KR20230033569A - laser weapon - Google Patents
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- H01S3/10061—Polarization control
Abstract
Description
본 발명은 무기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 레이저 무기에 관한 것이다. The present invention relates to weapons, and more particularly to laser weapons.
일반적으로 레이저 포는 장거리에 있는 타겟을 파괴하기 위해 사용될 수 있다. 레이저 포는 대형 빔 사이즈를 갖고, 최소화된 발산각을 가질 수 있다. 그러나, 레이저 포의 빔 사이즈는 thermal booming 현상에 의해 대기 투과중에 점점 증가될 수 있다. 레이저 포는 에너지 밀도가 감소하고, 타깃을 파괴하지 못할 수 있다. 따라서, 수십 km 내지 수천 km의 목표 거리와 상관없이 일정한 전송 파워를 갖는 레이저 포의 연구 개발이 진행되고 있다. In general, laser cannons can be used to destroy targets at long range. The laser gun may have a large beam size and a minimized divergence angle. However, the beam size of the laser gun can gradually increase during atmospheric transmission due to thermal booming. Laser cannons have reduced energy density and may not destroy targets. Therefore, research and development of a laser cannon having a constant transmission power regardless of a target distance of several tens of km to several thousand km is being conducted.
본 발명의 과제는 레이저 포를 원거리에 전송시킬 수 있는 레이저 무기를 제공하는 데 있다.An object of the present invention is to provide a laser weapon capable of transmitting a laser gun to a long distance.
본 발명은 레이저 무기를 개시한다. 그의 무기는 센터 레이저 빔을 생성하는 센터 레이저 광원; 에지 레이저 빔을 생성하는 에지 레이저 광원들; 상기 에지 레이저 광원들과 상기 센터 레이저 광원 사이에 제공되고, 상기 에지 레이저 빔을 편광하는 나선 위상 판들; 및 상기 나선 위상 판들과 상기 센터 레이저 광원 사이에 제공되고, 상기 센터 레이저 빔에 상기 에지 레이저 빔을 결합하여 레이저 포를 생성시키는 다이크로익 미러를 포함한다. 여기서, 상기 나선 위상 판들 중의 적어도 하나는: 외부 섹터 블록들; 상기 외부 섹터 블록들 내의 내부 섹터 블록들; 및 상기 내부 섹터 블록들과 상기 외부 섹터 블록들 사이의 중부 섹터 블록들을 포함할 수 있다. The present invention discloses a laser weapon. His weapon includes a center laser light source that creates a center laser beam; edge laser light sources that generate edge laser beams; spiral phase plates provided between the edge laser light sources and the center laser light source and polarizing the edge laser beam; and a dichroic mirror provided between the spiral phase plates and the center laser light source and generating a laser cannon by coupling the edge laser beam to the center laser beam. Here, at least one of the spiral phase plates includes: outer sector blocks; inner sector blocks within the outer sector blocks; and middle sector blocks between the inner sector blocks and the outer sector blocks.
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 레이저 무기는 센터 레이저 빔 둘레의 에지 레이저 빔을 편광하는 나선 위상 판들을 이용하여 상기 센터 레이저 빔 및 상기 에지 레이저 빔을 포함한 레이저 포를 원거리로 전송시킬 수 있다. As described above, the laser weapon according to an embodiment of the present invention transmits a laser gun including the center laser beam and the edge laser beam to a long distance using spiral phase plates that polarize the edge laser beam around the center laser beam. can
도 1은 본 발명의 개념에 따른 레이저 무기의 일 예를 보여주는 단면도이다.
도 2는 도 1의 레이저 포의 일 예를 보여주는 도면이다.
도 3은 도 1의 에지 레이저 빔의 일 예를 보여주는 도면이다.
도 4 및 도 5는 제 1 나선 위상 판의 일 예를 보여주는 사시도 및 평면도이다.
도 6은 도 1의 제 2 나선 위상 판의 일 예를 보여주는 평면도이다.
도 7은 도 1의 제 3 나선 위상 판의 일 예를 보여주는 평면도이다. 1 is a cross-sectional view showing an example of a laser weapon according to the concept of the present invention.
FIG. 2 is a view showing an example of the laser gun of FIG. 1 .
FIG. 3 is a diagram showing an example of an edge laser beam of FIG. 1 .
4 and 5 are a perspective view and a plan view illustrating an example of a first spiral phase plate.
FIG. 6 is a plan view illustrating an example of the second spiral phase plate of FIG. 1 .
FIG. 7 is a plan view illustrating an example of the third spiral phase plate of FIG. 1 .
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명하기로 한다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면들과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 여기서 설명되는 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시 예는 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당 업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전문에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Advantages and features of the present invention, and methods of achieving them, will become clear with reference to the embodiments described below in detail in conjunction with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments described herein and may be embodied in different forms. Rather, the embodiments introduced herein are provided so that the disclosed content will be thorough and complete and the spirit of the present invention will be sufficiently conveyed to those skilled in the art, and the present invention is only defined by the scope of the claims. Like reference numbers designate like elements throughout the specification.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시 예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 포함한다(comprises) 및/또는 포함하는(comprising)은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. 바람직한 실시 예에 따른 것이기 때문에, 설명의 순서에 따라 제시되는 참조 부호는 그 순서에 반드시 한정되지는 않는다. Terms used in this specification are for describing embodiments and are not intended to limit the present invention. In this specification, singular forms also include plural forms unless specifically stated otherwise in a phrase. As used herein, "comprises" and/or "comprising" means that a stated component, step, operation and/or element excludes the presence or addition of one or more other components, steps, operations and/or elements. I never do that. Since it is according to a preferred embodiment, reference numerals presented in the order of description are not necessarily limited to the order.
도 1은 본 발명의 개념에 따른 레이저 무기(100)의 일 예를 보여준다. 도 2는 도 1의 레이저 포(200)의 일 예를 보여준다. 1 shows an example of a
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 레이저 무기(100)는 레이저 포(200)를 출력할 수 있다. 레이저 포(200)는 에지 레이저 빔(204) 및 센터 레이저 빔(202)을 포함할 수 있다. 에지 레이저 빔(204)은 센터 레이저 빔(202)을 둘러쌀 수 있다. 에지 레이저 빔(204)은 원 편광 레이저 빔을 포함할 수 있다. 에지 레이저 빔(204)은 센터 레이저 빔(202)의 감쇄를 최소화 및/또는 방지할 수 있다. 센터 레이저 빔(202)은 에지 레이저 빔(204) 내에 제공될 수 있다. 센터 레이저 빔(202)은 내부 레이저 빔일 수 있다. 센터 레이저 빔(202)은 에어 필라멘트(12)를 가질 수 있다. 에어 필라멘트(12)는 센터 레이저 빔(202)의 외곽에 유도될 수 있다. 에어 필라멘트(12)는 에어 플라즈마를 포함할 수 있다. 예를 들어, 에어 필라멘트는 약 수 나노미터 내지 수 마이크로미터의 두께 내지 직경을 가질 수 있다. 1 and 2, the
도 1을 다시 참조하면, 본 발명의 레이저 무기(100)는 센터 레이저 광원(10), 에지 레이저 광원들(20), 나선 위상 판들(spiral phase plates, 30), 및 다이크로익 미러들(40)을 포함할 수 있다.Referring back to FIG. 1, the
센터 레이저 광원(10)은 센터 레이저 빔(202)을 생성할 수 있다. The center
에지 레이저 광원들(20)은 에지 레이저 빔들(204)을 생성할 수 있다. 일 예에 따르면, 에지 레이저 광원들(20)은 제 1 에지 레이저 광원(22), 제 2 에지 레이저 광원(24), 및 제 3 에지 레이저 광원(26)을 포함할 수 있다. 제 1 에지 레이저 광원(22), 제 2 에지 레이저 광원(24), 및 제 3 에지 레이저 광원(26)은 개별적으로 제공될 수 있다. 이와 달리, 제 1 에지 레이저 광원(22), 제 2 에지 레이저 광원(24), 및 제 3 에지 레이저 광원(26)은 서로 연결될 수 있으며, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 도시되지는 않았지만, 에지 레이저 광원들(20)은 제 4 에지 레이저 광원 내지 제 n 에지 레이저 광원을 더 포함할 수 있다. Edge
나선 위상 판들(30)은 센터 레이저 광원(10)과 에지 레이저 광원들(20) 사이에 제공될 수 있다. 나선 위상 판들(30)은 에지 레이저 빔들(204)의 원 편광을 생성할 수 있다. 나선 위상 판들(30)은 에지 레이저 빔(204)의 궤도 각운동량(orbit angular momentum)을 유도할 수 있다. 여기서, 궤도 각운동량은 에지 레이저 빔(204)을 양자화하여 나타낸 물리적인 값이고, 단위를 갖지 않는다. 나선 위상 판들(30)은 센터 레이저 빔(202) 둘레의 에지 레이저 빔(204)을 편광하여 레이저 포(200)를 원거리로 전송시킬 수 있다.
도 3은 도 1의 에지 레이저 빔(204)의 일 예를 보여준다.FIG. 3 shows an example of the
도 3을 참조하면, 에지 레이저 빔(204)은 진행방향(21)에 대해 나선형으로 진행할 수 있다. 에지 레이저 빔(204)는 360°의 2π 라디안에 대해 정수 배 또는 π라디안의 정수 배의 궤도 각운동량을 가질 수 있다.Referring to FIG. 3 , the
다시 도 1을 참조하면, 나선 위상 판들(30)은 제 1 나선 위상 판(32), 제 2 나선 위상 판(34), 및 제 3 나선 위상 판(36)을 포함할 수 있다.Referring back to FIG. 1 , the
제 1 나선 위상 판(32)은 에지 레이저 광원들(20) 중의 하나와 다이크로익 미러들(40) 사이에 제공될 수 있다. 제 1 나선 위상 판(32)은 에지 레이저 빔(204)을 편광할 수 있다. A first
도 4 및 도 5는 제 1 나선 위상 판(32)의 일 예를 보여준다.4 and 5 show an example of the first
도 4 및 도 5를 참조하면, 제 1 나선 위상 판(32)은 섹터 블록들(321)을 포함할 수 있다. 섹터 블록들(321)은 링 모양으로 배열될 수 있다. 섹터 블록들(321)의 각각은 복굴절을 갖는 결정 크리스탈을 포함할 수 있다. 일 예에 따르면, 섹터 블록들(321)은 제 1 섹터 블록(322), 제 2 섹터 블록(324), 및 제 3 섹터 블록(326)을 포함할 수 있다. 제 1 섹터 블록(322), 제 2 섹터 블록(324), 및 제 3 섹터 블록(326)은 3인 궤도 각운동량을 갖는 에지 레이저 빔(204)를 제공할 수 있다. 제 1 섹터 블록(322), 제 2 섹터 블록(324), 및 제 3 섹터 블록(326)은 360°를 각각 120°로 나누어 배치될 수 있다. 제 1 섹터 블록(322), 제 2 섹터 블록(324), 및 제 3 섹터 블록(326)의 각각은 제 1 내지 제 5 서브 위상 판들(211, 212, 213, 214, 215)을 포함할 수 있다. 제 1 내지 제 5 서브 쿼터 위상 판들(211, 212, 213, 214, 215)은 에지 레이저 빔(204)의 2π라디안의 위상을 천이 시킬 수 있다. 제 5 서브 커터 위상 판(215)는 제 1 서브 쿼터 위상 판(211)의 약 5배정도의 두께를 가질 수 있다. 제 1 내지 제 5 서브 위상 판들(211, 212, 213, 214, 215)의 내벽(320)은 원형의 홀을 형성할 수 있다. 내벽(320)의 직경은 센터 레이저 빔(202)의 직경 또는 빔사이즈와 동일할 수 있다. Referring to FIGS. 4 and 5 , the first
다시 도 1을 참조하면, 제 2 나선 위상 판(34)은 제 2 에지 레이저 광원들(24) 중의 다른 하나와 다이크로익 미러들(40) 사이에 제공될 수 있다. 제 2 나선 위상 판(34)은 에지 레이저 빔(204)을 편광할 수 있다. Referring back to FIG. 1 , the second
도 6은 도 1의 제 2 나선 위상 판(34)의 일 예를 보여준다.FIG. 6 shows an example of the second
도 6을 참조하면, 제 2 나선 위상 판(34)의 섹터 블록들(321)은 내측과 외측에 배열될 수 있다. 일 예에 따르면, 섹터 블록들(321)은 외부 섹터 블록들(342) 및 내부 섹터 블록들(344)을 포함할 수 있다. Referring to FIG. 6 , sector blocks 321 of the second
외부 섹터 블록들(342)은 내부 섹터 블록들(344)의 외곽을 둘러쌀 수 있다. 외부 섹터 블록들(342)은 링 모양으로 배열될 수 있다. 외부 섹터 블록들(342)은 내부 섹터 블록들(344)과 일대일 대응될 수 있다. 외부 섹터 블록(342)은 내부 섹터 블록(344)보다 클 수 있다. The outer sector blocks 342 may surround the inner sector blocks 344 . The outer sector blocks 342 may be arranged in a ring shape. The outer sector blocks 342 may have a one-to-one correspondence with the inner sector blocks 344 . The
내부 섹터 블록들(344)은 외부 섹터 블록들(342) 내에 제공될 수 있다. 내부 섹터 블록(344)은 외부 섹터 블록(342)보다 작을 수 있다. Inner sector blocks 344 may be provided within outer sector blocks 342 . The
도시되지는 않았지만, 외부 섹터 블록들(342) 및 내부 섹터 블록들(344)의 각각은 도 4의 제 1 섹터 블록(322), 제 2 섹터 블록(324), 및 제 3 섹터 블록(326)을 가질 수 있다. 외부 섹터 블록들(342)과 내부 섹터 블록(344)의 제 1 섹터 블록(322), 제 2 섹터 블록(324), 및 제 3 섹터 블록(326)은 서로 어긋나게 배열될 수 있다. 예를 들어, 외부 섹터 블록(342)의 제 1 섹터 블록(322)은 내부 섹터 블록(344)의 제 2 섹터 블록(324) 또는 제 3 섹터 블록(326)에 접(contact)할 수 있다. Although not shown, each of the outer sector blocks 342 and inner sector blocks 344 is the
도 1을 다시 참조하면, 제 3 나선 위상 판(36)은 제 3 에지 레이저 광원(26)과 다이크로익 미러들(40) 사이에 제공될 수 있다. 제 3 나선 위상 판(36)은 에지 레이저 빔(204)을 편광할 수 있다. Referring back to FIG. 1 , a third
도 7은 도 1의 제 3 나선 위상 판(36)의 일 예를 보여준다. FIG. 7 shows an example of the third
도 7을 참조하면, 제 3 나선 위상 판(36)의 섹터 블록들(321)은 내측, 외측, 및 중간에 배열될 수 있다. 일 예에 따르면, 섹터 블록들(321)은 외부 섹터 블록들(342), 내부 섹터 블록들(344), 및 중부 섹터 블록들(346)을 포함할 수 있다. 외부 섹터 블록들(342) 및 내부 섹터 블록들(344)은 도 5와 동일하게 구성될 수 있다. Referring to FIG. 7 , sector blocks 321 of the third
중부 섹터 블록들(346)은 외부 섹터 블록들(342) 및 내부 섹터 블록들(344) 사이에 제공될 수 있다. 중부 섹터 블록들(346)은 외부 섹터 블록들(342)에 일대일 대응되고, 내부 섹터 블록들(344)에 일대일 대응될 수 있다. 중부 섹터 블록들(346)은 내부 섹터 블록들(344)보다 크고, 외부 섹터 블록들(342) 보다 작을 수 있다. Middle sector blocks 346 may be provided between outer sector blocks 342 and inner sector blocks 344 . The central sector blocks 346 may correspond one-to-one to the outer sector blocks 342 and correspond one-to-one to the inner sector blocks 344 . The middle sector blocks 346 may be larger than the inner sector blocks 344 and smaller than the outer sector blocks 342 .
도시되지는 않았지만, 외부 섹터 블록들(342), 내부 섹터 블록들(344), 및 중부 섹터 블록들(346)의 각각은 도 4의 제 1 섹터 블록(322), 제 2 섹터 블록(324), 및 제 3 섹터 블록(326)을 가질 수 있다. 외부 섹터 블록들(342), 내부 섹터 블록들(344), 및 중부 섹터 블록들(346)의 제 1 섹터 블록(322), 제 2 섹터 블록(324), 및 제 3 섹터 블록(326)은 서로 어긋나게 배열될 수 있다. 예를 들어, 중부 섹터 블록(346)의 제 1 섹터 블록(322)은 외부 섹터 블록들(342)의 제 2 섹터 블록(324)와 접하고, 내부 섹터 블록들(344)의 제 3 섹터 블록(326)에 접할 수 있다. Although not shown, each of the outer sector blocks 342, inner sector blocks 344, and middle sector blocks 346 is the
이상, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시 예들을 예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들 및 응용 예에는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. In the above, the embodiments of the present invention have been described with reference to the accompanying drawings, but those skilled in the art to which the present invention pertains may implement the present invention in other specific forms without changing the technical spirit or essential features. You will understand that it can be. Therefore, it should be understood that the above-described embodiments and application examples are illustrative in all respects and not restrictive.
Claims (1)
에지 레이저 빔을 생성하는 에지 레이저 광원들;
상기 에지 레이저 광원들과 상기 센터 레이저 광원 사이에 제공되고, 상기 에지 레이저 빔을 편광하는 나선 위상 판들; 및
상기 나선 위상 판들과 상기 센터 레이저 광원 사이에 제공되고, 상기 센터 레이저 빔에 상기 에지 레이저 빔을 결합하여 레이저 포를 생성시키는 다이크로익 미러를 포함하되,
상기 나선 위상 판들 중의 적어도 하나는:
외부 섹터 블록들;
상기 외부 섹터 블록들 내의 내부 섹터 블록들; 및
상기 내부 섹터 블록들과 상기 외부 섹터 블록들 사이의 중부 섹터 블록들을 포함하는 레이저 무기.
a center laser light source generating a center laser beam;
edge laser light sources that generate edge laser beams;
spiral phase plates provided between the edge laser light sources and the center laser light source and polarizing the edge laser beam; and
A dichroic mirror provided between the spiral phase plates and the center laser light source and generating a laser cannon by coupling the edge laser beam to the center laser beam,
At least one of the spiral phase plates is:
outer sector blocks;
inner sector blocks within the outer sector blocks; and
A laser weapon comprising middle sector blocks between the inner sector blocks and the outer sector blocks.
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