WO2020111515A1 - Dual laser output device having optimized laser coupling efficiency - Google Patents

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WO2020111515A1
WO2020111515A1 PCT/KR2019/013893 KR2019013893W WO2020111515A1 WO 2020111515 A1 WO2020111515 A1 WO 2020111515A1 KR 2019013893 W KR2019013893 W KR 2019013893W WO 2020111515 A1 WO2020111515 A1 WO 2020111515A1
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WO
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laser
wavelength
oscillator
fiber coupler
mirror
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PCT/KR2019/013893
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French (fr)
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이정민
김정수
임규동
Original Assignee
비손메디칼 주식회사
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Publication date
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    • 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
    • H01S3/05Construction or shape of optical resonators; Accommodation of active medium therein; Shape of active medium
    • H01S3/06Construction or shape of active medium
    • H01S3/063Waveguide lasers, i.e. whereby the dimensions of the waveguide are of the order of the light wavelength
    • H01S3/067Fibre lasers
    • 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
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    • H01S3/14Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range characterised by the material used as the active medium
    • H01S3/16Solid materials
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
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    • H01S3/00Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/23Arrangements of two or more lasers not provided for in groups H01S3/02 - H01S3/22, e.g. tandem arrangements of separate active media

Definitions

  • the present invention relates to a dual laser output device optimizing the laser coupling efficiency, and more particularly, to a laser output device optimizing the optical path and coupling efficiency of two lasers of different wavelengths.
  • Thulium (Tm) lasers and Holmium (Ho) lasers are used in the medical field, particularly in the urology field.
  • the Thulium laser has a wavelength of approximately 1950 nm, and is generally irradiated by a continuous wave (CW) or quasi-continuous wave (QCW), and is mainly used for resection and hemostasis in surgical procedures. do.
  • CW continuous wave
  • QCW quasi-continuous wave
  • Holmium laser has a wavelength of around 2100 nm, and is generally irradiated with a pulse. Holmium laser is also used for ablation and hemostasis like the thlium laser, but the thlium CW laser has a higher ablation and hemostasis effect, and the Holmium laser is pulsed, so its peak power is high, so it is mainly urinary tract stones. It is used for crushing.
  • two different lasers can be simultaneously irradiated in order to use a thulium CW laser for resection and hemostasis and a holmium laser for crushing of stones in the treatment of urinary/urinary/bladder stones in urology.
  • An existing device is being used for the procedure.
  • FIG. 1 shows the structure of a thulium and holmium laser output device according to the prior art.
  • a thulium laser (or a thulium fiber laser) is output by a fiber amplification method in which a basic light of a laser diode is injected into an optical fiber to amplify and then output through a collimator using thulium as a medium.
  • Thulium fiber laser is a laser that is widely used for industrial purposes due to its high efficiency and high stability.
  • the holmium laser is generated using a flash lamp.
  • the flash lamp supplies strong light energy to the Ho:YAG crystal by side pumping, the light is amplified between the two mirrors (HR and OC), and a holmium laser is output through the mirror (OC).
  • the holmium laser generated by flash pumping follows the light emission characteristics of the flash lamp and is output in pulse form. Therefore, although the peak power is high, it can operate only in a pulsed state, and the laser output efficiency is not good compared to the pumped energy (usually, the output efficiency is 2-3%).
  • the thulium laser output from the thulium fiber laser oscillation module is incident on the transmission surface of the combiner, passes through the transmission surface, and enters the fiber coupler.
  • the holmium laser output from the holmium laser oscillation module is reflected from the mirror and incident on the reflective surface of the combiner, and is reflected from the reflective surface, and incident on the same fiber coupler as the thulium laser.
  • the fiber coupler causes the incident light to enter the optical fiber.
  • the optical fiber extends into the body through an endoscope or the like so that a thulium laser and/or a holmium laser can be irradiated to the treatment site.
  • the combiner used herein should have the property of transmitting a thulium laser and reflecting a holmium laser.
  • Thulium lasers usually have a wavelength around 1950 nm and holmium lasers usually have a wavelength around 2100 nm. Therefore, it is difficult to realize the characteristic of reflecting one laser and transmitting the laser in a similar range.
  • the transmission efficiency in the wavelength band of the thulium laser is to be maximized, even the wavelength band in the vicinity may exhibit some transmission characteristics, and as a result, the reflection efficiency of the holmium laser may be lowered.
  • the combiner that transmits the thulium laser and reflects the holmium laser is made in a state in which the transmission efficiency and the reflection efficiency are mutually compromised, so that at least one of the thulium laser and the holmium laser has to be reduced in efficiency.
  • the present invention in a laser output device capable of irradiating a thulium laser and a holmium laser through a single optical fiber, by optimizing the optical path of the laser and optimizing the coupling efficiency, the thulium laser and the holmium laser incident on the fiber coupler We want to maximize efficiency.
  • the thulium and holmium laser output device having an optimized optical path according to the present invention for achieving the above object includes: a first oscillator outputting a laser having a first wavelength; A second oscillator outputting a laser having a second wavelength; A fiber coupler that causes a predetermined laser incident on the input point to enter the optical fiber; The laser of the first wavelength is interposed in the first optical path reaching the input point of the fiber coupler, thereby blocking the laser of the first wavelength, directing the laser of the second wavelength to the fiber coupler, and the first optical path And a laser selector having a beam selection mirror configured to guide the laser of the first wavelength to the fiber coupler by being removed from the.
  • the first oscillator generates a laser of the first wavelength using thulium as a medium, whereby the first wavelength is in the range of 1900 to 2100 nm, and the second oscillator uses holmium as the medium, and the second wavelength To generate a laser, and the second wavelength may be in the range of 2100 to 2200 nm, or vice versa.
  • the laser output device further includes a first guide beam oscillator that outputs a first guide laser having a first visible wavelength that can be visually identified, wherein the first guide laser includes the beam selection mirror.
  • a path may be configured to enter the fiber coupler.
  • the laser output device may further include a second guide beam oscillator that outputs a second guide laser having a second visible wavelength that can be visually identified, and the second guide laser includes the second When a laser having a wavelength changes a path by the beam selection mirror and enters the fiber coupler, the path may be configured to enter the fiber coupler.
  • first oscillator and the second oscillator may be arranged in parallel in the longitudinal direction of the outer shape, and may be arranged such that each output side faces the same direction.
  • the laser output device may further include a first reflection mirror 161 that reflects the laser of the first wavelength from the first oscillator to reach the fiber coupler, and the beam selection mirror 131. May be disposed between the first reflective mirror and the fiber coupler.
  • the beam selection mirror is configured to be movable in a hinge shape along a predetermined rotation axis, is configured to be movable in a sliding manner toward the first optical path, or has a rotating plate that rotates along the rotation axis, and the rotating plate At least a mirror reflecting the laser of the second wavelength and a light transmitting member transmitting the laser of at least the first wavelength and the laser of the second wavelength are disposed around the rotation axis, and the mirror or the light transmitting member is rotated as the rotating plate rotates. It may be configured to be alternately interposed in the first optical path.
  • the dual laser output device configured as described above can minimize the laser energy loss in the optical path by optimizing the optical paths of the lasers output from the laser oscillators and optimizing the coupling efficiency. Therefore, it is possible to improve the output efficiency of the lasers.
  • FIG. 1 is a structural diagram of a thulium and holmium laser output device according to the prior art.
  • FIG. 2 is a structural diagram of a dual laser output device optimizing the laser coupling efficiency according to an embodiment of the present invention.
  • the dual laser output device optimizing the laser coupling efficiency includes a first oscillator 120 outputting a laser of the first wavelength (first laser or thulium laser) and a laser of the second wavelength (second laser or , Holmium laser) and the second oscillator 150 outputting one or two guide beam oscillators 111 and 115 for outputting a guide laser for visually identifying the point where the laser is irradiated, Configured to guide the guide laser, the first laser, and the second laser to a single input point of the fiber coupler 190 to direct the single optical fiber 192, at least any one of the first laser and the second laser It comprises a laser selector 131 configured to be selected and guided to the input point.
  • the first oscillator 120 may be defined as a component that generates and outputs a thulium laser having a first wavelength (eg, 1900 to 2050 nm band) using thulium as a medium in the present invention. Accordingly, below, the first oscillator 120 may be described and described as a thulium oscillator.
  • the first oscillator 120 using thulium as a medium may amplify and convert the incident CW basic light using an optical fiber amplification method to generate a first laser.
  • the first laser output by the optical fiber amplification method is irradiated by the CW or QCW method depending on the output characteristics of the laser light source.
  • the second oscillator 150 may be defined as a component that generates and outputs a holmium laser having a second wavelength (for example, a 2100 nm band) using holmium as a medium in the present invention.
  • a second wavelength for example, a 2100 nm band
  • the second oscillator 150 may be described and described as a holmium oscillator.
  • the second oscillator 150 using holmium as a medium may be generated by a side pumping method using light of a flash lamp, and is irradiated in a pulse manner according to the characteristics of the flash lamp.
  • the first oscillator 120 may be a holmium oscillator and the second oscillator 150 may be a thulium oscillator.
  • each oscillator may be a laser oscillator of different wavelengths using different media and/or different generation methods.
  • the laser selector 131 includes at least one reflection mirror capable of reflecting the second laser, that is, the beam selection mirror 131.
  • the beam selection mirror 131 is configured to be able to alternately move the first position and the second position.
  • the beam selection mirror 131 may be a reflective surface capable of reflecting all or almost all of the second laser at least on one side, and may be a blocking surface blocking lasers of all wavelengths. Here, if the blocking surface can block at least the first laser, other wavelengths may be transmitted.
  • a path from the output portion of the first oscillator 120 to the input point of the fiber coupler 190 is defined as a first optical path.
  • the first position is defined as a position where the beam selection mirror 131 is interposed in the first optical path. At this time, the beam selection mirror 131 blocks the first laser and reflects only the second laser. (190).
  • the second position is defined as a position where the beam selection mirror 131 is removed from the first optical path.
  • the first laser is a fiber coupler 190 ).
  • any one of the first laser and the second laser may be incident on the fiber coupler 190 according to the state of the beam selection mirror 131 of the laser selection unit, and the operator may select either one of the first laser and the second laser. You can select and perform the procedure.
  • an oscillator that oscillates a laser may have a long shape. Accordingly, the first oscillator 120 using thulium as a medium and the second oscillator 150 using holmium as a medium may be arranged side by side in the longitudinal direction in the laser output device. In particular, they can be arranged in the same direction toward the fiber coupler 190. Accordingly, there is a need for a reflective optical element for guiding the laser output from each oscillator to a path leading to the fiber coupler 190 (eg, to a straight path reaching the fiber coupler).
  • a mirror 122 is disposed at the output of the first oscillator 120 to reflect the first laser toward the straight path.
  • a mirror 152 is disposed on the output of the second oscillator 150 to reflect the second laser toward the straight path to induce the fiber coupler 190.
  • the first laser output from the first oscillator 120 reaches the fiber coupler 190 through the reflection mirror 122 and the first reflection mirror 161. You will proceed to the path.
  • the first laser passes only two reflective optical elements, and since the reflective mirror 122 and the first reflective mirror 161 can be manufactured to have almost complete reflective characteristics with respect to the first laser, the reflective mirror ( 122, 161), and there is no energy transmitted through it. Therefore, while the first laser is output and proceeds to the fiber coupler 190, there is little energy loss. Also, the optical path can be configured short.
  • the second laser output from the second oscillator 150 proceeds through the reflection mirror 152 and the beam selection mirror 131 to the path reaching the fiber coupler 190.
  • the second laser also passes through only two reflective optical elements. Since the reflective mirror 152 can be manufactured to have complete reflective characteristics with respect to the second laser, it is not reflected by the reflective mirrors 152 and 131 and transmitted through it. There is no energy to throw away. Therefore, while the second laser is output and proceeds to the fiber coupler 190, there is little energy loss. Also, the optical path can be configured short.
  • the dual laser output device optimizing the laser coupling efficiency according to the present invention can optimize the optical paths of two different lasers having similar wavelength bands and output them through a single fiber coupler. It is possible to minimize the energy loss generated in the furnace.
  • the first laser and the second laser may be invisible lasers that are not visible to the naked eye. Therefore, in order to visually confirm the position where the laser is irradiated, the present invention is configured to irradiate the guide laser together with the first laser and/or the second laser.
  • the wavelength of the guide laser can usually be selected in the 400-700 nm band.
  • the first guide beam oscillator 111 may include a laser diode LD1 for outputting a first guide laser in an arbitrary color wavelength band visually recognizable by the operator.
  • the first guide laser may be guided to the fiber coupler through the reflection mirror 112.
  • the optical path of the first guide laser is configured to pass through the reflection mirror 161 so as to overlap the optical path of the first laser, particularly, when passing through the laser selector 131, it is preferable to almost overlap (laser To be blocked or transmitted simultaneously by the selector).
  • the reflection mirror 161 the first guide laser is to be transmitted and the first laser should be implemented to reflect, since the difference between the wavelength of the first guide laser and the wavelength of the first laser is large, the reflection mirror 161 Even if is implemented as a dichroic mirror, the reflective properties of the first laser on the reflective surface are not deteriorated.
  • the second guide beam oscillator 115 is also configured to output a second guide laser in an arbitrary color wavelength band visually recognizable by the operator.
  • the second guide laser may be guided to the optical path of the second laser through the mirror 116.
  • the second guide laser may pass through the reflective mirror 152 and be guided to the optical path of the second laser.
  • the second guide laser should overlap the optical paths in the laser selector so that it can be reflected simultaneously with the second laser by the beam selection mirror 131.
  • the reflection mirror 152 is implemented as a dichroic mirror, the reflection characteristics of the second laser on the reflection surface are not deteriorated.
  • the colors of the first guide laser and the second guide laser may be set differently.
  • the procedure is performed while visually checking the irradiation point of the currently output laser. You can proceed.
  • the currently irradiated laser can be distinguished, so that the procedure can be performed more effectively.
  • FIG. 3 illustrates various implementations of the beam selection mirror that can be used in the present invention.
  • (a) shows a flip-type beam selection mirror 131 which can be operated in a hinged form (or flip-type) and held in a first position and a second position. When the mirror is flipped around an arbitrary rotation axis, the mirror 131 may be interposed as the optical path of the first laser or removed from the optical path.
  • (b) shows a slide-type beam selection mirror 131 that can be moved in a slide manner and held in a first position and a second position.
  • the mirror can be interposed or removed in the optical path of the first laser by moving in a plane direction of the mirror 131 or sliding in a normal direction or an arbitrary direction.
  • (c) can insert or remove the reflection mirror 138 in the optical path of the first laser by rotating the rotating plate, and also insert the light transmitting member 139 (for example, a lens or a through hole) into the optical path or
  • the rotating plate-shaped beam selection mirror 131 is shown.
  • a mirror 138 and a through hole 139 may be formed on the rotating plate, and by controlling the rotation angle of the rotating plate, the first laser is reflected through the mirror of the optical path of the first laser or the optical path of the first laser The first laser beam can be transmitted through the through hole 139.
  • the second laser and/or the second guide laser is transmitted to reach the fiber coupler 190.
  • This figure is for conceptually explaining various methods of the beam selection mirror, and the movable direction, the placement direction, the rotation axis and the rotation direction of the beam selection mirror are arbitrarily set, and the incident direction of the laser is also arbitrarily set.
  • it is an optical element capable of changing the optical path, it is obvious that a beam selection mirror having a variety of different moving modes and shapes can be applied.

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Abstract

A dual laser output device having optimized laser coupling efficiency of the present invention comprises: a first oscillator which outputs a laser of a first wavelength; a second oscillator which outputs a laser of a second wavelength; a fiber coupler that makes a predetermined laser incident on an input point incident to an optical fiber; and a laser selection part having a beam selection mirror which is configured to block the laser of the first wavelength and guide the laser of the second wavelength to the fiber coupler by being placed on a first optical path through which the laser of the first wavelength reaches the input point of the fiber coupler, and to guide the laser of the first wavelength to the fiber coupler by being removed from the first optical path.

Description

레이저 결합 효율을 최적화한 듀얼 레이저 출력 장치Dual laser output device with optimized laser coupling efficiency
본 발명은 레이저 결합 효율을 최적화한 듀얼 레이저 출력 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 서로 다른 파장의 두 가지 레이저의 광경로 및 결합 효율을 최적화한 레이저 출력 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a dual laser output device optimizing the laser coupling efficiency, and more particularly, to a laser output device optimizing the optical path and coupling efficiency of two lasers of different wavelengths.
의료 분야, 특히 비뇨기과 분야에서는 툴륨(Thulium; Tm) 레이저와 홀뮴(Holmium; Ho) 레이저가 사용되고 있다. Thulium (Tm) lasers and Holmium (Ho) lasers are used in the medical field, particularly in the urology field.
툴륨 레이저는 파장이 대략 1950 nm 근방으로서, 일반적으로 연속 조사 방식(Continuous wave; CW) 또는 유사 연속 조사 방식(Quasi-Continuous wave; QCW)으로 조사되며, 외과 시술에 있어서 절제 및 지혈용으로 주로 사용된다. The Thulium laser has a wavelength of approximately 1950 nm, and is generally irradiated by a continuous wave (CW) or quasi-continuous wave (QCW), and is mainly used for resection and hemostasis in surgical procedures. do.
홀뮴 레이저는 파장이 2100 nm 근방으로서, 일반적으로 펄스 방식으로 조사된다. 홀뮴 레이저 역시, 툴륨 레이저와 같이 절제 및 지혈용으로도 사용되고 있으나, 툴륨 CW 레이저가 절제 및 지혈 효과가 더 높고, 또한, 홀뮴 레이저는 펄스 방식이기 때문에 첨두 파워(Peak Power)가 높아서 주로 요로 결석 등의 파쇄용으로 사용된다. Holmium laser has a wavelength of around 2100 nm, and is generally irradiated with a pulse. Holmium laser is also used for ablation and hemostasis like the thlium laser, but the thlium CW laser has a higher ablation and hemostasis effect, and the Holmium laser is pulsed, so its peak power is high, so it is mainly urinary tract stones. It is used for crushing.
이러한 특성에 따라, 비뇨기과의 신장/요로/방광 결석의 시술에 있어서, 절제 및 지혈에는 툴륨 CW 레이저를 사용하고, 결석의 파쇄에 홀뮴 레이저는 이용하기 위해서, 이렇게 두가지 서로 다른 레이저를 동시에 조사할 수 있는 장치가 시술에 사용되고 있다.According to these characteristics, two different lasers can be simultaneously irradiated in order to use a thulium CW laser for resection and hemostasis and a holmium laser for crushing of stones in the treatment of urinary/urinary/bladder stones in urology. An existing device is being used for the procedure.
도 1은 종래 기술에 따른 툴륨 및 홀뮴 레이저 출력 장치의 구조를 도시한다. 1 shows the structure of a thulium and holmium laser output device according to the prior art.
먼저, 레이저 다이오드의 기본광을 광파이버에 주입하여 증폭시킨 후 툴륨을 매질로 하여 콜리메이터를 통해 출력시키는 파이버 증폭 방식으로 툴륨 레이저(또는, 툴륨 파이버 레이저)가 출력된다. 툴륨 파이버 레이저는 효율이 높고 안정성이 높아 산업용으로 많이 사용되는 레이저이다. First, a thulium laser (or a thulium fiber laser) is output by a fiber amplification method in which a basic light of a laser diode is injected into an optical fiber to amplify and then output through a collimator using thulium as a medium. Thulium fiber laser is a laser that is widely used for industrial purposes due to its high efficiency and high stability.
한편, 홀뮴 레이저는 플래시 램프를 사용하며 생성된다. 플래시 램프가 사이드 펌핑 방식으로 강한 빛 에너지를 Ho:YAG 크리스탈에 공급하게 되면, 2개의 미러(HR 및 OC) 사이에서 빛이 증폭되어 미러(OC)를 통해 홀뮴 레이저가 출력된다. 플래시 펌핑으로 생성된 홀뮴 레이저는 플래시 램프의 발광 특성을 그대로 따라가게 되므로 펄스 형태로 출력된다. 따라서, 피크 파워가 높지만 펄스 상태로만 작동할 수 있고, 펌핑한 에너지 대비 레이저 출력 효율이 좋지 않다(보통, 2~3%의 출력 효율을 보인다).Meanwhile, the holmium laser is generated using a flash lamp. When the flash lamp supplies strong light energy to the Ho:YAG crystal by side pumping, the light is amplified between the two mirrors (HR and OC), and a holmium laser is output through the mirror (OC). The holmium laser generated by flash pumping follows the light emission characteristics of the flash lamp and is output in pulse form. Therefore, although the peak power is high, it can operate only in a pulsed state, and the laser output efficiency is not good compared to the pumped energy (usually, the output efficiency is 2-3%).
툴륨 파이버 레이저 발진 모듈에서 출력된 툴륨 레이저는 컴바이너의 투과면에 입사되고, 투과면을 투과하여, 파이버 커플러에 입사된다. The thulium laser output from the thulium fiber laser oscillation module is incident on the transmission surface of the combiner, passes through the transmission surface, and enters the fiber coupler.
한편, 홀뮴 레이저 발진 모듈로부터 출력된 홀뮴 레이저는 미러에서 반사되어 컴바이너의 반사면에 입사되고, 반사면에서 반사되어, 툴륨 레이저와 동일한 파이버 커플러에 입사된다. On the other hand, the holmium laser output from the holmium laser oscillation module is reflected from the mirror and incident on the reflective surface of the combiner, and is reflected from the reflective surface, and incident on the same fiber coupler as the thulium laser.
파이버 커플러는 입사된 광을 광파이버로 입사시킨다. The fiber coupler causes the incident light to enter the optical fiber.
광파이버는 내시경 등을 통해 체내로 연장되어 시술 부위에 툴륨 레이저 및/또는 홀뮴 레이저가 조사될 수 있게 한다. The optical fiber extends into the body through an endoscope or the like so that a thulium laser and/or a holmium laser can be irradiated to the treatment site.
이런 방식으로 두가지 레이저를 하나의 장치에서 동시에 또는 선택적으로 출력할 수 있게 구성하면, 하나의 포트에서 서로 다른 두가지 파장의 레이저가 나올 수 있어 비뇨기과 수술시 상황에 맞는 효율적인 레이저을 선택할 수 있게 된다. In this way, if two lasers are configured to output simultaneously or selectively from one device, lasers of two different wavelengths can be emitted from one port, so that an efficient laser can be selected for urological surgery.
하지만, 여기서 사용되는 컴바이너는, 툴륨 레이저는 투과시키고 홀뮴 레이저는 반사시키는 특성을 가져야 한다. 툴륨 레이저는 보통 1950 nm 근방의 파장을 가지며 홀뮴 레이저는 보통 2100 nm 근방의 파장을 가진다. 따라서, 이렇게 유사한 범위에 있는 레이저를 하나는 반사시키고 다른 하나는 투과시키는 특성을 구현하기는 어렵다. However, the combiner used herein should have the property of transmitting a thulium laser and reflecting a holmium laser. Thulium lasers usually have a wavelength around 1950 nm and holmium lasers usually have a wavelength around 2100 nm. Therefore, it is difficult to realize the characteristic of reflecting one laser and transmitting the laser in a similar range.
즉, 홀뮴 레이저의 파장 대역에서 최대의 반사 효율을 구현하는 경우에는, 그 근방의 파장 대역에 대해서도 약간의 반사 특성을 나타낼 수 있어서, 결과적으로 툴륨 레이저의 투과 효율이 저하될 수 있다. That is, when the maximum reflection efficiency is realized in the wavelength band of the holmium laser, some reflection characteristics can be exhibited even in the wavelength band in the vicinity, and as a result, the transmission efficiency of the thulium laser may be lowered.
반대로, 툴륨 레이저의 파장 대역에서의 투과 효율을 최대로 구현하고자 한다면, 그 근방의 파장 대역까지도 약간의 투과 특성을 나타낼 수 있어서, 결과적으로 홀뮴 레이저의 반사 효율이 저하될 수 있다. Conversely, if the transmission efficiency in the wavelength band of the thulium laser is to be maximized, even the wavelength band in the vicinity may exhibit some transmission characteristics, and as a result, the reflection efficiency of the holmium laser may be lowered.
따라서, 툴륨 레이저는 투과시키고 홀뮴 레이저는 반사시키는 컴바이너는, 투과 효율과 반사 효율이 서로 타협된 상태로 만들어지게 되고, 이로써, 툴륨 레이저와 홀뮴 레이저 중 적어도 하나는 효율이 저하될 수밖에 없었다.Therefore, the combiner that transmits the thulium laser and reflects the holmium laser is made in a state in which the transmission efficiency and the reflection efficiency are mutually compromised, so that at least one of the thulium laser and the holmium laser has to be reduced in efficiency.
따라서, 본 발명은, 툴륨 레이저와 홀뮴 레이저를 하나의 광파이버를 통해 조사할 수 있는 레이저 출력 장치에 있어서, 레이저의 광경로를 최적화하고 결합 효율을 최적화함으로써 파이버커플러로 입사되는 툴륨 레이저와 홀뮴 레이저의 효율을 최대화하고자 한다. Therefore, the present invention, in a laser output device capable of irradiating a thulium laser and a holmium laser through a single optical fiber, by optimizing the optical path of the laser and optimizing the coupling efficiency, the thulium laser and the holmium laser incident on the fiber coupler We want to maximize efficiency.
상술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 광경로가 최적화된 툴륨 및 홀뮴 레이저 출력 장치는, 제1 파장의 레이저를 출력하는 제1 발진기; 제2 파장의 레이저를 출력하는 제2 발진기; 입력점에 입사되는 소정의 레이저를 광파이버에 입사시키는 파이버 커플러; 상기 제1 파장의 레이저가 상기 파이버 커플러의 입력점에 이르는 제1 광경로에 개재됨으로써 상기 제1 파장의 레이저를 차단하고 상기 제2 파장의 레이저를 상기 파이버 커플러로 유도하고, 상기 제1 광경로로부터 제거됨으로써 상기 제1 파장의 레이저를 상기 파이버 커플러로 유도하도록 구성된 빔 선택 미러를 구비하는 레이저 선택부;를 포함하여 이루어진다.The thulium and holmium laser output device having an optimized optical path according to the present invention for achieving the above object includes: a first oscillator outputting a laser having a first wavelength; A second oscillator outputting a laser having a second wavelength; A fiber coupler that causes a predetermined laser incident on the input point to enter the optical fiber; The laser of the first wavelength is interposed in the first optical path reaching the input point of the fiber coupler, thereby blocking the laser of the first wavelength, directing the laser of the second wavelength to the fiber coupler, and the first optical path And a laser selector having a beam selection mirror configured to guide the laser of the first wavelength to the fiber coupler by being removed from the.
이때, 상기 제1 발진기는 툴륨을 매질로 하여 상기 제1 파장의 레이저를 생성하고, 이로써 상기 제1 파장은 1900~2100 nm 범위이고, 그리고 상기 제2 발진기는 홀뮴을 매질로 하여 상기 제2 파장의 레이저를 생성하고, 상기 제2 파장은 2100~2200 nm 범위일 수 있으며, 또는, 그의 역으로 구성될 수도 있다. At this time, the first oscillator generates a laser of the first wavelength using thulium as a medium, whereby the first wavelength is in the range of 1900 to 2100 nm, and the second oscillator uses holmium as the medium, and the second wavelength To generate a laser, and the second wavelength may be in the range of 2100 to 2200 nm, or vice versa.
또한, 상기 레이저 출력 장치는, 육안으로 식별할 수 있는 제1 가시 파장의 제1 가이드 레이저를 출력하는 제1 가이드빔 발진기를 더 포함하고, 상기 제1 가이드 레이저는, 상기 빔 선택 미러가 상기 제1 광경로로부터 제거되어 상기 제1 파장의 레이저가 상기 파이버 커플러에 입사할 때, 상기 파이버 커플러로 입사하도록 경로가 구성될 수 있다.In addition, the laser output device further includes a first guide beam oscillator that outputs a first guide laser having a first visible wavelength that can be visually identified, wherein the first guide laser includes the beam selection mirror. When removed from one optical path and the laser of the first wavelength enters the fiber coupler, a path may be configured to enter the fiber coupler.
다른 방식으로, 상기 레이저 출력 장치는, 육안으로 식별할 수 있는 제2 가시 파장의 제2 가이드 레이저를 출력하는 제2 가이드빔 발진기를 더 포함할 수 있으며, 상기 제2 가이드 레이저는, 상기 제2 파장의 레이저가 상기 빔 선택 미러에 의해 경로가 변경되어 상기 파이버 커플러에 입사할 때, 상기 파이버 커플러로 입사하도록 경로가 구성될 수 있다. Alternatively, the laser output device may further include a second guide beam oscillator that outputs a second guide laser having a second visible wavelength that can be visually identified, and the second guide laser includes the second When a laser having a wavelength changes a path by the beam selection mirror and enters the fiber coupler, the path may be configured to enter the fiber coupler.
또한, 상기 제1 발진기와 상기 제2 발진기는, 외형의 길이 방향으로 평행하게 배치되고, 또한 각각의 출력측이 동일한 방향을 향하도록 배치될 수 있다. In addition, the first oscillator and the second oscillator may be arranged in parallel in the longitudinal direction of the outer shape, and may be arranged such that each output side faces the same direction.
또한, 상기 레이저 출력 장치는, 상기 제1 발진기로부터의 상기 제1 파장의 레이저를 상기 파이버 커플러에 도달하도록 반사하는 제1 반사 미러(161)를 더 포함할 수 있고, 상기 빔 선택 미러(131)는 상기 제1 반사 미러와 상기 파이버 커플러 사이에 배치될 수 있다. Further, the laser output device may further include a first reflection mirror 161 that reflects the laser of the first wavelength from the first oscillator to reach the fiber coupler, and the beam selection mirror 131. May be disposed between the first reflective mirror and the fiber coupler.
한편, 상기 빔 선택 미러는, 소정의 회전축을 따라 경첩 형태로 이동가능하게 구성되거나, 상기 제1 광경로를 향해 슬라이딩 방식으로 이동가능하게 구성되거나, 회전축을 따라 회전하는 회전판을 구비하고, 상기 회전판에는 적어도 상기 제2 파장의 레이저를 반사하는 미러와 적어도 제1 파장의 레이저 및 제2 파장의 레이저를 투과하는 투광 부재가 회전축 둘레에 배치되고, 상기 회전판이 회전함에 따라 상기 미러 또는 상기 투광 부재가 상기 제1 광경로에 교대로 개재되도록 구성될 수 있다. Meanwhile, the beam selection mirror is configured to be movable in a hinge shape along a predetermined rotation axis, is configured to be movable in a sliding manner toward the first optical path, or has a rotating plate that rotates along the rotation axis, and the rotating plate At least a mirror reflecting the laser of the second wavelength and a light transmitting member transmitting the laser of at least the first wavelength and the laser of the second wavelength are disposed around the rotation axis, and the mirror or the light transmitting member is rotated as the rotating plate rotates. It may be configured to be alternately interposed in the first optical path.
상기한 바와 같은 구성으로 이루어지는 본 발명에 따른 듀얼 레이저 출력 장치는, 레이저 발진기들에서 출력된 레이저들의 광경로를 최적화하고 결합 효율을 최적화함으로써, 광경로에서의 레이저 에너지 손실을 최소화할 수 있고. 따라서, 레이저들의 출력 효율을 향상시킬 수 있게 된다.The dual laser output device according to the present invention configured as described above can minimize the laser energy loss in the optical path by optimizing the optical paths of the lasers output from the laser oscillators and optimizing the coupling efficiency. Therefore, it is possible to improve the output efficiency of the lasers.
도 1은 종래 기술에 따른 툴륨 및 홀뮴 레이저 출력 장치의 구조도이다.1 is a structural diagram of a thulium and holmium laser output device according to the prior art.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 결합 효율을 최적화한 듀얼 레이저 출력 장치의 구조도이다. 2 is a structural diagram of a dual laser output device optimizing the laser coupling efficiency according to an embodiment of the present invention.
도 3은 빔 선택 미러의 다양한 구현예를 도시한다.3 shows various implementations of the beam selection mirror.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 레이저 결합 효율을 최적화한 듀얼 레이저 출력 장치의 바람직한 실시예들을 설명한다. 참고로, 본 발명의 각 구성 요소를 지칭하는 용어들은 그 기능을 고려하여 예시적으로 명명된 것이므로, 용어 자체에 의하여 본 발명의 기술 내용을 예측하고 한정하여 이해해서는 안될 것이다.Hereinafter, preferred embodiments of the dual laser output device optimizing the laser coupling efficiency according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. For reference, since the terms referring to each component of the present invention are exemplarily named in consideration of their functions, the technical contents of the present invention should not be predicted and limited by the terms themselves.
먼저, 도 2를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 광경로가 최적화된 툴륨 및 홀뮴 레이저 출력 장치의 개략적인 구조를 설명한다. First, with reference to FIG. 2, a schematic structure of a thulium and holmium laser output device with an optimized optical path according to an embodiment of the present invention will be described.
본 발명에 따른 레이저 결합 효율을 최적화한 듀얼 레이저 출력 장치는, 제1 파장의 레이저(제1 레이저 또는 툴륨 레이저)를 출력하는 제1 발진기(120)와, 제2 파장의 레이저(제2 레이저 또는, 홀뮴 레이저)를 출력하는 제2 발진기(150)와, 상기 레이저들이 조사되는 지점을 시각적으로 식별할 수 있도록 표시하기 위한 가이드 레이저를 출력하는 하나 또는 두 개의 가이드빔 발진기(111, 115)와, 상기 가이드 레이저, 상기 제1 레이저 및 상기 제2 레이저를 단일 광파이버(192)로 유도하기 위하여 파이버 커플러(190)의 단일 입력점으로 유도하도록 구성되되, 적어도 제1 레이저와 제2 레이저 중 임의의 하나를 선택하여 상기 입력점으로 유도할 수 있게 구성된 레이저 선택부(131)를 포함하여 이루어진다. The dual laser output device optimizing the laser coupling efficiency according to the present invention includes a first oscillator 120 outputting a laser of the first wavelength (first laser or thulium laser) and a laser of the second wavelength (second laser or , Holmium laser) and the second oscillator 150 outputting one or two guide beam oscillators 111 and 115 for outputting a guide laser for visually identifying the point where the laser is irradiated, Configured to guide the guide laser, the first laser, and the second laser to a single input point of the fiber coupler 190 to direct the single optical fiber 192, at least any one of the first laser and the second laser It comprises a laser selector 131 configured to be selected and guided to the input point.
제1 발진기(120)는, 본 발명에서 툴륨을 매질로 하여 제1 파장(예를 들면, 1900~2050 nm 대역)의 툴륨 레이저를 생성하여 출력하는 구성부로서 정의될 수 있다. 따라서, 이하에서, 제1 발진기(120)는 툴륨 발진기로 기재되고 설명될 수도 있다. The first oscillator 120 may be defined as a component that generates and outputs a thulium laser having a first wavelength (eg, 1900 to 2050 nm band) using thulium as a medium in the present invention. Accordingly, below, the first oscillator 120 may be described and described as a thulium oscillator.
툴륨을 매질로 하는 제1 발진기(120)는, 입사된 CW 기본광을 광파이버 증폭 방식으로 증폭 및 변환하여 제1 레이저를 생성할 수 있다. 일반적으로, 광파이버 증폭 방식으로 출력되는 제1 레이저는, 레이저 광원의 출력 특성에 종속되어, CW 또는 QCW 방식으로 조사된다. The first oscillator 120 using thulium as a medium may amplify and convert the incident CW basic light using an optical fiber amplification method to generate a first laser. Generally, the first laser output by the optical fiber amplification method is irradiated by the CW or QCW method depending on the output characteristics of the laser light source.
제2 발진기(150)는, 본 발명에서 홀뮴을 매질로 하여 제2 파장(예를 들면 2100 nm 대역)의 홀뮴 레이저를 생성하여 출력하는 구성부로서 정의될 수 있다. 따라서, 이하에서, 제2 발진기(150)는 홀뮴 발진기로 기재되고 설명될 수도 있다. The second oscillator 150 may be defined as a component that generates and outputs a holmium laser having a second wavelength (for example, a 2100 nm band) using holmium as a medium in the present invention. Thus, hereinafter, the second oscillator 150 may be described and described as a holmium oscillator.
홀뮴을 매질로 하는 제2 발진기(150)는, 플래시 램프의 광을 이용하는 사이드 펌핑 방식으로 생성될 수 있으며, 플래시 램프의 특성에 따라서 펄스 방식으로 조사된다. The second oscillator 150 using holmium as a medium may be generated by a side pumping method using light of a flash lamp, and is irradiated in a pulse manner according to the characteristics of the flash lamp.
한편, 본 발명에서, 제1 발진기(120)가 홀뮴 발진기이고 제2 발진기(150)가 툴륨 발진기일 수도 있다. 또한, 각 발진기는 다른 매질 및/또는 다른 생성 방식을 이용한 다른 파장의 레이저 발진기일 수도 있다. Meanwhile, in the present invention, the first oscillator 120 may be a holmium oscillator and the second oscillator 150 may be a thulium oscillator. In addition, each oscillator may be a laser oscillator of different wavelengths using different media and/or different generation methods.
레이저 선택부(131)는, 제2 레이저를 반사할 수 있는 적어도 하나의 반사 미러, 즉, 빔 선택 미러(131)를 포함한다. 빔 선택 미러(131)는, 제1 위치와 제2 위치를 교대로 이동 가능하게 구성된다. 빔 선택 미러(131)는, 한쪽면은 적어도 제2 레이저를 전부 또는 거의 전부 반사할 수 있는 반사면이고, 반대쪽면은 모든 파장의 레이저를 차단하는 차단면일 수 있다. 여기서 차단면은 적어도 제1 레이저를 차단할 수 있으면 다른 파장은 투과시켜도 무방하다. The laser selector 131 includes at least one reflection mirror capable of reflecting the second laser, that is, the beam selection mirror 131. The beam selection mirror 131 is configured to be able to alternately move the first position and the second position. The beam selection mirror 131 may be a reflective surface capable of reflecting all or almost all of the second laser at least on one side, and may be a blocking surface blocking lasers of all wavelengths. Here, if the blocking surface can block at least the first laser, other wavelengths may be transmitted.
먼저, 제1 레이저가 제1 발진기(120)의 출력부로부터 파이버 커플러(190)의 입력점에 이르는 경로를 제1 광경로로 정의한다. First, a path from the output portion of the first oscillator 120 to the input point of the fiber coupler 190 is defined as a first optical path.
그리고, 제1 위치는, 빔 선택 미러(131)가 상기 제1 광경로에 개재되는 위치로 정의되며, 이때, 빔 선택 미러(131)는 제1 레이저를 차단하고 제2 레이저만을 반사시켜 파이버 커플러(190)로 유도하게 된다. In addition, the first position is defined as a position where the beam selection mirror 131 is interposed in the first optical path. At this time, the beam selection mirror 131 blocks the first laser and reflects only the second laser. (190).
제2 위치는, 빔 선택 미러(131)가 상기 제1 광경로로부터 제거되는 위치로 정의되며, 이때에는 빔 선택 미러(131)가 제1 광경로를 차단하지 않으므로 제1 레이저가 파이버 커플러(190)로 입사된다. The second position is defined as a position where the beam selection mirror 131 is removed from the first optical path. At this time, since the beam selection mirror 131 does not block the first optical path, the first laser is a fiber coupler 190 ).
이처럼, 레이저 선택부의 빔 선택 미러(131)의 상태에 따라서 파이버 커플러(190)에는 제1 레이저 및 제2 레이저 중의 어느 하나가 입사될 수 있으며, 시술자는 제1 레이저 및 제2 레이저 중의 어느 하나를 선택하여 시술을 수행할 수 있게 된다. As such, any one of the first laser and the second laser may be incident on the fiber coupler 190 according to the state of the beam selection mirror 131 of the laser selection unit, and the operator may select either one of the first laser and the second laser. You can select and perform the procedure.
일반적으로, 레이저를 발진하는 발진기는 길이가 긴 형태의 외형으로 구성될 수 있다. 따라서, 툴륨을 매질로 하는 제1 발진기(120)와 홀뮴을 매질로 하는 제2 발진기(150)는 레이저 출력 장치 내에서 길이 방향으로 나란히 배열될 수 있다. 특히, 이들은 파이버 커플러(190)를 향하는 같은 방향으로 출력부가 배치될 수 있다. 따라서, 각 발진기로부터 출력되는 레이저를 파이버 커플러(190)에 이르는 경로로 (예를 들면, 파이버 커플러에 도달하는 직선 경로까지) 유도하기 위한 반사 광학 소자가 필요하다. In general, an oscillator that oscillates a laser may have a long shape. Accordingly, the first oscillator 120 using thulium as a medium and the second oscillator 150 using holmium as a medium may be arranged side by side in the longitudinal direction in the laser output device. In particular, they can be arranged in the same direction toward the fiber coupler 190. Accordingly, there is a need for a reflective optical element for guiding the laser output from each oscillator to a path leading to the fiber coupler 190 (eg, to a straight path reaching the fiber coupler).
이를 위하여, 제1 발진기(120)의 출력부에는 미러(122)가 배치되어 제1 레이저를 상기 직선 경로를 향하여 반사시킨다. 마찬가지로, 제2 발진기(150)의 출력부에는 미러(152)가 배치되어 제2 레이저를 상기 직선 경로를 향하여 반사시켜 파이버 커플러(190)로 유도한다. To this end, a mirror 122 is disposed at the output of the first oscillator 120 to reflect the first laser toward the straight path. Likewise, a mirror 152 is disposed on the output of the second oscillator 150 to reflect the second laser toward the straight path to induce the fiber coupler 190.
상기한 바와 같이 광학소자들 및 광경로를 구성하면, 제1 발진기(120)에서 출력되는 제1 레이저는 반사 미러(122)와 제1 반사 미러(161)를 거쳐 파이버 커플러(190)에 도달하는 경로로 진행하게 된다. 이 경우, 제1 레이저는 단지 2개의 반사 광학 소자를 거치게 되는데, 반사 미러(122)와 제1 반사 미러(161)는 제1 레이저에 대해서 거의 완전한 반사 특성을 갖도록 제작될 수 있으므로, 반사 미러(122, 161)에서 반사되지 못하고 투과해버리는 에너지가 없다. 따라서, 제1 레이저가 출력되어 파이버 커플러(190)까지 진행하는 동안, 에너지 손실이 거의 없다. 또한, 광경로도 짧게 구성할 수 있다. When the optical elements and the optical path are configured as described above, the first laser output from the first oscillator 120 reaches the fiber coupler 190 through the reflection mirror 122 and the first reflection mirror 161. You will proceed to the path. In this case, the first laser passes only two reflective optical elements, and since the reflective mirror 122 and the first reflective mirror 161 can be manufactured to have almost complete reflective characteristics with respect to the first laser, the reflective mirror ( 122, 161), and there is no energy transmitted through it. Therefore, while the first laser is output and proceeds to the fiber coupler 190, there is little energy loss. Also, the optical path can be configured short.
마찬가지로, 제2 발진기(150)에서 출력되는 제2 레이저는 반사 미러(152)와 빔 선택 미러(131)를 거쳐 파이버 커플러(190)에 도달하는 경로로 진행하게 된다. 이처럼, 제2 레이저도 단지 2개의 반사 광학 소자를 거치게 되는데, 반사 미러(152)는 제2 레이저에 대해서 완전한 반사 특성을 갖도록 제작될 수 있으므로, 반사 미러(152, 131)에서 반사되지 못하고 투과해버리는 에너지가 없다. 따라서, 제2 레이저가 출력되어 파이버 커플러(190)까지 진행하는 동안, 에너지 손실이 거의 없다. 또한, 광경로도 짧게 구성할 수 있다. Similarly, the second laser output from the second oscillator 150 proceeds through the reflection mirror 152 and the beam selection mirror 131 to the path reaching the fiber coupler 190. As such, the second laser also passes through only two reflective optical elements. Since the reflective mirror 152 can be manufactured to have complete reflective characteristics with respect to the second laser, it is not reflected by the reflective mirrors 152 and 131 and transmitted through it. There is no energy to throw away. Therefore, while the second laser is output and proceeds to the fiber coupler 190, there is little energy loss. Also, the optical path can be configured short.
이처럼 본 발명에 따른 레이저 결합 효율을 최적화한 듀얼 레이저 출력 장치는, 파장 대역이 비슷한 두 가지의 서로 다른 레이저를 광경로를 최적화하여 하나의 파이버 커플러를 통해 출력할 수 있고, 이로써, 각 레이저의 광경로에서 발생하는 에너지 손실을 최소화할 수 있게 된다. In this way, the dual laser output device optimizing the laser coupling efficiency according to the present invention can optimize the optical paths of two different lasers having similar wavelength bands and output them through a single fiber coupler. It is possible to minimize the energy loss generated in the furnace.
제1 레이저와 제2 레이저는 육안으로는 보이지 않는 비가시 레이저일 수 있다. 따라서, 이러한 레이저가 조사되는 위치를 육안으로 확인하기 위하여, 본 발명에서는 제1 레이저 및/또는 제2 레이저와 함께 가이드 레이저를 조사하도록 구성한다. 가이드 레이저의 파장은 보통 400~700 nm 대역에서 선택될 수 있다.The first laser and the second laser may be invisible lasers that are not visible to the naked eye. Therefore, in order to visually confirm the position where the laser is irradiated, the present invention is configured to irradiate the guide laser together with the first laser and/or the second laser. The wavelength of the guide laser can usually be selected in the 400-700 nm band.
제1 가이드빔 발진기(111)는, 시술자가 시각적으로 인식할 수 있는 임의 색상 파장 대역의 제1 가이드 레이저를 출력하기 위한 레이저 다이오드(LD1)를 포함할 수 있다. 제1 가이드 레이저는 반사 미러(112)를 통해서 파이버 커플러 방향으로 유도될 수 있다. The first guide beam oscillator 111 may include a laser diode LD1 for outputting a first guide laser in an arbitrary color wavelength band visually recognizable by the operator. The first guide laser may be guided to the fiber coupler through the reflection mirror 112.
이때, 제1 가이드 레이저의 광경로는 반사 미러(161)를 투과하도록 구성되어 제1 레이저의 광경로와 중첩하게끔, 특히, 레이저 선택부(131)를 통과할 때는 거의 중첩하는 것이 바람직하다(레이저 선택부에 의해 동시에 차단되거나 투과되기 위함). 여기서, 반사 미러(161)를, 제1 가이드 레이저는 투과하고 제1 레이저는 반사하도록 구현해야 하는데, 제1 가이드 레이저의 파장과 제1 레이저의 파장 사이의 차이가 크기 때문에, 반사 미러(161)를 이색성 미러로 구현하더라도, 반사면에서 제1 레이저에 대한 반사 특성이 저하되지 않는다. At this time, the optical path of the first guide laser is configured to pass through the reflection mirror 161 so as to overlap the optical path of the first laser, particularly, when passing through the laser selector 131, it is preferable to almost overlap (laser To be blocked or transmitted simultaneously by the selector). Here, the reflection mirror 161, the first guide laser is to be transmitted and the first laser should be implemented to reflect, since the difference between the wavelength of the first guide laser and the wavelength of the first laser is large, the reflection mirror 161 Even if is implemented as a dichroic mirror, the reflective properties of the first laser on the reflective surface are not deteriorated.
제2 가이드빔 발진기(115)도, 시술자가 시각적으로 인식할 수 있는 임의 색상 파장 대역의 제2 가이드 레이저를 출력하도록 구성된다. 제2 가이드 레이저는 미러(116)를 통해서 제2 레이저의 광경로로 유도될 수 있다. 제2 가이드 레이저는 반사 미러(152)를 투과하여 제2 레이저의 광경로로 유도될 수도 있다. 특히, 제2 가이드 레이저는, 빔 선택 미러(131)에 의해 제2 레이저와 동시에 반사될 수 있도록, 레이저 선택부에서는 광경로가 중첩되어야 한다. The second guide beam oscillator 115 is also configured to output a second guide laser in an arbitrary color wavelength band visually recognizable by the operator. The second guide laser may be guided to the optical path of the second laser through the mirror 116. The second guide laser may pass through the reflective mirror 152 and be guided to the optical path of the second laser. In particular, the second guide laser should overlap the optical paths in the laser selector so that it can be reflected simultaneously with the second laser by the beam selection mirror 131.
한편, 제2 레이저와 제2 가이드 레이저의 파장 대역도 그 차이가 크기 때문에, 반사 미러(152)를 이색성 미러로 구현하더라도, 반사면에서 제2 레이저에 대한 반사 특성이 저하되지 않는다. On the other hand, since the difference between the wavelength band of the second laser and the second guide laser is also large, even if the reflection mirror 152 is implemented as a dichroic mirror, the reflection characteristics of the second laser on the reflection surface are not deteriorated.
한편, 본 발명에서는, 제1 가이드 레이저와 제2 가이드 레이저의 색상을 서로 다르게 설정할 수도 있다. Meanwhile, in the present invention, the colors of the first guide laser and the second guide laser may be set differently.
이처럼 각 레이저에 대해 하나씩의 가이드 레이저를 구비함으로써, 시술자가 본 발명에 따른 레이저 출력 장치를 사용하여 어느 하나의 레이저를 조사하여 시술할 때, 현재 출력되는 레이저의 조사 지점을 육안으로 확인하면서 시술을 진행할 수 있게 된다. By providing one guide laser for each laser as described above, when the operator irradiates and performs any one laser using the laser output device according to the present invention, the procedure is performed while visually checking the irradiation point of the currently output laser. You can proceed.
더욱, 각 가이드 레이저의 색상이 다르게 설정되는 경우에는, 현재 조사되고 있는 레이저를 구별할 수 있어서, 더욱 효과적으로 시술을 진행할 수 있게 된다. Moreover, when the color of each guide laser is set differently, the currently irradiated laser can be distinguished, so that the procedure can be performed more effectively.
도 3은, 본 발명에서 사용할 수 있는 빔 선택 미러의 다양한 구현예를 설명한다. (a)는 경첩 형태(또는, 플립 방식)로 작동하여 제1 위치 및 제2 위치로 유지될 수 있는 플립형 빔 선택 미러(131)를 도시한다. 임의의 회전축을 중심으로 미러가 플립하게 되면, 미러(131)가 제1 레이저의 광경로로 개재되거나 광경로로부터 제거될 수 있다. 3 illustrates various implementations of the beam selection mirror that can be used in the present invention. (a) shows a flip-type beam selection mirror 131 which can be operated in a hinged form (or flip-type) and held in a first position and a second position. When the mirror is flipped around an arbitrary rotation axis, the mirror 131 may be interposed as the optical path of the first laser or removed from the optical path.
(b)는 슬라이드 방식으로 이동하여 제1 위치 및 제2 위치로 유지될 수 있는 슬라이드형 빔 선택 미러(131)를 도시한다. 미러가, 미러(131)의 평면 방향으로 또는 법선 방향 또는 임의의 방향으로 슬라이드하듯이 이동함으로써, 제1 레이저의 광경로로 개재되거나 제거될 수 있다. (b) shows a slide-type beam selection mirror 131 that can be moved in a slide manner and held in a first position and a second position. The mirror can be interposed or removed in the optical path of the first laser by moving in a plane direction of the mirror 131 or sliding in a normal direction or an arbitrary direction.
(c)는 회전판을 회전시킴으로써 제1 레이저의 광경로에 반사 미러(138)를 삽입하거나 제거할 수 있는, 또한, 투광 부재(139)(예를 들면, 렌즈 또는 통공)을 광경로에 삽입하거나 제거할 수 있는 회전판형 빔 선택 미러(131)를 도시한다. 회전판에는 미러(138)와 통공(139)이 형성될 수 있으며, 회전판의 회전 각도를 제어함으로써, 제1 레이저의 광경로에 미러를 개재시켜 제1 레이저를 반사시키거나, 제1 레이저의 광경로에 통공(139)을 개재시켜 제1 레이저를 투과시킬 수 있다. 제1 레이저가 투과될 때에는, 제2 레이저 및/또는 제2 가이드 레이저가 투과하여 파이버 커플러(190)에 도달할 수 있게 된다. (c) can insert or remove the reflection mirror 138 in the optical path of the first laser by rotating the rotating plate, and also insert the light transmitting member 139 (for example, a lens or a through hole) into the optical path or The rotating plate-shaped beam selection mirror 131 is shown. A mirror 138 and a through hole 139 may be formed on the rotating plate, and by controlling the rotation angle of the rotating plate, the first laser is reflected through the mirror of the optical path of the first laser or the optical path of the first laser The first laser beam can be transmitted through the through hole 139. When the first laser is transmitted, the second laser and/or the second guide laser is transmitted to reach the fiber coupler 190.
본 도면은 빔 선택 미러의 다양한 방식을 개념적으로 설명하기 위한 것으로서, 빔 선택 미러의 가동 방향, 배치 방향, 회전축 및 회전 방향이 임의로 설정되었고, 또한 레이저의 입사 방향도 임의로 설정하여 도시하고 있다. 하지만, 광경로를 변경할 수 있는 광학소자라면, 다른 다양한 가동 방식 및 형태를 갖는 빔 선택 미러가 적용될 수 있음은 자명하다. This figure is for conceptually explaining various methods of the beam selection mirror, and the movable direction, the placement direction, the rotation axis and the rotation direction of the beam selection mirror are arbitrarily set, and the incident direction of the laser is also arbitrarily set. However, if it is an optical element capable of changing the optical path, it is obvious that a beam selection mirror having a variety of different moving modes and shapes can be applied.
이상에서 설명된 본 발명의 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 보여준 것에 불과하며, 본 발명의 보호 범위는 이하 특허청구범위에 의하여 해석되어야 마땅할 것이다. 또한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것인 바, 본 발명과 균등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The embodiments of the present invention described above are merely illustrative of the technical idea of the present invention, and the protection scope of the present invention should be interpreted by the following claims. In addition, a person having ordinary knowledge in the technical field to which the present invention pertains will be capable of various modifications and variations without departing from the essential characteristics of the present invention, and all technical ideas within the scope equivalent to the present invention are the present invention. It should be interpreted as being included in the scope of the rights of.

Claims (7)

  1. 제1 파장의 레이저를 출력하는 제1 발진기;A first oscillator outputting a laser having a first wavelength;
    제2 파장의 레이저를 출력하는 제2 발진기;A second oscillator outputting a laser having a second wavelength;
    입력점에 입사되는 소정의 레이저를 광파이버에 입사시키는 파이버 커플러;A fiber coupler that causes a predetermined laser incident on the input point to enter the optical fiber;
    상기 제1 파장의 레이저가 상기 파이버 커플러의 입력점에 이르는 제1 광경로에 개재됨으로써 상기 제1 파장의 레이저를 차단하고 상기 제2 파장의 레이저를 상기 파이버 커플러로 유도하고, 상기 제1 광경로로부터 제거됨으로써 상기 제1 파장의 레이저를 상기 파이버 커플러로 유도하도록 구성된 빔 선택 미러를 구비하는 레이저 선택부;를 포함하는, 레이저 결합 효율을 최적화한 듀얼 레이저 출력 장치.The laser of the first wavelength is interposed in the first optical path reaching the input point of the fiber coupler, thereby blocking the laser of the first wavelength, directing the laser of the second wavelength to the fiber coupler, and the first optical path Included by removing from the laser selector having a beam selection mirror configured to direct the laser of the first wavelength to the fiber coupler, including, a dual laser output device that optimizes the laser coupling efficiency.
  2. 제1항에 있어서, According to claim 1,
    상기 제1 발진기는 툴륨을 매질로 하여 상기 제1 파장의 레이저를 생성하고, 이로써 상기 제1 파장은 1900~2100 nm 범위이고, 그리고 상기 제2 발진기는 홀뮴을 매질로 하여 상기 제2 파장의 레이저를 생성하고, 상기 제2 파장은 2100~2200 nm 범위이고, The first oscillator generates a laser of the first wavelength using thulium as a medium, whereby the first wavelength ranges from 1900 to 2100 nm, and the second oscillator uses holmium as a medium and the laser of the second wavelength. And the second wavelength ranges from 2100 to 2200 nm,
    또는, 그의 역으로 구성되는 것을 특징으로 하는, 레이저 결합 효율을 최적화한 듀얼 레이저 출력 장치.Or, the dual laser output device, characterized in that consisting of the reverse, optimized laser coupling efficiency.
  3. 제1항에 있어서, According to claim 1,
    육안으로 식별할 수 있는 제1 가시 파장의 제1 가이드 레이저를 출력하는 제1 가이드빔 발진기를 더 포함하고, Further comprising a first guide beam oscillator for outputting a first guide laser of a first visible wavelength that can be visually identified,
    상기 제1 가이드 레이저는, 상기 빔 선택 미러가 상기 제1 광경로로부터 제거되어 상기 제1 파장의 레이저가 상기 파이버 커플러에 입사할 때, 상기 파이버 커플러로 입사하도록 경로가 구성되는 것을 특징으로 하는, 레이저 결합 효율을 최적화한 듀얼 레이저 출력 장치.The first guide laser is characterized in that the path is configured to be incident on the fiber coupler when the beam selection mirror is removed from the first optical path so that the laser of the first wavelength enters the fiber coupler. Dual laser output device with optimized laser coupling efficiency.
  4. 제1항 또는 제3항에 있어서, The method of claim 1 or 3,
    육안으로 식별할 수 있는 제2 가시 파장의 제2 가이드 레이저를 출력하는 제2 가이드빔 발진기를 더 포함하고, Further comprising a second guide beam oscillator for outputting a second guide laser of a second visible wavelength that can be visually identified,
    상기 제2 가이드 레이저는, 상기 제2 파장의 레이저가 상기 빔 선택 미러에 의해 경로가 변경되어 상기 파이버 커플러에 입사할 때, 상기 파이버 커플러로 입사하도록 경로가 구성되는 것을 특징으로 하는, 레이저 결합 효율을 최적화한 듀얼 레이저 출력 장치.In the second guide laser, when the laser of the second wavelength is changed to a path by the beam selection mirror and incident on the fiber coupler, a path is configured to enter the fiber coupler. Optimized dual laser output device.
  5. 제1항에 있어서,According to claim 1,
    상기 제1 발진기와 상기 제2 발진기는, 외형의 길이 방향으로 평행하게 배치되고, 또한 각각의 출력측이 동일한 방향을 향하도록 배치되는 것을 특징으로 하는, 레이저 결합 효율을 최적화한 듀얼 레이저 출력 장치.The first oscillator and the second oscillator are arranged in parallel in the longitudinal direction of the outer shape, and characterized in that each output side is arranged to face the same direction, the dual laser output device optimized for the laser coupling efficiency.
  6. 제1항에 있어서,According to claim 1,
    상기 제1 발진기로부터의 상기 제1 파장의 레이저를 상기 파이버 커플러에 도달하도록 반사하는 제1 반사 미러(161)를 더 포함하고, And a first reflection mirror 161 reflecting the laser of the first wavelength from the first oscillator to reach the fiber coupler,
    상기 빔 선택 미러(131)는 상기 제1 반사 미러와 상기 파이버 커플러 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는, 레이저 결합 효율을 최적화한 듀얼 레이저 출력 장치.The beam selection mirror 131, characterized in that disposed between the first reflective mirror and the fiber coupler, a dual laser output device optimizing the laser coupling efficiency.
  7. 제1항에 있어서,According to claim 1,
    상기 빔 선택 미러는,The beam selection mirror,
    소정의 회전축을 따라 경첩 형태로 이동가능하게 구성되거나, Is configured to be movable in the form of a hinge along a predetermined axis of rotation, or
    상기 제1 광경로를 향해 슬라이딩 방식으로 이동가능하게 구성되거나,Is configured to be movable in a sliding manner toward the first optical path,
    회전축을 따라 회전하는 회전판을 구비하고, 상기 회전판에는 적어도 상기 제2 파장의 레이저를 반사하는 미러와 적어도 제1 파장의 레이저 및 제2 파장의 레이저를 투과하는 투광 부재가 회전축 둘레에 배치되고, 상기 회전판이 회전함에 따라 상기 미러 또는 상기 투광 부재가 상기 제1 광경로에 교대로 개재되도록 구성되는 것을 특징으로 하는, 레이저 결합 효율을 최적화한 듀얼 레이저 출력 장치.The rotating plate is provided with a rotating plate, and the rotating plate is provided with a mirror reflecting at least the second wavelength laser and a transmissive member transmitting at least the first wavelength laser and the second wavelength laser around the rotating shaft. The dual laser output device with optimized laser coupling efficiency, characterized in that the mirror or the translucent member is alternately interposed in the first optical path as the rotating plate rotates.
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