편광기가 배치된 것
을 특징으로 하는 다이오드 기반 레이저 장치. The method of claim 1,
Between the crystal output and the spectrometer
A polarizer that receives the laser and outputs only the laser vibrating in any one vertical direction is disposed.
Diode-based laser device, characterized in that. 제3항에 있어서,
상기 편광기는
일측에서 타측 사이의 거리가 상측에서 하측으로 이동될수록 연속되어 증가 또는 감소되는 제1유리케이스와, 상기 유리케이스의 일면에서 사선의 방향으로 배치되는 설정된 형상의 방해석플레이트와, 상기 방해석플레이트의 일면에서 상기 유리케이스의 형상과 대비되는 형상으로 형성되는 제2유리케이스
를 포함하는 다이오드 기반 레이저 장치.The method of claim 3,
The polarizer is
A first glass case that continuously increases or decreases as the distance between one side and the other side moves from top to bottom, a calcite plate of a set shape disposed in a diagonal direction on one side of the glass case, and on one side of the calcite plate A second glass case formed in a shape contrasting with the shape of the glass case
Diode-based laser device comprising a. 제1항에 있어서,
상기 레이저 다이오드에는
제어기와 연결되며, 상기 제어기의 제어신호에 따라 동작되어 냉각되는 펠티에소자로 구성된 냉각기가 배치되는 것
을 특징으로 하는 다이오드 기반 레이저 장치. The method of claim 1,
In the laser diode
A cooler consisting of a Peltier element connected to the controller and operated and cooled according to the control signal of the controller is disposed
Diode-based laser device, characterized in that. 제5항에 있어서,
상기 제어기는
상기 레이저의 출력값이 기설정된 영역 이외의 영역에 위치되면 상기 냉각기가 동작되도록 제어신호를 출력하는 것
을 특징으로 하는 다이오드 기반 레이저 장치. The method of claim 5,
The controller is
Outputting a control signal to operate the cooler when the output value of the laser is located in an area other than a preset area
Diode-based laser device, characterized in that. 제1항에 있어서,
상기 레이저 다이오드에는
상기 레이저가 일 초점을 향하도록 정렬하는 비구면 렌즈가 설치되는 것
을 특징으로 하는 다이오드 기반 레이저 장치.The method of claim 1,
In the laser diode
An aspherical lens that aligns the laser to one focal point is installed
Diode-based laser device, characterized in that. 제1항에 있어서,
상기 다이오드 기반 레이저 장치는,
상기 측정기 및 상기 제어기와 연결되어 출력되는 레이저의 설정값을 육안으로 확인할 수 있는 디스플레이를 더 포함하는 다이오드 기반 레이저 장치.The method of claim 1,
The diode-based laser device,
A diode-based laser device further comprising a display for visually checking a set value of the laser output by being connected to the measuring device and the controller.
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