WO2020231155A1 - Device and method for generating laser pulse - Google Patents

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WO2020231155A1
WO2020231155A1 PCT/KR2020/006242 KR2020006242W WO2020231155A1 WO 2020231155 A1 WO2020231155 A1 WO 2020231155A1 KR 2020006242 W KR2020006242 W KR 2020006242W WO 2020231155 A1 WO2020231155 A1 WO 2020231155A1
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pockels cell
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phase
resonance path
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PCT/KR2020/006242
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이희철
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주식회사 루트로닉
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    • H01S3/10069Memorized or pre-programmed characteristics, e.g. look-up table [LUT]

Definitions

  • Embodiments of the present invention relate to an apparatus and method for generating laser pulses.
  • Laser beams are used in various fields ranging from industrial, medical and military applications.
  • medical lasers are widely used in surgery, internal medicine, ophthalmology, dermatology, dentistry, and the like, since they can localize predetermined energy and provide non-invasive treatment.
  • the laser beam may be provided through a laser device in the form of a single pulse or multiple pulses, and on the other hand, when an operation of generating multiple pulses, the output stability tends to be lower than that of a single pulse, and thus it is necessary to improve this.
  • It provides a laser pulse generating apparatus and method capable of generating a multi-pulse laser of the shape of the output stability.
  • a laser medium an excitation light source supplying light to the laser medium, a first mirror and a second mirror forming a resonance path through which the light excited by the laser medium is amplified, and on the resonance path
  • a laser generator including the disposed saturated absorber, polarizer, and Pockels cell; And a controller for controlling the saturation absorber or the Pockels cell so that the laser generator operates in a single pulse mode or a multiple pulse mode.
  • the control unit is in the multi-pulse mode, the Pockels cell from an initial time point (t 1 ) at which the current discharge of the excitation light source starts to a threshold time point (t 1 + ⁇ t c ) after a predetermined threshold time ( ⁇ t c ) has elapsed.
  • the Pockels cell may be controlled so that the Pockels cell operates in a mode that maintains the phase of the incident light and after the threshold point (t 1 + ⁇ t c ), the Pockels cell operates in a mode that delays the phase of the incident light.
  • the polarizer is a linear polarizer that transmits only a predetermined linearly polarized component of incident light, and the Pockels cell may operate as a quarter wave plate according to a control signal.
  • the threshold time ( ⁇ t c ) measures the timing jitter of multiple pulses generated from the laser generator while the Pockels cell operates in a mode that maintains the phase of the incident light, and the measured timing jitter is calculated as the current of the excitation light source. It may be a preset value as an elapsed time from the current discharge point at a point in time that matches the discharge curve and indicates timing jitter less than a predetermined value.
  • the threshold time ⁇ t c may include a critical time ⁇ t c _k determined according to the number of desired pulses k (k is a natural number greater than or equal to 1).
  • the laser pulse generator includes an input unit for inputting the number of pulses to be generated in the laser generation unit; And a memory for storing information of the threshold time ⁇ t c _k determined according to the number of pulses k.
  • the laser generator may further include a first position driving unit for driving a position of the saturation absorber so that the saturation absorber deviates from the resonance path.
  • the laser generator comprises a phase retarder disposed on the resonance path; And a second position driver for driving the position of the phase retarder so that the phase retarder deviates from the resonance path.
  • the polarizer may be a linear polarizer that transmits only a predetermined linearly polarized component of incident light, and the phase retarder may be a 1/4 wavelength plate.
  • the controller controls the first position driver and the second position driver so that the saturation absorber deviates from the resonance path and the phase retarder is located on the resonance path, and in the multi-pulse mode, the saturation The first position driver and the second position driver may be controlled so that the absorber is on the resonance path and the phase retarder deviates from the resonance path.
  • a laser medium an excitation light source supplying excitation light to the laser medium, a first mirror and a second mirror forming a resonance path through which the light excited by the laser medium is amplified, and the resonance
  • the method may further include, for the multi-pulse mode operation, setting a timing at which the Pockels cell operates in a mode that maintains the phase of incident light and then switches to a mode that delays the phase of incident light.
  • the Pockels cell phases the incident light from the initial time point (t 1 ) at which the current discharge of the excitation light source starts to a predetermined threshold time point (t 1 + ⁇ t c ) determined by the timing. And controlling the Pockels cell so that the Pockels cell operates in a mode in which the phase of incident light is delayed after the threshold point of time (t 1 + ⁇ t c ).
  • the setting may include operating the Pockels cell in a mode for maintaining the phase of incident light and measuring timing jitter of multiple pulses generated by the laser generator; Measuring a current discharge curve of the excitation light source; And matching the measured timing jitter with the current discharge curve, and setting an elapsed time from the current discharge time point to a threshold time ( ⁇ t c ) at a time point indicating the timing jitter less than or equal to a predetermined value.
  • ⁇ t c threshold time
  • the setting may include setting a reference value for timing jitter determined according to the desired number of pulses (k) (k is a natural number greater than or equal to 1); It may further include a step of setting a threshold time ( ⁇ t c _k) corresponding to the number of pulses (k) by referring to the timing jitter reference value.
  • the method may further include receiving a number of pulses (k) to be generated in the laser generator when the multi-pulse mode is selected, and may further include a threshold time ( ⁇ t c ) corresponding to the number of pulses (k).
  • the Pockels cell may be controlled by reflecting _k) to the critical time point.
  • the above-described laser pulse generator can generate and output a multi-pulse laser having stable output performance.
  • the above-described laser pulse generator may selectively position the saturation absorber and the phase retarder in/outside the resonance path to selectively implement a single pulse mode and a multi-pulse mode with stable output.
  • FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a laser pulse generator according to an embodiment.
  • FIG. 2 shows a schematic structure and optical arrangement of a laser generator employed in the laser pulse generator of FIG. 1.
  • FIG. 3 is a conceptual diagram schematically illustrating timing control of an excitation light source and a Pockels cell by the laser generator of FIG. 1.
  • FIG. 4 is a graph showing exemplary timing jitter and current discharge curves of pulses generated when driving a laser generator.
  • FIG. 5 is a flowchart schematically illustrating a method of generating a laser pulse according to an embodiment.
  • FIG. 6 is a flowchart illustrating detailed steps of FIG. 5 by way of example.
  • 7A and 7B show the driving of the laser generator of FIG. 2, respectively, showing the optical paths in which the Pockels cell is turned off and on.
  • FIG. 8 is a block diagram showing a schematic configuration of an apparatus for generating a laser pulse according to another embodiment.
  • FIG. 9 shows a schematic structure and optical arrangement of a laser generator employed in the laser pulse generator of FIG. 8.
  • FIG. 10 is a flowchart schematically illustrating a method of generating a laser pulse performed by the laser pulse generating apparatus of FIG. 8.
  • 11A and 11B show the single pulse mode operation of the laser generator of FIG. 9 and show the optical paths in which the Pockels cell is turned on and off, respectively.
  • 12A and 12B show the multi-pulse mode operation of the laser generator of FIG. 9, respectively, showing the optical paths in which the Pockels cell is turned off and on.
  • first and second are not used in a limiting meaning, but are used for the purpose of distinguishing one component from another component.
  • a part such as a region or a component is on or on another part, it includes not only the case that is directly above the other part, but also the case where another region, component, etc. is interposed in the middle. do.
  • a specific process order may be performed differently from the described order.
  • two processes described in succession may be performed substantially simultaneously, or may be performed in an order opposite to the described order.
  • a region, a component, etc. when a region, a component, etc. are connected, it includes not only the case where the region and the constituent elements are directly connected, but also the case where the region and the constituent elements are interposed and indirectly connected. .
  • FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a laser pulse generator according to an embodiment
  • FIG. 2 is a schematic structure and optical arrangement of a laser generator used in the laser pulse generator of FIG. 1.
  • 3 is a conceptual diagram schematically illustrating timing control of an excitation light source and a Pockels cell by the laser generator of FIG. 1.
  • the laser pulse generating device 1001 includes a laser generating unit 100 and a control unit 300 for controlling the laser generating unit 100.
  • the laser pulse generating device 1000 may further include a memory 500 in which information used for controlling the laser generating unit 100 is stored, and information used for controlling the laser generating unit 100 It may further include an input unit 400 to be input.
  • the laser generator 100 forms a resonance path of the laser medium 135, an excitation light source 132 that supplies excitation light to the laser medium, and the light amplified by the laser medium 135. And a first mirror 110 and a second mirror 180, a saturation absorber 120, a polarizer 150, and a Pockels cell 170 disposed on the resonance path.
  • the excitation light source 132 and the laser medium 135 may constitute the pump chamber 130.
  • the excitation light source 132 may be a flash lamp, and emits light by receiving power from a power supply (not shown) and providing light to the laser medium 135.
  • the excitation light source 132 is not limited to a flash lamp and may include a laser diode.
  • the laser medium 135 absorbs energy of light supplied from the excitation light source 132 and emits amplified light.
  • the laser medium 135 may be a neodymium-doped yttrium aluminum garnet (Nd:Yag), but is not limited thereto, and Er:Yag may be used as the laser medium 135.
  • the first mirror 110 and the second mirror 180 are disposed to face each other with the laser medium 135 interposed therebetween to form a resonance path of the light amplified by the laser medium 135.
  • One of the first mirror 110 and the second mirror 180 may be a reflective mirror and the other may be an output mirror.
  • the first mirror 110 is illustrated as an output mirror and the second mirror 180 is illustrated as a reflection mirror, but the present invention is not limited thereto.
  • the first mirror 110, which is an output mirror is configured to reflect part of the light and transmit a part of it
  • the second mirror 180 which is a reflective mirror, may be configured to reflect most of the light.
  • the reflectance of the first mirror 110 and the second mirror 180 is not particularly limited, and the reflectance may be appropriately set in a range in which the reflectance of the output mirror is higher than that of the reflective mirror.
  • the Pockels Cell 170 may control a phase of incident light by using an electro-optical material that exhibits a phenomenon in which optical properties change according to an applied electrical signal.
  • the Pockels cell 170 is electrically controlled and may operate in a mode that maintains the phase of incident light or may operate in a mode that delays the phase of incident light. For example, when an electric signal is not applied, the Pockels cell 170 passes light without affecting the phase of the incident light, and when a predetermined electric signal is applied, the Pockels cell 170 may delay the phase of the incident light and pass the light. .
  • the Pockels cell 170 may operate in a mode that maintains the phase of the incident light according to a predetermined electrical signal, and may operate in a mode that delays the phase of the incident light according to another predetermined electrical signal. I can. In a mode in which the phase of incident light is delayed, the Pockels cell 170 may operate as a quarter wave plate. However, the present invention is not limited thereto, and the Pockels cell 170 may operate as a half wave plate according to the application of an electric signal.
  • the Pockels cell 170 is also referred to as an active Q-switch because it is employed in a laser device and can actively control the Q value.
  • the polarizer 150 converts unpolarized light emitted from the laser medium 135 into light of a predetermined polarization.
  • the polarizer 150 may be a linear polarizer that transmits a predetermined linearly polarized light component of incident light and absorbs a linearly polarized light component in a different direction.
  • the saturated absorber 120 may serve to absorb light having an intensity less than a certain level and pass light having an intensity greater than or equal to a certain level.
  • the saturated absorber 120 is also referred to as a passive Q-switcher.
  • the saturated absorber 120 may include a Cr4+:YAG (four-valence Chromium Doped Yttrium Aluminum Garnet).
  • Cr4+:YAG four-valence Chromium Doped Yttrium Aluminum Garnet
  • the laser pulse generator 1000 generates and outputs a multi-pulse laser as described above, and at this time, the controller 300 controls the timing of on/off of the Pockels cell 170 for stable output. In consideration of the timing jitter of the pulse generated by the laser generator 100, the controller 300 turns off the Pockels cell 170, that is, maintains the phase of the incident light until a predetermined time indicating a timing jitter less than an appropriate value.
  • the laser generator 100 is controlled so that the pulse is not output by operating in a mode so that a pulse is output, and thereafter, the Pockels cell 170 is turned on, that is, operated in a mode that delays the phase of the incident light.
  • the predetermined time may be determined in consideration of the current discharge curve of the excitation light source 132.
  • the Pockels cell 170 is turned off from the time point t 1 where the current discharge of the excitation light source 132 starts to the critical time point (t 1 + ⁇ t c ) after a predetermined threshold time ( ⁇ t c ) has elapsed, That is, the excitation light source 132 operates in a mode that maintains the phase of the incident light, and turns on the Pockels cell 170 after the threshold point (t 1 + ⁇ t c ), that is, delays the phase of the incident light. And controls the Pockels cell 170.
  • the timing controller 310 may transmit a timing signal to the excitation light source 132 and the Pockels cell 170.
  • the timing control unit 310 may be included in the control unit 300 illustrated in FIG. 1.
  • the timing controller 310 may include a local oscillator that generates a gigahertz (GHZ) band or a higher frequency to generate an appropriate timing signal.
  • the timing control unit 310 is configured to lock-in the excitation light source 132 and the Pockels cell 170 in order to operate the Pockels cell 170 after a predetermined time after the current discharge of the excitation light source 132 starts. Control to be possible.
  • the timing control unit 310 may generate a first timing signal TS1 at which the excitation light source 132 starts current discharge, and the first timing signal so that the Pockels cell 170 is in an off state at the time point. (TS1) may be transmitted to the Pockels cell 170.
  • the timing controller 310 may generate and send the second timing signal TS2 to the Pockels cell 170 so that the Pockels cell 170 is turned on when the threshold time ⁇ t c elapses. That is, the time difference between the first timing signal TS1 and the second timing signal TS2 is a preset threshold time ⁇ t c .
  • This threshold time ( ⁇ t c ) measures the timing jitter of each of the multiple pulses generated by the laser generator 100 while the Pockels cell 170 operates in a mode that maintains the phase of the incident light, and the timing jitter is predetermined. It can be set in advance so that only pulses below the value are generated. For example, the measured timing jitter may be matched with the current discharge curve of the excitation light source 132 to set the elapsed time from the current discharge time point at which the timing jitter is less than a predetermined value to the threshold time ( ⁇ t c ). . In addition, such a threshold time ( ⁇ t c ) may be determined in plural according to the number of pulses to be generated by the laser generator 100.
  • the number of pulses (N) that can be generated by the laser generator 100 is set, and a plurality of threshold times ( ⁇ t c _k) corresponding to an arbitrary number of pulses less than N (1 ⁇ k ⁇ N ) Can be set in advance.
  • information on a plurality of preset threshold times may be stored in advance in the memory 500, and the number of pulses to be generated by the laser generator 100 may be input through the input unit 400.
  • the control unit 300 drives the laser generator 100 by using information on a threshold time ( ⁇ t c _k) (1 ⁇ k ⁇ N) corresponding to the number of input pulses.
  • FIG. 4 is a graph showing exemplary timing jitter and current discharge curves of pulses generated when driving a laser generator.
  • the number of pulses output on the current discharge curve and the timing jitter of each pulse are displayed.
  • the timing jitter gradually increases as the number of pulses increases. This is a phenomenon that occurs when the energy stored in the laser medium 135 is depleted as the laser pulse is generated and the amount of pump energy gradually decreases in the process of being stored again.
  • the flash lamp used as the excitation light source 132 that supplies pump energy
  • This increased timing jitter eventually causes a decrease in the stability of the output energy. Therefore, when a pulse with a large timing jitter is not generated, a high output energy stability can be obtained while implementing multiple pulses.
  • the fourth to prevent pulses from being generated setting the generated up to the completion time of the third pulse from the discharge start timing of the flash lamp to the threshold time ( ⁇ t c), and, after the threshold time ( ⁇ t c) has passed a pulse is generated Controls the Pockels cell 170 so that it is not.
  • the threshold time ⁇ t c is determined based on the completion of the third pulse generation, but the method of setting the threshold time ⁇ t c is not limited thereto.
  • the shape of the current discharge curve may vary according to the detailed configuration of the laser generator 100 and driving requirements, and the threshold time may be appropriately set in consideration of the timing jitter reference value and the desired number of pulses in each situation.
  • FIG. 5 is a flowchart schematically illustrating a method of generating a laser pulse according to an exemplary embodiment
  • FIG. 6 is a flowchart illustrating detailed steps of FIG. 5 by way of example.
  • 7A and 7B show the driving of the laser generator of FIG. 2, respectively, showing the optical paths in which the Pockels cell is turned off and on.
  • the mode switching timing of the Pockels cell is set (S10).
  • This step is a step of setting the timing at which the Pockels cell operates in a mode that maintains the phase of incident light and then switches to a mode that delays the phase of incident light, as described with reference to FIG. 4.
  • the Pockels cell is turned off to drive the laser generator (S11), the current discharge curve and timing jitter of the excitation light source are measured (S13), and then, a threshold time is set from the measured result (S15). .
  • a threshold time is set from the measured result (S15).
  • the elapsed time from the current discharge time point at which the timing jitter is less than or equal to a predetermined value may be set as the threshold time ( ⁇ t c ).
  • a plurality of threshold times determined according to the number of pulses to be generated may be set.
  • N threshold times ( ⁇ t c _k) (1 ⁇ k ⁇ N) corresponding to the number of pulses k may be set.
  • the information set in this way is stored in the memory of the laser pulse generator.
  • the number of pulses k (1 ⁇ k ⁇ N) to be generated by the laser generator is selected (S20).
  • the selection of the number of pulses k may be, for example, a user input or an input by executing another device or program.
  • the laser generator is driven by reflecting the threshold time ( ⁇ t c _k) corresponding to the selected number of pulses (k) as the critical time point of the Pockels cell control (S30).
  • the Pockels cell 170 operates in a mode in which the phase of the incident light is maintained from the initial time point (t 1 ) at which the current discharge of the excitation light source 132 starts to the critical time point (t 1 + ⁇ t c _k). Control the cell 170 (S32).
  • the excitation light L E emitted from the pump chamber 130 is unpolarized light, passes through the polarizer 150 and is linearly polarized with S polarization.
  • S polarization is exemplary, and may be linearly polarized with P polarization perpendicular thereto.
  • the Pockels cell 170 is in an off state and transmits incident light without affecting the polarization of the incident light.
  • the off state represents a state that does not affect the polarization of the incident light, and is not limited to the meaning that an electric signal is not applied.
  • a predetermined electric signal for allowing the Pockels cell 170 to transmit incident light without affecting the polarization of the incident light may be applied to the Pockels cell 170. Even after the S-polarized light passes through the Pockels cell 170 in the off state, the S-polarized light is maintained as it is, and the S-polarized light, which is reflected by the second mirror 180, is maintained as it is. S-polarized light may pass through the polarizer 150, and therefore, the excitation light L E emitted from the pump chamber 130 may reciprocate the resonance path between the first mirror 110 and the second mirror 180. I can.
  • the Pockels cell 170 is driven in an ON state to operate in a mode that delays the phase of incident light.
  • An electric signal for causing the Pockels cell 170 to operate as a 1/4 wavelength plate may be applied to the Pockels cell 170.
  • the Pockels cell 170 is controlled to be ON.
  • the excitation light L E emitted from the pump chamber 130 is unpolarized light, passes through the polarizer 150 and is linearly polarized with S polarization.
  • the Pockels cell 170 is in an ON state and operates in a mode that delays polarization of incident light.
  • the Pockels cell 170 may operate as a 1/4 wavelength plate.
  • the S-polarized light changes to a right-handed circular polarization (RC) state after passing through the Pockels cell 170 in a state of operating as a quarter-wave plate.
  • the light of the right circular polarization RC is reflected by the second mirror 180 and changes to a left-handed circular polarization (LC) state.
  • the left circular polarized light passes through the Pockels cell 170 operating as a 1/4 wavelength plate, and is converted into S polarization and P polarization, which is linearly polarized light in the vertical direction. Since the polarizer 150 transmits only S polarized light, light of P polarized light does not pass through the polarizer 150. In this way, a resonance path capable of reciprocating between the first mirror 110 and the second mirror 180 is not formed by the action of the Pockels cell 170, and a pulse is not output. Since the timing at which the Pockels cell 170 is controlled in this state is based on a preset threshold time so that an unstable pulse is not generated, the laser pulse generator 1000 can maintain a stable output while implementing a multi-pulse.
  • FIG. 8 is a block diagram showing a schematic configuration of a laser pulse generator according to another embodiment
  • FIG. 9 is a cross-sectional view showing a schematic structure of a laser generator used in the laser pulse generator of FIG. 8.
  • the laser pulse generating device 1001 includes a laser generating unit 101 and a control unit 301 that controls the laser generating unit 101.
  • the laser pulse generating device 1001 may further include a memory 501 in which information used for controlling the laser generating unit 101 is stored, and information used for controlling the laser generating unit 101 It may further include an input unit 401 to which is input.
  • the laser generator 101 shown in FIG. 9 may be positioned in and out of the resonance path, and the saturation absorber 121 may be positioned to resonate on the resonance path. It further includes a phase retarder 161 that can be positioned in or out of the path. The phase retarder 161 may be a 1/4 wavelength plate.
  • the laser generator 101 has a first position driving unit 125 and a phase retarder 161 that drive the position of the saturation absorber 121 so that the saturation absorber 121 can move in and out of the resonance path. It may further include a second position driving unit 165 for driving the position of the phase retarder 161 so as to move inside and out.
  • the laser generator 100 may be selectively operated in a single pulse mode or a multiple pulse mode. For example, whether the laser generator 101 operates in a single pulse mode or a multi-pulse mode may be input through the input unit 401, and the control unit 301 includes the laser generator 101 in the single pulse mode or The first position driver 125, the second position driver 165, and the Pockels cell 170 may be controlled to operate in a multi-pulse mode.
  • the first position driving unit 125 and the second position driving unit 125 so that the saturation absorber 121 deviates from the resonance path and the phase retarder 161 is located within the resonance path. 165) is controlled.
  • 11A shows an optical path in which the Pockels cell 170 is controlled in an ON state.
  • the unpolarized excitation light L E emitted from the pump chamber 130 is linearly polarized with S polarization by the polarizer 150.
  • the phase retarder 161 which is a 1/4 wavelength plate
  • polarization is converted into right-circular polarization (RC)
  • RC right-circular polarization
  • the Pockels cell 170 operating as a 1/4 wavelength plate by being controlled to be ON.
  • Polarization is converted back to S polarization.
  • the S polarized light which is linearly polarized light
  • the second mirror 180 the S polarized light is maintained and passes through the Pockels cell 170 operating as the next quarter-wave plate and enters a right-circular polarization (RC) state.
  • RC right-circular polarized light
  • the phase retarder 161 that is a 1/4 wavelength plate and changes to the S-polarized state again, and the light of S-polarized light may pass through the polarizer 150 that transmits the S-polarized component.
  • a resonance path through which light can reciprocate between the first mirror 110 and the second mirror 180 is formed, and the amplified laser light is output through the first mirror 110.
  • 11B shows an optical path in which the Pockels cell 170 is controlled in an ON state.
  • the unpolarized excitation light L E emitted from the pump chamber 130 is linearly polarized with S polarization by the polarizer 150.
  • the phase retarder 161 which is a 1/4 wavelength plate, is converted into right-circular polarization (RC), and passes through the Pockels cell 170 controlled in an OFF state, and the right-circular polarization (RC) is maintained.
  • the right circularly polarized light RC is reflected by the second mirror 180, is changed to the left circularly polarized light LC, passes through the Pockels cell 170 controlled in an OFF state, and maintains the left circularly polarized light LC state.
  • phase retarder 161 which is a 1/4 wavelength plate, and is polarized into P polarized light.
  • the light in the P polarization state cannot pass through the polarizer 150 that transmits only the S polarization component. In this way, a resonance path capable of reciprocating between the first mirror 110 and the second mirror 180 is not formed by the action of the Pockels cell 170, and a pulse is not output.
  • the saturation absorber is positioned out of the resonance path and the phase retarder is positioned in the resonance path (S21)
  • the laser generating unit When 100) is driven (S23)
  • the output path of FIG. 11A is temporarily formed and a single pulse may be output.
  • step S20 When the multi-pulse mode is selected in the mode selection step (S20), the saturation absorber 121 is disposed on the resonance path and the phase retarder 161 is located outside the resonance path, so that the first position driver 125 and the second position driver (165) is controlled (S31). In addition, the number of pulses k to be generated in the multi-pulse mode is selected (S33).
  • step S31 and step S33 is exemplary, and may be performed at the same time or may be reversed.
  • FIG. 12A is an optical path in which the Pockels cell 170 is controlled in an OFF state
  • FIG. 12B shows an optical path in which the Pockels cell 170 is controlled in an ON state
  • FIGS. 7A and 7B They are substantially the same as the optical paths described respectively.
  • the threshold point ( ⁇ tc_k) is set according to the selected number of pulses (k), and the Pockels cell 170 during t 1 to t 1 + ⁇ tc_k based on the current discharge start point (t 1 ) of the excitation light source 132 As shown in FIG. 12A, a reciprocating resonance path is formed to output multiple pulses (S32). Next, during t 1 + ⁇ tc_k ⁇ t 1 +t p , the Pockels cell 170 is turned on to form an optical path as shown in FIG. 12B, so that a pulse that causes unstable output is not generated. do.

Abstract

Provided according to one embodiment of the present invention is a laser pulse generator comprising: a laser generation unit which includes a laser medium, an excitation light source supplying excitation light to the laser medium, a first mirror and a second mirror that form a resonance path in which the light excited in the laser medium is amplified, and a saturation absorbent, a polarizer, and a Pockels cell that are disposed on the resonance path; and a control unit which controls the saturation absorbent or the Pockels cell such that the laser generation unit operates in a single-pulse mode or a multi-pulse mode.

Description

레이저 펄스 발생 장치 및 방법Laser pulse generator and method
본 발명의 실시예들은 레이저 펄스 발생 장치 및 방법에 관한 것이다. Embodiments of the present invention relate to an apparatus and method for generating laser pulses.
레이저 빔은 산업용, 의료용 및 군사용 등에 이르기까지 다양한 분야에서 사용되고 있다. 특히, 의료용 레이저는 국부적으로 소정의 에너지를 집중시킬 수 있고 비침습적 치료가 가능하므로, 외과, 내과, 안과, 피부과, 치과 등에서 광범위하게 사용되고 있다. Laser beams are used in various fields ranging from industrial, medical and military applications. In particular, medical lasers are widely used in surgery, internal medicine, ophthalmology, dermatology, dentistry, and the like, since they can localize predetermined energy and provide non-invasive treatment.
레이저 빔은 단일 펄스 또는 다중 펄스의 형태로 레이저 장치를 통해 제공될 수 있으며, 한편, 다중 펄스를 생성하는 동작 시 단일 펄스에 비해 출력 안정도가 낮아지는 경향이 있어 이를 개선하는 것이 필요하다. The laser beam may be provided through a laser device in the form of a single pulse or multiple pulses, and on the other hand, when an operation of generating multiple pulses, the output stability tends to be lower than that of a single pulse, and thus it is necessary to improve this.
출력 안정도가 형상된 다중 펄스 레이저를 발생시킬 수 있는 레이저 펄스 발생 장치 및 방법을 제공한다. It provides a laser pulse generating apparatus and method capable of generating a multi-pulse laser of the shape of the output stability.
일 유형에 따르면, 레이저 매질과, 상기 레이저 매질에 광을 공급하는 여기 광원과, 상기 레이저 매질에서 여기된 광이 증폭되는 공진 경로를 형성하는 제1미러 및 제2미러와, 상기 공진 경로상에 배치된 포화 흡수체, 편광자 및 포켈스 셀을 포함하는 레이저 발생부; 및 상기 레이저 발생부가 단일 펄스 모드 또는 다중 펄스 모드로 동작하도록 상기 포화흡수체 또는 상기 포켈스 셀을 제어하는 제어부;를 포함하는, 레이저 펄스 발생 장치가 제공된다.According to one type, a laser medium, an excitation light source supplying light to the laser medium, a first mirror and a second mirror forming a resonance path through which the light excited by the laser medium is amplified, and on the resonance path A laser generator including the disposed saturated absorber, polarizer, and Pockels cell; And a controller for controlling the saturation absorber or the Pockels cell so that the laser generator operates in a single pulse mode or a multiple pulse mode.
상기 제어부는 상기 다중 펄스 모드에서, 상기 여기 광원의 전류 방전이 시작된 초기 시점(t1)부터 소정의 임계 시간(Δtc)이 경과한 임계 시점(t1+Δtc)까지는 상기 포켈스 셀이 입사광의 위상을 유지시키는 모드로 동작하고 상기 임계 시점(t1+Δtc) 이후에는 상기 포켈스 셀이 입사광의 위상을 지연시키는 모드로 동작하도록 상기 포켈스 셀을 제어할 수 있다. The control unit is in the multi-pulse mode, the Pockels cell from an initial time point (t 1 ) at which the current discharge of the excitation light source starts to a threshold time point (t 1 +Δt c ) after a predetermined threshold time (Δt c ) has elapsed. The Pockels cell may be controlled so that the Pockels cell operates in a mode that maintains the phase of the incident light and after the threshold point (t 1 +Δt c ), the Pockels cell operates in a mode that delays the phase of the incident light.
상기 편광자는 입사광 중 소정의 선편광 성분만을 투과시키는 선편광자이고, 상기 포켈스 셀은 제어 신호에 따라 1/4 파장판으로 동작할 수 있다. The polarizer is a linear polarizer that transmits only a predetermined linearly polarized component of incident light, and the Pockels cell may operate as a quarter wave plate according to a control signal.
상기 임계 시간(Δtc)은 상기 포켈스 셀이 입사광의 위상을 유지시키는 모드로 동작하는 상태에서 레이저 발생부에서 발생되는 다중 펄스의 타이밍 지터를 측정하고, 측정된 타이밍 지터를 상기 여기 광원의 전류 방전 커브와 매칭하여, 소정 값 이하의 타이밍 지터를 나타내는 시점의 전류 방전 시점으로부터의 경과 시간으로 미리 설정된 값일 수 있다. The threshold time (Δt c ) measures the timing jitter of multiple pulses generated from the laser generator while the Pockels cell operates in a mode that maintains the phase of the incident light, and the measured timing jitter is calculated as the current of the excitation light source. It may be a preset value as an elapsed time from the current discharge point at a point in time that matches the discharge curve and indicates timing jitter less than a predetermined value.
상기 임계 시간(Δtc)은 원하는 펄스의 개수(k)(k는 1이상의 자연수)에 따라 정해지는 임계 시간(Δtc_k)을 포함할 수 있다. The threshold time Δt c may include a critical time Δt c _k determined according to the number of desired pulses k (k is a natural number greater than or equal to 1).
상기 레이저 펄스 발생 장치는 레이저 발생부에서 발생할 펄스의 개수를 입력하는 입력부; 및 상기 펄스의 개수(k)에 따라 정해지는 상기 임계 시간(Δtc_k)의 정보가 저장되는 메모리;를 더 포함할 수 있다. The laser pulse generator includes an input unit for inputting the number of pulses to be generated in the laser generation unit; And a memory for storing information of the threshold time Δt c _k determined according to the number of pulses k.
상기 레이저 발생부는 상기 포화 흡수체가 상기 공진 경로에서 벗어나도록 상기 포화 흡수체의 위치를 구동하는 제1 위치구동부를 더 포함할 수 있다. The laser generator may further include a first position driving unit for driving a position of the saturation absorber so that the saturation absorber deviates from the resonance path.
상기 레이저 발생부는 상기 공진 경로 상에 배치된 위상 지연자; 및 상기 위상 지연자가 상기 공진 경로에서 벗어나도록 상기 위상 지연자의 위치를 구동하는 제2 위치구동부;를 더 포함할 수 있다. The laser generator comprises a phase retarder disposed on the resonance path; And a second position driver for driving the position of the phase retarder so that the phase retarder deviates from the resonance path.
상기 편광자는 입사광 중 소정의 선편광 성분만을 투과시키는 선편광자이고, 상기 위상 지연자는 1/4 파장판일 수 있다. The polarizer may be a linear polarizer that transmits only a predetermined linearly polarized component of incident light, and the phase retarder may be a 1/4 wavelength plate.
상기 제어부는 상기 단일 펄스 모드에서는 상기 포화 흡수체가 상기 공진 경로에서 벗어나고 상기 위상 지연자가 상기 공진 경로 상에 위치하도록 상기 제1 위치구동부 및 상기 제2 위치구동부를 제어하며, 상기 다중 펄스 모드에서는 상기 포화 흡수체가 상기 공진 경로 상에 위치하고 상기 위상 지연자가 상기 공진 경로에서 벗어나도록 제1 위치구동부 및 상기 제2 위치구동부를 제어할 수 있다. In the single pulse mode, the controller controls the first position driver and the second position driver so that the saturation absorber deviates from the resonance path and the phase retarder is located on the resonance path, and in the multi-pulse mode, the saturation The first position driver and the second position driver may be controlled so that the absorber is on the resonance path and the phase retarder deviates from the resonance path.
또한, 일 유형에 따르면, 레이저 매질과, 상기 레이저 매질에 여기광을 공급하는 여기 광원과, 상기 레이저 매질에서 여기된 광이 증폭되는 공진 경로를 형성하는 제1미러 및 제2미러와, 상기 공진 경로상에 배치된 포화 흡수체, 편광자 및 포켈스 셀을 포함하는 레이저 발생부를 이용하여 레이저 펄스를 발생시키는 방법에 있어서, 상기 레이저 발생부의 단일 펄스 모드 또는 다중 펄스 모드로의 동작 여하가 선택되는 단계; 및 상기 선택에 따라 상기 포화 흡수체 또는 상기 포켈스 셀을 제어하는 단계;를 포함하는, 방법이 제공된다.In addition, according to one type, a laser medium, an excitation light source supplying excitation light to the laser medium, a first mirror and a second mirror forming a resonance path through which the light excited by the laser medium is amplified, and the resonance A method of generating a laser pulse using a laser generator including a saturation absorber, a polarizer, and a Pockels cell disposed on a path, the method comprising: selecting whether the laser generator operates in a single pulse mode or a multiple pulse mode; And controlling the saturated absorber or the Pockels cell according to the selection.
상기 방법은 상기 다중 펄스 모드 동작을 위해, 상기 포켈스 셀이 입사광의 위상을 유지시키는 모드로 동작하다가 입사광의 위상을 지연시키는 모드로 전환되는 타이밍을 설정하는 단계;를 더 포함할 수 있다. The method may further include, for the multi-pulse mode operation, setting a timing at which the Pockels cell operates in a mode that maintains the phase of incident light and then switches to a mode that delays the phase of incident light.
상기 방법은 상기 다중 펄스 모드가 선택된 경우, 상기 여기 광원의 전류 방전이 시작된 초기 시점(t1)부터 상기 타이밍에 의해 정해진 소정의 임계 시점(t1+Δtc)까지는 포켈스 셀이 입사광의 위상을 유지시키는 모드로 동작하고, 상기 임계 시점(t1+Δtc) 이후에는 상기 포켈스 셀이 입사광의 위상을 지연시키는 모드로 동작하도록 상기 포켈스 셀을 제어하는 단계;를 포함할 수 있다. In the above method, when the multi-pulse mode is selected, the Pockels cell phases the incident light from the initial time point (t 1 ) at which the current discharge of the excitation light source starts to a predetermined threshold time point (t 1 +Δt c ) determined by the timing. And controlling the Pockels cell so that the Pockels cell operates in a mode in which the phase of incident light is delayed after the threshold point of time (t 1 +Δt c ).
상기 설정하는 단계는 상기 포켈스 셀을 입사광의 위상을 유지시키는 모드로 동작시키며 상기 레이저 발생부에서 발생되는 다중 펄스의 타이밍 지터를 측정하는 단계; 상기 여기 광원의 전류 방전 커브를 측정하는 단계; 측정된 타이밍 지터를 상기 전류 방전 커브와 매칭하여, 소정 값 이하의 타이밍 지터를 나타내는 시점의 전류 방전 시점으로부터의 경과 시간을 임계 시간 (Δtc)으로 설정하는 단계;를 포함할 수 있다. The setting may include operating the Pockels cell in a mode for maintaining the phase of incident light and measuring timing jitter of multiple pulses generated by the laser generator; Measuring a current discharge curve of the excitation light source; And matching the measured timing jitter with the current discharge curve, and setting an elapsed time from the current discharge time point to a threshold time (Δt c ) at a time point indicating the timing jitter less than or equal to a predetermined value.
상기 설정하는 단계는 원하는 펄스의 개수(k)(k는 1이상의 자연수)에 따라 각각 정해지는 타이밍 지터 기준값을 설정하는 단계; 상기 타이밍 지터 기준값을 참고하여, 펄스 개수(k)에 대응하는 임계 시간(Δtc_k)을 설정하는 단계;를 더 포함할 수 있다. The setting may include setting a reference value for timing jitter determined according to the desired number of pulses (k) (k is a natural number greater than or equal to 1); It may further include a step of setting a threshold time (Δt c _k) corresponding to the number of pulses (k) by referring to the timing jitter reference value.
상기 방법은 상기 다중 펄스 모드가 선택된 경우, 상기 레이저 발생부에서 발생할 펄스의 개수(k)를 입력받는 단계;를 더 포함할 수 있고, 상기 펄스의 개수(k)에 대응하는 임계 시간(Δtc_k)을 상기 임계 시점에 반영하여 상기 포켈스 셀을 제어할 수 있다. The method may further include receiving a number of pulses (k) to be generated in the laser generator when the multi-pulse mode is selected, and may further include a threshold time (Δt c ) corresponding to the number of pulses (k). The Pockels cell may be controlled by reflecting _k) to the critical time point.
상술한 레이저 펄스 발생 장치는 안정된 출력 성능을 가지는 다중 펄스 레이저를 생성, 출력할 수 있다. The above-described laser pulse generator can generate and output a multi-pulse laser having stable output performance.
상술한 레이저 펄스 발생 장치는 포화 흡수체 및 위상 지연자를 공진 경로 내/외로 선택적으로 위치 구동하여, 단일 펄스 모드 및 안정된 출력의 다중 펄스 모드를 선택적으로 구현할 수 있다.The above-described laser pulse generator may selectively position the saturation absorber and the phase retarder in/outside the resonance path to selectively implement a single pulse mode and a multi-pulse mode with stable output.
도 1은 실시예에 따른 레이저 펄스 발생 장치의 개략적인 구성을 보이는 블록도이다.1 is a block diagram showing a schematic configuration of a laser pulse generator according to an embodiment.
도 2는 도 1의 레이저 펄스 발생 장치에 채용되는 레이저 발생부의 개략적인 구조와 광학적 배치를 보인다.2 shows a schematic structure and optical arrangement of a laser generator employed in the laser pulse generator of FIG. 1.
도 3은 도 1의 레이저 발생 장치가 여기 광원 및 포켈스 셀을 타이밍 제어하는 것을 개략적으로 설명하는 개념도이다.3 is a conceptual diagram schematically illustrating timing control of an excitation light source and a Pockels cell by the laser generator of FIG. 1.
도 4는 레이저 발생부 구동시 생성되는 펄스의 타이밍 지터 및 전류 방전 커브를 예시적으로 보인 그래프이다. 4 is a graph showing exemplary timing jitter and current discharge curves of pulses generated when driving a laser generator.
도 5는 실시예에 따른 레이저 펄스 발생 방법을 개략적으로 설명하는 흐름도이다.5 is a flowchart schematically illustrating a method of generating a laser pulse according to an embodiment.
도 6은 도 5의 세부 단계를 예시적으로 보인 흐름도이다.6 is a flowchart illustrating detailed steps of FIG. 5 by way of example.
도 7a 및 도 7b는 도 2의 레이저 발생부의 구동을 보이는 것으로 각각 포켈스 셀이 오프, 온 된 상태의 광경로를 보인다. 7A and 7B show the driving of the laser generator of FIG. 2, respectively, showing the optical paths in which the Pockels cell is turned off and on.
도 8은 다른 실시예에 따른 레이저 펄스 발생 장치의 개략적인 구성을 보이는 블록도이다.8 is a block diagram showing a schematic configuration of an apparatus for generating a laser pulse according to another embodiment.
도 9는 도 8의 레이저 펄스 발생 장치에 채용되는 레이저 발생부의 개략적인 구조와 광학적 배치를 보인다. 9 shows a schematic structure and optical arrangement of a laser generator employed in the laser pulse generator of FIG. 8.
도 10은 도 8의 레이저 펄스 발생 장치가 수행하는 레이저 펄스 발생 방법을 개략적으로 설명하는 흐름도이다.10 is a flowchart schematically illustrating a method of generating a laser pulse performed by the laser pulse generating apparatus of FIG. 8.
도 11a 및 도 11b는 도 9의 레이저 발생부의 단일 펄스 모드 동작을 보이는 것으로 포켈스 셀이 각각 온, 오프된 상태의 광경로를 보인다.11A and 11B show the single pulse mode operation of the laser generator of FIG. 9 and show the optical paths in which the Pockels cell is turned on and off, respectively.
도 12a 및 도 12b는 도 9의 레이저 발생부의 다중 펄스 모드 동작을 보이는 것으로 각각 포켈스 셀이 오프, 온 된 상태의 광경로를 보인다. 12A and 12B show the multi-pulse mode operation of the laser generator of FIG. 9, respectively, showing the optical paths in which the Pockels cell is turned off and on.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명의 효과 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 다양한 형태로 구현될 수 있다. Since the present invention can apply various transformations and have various embodiments, specific embodiments are illustrated in the drawings and will be described in detail in the detailed description. Effects and features of the present invention, and a method of achieving them will be apparent with reference to the embodiments described later in detail together with the drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below and may be implemented in various forms.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 하며, 도면을 참조하여 설명할 때 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, and when describing with reference to the drawings, the same or corresponding constituent elements are assigned the same reference numerals, and redundant descriptions thereof will be omitted. .
이하의 실시예에서, 제1, 제2 등의 용어는 한정적인 의미가 아니라 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하는 목적으로 사용되었다. In the following embodiments, terms such as first and second are not used in a limiting meaning, but are used for the purpose of distinguishing one component from another component.
이하의 실시예에서, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.In the following examples, the singular expression includes the plural expression unless the context clearly indicates otherwise.
이하의 실시예에서, 포함하다 또는 가지다 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 또는 구성요소가 존재함을 의미하는 것이고, 하나 이상의 다른 특징들 또는 구성요소가 부가될 가능성을 미리 배제하는 것은 아니다. In the following embodiments, terms such as include or have means that the features or elements described in the specification are present, and do not preclude the possibility of adding one or more other features or elements in advance.
이하의 실시예에서, 영역, 구성 요소 등의 부분이 다른 부분 위에 또는 상에 있다고 할 때, 다른 부분의 바로 위에 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 영역, 구성 요소 등이 개재되어 있는 경우도 포함한다. In the following embodiments, when a part such as a region or a component is on or on another part, it includes not only the case that is directly above the other part, but also the case where another region, component, etc. is interposed in the middle. do.
도면에서는 설명의 편의를 위하여 구성 요소들이 그 크기가 과장 또는 축소될 수 있다. 예컨대, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다.In the drawings, components may be exaggerated or reduced in size for convenience of description. For example, the size and thickness of each component shown in the drawings are arbitrarily shown for convenience of description, and the present invention is not necessarily limited to what is shown.
어떤 실시예가 달리 구현 가능한 경우에 특정한 공정 순서는 설명되는 순서와 다르게 수행될 수도 있다. 예를 들어, 연속하여 설명되는 두 공정이 실질적으로 동시에 수행될 수도 있고, 설명되는 순서와 반대의 순서로 진행될 수 있다. When a certain embodiment can be implemented differently, a specific process order may be performed differently from the described order. For example, two processes described in succession may be performed substantially simultaneously, or may be performed in an order opposite to the described order.
이하의 실시예에서, 영역, 구성 요소 등이 연결되었다고 할 때, 영역, 구성 요소들이 직접적으로 연결된 경우뿐만 아니라 영역, 구성요소들 중간에 다른 영역, 구성 요소들이 개재되어 간접적으로 연결된 경우도 포함한다. In the following embodiments, when a region, a component, etc. are connected, it includes not only the case where the region and the constituent elements are directly connected, but also the case where the region and the constituent elements are interposed and indirectly connected. .
도 1은 실시예에 따른 레이저 펄스 발생 장치의 개략적인 구성을 보이는 블록도이고, 도 2는 도 1의 레이저 펄스 발생 장치에 채용되는 레이저 발생부의 개략적인 구조와 광학적 배치를 보인다. 도 3은 도 1의 레이저 발생 장치가 여기 광원 및 포켈스 셀을 타이밍 제어하는 것을 개략적으로 설명하는 개념도이다.1 is a block diagram showing a schematic configuration of a laser pulse generator according to an embodiment, and FIG. 2 is a schematic structure and optical arrangement of a laser generator used in the laser pulse generator of FIG. 1. 3 is a conceptual diagram schematically illustrating timing control of an excitation light source and a Pockels cell by the laser generator of FIG. 1.
레이저 펄스 발생 장치(1001)는 레이저 발생부(100) 및 레이저 발생부(100)를 제어하는 제어부(300)를 포함한다. 레이저 펄스 발생 장치(1000)는 또한, 레이저 발생부(100)의 제어에 사용되는 정보가 저장되는 메모리(500)를 더 포함할 수 있고, 또한, 레이저 발생부(100)의 제어에 사용되는 정보가 입력되는 입력부(400)를 더 포함할 수 있다.The laser pulse generating device 1001 includes a laser generating unit 100 and a control unit 300 for controlling the laser generating unit 100. The laser pulse generating device 1000 may further include a memory 500 in which information used for controlling the laser generating unit 100 is stored, and information used for controlling the laser generating unit 100 It may further include an input unit 400 to be input.
레이저 발생부(100)는 도 2에 예시한 바와 같이, 레이저 매질(135)과, 레이저 매질에 여기광을 공급하는 여기 광원(132)과, 레이저 매질(135)에서 증폭된 광의 공진 경로를 형성하는 제1미러(110) 및 제2미러(180)와, 상기 공진 경로상에 배치된 포화 흡수체(120), 편광자(150) 및 포켈스 셀(170)을 포함한다.As illustrated in FIG. 2, the laser generator 100 forms a resonance path of the laser medium 135, an excitation light source 132 that supplies excitation light to the laser medium, and the light amplified by the laser medium 135. And a first mirror 110 and a second mirror 180, a saturation absorber 120, a polarizer 150, and a Pockels cell 170 disposed on the resonance path.
레이저 발생부(100)를 구성하는 각 요소들을 상세히 살펴보면 다음과 같다.Each element constituting the laser generator 100 will be described in detail as follows.
여기 광원(132)과 레이저 매질(135)은 펌프 챔버(130)를 구성할 수 있다. 여기 광원(132)은 플래시 램프일 수 있고, 미도시된 전원 공급부로부터 전원을 공급받아 발광하며 광을 레이저 매질(135)에 제공한다. 여기 광원(132)은 플래시 램프에 한정되지 않으며 레이저 다이오드를 포함할 수도 있다. 레이저 매질(135)은 여기 광원(132)에서 공급된 광의 에너지를 흡수하여 증폭된 광을 방출한다. 레이저 매질(135)은 Nd:Yag(neodymium-doped yttrium aluminium garnet)일 수 있으며, 다만 이에 한정되지 않으며, Er:Yag가 레이저 매질(135)로 사용될 수도 있다.The excitation light source 132 and the laser medium 135 may constitute the pump chamber 130. The excitation light source 132 may be a flash lamp, and emits light by receiving power from a power supply (not shown) and providing light to the laser medium 135. The excitation light source 132 is not limited to a flash lamp and may include a laser diode. The laser medium 135 absorbs energy of light supplied from the excitation light source 132 and emits amplified light. The laser medium 135 may be a neodymium-doped yttrium aluminum garnet (Nd:Yag), but is not limited thereto, and Er:Yag may be used as the laser medium 135.
제1미러(110) 및 제2미러(180)는 레이저 매질(135)을 사이에 두고 서로 마주하게 배치되어 레이저 매질(135)에서 증폭된 광의 공진 경로를 형성할 수 있다. 제1미러(110)와 제2미러(180) 중 어느 하나는 반사 미러, 다른 하나는 출력 미러일 수 있다. 도면에서는 제1미러(110)가 출력 미러, 제2미러(180)가 반사 미러로 예시되었으나 이에 한정되지 않는다. 출력 미러인 제1미러(110)는 광의 일부는 반사시키고 일부는 투과시키도록 구성되며, 반사 미러인 제2미러(180)는 광의 대부분을 반사하도록 구성될 수 있다. 제1미러(110)와 제2미러(180)의 반사율은 특별히 한정되지 않으며, 출력 미러의 반사율이 반사 미러의 반사율보다 높은 범위에서 반사율이 적절히 설정될 수 있다.The first mirror 110 and the second mirror 180 are disposed to face each other with the laser medium 135 interposed therebetween to form a resonance path of the light amplified by the laser medium 135. One of the first mirror 110 and the second mirror 180 may be a reflective mirror and the other may be an output mirror. In the drawings, the first mirror 110 is illustrated as an output mirror and the second mirror 180 is illustrated as a reflection mirror, but the present invention is not limited thereto. The first mirror 110, which is an output mirror, is configured to reflect part of the light and transmit a part of it, and the second mirror 180, which is a reflective mirror, may be configured to reflect most of the light. The reflectance of the first mirror 110 and the second mirror 180 is not particularly limited, and the reflectance may be appropriately set in a range in which the reflectance of the output mirror is higher than that of the reflective mirror.
포켈스 셀(Pockels Cell)(170)은 인가된 전기 신호에 따라 광학적 성질이 변하는 현상을 나타내는 전기광학물질을 사용하여, 입사광의 위상을 제어할 수 있다. 포켈스 셀(170)은 전기적으로 제어되며 입사광의 위상을 유지시키는 모드로 동작하거나 또는 입사광의 위상을 지연시키는 모드로 동작할 수 있다. 포켈스 셀(170)은 예를 들어, 전기 신호가 인가되지 않을 때는 입사광의 위상에 영향을 주지 않고 광을 통과시키고, 소정의 전기 신호가 인가되면 입사광의 위상을 지연시키며 광을 통과시킬 수 있다. 다만, 이에 한정되지 않으며, 포켈스 셀(170)은 소정의 전기 신호에 따라 입사광의 위상을 유지시키는 모드로 동작할 수 있고 또 다른 소정의 전기 신호에 따라 입사광의 위상을 지연시키는 모드로 동작할 수 있다. 입사광의 위상을 지연시키는 모드에서 포켈스 셀(170)은 1/4파장판(quarter wave plate)으로 동작할 수 있다. 다만, 이에 한정되지 않으며, 포켈스 셀(170)은 전기 신호 인가에 따라 반파장판(half wave plate)으로 동작할 수도 있다. 포켈스 셀(170)은 레이저 장치에 채용되어 능동적으로 Q값을 제어할 수 있는 점에서, 능동형 Q-스위치(active Q-switch)로도 불린다. The Pockels Cell 170 may control a phase of incident light by using an electro-optical material that exhibits a phenomenon in which optical properties change according to an applied electrical signal. The Pockels cell 170 is electrically controlled and may operate in a mode that maintains the phase of incident light or may operate in a mode that delays the phase of incident light. For example, when an electric signal is not applied, the Pockels cell 170 passes light without affecting the phase of the incident light, and when a predetermined electric signal is applied, the Pockels cell 170 may delay the phase of the incident light and pass the light. . However, the present invention is not limited thereto, and the Pockels cell 170 may operate in a mode that maintains the phase of the incident light according to a predetermined electrical signal, and may operate in a mode that delays the phase of the incident light according to another predetermined electrical signal. I can. In a mode in which the phase of incident light is delayed, the Pockels cell 170 may operate as a quarter wave plate. However, the present invention is not limited thereto, and the Pockels cell 170 may operate as a half wave plate according to the application of an electric signal. The Pockels cell 170 is also referred to as an active Q-switch because it is employed in a laser device and can actively control the Q value.
편광자(150)는 레이저 매질(135)에서 나오는 무편광의 광을 소정 편광의 광으로 변환시킨다. 편광자(150)는 입사광 중 소정 선편광 성분을 투과시키고 이와 다른 방향의 선편광 성분은 흡수하는 선형 편광자(linear polarizer)일 수 있다.The polarizer 150 converts unpolarized light emitted from the laser medium 135 into light of a predetermined polarization. The polarizer 150 may be a linear polarizer that transmits a predetermined linearly polarized light component of incident light and absorbs a linearly polarized light component in a different direction.
포화 흡수체(120)는 일정 이하의 세기를 갖는 빛은 흡수하고 일정 이상의 세기를 갖는 빛은 통과시키는 역할을 할 수 있다. 포화 흡수체(120)는 수동형 Q-스위치 (passive Q-switcher)로도 불린다. 포화 흡수체(120)는 Cr4+:YAG(four-valence Chromium Doped Yttrium Aluminum Garnet)를 포함할 수 있다. 여기 광원(132)에서 공급된 광에 의해 레이저 매질(135)에서 여기된 광 중 일정 기준 이하의 세기를 갖는 광은 포화 흡수체(120)에 흡수되고, 일정 이상의 세기를 가지는 광은 포화 흡수체(120)를 통과하며 제1미러(110)와 제2미러(180) 사이의 공진 경로를 왕복하며 증폭된다. 이와 같이, 일정 이상의 세기를 가진 광이 레이저 발진을 일으켜서 출력 미러인 제1미러(110)를 통해 일정한 시간 간격으로 출력되며, 다중 펄스가 생성될 수 있다. The saturated absorber 120 may serve to absorb light having an intensity less than a certain level and pass light having an intensity greater than or equal to a certain level. The saturated absorber 120 is also referred to as a passive Q-switcher. The saturated absorber 120 may include a Cr4+:YAG (four-valence Chromium Doped Yttrium Aluminum Garnet). Among the light excited by the laser medium 135 by the light supplied from the excitation light source 132, light having an intensity of less than a certain standard is absorbed by the saturation absorber 120, and light having an intensity of a certain intensity or more is absorbed by the saturation absorber 120 ) And amplified while reciprocating the resonance path between the first mirror 110 and the second mirror 180. In this way, light having a certain intensity or more generates laser oscillation and is output at regular time intervals through the first mirror 110 as an output mirror, and multiple pulses may be generated.
레이저 펄스 발생 장치(1000)는 이와 같이 다중 펄스 레이저를 생성, 출력하며 이 때, 안정된 출력을 위해 제어부(300)가 포켈스 셀(170)의 온/오프를 타이밍 제어한다. 제어부(300)는 레이저 발생부(100)에서 생성되는 펄스의 타이밍 지터를 고려하여, 적정값 이하의 타이밍 지터를 나타내는 소정 시간까지는 포켈스 셀(170)을 오프, 즉, 입사광의 위상을 유지시키는 모드로 동작시켜 펄스가 출력되도록 하고, 이후에는 포켈스 셀(170)을 온, 즉, 입사광의 위상을 지연시키는 모드로 동작하도록 하여 펄스가 출력되지 않도록 레이저 발생부(100)를 제어한다. 상기 소정 시간은 여기 광원(132)의 전류 방전 커브를 고려하여 정할 수 있다. 예를 들어, 여기 광원(132)의 전류 방전이 시작된 시점(t1)부터 소정의 임계 시간(Δtc)이 경과한 임계 시점(t1+Δtc)까지는 포켈스 셀(170)을 오프, 즉, 입사광의 위상을 유지시키는 모드로 동작시키고, 임계 시점(t1+Δtc) 이후에는 포켈스 셀(170)을 온, 즉, 입사광의 위상을 지연시키는 모드로 동작하도록 여기 광원(132)과 포켈스 셀(170)을 제어한다.The laser pulse generator 1000 generates and outputs a multi-pulse laser as described above, and at this time, the controller 300 controls the timing of on/off of the Pockels cell 170 for stable output. In consideration of the timing jitter of the pulse generated by the laser generator 100, the controller 300 turns off the Pockels cell 170, that is, maintains the phase of the incident light until a predetermined time indicating a timing jitter less than an appropriate value. The laser generator 100 is controlled so that the pulse is not output by operating in a mode so that a pulse is output, and thereafter, the Pockels cell 170 is turned on, that is, operated in a mode that delays the phase of the incident light. The predetermined time may be determined in consideration of the current discharge curve of the excitation light source 132. For example, the Pockels cell 170 is turned off from the time point t 1 where the current discharge of the excitation light source 132 starts to the critical time point (t 1 +Δt c ) after a predetermined threshold time (Δt c ) has elapsed, That is, the excitation light source 132 operates in a mode that maintains the phase of the incident light, and turns on the Pockels cell 170 after the threshold point (t 1 +Δt c ), that is, delays the phase of the incident light. And controls the Pockels cell 170.
이러한 제어를 위해, 도 3에 예시한 바와 같이, 타이밍 제어부(310)가 여기 광원(132)과 포켈스 셀(170)에 타이밍 신호를 보낼 수 있다. 타이밍 제어부(310)는 도 1에 도시한 제어부(300)에 포함될 수 있다. 타이밍 제어부(310)는 적절한 타이밍 신호를 생성할 수 있도록 기가 헤르쯔(GHZ) 대역 또는 그 이상의 주파수를 생성하는 국부 발진기(local oscillator)를 구비할 수 있다. 타이밍 제어부(310)는 여기 광원(132)의 전류 방전이 시작된 후 소정 시간 후에 포켈스 셀(170)을 동작시키기 위해, 여기 광원(132)과 포켈스 셀(170)이 락인(lock-in) 되도록 제어한다. 타이밍 제어부(310)는 여기 광원(132)이 전류 방전이 시작되는 제1 타이밍 신호(TS1)를 생성할 수 있고, 또한, 상기 시점에 포켈스 셀(170)이 오프 상태에 있도록 제1 타이밍 신호(TS1)가 포켈스 셀(170)에 전송될 수 있다. 타이밍 제어부(310)는 상기 임계 시간(Δtc)이 경과한 시점에 포켈스 셀(170)이 온 되도록 제2 타이밍 신호(TS2)를 생성하여 포켈스 셀(170)에 보낼 수 있다. 즉, 제1 타이밍 신호(TS1)와 제2 타이밍 신호(TS2)의 시간차는 미리 설정된 임계 시간(Δtc)이다. For this control, as illustrated in FIG. 3, the timing controller 310 may transmit a timing signal to the excitation light source 132 and the Pockels cell 170. The timing control unit 310 may be included in the control unit 300 illustrated in FIG. 1. The timing controller 310 may include a local oscillator that generates a gigahertz (GHZ) band or a higher frequency to generate an appropriate timing signal. The timing control unit 310 is configured to lock-in the excitation light source 132 and the Pockels cell 170 in order to operate the Pockels cell 170 after a predetermined time after the current discharge of the excitation light source 132 starts. Control to be possible. The timing control unit 310 may generate a first timing signal TS1 at which the excitation light source 132 starts current discharge, and the first timing signal so that the Pockels cell 170 is in an off state at the time point. (TS1) may be transmitted to the Pockels cell 170. The timing controller 310 may generate and send the second timing signal TS2 to the Pockels cell 170 so that the Pockels cell 170 is turned on when the threshold time Δt c elapses. That is, the time difference between the first timing signal TS1 and the second timing signal TS2 is a preset threshold time Δt c .
이러한 임계 시간(Δtc)은 포켈스 셀(170)이 입사광의 위상을 유지시키는 모드로 동작하는 상태에서 레이저 발생부(100)에서 발생되는 다중 펄스 각각의 타이밍 지터를 측정하고, 타이밍 지터가 소정 값 이하가 되는 펄스만이 생성되도록 미리 설정할 수 있다. 예를 들어, 측정된 타이밍 지터를 여기 광원(132)의 전류 방전 커브와 매칭하여 소정 값 이하의 타이밍 지터를 나타내는 시점의 전류 방전 시점으로부터의 경과 시간을 상기 임계 시간(Δtc)으로 설정할 수 있다. 또한, 이러한 임계 시간(Δtc)은 레이저 발생부(100)에서 생성하고자 하는 펄스의 개수에 따라 복수개로 정할 수 있다. 예를 들어, 레이저 발생부(100)에서 생성할 수 있는 펄스의 개수(N)를 설정하고 N 이하의 임의의 개수의 펄스에 상응하는 복수의 임계 시간(Δtc_k)(1≤k≤N)이 미리 설정될 수 있다. This threshold time (Δt c ) measures the timing jitter of each of the multiple pulses generated by the laser generator 100 while the Pockels cell 170 operates in a mode that maintains the phase of the incident light, and the timing jitter is predetermined. It can be set in advance so that only pulses below the value are generated. For example, the measured timing jitter may be matched with the current discharge curve of the excitation light source 132 to set the elapsed time from the current discharge time point at which the timing jitter is less than a predetermined value to the threshold time (Δt c ). . In addition, such a threshold time (Δt c ) may be determined in plural according to the number of pulses to be generated by the laser generator 100. For example, the number of pulses (N) that can be generated by the laser generator 100 is set, and a plurality of threshold times (Δt c _k) corresponding to an arbitrary number of pulses less than N (1 ≤ k ≤ N ) Can be set in advance.
이와 같이 미리 설정된 복수의 임계 시간의 정보는 메모리(500)에 미리 저장될 수 있고, 레이저 발생부(100)에서 생성할 펄스의 개수가 입력부(400)를 통해 입력될 수 있다. 제어부(300)는 입력된 펄스 개수에 상응하는 임계 시간(Δtc_k)(1≤k≤N)에 대한 정보를 활용하여 레이저 발생부(100)를 구동한다. As such, information on a plurality of preset threshold times may be stored in advance in the memory 500, and the number of pulses to be generated by the laser generator 100 may be input through the input unit 400. The control unit 300 drives the laser generator 100 by using information on a threshold time (Δt c _k) (1 ≤ k ≤ N) corresponding to the number of input pulses.
도 4는 레이저 발생부 구동시 생성되는 펄스의 타이밍 지터 및 전류 방전 커브를 예시적으로 보인 그래프이다. 4 is a graph showing exemplary timing jitter and current discharge curves of pulses generated when driving a laser generator.
전류 방전 커브에 출력되는 펄스 개수 및 각 펄스의 타이밍 지터가 표시되어 있다. 도면에는 네 개의 펄스가 출력되는 것으로 예시되고 있으며 펄스의 숫자가 커짐에 따라 점점 타이밍 지터도 커짐을 알 수 있다. 이는 레이저 펄스가 생성됨에 따라 레이저 매질(135)에 저장된 에너지가 고갈 되고 다시 저장되는 과정에서 펌프 에너지의 양이 점점 줄어들어 발생되는 현상으로, 펌프 에너지를 공급하는 여기 광원(132)으로 사용된 플래시 램프의 전류량의 변화 및 포화 흡수체(120)의 흡수 방출 특성의 비선형성 등에 원인이 있다. 이와 같이 증가된 타이밍 지터는 결국 출력 에너지의 안정도를 저하시키는 원인이 된다. 따라서 타이밍 지터가 큰 펄스가 생성되지 않게 하는 경우 다중 펄스를 구현하면서 동시에 높은 출력 에너지 안정도를 확보할 수 있다.The number of pulses output on the current discharge curve and the timing jitter of each pulse are displayed. In the drawing, it is illustrated that four pulses are output, and it can be seen that the timing jitter gradually increases as the number of pulses increases. This is a phenomenon that occurs when the energy stored in the laser medium 135 is depleted as the laser pulse is generated and the amount of pump energy gradually decreases in the process of being stored again. The flash lamp used as the excitation light source 132 that supplies pump energy There is a cause of the change in the amount of current of the saturation absorber 120 and the nonlinearity of the absorption and emission characteristics of the saturated absorber 120. This increased timing jitter eventually causes a decrease in the stability of the output energy. Therefore, when a pulse with a large timing jitter is not generated, a high output energy stability can be obtained while implementing multiple pulses.
예를 들어, 네 번째 펄스가 생성되지 않도록, 플래시 램프의 방전 시작 시점에서 세 번째 펄스의 생성 완료 시간까지를 임계 시간(Δtc)으로 설정하고, 임계 시간(Δtc) 경과 후에는 펄스가 생성되지 않도록 포켈스 셀(170)을 제어한다.For example, the fourth to prevent pulses from being generated, setting the generated up to the completion time of the third pulse from the discharge start timing of the flash lamp to the threshold time (Δt c), and, after the threshold time (Δt c) has passed a pulse is generated Controls the Pockels cell 170 so that it is not.
도면에서는 세 번째 펄스 생성의 완료를 기준으로 임계 시간(Δtc)을 정한 것을 예시하였으나, 임계 시간(Δtc)의 설정 방법은 이에 한정되지 않는다. 레이저 발생부(100)의 세부 구성 및 구동 요건에 따라 전류 방전 커브 형태는 달라질 수 있고, 각 상황에서 타이밍 지터 기준값과 원하는 펄스 개수를 고려하여 임계 시간을 적절히 설정할 수 있다. In the drawing, the threshold time Δt c is determined based on the completion of the third pulse generation, but the method of setting the threshold time Δt c is not limited thereto. The shape of the current discharge curve may vary according to the detailed configuration of the laser generator 100 and driving requirements, and the threshold time may be appropriately set in consideration of the timing jitter reference value and the desired number of pulses in each situation.
도 5는 실시예에 따른 레이저 펄스 발생 방법을 개략적으로 설명하는 흐름도이고, 도 6은 도 5의 세부 단계를 예시적으로 보인 흐름도이다. 도 7a 및 도 7b는 도 2의 레이저 발생부의 구동을 보이는 것으로 각각 포켈스 셀이 오프, 온 된 상태의 광경로를 보인다. 5 is a flowchart schematically illustrating a method of generating a laser pulse according to an exemplary embodiment, and FIG. 6 is a flowchart illustrating detailed steps of FIG. 5 by way of example. 7A and 7B show the driving of the laser generator of FIG. 2, respectively, showing the optical paths in which the Pockels cell is turned off and on.
도 5 및 도 6을 참조하여 레이저 펄스 발생 방법을 살펴보면, 먼저, 포켈스 셀의 모드 전환 타이밍을 설정한다(S10). 이 단계는 도 4를 예시하여 설명한 바와 같이, 포켈스 셀이 입사광의 위상을 유지시키는 모드로 동작하다가 입사광의 위상을 지연시키는 모드로 전환되는 타이밍을 설정하는 단계이다. Referring to the laser pulse generation method with reference to FIGS. 5 and 6, first, the mode switching timing of the Pockels cell is set (S10). This step is a step of setting the timing at which the Pockels cell operates in a mode that maintains the phase of incident light and then switches to a mode that delays the phase of incident light, as described with reference to FIG. 4.
이를 위해, 포켈스 셀을 오프 상태로 하여 레이저 발생부를 구동시키며(S11), 여기 광원의 전류 방전 커브 및 타이밍 지터를 측정하고(S13), 다음, 측정된 결과로부터 임계 시간을 설정한다(S15). 예를 들어, 측정된 타이밍 지터를 전류 방전 커브와 매칭하여, 소정 값 이하의 타이밍 지터를 나타내는 시점의 전류 방전 시점으로부터의 경과 시간을 임계 시간 (Δtc)으로 설정할 수 있다. 또한, 이 때, 생성하고자 하는 펄스 개수에 따라 정해지는 복수의 임계 시간을 설정할 수 있다. 예를 들어, 전류 방전 커브의 한 주기(tp) 동안에 생성할 수 있는 펄스의 개수(N) 내에서, 원하는 펄스의 개수(k)에 따라 정해지는 하나 이상의 타이밍 지터 기준값을 설정하고, 설정된 타이밍 지터 기준값을 참고하여, 펄스 개수(k)에 대응하는 N개의 임계 시간(Δtc_k)(1≤k≤N)을 설정할 수 있다. 이와 같이 설정된 정보는 레이저 펄스 발생 장치의 메모리에 저장된다.To this end, the Pockels cell is turned off to drive the laser generator (S11), the current discharge curve and timing jitter of the excitation light source are measured (S13), and then, a threshold time is set from the measured result (S15). . For example, by matching the measured timing jitter with the current discharge curve, the elapsed time from the current discharge time point at which the timing jitter is less than or equal to a predetermined value may be set as the threshold time (Δt c ). In addition, in this case, a plurality of threshold times determined according to the number of pulses to be generated may be set. For example, within the number of pulses (N) that can be generated during one period (t p ) of the current discharge curve, one or more timing jitter reference values determined according to the desired number of pulses (k) are set, and the set timing With reference to the jitter reference value, N threshold times (Δt c _k) (1≦k≦N) corresponding to the number of pulses k may be set. The information set in this way is stored in the memory of the laser pulse generator.
다음, 레이저 발생부에서 생성할 펄스의 개수(k)(1≤k≤N)가 선택된다(S20). 펄스 개수(k)의 선택은 예를 들어, 사용자의 입력 또는 다른 장치나 프로그램의 실행에 의한 입력일 수 있다. Next, the number of pulses k (1≦k≦N) to be generated by the laser generator is selected (S20). The selection of the number of pulses k may be, for example, a user input or an input by executing another device or program.
선택된 펄스의 개수(k)에 대응하는 임계 시간(Δtc_k)을 포켈스 셀 제어의 임계 시점으로 반영하여 레이저 발생부를 구동한다(S30).The laser generator is driven by reflecting the threshold time (Δt c _k) corresponding to the selected number of pulses (k) as the critical time point of the Pockels cell control (S30).
이 때, 여기 광원(132)의 전류 방전이 시작된 초기 시점(t1)부터 임계 시점(t1+Δtc_k)까지는 포켈스 셀(170)이 입사광의 위상을 유지시키는 모드로 동작하도록 포켈스 셀(170)을 제어한다(S32).At this time, the Pockels cell 170 operates in a mode in which the phase of the incident light is maintained from the initial time point (t 1 ) at which the current discharge of the excitation light source 132 starts to the critical time point (t 1 +Δt c _k). Control the cell 170 (S32).
도 7a에 도시된 광경로를 살펴보면, 펌프 챔버(130)에서 나오는 여기광(LE)은 무편광의 광이며 편광자(150)를 지나며 S 편광으로 선형 편광된다. 여기서 S 편광은 예시적인 것이며, 이와 수직인 P 편광으로 선형 편광될 수도 있다. 포켈스 셀(170)은 오프 상태로서, 입사광의 편광에 영향을 주지 않고 입사광을 투과시킨다. 여기서, 오프 상태는 입사광의 편광에 영향을 주지 않는 상태임을 표현하고 있으며, 전기 신호가 인가되지 않는다는 의미로 한정되지는 않는다. 예를 들어, 포켈스 셀(170)이 입사광의 편광에 영향을 주지 않고 입사광을 투과시키게 하는 소정의 전기 신호가 포켈스 셀(170)에 인가될 수도 있다. S 편광의 광이 오프 상태의 포켈스 셀(170)을 지난 후에도 S 편광은 그대로 유지되며, 또한, 제2미러(180)에 의해 반사되며 선편광인 S 편광은 그대로 유지된다. S 편광의 광은 편광자(150)을 투과할 수 있으며 따라서, 펌프 챔버(130)에서 나온 여기광(LE)은 제1미러(110)와 제2미러(180) 사이의 공진 경로를 왕복할 수 있다. 이와 같이, 포켈스 셀(170)이 오프 상태인 동안, 즉, t1 ~ t1+Δtc_k 의 시간 동안 제1미러(110)와 제2미러(180) 사이를 광이 왕복할 수 있는 공진 경로가 형성되며, 포화 흡수체(120)의 작용에 의해 복수개의 펄스가 소정의 시간 간격을 두고 제1미러(110)를 통해 출력될 수 있다. Looking at the optical path shown in FIG. 7A, the excitation light L E emitted from the pump chamber 130 is unpolarized light, passes through the polarizer 150 and is linearly polarized with S polarization. Here, S polarization is exemplary, and may be linearly polarized with P polarization perpendicular thereto. The Pockels cell 170 is in an off state and transmits incident light without affecting the polarization of the incident light. Here, the off state represents a state that does not affect the polarization of the incident light, and is not limited to the meaning that an electric signal is not applied. For example, a predetermined electric signal for allowing the Pockels cell 170 to transmit incident light without affecting the polarization of the incident light may be applied to the Pockels cell 170. Even after the S-polarized light passes through the Pockels cell 170 in the off state, the S-polarized light is maintained as it is, and the S-polarized light, which is reflected by the second mirror 180, is maintained as it is. S-polarized light may pass through the polarizer 150, and therefore, the excitation light L E emitted from the pump chamber 130 may reciprocate the resonance path between the first mirror 110 and the second mirror 180. I can. In this way, resonance in which light can reciprocate between the first mirror 110 and the second mirror 180 while the Pockels cell 170 is in the off state, that is, for a time of t 1 to t1 + Δt c _k A path is formed, and a plurality of pulses may be output through the first mirror 110 at a predetermined time interval by the action of the saturation absorber 120.
다음, 임계 시점(t1+Δtc_k) 이후에는 포켈스 셀(170)을 온(ON) 상태로 구동하여 입사광의 위상을 지연시키는 모드로 동작하게 한다. 포켈스 셀(170)이 1/4파장판으로 동작하게 하는 전기 신호가 포켈스 셀(170)에 인가될 수 있다. 예를 들어, t1+Δtc_k 에서 t1+tp 까지는 포켈스 셀(170)이 온(ON) 되도록 제어한다. Next, after the threshold point (t 1 +Δt c _k), the Pockels cell 170 is driven in an ON state to operate in a mode that delays the phase of incident light. An electric signal for causing the Pockels cell 170 to operate as a 1/4 wavelength plate may be applied to the Pockels cell 170. For example, from t 1 +Δt c _k to t 1 +t p , the Pockels cell 170 is controlled to be ON.
도 7b에 도시된 광경로를 살펴보면, 펌프 챔버(130)에서 나오는 여기광(LE)은 무편광의 광이며 편광자(150)를 지나며 S 편광으로 선형 편광된다. 포켈스 셀(170)은 온(ON) 상태로서, 입사광의 편광을 지연시키는 모드로 동작한다. 포켈스 셀(170)은 1/4파장판으로 동작할 수 있다. S 편광의 광이 1/4파장판으로 동작하는 상태의 포켈스 셀(170)을 지난 후에 우원 편광(right-handed circular polarization)(RC) 상태로 바뀐다. 우원 편광(RC)의 광은 제2미러(180)에 의해 반사되며 좌원 편광(left-handed circular polarization)(LC) 상태로 바뀐다. 다음, 좌원 편광(LC)의 광은 1/4파장판으로 동작하는 포켈스 셀(170)을 지나며 S 편광과 수직 방향의 선편광인 P 편광으로 바뀐다. 편광자(150)는 S 편광만을 투과시키는 편광자이므로, P 편광의 광은 편광자(150)를 투과하지 못한다. 이와 같이, 포켈스 셀(170)의 작용에 의해 제1미러(110)와 제2미러(180) 사이를 왕복할 수 있는 공진 경로가 형성되지 않으며, 펄스가 출력되지 않는다. 이러한 상태로 포켈스 셀(170)이 제어되는 타이밍은 불안정한 펄스가 생성되지 않도록 미리 설정한 임계 시간에 기초하고 있으므로, 레이저 펄스 발생 장치(1000)는 멀티 펄스를 구현하면서도 안정된 출력을 유지할 수 있다. Looking at the optical path illustrated in FIG. 7B, the excitation light L E emitted from the pump chamber 130 is unpolarized light, passes through the polarizer 150 and is linearly polarized with S polarization. The Pockels cell 170 is in an ON state and operates in a mode that delays polarization of incident light. The Pockels cell 170 may operate as a 1/4 wavelength plate. The S-polarized light changes to a right-handed circular polarization (RC) state after passing through the Pockels cell 170 in a state of operating as a quarter-wave plate. The light of the right circular polarization RC is reflected by the second mirror 180 and changes to a left-handed circular polarization (LC) state. Next, the left circular polarized light (LC) passes through the Pockels cell 170 operating as a 1/4 wavelength plate, and is converted into S polarization and P polarization, which is linearly polarized light in the vertical direction. Since the polarizer 150 transmits only S polarized light, light of P polarized light does not pass through the polarizer 150. In this way, a resonance path capable of reciprocating between the first mirror 110 and the second mirror 180 is not formed by the action of the Pockels cell 170, and a pulse is not output. Since the timing at which the Pockels cell 170 is controlled in this state is based on a preset threshold time so that an unstable pulse is not generated, the laser pulse generator 1000 can maintain a stable output while implementing a multi-pulse.
도 8은 다른 실시예에 따른 레이저 펄스 발생 장치의 개략적인 구성을 보이는 블록도이고, 도 9는 도 8의 레이저 펄스 발생 장치에 채용되는 레이저 발생부의 개략적인 구조를 보이는 단면도이다. 8 is a block diagram showing a schematic configuration of a laser pulse generator according to another embodiment, and FIG. 9 is a cross-sectional view showing a schematic structure of a laser generator used in the laser pulse generator of FIG. 8.
레이저 펄스 발생 장치(1001)는 레이저 발생부(101) 및 레이저 발생부(101)를 제어하는 제어부(301)를 포함한다. 레이저 펄스 발생장치(1001)는 또한, 레이저 발생부(101)의 제어에 사용되는 정보가 저장되는 메모리(501)를 더 포함할 수 있고, 또한, 레이저 발생부(101)의 제어에 사용되는 정보가 입력되는 입력부(401)를 더 포함할 수 있다.The laser pulse generating device 1001 includes a laser generating unit 101 and a control unit 301 that controls the laser generating unit 101. The laser pulse generating device 1001 may further include a memory 501 in which information used for controlling the laser generating unit 101 is stored, and information used for controlling the laser generating unit 101 It may further include an input unit 401 to which is input.
도 9에 도시된 레이저 발생부(101)는 도 2에 도시한 레이저 발생부(100)와 달리, 포화 흡수체(121)가 공진 경로 내, 외로 위치 구동될 수 있고, 또한, 공진 경로 상에 공진 경로 내, 외로 위치 구동될 수 있는 위상 지연자(161)를 더 포함한다. 위상 지연자(161)는 1/4파장판일 수 있다. 또한, 레이저 발생부(101)는 포화 흡수체(121)가 공진 경로 내, 외로 움직일 수 있도록 포화 흡수체(121)의 위치를 구동하는 제1 위치구동부(125) 및 위상 지연자(161)가 공진 경로 내, 외로 움직일 수 있도록 위상 지연자(161)의 위치를 구동하는 제2 위치구동부(165)를 더 포함할 수 있다. Unlike the laser generator 100 shown in FIG. 2, the laser generator 101 shown in FIG. 9 may be positioned in and out of the resonance path, and the saturation absorber 121 may be positioned to resonate on the resonance path. It further includes a phase retarder 161 that can be positioned in or out of the path. The phase retarder 161 may be a 1/4 wavelength plate. In addition, the laser generator 101 has a first position driving unit 125 and a phase retarder 161 that drive the position of the saturation absorber 121 so that the saturation absorber 121 can move in and out of the resonance path. It may further include a second position driving unit 165 for driving the position of the phase retarder 161 so as to move inside and out.
레이저 발생부(100)는 단일 펄스 모드 또는 다중 펄스 모드로 선택적으로 동작될 수 있다. 예를 들어, 입력부(401)를 통해 레이저 발생부(101)가 단일 펄스 모드 또는 다중 펄스 모드로의 동작 여하가 입력될 수 있고, 제어부(301)는 레이저 발생부(101)가 단일 펄스 모드 또는 다중 펄스 모드로 동작하도록 제1 위치구동부(125), 제2 위치구동부(165) 및 포켈스 셀(170)을 제어할 수 있다. The laser generator 100 may be selectively operated in a single pulse mode or a multiple pulse mode. For example, whether the laser generator 101 operates in a single pulse mode or a multi-pulse mode may be input through the input unit 401, and the control unit 301 includes the laser generator 101 in the single pulse mode or The first position driver 125, the second position driver 165, and the Pockels cell 170 may be controlled to operate in a multi-pulse mode.
먼저, 단일 펄스 모드 동작을 도 10, 도 11a 및 도 11b와 함께 살펴보면 다음과 같다. First, a single pulse mode operation will be described with reference to FIGS. 10, 11A, and 11B.
모드 선택 단계(S20)에서 단일 펄스 모드가 선택되면, 포화 흡수체(121)가 공진 경로에서 벗어나고 위상 지연자(161)가 공진 경로 상내에 위치하도록 제1 위치구동부(125) 및 제2 위치구동부(165)가 제어된다. When the single pulse mode is selected in the mode selection step (S20), the first position driving unit 125 and the second position driving unit 125 so that the saturation absorber 121 deviates from the resonance path and the phase retarder 161 is located within the resonance path. 165) is controlled.
도 11a는 포켈스 셀(170)이 온(ON) 상태로 제어된 광경로를 보인다. 11A shows an optical path in which the Pockels cell 170 is controlled in an ON state.
펌프 챔버(130)에서 나온 무편광의 여기광(LE)은 편광자(150)에 의해 S 편광으로 선형 편광된다. 다음, 1/4파장판인 위상 지연자(161)를 지나며 우원 편광(RC)으로 편광 변환되고, 온(ON) 상태로 제어되어 1/4파장판으로 동작하는 포켈스 셀(170)을 지나며 다시 S 편광으로 편광 변환된다. 선편광인 S 편광은 제2미러(180)에서 반사될 때 S 편광이 유지되고 다음 1/4파장판으로 동작하는 포켈스 셀(170)을 지나며 우원 편광(RC) 상태가 된다. 우원 편광(RC)의 광은 1/4파장판인 위상 지연자(161)를 지나며 다시 S 편광 상태로 변하고, S 편광의 광은 S 편광 성분을 투과시키는 편광자(150)를 통과할 수 있다. 이러한 경로에 따라 제1미러(110), 제2미러(180) 사이를 광이 왕복할 수 있는 공진 경로가 형성되고 증폭된 레이저 광이 제1미러(110)를 통해 출력된다.The unpolarized excitation light L E emitted from the pump chamber 130 is linearly polarized with S polarization by the polarizer 150. Next, passing through the phase retarder 161, which is a 1/4 wavelength plate, polarization is converted into right-circular polarization (RC), and passing through the Pockels cell 170 operating as a 1/4 wavelength plate by being controlled to be ON. Polarization is converted back to S polarization. When the S polarized light, which is linearly polarized light, is reflected by the second mirror 180, the S polarized light is maintained and passes through the Pockels cell 170 operating as the next quarter-wave plate and enters a right-circular polarization (RC) state. Light of the right-circular polarized light (RC) passes through the phase retarder 161 that is a 1/4 wavelength plate and changes to the S-polarized state again, and the light of S-polarized light may pass through the polarizer 150 that transmits the S-polarized component. According to this path, a resonance path through which light can reciprocate between the first mirror 110 and the second mirror 180 is formed, and the amplified laser light is output through the first mirror 110.
도 11b는 포켈스 셀(170)이 온(OFF) 상태로 제어된 광경로를 보인다. 11B shows an optical path in which the Pockels cell 170 is controlled in an ON state.
펌프 챔버(130)에서 나온 무편광의 여기광(LE)은 편광자(150)에 의해 S 편광으로 선형 편광된다. 다음, 1/4파장판인 위상 지연자(161)를 지나며 우원 편광(RC)으로 편광 변환되고, 오프(OFF) 상태로 제어되는 포켈스 셀(170)을 지나며 우원 편광(RC)이 유지된다. 우원 편광(RC)은 제2미러(180)에서 반사되며 좌원 편광(LC)으로 바뀌고 오프(OFF) 상태로 제어되는 포켈스 셀(170)을 지나며 좌원 편광(LC) 상태가 유지된다. 다음, 1/4파장판인 위상 지연자(161)를 지나며 P 편광으로 편광 변환된다. P 편광 상태의 광은 S 편광 성분만을 투과시키는 편광자(150)를 투과하지 못한다. 이와 같이, 포켈스 셀(170)의 작용에 의해 제1미러(110)와 제2미러(180) 사이를 왕복할 수 있는 공진 경로가 형성되지 않으며, 펄스가 출력되지 않는다.The unpolarized excitation light L E emitted from the pump chamber 130 is linearly polarized with S polarization by the polarizer 150. Next, it passes through the phase retarder 161, which is a 1/4 wavelength plate, is converted into right-circular polarization (RC), and passes through the Pockels cell 170 controlled in an OFF state, and the right-circular polarization (RC) is maintained. . The right circularly polarized light RC is reflected by the second mirror 180, is changed to the left circularly polarized light LC, passes through the Pockels cell 170 controlled in an OFF state, and maintains the left circularly polarized light LC state. Next, it passes through the phase retarder 161, which is a 1/4 wavelength plate, and is polarized into P polarized light. The light in the P polarization state cannot pass through the polarizer 150 that transmits only the S polarization component. In this way, a resonance path capable of reciprocating between the first mirror 110 and the second mirror 180 is not formed by the action of the Pockels cell 170, and a pulse is not output.
따라서, 단일 펄스 모드 선택에 따라, 포화 흡수체가 공진 경로 밖으로, 위상 지연자가 공진 경로 내로 위치 제어된 후(S21), 오프 상태의 포켈스 셀(170)이 순간적으로 온-오프 되도록 레이저 발생부(100)를 구동(S23)하는 경우, 도 11a의 출력 경로가 일시적으로 형성되며 단일 펄스가 출력될 수 있다. Therefore, according to the selection of the single pulse mode, after the saturation absorber is positioned out of the resonance path and the phase retarder is positioned in the resonance path (S21), the laser generating unit ( When 100) is driven (S23), the output path of FIG. 11A is temporarily formed and a single pulse may be output.
다음, 다중 펄스 모드 동작을 도 10, 도 12a 및 도 12b와 함께 살펴보면 다음과 같다. Next, a multi-pulse mode operation will be described with reference to FIGS. 10, 12A, and 12B.
모드 선택 단계(S20)에서 다중 펄스 모드가 선택되면, 포화 흡수체(121)가 공진 경로 상에 배치되고 위상 지연자(161)가 공진 경로 밖에 위치하도록 제1 위치구동부(125) 및 제2 위치구동부(165)가 제어된다(S31). 또한, 다중 펄스 모드에서 생성할 펄스 개수(k)가 선택된다(S33). 단계 S31과 단계 S33의 순서는 예시적이며, 동시에 수행되거나 순서가 뒤바뀌어도 무방하다. When the multi-pulse mode is selected in the mode selection step (S20), the saturation absorber 121 is disposed on the resonance path and the phase retarder 161 is located outside the resonance path, so that the first position driver 125 and the second position driver (165) is controlled (S31). In addition, the number of pulses k to be generated in the multi-pulse mode is selected (S33). The order of step S31 and step S33 is exemplary, and may be performed at the same time or may be reversed.
도 12a는 포켈스 셀(170)이 오프(OFF) 상태로 제어된 광경로, 도 12b는 포켈스 셀(170)이 온(ON) 상태로 제어된 광경로를 보이며, 도 7a 및 도 7b에서 각각 설명한 광경로와 실질적으로 동일하다. 12A is an optical path in which the Pockels cell 170 is controlled in an OFF state, and FIG. 12B shows an optical path in which the Pockels cell 170 is controlled in an ON state, and in FIGS. 7A and 7B They are substantially the same as the optical paths described respectively.
즉 선택된 펄스 개수(k)에 따라 임계 시점(Δtc_k)이 설정되며, 여기 광원(132)의 전류 방전 시작 시점(t1)을 기준으로 t1~t1+Δtc_k 동안은 포켈스 셀(170)을 도 12a와 같이 오프(OFF) 상태로 하여 왕복 공진 경로를 형성하여 다중 펄스가 출력되게 한다(S32). 다음, t1+Δtc_k ~ t1+tp 동안은 포켈스 셀(170)을 온(Oㅜ) 상태로 하여 도 12b와 같은 광경로를 형성하여, 불안정한 출력의 원인이 되는 펄스는 생성되지 않도록 한다.That is, the threshold point (Δtc_k) is set according to the selected number of pulses (k), and the Pockels cell 170 during t 1 to t 1 +Δtc_k based on the current discharge start point (t 1 ) of the excitation light source 132 As shown in FIG. 12A, a reciprocating resonance path is formed to output multiple pulses (S32). Next, during t 1 +Δtc_k ~ t 1 +t p , the Pockels cell 170 is turned on to form an optical path as shown in FIG. 12B, so that a pulse that causes unstable output is not generated. do.
이와 같이 본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 하여 설명하였으나 이는 예시적인 것에 불과하며 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 실시예의 변형이 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.As described above, the present invention has been described with reference to an embodiment shown in the drawings, but this is only exemplary, and those of ordinary skill in the art will understand that various modifications and variations of the embodiment are possible therefrom. Therefore, the true technical scope of the present invention should be determined by the technical spirit of the appended claims.

Claims (18)

  1. 레이저 매질과, 상기 레이저 매질에 광을 공급하는 여기 광원과, 상기 레이저 매질에서 여기된 광이 증폭되는 공진 경로를 형성하는 제1미러 및 제2미러와, 상기 공진 경로상에 배치된 포화 흡수체, 편광자 및 포켈스 셀을 포함하는 레이저 발생부; 및A laser medium, an excitation light source supplying light to the laser medium, a first mirror and a second mirror forming a resonance path through which the light excited by the laser medium is amplified, and a saturation absorber disposed on the resonance path, A laser generator including a polarizer and a Pockels cell; And
    상기 레이저 발생부가 단일 펄스 모드 또는 다중 펄스 모드로 동작하도록 상기 포화흡수체 또는 상기 포켈스 셀을 제어하는 제어부;를 포함하는, 레이저 펄스 발생 장치.Including, a laser pulse generator for controlling the saturation absorber or the Pockels cell so that the laser generator operates in a single pulse mode or a multiple pulse mode.
  2. 제1항에 있어서,The method of claim 1,
    상기 제어부는 상기 다중 펄스 모드에서,The control unit in the multi-pulse mode,
    상기 여기 광원의 전류 방전이 시작된 초기 시점(t1)부터 소정의 임계 시간(Δtc)이 경과한 임계 시점(t1+Δtc)까지는 상기 포켈스 셀이 입사광의 위상을 유지시키는 모드로 동작하고 상기 임계 시점(t1+Δtc) 이후에는 상기 포켈스 셀이 입사광의 위상을 지연시키는 모드로 동작하도록 상기 포켈스 셀을 제어하는, 레이저 펄스 발생 장치.The Pockels cell operates in a mode in which the phase of the incident light is maintained from the initial time point (t 1 ) at which the current discharge of the excitation light source starts to the critical time point (t 1 +Δt c ) after a predetermined threshold time (Δt c ) has elapsed. And controlling the Pockels cell to operate in a mode in which the Pockels cell delays the phase of the incident light after the threshold point in time (t 1 +Δt c ).
  3. 제2항에 있어서,The method of claim 2,
    상기 편광자는 입사광 중 소정의 선편광 성분만을 투과시키는 선편광자이고,The polarizer is a linear polarizer that transmits only a predetermined linearly polarized component of incident light,
    상기 포켈스 셀은 제어 신호에 따라 1/4 파장판으로 동작하는, 레이저 펄스 발생 장치.The Pockels cell operates as a 1/4 wave plate according to a control signal.
  4. 제2항에 있어서,The method of claim 2,
    상기 임계 시간(Δtc)은 The critical time (Δt c ) is
    상기 포켈스 셀이 입사광의 위상을 유지시키는 모드로 동작하는 상태에서 레이저 발생부에서 발생되는 다중 펄스의 타이밍 지터를 측정하고,In a state in which the Pockels cell operates in a mode that maintains the phase of incident light, timing jitter of multiple pulses generated by the laser generator is measured,
    측정된 타이밍 지터를 상기 여기 광원의 전류 방전 커브와 매칭하여, 소정 값 이하의 타이밍 지터를 나타내는 시점의 전류 방전 시점으로부터의 경과 시간으로 미리 설정된 값인, 레이저 펄스 발생 장치.The laser pulse generator, wherein the measured timing jitter is matched with the current discharge curve of the excitation light source, and is a value set in advance as an elapsed time from the current discharge time point at which the timing jitter of a predetermined value or less is indicated.
  5. 제2항에 있어서,The method of claim 2,
    상기 임계 시간(Δtc)은 The critical time (Δt c ) is
    생성할 펄스의 개수(k)에 따라 정해지는 복수의 임계 시간(Δtc_k)을 포함하는, 레이저 펄스 발생 장치. A laser pulse generator comprising a plurality of threshold times (Δt c _k) determined according to the number of pulses (k) to be generated.
  6. 제5항에 있어서,The method of claim 5,
    레이저 발생부에서 발생할 펄스의 개수를 입력하는 입력부; 및 An input unit for inputting the number of pulses generated by the laser generator; And
    상기 펄스의 개수(k)에 따라 정해지는 상기 복수의 임계 시간(Δtc_k)의 정보가 저장되는 메모리;를 더 포함하는, 레이저 펄스 발생 장치.The laser pulse generator further comprises a memory for storing information of the plurality of threshold times (Δt c _k) determined according to the number of pulses (k).
  7. 제1항에 있어서,The method of claim 1,
    상기 포화 흡수체는 상기 공진 경로 내, 외의 위치로 움직일 수 있도록 구성되는, 레이저 펄스 발생 장치.The saturation absorber is configured to be movable to a position within or outside the resonance path.
  8. 제7항에 있어서,The method of claim 7,
    상기 포화 흡수체의 위치를 구동하는 제1 위치구동부;를 더 포함하는, 레이저 펄스 발생 장치.The laser pulse generator further comprises a; first position driving unit for driving the position of the saturation absorber.
  9. 제8항에 있어서,The method of claim 8,
    상기 공진 경로 상에 배치되고, 상기 공진 경로 내, 외의 위치로 움직일 수 있도록 구성된 위상 지연자;를 더 포함하는, 레이저 펄스 발생 장치.A phase retarder disposed on the resonance path and configured to move to a position within or outside the resonance path; further comprising, a laser pulse generator.
  10. 제9항에 있어서,The method of claim 9,
    상기 편광자는 입사광 중 소정의 선편광 성분만을 투과시키는 선편광자이고,The polarizer is a linear polarizer that transmits only a predetermined linearly polarized component of incident light,
    상기 위상 지연자는 1/4 파장판인, 레이저 펄스 발생 장치.The phase retarder is a 1/4 wave plate, laser pulse generator.
  11. 제9항에 있어서,The method of claim 9,
    상기 위상 지연자가 상기 공진 경로에서 벗어나도록 상기 위상 지연자의 위치를 구동하는 제2 위치구동부;를 더 포함하는, 레이저 펄스 발생 장치.A second position driving unit for driving the position of the phase retarder so that the phase retarder deviates from the resonance path; further comprising, a laser pulse generator.
  12. 제11항에 있어서,The method of claim 11,
    상기 제어부는 The control unit
    상기 단일 펄스 모드에서는 상기 포화 흡수체가 상기 공진 경로에서 벗어나고 상기 위상 지연자가 상기 공진 경로 상에 위치하도록 상기 제1 위치구동부 및 상기 제2 위치구동부를 제어하며,In the single pulse mode, the first position driving unit and the second position driving unit are controlled so that the saturation absorber deviates from the resonance path and the phase retarder is located on the resonance path,
    상기 다중 펄스 모드에서는 상기 포화 흡수체가 상기 공진 경로 상에 위치하고 상기 위상 지연자가 상기 공진 경로에서 벗어나도록 제1 위치구동부 및 상기 제2 위치구동부를 제어하는, 레이저 펄스 발생 장치. In the multi-pulse mode, the saturation absorber is positioned on the resonance path and the first position driver and the second position driver are controlled so that the phase retarder deviates from the resonance path.
  13. 레이저 매질과, 상기 레이저 매질에 여기광을 공급하는 여기 광원과, 상기 레이저 매질에서 여기된 광이 증폭되는 공진 경로를 형성하는 제1미러 및 제2미러와, 상기 공진 경로상에 배치된 포화 흡수체, 편광자 및 포켈스 셀을 포함하는 레이저 발생부를 이용하여 레이저 펄스를 발생시키는 방법에 있어서,A laser medium, an excitation light source supplying excitation light to the laser medium, first and second mirrors forming a resonance path through which the light excited by the laser medium is amplified, and a saturated absorber disposed on the resonance path In a method of generating a laser pulse using a laser generator including a polarizer and a Pockels cell,
    상기 레이저 발생부의 단일 펄스 모드 또는 다중 펄스 모드로의 동작 여하가 선택되는 단계; Selecting whether the laser generator operates in a single pulse mode or a multiple pulse mode;
    상기 선택에 따라 상기 포화 흡수체 또는 상기 포켈스 셀을 제어하는 단계;를 포함하는, 방법.Controlling the saturation absorber or the Pockels cell according to the selection.
  14. 제13항에 있어서,The method of claim 13,
    상기 다중 펄스 모드 동작을 위해, 상기 포켈스 셀이 입사광의 위상을 유지시키는 모드로 동작하다가 입사광의 위상을 지연시키는 모드로 전환되는 타이밍을 설정하는 단계;를 더 포함하는, 방법.For the multi-pulse mode operation, setting a timing at which the Pockels cell operates in a mode that maintains the phase of incident light and then switches to a mode that delays the phase of incident light.
  15. 제14항에 있어서,The method of claim 14,
    상기 다중 펄스 모드가 선택된 경우, 상기 여기 광원의 전류 방전이 시작된 초기 시점(t1)부터 상기 타이밍에 의해 정해진 소정의 임계 시점(t1+Δtc)까지는 포켈스 셀이 입사광의 위상을 유지시키는 모드로 동작하고, 상기 임계 시점(t1+Δtc) 이후에는 상기 포켈스 셀이 입사광의 위상을 지연시키는 모드로 동작하도록 상기 포켈스 셀을 제어하는 단계;를 포함하는, 방법.When the multi-pulse mode is selected, the Pockels cell maintains the phase of the incident light from the initial time point (t 1 ) at which the current discharge of the excitation light source starts to a predetermined threshold time point (t 1 +Δt c ) determined by the timing. And controlling the Pockels cell to operate in a mode and to operate in a mode in which the Pockels cell delays the phase of incident light after the threshold point in time (t 1 +Δt c ).
  16. 제15항에 있어서,The method of claim 15,
    상기 설정하는 단계는The setting step
    상기 포켈스 셀을 입사광의 위상을 유지시키는 모드로 동작시키며 상기 레이저 발생부에서 발생되는 다중 펄스의 타이밍 지터를 측정하는 단계;Operating the Pockels cell in a mode for maintaining the phase of incident light and measuring timing jitter of multiple pulses generated by the laser generator;
    상기 여기 광원의 전류 방전 커브를 측정하는 단계;Measuring a current discharge curve of the excitation light source;
    측정된 타이밍 지터를 상기 전류 방전 커브와 매칭하여, 소정 값 이하의 타이밍 지터를 나타내는 시점의 전류 방전 시점으로부터의 경과 시간을 임계 시간 (Δtc)으로 설정하는 단계;를 포함하는, 방법.The method comprising: matching the measured timing jitter with the current discharge curve, and setting an elapsed time from the current discharge time point to a threshold time (Δt c ) at a time point indicating the timing jitter less than or equal to a predetermined value.
  17. 제15항에 있어서,The method of claim 15,
    상기 설정하는 단계는The setting step
    원하는 펄스의 개수(k)(k는 1이상의 자연수)에 따라 각각 정해지는 타이밍 지터 기준값을 설정하는 단계;Setting a reference value for timing jitter determined according to the desired number of pulses k (k is a natural number greater than or equal to 1);
    상기 타이밍 지터 기준값을 참고하여, 펄스 개수(k)에 대응하는 임계 시간(Δtc_k)을 설정하는 단계;를 더 포함하는, 방법.Setting a threshold time (Δt c _k) corresponding to the number of pulses (k) with reference to the timing jitter reference value; further comprising.
  18. 제17항에 있어서,The method of claim 17,
    상기 다중 펄스 모드가 선택된 경우, 상기 레이저 발생부에서 발생할 펄스의 개수(k)를 입력받는 단계;를 더 포함하며,When the multi-pulse mode is selected, receiving the number of pulses (k) to be generated in the laser generator; further comprising,
    상기 펄스의 개수(k)에 대응하는 임계 시간(Δtc_k)을 상기 임계 시점에 반영하여 상기 포켈스 셀을 제어하는, 방법.A method of controlling the Pockels cell by reflecting a threshold time (Δt c _k) corresponding to the number of pulses (k) to the threshold time point.
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