WO2017146331A1 - Laser device and laser generation method - Google Patents

Laser device and laser generation method Download PDF

Info

Publication number
WO2017146331A1
WO2017146331A1 PCT/KR2016/010236 KR2016010236W WO2017146331A1 WO 2017146331 A1 WO2017146331 A1 WO 2017146331A1 KR 2016010236 W KR2016010236 W KR 2016010236W WO 2017146331 A1 WO2017146331 A1 WO 2017146331A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
laser
trigger signal
light
gain medium
generating
Prior art date
Application number
PCT/KR2016/010236
Other languages
French (fr)
Korean (ko)
Inventor
이경구
이재열
신선호
Original Assignee
(주)이오테크닉스
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by (주)이오테크닉스 filed Critical (주)이오테크닉스
Publication of WO2017146331A1 publication Critical patent/WO2017146331A1/en

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/02Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
    • B23K26/06Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing
    • B23K26/062Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by direct control of the laser beam
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/09Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping
    • H01S3/091Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping
    • H01S3/0915Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping by incoherent light
    • H01S3/0933Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping by incoherent light of a semiconductor, e.g. light emitting diode

Definitions

  • the present invention relates to a laser device and a laser generating method using the laser device.
  • the present invention relates to a technology for generating laser light by supplying pumping light to the gain medium so that the gain medium of the laser device is not damaged.
  • the laser processing process refers to a process of processing the shape or physical properties of the surface of the object by scanning the laser light on the surface of the object to be processed.
  • the shape is a 2 D plane It may be shaped.
  • the laser processing process include patterning to form a pattern on the surface of the object, a process of modifying the physical properties of the object, a process of heating the object and deforming the shape of the object by using a laser, and a process using laser light. There may be a process of cutting the object.
  • LASER devices are mechanical devices made to generate laser light using a simulated emission phenomenon.
  • the laser uses a main resonator to induce the emission of light so that the beam is emitted with coherence. Due to the monochromatic and coherent characteristics of the laser, laser devices are effectively used throughout the industry, including in the manufacturing process, in addition to the precise cutting of the skin during surgical operations or the selective removal of parts of body tissue. It is also widely used as a medical device that plays a role.
  • the laser device may generate laser light using only the above-described main resonator, but amplifies the energy of the laser light by using a gain medium in order to emit high intensity laser light.
  • the laser device injects excitation energy into the gain medium through an optical pumping action.
  • the electrons inside the gain medium are then excited by the light pumping action to produce laser light.
  • an exothermic phenomenon may occur in the gain medium in the process of optically pumping the gain medium.
  • the gain medium burns and is damaged.
  • the gain medium is used to generate laser light to prevent the gain medium from being damaged by high temperatures.
  • a laser modulated signal generator for generating a laser modulated signal
  • a first trigger signal generator for receiving the laser modulated signal and generating a first trigger signal
  • a second trigger signal generator for receiving the laser modulated signal and generating a second trigger signal
  • a seed laser generator synchronized with the first trigger signal to emit seed laser light to a gain medium
  • an optical pumping device synchronized with the second trigger signal to emit pumping light to the gain medium.
  • the optical pumping device may be synchronized with the trigger signal to emit the pumping light to the gain medium. This can prevent excessive energy from being stored in the gain medium. In addition, the power consumption of the optical pumping apparatus can be reduced.
  • FIG. 1 is a view showing a laser device according to a comparative example.
  • FIG. 2 is a view showing a change in the amount of energy inside the gain medium when the seed laser light is generated aperiodically in the laser device according to the comparative example.
  • FIG 3 is a diagram illustrating a laser device according to an exemplary embodiment.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating a laser modulation signal, a first trigger signal and a second trigger signal by way of example.
  • FIG. 5 is a diagram exemplarily illustrating a laser modulated signal, a first trigger signal, and a second trigger signal.
  • 6 and 7 exemplarily illustrate output power of a laser modulated signal, seed laser light, and output power of pumped light.
  • FIG. 8 is a graph showing a change in the amount of energy stored in the gain medium and a change in the optical power of the output laser as the seed laser light and the pumping light are emitted as shown in FIG. 6.
  • FIG. 9 is a diagram illustrating a case in which the seed laser light is emitted aperiodically.
  • FIGS. 10 is a flowchart illustrating a laser generation method using the laser apparatus described with reference to FIGS. 3 to 9.
  • a laser modulated signal generator for generating a laser modulated signal
  • a first trigger signal generator for receiving the laser modulated signal and generating a first trigger signal
  • a second trigger signal generator for receiving the laser modulated signal and generating a second trigger signal
  • a seed laser generator synchronized with the first trigger signal to emit seed laser light to a gain medium
  • an optical pumping device synchronized with the second trigger signal to emit pumping light to the gain medium.
  • the optical pumping device may include a laser diode.
  • the optical pumping apparatus may further include a current supply unit supplying a current to the laser diode, and the current supply unit may be synchronized with the second trigger signal to change a current level.
  • the second trigger signal generator may generate the second trigger signal after receiving a predetermined delay time after receiving the laser modulated signal.
  • the first trigger signal generator receives the laser modulated signal and after the first delay time passes, generates the first trigger signal
  • the second trigger signal generator receives the laser modulated signal and the second delay time occurs. After that, generating the second trigger signal
  • the second delay time may be greater than the first delay time.
  • the optical pumping device may emit the pumping light as an impulse light.
  • the pulse width of the impulse light may depend on a predetermined amplification ratio of the seed laser light.
  • the optical pumping device may allow the emission of the impulse light to be terminated at any point in a time period in which the intensity of the seed laser light is maximum from just before generation of the seed laser light having the maximum intensity of the seed laser light is generated.
  • the current level supplied to the laser diode may be changed by the second trigger signal.
  • the generating of the second trigger signal may generate the second trigger signal after receiving a predetermined delay time after receiving the laser modulated signal.
  • the generating of the first trigger signal may include generating the first trigger signal after receiving the laser modulated signal and passing a first delay time, and generating the second trigger signal may receive the laser modulated signal. And after the second delay time passes, generating the second trigger signal.
  • the second delay time may be greater than the first delay time.
  • the emitting of the pumping light to the gain medium may emit the pumping light as impulse light.
  • the pulse width of the impulse light may depend on the amplification ratio of the preset seed laser light.
  • the emitting of the pumping light to the gain medium may include the emission of the impulse light at any point in time at which the intensity of the seed laser light is maximum from just before the generation of the seed laser light is the maximum intensity of the seed laser light. You can make it bell.
  • first and second may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The terms are only used to distinguish one component from another.
  • FIG. 1 is a view showing a laser device according to a comparative example.
  • a laser apparatus may include a seed laser generator 10 generating a seed laser.
  • the seed laser generator 10 may generate a laser light pulse.
  • the seed laser generator 10 may transmit the laser light pulse to the gain medium 20 through the optical fiber 22.
  • the laser device according to the comparative example may include an optical pumping device 30 for supplying energy to the gain medium 20.
  • the optical pumping device 30 may increase the amount of energy stored in the gain medium 20 by irradiating light onto the gain medium 20.
  • the gain medium 20 may amplify the seed laser light received from the seed laser generator 10.
  • the gain medium 20 may emit an output optical signal S2 having the same shape as the seed laser optical signal S1 by amplifying the seed laser optical signal S1.
  • the optical pumping device 30 may continuously emit the pumping light of a constant intensity to the gain medium 20. Therefore, as the time for the optical pumping device 30 to emit the pumping light to the gain medium 20 increases, the amount of energy stored in the gain medium 20 may increase.
  • the gain medium 20 may amplify the seed laser light using energy stored in the gain medium 20 to emit the seed laser light as the output laser light.
  • the gain medium 20 When the gain medium 20 emits output laser light, energy stored in the gain medium 20 may be emitted to the outside. Therefore, when the seed laser light is irradiated to the gain medium 20 in a periodic pulse shape, the amount of energy stored in the gain medium 20 may also be repeated to increase and decrease periodically. However, when the seed laser light is irradiated to the gain medium 20 aperiodically, excessive energy may be supplied to the gain medium 20 in a section in which the seed laser light irradiation time interval is long.
  • FIG 2 is a view showing a change in the amount of energy inside the gain medium 20 when the seed laser light is generated aperiodically in the laser device according to the comparative example.
  • the graph (a) is a graph showing a change with time of the output power of the seed laser light emitted from the seed laser generator 10.
  • the graph is a graph showing the change over time of the output power of the pumping light emitted by the optical pumping device 30 to the gain medium 20.
  • (c) graph is a graph showing the change over time of the amount of energy stored in the gain medium (20).
  • the optical pumping apparatus 30 may emit pumping light of a constant intensity to the gain medium 20.
  • the output power of the output laser light emitted from the gain medium 20 can be adjusted by adjusting the intensity of the pumping light.
  • the amount of energy stored in the gain medium 20 may increase as the pumped light is irradiated onto the gain medium 20.
  • the amount of energy stored in the gain medium 20 may be drastically reduced while the output laser light is emitted from the gain medium 20.
  • the amount of energy stored in the gain medium 20 may also increase and decrease periodically. Therefore, the amount of energy stored in the gain medium 20 may not increase by a certain amount or more. However, in the period where the seed laser light is incident on the gain medium 20 aperiodically, the amount of energy stored in the gain medium 20 may be continuously increased during the time when the seed laser light is not incident. In addition, when the time for which the seed laser light is not emitted becomes long, the amount of energy stored in the gain medium 20 may be excessively high.
  • the gain medium 20 may be damaged by overheating. For example, if the amount of energy stored in the gain medium 20 is higher than the allowable value, stimulated Brillouin scattering may occur in the gain medium 20. That is, while the incident light and the scattered light are nonlinearly coupled inside the gain medium 20, they may be amplified to cause a high temperature phenomenon of the gain medium 20.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating a laser device 100 according to an exemplary embodiment.
  • a laser device 100 may include a laser modulated signal generator 110 generating a laser modulated signal and a first trigger receiving a laser modulated signal to generate a first trigger signal. Seed laser generation, a second trigger signal generator 132 for receiving a laser modulated signal and generating a second trigger signal, and seed laser generation synchronized with the first trigger signal to emit seed laser light to a gain medium. Device 124 and an optical pumping device 134 synchronized with the second trigger signal to emit pumping light to the gain medium.
  • the laser modulated signal generator 110 may generate a predetermined pulse signal as a laser modulated signal.
  • the laser modulated signal can be generated periodically or aperiodically.
  • the laser modulation signal of the laser modulation signal generator 110 may be a signal for causing the laser device 100 to output laser light.
  • the first trigger signal generator 122 may receive a laser modulated signal from the laser modulated signal generator. When the first trigger signal generator 122 receives the laser modulated signal, the first trigger signal generator 122 may generate the first trigger signal. The first trigger signal generator 122 may transmit the first trigger signal to the seed laser generator 124. The seed laser generator 124 may be synchronized by the first trigger signal. Synchronization of the seed laser generator 124 means that the operating state of the seed laser generator 124 is changed. When the seed laser generator 124 is synchronized by the first trigger signal, the operating state is changed. Seed laser light may be emitted to the outside.
  • the second trigger signal generator 132 may receive a laser modulated signal from the laser modulated signal generator. When the second trigger signal generator 132 receives the laser modulated signal, the second trigger signal generator 132 may generate a second trigger signal. The second trigger signal generator 132 may transmit a second trigger signal to the optical pumping device 134. The optical pumping device 134 may be synchronized by the second trigger signal. Synchronization of the optical pumping device 134 means that the operating state of the optical pumping device 134 is changed.
  • the optical pumping device 134 may include a laser diode 134b and a current supply unit 134a for supplying current to the laser diode 134b.
  • the current supply unit 134a of the optical pumping device 134 may change the current level supplied to the laser diode 134b in synchronization with the second trigger signal. As the current supply unit 134a changes the current level supplied to the laser diode 134b, the light energy emitted by the laser diode 134b to the gain medium 138 may vary.
  • the seed laser device 124 may emit seed laser light in the gain medium 138 in synchronization with the first trigger signal.
  • the seed laser device 124 may include a main resonator therein.
  • the seed laser device 124 induces and emits light by the main resonator, and thus may emit laser light matching the coherence as the seed laser light.
  • the intensity of the seed laser light emitted from the seed laser device 124 may have a pulse shape. Seed laser light may be emitted periodically or aperiodically.
  • the gain medium 138 may illustratively include active ions obtained from rare earth elements such as ytterbium (Yb), neodymium (Nd), erbium (Er), thulium (Tm), and the like. Also, gain medium 138 may include active ions obtained from transition metal elements such as chromium (Cr), titanium (Ti), and the like.
  • the gain medium 138 may be in the doped state by the obtained active ions.
  • the gain medium 138 may amplify the seed laser light using the energy supplied from the optical pumping device 134 and emit the seed laser light as output laser light.
  • the optical pumping device 134 may emit pumped light in the gain medium 138 in synchronization with the second trigger signal.
  • the amount of energy supplied by the optical pumping device 134 to the gain medium 138 may be determined by the time for irradiating the pumping light.
  • the optical pumping device 134 may emit the pumping light to the gain medium 138 in the form of a single pulse every time the second trigger signal is detected. That is, the optical pumping device 134 may emit impulse light to the gain medium 138 whenever the second trigger signal is detected.
  • the time interval at which the optical pumping device 134 emits impulse light may depend on the time interval at which the second trigger signal is generated.
  • the pulse width of the impulse light emitted by the optical pumping device 134 may depend on the output power of the preset output laser light. For example, when the amplification ratio between the seed laser light and the output laser light is large, the pulse width of the impulse light may be relatively large. On the other hand, when the amplification ratio between the seed laser light and the output laser light is small, the pulse width of the impulse light may be relatively small.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating a laser modulation signal, a first trigger signal and a second trigger signal by way of example.
  • graph is a graph showing the change in intensity of the laser modulation signal generated by the laser modulation signal generator 110 over time. Also, (b) the graph is a graph showing the change in intensity of the first trigger signal over time. In addition, (c) the graph is a graph showing the change in intensity over time of the second trigger signal.
  • first and second trigger signals may be generated correspondingly.
  • the first and second trigger signals may be electrical pulse signals.
  • the first and second trigger signal generators 122 and 132 may extract the trigger from the laser modulated signal to generate the first and second trigger signals, respectively.
  • the pulse widths of the first and second trigger signals may be narrower than the pulse widths of the laser modulated signals.
  • the first trigger signal generator 122 may generate the first trigger signal after a predetermined delay time d elapses.
  • the second trigger signal generator 132 may generate the second trigger signal immediately upon detecting the laser modulated signal.
  • the first trigger signal may be delayed than the second trigger signal.
  • the seed laser light may be delayed and emitted than the pumping laser light. If the seed laser light emits more delayed than the pumped laser light, energy may be stored in the gain medium 138 by the pumping light before the seed laser light is emitted.
  • the gain medium 138 may amplify the seed laser light using energy stored by the pumping light until the seed laser light is emitted.
  • the rate at which the seed laser light is amplified may depend on the amount of energy stored in the gain medium 138.
  • the amount of energy stored in gain medium 138 may depend on the time that pumped light is emitted to gain medium 138 before the seed laser light is incident on gain medium 138.
  • the delay time until the first trigger signal generator 122 detects the laser modulated signal and generates the first trigger signal may depend on the pumping light irradiation time required for the seed laser light amplification.
  • the delay time until the first trigger signal generator 122 detects the laser modulated signal and generates the first trigger signal may be changed according to the pulse width of the pumping light.
  • FIG. 5 is a diagram exemplarily illustrating a laser modulated signal, a first trigger signal, and a second trigger signal.
  • graph is a graph showing the change in intensity of the laser modulation signal generated by the laser modulation signal generator 110 over time. Also, (b) the graph is a graph showing the change in intensity of the first trigger signal over time. In addition, (c) the graph is a graph showing the change in intensity over time of the second trigger signal.
  • first and second trigger signals may be generated correspondingly.
  • the first and second trigger signals may be electrical pulse signals.
  • the first trigger signal generator 122 may generate the first trigger signal after the first delay time d1 elapses.
  • the second trigger signal generator 132 may generate the second trigger signal after the second delay time d2 has elapsed after detecting the laser modulated signal.
  • the first delay time d1 may be greater than the second delay time d2.
  • the first trigger signal may be delayed than the second trigger signal.
  • the rate at which the seed laser light is amplified may depend on the amount of energy stored in the gain medium 138.
  • the amount of energy stored in gain medium 138 may depend on the time that pumped light is emitted to gain medium 138 before the seed laser light is incident on gain medium 138.
  • the difference between the first delay time d1 and the second delay time d2 may depend on the pumping light irradiation time required for the seed laser light amplification.
  • the difference between the first delay time d1 and the second delay time d2 may be changed according to the pulse width of the pumping light.
  • 6 and 7 exemplarily illustrate output power of a laser modulation signal, seed laser light, and output power of pumped light.
  • graph is a graph showing the change in intensity of the laser modulation signal generated by the laser modulation signal generator 110 over time.
  • graph is a graph showing the output power change with time of the seed laser light emitted from the seed laser light generator.
  • graph is a graph showing the output power change with time of the pumping light emitted from the optical pumping device 134.
  • the seed laser light may be emitted more delayed than the pumped light.
  • the pumping light and the seed laser light may be emitted in the form of an impulse each time a laser modulation signal is generated.
  • the pumping light can be terminated at the point where the intensity of the seed laser light is maximized.
  • the pumping light may be terminated immediately before the seed laser light is generated.
  • the pumping light may be emitted only until one point of time period in which the intensity of the laser light is maximized before the seed laser light is emitted.
  • the pumping light may be terminated when the intensity of the seed laser light is maximized or immediately before the seed laser light is emitted. If the pumping light is emitted only up to the time period described above, all of the energy of the pumping light can be used to amplify the seed laser light. Thus, after the seed laser light is amplified and output, it is possible to prevent unnecessary energy from remaining in the gain medium 138. In addition, the energy consumption supplied to the gain medium 138 can also be reduced.
  • the timing at which the pumping light is terminated and the timing at which the emission of the seed laser light is started or maximized may be the same by adjusting the pulse width of the pumping light and the time difference at which the first and second trigger signals are generated.
  • FIG. 8 is a graph showing a change in the amount of energy stored in the gain medium and a change in the optical power of the output laser as the seed laser light and the pumping light are emitted as shown in FIG. 6.
  • (a) is a graph showing the output power change with time of the seed laser light.
  • (b) graph is a graph showing the output power change with time of the pumping light.
  • (c) graph is a graph showing the change over time of the amount of energy stored in the gain medium 138.
  • (d) graph is a graph showing the output power change with time of the output laser light.
  • the amount of energy stored in the gain medium 138 may increase while pumping light is emitted.
  • the amount of energy stored in the gain medium may be reduced while the output laser light is emitted from the gain medium 138. Since the seed laser light and the pumping light are emitted in synchronization, the amount of energy stored in the gain medium may not exceed the allowable value.
  • the pumping light since the pumping light is emitted before the seed laser light is emitted, energy for amplification may be stored in the gain medium 138 when the seed laser light is emitted.
  • unnecessary energy may be prevented from accumulating in the gain medium 138.
  • FIG. 9 is a diagram illustrating a case in which the seed laser light is emitted aperiodically.
  • graph is a graph showing the output power change with time of the seed laser light.
  • graph is a graph showing the output power change with time of the pumping light.
  • graph is a graph showing the change over time of the amount of energy stored in the gain medium 138.
  • graph is a graph showing the output power change with time of the output laser light.
  • the pumping light may not be emitted in a section in which the seed laser light is not emitted.
  • the energy stored in the gain medium 138 may be excessive, resulting in damage to the gain medium 138.
  • the pumping light since the pumping light is also emitted in synchronization with the second trigger signal, the pumping light may not be emitted in a time period in which the seed laser light is not emitted.
  • the amplification ratio of the seed laser light can be determined by the pulse width of the pumping light. Therefore, the amount of energy stored in the gain medium 138 can be prevented from becoming excessive.
  • FIGS. 3 to 9 are flowchart illustrating a laser generation method using the laser apparatus 100 described with reference to FIGS. 3 to 9.
  • a method of generating a laser may include generating a laser modulated signal 1110, generating a first trigger signal from a laser modulated signal 1120, and generating a second from a laser modulated signal. Generating a trigger signal (1130), synchronizing by a first trigger signal to emit a seed laser light to a gain medium (138), and synchronizing by a second trigger signal to pump pumped light to the gain medium ( 138).
  • the laser modulated signal generator 110 may generate a laser modulated signal.
  • the laser modulated signal can be generated periodically or aperiodically with a predetermined pulse signal.
  • the first trigger signal generator 122 may receive a laser modulated signal and generate a first trigger signal.
  • the first trigger signal may synchronize the seed laser generator 124.
  • the second trigger signal generator 132 may receive a laser modulated signal and generate a second trigger signal.
  • the second trigger signal may synchronize the optical pumping device 134.
  • Each of the first trigger signal and the second trigger signal may be generated after a different delay time elapses after the laser modulation signal is generated.
  • the first trigger signal may be delayed than the second trigger signal.
  • the seed laser light may be delayed than the pumping light and emitted.
  • the seed laser light generating device 124 may emit seed laser light in the gain medium 138. Further, in step 1150, the optical pumping device 134 may emit pumping light to the gain medium 138. The time point at which the seed laser light and the pumping light are emitted may be determined by generating time points of the first and second trigger signals, respectively.
  • the optical pumping device 134 may emit the pumping light to the gain medium 138 as the impulse light each time the second trigger signal is received.
  • the pulse width of the impulse light may depend on the amplification ratio of the preset seed laser light.
  • the optical pumping device 134 may terminate the emission of the pumping light emitted as the impulse light when the intensity of the seed laser light is maximum. As described above, by controlling the emission of the pumping light, it is possible to reduce the power consumption of the pumping light and to efficiently manage the energy stored in the gain medium 138.
  • the optical pumping device 134 may be synchronized with the trigger signal to emit the pumping light to the gain medium 138. This may prevent excessive energy from being stored in the gain medium 138. In addition, the power consumption of the optical pumping device 134 can be reduced.

Abstract

According to exemplary embodiments, a laser device and a laser generation method are provided. The laser device according to an embodiment generates a trigger signal from a laser modulation signal. In addition, the laser device emits pumping light at a gain medium by synchronizing an optical pumping device by means of the trigger signal.

Description

레이저 장치 및 레이저 발생 방법Laser device and laser generation method
레이저 장치 및 레이저 장치를 이용한 레이저 발생 방법에 관한 것으로, 레이저 장치의 이득 매질이 손상 되지 않게 이득 매질에 펌핑 광을 공급함으로써 레이저 광을 발생시키는 기술에 관한 것이다.The present invention relates to a laser device and a laser generating method using the laser device. The present invention relates to a technology for generating laser light by supplying pumping light to the gain medium so that the gain medium of the laser device is not damaged.
일반적으로 레이저 가공 공정이라 함은 가공 대상물의 표면에 레이저 광을 주사하여 가공 대상물 표면의 형상이나 물리적 성질 등을 가공하는 공정을 말한다.. 이러한 가공 대상물에는 여러가지 예가 있을 수 있으며 그 형상은 2 D 평면 형상일 수 있다. 레이저 가공공정의 예로는 가공 대상물의 표면 상에 패턴을 형성하는 패터닝, 가공 대상물의 물성을 변형시키는 공정, 레이저를 이용해 가공 대상물을 가열하고 가공 대상물의 형상을 변형하는 공정, 레이저 광을 이용하여 가공 대상물을 절단하는 공정 등이 있을 수 있다.In general, the laser processing process refers to a process of processing the shape or physical properties of the surface of the object by scanning the laser light on the surface of the object to be processed. There may be various examples of the object to be processed, the shape is a 2 D plane It may be shaped. Examples of the laser processing process include patterning to form a pattern on the surface of the object, a process of modifying the physical properties of the object, a process of heating the object and deforming the shape of the object by using a laser, and a process using laser light. There may be a process of cutting the object.
레이저(LASER) 장치는 빛의 유도 방출(Stimulated emission)현상을 이용하여 레이저 광을 생성하도록 만들어진 기계 장치이다. 레이저는 주 공진기를 이용해 빛이 유도 방출 되도록 하여 빔이 결 맞음성(coherence: 가 간섭성)을 지니고 방출되도록 한다. 레이저의 단색 성, 결 맞음 성 특징들로 인해, 레이저 장치는 제조 공정을 포함한 산업 전반에 걸쳐 효과적으로 이용되고 있으며, 이 밖에도 외과 수술시에 피부를 정밀하게 절개하거나, 신체 조직의 일부를 선택적으로 절제하는 역할을 하는 의료용 기기로도 많이 사용되고 있다.LASER devices are mechanical devices made to generate laser light using a simulated emission phenomenon. The laser uses a main resonator to induce the emission of light so that the beam is emitted with coherence. Due to the monochromatic and coherent characteristics of the laser, laser devices are effectively used throughout the industry, including in the manufacturing process, in addition to the precise cutting of the skin during surgical operations or the selective removal of parts of body tissue. It is also widely used as a medical device that plays a role.
레이저 장치는 전술한 주 공진기 만으로도 레이저 광을 발생 시킬 수 있으나, 강도가 강한 레이저 광을 방출하기 위해서 이득 매질(Gain medium)을 이용하여 레이저 광의 에너지를 증폭시킨다. 레이저 장치는 광 펌핑 작용을 통해 이득 매질로 여기 에너지를 주입한다. 그러면 이득 매질 내부의 전자들이 광 펌핑 작용에 의해 여기되어 레이저 광을 생성한다.The laser device may generate laser light using only the above-described main resonator, but amplifies the energy of the laser light by using a gain medium in order to emit high intensity laser light. The laser device injects excitation energy into the gain medium through an optical pumping action. The electrons inside the gain medium are then excited by the light pumping action to produce laser light.
그런데, 이득 매질 내부에 광 펌핑을 하는 과정에서 이득 매질에 발열 현상이 일어날 수 있다. 그리고, 이득 매질 내부에 허용치보다 많은 에너지가 주입되게 되면 이득 매질이 타서 손상되는 문제가 발생한다.However, an exothermic phenomenon may occur in the gain medium in the process of optically pumping the gain medium. In addition, when more energy is injected into the gain medium than the allowable value, the gain medium burns and is damaged.
이득 매질을 이용해 레이저 광을 발생시키는 과정에서 이득 매질이 고온으로 인해 손상되는 것을 방지한다.The gain medium is used to generate laser light to prevent the gain medium from being damaged by high temperatures.
일 측면에 있어서,In one aspect,
레이저 변조 신호를 발생시키는 레이저 변조 신호 발생기;A laser modulated signal generator for generating a laser modulated signal;
상기 레이저 변조 신호를 수신하여, 제1 트리거 신호를 발생 시키는 제1 트리거 신호 발생기;A first trigger signal generator for receiving the laser modulated signal and generating a first trigger signal;
상기 레이저 변조 신호를 수신하여, 제2 트리거 신호를 발생 시키는 제2 트리거 신호 발생기;A second trigger signal generator for receiving the laser modulated signal and generating a second trigger signal;
상기 제1 트리거 신호에 의해 동기화 되어 시드 레이저 광을 이득 매질에방출하는 시드 레이저 발생장치; 및A seed laser generator synchronized with the first trigger signal to emit seed laser light to a gain medium; And
상기 제2 트리거 신호에 의해 동기화 되어 펌핑 광을 상기 이득 매질에 방출하는 광 펌핑 장치;를 포함하는 레이저 장치가 제공된다.And an optical pumping device synchronized with the second trigger signal to emit pumping light to the gain medium.
예시적인 실시예들에 따르면, 광 펌핑 장치가 트리거 신호에 의해 동기화 되어 펌핑 광을 이득 매질에 방출할 수 있다. 이를 통해, 이득 매질에 과도한 에너지가 저장되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 광 펌핑 장치의 전력 소비를 줄일 수 있다.According to exemplary embodiments, the optical pumping device may be synchronized with the trigger signal to emit the pumping light to the gain medium. This can prevent excessive energy from being stored in the gain medium. In addition, the power consumption of the optical pumping apparatus can be reduced.
도 1은 비교 예에 따른 레이저 장치를 나타낸 도면이다.1 is a view showing a laser device according to a comparative example.
도 2는 비교예에 따른 레이저 장치에서 시드 레이저 광이 비 주기적으로 발생된 경우, 이득 매질 내부의 에너지 량 변화를 나타낸 도면이다.2 is a view showing a change in the amount of energy inside the gain medium when the seed laser light is generated aperiodically in the laser device according to the comparative example.
도 3은 예시적인 실시예에 따른 레이저 장치를 나타낸 도면이다.3 is a diagram illustrating a laser device according to an exemplary embodiment.
도 4는 레이저 변조 신호와 제1 트리거 신호 및 제2 트리거 신호를 예시적으로 나타낸 도면이다.4 is a diagram illustrating a laser modulation signal, a first trigger signal and a second trigger signal by way of example.
도 5는 레이저 변조 신호와 제1 트리거 신호 및 제2 트리거 신호를 예시적으로 나타낸 도면이다.5 is a diagram exemplarily illustrating a laser modulated signal, a first trigger signal, and a second trigger signal.
도 6 및 도7은 레이저 변조 신호와 시드 레이저 광의 출력 파워 및 펌핑 광의 출력 파워를 예시적으로 나타낸 도면이다.6 and 7 exemplarily illustrate output power of a laser modulated signal, seed laser light, and output power of pumped light.
도 8은 도 6에서 나타낸 바와 같이 시드 레이저 광과 펌핑 광이 방출 됨에 따라 이득 매질에 저장된 에너지 량 변화와 출력 레이저의 광 파워 변화를 나타낸 그래프이다.8 is a graph showing a change in the amount of energy stored in the gain medium and a change in the optical power of the output laser as the seed laser light and the pumping light are emitted as shown in FIG. 6.
도 9는 시드 레이저 광이 비 주기적으로 방출되는 경우를 나타낸 도면이다.9 is a diagram illustrating a case in which the seed laser light is emitted aperiodically.
도 10은 도 3 내지 도 9를 참조하여 설명한 레이저 장치를 이용한 레이저 발생방법을 나타낸 흐름도이다.10 is a flowchart illustrating a laser generation method using the laser apparatus described with reference to FIGS. 3 to 9.
일 측면에 있어서,In one aspect,
레이저 변조 신호를 발생시키는 레이저 변조 신호 발생기;A laser modulated signal generator for generating a laser modulated signal;
상기 레이저 변조 신호를 수신하여, 제1 트리거 신호를 발생 시키는 제1 트리거 신호 발생기;A first trigger signal generator for receiving the laser modulated signal and generating a first trigger signal;
상기 레이저 변조 신호를 수신하여, 제2 트리거 신호를 발생 시키는 제2 트리거 신호 발생기;A second trigger signal generator for receiving the laser modulated signal and generating a second trigger signal;
상기 제1 트리거 신호에 의해 동기화 되어 시드 레이저 광을 이득 매질에방출하는 시드 레이저 발생장치; 및A seed laser generator synchronized with the first trigger signal to emit seed laser light to a gain medium; And
상기 제2 트리거 신호에 의해 동기화 되어 펌핑 광을 상기 이득 매질에 방출하는 광 펌핑 장치;를 포함하는 레이저 장치가 제공된다.And an optical pumping device synchronized with the second trigger signal to emit pumping light to the gain medium.
상기 광 펌핑 장치는 레이저 다이오드를 포함할 수 있다.The optical pumping device may include a laser diode.
상기 광 펌핑 장치는 상기 레이저 다이오드에 전류를 공급하는 전류 공급부를 더 포함하며, 상기 전류 공급부는 상기 제2 트리거 신호에 의해 동기화 되어 전류 레벨을 변경할 수 있다.The optical pumping apparatus may further include a current supply unit supplying a current to the laser diode, and the current supply unit may be synchronized with the second trigger signal to change a current level.
상기 제2 트리거 신호 발생기는 상기 레이저 변조 신호를 수신하고 소정의 지연 시간이 지난 후, 상기 제2 트리거 신호를 발생 시킬 수 있다.The second trigger signal generator may generate the second trigger signal after receiving a predetermined delay time after receiving the laser modulated signal.
상기 제1 트리거 신호 발생기는 상기 레이저 변조 신호를 수신하고 제1 지연 시간이 지난 후, 상기 제1 트리거 신호를 발생 시키며, 상기 제2 트리거 신호 발생기는 상기 레이저 변조 신호를 수신하고 제2 지연 시간이 지난 후, 상기 제2 트리거 신호를 발생 시키며,The first trigger signal generator receives the laser modulated signal and after the first delay time passes, generates the first trigger signal, and the second trigger signal generator receives the laser modulated signal and the second delay time occurs. After that, generating the second trigger signal,
상기 제2 지연 시간은 상기 제1 지연 시간보다 클 수 있다.The second delay time may be greater than the first delay time.
상기 광 펌핑 장치는, 상기 펌핑 광을 임펄스 광으로 방출할 수 있다.The optical pumping device may emit the pumping light as an impulse light.
상기 임펄스 광의 펄스 폭은 기 설정된 상기 시드 레이저 광의 증폭 비율에 의존할 수 있다.The pulse width of the impulse light may depend on a predetermined amplification ratio of the seed laser light.
상기 광 펌핑 장치는, 상기 시드 레이저 광의 강도가 최대가 되는 시드 레이저 광이 발생되기 직전부터 상기 시드 레이저 광의 강도가 최대가 되는 시간 구간 중 어느 한 시점에 상기 임펄스 광의 방출이 종료되도록 할 수 있다.The optical pumping device may allow the emission of the impulse light to be terminated at any point in a time period in which the intensity of the seed laser light is maximum from just before generation of the seed laser light having the maximum intensity of the seed laser light is generated.
다른 측면에 있어서,In another aspect,
레이저 변조 신호를 발생시키는 단계;Generating a laser modulated signal;
상기 레이저 변조 신호로부터 제1 트리거 신호를 발생 시키는 단계;Generating a first trigger signal from the laser modulated signal;
상기 레이저 변조 신호로부터 제2 트리거 신호를 발생 시키는 단계;Generating a second trigger signal from the laser modulated signal;
상기 제1 트리거 신호에 의해 동기화 되어 시드 레이저 광을 이득 매질에 방출하는 단계;Emitting seed laser light to a gain medium in synchronization with the first trigger signal;
상기 제2 트리거 신호에 의해 동기화 되어 펌핑 광을 상기 이득 매질에 방출하는 단계;를 포함하는 레이저 발생 방법이 제공된다.And emitting pumped light to the gain medium in synchronization with the second trigger signal.
상기 펌핑 광을 상기 이득 매질에 방출하는 단계는,Emitting the pumping light to the gain medium,
상기 제2 트리거 신호에 의해 레이저 다이오드에 공급하는 전류 레벨을 변경할 수 있다.The current level supplied to the laser diode may be changed by the second trigger signal.
상기 제2 트리거 신호를 발생 시키는 단계는 상기 레이저 변조 신호를 수신하고 소정의 지연 시간이 지난 후, 상기 제2 트리거 신호를 발생 시킬 수 있다.The generating of the second trigger signal may generate the second trigger signal after receiving a predetermined delay time after receiving the laser modulated signal.
상기 제1 트리거 신호를 발생 시키는 단계는 상기 레이저 변조 신호를 수신하고 제1 지연 시간이 지난 후, 상기 제1 트리거 신호를 발생 시키며, 상기 제2 트리거 신호를 발생 시키는 단계는 상기 레이저 변조 신호를 수신하고 제2 지연 시간이 지난 후, 상기 제2 트리거 신호를 발생 시키며,The generating of the first trigger signal may include generating the first trigger signal after receiving the laser modulated signal and passing a first delay time, and generating the second trigger signal may receive the laser modulated signal. And after the second delay time passes, generating the second trigger signal.
상기 제2 지연 시간은 상기 제1 지연 시간보다 클 수 있다.The second delay time may be greater than the first delay time.
상기 펌핑 광을 이득 매질에 방출하는 단계는, 상기 펌핑 광을 임펄스 광으로 방출할 수 있다.The emitting of the pumping light to the gain medium may emit the pumping light as impulse light.
상기 임펄스 광의 펄스 폭은 기 설정된 시드 레이저 광의 증폭 비율에 의존할 수 있다.The pulse width of the impulse light may depend on the amplification ratio of the preset seed laser light.
상기 펌핑 광을 이득 매질에 방출하는 단계는, 상기 시드 레이저 광의 강도가 최대가 되는 시드 레이저 광이 발생되기 직전부터 상기 시드 레이저 광의 강도가 최대가 되는 시간 구간 중 어느 한 시점에 상기 임펄스 광의 방출이 종되도록 할 수 있다.The emitting of the pumping light to the gain medium may include the emission of the impulse light at any point in time at which the intensity of the seed laser light is maximum from just before the generation of the seed laser light is the maximum intensity of the seed laser light. You can make it bell.
이하의 도면들에서 동일한 참조부호는 동일한 구성요소를 지칭하며, 도면상에서 각 구성요소의 크기는 설명의 명료성과 편의상 과장되어 있을 수 있다. 한편, 이하에 설명되는 실시예는 단지 예시적인 것에 불과하며, 이러한 실시예들로부터 다양한 변형이 가능하다. In the drawings, like reference numerals refer to like elements, and the size of each element in the drawings may be exaggerated for clarity and convenience of description. Meanwhile, the embodiments described below are merely exemplary, and various modifications are possible from these embodiments.
제 1, 제 2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들은 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.Terms such as first and second may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The terms are only used to distinguish one component from another.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 또한 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.Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. In addition, when a part is said to "include" a certain component, which means that it may further include other components, except to exclude other components unless otherwise stated.
또한, 명세서에 기재된 ?...부", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미한다.In addition, terms, such as "... part", "module", etc. described in the specification mean a unit that processes at least one function or operation.
도 1은 비교 예에 따른 레이저 장치를 나타낸 도면이다.1 is a view showing a laser device according to a comparative example.
도 1을 참조하면, 비교 예에 따른 레이저 장치는 시드 레이저(Seed laser)를 발생시키는 시드 레이저 발생장치(10)를 포함할 수 있다. 시드 레이저 발생장치(10)는 레이저 광 펄스를 발생시킬 수 있다. 시드 레이저 발생장치(10)는 광 섬유(22)를 통해 레이저 광 펄스를 이득 매질(20)로 전달할 수 있다. Referring to FIG. 1, a laser apparatus according to a comparative example may include a seed laser generator 10 generating a seed laser. The seed laser generator 10 may generate a laser light pulse. The seed laser generator 10 may transmit the laser light pulse to the gain medium 20 through the optical fiber 22.
비교예에 따른 레이저 장치는 이득 매질(20)에 에너지를 공급하는 광 펌핑 장치(30)를 포함할 수 있다. 광 펌핑 장치(30)는 이득 매질(20)에 광을 조사함으로써, 이득 매질(20)에 저장된 에너지량을 높여줄 수 있다. 이득 매질(20)은 시드 레이저 발생장치(10)로부터 전달 받은 시드 레이저 광을 증폭 시킬 수 있다. 이득 매질(20)은 시드 레이저 광 신호(S1)를 증폭함으로써, 시드 레이저 광 신호(S1)와 모양이 같은 출력 광 신호(S2)를 방출할 수 있다. The laser device according to the comparative example may include an optical pumping device 30 for supplying energy to the gain medium 20. The optical pumping device 30 may increase the amount of energy stored in the gain medium 20 by irradiating light onto the gain medium 20. The gain medium 20 may amplify the seed laser light received from the seed laser generator 10. The gain medium 20 may emit an output optical signal S2 having the same shape as the seed laser optical signal S1 by amplifying the seed laser optical signal S1.
비교예에 따르면, 광 펌핑 장치(30)는 일정한 세기의 펌핑 광을 지속적으로 이득 매질(20)에 방출할 수 있다. 따라서, 광 펌핑 장치(30)가 이득 매질(20)에 펌핑 광을 방출하는 시간이 늘어남에 따라 이득 매질(20)에 저장된 에너지 량이 늘어날 수 있다. 이득 매질(20)은 시드 레이저 광이 이득 매질(20)에 조사되면, 이득 매질(20)에 저장된 에너지를 이용하여 시드 레이저 광을 증폭하여 출력 레이저 광으로 방출할 수 있다. According to a comparative example, the optical pumping device 30 may continuously emit the pumping light of a constant intensity to the gain medium 20. Therefore, as the time for the optical pumping device 30 to emit the pumping light to the gain medium 20 increases, the amount of energy stored in the gain medium 20 may increase. When the seed laser light is irradiated onto the gain medium 20, the gain medium 20 may amplify the seed laser light using energy stored in the gain medium 20 to emit the seed laser light as the output laser light.
이득 매질(20)이 출력 레이저 광을 방출하면, 이득 매질(20)에 저장된 에너지가 외부로 방출될 수 있다. 따라서, 시드 레이저 광이 주기적인 펄스 모양으로 이득 매질(20)에 조사되는 경우, 이득 매질(20)에 저장된 에너지 량도 주기적으로 증가와 감소를 반복할 수 있다. 하지만, 시드 레이저 광이 비주기 적으로 이득 매질(20)에 조사되면, 시드 레이저 광의 조사 시간 간격이 긴 구간에서 이득 매질(20)에 과도한 에너지가 공급될 수 있다.When the gain medium 20 emits output laser light, energy stored in the gain medium 20 may be emitted to the outside. Therefore, when the seed laser light is irradiated to the gain medium 20 in a periodic pulse shape, the amount of energy stored in the gain medium 20 may also be repeated to increase and decrease periodically. However, when the seed laser light is irradiated to the gain medium 20 aperiodically, excessive energy may be supplied to the gain medium 20 in a section in which the seed laser light irradiation time interval is long.
도 2는 비교예에 따른 레이저 장치에서 시드 레이저 광이 비 주기적으로 발생된 경우, 이득 매질(20) 내부의 에너지 량 변화를 나타낸 도면이다.2 is a view showing a change in the amount of energy inside the gain medium 20 when the seed laser light is generated aperiodically in the laser device according to the comparative example.
도 2에서 (a) 그래프는 시드 레이저 발생장치(10)에서 방출되는 시드 레이저 광의 출력파워의 시간에 따른 변화를 나타낸 그래프이다. 또한, (b) 그래프는 광 펌핑 장치(30)에 의해 이득 매질(20)로 방출되는 펌핑 광의 출력파워의 시간에 따른 변화를 나타낸 그래프이다. 또한, (c) 그래프는 이득 매질(20)에 저장된 에너지 량의 시간에 따른 변화를 나타낸 그래프이다.In FIG. 2, the graph (a) is a graph showing a change with time of the output power of the seed laser light emitted from the seed laser generator 10. In addition, (b) the graph is a graph showing the change over time of the output power of the pumping light emitted by the optical pumping device 30 to the gain medium 20. In addition, (c) graph is a graph showing the change over time of the amount of energy stored in the gain medium (20).
도 2를 참조하면, 광 펌핑 장치(30)가 일정한 세기의 펌핑 광을 이득 매질(20)에 방출할 수 있다. 이 경우, 이득 매질(20)에서 방출되는 출력 레이저 광의 출력파워는 펌핑 광의 세기를 조절함으로써 조절 할 수 있다. (c) 그래프를 참조하면, 펌핑 광이 이득 매질(20)에 조사됨에 따라 이득 매질(20)에 저장된 에너지 량이 증가할 수 있다. 그리고, 시드 레이저 광이 이득 매질(20)에 입사하면, 이득 매질(20)로부터 출력 레이저 광이 방출 되면서 이득 매질(20)에 저장된 에너지 량이 급격하게 감소할 수 있다. Referring to FIG. 2, the optical pumping apparatus 30 may emit pumping light of a constant intensity to the gain medium 20. In this case, the output power of the output laser light emitted from the gain medium 20 can be adjusted by adjusting the intensity of the pumping light. Referring to the graph (c), the amount of energy stored in the gain medium 20 may increase as the pumped light is irradiated onto the gain medium 20. When the seed laser light is incident on the gain medium 20, the amount of energy stored in the gain medium 20 may be drastically reduced while the output laser light is emitted from the gain medium 20.
시드 레이저 광이 주기적으로 이득 매질(20)에 입사하는 동안은 이득 매질(20)에 저장된 에너지 량 또한 증가와 감소가 주기적으로 일어날 수 있다. 따라서, 이득 매질(20)에 저장된 에너지 량이 일정 량 이상 증가하지 않을 수 있다. 그런데, 시드 레이저 광이 비 주기적으로 이득 매질(20)에 입사하는 구간에서는, 시드 레이저 광이 입사하지 않는 시간 동안 이득 매질(20)에 저장된 에너지 량이 지속 적으로 증가할 수 있다. 그리고, 시드 레이저 광이 방출되지 않는 시간이 길어지게 되면, 이득 매질(20)에 저장된 에너지 량이 과도하게 높아질 수 있다.While the seed laser light is periodically incident on the gain medium 20, the amount of energy stored in the gain medium 20 may also increase and decrease periodically. Therefore, the amount of energy stored in the gain medium 20 may not increase by a certain amount or more. However, in the period where the seed laser light is incident on the gain medium 20 aperiodically, the amount of energy stored in the gain medium 20 may be continuously increased during the time when the seed laser light is not incident. In addition, when the time for which the seed laser light is not emitted becomes long, the amount of energy stored in the gain medium 20 may be excessively high.
이득 매질(20)에 저장된 에너지 량이 과도하게 높아지면, 이득 매질(20)이 과열에 의한 손상을 입을 수 있다. 예를 들어, 이득 매질(20)에 저장된 에너지 량이 허용 치 보다 높아지면 이득 매질(20) 내줍에서 유도 브리유앵 산란(stimulated Brillouin scattering) 현상이 일어날 수 있다. 즉, 이득 매질(20) 내부에서 입사광과 산란광이 비 선형적으로 결합하면서, 증폭되어 이득 매질(20)의 고온 현상을 초래할 수 있다. If the amount of energy stored in the gain medium 20 is excessively high, the gain medium 20 may be damaged by overheating. For example, if the amount of energy stored in the gain medium 20 is higher than the allowable value, stimulated Brillouin scattering may occur in the gain medium 20. That is, while the incident light and the scattered light are nonlinearly coupled inside the gain medium 20, they may be amplified to cause a high temperature phenomenon of the gain medium 20.
도 3은 예시적인 실시예에 따른 레이저 장치(100)를 나타낸 도면이다.3 is a diagram illustrating a laser device 100 according to an exemplary embodiment.
도 3을 참조하면, 예시적인 실시예에 따른 레이저 장치(100)는 레이저 변조 신호를 발생시키는 레이저 변조 신호 발생기(110)와, 레이저 변조 신호를 수신하여, 제1 트리거 신호를 발생 시키는 제1 트리거 신호 발생기(122)와, 레이저 변조 신호를 수신하여, 제2 트리거 신호를 발생 시키는 제2 트리거 신호 발생기(132), 제1 트리거 신호에 의해 동기화 되어 시드 레이저 광을 이득 매질에 방출하는 시드 레이저 발생 장치(124) 및 제2 트리거 신호에 의해 동기화 되어 펌핑 광을 상기 이득 매질에 방출하는 광 펌핑 장치(134)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 3, a laser device 100 according to an exemplary embodiment may include a laser modulated signal generator 110 generating a laser modulated signal and a first trigger receiving a laser modulated signal to generate a first trigger signal. Seed laser generation, a second trigger signal generator 132 for receiving a laser modulated signal and generating a second trigger signal, and seed laser generation synchronized with the first trigger signal to emit seed laser light to a gain medium. Device 124 and an optical pumping device 134 synchronized with the second trigger signal to emit pumping light to the gain medium.
레이저 변조 신호 발생기(110)는 소정의 펄스 신호를 레이저 변조 신호로써 발생시킬 수 있다. 레이저 변조 신호는 주기적 또는 비 주기적으로 발생될 수 있다. 레이저 변조 신호 발생기(110)의 레이저 변조 신호는 레이저 장치(100)가 레이저 광을 출력하도록 하는 신호일 수 있다. The laser modulated signal generator 110 may generate a predetermined pulse signal as a laser modulated signal. The laser modulated signal can be generated periodically or aperiodically. The laser modulation signal of the laser modulation signal generator 110 may be a signal for causing the laser device 100 to output laser light.
제1 트리거 신호 발생기(122)는 레이저 변조 신호 발생기로부터 레이저 변조 신호를 수신할 수 있다. 제1 트리거 신호 발생기(122) 는 레이저 변조 신호를 수신하면, 제1 트리거 신호를 발생시킬 수 있다. 제1 트리거 신호는 발생기(122)는 제1 트리거 신호를 시드 레이저 발생 장치(124)에 전송할 수 있다. 시드 레이저 발생 장치(124)는 제1 트리거 신호에 의해 동기화 될 수 있다. 시드 레이저 발생 장치(124)가 동기화 된다는 것은 시드 레이저 발생 장치(124)의 동작 상태가 변경된다는 것을 의미하며, 시드 레이저 발생 장치(124)는 제1 트리거 신호에 의해 동기화 되면, 동작 상태가 변경되어 시드 레이저 광을 외부로 방출할 수 있다.The first trigger signal generator 122 may receive a laser modulated signal from the laser modulated signal generator. When the first trigger signal generator 122 receives the laser modulated signal, the first trigger signal generator 122 may generate the first trigger signal. The first trigger signal generator 122 may transmit the first trigger signal to the seed laser generator 124. The seed laser generator 124 may be synchronized by the first trigger signal. Synchronization of the seed laser generator 124 means that the operating state of the seed laser generator 124 is changed. When the seed laser generator 124 is synchronized by the first trigger signal, the operating state is changed. Seed laser light may be emitted to the outside.
제2 트리거 신호 발생기(132)는 레이저 변조 신호 발생기로부터 레이저 변조 신호를 수신할 수 있다. 제2 트리거 신호 발생기(132)는 레이저 변조 신호를 수신하면, 제2 트리거 신호를 발생시킬 수 있다. 제2 트리거 신호는 발생기(132)는 제2 트리거 신호를 광 펌핑 장치(134)에 전송할 수 있다. 광 펌핑 장치(134)는 제2 트리거 신호에 의해 동기화 될 수 있다. 광 펌핑 장치(134)가 동기화 된다는 것은 광 펌핑 장치(134)의 동작 상태가 변경된다는 것을 의미한다. The second trigger signal generator 132 may receive a laser modulated signal from the laser modulated signal generator. When the second trigger signal generator 132 receives the laser modulated signal, the second trigger signal generator 132 may generate a second trigger signal. The second trigger signal generator 132 may transmit a second trigger signal to the optical pumping device 134. The optical pumping device 134 may be synchronized by the second trigger signal. Synchronization of the optical pumping device 134 means that the operating state of the optical pumping device 134 is changed.
예를 들어, 광 펌핑 장치(134)는 레이저 다이오드(134b) 및 레이저 다이오드(134b)에 전류를 공급하는 전류 공급부(134a)를 포함할 수 있다. 광 펌핑 장치(134)의 전류 공급부(134a)는 제2 트리거 신호에 의해 동기화 되어 레이저 다이오드(134b)에 공급하는 전류 레벨을 변경할 수 있다. 전류 공급부(134a)가 레이저 다이오드(134b)에 공급하는 전류 레벨을 변경함에 따라 레이저 다이오드(134b)가 이득 매질(138)에 방출하는 광 에너지가 달라질 수 있다.For example, the optical pumping device 134 may include a laser diode 134b and a current supply unit 134a for supplying current to the laser diode 134b. The current supply unit 134a of the optical pumping device 134 may change the current level supplied to the laser diode 134b in synchronization with the second trigger signal. As the current supply unit 134a changes the current level supplied to the laser diode 134b, the light energy emitted by the laser diode 134b to the gain medium 138 may vary.
시드 레이저 장치(124)는 제1 트리거 신호에 의해 동기화 되어 이득 매질(138)에 시드 레이저 광을 방출할 수 있다. 시드 레이저 장치(124)는 내부에 주 공진기를 포함할 수 있다. 시드 레이저 장치(124)는 주 공진기에 의해 광을 유도 방출 시킴으로써, 결맞음 성이 맞는 레이저 광을 시드 레이저 광으로 방출할 수 있다. 시드 레이저 장치(124)에서 방출되는 시드 레이저 광의 강도는 펄스 모양을 가질 수 있다. 시드 레이저 광은 주기적, 또는 비 주기적으로 방출될 수 있다. The seed laser device 124 may emit seed laser light in the gain medium 138 in synchronization with the first trigger signal. The seed laser device 124 may include a main resonator therein. The seed laser device 124 induces and emits light by the main resonator, and thus may emit laser light matching the coherence as the seed laser light. The intensity of the seed laser light emitted from the seed laser device 124 may have a pulse shape. Seed laser light may be emitted periodically or aperiodically.
이득 매질(138)은 예시적으로 이터븀(Yb), 네오디뮴(Nd), 어븀(Er), 툴륨(Tm) 등과 같은 희토류 원소들로부터 얻은 활성 이온(active ion)들을 포함할 수 있다. 또한 이득 매질(138)은 예시적으로 크롬(Cr), 티타늄(Ti) 등과 같은 전이금속 원소들로부터 얻은 활성 이온(active ion)들을 포함할 수도 있다.The gain medium 138 may illustratively include active ions obtained from rare earth elements such as ytterbium (Yb), neodymium (Nd), erbium (Er), thulium (Tm), and the like. Also, gain medium 138 may include active ions obtained from transition metal elements such as chromium (Cr), titanium (Ti), and the like.
이터븀(Yb), 네오디뮴(Nd), 어븀(Er), 툴륨(Tm) 등과 같은 희토류 원소들로부터 얻은 활성 이온(active ion)이나 크롬(Cr), 티타늄(Ti) 등과 같은 전이금속 원소들로부터 얻은 활성 이온(active ion)에 의해 이득 매질(138)은 도핑 상태에 있을 수 있다. 이득 매질(138)은 광 펌핑 장치(134)로부터 공급 받은 에너지를 이용해 시드 레이저 광을 증폭하여 출력 레이저 광으로 방출할 수 있다.From active ions obtained from rare earth elements such as ytterbium (Yb), neodymium (Nd), erbium (Er), thulium (Tm), or transition metal elements such as chromium (Cr) and titanium (Ti) The gain medium 138 may be in the doped state by the obtained active ions. The gain medium 138 may amplify the seed laser light using the energy supplied from the optical pumping device 134 and emit the seed laser light as output laser light.
광 펌핑 장치(134)는 제2 트리거 신호에 의해 동기화 되어 이득 매질(138)에 펌핑 광을 방출할 수 있다. 광 펌핑 장치(134)가 이득 매질(138)에 공급하는 에너지 량은 펌핑 광을 조사하는 시간에 의해 결정될 수 있다. 광 펌핑 장치(134)는 제2 트리거 신호를 감지할 때 마다 단일 펄스 형태로 펌핑 광을 이득 매질(138)에 방출할 수 있다. 즉, 광 펌핑 장치(134)는 제2 트리거 신호를 감지할 때마다 임펄스(impulse) 광을 이득 매질(138)에 방출할 수 있다. 광 펌핑 장치(134)가 임펄스 광을 방출하는 시간 간격은 제2 트리거 신호가 발생되는 시간 간격에 의존할 수 있다. 또한, 광 펌핑 장치(134)가 방출하는 임펄스 광의 펄스 폭은 기 설정된 출력 레이저 광의 출력파워에 의존할 수 있다. 예를 들어, 시드 레이저 광과 출력 레이저 광 사이의 증폭 비율이 큰 경우, 임펄스 광의 펄스 폭은 상대적으로 클 수 있다. 반면, 시드 레이저 광과 출력 레이저 광 사이의 증폭 비율이 작은 경우, 임펄스 광의 펄스 폭은 상대적으로 작을 수 있다.The optical pumping device 134 may emit pumped light in the gain medium 138 in synchronization with the second trigger signal. The amount of energy supplied by the optical pumping device 134 to the gain medium 138 may be determined by the time for irradiating the pumping light. The optical pumping device 134 may emit the pumping light to the gain medium 138 in the form of a single pulse every time the second trigger signal is detected. That is, the optical pumping device 134 may emit impulse light to the gain medium 138 whenever the second trigger signal is detected. The time interval at which the optical pumping device 134 emits impulse light may depend on the time interval at which the second trigger signal is generated. In addition, the pulse width of the impulse light emitted by the optical pumping device 134 may depend on the output power of the preset output laser light. For example, when the amplification ratio between the seed laser light and the output laser light is large, the pulse width of the impulse light may be relatively large. On the other hand, when the amplification ratio between the seed laser light and the output laser light is small, the pulse width of the impulse light may be relatively small.
도 4는 레이저 변조 신호와 제1 트리거 신호 및 제2 트리거 신호를 예시적으로 나타낸 도면이다.4 is a diagram illustrating a laser modulation signal, a first trigger signal and a second trigger signal by way of example.
도 4에서 (a) 그래프는 레이저 변조 신호 발생기(110)에서 발생되는 레이저 변조 신호의 시간에 따른 강도 변화를 나타낸 그래프이다. 또한, (b) 그래프는 제1 트리거 신호의 시간에 따른 강도 변화를 나타낸 그래프이다. 또한, (c) 그래프는 제2 트리거 신호의 시간에 따른 강도 변화를 나타낸 그래프이다. In Figure 4 (a) graph is a graph showing the change in intensity of the laser modulation signal generated by the laser modulation signal generator 110 over time. Also, (b) the graph is a graph showing the change in intensity of the first trigger signal over time. In addition, (c) the graph is a graph showing the change in intensity over time of the second trigger signal.
도 4를 참조하면, 레이저 변조 신호가 발생되면 그에 대응하여 제1 및 제2 트리거 신호가 발생될 수 있다. 제1 및 제2 트리거 신호는 전기적 펄스 신호 일 수 있다. 제1 및 제2 트리거 신호 발생기(122, 132)는 레이저 변조 신호로부터 트리거를 추출하여 각각 제1 및 제2 트리거 신호를 발생시킬 수 있다. 제1 및 제2 트리거 신호의 펄스 폭은 레이저 변조 신호의 펄스 폭 보다 좁을 수 있다.Referring to FIG. 4, when a laser modulated signal is generated, first and second trigger signals may be generated correspondingly. The first and second trigger signals may be electrical pulse signals. The first and second trigger signal generators 122 and 132 may extract the trigger from the laser modulated signal to generate the first and second trigger signals, respectively. The pulse widths of the first and second trigger signals may be narrower than the pulse widths of the laser modulated signals.
제1 트리거 신호 발생기(122)는 레이저 변조 신호를 감지한 후, 소정의 지연 시간(d)이 경과한 후, 제1 트리거 신호를 발생시킬 수 있다. 반면, 제2 트리거 신호 발생기(132)는 레이저 변조 신호를 감지하는 즉시 제2 트리거 신호를 발생시킬 수 있다. 따라서, 제1 트리거 신호가 제2 트리거 신호보다 지연되어 발생될 수 있다.After detecting the laser modulation signal, the first trigger signal generator 122 may generate the first trigger signal after a predetermined delay time d elapses. On the other hand, the second trigger signal generator 132 may generate the second trigger signal immediately upon detecting the laser modulated signal. Thus, the first trigger signal may be delayed than the second trigger signal.
제1 트리거 신호가 제2 트리거 신호보다 지연되어 발생되면, 시드 레이저 광이 펌핑 레이저 광보다 지연되어 방출될 수 있다. 시드 레이저 광이 펌핑 레이저 광보다 지연되게 방출하면, 시드 레이저 광이 방출되기 전에 펌핑 광에 의해 이득 매질(138)에 에너지가 저장되어 있을 수 있다. 이득 매질(138)은 시드 레이저 광이 방출되기 전까지 펌핑 광에 의해 저장된 에너지를 이용하여 시드 레이저 광을 증폭할 수 있다. 시드 레이저 광이 증폭되는 비율은 이득 매질(138)에 저장된 에너지 량에 의존할 수 있다. 또한, 이득 매질(138)에 저장된 에너지 량은 시드 레이저 광이 이득 매질(138)에 입사되기 전까지 펌핑 광이 이득 매질(138)에 방출된 시간에 의존할 수 있다. 그리고, 시드 레이저 광 증폭을 위해 요구되는 펌핑 광 조사 시간에 의존할 수 있다. 따라서, 제1 트리거 신호 발생기(122)가 레이저 변조 신호를 감지하고 제1 트리거 신호가 발생시키기 까지의 지연시간은 시드 레이저 광 증폭을 위해 요구되는 펌핑 광 조사 시간에 의존할 수 있다. 또한, 제 제1 트리거 신호 발생기(122)가 레이저 변조 신호를 감지하고 제1 트리거 신호가 발생시키기 까지의 지연시간은 펌핑 광의 펄스 폭에 따라 변경될 수도 있다.When the first trigger signal is delayed than the second trigger signal, the seed laser light may be delayed and emitted than the pumping laser light. If the seed laser light emits more delayed than the pumped laser light, energy may be stored in the gain medium 138 by the pumping light before the seed laser light is emitted. The gain medium 138 may amplify the seed laser light using energy stored by the pumping light until the seed laser light is emitted. The rate at which the seed laser light is amplified may depend on the amount of energy stored in the gain medium 138. In addition, the amount of energy stored in gain medium 138 may depend on the time that pumped light is emitted to gain medium 138 before the seed laser light is incident on gain medium 138. And, depending on the pumping light irradiation time required for seed laser light amplification. Accordingly, the delay time until the first trigger signal generator 122 detects the laser modulated signal and generates the first trigger signal may depend on the pumping light irradiation time required for the seed laser light amplification. In addition, the delay time until the first trigger signal generator 122 detects the laser modulated signal and generates the first trigger signal may be changed according to the pulse width of the pumping light.
도 5는 레이저 변조 신호와 제1 트리거 신호 및 제2 트리거 신호를 예시적으로 나타낸 도면이다.5 is a diagram exemplarily illustrating a laser modulated signal, a first trigger signal, and a second trigger signal.
도 5에서 (a) 그래프는 레이저 변조 신호 발생기(110)에서 발생되는 레이저 변조 신호의 시간에 따른 강도 변화를 나타낸 그래프이다. 또한, (b) 그래프는 제1 트리거 신호의 시간에 따른 강도 변화를 나타낸 그래프이다. 또한, (c) 그래프는 제2 트리거 신호의 시간에 따른 강도 변화를 나타낸 그래프이다. In Figure 5 (a) graph is a graph showing the change in intensity of the laser modulation signal generated by the laser modulation signal generator 110 over time. Also, (b) the graph is a graph showing the change in intensity of the first trigger signal over time. In addition, (c) the graph is a graph showing the change in intensity over time of the second trigger signal.
도 5를 참조하면, 레이저 변조 신호가 발생되면 그에 대응하여 제1 및 제2 트리거 신호가 발생될 수 있다. 제1 및 제2 트리거 신호는 전기적 펄스 신호 일 수 있다.Referring to FIG. 5, when a laser modulated signal is generated, first and second trigger signals may be generated correspondingly. The first and second trigger signals may be electrical pulse signals.
제1 트리거 신호 발생기(122)는 레이저 변조 신호를 감지한 후, 제1 지연 시간(d1)이 경과한 후, 제1 트리거 신호를 발생시킬 수 있다. 반면, 제2 트리거 신호 발생기(132)는 레이저 변조 신호를 감지한 후, 제2 지연 시간(d2)이 경과한 후, 제2 트리거 신호를 발생시킬 수 있다. 제1 지연 시간(d1)은 제2 지연 시간(d2)보다 클 수 있다. 따라서, 제1 트리거 신호가 제2 트리거 신호보다 지연되어 발생될 수 있다.After detecting the laser modulation signal, the first trigger signal generator 122 may generate the first trigger signal after the first delay time d1 elapses. On the other hand, the second trigger signal generator 132 may generate the second trigger signal after the second delay time d2 has elapsed after detecting the laser modulated signal. The first delay time d1 may be greater than the second delay time d2. Thus, the first trigger signal may be delayed than the second trigger signal.
시드 레이저 광이 증폭되는 비율은 이득 매질(138)에 저장된 에너지 량에 의존할 수 있다. 또한, 이득 매질(138)에 저장된 에너지 량은 시드 레이저 광이 이득 매질(138)에 입사되기 전까지 펌핑 광이 이득 매질(138)에 방출된 시간에 의존할 수 있다. 따라서, 제1 지연 시간(d1)과 제2 지연 시간(d2) 사이의 차이는 시드 레이저 광 증폭을 위해 요구되는 펌핑 광 조사 시간에 의존할 수 있다. 또한, 제1 지연 시간(d1)과 제2 지연 시간(d2) 사이의 차이는 펌핑 광의 펄스 폭에 따라 변경될 수도 있다.The rate at which the seed laser light is amplified may depend on the amount of energy stored in the gain medium 138. In addition, the amount of energy stored in gain medium 138 may depend on the time that pumped light is emitted to gain medium 138 before the seed laser light is incident on gain medium 138. Thus, the difference between the first delay time d1 and the second delay time d2 may depend on the pumping light irradiation time required for the seed laser light amplification. In addition, the difference between the first delay time d1 and the second delay time d2 may be changed according to the pulse width of the pumping light.
도 6 및 도 7은 레이저 변조 신호와 시드 레이저 광의 출력 파워 및 펌핑 광의 출력 파워를 예시적으로 나타낸 도면이다.6 and 7 exemplarily illustrate output power of a laser modulation signal, seed laser light, and output power of pumped light.
도 6 및 도 7에서 (a) 그래프는 레이저 변조 신호 발생기(110)에서 발생되는 레이저 변조 신호의 시간에 따른 강도 변화를 나타낸 그래프이다. 또한, (b) 그래프는 시드 레이저 광 발생기에서 방출되는 시드 레이저 광의 시간에 따른 출력 파워 변화를 나타낸 그래프이다. 또한, (c) 그래프는 광 펌핑 장치(134)에서 방출되는 펌핑 광의 시간에 따른 출력 파워 변화를 나타낸 그래프이다. 6 and 7 (a) graph is a graph showing the change in intensity of the laser modulation signal generated by the laser modulation signal generator 110 over time. In addition, (b) graph is a graph showing the output power change with time of the seed laser light emitted from the seed laser light generator. In addition, (c) graph is a graph showing the output power change with time of the pumping light emitted from the optical pumping device 134.
도 6을 참조하면, 시드 레이저 광이 펌핑 광보다 좀 더 지연되어 방출될 수 있다. 또한, 펌핑 광과 시드 레이저 광은 레이저 변조 신호가 발생될 때 마다 임펄스 형태로 방출될 수 있다. 펌핑 광은 시드 레이저 광의 강도가 최대가 되는 시점에서 방출이 종료될 수 있다. 다른 예로, 도 7을 참조하면, 펌핑 광은 시드 레이저 광이 발생되기 직전에 방출이 종료될 수 있다.Referring to FIG. 6, the seed laser light may be emitted more delayed than the pumped light. In addition, the pumping light and the seed laser light may be emitted in the form of an impulse each time a laser modulation signal is generated. The pumping light can be terminated at the point where the intensity of the seed laser light is maximized. As another example, referring to FIG. 7, the pumping light may be terminated immediately before the seed laser light is generated.
즉, 펌핑 광은 시드 레이저 광이 방출되기 전부터 시드레이저 광의 강도가 최대가 되는 시간 구간 중 어느 한 시점까지만 방출될 수 있다. 일 예로 시드 레이저 광의 강도가 최대가 되는 시점 또는 시드 레이저 광이 방출되기 직전에 펌핑 광의 방출이 종료될 수 있다. 펌핑 광이 전술한 시간 구간 까지만 방출되면, 펌핑 광의 에너지가 모두 시드 레이저 광을 증폭하는 데 사용될 수 있다. 따라서, 시드 레이저 광이 증폭되어 출력된 후, 불 필요한 에너지가 이득 매질(138)에 남아있는 것을 방지할 수 있다. 또한, 이득 매질(138)에 공급하는 에너지 소모량 또한 줄일 수 있다. That is, the pumping light may be emitted only until one point of time period in which the intensity of the laser light is maximized before the seed laser light is emitted. For example, the pumping light may be terminated when the intensity of the seed laser light is maximized or immediately before the seed laser light is emitted. If the pumping light is emitted only up to the time period described above, all of the energy of the pumping light can be used to amplify the seed laser light. Thus, after the seed laser light is amplified and output, it is possible to prevent unnecessary energy from remaining in the gain medium 138. In addition, the energy consumption supplied to the gain medium 138 can also be reduced.
펌핑 광이 방출이 종료되는 시점과 시드 레이저 광의 방출이 시작 또는 최대가 되는 시점은, 펌핑 광의 펄스 폭 및 제1 트리거 신호와 제2 트리거 신호가 발생되는 시간차를 조절함으로써 같아질 수 있다. 펌핑 광이 시드 레이저 광의 방출이 시작 또는 최대가 되는 시점까지만 방출되도록 하면, 이득 매질(138)에 저장되는 에너지가 시드 레이저 광을 증폭하는데 사용되는 비율을 높일 수 있다. 또한, 펌핑 광을 방출하는데 필요한 전력을 작게 할 수 있다.The timing at which the pumping light is terminated and the timing at which the emission of the seed laser light is started or maximized may be the same by adjusting the pulse width of the pumping light and the time difference at which the first and second trigger signals are generated. By allowing the pumped light to be emitted only until the start or maximum of the seed laser light is emitted, the rate of energy stored in the gain medium 138 can be used to amplify the seed laser light. In addition, the power required to emit the pumping light can be reduced.
도 8은 도 6에서 나타낸 바와 같이 시드 레이저 광과 펌핑 광이 방출 됨에 따라 이득 매질에 저장된 에너지 량 변화와 출력 레이저의 광 파워 변화를 나타낸 그래프이다.FIG. 8 is a graph showing a change in the amount of energy stored in the gain medium and a change in the optical power of the output laser as the seed laser light and the pumping light are emitted as shown in FIG. 6.
도 8에서 (a) 그래프는 시드 레이저 광의 시간에 따른 출력 파워 변화를 나타낸 그래프이다. 또한, (b) 그래프는 펌핑 광의 시간에 따른 출력 파워 변화를 나타낸 그래프이다. 또한, (c) 그래프는 이득 매질(138)에 저장된 에너지 량의 시간에 따른 변화를 나타낸 그래프이다. 또한, (d) 그래프는 출력 레이저 광의 시간에 따른 출력 파워 변화를 나타낸 그래프이다.In Figure 8 (a) is a graph showing the output power change with time of the seed laser light. In addition, (b) graph is a graph showing the output power change with time of the pumping light. Also, (c) graph is a graph showing the change over time of the amount of energy stored in the gain medium 138. In addition, (d) graph is a graph showing the output power change with time of the output laser light.
도 8을 참조하면, 펌핑 광이 방출되는 동안 이득 매질(138)에 저장된 에너지 량이 증가할 수 있다. 그리고, 시드 레이저 광이 방출되면, 이득 매질(138)에서 출력 레이저 광이 방출되면서 이득 매질에 저장된 에너지 량이 줄어들 수 있다. 시드 레이저 광과 펌핑 광이 함께 동기화 되어 방출되기 때문에 이득 매질에 저장된 에너지 량이 허용 치를 초과하지 않을 수 있다. 또한, 시드 레이저 광이 방출되기 전에 펌핑 광이 방출되기 때문에 시드 레이저 광이 방출되었을 때, 이득 매질(138)에 증폭을 위한 에너지가 저장되어 있을 수 있다. 또한, 시드 레이저 광이 방출된 후, 펌핑 광이 방출되지 않기 때문에 이득 매질(138)에 불 필요한 에너지가 축적되는 것을 방지할 수 있다.Referring to FIG. 8, the amount of energy stored in the gain medium 138 may increase while pumping light is emitted. When the seed laser light is emitted, the amount of energy stored in the gain medium may be reduced while the output laser light is emitted from the gain medium 138. Since the seed laser light and the pumping light are emitted in synchronization, the amount of energy stored in the gain medium may not exceed the allowable value. In addition, since the pumping light is emitted before the seed laser light is emitted, energy for amplification may be stored in the gain medium 138 when the seed laser light is emitted. In addition, since the pumping light is not emitted after the seed laser light is emitted, unnecessary energy may be prevented from accumulating in the gain medium 138.
도 9는 시드 레이저 광이 비 주기적으로 방출되는 경우를 나타낸 도면이다.9 is a diagram illustrating a case in which the seed laser light is emitted aperiodically.
도 9에서 (a) 그래프는 시드 레이저 광의 시간에 따른 출력 파워 변화를 나타낸 그래프이다. 또한, (b) 그래프는 펌핑 광의 시간에 따른 출력 파워 변화를 나타낸 그래프이다. 또한, (c) 그래프는 이득 매질(138)에 저장된 에너지 량의 시간에 따른 변화를 나타낸 그래프이다. 또한, (d) 그래프는 출력 레이저 광의 시간에 따른 출력 파워 변화를 나타낸 그래프이다.In Figure 9 (a) graph is a graph showing the output power change with time of the seed laser light. In addition, (b) graph is a graph showing the output power change with time of the pumping light. Also, (c) graph is a graph showing the change over time of the amount of energy stored in the gain medium 138. In addition, (d) graph is a graph showing the output power change with time of the output laser light.
도 9을 참조하면, 시드 레이저 광이 방출되지 않는 구간에서 펌핑 광 또한 방출되지 않을 수 있다. 도 2의 경우, 펌핑 광이 일정하게 방출되는 경우, 시드 레이저 광이 비 주기적으로 방출되게 되면 이득 매질(138)에 저장된 에너지가 과다해져 이득 매질(138)이 손상될 수 있다. 하지만, 도 8의 경우, 펌핑 광 또한 제2 트리거 신호에 의해 동기화 되어 방출되기 때문에, 시드 레이저 광이 방출되지 않는 시간 구간에서 펌핑 광이 방출되지 않을 수 있다. 또한, 시드 레이저 광의 증폭 비율은 펌핑 광의 펄스 폭에 의해 결정될 수 있다. 따라서, 이득 매질(138)에 저장된 에너지 량이 과다해지는 것을 방지할 수 있다.Referring to FIG. 9, the pumping light may not be emitted in a section in which the seed laser light is not emitted. In the case of FIG. 2, when the pumping light is constantly emitted, if the seed laser light is emitted aperiodically, the energy stored in the gain medium 138 may be excessive, resulting in damage to the gain medium 138. However, in the case of FIG. 8, since the pumping light is also emitted in synchronization with the second trigger signal, the pumping light may not be emitted in a time period in which the seed laser light is not emitted. In addition, the amplification ratio of the seed laser light can be determined by the pulse width of the pumping light. Therefore, the amount of energy stored in the gain medium 138 can be prevented from becoming excessive.
도 10는 도 3 내지 도 9를 참조하여 설명한 레이저 장치(100)를 이용한 레이저 발생방법을 나타낸 흐름도이다.10 is a flowchart illustrating a laser generation method using the laser apparatus 100 described with reference to FIGS. 3 to 9.
도 10의 실시예를 설명함에 있어서, 도 3 내지 도 9와 중복되는 내용은 생략한다.In the description of the embodiment of FIG. 10, the content overlapping with those of FIGS. 3 to 9 will be omitted.
도 10을 참조하면, 예시적인 실시예에 따른 레이저 발생방법은, 레이저 변조 신호를 발생시키는 단계(1110), 레이저 변조 신호로부터 제1 트리거 신호를 발생 시키는 단계(1120), 레이저 변조 신호로부터 제2 트리거 신호를 발생 시키는 단계(1130), 제1 트리거 신호에 의해 동기화 되어 시드 레이저 광을 이득 매질(138)에 방출하는 단계(1140) 및 제2 트리거 신호에 의해 동기화 되어 펌핑 광을 상기 이득 매질(138)에 방출하는 단계(1150)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 10, according to an exemplary embodiment, a method of generating a laser may include generating a laser modulated signal 1110, generating a first trigger signal from a laser modulated signal 1120, and generating a second from a laser modulated signal. Generating a trigger signal (1130), synchronizing by a first trigger signal to emit a seed laser light to a gain medium (138), and synchronizing by a second trigger signal to pump pumped light to the gain medium ( 138).
1110 단계에서, 레이저 변조 신호 발생기(110)는 레이저 변조 신호를 발생시킬 수 있다. 레이저 변조 신호는 소정의 펄스 신호로 주기적 또는 비 주기적으로 발생될 수 있다.In operation 1110, the laser modulated signal generator 110 may generate a laser modulated signal. The laser modulated signal can be generated periodically or aperiodically with a predetermined pulse signal.
1120 단계에서, 제1 트리거 신호 발생기(122)는 레이저 변조 신호를 수신하고, 제1 트리거 신호를 발생시킬 수 있다. 제1 트리거 신호는 시드 레이저 발생 장치(124)를 동기화 할 수 있다.In operation 1120, the first trigger signal generator 122 may receive a laser modulated signal and generate a first trigger signal. The first trigger signal may synchronize the seed laser generator 124.
1130 단계에서, 제2 트리거 신호 발생기(132)는 레이저 변조 신호를 수신하고, 제2 트리거 신호를 발생시킬 수 있다. 제2 트리거 신호는 광 펌핑 장치(134)를 동기화 할 수 있다.In operation 1130, the second trigger signal generator 132 may receive a laser modulated signal and generate a second trigger signal. The second trigger signal may synchronize the optical pumping device 134.
제1 트리거 신호와 제2 트리거 신호는 각각 레이저 변조 신호가 발생된 후, 서로 다른 지연 시간이 경과한 후에 발생될 수 있다. 예를 들어, 제1 트리거 신호는 제2 트리거 신호보다 지연되어 발생될 수 있다. 그리고, 시드 레이저 광은 펌핑 광보다 지연되어 방출될 수 있다.Each of the first trigger signal and the second trigger signal may be generated after a different delay time elapses after the laser modulation signal is generated. For example, the first trigger signal may be delayed than the second trigger signal. The seed laser light may be delayed than the pumping light and emitted.
1140 단계에서, 시드 레이저 광 발생 장치(124)는 이득 매질(138)에 시드 레이저 광을 방출할 수 있다. 또한, 1150 단계에서, 광 펌핑 장치(134)는 이득 매질(138)에 펌핑 광을 방출할 수 있다. 시드 레이저 광과 펌핑 광이 방출되는 시점은 각각 제1 및 제2 트리거 신호의 발생 시점에 의해 결정될 수 있다.In operation 1140, the seed laser light generating device 124 may emit seed laser light in the gain medium 138. Further, in step 1150, the optical pumping device 134 may emit pumping light to the gain medium 138. The time point at which the seed laser light and the pumping light are emitted may be determined by generating time points of the first and second trigger signals, respectively.
광 펌핑 장치(134)는 제2 트리거 신호를 수신할 때 마다 임펄스 광으로 펌핑 광을 이득 매질(138)에 방출할 수 있다. 임펄스 광의 펄스 폭은 기 설정된 시드 레이저 광의 증폭 비율에 의존할 수 있다. 또한, 1140 단계에서, 광 펌핑 장치(134)는 시드 레이저 광의 강도가 최대일 때, 임펄스 광으로 방출되는 펌핑 광의 방출을 종료할 수 있다. 전술한 바와 같이, 펌핑 광의 방출을 조절함으로써, 펌핑 광의 전력 소모를 줄이고, 이득 매질(138)에 저장되는 에너지를 효율적으로 관리할 수 있다.The optical pumping device 134 may emit the pumping light to the gain medium 138 as the impulse light each time the second trigger signal is received. The pulse width of the impulse light may depend on the amplification ratio of the preset seed laser light. In operation 1140, the optical pumping device 134 may terminate the emission of the pumping light emitted as the impulse light when the intensity of the seed laser light is maximum. As described above, by controlling the emission of the pumping light, it is possible to reduce the power consumption of the pumping light and to efficiently manage the energy stored in the gain medium 138.
이상에서 도 1 내지 도 10을 참조하여, 비교예 및 예시적인 실시예에 따른 레이저 장치와 레이저 장치를 이용한 레이저 발생방법에 관하여 설명하였다. 실시예 들에 따르면, 광 펌핑 장치(134)가 트리거 신호에 의해 동기화 되어 펌핑 광을 이득 매질(138)에 방출할 수 있다. 이를 통해, 이득 매질(138)에 과도한 에너지가 저장되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 광 펌핑 장치(134)의 전력 소비를 줄일 수 있다.In the above, the laser generating method using the laser device and the laser device according to the comparative example and the exemplary embodiment have been described with reference to FIGS. 1 to 10. According to embodiments, the optical pumping device 134 may be synchronized with the trigger signal to emit the pumping light to the gain medium 138. This may prevent excessive energy from being stored in the gain medium 138. In addition, the power consumption of the optical pumping device 134 can be reduced.
이상의 설명에서 많은 사항들이 구체적으로 기재되어 있으나, 그들은 발명의 범위를 한정하는 것이라기보다 바람직한 실시예의 예시로서 해석되어야 한다. 때문에 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 의하여 정해질 것이 아니고 특허 청구범위에 기재된 기술적 사상에 의해 정해져야 한다.While many details are set forth in the foregoing description, they should be construed as illustrative of preferred embodiments rather than to limit the scope of the invention. Therefore, the scope of the present invention should not be defined by the described embodiments, but should be defined by the technical spirit described in the claims.

Claims (15)

  1. 레이저 변조 신호를 발생시키는 레이저 변조 신호 발생기;A laser modulated signal generator for generating a laser modulated signal;
    상기 레이저 변조 신호를 수신하여, 제1 트리거 신호를 발생 시키는 제1 트리거 신호 발생기;A first trigger signal generator for receiving the laser modulated signal and generating a first trigger signal;
    상기 레이저 변조 신호를 수신하여, 제2 트리거 신호를 발생 시키는 제2 트리거 신호 발생기;A second trigger signal generator for receiving the laser modulated signal and generating a second trigger signal;
    상기 제1 트리거 신호에 의해 동기화 되어 시드 레이저 광을 이득 매질에 방출하는 시드 레이저 발생장치; 및A seed laser generator configured to emit seed laser light to a gain medium in synchronization with the first trigger signal; And
    상기 제2 트리거 신호에 의해 동기화 되어 펌핑 광을 상기 이득 매질에 방출하는 광 펌핑 장치;를 포함하는 레이저 장치.And an optical pumping device synchronized with the second trigger signal to emit pumping light to the gain medium.
  2. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1,
    상기 광 펌핑 장치는 레이저 다이오드를 포함하는 레이저 장치.The optical pumping device comprises a laser diode.
  3. 제 2 항에 있어서,The method of claim 2,
    상기 광 펌핑 장치는 상기 레이저 다이오드에 전류를 공급하는 전류 공급부를 더 포함하며, 상기 전류 공급부는 상기 제2 트리거 신호에 의해 동기화 되어 전류 레벨을 변경하는 레이저 장치.The optical pumping device further comprises a current supply unit for supplying a current to the laser diode, the current supply unit is a laser device that is synchronized by the second trigger signal to change the current level.
  4. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1,
    상기 제2 트리거 신호 발생기는 상기 레이저 변조 신호를 수신하고 소정의 지연 시간이 지난 후, 상기 제2 트리거 신호를 발생 시키는 레이저 장치.And the second trigger signal generator generates the second trigger signal after receiving a predetermined delay time after receiving the laser modulated signal.
  5. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1,
    상기 제1 트리거 신호 발생기는 상기 레이저 변조 신호를 수신하고 제1 지연 시간이 지난 후, 상기 제1 트리거 신호를 발생 시키며, 상기 제2 트리거 신호 발생기는 상기 레이저 변조 신호를 수신하고 제2 지연 시간이 지난 후, 상기 제2 트리거 신호를 발생 시키며,The first trigger signal generator receives the laser modulated signal and after the first delay time passes, generates the first trigger signal, and the second trigger signal generator receives the laser modulated signal and the second delay time occurs. After that, generating the second trigger signal,
    상기 제2 지연 시간은 상기 제1 지연 시간보다 큰 레이저 장치.And the second delay time is greater than the first delay time.
  6. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1,
    상기 광 펌핑 장치는, 상기 펌핑 광을 임펄스 광으로 방출하는 레이저 장치.The optical pumping device, the laser device for emitting the pumping light as an impulse light.
  7. 제 6 항에 있어서,The method of claim 6,
    상기 임펄스 광의 펄스 폭은 기 설정된 상기 시드 레이저 광의 증폭 비율에 의존하는 레이저 장치.And a pulse width of the impulse light depends on a predetermined amplification ratio of the seed laser light.
  8. 제 6 항에 있어서,The method of claim 6,
    상기 광 펌핑 장치는, 상기 시드 레이저 광이 발생되기 직전부터 상기 시드 레이저 광의 강도가 최대가 되는 시간 구간 중 어느 한 시점에 상기 임펄스 광의 방출이 종료되도록 하는 레이저 장치.The optical pumping device, the laser device to terminate the emission of the impulse light at any point in the time interval when the intensity of the seed laser light is maximized immediately before the seed laser light is generated.
  9. 레이저 변조 신호를 발생시키는 단계;Generating a laser modulated signal;
    상기 레이저 변조 신호로부터 제1 트리거 신호를 발생 시키는 단계;Generating a first trigger signal from the laser modulated signal;
    상기 레이저 변조 신호로부터 제2 트리거 신호를 발생 시키는 단계;Generating a second trigger signal from the laser modulated signal;
    상기 제1 트리거 신호에 의해 동기화 되어 시드 레이저 광을 이득 매질에 방출하는 단계;Emitting seed laser light to a gain medium in synchronization with the first trigger signal;
    상기 제2 트리거 신호에 의해 동기화 되어 펌핑 광을 상기 이득 매질에 방출하는 단계;를 포함하는 레이저 발생 방법.Emitting a pumping light to the gain medium in synchronization with the second trigger signal.
  10. 제 9 항에 있어서,The method of claim 9,
    상기 펌핑 광을 상기 이득 매질에 방출하는 단계는,Emitting the pumping light to the gain medium,
    상기 제2 트리거 신호에 의해 레이저 다이오드에 공급하는 전류 레벨을 변경하는 레이저 발생 방법.And a current level supplied to the laser diode by the second trigger signal.
  11. 제 9 항에 있어서,The method of claim 9,
    상기 제2 트리거 신호를 발생 시키는 단계는 상기 레이저 변조 신호를 수신하고 소정의 지연 시간이 지난 후, 상기 제2 트리거 신호를 발생 시키는 레이저 발생 방법.The generating of the second trigger signal may include generating the second trigger signal after receiving a predetermined delay time after receiving the laser modulated signal.
  12. 제 9 항에 있어서,The method of claim 9,
    상기 제1 트리거 신호를 발생 시키는 단계는 상기 레이저 변조 신호를 수신하고 제1 지연 시간이 지난 후, 상기 제1 트리거 신호를 발생 시키며, 상기 제2 트리거 신호를 발생 시키는 단계는 상기 레이저 변조 신호를 수신하고 제2 지연 시간이 지난 후, 상기 제2 트리거 신호를 발생 시키며,The generating of the first trigger signal may include generating the first trigger signal after receiving the laser modulated signal and passing a first delay time, and generating the second trigger signal may receive the laser modulated signal. And after the second delay time passes, generating the second trigger signal.
    상기 제2 지연 시간은 상기 제1 지연 시간보다 큰 레이저 발생 방법.And the second delay time is greater than the first delay time.
  13. 제 9 항에 있어서,The method of claim 9,
    상기 펌핑 광을 이득 매질에 방출하는 단계는, 상기 펌핑 광을 임펄스 광으로 방출하는 레이저 발생 방법.And emitting the pumping light to the gain medium, emits the pumping light as impulse light.
  14. 제 13 항에 있어서,The method of claim 13,
    상기 임펄스 광의 펄스 폭은 기 설정된 시드 레이저 광의 증폭 비율에 의존하는 레이저 발생 방법.The pulse width of the impulse light is dependent on the amplification ratio of the predetermined seed laser light.
  15. 제 13 항에 있어서,The method of claim 13,
    상기 펌핑 광을 이득 매질에 방출하는 단계는, 시드 레이저 광이 발생되기 직전부터 상기 시드 레이저 광의 강도가 최대가 되는 시간 구간 중 어느 한 시점에 상기 임펄스 광의 방출이 종료되도록 하는 레이저 장치.The step of emitting the pumped light to the gain medium, the laser device to terminate the emission of the impulse light at any point in the time interval of the maximum intensity of the seed laser light from immediately before the seed laser light is generated.
PCT/KR2016/010236 2016-02-25 2016-09-12 Laser device and laser generation method WO2017146331A1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160022835A KR101787526B1 (en) 2016-02-25 2016-02-25 Laser apparatus and method for generating laser by using the laser apparatus
KR10-2016-0022835 2016-02-25

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2017146331A1 true WO2017146331A1 (en) 2017-08-31

Family

ID=59686339

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/KR2016/010236 WO2017146331A1 (en) 2016-02-25 2016-09-12 Laser device and laser generation method

Country Status (3)

Country Link
KR (1) KR101787526B1 (en)
TW (1) TWI648931B (en)
WO (1) WO2017146331A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11804690B2 (en) * 2020-11-11 2023-10-31 Seno Medical Instruments, Inc. Laser assembly for an optoacoustic probe

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20100041803A (en) * 2007-07-09 2010-04-22 에스피아이 레이저스 유케이 리미티드 Apparatus and method for laser processing a material
KR20100126420A (en) * 2008-03-27 2010-12-01 일렉트로 싸이언티픽 인더스트리이즈 인코포레이티드 Laser micromaching using programmable pulse shapes
KR101109430B1 (en) * 2011-01-19 2012-01-31 광주과학기술원 Apparatus for generating hybrid multi-band mid-wavelength infrared fiber laser
KR20140046404A (en) * 2011-03-31 2014-04-18 일렉트로 싸이언티픽 인더스트리이즈 인코포레이티드 Stabilization of pulsed mode seed lasers
KR20140121874A (en) * 2012-02-09 2014-10-16 에올라이트 시스템스 Optical amplifier system and pulsed laser using a reduced amount of energy per pulse

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5226051A (en) 1991-06-04 1993-07-06 Lightwave Electronics Laser pump control for output power stabilization
US5812569A (en) 1997-03-21 1998-09-22 Lumonics, Inc. Stabilization of the output energy of a pulsed solid state laser
US6639177B2 (en) * 2001-03-29 2003-10-28 Gsi Lumonics Corporation Method and system for processing one or more microstructures of a multi-material device
US6784399B2 (en) * 2001-05-09 2004-08-31 Electro Scientific Industries, Inc. Micromachining with high-energy, intra-cavity Q-switched CO2 laser pulses
EP2011204A1 (en) * 2006-04-18 2009-01-07 Pyrophotonics Lasers Inc. Method and system for tunable pulsed laser source
EP2586108B1 (en) * 2010-06-28 2015-01-21 Megaopto Co., Ltd. Laser apparatus
US9019592B2 (en) * 2013-02-01 2015-04-28 Institut National D'optique System and method for emitting optical pulses in view of a variable external trigger signal
WO2015006867A1 (en) 2013-07-16 2015-01-22 Attodyne, Inc. Laser control system and method

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20100041803A (en) * 2007-07-09 2010-04-22 에스피아이 레이저스 유케이 리미티드 Apparatus and method for laser processing a material
KR20100126420A (en) * 2008-03-27 2010-12-01 일렉트로 싸이언티픽 인더스트리이즈 인코포레이티드 Laser micromaching using programmable pulse shapes
KR101109430B1 (en) * 2011-01-19 2012-01-31 광주과학기술원 Apparatus for generating hybrid multi-band mid-wavelength infrared fiber laser
KR20140046404A (en) * 2011-03-31 2014-04-18 일렉트로 싸이언티픽 인더스트리이즈 인코포레이티드 Stabilization of pulsed mode seed lasers
KR20140121874A (en) * 2012-02-09 2014-10-16 에올라이트 시스템스 Optical amplifier system and pulsed laser using a reduced amount of energy per pulse

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11804690B2 (en) * 2020-11-11 2023-10-31 Seno Medical Instruments, Inc. Laser assembly for an optoacoustic probe

Also Published As

Publication number Publication date
TW201742342A (en) 2017-12-01
KR101787526B1 (en) 2017-10-18
TWI648931B (en) 2019-01-21
KR20170100361A (en) 2017-09-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3567233B2 (en) Optical amplifier for providing high peak power with high energy level
US7667889B2 (en) Methods and systems for gain control in pulsed optical amplifiers
EP1931064A1 (en) An automatic recovery detection method, automatic recovery method and apparatus for optical communication system
Treiber et al. A fully automated entanglement-based quantum cryptography system for telecom fiber networks
DE3481750D1 (en) FIBER OPTICAL AMPLIFIER.
WO2006128386A1 (en) A method for realizing the laser safety protection, an optical amplifier and a methode for adding an identifier signal
JP5623706B2 (en) Laser light source
WO2017146331A1 (en) Laser device and laser generation method
US7440169B2 (en) Method for amplifying a time-varying optical signal and optical amplification unit
WO2017039176A1 (en) Laser processing apparatus and method
Zheng et al. Single mode MOPA structured all-fiber Yb pulse fiber amplifier at low repetition
KR100313431B1 (en) Mode locked fiber laser and fiber amplifier using single pump laser
US6353496B1 (en) Wavelength division multiplexing erbium doped fiber amplifier which outputs constant power per channel and amplifying method thereof
ITMI990003A1 (en) LIGHT AMPLIFIER EQUIPPED WITH A DROGED OPTICAL FIBER WITH A RARE EARTH ELEMENT
JPH08163045A (en) Optical transmitter
JPH0575198A (en) Optical amplifier
Xiao-Lin et al. Coherent beam combining of hybrid phase control in master oscillator-power amplifier configuration
WO2023003174A1 (en) Skin treatment device using multiple composite laser pulses
CN214589673U (en) Marking machine based on pulse fiber laser
JPH1051395A (en) Optical fiber amplifier
US20090185262A1 (en) Optical Amplifier With Time-Multiplexed Pump Laser
JPH0621582A (en) Optical amplifier
WO2021182839A1 (en) Optical fiber-based high-repetition-rate femtosecond laser generator and laser processing system comprising same
JP2002344072A (en) Deterioration state detecting circuit of light source, and optical fiber amplifier
JPH07128185A (en) Otdr measuring apparatus

Legal Events

Date Code Title Description
NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 16891735

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 16891735

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1