WO2020226266A1 - 피부 치료용 레이저 장치 - Google Patents

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amplification
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이원주
김민영
조주희
구명욱
고병진
김성준
강동환
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(주)제이시스메디칼
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Definitions

  • the present invention relates to a laser device for skin treatment, and more particularly, to a laser device for skin treatment including a laser generator whose pulse width is easily adjustable.
  • An object of the present invention is to provide a laser for skin treatment including a laser generator whose pulse width is easily adjustable.
  • the present invention generates a variable pulse width of 100 picoseconds (ps) to 2000 picoseconds (ps) by a dedicated driver having a rising time of 100 picoseconds (ps) or less.
  • a laser generator and a pumping lamp for generating single or multiple pulses including a diode laser and a pulse width adjusting part for adjusting the width of the pulse generated from the diode laser, and a rod for absorbing light energy from the pumping lamp It includes a laser amplification unit including a single or a plurality of amplification media of the structure, and in the laser amplification unit, a pulse supplied from the laser generation unit transfers at least one amplification medium from the outside to the inside It provides a laser device for skin treatment that is gradually amplified while passing through a plurality of times.
  • the present invention includes a diode laser generating a pulse, and a pulse width adjusting unit for adjusting the width of a pulse generated from the diode laser, a laser generating unit generating a single or a plurality of pulses, and A laser amplification unit including a pumping lamp and an amplification medium for absorbing light energy from the pumping lamp, wherein the laser amplification unit gradually amplifies the pulse supplied from the laser generation unit while passing through the amplification medium a plurality of times. It provides a laser device for skin treatment.
  • the present invention includes a laser generator for generating a pulse whose pulse width is adjusted, and a laser amplification unit for amplifying a pulse supplied from the laser generator, and the laser amplification unit includes: A first amplification medium that first amplifies the pulse supplied from the unit, a first mirror disposed so that the first amplified pulse is reflected while passing through the first amplification medium and returns to the direction of the first amplification medium, the first amplification A first beam splitter arranged to face the first mirror with a medium interposed therebetween and to adjust the path of the second amplified pulse by returning to and passing through the first amplification medium, changing the polarization or phase of the passing pulse
  • a first wave plate disposed between the first mirror and the first beam splitter, a second mirror that sends pulses whose paths are adjusted by the first beam splitter in a direction of a second amplification medium, the first amplification medium, and The second amplification medium, the first amplification medium,
  • a first pumping lamp that illuminates the amplification medium is disposed to face the second mirror with the second amplification medium therebetween, and adjusts a path by reflecting a third amplified pulse while passing through the second amplification medium.
  • a fifth mirror interposed to face the fourth mirror and reflecting a fourth amplified pulse while passing through the third amplification medium to adjust a path, and a pulse whose path is adjusted in the fifth mirror.
  • the present invention includes a laser generator for generating a pulse whose pulse width is adjusted, and a laser amplification unit for amplifying a pulse supplied from the laser generator, and the laser amplification unit includes: A first amplification medium that first amplifies the pulse supplied from the unit, a first mirror disposed so that the first amplified pulse is reflected while passing through the first amplification medium and returns to the direction of the first amplification medium, the first amplification A first beam splitter arranged to face the first mirror with a medium interposed therebetween and to adjust the path of the second amplified pulse by returning to and passing through the first amplification medium, changing the polarization or phase of the passing pulse
  • a first wave plate disposed between the first mirror and the first beam splitter, a second mirror that sends pulses whose paths are adjusted by the first beam splitter in a direction of a second amplification medium, the first amplification medium, and The second amplification medium, the first amplification medium,
  • a first pumping lamp that illuminates the amplification medium, a third mirror disposed to reflect a third amplified pulse while passing through the second amplification medium and return to the direction of the second amplification medium, and the second amplification medium between them.
  • the second beam splitter is disposed so as to face the third mirror, and returns to the second amplification medium to adjust the path of the fourth amplified pulse.
  • the first A third wave plate disposed between the three mirror and the second beam splitter, and the pulse reflected from the second mirror are supplied to the second amplification medium through the second beam splitter, and the second mirror and the second And a second wave plate disposed between the beam splitters to change the polarization or phase of a pulse reflected from the second mirror and directed to the second beam splitter, and the pulse supplied from the laser generating unit is the first beam Skin teeth passing through the pleats and directed toward the first amplification medium It provides a laser device for medical treatment.
  • the present invention includes a laser generator for generating a pulse whose pulse width is adjusted, and a laser amplification unit for amplifying a pulse supplied from the laser generator, and the laser amplification unit includes: A first amplification medium that first amplifies the pulse supplied from the unit, a first mirror that adjusts the path of the first amplified pulse while passing through the first amplification medium, and a pulse whose path is adjusted in the first mirror is second A second mirror sent in the direction of the amplification medium, a second amplification medium disposed spaced apart from the first amplification medium and second amplifying the pulses supplied from the second mirror, the first amplification medium and the second amplification medium A first pumping lamp that is spaced apart from each other and illuminates the first amplification medium and the second amplification medium, a second beam splitter for passing a second amplified pulse through the second amplification medium, and the second beam splitter.
  • a third mirror disposed so as to face the second amplification medium and to adjust a path by reflecting a pulse that is second amplified while passing through the second amplification medium and passed through the second beam splitter, and the third mirror And a first wave plate disposed between the second beam splitter to change the polarization or phase of a pulse passing through the second beam splitter and directed to the third mirror, the first mirror with the first amplification medium interposed therebetween
  • a first beam splitter that is arranged to face and adjusts a path by reflecting a pulse whose path is adjusted from the third mirror, and the pulse whose path is adjusted by the first beam splitter passes through a first amplification medium to amplify a third
  • the third amplified pulse is directed in the direction of the second mirror by adjusting a path in the first mirror, and the pulse whose path is adjusted in the second mirror is directed in the direction of the second amplification medium, and the second amplification
  • the fourth amplified pulse passing through the medium is transmitted by adjusting a path from the
  • the laser device for skin treatment according to the present invention has the following effects.
  • the width of the pulse generated by the laser generating unit can be easily adjusted, but also the amplification of the pulse can be facilitated by the laser amplifying unit.
  • the laser amplifying unit can amplify and output the pulse, it is possible to continuously or discontinuously output pulses having various pulse wavelengths, pulse widths, and energy to a skin treatment subject.
  • the structure of the laser amplification unit is very simple, so it is easy to amplify the pulse.
  • FIG. 1 is a schematic diagram of a laser device for skin treatment according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of a laser generating unit of the laser device for skin treatment according to FIG. 1.
  • FIG. 3 is a schematic diagram of a laser device for skin treatment according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a schematic diagram of a laser device for skin treatment according to another embodiment of the present invention.
  • the laser device 100 for skin treatment includes a laser generating unit 110, a laser amplifying unit 120 and a control unit 130.
  • the laser generating unit 110 includes a laser source generating unit 111 and a pulse width adjusting unit 112.
  • the laser source generator 111 emits a seed laser.
  • the laser source generator 111 is formed of a laser diode having a wavelength of 1064 nm.
  • the laser source generator 111 generates a laser pulse through On/Off control.
  • the pulse generated by the laser source generator 111 may be varied in a pulse width of 100 picoseconds (ps) to tens of milliseconds (ms).
  • the laser pulse generated by the laser source generating unit 111 may change the width of the laser pulse in real time by the pulse width adjusting unit 112 according to an input signal from the control unit 130.
  • the pulse generated by the laser source generator 111 is formed as a P wave.
  • the laser source generator 111 may generate a single or a plurality of laser pulses. However, the present invention is not limited thereto, and the laser source generator 111 may be changed to another type.
  • the pulse width control unit 112 is a modulated laser source having a plurality of different energies, pulse widths, and number of pulses by adjusting the energy, pulse width, and number of pulses of the laser source generated by the laser source generator 111 Create The adjustment of the pulse width adjustment unit 112 is performed according to a signal from the control unit 130.
  • the pulse width adjustment unit 112 includes a dedicated driver.
  • the diode laser dedicated driver has a short rising time of 100 ps or less, and thus a pulse width control of several hundred ps is used. In the case of the diode laser dedicated driver, a driver for short pulses of ps or a driver for controlling pulses of ms or more can be selected and used.
  • the pulse width adjustment unit 112 transmits any one of the plurality of modulated laser sources or any one of the laser sources generated by the laser source generation unit 111 to the laser amplification unit 120.
  • the pulse width adjusting unit 112 may alternately transmit any one of the plurality of modulated laser sources and the laser source generated by the laser source generating unit 111 to the laser amplifying unit 120.
  • the plurality of modulated laser sources and the laser sources generated by the laser source generator 111 may be alternately transmitted to the laser amplifying unit 120, and the plurality of modulated laser sources may be alternately transmitted to the laser source. It can also be transmitted to the amplification unit.
  • the laser generator 120 may change a pulse width in real time according to an input signal from the control unit 130. Therefore, it is possible to easily generate laser pulses having various pulse widths.
  • the laser amplification unit 120 includes a first beam splitter 123, a first amplification medium 121a, a first mirror 122a, a first wave plate 124, a second mirror 122b, and a second amplification medium (121b), third mirror (122c), fourth mirror (122d), third amplifying medium (121c), fifth mirror (122e), sixth mirror (122f), fourth amplifying medium (121d), seventh
  • the first beam splitter 123 transmits P-polarized light and reflects S-polarized light.
  • the laser pulse supplied from the laser generator 110 is a P wave, it passes through the first beam splitter 123 as it is.
  • the first beam splitter 123 is disposed on the same axis as the traveling direction of the laser source supplied from the laser generating unit 110.
  • the arrangement of the first beam splitter 123 may be changed. Another role of the first beam splitter 123 will be described later.
  • the first amplification medium 121a serves to amplify the laser source supplied from the laser generating unit 110 while passing through a single or multiple times.
  • the first pumping lamp 126a illuminates the first amplification medium 121a to excite ions in the first amplification medium 121a.
  • the first pumping lamp 126a is disposed to be spaced apart from the first amplification medium 121a.
  • the first amplification medium 121a is formed in a rod structure.
  • the first amplification medium 121a is formed of Nd:YAG.
  • the structure and shape of the first amplification medium 121a can be changed as much as possible.
  • the first amplification medium 121a is disposed on the same axis as the first beam splitter 123. Accordingly, the laser pulse transmitted through the first beam splitter 123 is first amplified while passing through the first amplification medium 121a.
  • the first mirror 122a is disposed on the same axis as the first beam splitter 123 and the first amplification medium 121a. Therefore, it is a reflecting mirror that reflects the first amplified laser pulse through the first amplification medium 121a in the direction of the first amplification medium 121a.
  • the first mirror 122a serves to return the first amplified laser pulse while passing through the first amplification medium 121a to amplify it once again by the first amplification medium 121a.
  • a first wave plate 124 is disposed between the first amplification medium 121a and the first mirror 122a.
  • the first wave plate 124 is formed of a quarter wave plate (QWP) that changes the phase of the wave passing through the first wave plate 124 by 1/4 wavelength. That is, the first wave plate 122c changes the phase of the laser pulse directed to the first mirror 122a by passing through the first amplification medium 121a by 1/4 wavelength, and the first mirror 122a ) To change the phase of the laser pulse reflected back to the first amplification medium 121a again by 1/4 wavelength. Accordingly, the P wave supplied from the laser generator 110 passes through the first wave plate 124 twice and is changed to an S wave. This is to change the propagation path of the laser pulse by reflecting it without transmitting it when it returns to the first beam splitter 123.
  • QWP quarter wave plate
  • the laser pulse returned to the first amplification medium 121a is second amplified while passing through the first amplification medium 121a.
  • the path of the second amplified laser pulse is adjusted in the first beam splitter 123. That is, the second amplified laser pulse is reflected by the first beam splitter 123 and the path is changed by 90 degrees.
  • the second mirror 122b is formed above the first beam splitter 123. Accordingly, the laser pulse reflected by the first beam splitter 123 is reflected by the second mirror 122b.
  • the second mirror 122b is disposed so that the laser pulses supplied from the first beam splitter 123 are reflected in the direction of the second amplification medium 121b.
  • the second amplification medium 121b serves to third amplify the laser pulse reflected from the second mirror 122b.
  • the second amplification medium 121b is disposed to be spaced apart from the first amplification medium 121a. Ions in the second amplification medium 121b may be excited by the first pumping lamp 126a.
  • the second amplification medium 121b is formed in a rod structure.
  • the second amplification medium 121a is formed of Nd:YAG.
  • the structure and shape of the second amplification medium 121b can be changed as much as possible.
  • the second amplification medium 121b is disposed above the first amplification medium 121a.
  • the second amplification medium 121b is disposed on the same axis as the second mirror 122b. That is, the second amplification medium 121b may be disposed under the first amplification medium 121a according to the arrangement position of the second mirror 122b.
  • the third mirror 122c is disposed to face the second mirror 122b with the second amplification medium 121b interposed therebetween. Further, the third mirror 122c reflects the third amplified laser pulse while passing through the second amplification medium 121b to adjust a path. That is, the third mirror 122c serves to change the path by 90 degrees by reflecting the laser pulse passing through the second amplification medium 121b. Of course, the reflection angle of the laser pulse reflected from the third mirror 122c can be changed.
  • the third mirror 122c is also disposed on the same axis as the second mirror 122b and the second amplification medium 121b.
  • the fourth mirror 122d reflects the laser pulses supplied from the third mirror 122c in the direction of the third amplification medium 121c.
  • a path of the laser pulse from the third mirror 122c to the fourth mirror 122d may further include lens units 125a and 125b for adjusting the spatial size of the laser pulse.
  • the lens units 125a and 125b may include a first lens 125a and a second lens 125b.
  • the lens units 125a and 125b adjust the distance between the first lens 125a and the second lens 125b to control the laser pulse from the third mirror 122c to the fourth mirror 122d. Adjust the size of the space.
  • the third amplification medium 121c serves to fourth amplify the laser pulse reflected from the fourth mirror 122b.
  • the third amplification medium 121c is disposed to be spaced apart from the fourth amplification medium 121d. Ions in the third amplification medium 121c may be excited by the second pumping lamp 126b.
  • the third amplification medium 121c is formed in a rod structure.
  • the third amplification medium 121c is formed of Nd:YAG.
  • the structure and shape of the third amplification medium 121c can be changed as much as possible.
  • the fifth mirror 122e is disposed to face the fourth mirror 125b with the third amplification medium 121c interposed therebetween.
  • the fifth mirror 122e adjusts a path by reflecting a fourth amplified laser pulse while passing through the third amplification medium 121c. That is, the fifth mirror 122e serves to change the path by 90 degrees by reflecting the laser pulse that has passed through the third amplification medium 121c. Of course, the angle of reflection of the laser pulse reflected from the fifth mirror 122e can be changed.
  • the fifth mirror 122e is disposed on the same axis as the fourth mirror 122d and the third amplification medium 121c.
  • the sixth mirror 122f reflects the laser pulses supplied from the fifth mirror 122e toward the fourth amplification medium 121d.
  • the sixth mirror 122f is formed separately from the fifth mirror 122e, but the fifth mirror 122e and the sixth mirror 122f may be formed as one mirror. .
  • the fourth amplification medium 121d serves to amplify a fifth laser pulse reflected from the sixth mirror 122f.
  • the fourth amplification medium 121d is disposed to be spaced apart from the third amplification medium 121c. Ions in the fourth amplification medium 121d may be excited by the second pumping lamp 126b.
  • the fourth amplification medium 121d is formed in a rod structure.
  • the fourth amplification medium 121d is formed of Nd:YAG.
  • the structure and shape of the fourth amplification medium 121d can be changed as much as possible.
  • the seventh mirror 122g is disposed to face the sixth mirror 122f with the fourth amplification medium 121d interposed therebetween.
  • the seventh mirror 122g reflects the laser pulse passing through the fourth amplification medium 121d to adjust a path in the direction of the eighth mirror 122h.
  • the eighth mirror 122h is disposed on one side of the seventh mirror 122g, and controls a path of the laser pulse supplied from the seventh mirror 122g.
  • the laser pulse whose path is adjusted in the eighth mirror 122h is output to the laser amplification unit 120.
  • the present invention is not limited thereto, and a laser pulse may be directly output from the seventh mirror 122g to the laser amplifying unit 120.
  • the second harmonic generator (SHG) 127 changes the wavelength of the laser pulse output from the seventh mirror 122g or the eighth mirror 122h.
  • the second harmonic generator 127 is disposed on a path along which the laser pulse output from the seventh mirror 122g or the eighth mirror 122h travels.
  • the second harmonic generator 127 changes the wavelength of the laser pulse output from the eighth mirror 122h, similar to a known wavelength change method.
  • the control unit 130 serves to control the laser generating unit 110 and the laser amplifying unit 120. That is, the control unit 130 controls the energy and pulse width of the laser source generated by applying signals to the laser source generating unit 111 and the pulse width adjusting unit 112. In this case, the control unit 130 allows the pulse width to be varied using a dedicated driver of a diode laser included in the laser generating unit 110.
  • the diode laser dedicated driver has a short rising time of 100 ps or less, and thus a pulse width control of several hundred ps is used. In the case of the diode laser dedicated driver, a driver for short pulses of ps or a driver for controlling pulses of ms or more can be selected and used.
  • control unit 130 applies signals to the first pumping lamp 126a and the second pumping lamp 126b of the laser amplifying unit 120 to provide the first amplification medium 121a and the second amplification medium 121b. ), states of the third amplification medium 121c and the fourth amplification medium 121d may be adjusted. In addition, when the laser pulse output from the laser amplification unit 120 does not have a required energy level, the control unit 130 may transmit a signal to the laser generation unit 110 to control the generated laser pulse.
  • the laser device for skin treatment 100 can easily change the pulse width in the laser generating unit 110, and can repeatedly amplify the laser pulse generated by the laser generating unit 110 several times.
  • the laser pulse of small energy generated by the laser generating unit 110 can be amplified into a laser pulse of large energy.
  • first pumping lamp 126a and one second pumping lamp 126b are disposed, but the present invention is not limited thereto.
  • the first pumping lamp 126a and the second pumping lamp 126b each have a structure including two lamps, so that each lamp of the first pumping lamp 126a is the first amplification medium 121a and Light is irradiated to the second amplification medium 121b, and each lamp of the second pumping lamp 126b irradiates light to the third amplification medium 121c and the fourth amplification medium 121d. have. In this case, there is an effect that the control of the laser amplification unit 120 becomes easy.
  • a laser device 200 for skin treatment includes a laser generating unit 210, a laser amplifying unit 220, and a control unit 230.
  • the laser generating unit 210 may include a laser source generating unit (not shown) and a pulse width adjusting unit (not shown) like the laser generating unit 110 of FIG. 1.
  • the laser generation unit 210 and the control unit 230 are similar to the laser device 100 for skin treatment according to FIG. 1, and thus descriptions thereof will be omitted.
  • the laser amplification unit 220 includes a first beam splitter (223a), a first amplification medium (221a), a first mirror (222a), a first wave plate (224a), a second mirror (222b), a second wave plate. (224b), a second amplification medium (221b), a first pumping lamp (226), a third mirror (222c), a second beam splitter (223b), a third wave plate (224c), a first lens (225a), It includes a second lens (225b) and a fourth mirror (222d).
  • a second harmonic generator (not shown) as in FIG. 1 may be further included.
  • the first beam splitter 223a transmits P-polarized light and reflects S-polarized light.
  • the laser pulse supplied from the laser generating unit 210 is a P wave as in the laser generating unit 110 according to FIG. 1, it passes through the first beam splitter 223a as it is.
  • the first beam splitter 223a is disposed on the same axis as the traveling direction of the laser source supplied from the laser generating unit 210.
  • the arrangement of the first beam splitter 223a may be changed.
  • the first amplification medium 221a serves to amplify a laser source supplied from the laser generator 210.
  • the first pumping lamp 226 illuminates light on the first amplification medium 221a to excite ions in the first amplification medium 221a.
  • the first pumping lamp 226a is disposed to be spaced apart from the first amplification medium 221a.
  • the first amplification medium 221a is formed in a rod structure.
  • the first amplification medium 221a is formed of Nd:YAG.
  • the structure and shape of the first amplification medium 221a can be changed as much as possible.
  • the first amplification medium 221a is disposed on the same axis as the first beam splitter 223a. Accordingly, the laser pulse transmitted through the first beam splitter 223a is first amplified while passing through the first amplification medium 221a.
  • the first mirror 222a is disposed on the same axis as the first beam splitter 223a and the first amplification medium 221a. In addition, the first mirror 222a is disposed to face the first beam splitter 223a and the first amplification medium 221a therebetween. In addition, all reflection mirrors reflecting the first amplified laser pulse through the first amplification medium 221a in the direction of the first amplification medium 221a. The first mirror 222a serves to return the first amplified laser pulse while passing through the first amplification medium 221a to amplify it once again by the first amplification medium 121a.
  • a first wave plate 224a is disposed between the first amplification medium 221a and the first mirror 222a.
  • the first wave plate 124 is formed of a quarter wave plate (QWP) that changes the phase of the wave passing through the first wave plate 224a by 1/4 wavelength.
  • QWP quarter wave plate
  • the laser pulse passing through the first wave plate 224a and directed to the first mirror 222a and reflected by the first mirror 222a the laser pulse directed to the wave plate 224a is circularly polarized and proceeds.
  • the first wave plate 224a changes the phase of the laser pulse toward the first mirror 222a by passing through the first amplification medium 221a by 1/4 wavelength, and the first mirror 222a ) To change the phase of the laser pulse reflected back to the first amplification medium 221a again by 1/4 wavelength. Accordingly, the P wave supplied from the laser generator 210 passes through the first wave plate 224a twice and is changed to an S wave. This is to change the propagation path of the laser pulse by reflecting it without transmitting it when it returns to the first beam splitter 223a.
  • the laser pulse returned to the first amplification medium 221a is second amplified while passing through the first amplification medium 221a.
  • the path of the second amplified laser pulse is adjusted in the first beam splitter 223a. That is, the second amplified laser pulse is reflected by the first beam splitter 223a and the path is changed by 90 degrees.
  • the second mirror 222b is disposed on one side where the path of the first beam splitter 223a is changed by 90 degrees. Accordingly, the laser pulse reflected by the first beam splitter 223a is reflected by the second mirror 222b.
  • the second mirror 222b is disposed so that the laser pulses supplied from the first beam splitter 223a are reflected in the direction of the second amplification medium 221b.
  • the second wave plate 224b changes the phase of the laser pulse reflected from the second mirror 222b and directed toward the second amplification medium 221b.
  • the second wave plate 224b is formed as a half wave plate (HWP). That is, the laser pulse supplied to the second wave plate 224b is an S wave, and the phase of the laser pulse passing through the second wave plate 224b is changed by 1/2 wavelength to become a P wave. This is to allow the laser pulse reflected from the second mirror 224b to pass through the second beam splitter 223b disposed to face the second mirror 224b with the second wave plate 224b interposed therebetween. It is for sake.
  • HWP half wave plate
  • the second beam splitter 223b is disposed between the second wave plate 224b and the second amplification medium 221b. Since the laser pulse passing through the second wave plate 224b is a P wave, the second beam splitter 223b transmits it without reflecting it.
  • the first lens 225a and the second lens 225b are disposed between the second beam splitter 223b and the second wave plate 224b.
  • the first lens 225a and the second lens 225b adjust the spatial magnitude of the laser pulse reflected from the second mirror 222b.
  • the second amplification medium 221b serves to third amplify the laser source supplied through the second beam splitter 223b.
  • the first pumping lamp 226 illuminates the second amplification medium 221b to excite ions in the second amplification medium 221b.
  • the first pumping lamp 226 is disposed to be spaced apart from the second amplification medium 221b.
  • the second amplification medium 221b is formed in a rod structure.
  • the second amplification medium 221b is formed of Nd:YAG.
  • the structure and shape of the second amplification medium 221b can be changed as much as possible.
  • the third mirror 222c serves to reflect a third equal width laser pulse while passing through the second amplification medium 221b to return to the direction of the second amplification medium 221b.
  • a third wave plate 224c is disposed between the third mirror 222c and the second amplification material 221b.
  • the third wave plate 224c is formed as a quarter wave plate like the first wave plate 224a. Therefore, while proceeding from the second amplification medium 221b to the third mirror 222c, the phase of the laser pulse is changed to a quarter wavelength, and from the third mirror 222c to the second amplification medium 221b. Upon returning, the phase of the laser pulse is changed by 1/4 wavelength.
  • the laser pulse passing through the third wave plate 224c and directed to the third mirror 222c and reflected by the third mirror 222c the third The laser pulse directed to the wave plate 224c is circularly polarized and proceeds. That is, the waveform of the laser pulse returning to the second amplification medium 221b is changed from P wave to S wave.
  • the second beam splitter 223b adjusts a path by reflecting the laser pulse reflected from the third mirror 222c and passing through the second amplification medium 221b to amplify a fourth laser pulse.
  • the laser pulse whose path is adjusted by being reflected by the second beam splitter 223b is reflected and output to a fourth mirror 222d disposed at one side of the second beam splitter 223b.
  • the device 200 according to the present embodiment has an advantage of having a simpler structure than the device 100 according to FIG. 1, although the number of amplification times is less once compared to the device 100 according to FIG. 1. In addition, since there are four amplifications, it is possible to amplify the low energy laser pulse generated by the laser generator 210 into a laser pulse having a sufficiently large energy.
  • a laser device 300 for skin treatment includes a laser generating unit 310, a laser amplifying unit 320, and a control unit 330.
  • the laser generating unit 310 may include a laser source generating unit (not shown) and a pulse width adjusting unit. Since the laser generating unit 310 and the control unit 330 are similar to the laser apparatus 100 for skin treatment according to FIG. 1, descriptions thereof will be omitted.
  • the laser amplification unit 320 includes a first beam splitter 323a, a first amplification medium 321a, a first mirror 322a, a second mirror 322b, a first lens 325a, and a second lens 325b. ), a second amplification medium 321b, a first pumping lamp 326, a second beam splitter 323b, a first wave plate 324, a third mirror 322c, and a fourth mirror 322d. .
  • a second harmonic generator (not shown) as in FIG. 1 may be further included.
  • the first beam splitter 323a transmits P-polarized light and reflects S-polarized light.
  • the laser pulse supplied from the laser generating unit 310 is a P wave as in the laser generating unit 310 according to FIG. 1, it passes through the first beam splitter 323a as it is.
  • the first beam splitter 323a is disposed on the same axis as the traveling direction of the laser source supplied from the laser generating unit 310.
  • the arrangement of the first beam splitter 323a may be changed.
  • the first amplification medium 321a serves to amplify a laser source supplied from the laser generator 310.
  • the first pumping lamp 326 illuminates the first amplification medium 321a to excite ions in the first amplification medium 321a.
  • the first pumping lamp 326 is disposed to be spaced apart from the first amplification medium 321a.
  • the first amplification medium 321a is formed in a rod structure.
  • the first amplification medium 321a is formed of Nd:YAG.
  • the structure and shape of the first amplification medium 321a can be changed as much as possible.
  • the first amplification medium 321a is disposed on the same axis as the first beam splitter 323a. Accordingly, the laser pulse transmitted through the first beam splitter 323a is first amplified while passing through the first amplification medium 321a.
  • the first mirror 322a is disposed to face the first beam splitter 323a with the first amplification medium 321a therebetween.
  • the first mirror 322a changes a path by reflecting the laser pulse passing through the first amplification medium 321a.
  • the second mirror 322b reflects the laser pulse whose path has been changed by the first mirror 322a to change the path again.
  • the second mirror 322b is disposed on one side of the first mirror 322a.
  • the second amplification medium 321b serves to second amplify the laser pulse reflected from the second mirror 322b.
  • the second amplification medium 321b is disposed to be spaced apart from the first amplification medium 321a.
  • the first pumping lamp 326 illuminates the second amplification medium 321b to excite ions in the second amplification medium 321b.
  • the first pumping lamp 326 is disposed to be spaced apart from the second amplification medium 321b.
  • the first amplification medium 321b is formed in a rod structure.
  • the first amplification medium 321b is formed of Nd:YAG.
  • the structure and shape of the first amplification medium 321b can be changed as much as possible.
  • the second amplification medium 321b is disposed on the same axis as the second mirror 322b. Accordingly, the laser pulse reflected from the second mirror 322b is amplified for the second time while passing through the second amplification medium 321b.
  • the first lens 325a and the second lens 325b are disposed between the second mirror 322b and the second amplification medium 321b.
  • the first lens 325a and the second lens 325b adjust the spatial magnitude of the laser pulse reflected from the second mirror 322b.
  • the second beam splitter 323b is disposed to face the second mirror 322b with the second amplification medium 321b therebetween.
  • the second beam splitter 323b transmits the second amplified laser pulse because it is a P wave.
  • the third mirror 322c changes a path by reflecting the laser pulse that has passed through the second beam splitter 323b.
  • the third mirror 322c is disposed to face the second amplification medium 321b with the second beam splitter 323b therebetween.
  • the first wave plate 324 is disposed between the second beam splitter 323b and the third mirror 322c.
  • the first wave plate 324 is formed as a half wave plate. Accordingly, the waveform of the laser pulse passing through the first wave plate 324 is changed from P wave to S wave.
  • the third mirror 322c is disposed to face the second beam splitter 323b with the first wave plate 324 interposed therebetween. In addition, the third mirror 322c is disposed on one side of the first beam splitter 323a. The laser pulse reflected by the third mirror 322c and whose path is changed is reflected back to the first beam splitter 323a. The laser pulse reflected by the first beam splitter 323a is directed to the first amplification medium 321a.
  • the laser pulse that is amplified by a third while passing through the first amplification medium 321a is reflected by the first mirror 322a to change a path.
  • the laser pulse whose path is changed by being reflected by the first mirror 322a is reflected by the second mirror 322b and is directed to the second amplification medium 321b while the path is changed.
  • the fourth amplified laser pulse while passing through the second amplification medium 321b is reflected by the second beam splitter 323b to change the path. Since the waveform is changed to an S-wave while passing through the first wave plate 324, the laser pulse is reflected without passing through the second beam splitter 323b, and the path is changed.
  • the fourth mirror 322d is disposed on one side of the second beam splitter 323b.
  • the fourth mirror 322d changes the path of the laser pulser reflected from the second beam splitter 323b and outputs it.
  • the device 300 according to this embodiment has the same number of amplification times as the device 200 according to FIG. 3 as compared to the device 200 according to FIG. 3, but the number of wave plates is smaller than that of the device 200 according to FIG. There is an advantage.
  • a laser device for skin treatment that can easily adjust the width of the pulse generated by the laser generating unit and facilitate amplification of the pulse by the laser amplifying unit.

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Abstract

본 발명은 100피코초(ps) 이하의 라이징 타임을 가지고 있는 전용 드라이버에 의해서 100피코초(ps) 내지 2000피코초(ps)의 펄스폭으로 가변 가능한 펄스를 생성하는 다이오드 레이저, 및 상기 다이오드 레이저로부터 생성된 펄스의 폭을 조절하는 펄스폭 조절부를 포함하여, 단일 또는 복수의 펄스를 생성하는 레이저 생성부 및 펌핑 램프, 및 상기 펌핑 램프로부터 광 에너지를 흡수하는 로드 구조의 단일 또는 복수 개의 증폭매질을 포함하는 레이저 증폭부를 포함하고, 상기 레이저 증폭부에서는, 상기 레이저 생성부로부터 공급 받은 펄스가 상기 단일 또는 복수 개의 증폭매질 중에서 적어도 하나의 증폭매질을 외부로부터 내부로 복수 회를 관통하여 통과하면서 점차 증폭되는 피부 치료용 레이저 장치를 제공한다. 따라서, 레이저 생성부에서 생성되는 펄스의 폭을 간편하게 조절할 뿐만 아니라, 레이저 증폭부에서 펄스의 증폭을 용이하게 할 수 있다

Description

피부 치료용 레이저 장치
본 발명은 피부 치료용 레이저 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 펄스 폭이 조절이 용이한 레이저 생성부를 포함하는 피부 치료용 레이저 장치에 관한 것이다.
최근 산업 및 연구현장에서 레이저를 이용한 분야에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있다. 특히, 이러한 레이저는 최근 들어 분광학, 나노 이미징, 입자가속, 핵융합 등의 연구분야를 비롯하여, 3D 프린팅, 조면, 통신 공연등의 생활현장과 용접, 절단, 표면 개질 등의 산업현장에서 활발하게 개발되고 있다.
따라서 다양한 형태의 레이저 생성 장치 및 레이저 증폭 장치들이 개발되고 있다. 하지만 기존의 레이저 생성 장치 및 레이저 증폭 장치들은 다양한 형태의 펄스 파를 얻기 위해서는 구조가 복잡해지고, 구조를 단순하게 할 경우 출력이 줄어드는 문제가 있다.
본 발명은 펄스 폭이 조절이 용이한 레이저 생성부를 포함하는 피부 치료용 레이저를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 본 발명은 100피코초(ps) 이하의 라이징 타임을 가지고 있는 전용 드라이버에 의해서 100피코초(ps) 내지 2000피코초(ps)의 펄스폭으로 가변 가능한 펄스를 생성하는 다이오드 레이저, 및 상기 다이오드 레이저로부터 생성된 펄스의 폭을 조절하는 펄스폭 조절부를 포함하여, 단일 또는 복수의 펄스를 생성하는 레이저 생성부 및 펌핑 램프, 및 상기 펌핑 램프로부터 광 에너지를 흡수하는 로드 구조의 단일 또는 복수 개의 증폭매질을 포함하는 레이저 증폭부를 포함하고, 상기 레이저 증폭부에서는, 상기 레이저 생성부로부터 공급 받은 펄스가 상기 단일 또는 복수 개의 증폭매질 중에서 적어도 하나의 증폭매질을 외부로부터 내부로 복수 회를 관통하여 통과하면서 점차 증폭되는 피부 치료용 레이저 장치를 제공한다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 본 발명은 펄스를 생성하는 다이오드 레이저, 및 상기 다이오드 레이저로부터 생성된 펄스의 폭을 조절하는 펄스폭 조절부를 포함하여, 단일 또는 복수의 펄스를 생성하는 레이저 생성부 및 펌핑 램프, 및 상기 펌핑 램프로부터 광 에너지를 흡수하는 증폭매질을 포함하는 레이저 증폭부를 포함하고, 상기 레이저 증폭부에서는, 상기 레이저 생성부로부터 공급 받은 펄스가 상기 증폭매질을 복수 회를 통과하면서 점차 증폭되는 피부 치료용 레이저 장치를 제공한다.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 본 발명은 펄스 폭이 조절된 펄스를 생성하는 레이저 생성부 및 상기 레이저 생성부로부터 공급 받은 펄스를 증폭하는 레이저 증폭부를 포함하고, 상기 레이저 증폭부는, 상기 레이저 생성부로부터 공급 받은 펄스를 제1증폭하는 제1증폭매질, 상기 제1증폭매질을 통과하면서 제1증폭된 펄스가 반사되어 상기 제1증폭매질 방향으로 되돌아가도록 배치되는 제1미러, 상기 제1증폭매질을 사이에 두고 상기 제1미러와 대향하도록 배치되고, 상기 제1증폭매질로 되돌아와 통과함으로써 제2증폭되는 펄스의 경로를 조절하는 제1빔스플리터, 통과하는 펄스의 편광 또는 위상을 변경시키기 위해서, 상기 제1미러와 상기 제1빔스플리터 사이에 배치되는 제1웨이브플레이트, 상기 제1빔스플리터에서 경로가 조절된 펄스를 제2증폭매질 방향으로 보내는 제2미러, 상기 제1증폭매질과 이격되어 배치되고, 상기 제2미러로부터 공급 받은 펄스를 제3증폭하는 상기 제2증폭매질, 상기 제1증폭매질 및 상기 제2증폭매질과 이격되어 배치되고, 상기 제1증폭매질 및 상기 제2증폭매질에 빛을 비추는 제1펌핑 램프, 상기 제2증폭매질을 사이에 두고 상기 제2미러와 대향하도록 배치되고, 상기 제2증폭매질을 통과하면서 제3증폭된 펄스를 반사하여 경로를 조절하는 제3미러, 상기 제3미러에서 경로가 조절된 펄스를 제3증폭매질 방향으로 보내는 제4미러, 상기 제4미러에서 공급 받은 펄스를 제4증폭하는 제3증폭매질, 상기 제3증폭매질을 사이에 두고 상기 제4미러와 대향하도록 배치되고, 상기 제3증폭매질을 통과하면서 제4증폭된 펄스를 반사하여 경로를 조절하는 제5미러, 상기 제5미러에서 경로가 조절된 펄스를 제4증폭매질 방향으로 보내는 제6미러, 상기 제6미러에서 공급 받은 펄스를 제5증폭하는 제4증폭매질, 상기 제3증폭매질 및 상기 제4증폭매질과 이격되어 배치되고, 상기 제3증폭매질 및 상기 제4증폭매질에 빛을 비추는 제2펌핑 램프 및 상기 제4증폭매질을 사이에 두고 상기 제6미러와 대향하도록 배치되고, 상기 제4증폭매질을 통과한 펄스를 반사하여 경로를 조절하는 제7미러를 포함하며, 상기 레이저 생성부에서 공급 되는 상기 펄스는 상기 제1빔스플리트를 투과하여 상기 제1증폭매질 방향으로 향하는 피부 치료용 레이저 장치를 제공한다.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 본 발명은 펄스 폭이 조절된 펄스를 생성하는 레이저 생성부 및 상기 레이저 생성부로부터 공급 받은 펄스를 증폭하는 레이저 증폭부를 포함하고, 상기 레이저 증폭부는, 상기 레이저 생성부로부터 공급 받은 펄스를 제1증폭하는 제1증폭매질, 상기 제1증폭매질을 통과하면서 제1증폭된 펄스가 반사되어 상기 제1증폭매질 방향으로 되돌아가도록 배치되는 제1미러, 상기 제1증폭매질을 사이에 두고 상기 제1미러와 대향하도록 배치되고, 상기 제1증폭매질로 되돌아와 통과함으로써 제2증폭되는 펄스의 경로를 조절하는 제1빔스플리터, 통과하는 펄스의 편광 또는 위상을 변경시키기 위해서, 상기 제1미러와 상기 제1빔스플리터 사이에 배치되는 제1웨이브플레이트, 상기 제1빔스플리터에서 경로가 조절된 펄스를 제2증폭매질 방향으로 보내는 제2미러, 상기 제1증폭매질과 이격되어 배치되고, 상기 제2미러로부터 공급 받은 펄스를 제3증폭하는 상기 제2증폭매질, 상기 제1증폭매질 및 상기 제2증폭매질과 이격되어 배치되고, 상기 제1증폭매질 및 상기 제2증폭매질에 빛을 비추는 제1펌핑 램프, 상기 제2증폭매질을 통과하면서 제3증폭된 펄스가 반사되어 상기 제2증폭매질 방향으로 되돌아 가도록 배치되는 제3미러, 상기 제2증폭매질을 사이에 두고 상기 제3미러와 대향하도록 배치되고, 상기 제2증폭매질로 되돌아와 통과함으로써 제4증폭되는 펄스의 경로를 조절하는 제2빔스플리터, 통과하는 펄스의 편광 또는 위상을 변경시키기 위해서, 상기 제3미러와 상기 제2빔스플리터 사이에 배치되는 제3웨이브플레이트 및 상기 제2미러에서 반사된 펄스는 상기 제2빔스플리터를 통하여 상기 제2증폭매질로 공급되고, 상기 제2미러와 상기 제2빔스플리터 사이에 배치되어 상기 제2미러에서 반사되어 상기 제2빔스플리터로 향하는 펄스의 편광 또는 위상을 변경시키는 제2웨이브플레이트를 포함하며, 상기 레이저 생성부에서 공급 되는 상기 펄스는 상기 제1빔스플리트를 투과하여 상기 제1증폭매질 방향으로 향하는 피부 치료용 레이저 장치를 제공한다.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 본 발명은 펄스 폭이 조절된 펄스를 생성하는 레이저 생성부 및 상기 레이저 생성부로부터 공급 받은 펄스를 증폭하는 레이저 증폭부를 포함하고, 상기 레이저 증폭부는, 상기 레이저 생성부로부터 공급 받은 펄스를 제1증폭하는 제1증폭매질, 상기 제1증폭매질을 통과하면서 제1증폭된 펄스의 경로를 조절하는 제1미러, 상기 제1미러에서 경로가 조절된 펄스를 제2증폭매질 방향으로 보내는 제2미러, 상기 제1증폭매질과 이격되어 배치되고, 상기 제2미러에서 공급 받은 펄스를 제2증폭하는 제2증폭매질, 상기 제1증폭매질 및 상기 제2증폭매질과 이격되어 배치되고, 상기 제1증폭매질 및 상기 제2증폭매질에 빛을 비추는 제1펌핑 램프, 상기 제2증폭매질에서 제2증폭된 펄스를 통과시키는 제2빔스플리터, 상기 제2빔스플리터를 사이에 두고 상기 제2증폭매질과 대향하도록 배치되고, 상기 제2증폭매질을 통과하면서 제2증폭되어 상기 제2빔스플리터를 통과한 펄스를 반사하여 경로를 조절하는 제3미러, 상기 제3미러와 상기 제2빔스플리터 사이에 배치되어 상기 제2빔스플리터를 통과하여 상기 제3미러로 향하는 펄스의 편광 또는 위상을 변경시키는 제1웨이브플레이트, 상기 제1증폭매질을 사이에 두고 상기 제1미러와 대향하도록 배치되고, 상기 제3미러에서 경로가 조절된 펄스를 반사하여 경로를 조절하는 제1빔스플리터, 상기 제1빔스플리터에서 경로가 조절된 펄스는 제1증폭매질을 통과하여 제3증폭되고, 상기 제3증폭된 펄스는 상기 제1미러에서 경로가 조절되어 상기 제2미러 방향으로 향하며, 상기 제2미러에서 경로가 조절된 펄스는 상기 제2증폭매질 방향으로 향하고, 상기 제2증폭매질을 통과하여 제4증폭된 펄스는 상기 제2빔스플리터에서 경로가 조절되어 송출되며, 상기 레이저 생성부에서 공급 되는 상기 펄스는 상기 제1빔스플리트를 투과하여 상기 제1증폭매질 방향으로 향하는 피부 치료용 레이저 장치를 제공한다.
본 발명에 따른 피부 치료용 레이저 장치는 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 레이저 생성부에서 생성되는 펄스의 폭을 간편하게 조절할 뿐만 아니라, 레이저 증폭부에서 펄스의 증폭을 용이하게 할 수 있다.
둘째, 펄스의 폭의 조절이 용이하여 다양한 펄스 파를 쉽게 생성할 수 있다.
셋째, 다이오드 레이저를 이용한 On/Off 제어를 이용하기 때문에 조작이 쉽다.
넷째, 레이저 증폭부에서 펄스를 증폭하여 출력할 수 있기 때문에, 피부 치료 대상자에게 다양한 펄스 파장, 펄스 폭 및 에너지를 가지는 펄스를 연속적 또는 비연속적으로 출력할 수 있다. 특히 레이저 증폭부의 구조가 매우 단순하여 펄스의 증폭이 용이하다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 피부 치료용 레이저 장치의 모식도이다.
도 2는 도 1에 따른 피부 치료용 레이저 장치의 레이저 생성부의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 피부 치료용 레이저 장치의 모식도이다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 피부 치료용 레이저 장치의 모식도이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 피부 치료용 레이저 장치(100)는 레이저 생성부(110), 레이저 증폭부(120) 및 제어부(130)를 포함한다. 상기 레이저 생성부(110)는 레이저 소스 생성부(111) 및 펄스폭 조절부(112)를 포함한다.
상기 레이저 소스 생성부(111)는 시드 레이저(Seed Laser)를 방출한다. 상기 레이저 소스 생성부(111)는 1064nm 파장의 레이저 다이오드로 형성된다. 상기 레이저 소스 생성부(111)는 On/Off 제어를 통해 레이저 펄스를 생성한다. 그리고 상기 레이저 소스 생성부(111)에서 생성된 펄스는 100피코초(ps) 내지 수십밀리세컨초(ms)의 펄스폭으로 가변될 수 있다. 상기 레이저 소스 생성부(111)에서 생성되는 레이저 펄스는 상기 제어부(130)의 입력 신호에 따라 상기 펄스폭 조절부(112)에서 실시간으로 상기 레이저 펄스의 폭을 가변할 수 있다. 또한 상기 레이저 소스 생성부(111)에서 생성된 펄스는 P파로 형성된다. 상기 레이저 소스 생성부(111)는 단일 또는 복수의 레이저 펄스를 생성할 수 있다. 하지만 본 발명은 이에 한정되지 않고 상기 레이저 소스 생성부(111)를 다른 종류로 변경 가능하다.
상기 펄스폭 조절부(112)는 상기 레이저 소스 생성부(111)에서 생성되는 레이저 소스의 에너지, 펄스 폭, 펄스 개수를 조절하여 복수의 서로 다른 에너지, 펄스 폭 및 펄스 개수를 갖는 변조된 레이저 소스를 생성한다. 상기 펄스폭 조절부(112)의 상기 조절은 상기 제어부(130)의 신호에 따라서 수행된다. 상기 펄스 폭 조절부(112)는 전용 드라이버를 포함한다. 상기 다이오드 레이저의 전용 드라이버는 100ps 이하의 짧은 라이징 타임(Rising Time)을 가지고 있어서, 수백 ps의 펄스 폭 제어가 가능한 것을 이용한다. 상기 다이오드 레이저의 전용 드라이버의 경우, ps의 짧은 펄스용 드라이버 또는 ms 이상의 펄스를 제어하는 드라이버 중 선택하여 이용할 수 있다.
상기 펄스폭 조절부(112)는 상기 복수의 변조된 레이저 소스 중 어느 하나 또는 상기 레이저 소스 생성부(111)에서 생성된 레이저 소스 중 어느 하나를 상기 레이저 증폭부(120)로 송출한다. 물론 상기 펄스폭 조절부(112)는 상기 복수의 변조된 레이저 소스 중 어느 하나와 상기 레이저 소스 생성부(111)에서 생성된 레이저 소스를 교번하여 상기 레이저 증폭부(120)로 송출할 수도 있다. 또한 상기 복수의 변조된 레이저 소스와 상기 레이저 소스 생성부(111)에서 생성된 레이저 소스를 교번하여 상기 레이저 증폭부(120)로 송출할 수도 있고, 상기 복수의 변조된 레이저 소스를 교번하여 상기 레이저 증폭부로 송출할 수도 있다. 상기 레이저 생성부(120)는 상기 제어부(130)의 입력 신호에 따라 실시간으로 펄스 폭을 가변하는 것이 가능하다. 따라서 간편하게 다양한 펄스 폭을 가진 레이저 펄스를 생성하는 것이 가능한 장점이 있다.
상기 레이저 증폭부(120)는 제1빔스플리터(123), 제1증폭매질(121a), 제1미러(122a), 제1웨이브플레이트(124), 제2미러(122b), 제2증폭매질(121b), 제3미러(122c), 제4미러(122d), 제3증폭매질(121c), 제5미러(122e), 제6미러(122f), 제4증폭매질(121d), 제7미러(122g), 제8미러(122h), 제1렌즈(125a), 제2렌즈(125b), 제1펌핑 램프(126a), 제2펌핑 램프(126b) 및 2차 조화파 발생장치(127)를 포함한다. 상기 제1빔스플리터(123)는 P편광은 투과하고 S편광은 반사시킨다. 따라서 상기 레이저 생성부(110)에서 공급 받은 레이저 펄스는 P파 이므로 상기 제1빔스플리터(123)를 그대로 투과한다. 또한 상기 제1빔스플리터(123)는 상기 레이저 생성부(110)에서 공급 받은 레이저 소스의 진행 방향과 동일축 상에 배치된다. 물론 상기 제1빔스플리터(123)의 배치는 변경될 수 있다. 제1빔스플리터(123)의 다른 역할은 후술한다.
상기 제1증폭매질(121a)은 상기 레이저 생성부(110)로부터 공급되는 레이저 소스가 단일 또는 복수 회 통과하면서 증폭되도록 하는 역할을 수행한다. 상기 제1펌핑 램프(126a)는 상기 제1증폭매질(121a) 내의 이온들을 여기시키기 위하여 상기 제1증폭매질(121a)에 빛을 비춘다. 상기 제1펌핑 램프(126a)는 상기 제1증폭매질(121a)과 이격되어 배치된다. 상기 제1증폭매질(121a)은 로드(rod) 구조로 형성된다. 그리고 상기 제1증폭매질(121a)은 Nd:YAG로 형성된다. 하지만 본 발명은 상기 제1증폭매질(121a)의 구조 및 형태를 얼마든지 변경 가능하다.
그리고 상기 제1증폭매질(121a)은 상기 제1빔스플리터(123)와 동일 축 상에 배치된다. 따라서 상기 제1빔스플리터(123)를 투과한 상기 레이저 펄스는 상기 제1증폭매질(121a)을 통과하면서 제1증폭 된다.
상기 제1미러(122a)는 상기 제1빔스플리터(123) 및 상기 제1증폭매질(121a)과 동일 축 상에 배치된다. 따라서 상기 제1증폭매질(121a)을 통과하여 제1증폭된 상기 레이저 펄스를 상기 제1증폭매질(121a) 방향으로 반사하는 전부 반사 거울이다. 상기 제1미러(122a)는 상기 제1증폭매질(121a)을 통과하면서 제1증폭된 상기 레이저 펄스를 상기 제1증폭매질(121a)에 의해 다시 한번 증폭 시키기 위해 되돌려 보내는 역할을 한다.
이 때 상기 제1증폭매질(121a)과 상기 제1미러(122a) 사이에는 제1웨이브플레이트(124)가 배치된다. 상기 제1웨이브플레이트(124)는 상기 제1웨이브플레이트(124)를 통과하는 파의 위상을 1/4파장 변경시키는 쿼터 웨이브플레이트(QWP, Quarter-Wave-Plate)로 형성된다. 즉, 상기 제1웨이브플레이트(122c)는 상기 제1증폭매질(121a)을 통과하여 상기 제1미러(122a)로 향하는 상기 레이저 펄스의 위상을 1/4파장 변경시키고, 상기 제1미러(122a)에 반사되어 상기 제1증폭매질(121a)로 되돌아 가는 레이저 펄스의 위상을 다시 1/4파장 변경 시킨다. 따라서 상기 레이저 생성부(110)로부터 공급 받은 P파는 상기 제1웨이브플레이트(124)를 두 번 통과하면서 S파로 변경된다. 이는 상기 제1빔스플리터(123)로 다시 되돌아 갈 때 투과하지 않고 반사되어 상기 레이저 펄스의 진행 경로가 변경되도록 하기 위함이다.
상기 제1웨이브플레이트(124)를 두 번 통과한 후 다시 상기 제1증폭매질(121a)로 되돌아 가는 상기 레이저 펄스는 상기 제1증폭매질(121a)을 통과하면서 제2증폭 된다. 상기 제2증폭된 레이저 펄스는 상기 제1빔스플리터(123)에서 경로가 조절된다. 즉, 상기 제2증폭된 레이저 펄스는 상기 제1빔스플리터(123)에 반사되어 경로가 90도 변경된다.
상기 제2미러(122b)는 상기 제1빔스플리터(123) 상측에 형성된다. 따라서 상기 제1빔스플리터(123)에 반사된 레이저 펄스는 상기 제2미러(122b)에서 반사된다. 상기 제2미러(122b)는 상기 제1빔스플리터(123)에서 공급 받은 레이저 펄스가 상기 제2증폭매질(121b) 방향으로 반사되도록 배치된다.
상기 제2증폭매질(121b)은 상기 제2미러(122b)에서 반사된 레이저 펄스를 제3증폭시키는 역할을 수행한다. 상기 제2증폭매질(121b)은 상기 제1증폭매질(121a)과 이격되어 배치된다. 상기 제2증폭매질(121b) 내의 이온들은 상기 제1펌핑 램프(126a)에 의해 여기될 수 있다. 상기 제2증폭매질(121b)은 로드(rod) 구조로 형성된다. 그리고 상기 제2증폭매질(121a)은 Nd:YAG로 형성된다. 하지만 본 발명은 상기 제2증폭매질(121b)의 구조 및 형태를 얼마든지 변경 가능하다.
그리고 상기 제2증폭매질(121b)은 상기 제1증폭매질(121a)의 상측에 배치된다. 또한 상기 제2증폭매질(121b)은 상기 제2미러(122b)와 동일 축 상에 배치된다. 즉, 상기 제2증폭매질(121b)은 상기 제2미러(122b)의 배치 위치에 따라 상기 제1증폭매질(121a)의 하측에 배치될 수도 있다.
상기 제3미러(122c)는 상기 제2증폭매질(121b)을 사이에 두고 상기 제2미러(122b)와 대향되도록 배치된다. 그리고 상기 제3미러(122c)는 상기 제2증폭매질(121b)을 통과하면서 상기 제3증폭된 레이저 펄스를 반사하여 경로를 조절한다. 즉, 상기 제3미러(122c)는 상기 제2증폭매질(121b)을 통과한 상기 레이저 펄스를 반사하여 경로를 90도 변경하는 역할을 한다. 물론 상기 제3미러(122c)에서 반사되는 레이저 펄스의 반사각도는 변경이 가능하다. 상기 제3미러(122c) 또한 상기 제2미러(122b) 및 상기 제2증폭매질(121b)과 동일 축 상에 배치된다.
상기 제4미러(122d)는 상기 제3미러(122c)에서 공급 받은 레이저 펄스를 상기 제3증폭매질(121c) 방향으로 반사시킨다. 이 때 상기 제3미러(122c)에서 상기 제4미러(122d)로 향하는 레이저 펄스의 진행 경로에는 상기 레이저 펄스의 공간적 크기를 조절하기 위한 렌즈부(125a, 125b)를 더 포함할 수 있다. 상기 렌즈부(125a, 125b)는 제1렌즈(125a) 및 제2렌즈(125b)를 포함할 수 있다. 상기 렌즈부(125a, 125b)는 상기 제1렌즈(125a)와 상기 제2렌즈(125b) 사이의 거리를 조절하여 상기 제3미러(122c)에서 상기 제4미러(122d) 방향으로 향하는 레이저 펄스의 공간 크기를 조절한다.
상기 제3증폭매질(121c)은 상기 제4미러(122b)에서 반사된 레이저 펄스를 제4증폭시키는 역할을 수행한다. 상기 제3증폭매질(121c)은 상기 제4증폭매질(121d)과 이격되어 배치된다. 상기 제3증폭매질(121c) 내의 이온들은 상기 제2펌핑 램프(126b)에 의해 여기될 수 있다. 상기 제3증폭매질(121c)은 로드(rod) 구조로 형성된다. 그리고 상기 제3증폭매질(121c)은 Nd:YAG로 형성된다. 하지만 본 발명은 상기 제3증폭매질(121c)의 구조 및 형태를 얼마든지 변경 가능하다.
상기 제5미러(122e)는 상기 제3증폭매질(121c)을 사이에 두고 상기 제4미러(125b)와 대향하도록 배치된다. 상기 제5미러(122e)는 상기 제3증폭매질(121c)을 통과하면서 제4증폭된 레이저 펄스를 반사하여 경로를 조절한다. 즉, 상기 제5미러(122e)는 상기 제3증폭매질(121c)을 통과한 상기 레이저 펄스를 반사하여 경로를 90도 변경하는 역할을 한다. 물론 상기 제5미러(122e)에서 반사되는 레이저 펄스의 반사각도는 변경이 가능하다. 상기 제5미러(122e)는 상기 제4미러(122d) 및 상기 제3증폭매질(121c)과 동일 축 상에 배치된다.
상기 제6미러(122f)는 상기 제5미러(122e)에서 공급 받은 레이저 펄스를 상기 제4증폭매질(121d) 방향으로 반사시킨다. 본 실시예에서 상기 제6미러(122f)는 상기 제5미러(122e)와 별개로 형성되어 있지만, 상기 제5미러(122e)와 상기 제6미러(122f)는 하나의 미러로 형성될 수도 있다.
상기 제4증폭매질(121d)은 상기 제6미러(122f)에서 반사된 레이저 펄스를 제5증폭시키는 역할을 수행한다. 상기 제4증폭매질(121d)은 상기 제3증폭매질(121c)과 이격되어 배치된다. 상기 제4증폭매질(121d) 내의 이온들은 상기 제2펌핑 램프(126b)에 의해 여기될 수 있다. 상기 제4증폭매질(121d)은 로드(rod) 구조로 형성된다. 그리고 상기 제4증폭매질(121d)은 Nd:YAG로 형성된다. 하지만 본 발명은 상기 제4증폭매질(121d)의 구조 및 형태를 얼마든지 변경 가능하다.
상기 제7미러(122g)는 상기 제4증폭매질(121d)을 사이에 두고 상기 제6미러(122f)와 대향하도록 배치된다. 그리고 상기 제7미러(122g)는 상기 제4증폭매질(121d)을 통과한 레이저 펄스를 반사하여 상기 제8미러(122h) 방향으로 경로를 조절한다.
상기 제8미러(122h)는 상기 제7미러(122g)의 일측에 배치되고, 상기 제7미러(122g)로부터 공급 받은 레이저 펄스의 경로를 조절한다. 상기 제8미러(122h)에서 경로가 조절된 상기 레이저 펄스는 상기 레이저 증폭부(120)로 출력된다. 하지만 본 발명은 이에 한정되지 않고 상기 제7미러(122g)에서 직접 상기 레이저 증폭부(120)로 레이저 펄스를 출력할 수도 있다.
상기 2차 조화파 발생장치(SHG, Second Harmonic Generator)(127)는 상기 제7미러(122g) 또는 상기 제8미러(122h)에서 출력되는 상기 레이저 펄스의 파장을 변화시킨다. 상기 2차 조화파 발생장치(127)는 상기 제7미러(122g) 또는 상기 제8미러(122h)에서 출력되는 레이저 펄스가 진행하는 경로에 배치된다. 상기 2차 조화파 발생장치(127)는 공지의 파장 변화 방식과 유사하게 상기 제8미러(122h)에서 출력되는 상기 레이저 펄스의 파장을 변화시킨다.
상기 제어부(130)는 상기 레이저 생성부(110) 및 상기 레이저 증폭부(120)를 제어하는 역할을 한다. 즉, 상기 제어부(130)는 상기 레이저 소스 생성부(111) 및 상기 펄스폭 조절부(112)에 신호를 가하여 생성되는 레이저 소스의 에너지 및 펄스 폭 등을 조절한다. 이 때 상기 제어부(130)는 상기 레이저 생성부(110)에 포함되어 있는 다이오드 레이저의 전용 드라이버를 이용하여 펄스 폭이 가변되도록 한다. 상기 다이오드 레이저의 전용 드라이버는 100ps 이하의 짧은 라이징 타임(Rising Time)을 가지고 있어서, 수백 ps의 펄스 폭 제어가 가능한 것을 이용한다. 상기 다이오드 레이저의 전용 드라이버의 경우, ps의 짧은 펄스용 드라이버 또는 ms 이상의 펄스를 제어하는 드라이버 중 선택하여 이용할 수 있다.
또한 상기 제어부(130)는 상기 레이저 증폭부(120)의 제1펌핑 램프(126a) 및 제2펌핑 램프(126b)에 신호를 가하여 상기 제1증폭매질(121a), 상기 제2증폭매질(121b), 상기 제3증폭매질(121c) 및 상기 제4증폭매질(121d)의 상태를 조절할 수도 있다. 또한 상기 제어부(130)는 상기 레이저 증폭부(120)에서 출력되는 레이저 펄스가 요구되는 에너지 수준을 갖지 못한 경우 상기 레이저 생성부(110)에 신호를 전달하여 생성되는 레이저 펄스를 조절할 수도 있다.
본 실시예에 따른 피부 치료용 레이저 장치(100)는 레이저 생성부(110)에서 간편하게 펄스 폭을 가변할 수 있고, 상기 레이저 생성부(110)에서 생성된 레이저 펄스를 여러 번 반복적으로 증폭할 수 있는 구조를 가짐으로써, 상기 레이저 생성부(110)에서 생성된 작은 에너지의 레이저 펄스를 큰 에너지의 레이저 펄스로 증폭할 수 있는 장점이 있다.
도 1에서는, 상기 제1펌핑 램프(126a) 및 상기 제2펌핑 램프(126b)가 각각 1개 배치되어 있지만, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 상기 제1펌핑 램프(126a) 및 상기 제2펌핑 램프(126b)는 각각 2개의 램프를 포함하는 구조를 가져서, 상기 제1펌핑 램프(126a)의 각 램프가 상기 제1증폭매질(121a) 및 상기 제2증폭매질(121b)에 빛을 조사하고, 상기 제2펌핑 램프(126b)의 각 램프가 상기 제3증폭매질(121c) 및 상기 제4증폭매질(121d)에 빛을 조사하게 할 수도 있다. 이 경우, 상기 레이저 증폭부(120)의 제어가 용이해지는 효과가 있다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 피부 치료용 레이저 장치(200)는 레이저 생성부(210), 레이저 증폭부(220) 및 제어부(230)를 포함한다. 또한 상기 레이저 생성부(210)는 도 1에 따른 레이저 생성부(110)와 같이 레이저 소스 생성부(미도시)와 펄스폭 조절부(미도시)를 포함할 수 있다. 본 실시예에 따른 피부 치료용 레이저 장치(200)에서 상기 레이저 생성부(210) 및 상기 제어부(230)는 도 1에 따른 피부 치료용 레이저 장치(100)와 유사한바 설명을 생략한다.
상기 레이저 증폭부(220)는 제1빔스플리터(223a), 제1증폭매질(221a), 제1미러(222a), 제1웨이브플레이트(224a), 제2미러(222b), 제2웨이브플레이트(224b), 제2증폭매질(221b), 제1펌핑 램프(226), 제3미러(222c), 제2빔스플리터(223b), 제3웨이브플레이트(224c), 제1렌즈(225a), 제2렌즈(225b) 및 제4미러(222d)를 포함한다. 도면에 도시되지는 않았지만 도 1에서와 같은 2차 조화파 발생장치(미도시)가 더 포함될 수도 있다. 상기 제1빔스플리터(223a)는 P편광은 투과하고 S편광은 반사시킨다. 따라서 상기 레이저 생성부(210)에서 공급 받은 레이저 펄스는 도 1에 따른 레이저 생성부(110) 에서와 같이 P파 이므로 상기 제1빔스플리터(223a)를 그대로 투과한다. 또한 상기 제1빔스플리터(223a)는 상기 레이저 생성부(210)에서 공급 받은 레이저 소스의 진행 방향과 동일축 상에 배치된다. 물론 상기 제1빔스플리터(223a)의 배치는 변경될 수 있다.
상기 제1증폭매질(221a)은 상기 레이저 생성부(210)로부터 공급되는 레이저 소스를 증폭시키는 역할을 수행한다. 상기 제1펌핑 램프(226)는 상기 제1증폭매질(221a) 내의 이온들을 여기시키기 위하여 상기 제1증폭매질(221a)에 빛을 비춘다. 상기 제1펌핑 램프(226a)는 상기 제1증폭매질(221a)과 이격되어 배치된다. 상기 제1증폭매질(221a)은 로드(rod) 구조로 형성된다. 그리고 상기 제1증폭매질(221a)은 Nd:YAG로 형성된다. 하지만 본 발명은 상기 제1증폭매질(221a)의 구조 및 형태를 얼마든지 변경 가능하다.
그리고 상기 제1증폭매질(221a)은 상기 제1빔스플리터(223a)와 동일 축 상에 배치된다. 따라서 상기 제1빔스플리터(223a)를 투과한 상기 레이저 펄스는 상기 제1증폭매질(221a)을 통과하면서 제1증폭 된다.
상기 제1미러(222a)는 상기 제1빔스플리터(223a) 및 상기 제1증폭매질(221a)과 동일 축 상에 배치된다. 또한 상기 제1미러(222a)는 상기 제1빔스플리터(223a)와 상기 제1증폭매질(221a)을 사이에 두고 대향하도록 배치된다. 그리고 상기 제1증폭매질(221a)을 통과하여 제1증폭된 상기 레이저 펄스를 상기 제1증폭매질(221a) 방향으로 반사하는 전부 반사 거울이다. 상기 제1미러(222a)는 상기 제1증폭매질(221a)을 통과하면서 제1증폭된 상기 레이저 펄스를 상기 제1증폭매질(121a)에 의해 다시 한번 증폭 시키기 위해 되돌려 보내는 역할을 한다.
이 때 상기 제1증폭매질(221a)과 상기 제1미러(222a) 사이에는 제1웨이브플레이트(224a)가 배치된다. 상기 제1웨이브플레이트(124)는 상기 제1웨이브플레이트(224a)를 통과하는 파의 위상을 1/4파장 변경시키는 쿼터 웨이브플레이트(QWP, Quarter-Wave-Plate)로 형성된다. 그리고 상기 제1증폭매질(221a)을 통과한 후, 상기 제1웨이브플레이트(224a)를 통과하여 상기 제1미러(222a)로 향하는 레이저 펄스 및 상기 제1미러(222a)에 반사되어 상기 제1웨이브플레이트(224a)로 향하는 레이저 펄스는 원형편광되어 진행한다. 즉, 상기 제1웨이브플레이트(224a)는 상기 제1증폭매질(221a)을 통과하여 상기 제1미러(222a)로 향하는 상기 레이저 펄스의 위상을 1/4파장 변경시키고, 상기 제1미러(222a)에 반사되어 상기 제1증폭매질(221a)로 되돌아 가는 레이저 펄스의 위상을 다시 1/4파장 변경 시킨다. 따라서 상기 레이저 생성부(210)로부터 공급 받은 P파는 상기 제1웨이브플레이트(224a)를 두 번 통과하면서 S파로 변경된다. 이는 상기 제1빔스플리터(223a)로 다시 되돌아 갈 때 투과하지 않고 반사되어 상기 레이저 펄스의 진행 경로가 변경되도록 하기 위함이다.
상기 제1웨이브플레이트(224a)를 두 번 통과한 후 다시 상기 제1증폭매질(221a)로 되돌아 가는 상기 레이저 펄스는 상기 제1증폭매질(221a)을 통과하면서 제2증폭 된다. 상기 제2증폭된 레이저 펄스는 상기 제1빔스플리터(223a)에서 경로가 조절된다. 즉, 상기 제2증폭된 레이저 펄스는 상기 제1빔스플리터(223a)에 반사되어 경로가 90도 변경된다.
상기 제2미러(222b)는 상기 제1빔스플리터(223a)의 경로가 90도 변경된 일측에 배치된다. 따라서 상기 제1빔스플리터(223a)에 반사된 레이저 펄스는 상기 제2미러(222b)에서 반사된다. 상기 제2미러(222b)는 상기 제1빔스플리터(223a)에서 공급 받은 레이저 펄스가 상기 제2증폭매질(221b) 방향으로 반사되도록 배치된다.
상기 제2웨이브플레이트(224b) 상기 제2미러(222b)에서 반사되어 상기 제2증폭매질(221b) 방향으로 향하는 레이저 펄스의 위상을 변경한다. 이 때 상기 제2웨이브플레이트(224b)는 상기 제1웨이브플레이트(224a)와는 달리 하프 웨이브플레이트(HWP, Half Wave Plate)로 형성된다. 즉 상기 제2웨이브플레이트(224b)로 공급 되는 레이저 펄스는 S파 이고, 상기 제2웨이브플레이트(224b)를 통과한 레이저 펄스는 파의 위상이 1/2파장 변경되어 P파가 된다. 이는 상기 제2미러(224b)에서 반사된 레이저 펄스가 상기 제2웨이브플레이트(224b)를 사이에 두고 상기 제2미러(224b)와 대향하도록 배치되는 상기 제2빔스플리터(223b)를 투과하도록 하기 위함이다.
상기 제2빔스플리터(223b)는 상기 제2웨이브플레이트(224b)와 상기 제2증폭매질(221b) 사이에 배치된다. 상기 제2빔스플리터(223b)는 상기 제2웨이브플레이트(224b)를 통과한 레이저 펄스가 P파이므로 반사하지 않고 투과시킨다.
상기 제1렌즈(225a) 및 상기 제2렌즈(225b)는 상기 제2빔스플리터(223b)와 상기 제2웨이브플레이트(224b) 사이에 배치된다. 상기 제1렌즈(225a) 및 상기 제2렌즈(225b)는 상기 제2미러(222b)에서 반사된 레이저 펄스의 공간적 크기를 조절한다.
상기 제2증폭매질(221b)은 상기 제2빔스플리터(223b)를 투과하여 공급되는 레이저 소스를 제3증폭시키는 역할을 수행한다. 상기 제1펌핑 램프(226)는 상기 제2증폭매질(221b) 내의 이온들을 여기시키기 위하여 상기 제2증폭매질(221b)에 빛을 비춘다. 상기 제1펌핑 램프(226)는 상기 제2증폭매질(221b)과 이격되어 배치된다. 상기 제2증폭매질(221b)은 로드(rod) 구조로 형성된다. 그리고 상기 제2증폭매질(221b)은 Nd:YAG로 형성된다. 하지만 본 발명은 상기 제2증폭매질(221b)의 구조 및 형태를 얼마든지 변경 가능하다.
상기 제3미러(222c)는 상기 제2증폭매질(221b)을 통과하면서 제3등폭된 레이저 펄스를 반사하여 상기 제2증폭매질(221b) 방향으로 되돌아 가도록 하는 역할을 한다. 이 때 상기 제3미러(222c)와 상기 제2증폭물질(221b) 사이에는 제3웨이브플레이트(224c)가 배치된다. 상기 제3웨이브플레이트(224c)는 상기 제1웨이브플레이트(224a)와 같이 쿼터 웨이브플레이트로 형성된다. 따라서 상기 제2증폭매질(221b)로부터 상기 제3미러(222c)로 진행하면서 상기 레이저 펄스는 1/4파장 위상이 변경되고, 상기 제3미러(222c)에서 상기 제2증폭매질(221b)로 되돌아 오면서 상기 레이저 펄스는 1/4파장 위상이 변경된다. 그리고 상기 제2증폭매질(221b)을 통과한 후, 상기 제3웨이브플레이트(224c)를 통과하여 상기 제3미러(222c)로 향하는 레이저 펄스 및 상기 제3미러(222c)에 반사되어 상기 제3웨이브플레이트(224c)로 향하는 레이저 펄스는 원형편광되어 진행한다. 즉, 상기 제2증폭매질(221b)로 돌아오는 상기 레이저 펄스는 P파에서 S파로 파형이 변경된다.
상기 제2빔스플리터(223b)는 상기 제3미러(222c)에서 반사되어 상기 제2증폭매질(221b)을 통과하여 제4증폭되는 레이저 펄스를 반사하여 경로를 조절한다. 상기 제2빔스플리터(223b)에서 반사되어 경로가 조절된 상기 레이저 펄스는 상기 제2빔스플리터(223b)의 일측에 배치되는 제4미러(222d)에 반사되어 출력된다.
본 실시예에 따른 장치(200)는 도 1에 따른 장치(100)와 비교할 때 증폭 횟수는 4회로 한 번이 적지만 도 1에 따른 장치(100) 보다 구조가 간단한 장점이 있다. 또한 4회의 증폭이 있으므로 상기 레이저 생성부(210)에서 생성된 낮은 에너지의 레이저 펄스를 충분히 큰 에너지를 갖는 레이저 펄스로 증폭이 가능하다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 피부 치료용 레이저 장치(300)는 레이저 생성부(310), 레이저 증폭부(320) 및 제어부(330)를 포함한다. 상기 레이저 생성부(310)는 도면에는 도시하지 않았지만, 레이저 소스 생성부(미도시) 및 펄스폭 조절부를 포함할 수 있다. 상기 레이저 생성부(310) 및 상기 제어부(330)는 상기 도 1에 따른 피부 치료용 레이저 장치(100)와 유사하므로 설명을 생략한다.
상기 레이저 증폭부(320)는 제1빔스플리터(323a), 제1증폭매질(321a), 제1미러(322a), 제2미러(322b), 제1렌즈(325a), 제2렌즈(325b), 제2증폭매질(321b), 제1펌핑 램프(326), 제2빔스플리터(323b), 제1웨이브플레이트(324), 제3미러(322c) 및 제4미러(322d)를 포함한다. 도면에 도시되지는 않았지만 도 1에서와 같은 2차 조화파 발생장치(미도시)가 더 포함될 수도 있다. 상기 제1빔스플리터(323a)는 P편광은 투과하고 S편광은 반사시킨다. 따라서 상기 레이저 생성부(310)에서 공급 받은 레이저 펄스는 도 1에 따른 레이저 생성부(310) 에서와 같이 P파 이므로 상기 제1빔스플리터(323a)를 그대로 투과한다. 또한 상기 제1빔스플리터(323a)는 상기 레이저 생성부(310)에서 공급 받은 레이저 소스의 진행 방향과 동일축 상에 배치된다. 물론 상기 제1빔스플리터(323a)의 배치는 변경될 수 있다.
상기 제1증폭매질(321a)은 상기 레이저 생성부(310)로부터 공급되는 레이저 소스를 증폭시키는 역할을 수행한다. 상기 제1펌핑 램프(326)는 상기 제1증폭매질(321a) 내의 이온들을 여기시키기 위하여 상기 제1증폭매질(321a)에 빛을 비춘다. 상기 제1펌핑 램프(326)는 상기 제1증폭매질(321a)과 이격되어 배치된다. 상기 제1증폭매질(321a)은 로드(rod) 구조로 형성된다. 그리고 상기 제1증폭매질(321a)은 Nd:YAG로 형성된다. 하지만 본 발명은 상기 제1증폭매질(321a)의 구조 및 형태를 얼마든지 변경 가능하다.
그리고 상기 제1증폭매질(321a)은 상기 제1빔스플리터(323a)와 동일 축 상에 배치된다. 따라서 상기 제1빔스플리터(323a)를 투과한 상기 레이저 펄스는 상기 제1증폭매질(321a)을 통과하면서 제1증폭 된다.
상기 제1미러(322a)는 상기 제1증폭매질(321a)을 사이에 두고 상기 제1빔스플리터(323a)와 대향하도록 배치된다. 상기 제1미러(322a)는 상기 제1증폭매질(321a)을 통과한 레이저 펄스를 반사하여 경로를 변경시킨다.
상기 제2미러(322b)는 상기 제1미러(322a)에 의해 경로가 변경된 레이저 펄스를 반사하여 다시 경로를 변경시킨다. 상기 제2미러(322b)는 상기 제1미러(322a)의 일측에 배치된다.
상기 제2증폭매질(321b)은 상기 제2미러(322b)에서 반사된 레이저 펄스를 제2증폭시키는 역할을 수행한다. 상기 제2증폭매질(321b)은 상기 제1증폭매질(321a)과 이격되어 배치된다. 상기 제1펌핑 램프(326)는 상기 제2증폭매질(321b) 내의 이온들을 여기시키기 위하여 상기 제2증폭매질(321b)에 빛을 비춘다. 상기 제1펌핑 램프(326)는 상기 제2증폭매질(321b)과 이격되어 배치된다. 상기 제1증폭매질(321b)은 로드(rod) 구조로 형성된다. 그리고 상기 제1증폭매질(321b)은 Nd:YAG로 형성된다. 하지만 본 발명은 상기 제1증폭매질(321b)의 구조 및 형태를 얼마든지 변경 가능하다.
그리고 상기 제2증폭매질(321b)은 상기 제2미러(322b)와 동일 축 상에 배치된다. 따라서 상기 제2미러(322b)에서 반사된 상기 레이저 펄스는 상기 제2증폭매질(321b)을 통과하면서 제2증폭 된다.
상기 제1렌즈(325a) 및 상기 제2렌즈(325b)는 상기 제2미러(322b)와 상기 제2증폭매질(321b) 사이에 배치된다. 상기 제1렌즈(325a) 및 상기 제2렌즈(325b)는 상기 제2미러(322b)에서 반사된 레이저 펄스의 공간적 크기를 조절한다.
상기 제2빔스플리터(323b)는 상기 제2증폭매질(321b)을 사이에 두고 상기 제2미러(322b)와 대향하도록 배치된다. 상기 제2빔스플리터(323b)는 상기 제2증폭된 레이저 펄스가 P파 이므로 투과시킨다.
상기 제3미러(322c)는 상기 제2빔스플리터(323b)를 투과한 레이저 펄스를 반사하여 경로를 변경시킨다. 상기 제3미러(322c)는 상기 제2빔스플리터(323b)를 사이에 두고 상기 제2증폭매질(321b)과 대향하도록 배치된다.
상기 제1웨이브플레이트(324)는 상기 제2빔스플리터(323b)와 상기 제3미러(322c) 사이에 배치된다. 상기 제1웨이브플레이트(324)는 하프 웨이브플레이트로 형성된다. 따라서 상기 제1웨이브플레이트(324)를 통과하는 레이저 펄스는 파형이 P파에서 S파로 변경된다.
상기 제3미러(322c)는 상기 제1웨이브플레이트(324)를 사이에 두고 상기 제2빔스플리터(323b)와 대향하도록 배치된다. 또한 상기 제3미러(322c)는 상기 제1빔스플리터(323a)의 일측에 배치된다. 상기 제3미러(322c)에 반사되어 경로가 변경된 레이저 펄스는 상기 제1빔스플리터(323a)로 되돌아가서 반사된다. 상기 제1빔스플리터(323a)에서 반사된 레이저 펄스는 상기 제1증폭매질(321a)로 향한다.
상기 제1증폭매질(321a)을 통과하면서 제3증폭 되는 레이저 펄스는 상기 제1미러(322a)에서 반사되어 경로가 변경된다. 상기 제1미러(322a)에 반사되어 경로가 변경된 레이저 펄스는 상기 제2미러(322b)에 반사되어 경로가 바뀌면서 상기 제2증폭매질(321b)로 향한다.
상기 제2증폭매질(321b)을 통과하면서 제4증폭되는 레이저 펄스는 제2빔스플리터(323b)에서 반사되어 경로가 변경된다. 상기 제1웨이브플레이트(324)를 통과하면서 파형이 S파로 변경되었기 때문에 상기 레이저 펄스는 상기 제2빔스플리터(323b)를 투과하지 못하고 반사되어 경로가 변경된다.
상기 제4미러(322d)는 상기 제2빔스플리터(323b)의 일측에 배치된다. 상기 제4미러(322d)는 상기 제2빔스플리터(323b)에서 반사되는 레이저 펄서의 경로 변경하여 출력한다.
본 실시예에 따른 장치(300)는 도 3에 따른 장치(200)와 비교할 때 증폭 횟수는 4회로 동일하면서도 웨이브플레이트의 수가 도 2에 따른 장치(200) 보다 작아 구조가 간단하면서도 증폭 효율이 좋은 장점이 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허 청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
본 발명을 이용하면 레이저 생성부에서 생성되는 펄스의 폭을 간편하게 조절할 수 있고, 레이저 증폭부에서 펄스의 증폭을 용이하게 할 수 있는 피부 치료용 레이저 장치를 제공할 수 있다.

Claims (13)

100피코초(ps) 이하의 라이징 타임을 가지고 있는 전용 드라이버에 의해서 100피코초(ps) 내지 2000피코초(ps)의 펄스폭으로 가변 가능한 펄스를 생성하는 다이오드 레이저, 및 상기 다이오드 레이저로부터 생성된 펄스의 폭을 조절하는 펄스폭 조절부를 포함하여, 단일 또는 복수의 펄스를 생성하는 레이저 생성부; 및
펌핑 램프, 및 상기 펌핑 램프로부터 광 에너지를 흡수하는 로드 구조의 단일 또는 복수 개의 증폭매질을 포함하는 레이저 증폭부를 포함하고,
상기 레이저 증폭부에서는, 상기 레이저 생성부로부터 공급 받은 펄스가 상기 단일 또는 복수 개의 증폭매질 중에서 적어도 하나의 증폭매질을 외부로부터 내부로 복수 회를 관통하여 통과하면서 점차 증폭되는,
피부 치료용 레이저 장치.
펄스를 생성하는 다이오드 레이저, 및 상기 다이오드 레이저로부터 생성된 펄스의 폭을 조절하는 펄스폭 조절부를 포함하여, 단일 또는 복수의 펄스를 생성하는 레이저 생성부; 및
펌핑 램프, 및 상기 펌핑 램프로부터 광 에너지를 흡수하는 증폭매질을 포함하는 레이저 증폭부를 포함하고,
상기 레이저 증폭부에서는, 상기 레이저 생성부로부터 공급 받은 펄스가 상기 증폭매질을 복수 회를 통과하면서 점차 증폭되는,
피부 치료용 레이저 장치.
펄스 폭이 조절된 펄스를 생성하는 레이저 생성부; 및
상기 레이저 생성부로부터 공급 받은 펄스를 증폭하는 레이저 증폭부를 포함하고,
상기 레이저 증폭부는,
상기 레이저 생성부로부터 공급 받은 펄스를 제1증폭하는 제1증폭매질;
상기 제1증폭매질을 통과하면서 제1증폭된 펄스가 반사되어 상기 제1증폭매질 방향으로 되돌아가도록 배치되는 제1미러;
상기 제1증폭매질을 사이에 두고 상기 제1미러와 대향하도록 배치되고, 상기 제1증폭매질로 되돌아와 통과함으로써 제2증폭되는 펄스의 경로를 조절하는 제1빔스플리터;
통과하는 펄스의 편광 또는 위상을 변경시키기 위해서, 상기 제1미러와 상기 제1빔스플리터 사이에 배치되는 제1웨이브플레이트;
상기 제1빔스플리터에서 경로가 조절된 펄스를 제2증폭매질 방향으로 보내는 제2미러;
상기 제1증폭매질과 이격되어 배치되고, 상기 제2미러로부터 공급 받은 펄스를 제3증폭하는 상기 제2증폭매질;
상기 제1증폭매질 및 상기 제2증폭매질과 이격되어 배치되고, 상기 제1증폭매질 및 상기 제2증폭매질에 빛을 비추는 제1펌핑 램프;
상기 제2증폭매질을 사이에 두고 상기 제2미러와 대향하도록 배치되고, 상기 제2증폭매질을 통과하면서 제3증폭된 펄스를 반사하여 경로를 조절하는 제3미러;
상기 제3미러에서 경로가 조절된 펄스를 제3증폭매질 방향으로 보내는 제4미러;
상기 제4미러에서 공급 받은 펄스를 제4증폭하는 제3증폭매질;
상기 제3증폭매질을 사이에 두고 상기 제4미러와 대향하도록 배치되고, 상기 제3증폭매질을 통과하면서 제4증폭된 펄스를 반사하여 경로를 조절하는 제5미러;
상기 제5미러에서 경로가 조절된 펄스를 제4증폭매질 방향으로 보내는 제6미러;
상기 제6미러에서 공급 받은 펄스를 제5증폭하는 제4증폭매질;
상기 제3증폭매질 및 상기 제4증폭매질과 이격되어 배치되고, 상기 제3증폭매질 및 상기 제4증폭매질에 빛을 비추는 제2펌핑 램프; 및
상기 제4증폭매질을 사이에 두고 상기 제6미러와 대향하도록 배치되고, 상기 제4증폭매질을 통과한 펄스를 반사하여 경로를 조절하는 제7미러를 포함하며,
상기 레이저 생성부에서 공급 되는 상기 펄스는 상기 제1빔스플리트를 투과하여 상기 제1증폭매질 방향으로 향하는,
피부 치료용 레이저 장치.
청구항 3에 있어서,
상기 레이저 생성부는,
레이저 소스 생성부; 및
상기 레이저 소스 생성부에서 생성되는 레이저 소스의 에너지 및 펄스 폭을 조절하여, 설정된 에너지 및 펄스 폭을 갖는 변조된 레이저 소스를 생성하는 펄스폭 조절부를 포함하는,
피부 치료용 레이저 장치.
청구항 4에 있어서,
상기 펄스폭 조절부는,
상기 변조된 레이저 소스 중 어느 하나 또는 상기 레이저 소스 생성부에서 생성된 레이저 소스를 상기 레이저 증폭부로 송출하거나,
상기 변조된 레이저 소스 중 어느 하나와 상기 레이저 소스 생성부에서 생성된 레이저 소스를 교번하여 상기 레이저 증폭부로 송출하거나,
상기 변조된 레이저 소스와 상기 레이저 소스 생성부에서 생성된 레이저 소스를 교번하여 상기 레이저 증폭부로 송출하거나,
상기 변조된 레이저 소스를 상기 레이저 증폭부로 송출하는,
피부 치료용 레이저 장치.
청구항 3에 있어서,
상기 제3미러와 상기 제4미러 사이에 배치되고, 상기 제3미러에서 반사된 펄스의 펄스의 크기를 조절하는 렌즈부를 더 포함하는,
피부 치료용 레이저 장치.
청구항 3에 있어서,
상기 제7미러에서 경로가 조절된 펄스를 반사하여 경로를 조절하여 출력하는 제8미러, 및
상기 제8미러에 의해 출력되는 펄스의 파장을 변경시키는 2차 조화파 발생장치(SHG, Second Harmonic Generator)를 더 포함하는,
피부 치료용 레이저 장치.
펄스 폭이 조절된 펄스를 생성하는 레이저 생성부; 및
상기 레이저 생성부로부터 공급 받은 펄스를 증폭하는 레이저 증폭부를 포함하고,
상기 레이저 증폭부는,
상기 레이저 생성부로부터 공급 받은 펄스를 제1증폭하는 제1증폭매질;
상기 제1증폭매질을 통과하면서 제1증폭된 펄스가 반사되어 상기 제1증폭매질 방향으로 되돌아가도록 배치되는 제1미러;
상기 제1증폭매질을 사이에 두고 상기 제1미러와 대향하도록 배치되고, 상기 제1증폭매질로 되돌아와 통과함으로써 제2증폭되는 펄스의 경로를 조절하는 제1빔스플리터;
통과하는 펄스의 편광 또는 위상을 변경시키기 위해서, 상기 제1미러와 상기 제1빔스플리터 사이에 배치되는 제1웨이브플레이트;
상기 제1빔스플리터에서 경로가 조절된 펄스를 제2증폭매질 방향으로 보내는 제2미러;
상기 제1증폭매질과 이격되어 배치되고, 상기 제2미러로부터 공급 받은 펄스를 제3증폭하는 상기 제2증폭매질;
상기 제1증폭매질 및 상기 제2증폭매질과 이격되어 배치되고, 상기 제1증폭매질 및 상기 제2증폭매질에 빛을 비추는 제1펌핑 램프;
상기 제2증폭매질을 통과하면서 제3증폭된 펄스가 반사되어 상기 제2증폭매질 방향으로 되돌아 가도록 배치되는 제3미러;
상기 제2증폭매질을 사이에 두고 상기 제3미러와 대향하도록 배치되고, 상기 제2증폭매질로 되돌아와 통과함으로써 제4증폭되는 펄스의 경로를 조절하는 제2빔스플리터;
통과하는 펄스의 편광 또는 위상을 변경시키기 위해서, 상기 제3미러와 상기 제2빔스플리터 사이에 배치되는 제3웨이브플레이트; 및
상기 제2미러에서 반사된 펄스는 상기 제2빔스플리터를 통하여 상기 제2증폭매질로 공급되고, 상기 제2미러와 상기 제2빔스플리터 사이에 배치되어 상기 제2미러에서 반사되어 상기 제2빔스플리터로 향하는 펄스의 편광 또는 위상을 변경시키는 제2웨이브플레이트를 포함하며,
상기 레이저 생성부에서 공급 되는 상기 펄스는 상기 제1빔스플리트를 투과하여 상기 제1증폭매질 방향으로 향하는,
피부 치료용 레이저 장치.
청구항 8에 있어서,
상기 제2빔스플리터와 상기 제2웨이브플레이트 사이에 배치되고, 상기 제2웨이브플레이트에서 편광 또는 위상이 변경된 펄스의 크기를 조절하는 렌즈부를 더 포함하는,
피부 치료용 레이저 장치.
청구항 8에 있어서,
상기 제2빔스플리터에서 경로가 조절된 펄스를 반사하여 상기 레이저 증폭부 방향으로 출력하는 제4미러, 및
상기 제4미러에 의해 출력되는 펄스의 파장을 변경시키는 2차 조화파 발생장치(SHG, Second Harmonic Generator)를 더 포함하는,
피부 치료용 레이저 장치.
펄스 폭이 조절된 펄스를 생성하는 레이저 생성부; 및
상기 레이저 생성부로부터 공급 받은 펄스를 증폭하는 레이저 증폭부를 포함하고,
상기 레이저 증폭부는,
상기 레이저 생성부로부터 공급 받은 펄스를 제1증폭하는 제1증폭매질;
상기 제1증폭매질을 통과하면서 제1증폭된 펄스의 경로를 조절하는 제1미러;
상기 제1미러에서 경로가 조절된 펄스를 제2증폭매질 방향으로 보내는 제2미러;
상기 제1증폭매질과 이격되어 배치되고, 상기 제2미러에서 공급 받은 펄스를 제2증폭하는 제2증폭매질;
상기 제1증폭매질 및 상기 제2증폭매질과 이격되어 배치되고, 상기 제1증폭매질 및 상기 제2증폭매질에 빛을 비추는 제1펌핑 램프;
상기 제2증폭매질에서 제2증폭된 펄스를 통과시키는 제2빔스플리터;
상기 제2빔스플리터를 사이에 두고 상기 제2증폭매질과 대향하도록 배치되고, 상기 제2증폭매질을 통과하면서 제2증폭되어 상기 제2빔스플리터를 통과한 펄스를 반사하여 경로를 조절하는 제3미러;
상기 제3미러와 상기 제2빔스플리터 사이에 배치되어 상기 제2빔스플리터를 통과하여 상기 제3미러로 향하는 펄스의 편광 또는 위상을 변경시키는 제1웨이브플레이트;
상기 제1증폭매질을 사이에 두고 상기 제1미러와 대향하도록 배치되고, 상기 제3미러에서 경로가 조절된 펄스를 반사하여 경로를 조절하는 제1빔스플리터;
상기 제1빔스플리터에서 경로가 조절된 펄스는 제1증폭매질을 통과하여 제3증폭되고, 상기 제3증폭된 펄스는 상기 제1미러에서 경로가 조절되어 상기 제2미러 방향으로 향하며, 상기 제2미러에서 경로가 조절된 펄스는 상기 제2증폭매질 방향으로 향하고, 상기 제2증폭매질을 통과하여 제4증폭된 펄스는 상기 제2빔스플리터에서 경로가 조절되어 송출되며,
상기 레이저 생성부에서 공급 되는 상기 펄스는 상기 제1빔스플리트를 투과하여 상기 제1증폭매질 방향으로 향하는,
피부 치료용 레이저 장치.
청구항 11에 있어서,
상기 제2미러와 상기 제2빔스플리터 사이에 배치되고, 상기 제2미러에서 경로가 조절된 펄스의 크기를 조절하는 렌즈부를 더 포함하는,
피부 치료용 레이저 장치.
청구항 11에 있어서,
상기 제2빔스플리터에서 경로가 조절된 펄스를 반사하여 상기 레이저 증폭부 방향으로 출력하는 제4미러, 및
상기 제4미러에 의해 출력되는 펄스의 파장을 변경시키는 2차 조화파 발생장치(SHG, Second Harmonic Generator)를 더 포함하는,
피부 치료용 레이저 장치.
PCT/KR2020/001468 2019-05-03 2020-01-31 피부 치료용 레이저 장치 WO2020226266A1 (ko)

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