KR20250000629A - A laser device capable of simultaneous emission at two wavelengths, selective emission, and output control - Google Patents
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Abstract
본 발명은, 서로 다른 파장의 레이저를 동시에 발진하거나, 또는 파장을 갖는 레이저 간의 출력 비율을 조절할 수 있는 두 파장 동시 발진, 선택 발진 및 출력 조절이 가능한 레이저 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a laser device capable of simultaneously emitting lasers of different wavelengths, or of controlling the output ratio between lasers having different wavelengths, and capable of simultaneous emitting of two wavelengths, selective emitting of lasers, and controllable output.
Description
본 발명은 단일 레이저 광원을 이용하여 두개의 파장을 갖는 레이저빔을 동시에 또는 선택적으로 조사하며, 출력비율을 조절할 수 있는 레이저 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a laser device that simultaneously or selectively irradiates laser beams having two wavelengths using a single laser light source and can control the output ratio.
멀티 파장 레이저는 여러 가지 파장에서 동시에 레이저를 발생시킬 수 있는 레이저 장치이다. 일반적으로 단일 파장 레이저는 특정 파장에서 레이저를 발산시키지만, 멀티 파장 레이저는 두 개 이상의 파장에서 동시에 레이저를 발산시킬 수 있다.A multi-wavelength laser is a laser device that can emit lasers at multiple wavelengths simultaneously. Typically, a single-wavelength laser emits lasers at a specific wavelength, but a multi-wavelength laser can emit lasers at two or more wavelengths simultaneously.
멀티 파장 레이저는 다양한 응용 분야에서 사용된다. 예를 들어, 광 통신에서는 멀티 파장 레이저를 사용하여 여러 개의 데이터 채널을 동시에 전송할 수 있다. 또한, 과학 연구에서는 다양한 파장에서 레이저를 사용하여 다양한 실험 및 분석을 수행할 수 있다. 멀티 파장 레이저는 또한 의료 분야에서도 중요한 역할을 한다. 예를 들어, 레이저 치료에서는 여러 파장의 레이저를 사용하여 다양한 조직이나 질병을 치료할 수 있다.Multi-wavelength lasers are used in a variety of applications. For example, in optical communications, multi-wavelength lasers can be used to transmit multiple data channels simultaneously. In scientific research, lasers at different wavelengths can be used to perform various experiments and analyses. Multi-wavelength lasers also play an important role in the medical field. For example, in laser therapy, lasers at different wavelengths can be used to treat different tissues or diseases.
멀티 파장 레이저는 파장 선택 발진 및 출력 조절 기능과 결합될 수도 있다. 이는 특정 파장에서 레이저를 선택하여 사용하거나, 여러 파장에서 동시에 발진하는 등의 조절이 가능하다는 것을 의미한다. 이러한 기능은 다양한 응용 분야에서 유연하고 다목적으로 레이저를 활용할 수 있도록 도움을 준다.Multi-wavelength lasers can also be combined with wavelength-selective oscillation and power control functions. This means that the laser can be selectively used at a specific wavelength, or oscillated at multiple wavelengths simultaneously. This function helps to make the laser flexible and versatile in various applications.
종래의 멀티 파장 레이저 기술은 기본 파장을 갖는 레이저를 발산시키고 파장을 변환하는 비선형 결정을 구비하여 조화파 도는 parametric 발진을 하거나, 다양한 레이저 매질을 구비하여 다른 파장의 레이저 빔을 선택적 또는 동시에 발진하였다.Conventional multi-wavelength laser technology emits a laser having a fundamental wavelength and uses a nonlinear crystal to convert the wavelength to perform harmonic or parametric oscillation, or uses various laser media to selectively or simultaneously oscillate laser beams of different wavelengths.
본 발명은 종래의 레이저 발생 장치에서 서로 다른 파장의 레이저를 동시에 발진하거나, 또는 파장을 갖는 레이저 간의 출력 비율을 조절할 수 있는 장치를 제공하는 것에 그 목적이 있다.The purpose of the present invention is to provide a device capable of simultaneously emitting lasers of different wavelengths in a conventional laser generating device or of controlling the output ratio between lasers having different wavelengths.
상기 과제의 해결 수단으로서, 제1 파장을 갖는 제1 레이저 빔을 생성하는 제1 레이저 발생부, 제1 레이저 빔의 편광 방향을 조절할 수 있도록 구성되는 하프웨이브 플레이트(Half wave plate), 하프웨이브 플레이트와 경사를 두어 구비되는 편광판, 편광판을 통과한 레이저를 전달받아 제2 파장을 갖는 제2 레이저 빔을 발생시키는 이차 조화파 발생기, 제2 레이저빔을 전달받아 제3 파장을 갖는 제3 레이저를 발생시킬 수 있도록 구성되는 제2 레이저 발생부 및 편광판으로부터 반사된 제1 레이저 빔과 제3 레이저 빔이 함께 출력되는 출력부를 포함하는 두 파장 동시 발진, 선택 발진 및 출력 조절이 가능한 레이저 장치가 제공될 수 있다.As a means for solving the above problem, a laser device capable of simultaneous oscillation of two wavelengths, selective oscillation, and output control may be provided, including a first laser generating unit generating a first laser beam having a first wavelength, a half wave plate configured to control the polarization direction of the first laser beam, a polarizing plate provided at an angle to the half wave plate, a second harmonic generator receiving a laser passed through the polarizing plate and generating a second laser beam having a second wavelength, a second laser generating unit configured to receive the second laser beam and generate a third laser having a third wavelength, and an output unit outputting the first laser beam and the third laser beam reflected from the polarizing plate together.
한편, 출력부에서 제3 레이저의 피크 타임은 제1 레이저 빔의 피크 타임보다 소정시간 지연될 수 있다.Meanwhile, the peak time of the third laser beam at the output section may be delayed by a predetermined time compared to the peak time of the first laser beam.
하프 웨이브 플레이트의 회전각도에 따라 출력부에서 제1 레이저 빔과 제2 레이저의 출력 비율이 조절될 수 있다.The output ratio of the first laser beam and the second laser beam at the output section can be adjusted depending on the rotation angle of the half-wave plate.
한편, 하프 웨이브 플레이트의 회전각도를 조절할 수 있도록 구성되는 구동부를 더 포함할 수 있다. Meanwhile, it may further include a driving unit configured to adjust the rotation angle of the half-wave plate.
한편, 하프 웨이브 플레이트의 회전각도가 0 도인 경우 제3 레이저 빔만 출력되며,Meanwhile, when the rotation angle of the half-wave plate is 0 degrees, only the third laser beam is output.
하프 웨이브 플레이트의 회전각도가 45도 인 경우 제1 레이저 빔만 출력될 수 있다.When the rotation angle of the half-wave plate is 45 degrees, only the first laser beam can be output.
한편, 하프 웨이브 플레이트의 회전각도가 0도 초과 45미만인 경우 제1 레이저 빔과 제3 레이저 빔이 출력될 수 있다.Meanwhile, when the rotation angle of the half-wave plate is greater than 0 degrees and less than 45 degrees, the first laser beam and the third laser beam can be output.
또한, 하프 웨이브 플레이트와 제1 레이저 발생부의 사이에 구비되며, 제1 레이저 빔을 증폭시킬 수 있도록 구성되는 펌프 챔버를 더 포함할 수 있다.Additionally, the device may further include a pump chamber provided between the half-wave plate and the first laser generating unit and configured to amplify the first laser beam.
한편, 제1 레이저 빔은 1064 nm의 파장일 수 있으며, 제2 레이저 빔은 532 nm,Meanwhile, the first laser beam may have a wavelength of 1064 nm, and the second laser beam may have a wavelength of 532 nm,
제3 레이저 빔은 780 nm 의 파장을 가질 수 있다.The third laser beam may have a wavelength of 780 nm.
한편, 제1 레이저 발생부는 큐-스위칭 소자(Q-switcher)로 마련될 수 있다.Meanwhile, the first laser generating unit can be provided with a Q-switching element.
한편, 제1 레이저 발생부는 Nd:YAG를 포함할 수 있다.Meanwhile, the first laser generating unit may include Nd:YAG.
또한, 제2 레이저 발생부는 Ti:Sapphire 를 포함할 수 있다.Additionally, the second laser generating unit may include Ti:Sapphire.
본 발명에 따른 레이저 장치는 두 파장을 갖는 레이저 빔의 에너지 비율을 조절할 수 있는 효과가 있다.The laser device according to the present invention has the effect of being able to control the energy ratio of a laser beam having two wavelengths.
도 1은 볼 발명의 일 실시예에 따른 두 파장 동시 발진, 선택 발진 및 출력 조절이 가능한 레이저 장치의 개념도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에서 제1 파장의 레이저를 발진할 때의 개념도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에서 제3 파장의 레이저를 발진할 때의 개념도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에서 제1 파장의 레이저와 제3 파장의 레이저의 출력이 조절되는 개념을 도시한 도면이다. FIG. 1 is a conceptual diagram of a laser device capable of simultaneous two-wavelength oscillation, selective oscillation, and output control according to one embodiment of the invention.
Figure 2 is a conceptual diagram when emitting a laser of the first wavelength in one embodiment of the present invention.
Figure 3 is a conceptual diagram when emitting a laser of a third wavelength in one embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a diagram illustrating a concept in which the output of a laser of a first wavelength and a laser of a third wavelength are controlled in one embodiment of the present invention.
이하, 본 발명의 실시 예에 따른 두 파장 동시 발진, 선택 발진 및 출력 조절이 가능한 레이저 장치에 대하여, 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 그리고 이하의 실시예의 설명에서 각각의 구성요소의 명칭은 당업계에서 다른 명칭으로 호칭될 수 있다. 그러나 이들의 기능적 유사성 및 동일성이 있다면 변형된 실시예를 채용하더라도 균등한 구성으로 볼 수 있다. 또한 각각의 구성요소에 부가된 부호는 설명의 편의를 위하여 기재된다. 그러나 이들 부호가 기재된 도면상의 도시 내용이 각각의 구성요소를 도면내의 범위로 한정하지 않는다. 마찬가지로 도면상의 구성을 일부 변형한 실시예가 채용되더라도 기능적 유사성 및 동일성이 있다면 균등한 구성으로 볼 수 있다. 또한 당해 기술 분야의 일반적인 기술자 수준에 비추어 보아, 당연히 포함되어야 할 구성요소로 인정되는 경우, 이에 대하여는 설명을 생략한다.Hereinafter, a laser device capable of simultaneous oscillation of two wavelengths, selective oscillation, and output control according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the attached drawings. In addition, in the description of the embodiments below, the names of each component may be referred to by different names in the art. However, if there is functional similarity and identity between them, even if a modified embodiment is adopted, it can be viewed as an equivalent configuration. In addition, the symbols added to each component are described for the convenience of explanation. However, the illustrated content in the drawings in which these symbols are described does not limit each component to the scope within the drawings. Likewise, even if an embodiment with some modifications to the configuration in the drawings is adopted, if there is functional similarity and identity, it can be viewed as an equivalent configuration. In addition, if it is recognized as a component that should be naturally included in light of the general level of a technician in the relevant technical field, a description thereof will be omitted.
도 1은 볼 발명의 일 실시예에 따른 두 파장 동시 발진, 선택 발진 및 출력 조절이 가능한 레이저 장치의 개념도이다.FIG. 1 is a conceptual diagram of a laser device capable of simultaneous two-wavelength oscillation, selective oscillation, and output control according to one embodiment of the invention.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저 장치는 제1 레이저 발진부(100), 증폭기(200), 빔 분배부(300), 이차 조화파 발생기(400), 제2 레이저 발진부(500), 빔 스플리터(700) 및 출력부(800)를 포함할 수 있다. Referring to FIG. 1, a laser device according to one embodiment of the present invention may include a first laser oscillation unit (100), an amplifier (200), a beam distribution unit (300), a second harmonic generator (400), a second laser oscillation unit (500), a beam splitter (700), and an output unit (800).
제1 레이저 발진부(100)는 큐 스위치된 제1 파장의 제1 레이저 빔(L1)을 발진할 수 있도록 구성된다.The first laser oscillation unit (100) is configured to be able to oscillate a first laser beam (L1) of a first wavelength that is Q-switched.
제1 레이저 발진부(100)는 큐 스위처의 구성으로서 널리 사용되는 구성들이 포함될 수 있다. 일 예로서 제1 레이저 발진부(100)는, 반사판 (reflector), 포켈스 셀(pockels cell), 쿼터 웨이브 플 레이트(Quarter wave plate), 편광소자(polarizer), 증폭기 (pump chamber) 및 출력 커플러(output coupler)를 포함할 수 있다.The first laser oscillation unit (100) may include components widely used as components of a cue switch. As an example, the first laser oscillation unit (100) may include a reflector, a Pockels cell, a quarter wave plate, a polarizer, an amplifier (pump chamber), and an output coupler.
증폭기(200)는 제1 레이저 빔(L1)을 전달받고 증폭할 수 있도록 구성된다. 증폭기(200)는 펌프 챔버로 불리는 널리 사용되는 구성이 적용될 수 있다. 증폭기(200)는 제1 레이저 빔(L1)의 파장에 따라 다양한 결정을 포함할 수 있다. 예를 들어 Nd:YAG, Nd:YAP, Nd:YLF 등이 적용될 수 있다. 한편, 증폭기의 광학 결정은 제1 레이저 빔이 1064nm 인 경우 Nd:YAG 결정일 수 있다.The amplifier (200) is configured to receive and amplify the first laser beam (L1). A widely used configuration called a pump chamber may be applied to the amplifier (200). The amplifier (200) may include various crystals depending on the wavelength of the first laser beam (L1). For example, Nd:YAG, Nd:YAP, Nd:YLF, etc. may be applied. Meanwhile, the optical crystal of the amplifier may be a Nd:YAG crystal when the first laser beam is 1064 nm.
빔 분배부(300)는 증폭된 제1 레이저 빔(L1)을 두개의 경로로 나누어 전달할 수 있도록 구성된다. 빔 분배부(300)에서는 제1 레이저 빔(L1)을 제1 경로 또는 제2 경로에 전달할 수 있도록 구성된다. 또한 제1 레이저 빔(L1)을 제1 경로 및 제2 경로에 동시에 전달할 수 있도록 구성된다. 이때 제1 레이저 빔(L1)이 제1 경로와 제2 경로로 전달되는 비율을 조절할 수 있다.The beam distribution unit (300) is configured to be able to divide the amplified first laser beam (L1) into two paths and transmit them. The beam distribution unit (300) is configured to be able to transmit the first laser beam (L1) to the first path or the second path. In addition, the first laser beam (L1) is configured to be able to be simultaneously transmitted to the first path and the second path. At this time, the ratio at which the first laser beam (L1) is transmitted to the first path and the second path can be adjusted.
빔 분배부(300)는 하프 웨이브 플레이트(310), 구동부(미도시), 편광판(320) 및 반사판(600)을 포함할 수 있다.The beam distribution unit (300) may include a half-wave plate (310), a driving unit (not shown), a polarizing plate (320), and a reflector (600).
하프 웨이브 플레이트(310)는 회전각도에 의해 제1 레이저 빔(L1)의 편광면의 방향(the direction of the plane of polarization)을 조절할 수 있다. 구동부는 하프 웨이브 플레이트(310)의 회전각도를 조절할 수 있도록 구성된다. 일 예로서 구동부는 하프 웨이브 플레이트(310)의 각도를 0도 내지 45 도 내에서 조절할 수 있다. 한편, 도시되지는 않았으나, 제어부의 제어에 의해 구동부의 동작이 제어될 수 있다.The half-wave plate (310) can adjust the direction of the plane of polarization of the first laser beam (L1) by the rotation angle. The driving unit is configured to adjust the rotation angle of the half-wave plate (310). As an example, the driving unit can adjust the angle of the half-wave plate (310) within 0 to 45 degrees. Meanwhile, although not shown, the operation of the driving unit can be controlled by the control of the control unit.
편광판(320)에는 하프 웨이브 플레이트(310)를 통과한 제1 레이저 빔(L1)이 조사된다. 이때 제1 레이저 빔(L1)의 편광면의 방향에 따라 편광판(320)을 통화하여 제1 경로로 전달되는 에너지와 편광판(320)에 반사되어 제2 경로로 전달되는 에너지가 결정될 수 있다. The polarizing plate (320) is irradiated with the first laser beam (L1) that has passed through the half-wave plate (310). At this time, depending on the direction of the polarization plane of the first laser beam (L1), the energy transmitted to the first path by passing through the polarizing plate (320) and the energy reflected by the polarizing plate (320) and transmitted to the second path can be determined.
일 예로서, 하프 웨이브 플레이트(310)가 0 도인 경우 제1 레이저 빔(L1)은 모두 편광판(320)을 통과하며, 제1 경로로 전달된다. 반대로 하프 웨이브 플레이트(310)가 45도인 경우 제1 레이저 빔(L1)은 편광판(320)에서 반사되어 제2 경로로 전달된다. 한편, 하프 웨이브 플레이트(310)의 각도가 0도 이상 45도 이하인 경우에 제1 레이저 빔(L1)은 제1 경로와 제2 경로로 분배되어 전달된다. 이때 하프 웨이브 플레이트(310)의 회전각이 0도에서 45도로 갈수록 편광판(320)을 통과하는 제1 레이저 빔(L1)의 에너지는 점차 작아지며, 편광판(320)에서 반사되는 제1 레이저 빔(L1)의 에너지는 점차 커진다. For example, when the half-wave plate (310) is 0 degrees, the first laser beam (L1) completely passes through the polarizing plate (320) and is transmitted to the first path. Conversely, when the half-wave plate (310) is 45 degrees, the first laser beam (L1) is reflected from the polarizing plate (320) and transmitted to the second path. Meanwhile, when the angle of the half-wave plate (310) is 0 degrees or more and 45 degrees or less, the first laser beam (L1) is distributed and transmitted to the first path and the second path. At this time, as the rotation angle of the half-wave plate (310) increases from 0 degrees to 45 degrees, the energy of the first laser beam (L1) passing through the polarizing plate (320) gradually decreases, and the energy of the first laser beam (L1) reflected from the polarizing plate (320) gradually increases.
두개의 경로로 분배되어 제1 레이저 빔(L1)이 전달되면 각각의 경로에서 파장을 조절하거나 증폭을 수행하여 서로 다른 성질의 레이저 빔을 생성할 수 있다.When the first laser beam (L1) is transmitted by being divided into two paths, the wavelength can be adjusted or amplified in each path to generate laser beams with different properties.
이차 조화파 발생기(400)는 편광판(320)을 통과한 제1 레이저 빔(L1)을 전달받고 파장이 절반으로 줄어든 제2 레이저 빔(L2)을 전송할 수 있다. 다른말로 이차 조화파 발생기(400)에서 발생된 제2 레이저 빔(L2)의 주파수는 제1 레이저 빔(L1)의 주파수의 두배가 될 수 있다. 이차 조화파 발생기(400)는 비선형 광학 재료로서 KTP(Potassium Titanyl Phosphate)일 수 있다. The second harmonic generator (400) can receive the first laser beam (L1) that has passed through the polarizing plate (320) and transmit the second laser beam (L2) whose wavelength is reduced by half. In other words, the frequency of the second laser beam (L2) generated from the second harmonic generator (400) can be twice the frequency of the first laser beam (L1). The second harmonic generator (400) can be KTP (Potassium Titanyl Phosphate) as a nonlinear optical material.
제2 레이저 발진부(500)는 제2 레이저를 전달받고 파장을 변화시켜 제3 레이저를 발진할 수 있도록 구성된다. 일 예로서 제2 레이저 발진부(500)는 Ti:Sapphire 광학결정을 포함할 수 있다. 다만, 제2 레이저 발진부(500)는 원하는 제3 레이저 빔(L3)의 파장에 따라 다른 광학결정이 사용될 수 있다. The second laser oscillation unit (500) is configured to receive the second laser and change the wavelength to oscillate the third laser. As an example, the second laser oscillation unit (500) may include a Ti:Sapphire optical crystal. However, the second laser oscillation unit (500) may use a different optical crystal depending on the wavelength of the desired third laser beam (L3).
빔 스플리터(700)는 제1 경로와 제2 경로의 말단에 구비되며, 제1 경로를 따라 조사되는 레이저 빔과 제2 경로를 따라 조사되는 레이저 빔이 출력부(800)를 향하여 전달될 수 있도록 구성된다.A beam splitter (700) is provided at the ends of the first path and the second path, and is configured so that a laser beam irradiated along the first path and a laser beam irradiated along the second path can be transmitted toward the output unit (800).
출력부(800)는 빔 스플리터(700)를 경유하여 전달되는 제1 레이저 빔(L1) 및/또는 제3 레이저 빔(L3)을 외부로 전달할 수 있도록 구성된다.The output unit (800) is configured to transmit the first laser beam (L1) and/or the third laser beam (L3) transmitted via the beam splitter (700) to the outside.
한편, 도시되지는 않았으나, 레이저 빔의 경로를 조절하기 위한 반사판(600)들이 복수로 구성될 수 있으며, 레이저 빔의 경로를 조절하기 위한 적절한 위치에 구비될 수 있다.Meanwhile, although not shown, a plurality of reflectors (600) for controlling the path of the laser beam may be configured and provided at appropriate locations for controlling the path of the laser beam.
한편, 제2 레이저 발진부(500)에서 생성되는 제3 레이저 빔(L3)이 출력부(800)를 통하여 외부에 조사되는 피크 타임(peak time)은 제1 레이저 빔(L1)의 피크 타임보다 수~수십 ns 지연될 수 있다. Meanwhile, the peak time at which the third laser beam (L3) generated from the second laser oscillation unit (500) is irradiated to the outside through the output unit (800) may be delayed by several to several tens of ns compared to the peak time of the first laser beam (L1).
본 발명에 따른 두 파장 동시 발진, 선택 발진 및 출력 조절이 가능한 레이저 장치에서 발생되는 제1 레이저 빔(L1)의 파장은 1064nm 이며, 제2 레이저 빔(L2)의 파장은 532nm 일때 제2 레이저 발진부(500)에서 발진되는 제3 레이저의 파장은 780 nm일 수 있다.The wavelength of the first laser beam (L1) generated in the laser device capable of simultaneous oscillation of two wavelengths, selective oscillation, and output control according to the present invention may be 1064 nm, and the wavelength of the second laser beam (L2) may be 532 nm. When this is the case, the wavelength of the third laser oscillating from the second laser oscillation unit (500) may be 780 nm.
의료 분야에서 레이저는 널리 보급되어 사용되고 있다. 한편, 피부에서 1064 nm 파장은 780 nm 파장에 비해 멜라닌 흡수도가 낮고 산란계수가 작아 피부 속 더 깊이 침투할 수 있는 것으로 알려져 있다. 따라서 1064 nm 단독으로 사용시 멜라닌 파괴를 위해 높은 에너지를 조사하는 경우 원치 않는 다른 조직 및 진피 깊은 층까지 파장이 도달할 수 있는 문제점이 있다.In the medical field, lasers are widely used. Meanwhile, it is known that the 1064 nm wavelength in the skin has lower melanin absorption and a smaller scattering coefficient than the 780 nm wavelength, so it can penetrate deeper into the skin. Therefore, when 1064 nm is used alone to irradiate high energy to destroy melanin, there is a problem that the wavelength can reach other unwanted tissues and deep layers of the dermis.
반면에 780 nm 파장의 경우 피부 조직내에서 흡수도가 상대적으로 1064 nm 파장에 비해 높다. 즉, 피부의 멜라닌이 과하게 분포되어 있는 부위에 780nm 레이저를 조사시 전체에 균일하게 흡수되지 않고 피부의 상부쪽으로 흡수가 강하게 발생될 수 있다.On the other hand, the absorption rate of the 780 nm wavelength is relatively higher in skin tissue than that of the 1064 nm wavelength. That is, when a 780 nm laser is irradiated on an area of the skin where melanin is excessively distributed, absorption may not be uniform throughout the entire area, but may occur more strongly in the upper part of the skin.
두 파장을 조사하되 1064 nm 파장은 종래의 단독으로 사용되는 에너지보다 낮게 사용하여 병변 부위의 전체에 균일한 온도 상승을 유도할 수 있다. 따라서 병변외에 영역으로 1064 nm 파장이 전파되는 것은 최소화할 수 있다. By examining the two wavelengths, the 1064 nm wavelength can be used at a lower energy than that used alone, thereby inducing a uniform temperature increase throughout the lesion area. Therefore, the propagation of the 1064 nm wavelength to areas other than the lesion can be minimized.
한편, 780nm 레이저 빔 역시 단독으로 사용시 보다는 낮은 에너지로 피부에 조사되며, 1064nm 레이저가 먼저 조직에 조사하여 병변 부위 전체의 온도가 높아진 상태에서 780nm를 조사되므로 단일 파장으로 조사 경우보다 조직을 효율적으로 제거할 수 있게 된다.Meanwhile, the 780 nm laser beam is also irradiated to the skin with lower energy than when used alone, and since the 1064 nm laser is irradiated to the tissue first, and the temperature of the entire lesion area is increased, the 780 nm is irradiated, so the tissue can be removed more efficiently than when irradiated with a single wavelength.
본 발명의 일 실시예에서 따른 두 파장 동시 발진, 선택 발진 및 출력 조절이 가능한 레이저 장치의 동작에 대하여 설명하도록 한다.The operation of a laser device capable of simultaneous two-wavelength oscillation, selective oscillation, and output control according to one embodiment of the present invention will be described.
도 2는 본 발명의 일 실시예에서 제1 파장의 레이저를 발진할 때의 개념도이다.Figure 2 is a conceptual diagram when emitting a laser of the first wavelength in one embodiment of the present invention.
도 2를 참조하면, 제1 레이저 발진부(100)에서는 1064nm 의 파장을 갖는 제1 레이저 빔(L1)이 발진될 수 있다. 하프 웨이브 플레이트(310)가 45도로 회전한 상태에서 제1 레이저 빔(L1)은 젼광판에서 반사되어 제1 경로로 전달된다. 이후 빔 스플리터(700)와 출력부(800)를 통과하여 외부로 조사된다.Referring to Fig. 2, a first laser beam (L1) having a wavelength of 1064 nm can be oscillated from the first laser oscillation unit (100). With the half-wave plate (310) rotated 45 degrees, the first laser beam (L1) is reflected from the light plate and transmitted to the first path. Thereafter, it passes through the beam splitter (700) and the output unit (800) and is irradiated to the outside.
도 3은 본 발명의 일 실시예에서 제3 파장의 레이저를 발진할 때의 개념도이다.Figure 3 is a conceptual diagram when emitting a laser of a third wavelength in one embodiment of the present invention.
도 3을 참조하면, 구동부의 동작에 의해 하프 웨이브 플레이트(310)의 회전각이 0도로 조절되는 경우 제1 레이저 빔(L1)은 모두 편광판(320)을 통과하게 된다. 이후 이차 조화파 발생기(400)를 통과하여 532nm 의 파장을 갖는 제2 레이저 빔(L2)이 발생한다. 이후 제2 레이저 빔(L2)은 제2 레이저 발진부(500)에 조사되며, 제2 레이저 발진부(500)에서는 780nm 파장을 갖는 제3 레이저 빔(L3)이 발생될 수 있다. 이후 제3 레이저 빔(L3)은 출력부(800)를 통하여 외부로 조사될 수 있다.Referring to FIG. 3, when the rotation angle of the half-wave plate (310) is adjusted to 0 degrees by the operation of the driving unit, the first laser beam (L1) passes through the polarizing plate (320). Thereafter, the second laser beam (L2) having a wavelength of 532 nm is generated by passing through the secondary harmonic generator (400). Thereafter, the second laser beam (L2) is irradiated to the second laser oscillation unit (500), and the second laser oscillation unit (500) can generate a third laser beam (L3) having a wavelength of 780 nm. Thereafter, the third laser beam (L3) can be irradiated to the outside through the output unit (800).
도 4는 본 발명의 일 실시예에서 제1 파장의 레이저와 제3 파장의 레이저의 출력이 조절되는 개념을 도시한 도면이다. FIG. 4 is a diagram illustrating a concept in which the output of a laser of a first wavelength and a laser of a third wavelength are controlled in one embodiment of the present invention.
도 4를 참조하면, 빔 분배부(300)에서 구동부를 제어하여 하프 웨이브 플레이트(310)의 각도를 0도 초과 그리고 45도 미만으로 조절하는 경우 제1 레이저 빔(L1)은 제1 경로와 제2 경로에 분배되어 조사될 수 있다.Referring to FIG. 4, when the driving unit in the beam distribution unit (300) is controlled to adjust the angle of the half-wave plate (310) to more than 0 degrees and less than 45 degrees, the first laser beam (L1) can be distributed and irradiated to the first path and the second path.
이후 제1 경로를 통하여 조사되는 제1 레이저 빔(L1)이 먼저 출력부(800)를 통과하고, 제2 경로에서 발생되는 제3 레이저 빔(L3)이 출력부(800)를 통과하게 된다. 이때 제3 레이저 빔(L3)의 피크타임은 제1 레이저 빔(L1)보다 수 내지 수십 nm 지연될 수 있다.Thereafter, the first laser beam (L1) irradiated through the first path first passes through the output unit (800), and the third laser beam (L3) generated through the second path passes through the output unit (800). At this time, the peak time of the third laser beam (L3) may be delayed by several to several tens of nm compared to the first laser beam (L1).
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 두 파장 동시 발진, 선택 발진 및 출력 조절이 가능한 레이저 장치는 하나의 광원 소스를 이용하여 두 개의 파장의 레이저 빔을 생성할 수 있다. 또한 두 개의 다른 파장을 갖는 레이저 빔이 출력되는 에너지를 조절하고, 또한 피크 타임을 조절할 수 있다.As described above, the laser device capable of simultaneous oscillation of two wavelengths, selective oscillation, and output control according to the present invention can generate laser beams of two wavelengths using one light source. In addition, the energy output from the laser beams having two different wavelengths can be controlled, and the peak time can also be controlled.
100: 제1 레이저 발진부
200: 증폭기
300: 빔 분배부
310: 하프 웨이브플레이트
320: 편광판
400: 이차 조화파 발생기
500: 제2 레이저 발진부
600: 반사판
700: 빔 스플리터
800: 출력부100: 1st laser oscillator
200: Amplifier
300: Beam distribution unit
310: Half Wave Plate
320: Polarizing plate
400: Second harmonic generator
500: Second laser oscillator
600: Reflector
700: Beam Splitter
800: Output section
Claims (13)
상기 제1 레이저 빔의 편광 방향을 조절할 수 있도록 구성되는 하프웨이브 플레이트(Half wave plate);
상기 하프웨이브 플레이트와 경사를 두어 구비되는 편광판;
상기 편광판을 통과한 레이저를 전달받아 제2 파장을 갖는 제2 레이저 빔을 발생시키는 이차 조화파 발생기;
상기 제2 레이저빔을 전달받아 제3 파장을 갖는 제3 레이저를 발생시킬 수 있도록 구성되는 제2 레이저 발생부; 및
상기 편광판으로부터 반사된 제1 레이저 빔과 상기 제3 레이저 빔이 함께 출력되는 출력부를 포함하는 두 파장 동시 발진, 선택 발진 및 출력 조절이 가능한 레이저 장치.A first laser generating unit generating a first laser beam having a first wavelength;
A half wave plate configured to control the polarization direction of the first laser beam;
A polarizing plate provided at an angle to the above half-wave plate;
A second harmonic generator that receives a laser beam passing through the polarizing plate and generates a second laser beam having a second wavelength;
A second laser generating unit configured to receive the second laser beam and generate a third laser having a third wavelength; and
A laser device capable of simultaneous two-wavelength oscillation, selective oscillation, and output control, including an output section through which a first laser beam reflected from the polarizing plate and a third laser beam are output together.
상기 출력부에서 상기 제3 레이저의 피크 타임은 상기 제1 레이저 빔의 피크 타임보다 소정시간 지연되는 두 파장 동시 발진, 선택 발진 및 출력 조절이 가능한 레이저 장치.In the first paragraph,
A laser device capable of simultaneous oscillation of two wavelengths, selective oscillation, and output control, wherein the peak time of the third laser in the above output section is delayed by a predetermined time from the peak time of the first laser beam.
상기 하프 웨이브 플레이트의 회전각도에 따라 상기 출력부에서 상기 제1 레이저 빔과 상기 제2 레이저의 출력 비율이 조절되는 두 파장 동시 발진, 선택 발진 및 출력 조절이 가능한 레이저 장치.In the second paragraph,
A laser device capable of simultaneous oscillation of two wavelengths, selective oscillation, and output control, wherein the output ratio of the first laser beam and the second laser beam at the output section is controlled according to the rotation angle of the half-wave plate.
상기 하프 웨이브 플레이트의 회전각도를 조절할 수 있도록 구성되는 구동부를 더 포함하는 두 파장 동시 발진, 선택 발진 및 출력 조절이 가능한 레이저 장치.In the third paragraph,
A laser device capable of simultaneous oscillation of two wavelengths, selective oscillation, and output control, further comprising a driving unit configured to adjust the rotation angle of the half-wave plate.
상기 하프 웨이브 플레이트의 회전각도가 0 도인 경우 상기 제3 레이저 빔만 출력되며,
상기 하프 웨이브 플레이트의 회전각도가 45도 인 경우 상기 제1 레이저 빔만 출력되는 두 파장 동시 발진, 선택 발진 및 출력 조절이 가능한 레이저 장치.In the fourth paragraph,
When the rotation angle of the above half-wave plate is 0 degrees, only the third laser beam is output.
A laser device capable of simultaneous oscillation of two wavelengths, selective oscillation, and output control, which outputs only the first laser beam when the rotation angle of the half-wave plate is 45 degrees.
상기 하프 웨이브 플레이트의 회전각도가 0도 초과 45미만인 경우 상기 제1 레이저 빔과 상기 제3 레이저 빔이 출력되는 두 파장 동시 발진, 선택 발진 및 출력 조절이 가능한 레이저 장치.In clause 5,
A laser device capable of simultaneous oscillation, selective oscillation, and output control of two wavelengths, wherein the first laser beam and the third laser beam are output when the rotation angle of the half-wave plate is greater than 0 degrees and less than 45 degrees.
상기 하프 웨이브 플레이트와 상기 제1 레이저 발생부의 사이에 구비되며, 상기 제1 레이저 빔을 증폭시킬 수 있도록 구성되는 펌프 챔버를 더 포함하는 두 파장 동시 발진, 선택 발진 및 출력 조절이 가능한 레이저 장치.In Article 6,
A laser device capable of simultaneous oscillation of two wavelengths, selective oscillation, and output control, further comprising a pump chamber provided between the half-wave plate and the first laser generating unit and configured to amplify the first laser beam.
상기 제1 레이저 빔은 1064 nm의 파장을 갖는 두 파장 동시 발진, 선택 발진 및 출력 조절이 가능한 레이저 장치.In Article 7,
The above first laser beam is a laser device capable of simultaneous oscillation of two wavelengths, selective oscillation, and output control having a wavelength of 1064 nm.
상기 제2 레이저 빔은 532 nm의 파장을 갖는 두 파장 동시 발진, 선택 발진 및 출력 조절이 가능한 레이저 장치.In Article 8,
The second laser beam is a laser device capable of simultaneous oscillation, selective oscillation, and output control of two wavelengths having a wavelength of 532 nm.
상기 제3 레이저 빔은 780 nm 의 파장을 갖는 두 파장 동시 발진, 선택 발진 및 출력 조절이 가능한 레이저 장치.In Article 9,
The above third laser beam is a laser device capable of simultaneous oscillation of two wavelengths, selective oscillation, and output control having a wavelength of 780 nm.
상기 제1 레이저 발생부는 큐-스위칭 소자(Q-switcher)로 마련되는 두 파장 동시 발진, 선택 발진 및 출력 조절이 가능한 레이저 장치.In the second paragraph,
The above first laser generating unit is a laser device capable of simultaneous oscillation of two wavelengths, selective oscillation, and output control, provided with a Q-switching element.
상기 제1 레이저 발생부는 Nd:YAG를 포함하는 두 파장 동시 발진, 선택 발진 및 출력 조절이 가능한 레이저 장치.In Article 11,
The above first laser generating unit is a laser device capable of simultaneous oscillation of two wavelengths, selective oscillation, and output control, including Nd:YAG.
상기 제2 레이저 발생부는 Ti:Sapphire 를 포함하는 두 파장 동시 발진, 선택 발진 및 출력 조절이 가능한 레이저 장치.In Article 12,
The above second laser generating unit is a laser device capable of simultaneous oscillation of two wavelengths, selective oscillation, and output control including Ti:Sapphire.
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