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KR100584287B1 - Laser generator and manufacturing method - Google Patents

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KR100584287B1
KR100584287B1 KR1020030060310A KR20030060310A KR100584287B1 KR 100584287 B1 KR100584287 B1 KR 100584287B1 KR 1020030060310 A KR1020030060310 A KR 1020030060310A KR 20030060310 A KR20030060310 A KR 20030060310A KR 100584287 B1 KR100584287 B1 KR 100584287B1
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권재욱
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엘지전자 주식회사
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    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/02Constructional details
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Abstract

본 발명은 레이저 발생 장치에 관한 것으로, 특히 열 렌즈 효과를 저감하고 효율적인 냉각을 구현하는 고체 레이저 발생 장치 및 그 제조 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a laser generating apparatus, and more particularly, to a solid state laser generating apparatus and a method of manufacturing the same, which reduce thermal lens effects and implement efficient cooling.

본 발명은 고체 레이저 발생 장치에서 레이저 매질을 감싸는 히트 싱크의 열 전도 계수를 위치에 따라 다른 값을 가지도록 하여 레이저 매질의 온도 분포를 균일하게 만들고 신속하게 물질의 냉각을 달성함으로써 고체 레이저 발생 장치에서 레이저 발진시에 발생하는 발열에 의한 레이저 매질의 열렌즈 현상을 저감하는 효과가 있다.According to the present invention, the heat conduction coefficient of the heat sink surrounding the laser medium in the solid state laser generating device has a different value depending on the position, thereby making the temperature distribution of the laser medium uniform and rapidly cooling the material. There is an effect of reducing the thermal lens phenomenon of the laser medium by the heat generated during the laser oscillation.

또한, 본 발명은 상기 레이저 매질의 양면에 거리에 따라 열전도도가 변하도록 구성한 금속을 히트 싱크로 접합하여 열전달 계수가 낮은 레이저 매질을 효율적으로 냉각시킴으로써 레이저 출력을 향상시킬 수 있다.In addition, the present invention can improve the laser power by efficiently cooling the laser medium having a low heat transfer coefficient by bonding a metal configured to change the thermal conductivity with distance on both sides of the laser medium with a heat sink.

레이저, 히트 싱크, 열렌즈, 레이저 매질Lasers, heat sinks, thermal lenses, laser media

Description

레이저 발생 장치 및 제조 방법{a laser generator and the fabrication method}Laser generator and the fabrication method

도 1은 통상적인 DPSS 레이저 구성 개략도.1 is a schematic diagram of a conventional DPSS laser configuration.

도 2는 종래 레이저 발생 장치에서 열에 의한 열 렌즈 효과에 의해 변형된 레이저 매질을 보여주는 도면.2 is a view showing a laser medium deformed by the thermal lens effect of heat in the conventional laser generating device.

도 3은 본 발명에 따른 레이저 발생 장치를 보여주는 도면.3 shows a laser generating apparatus according to the invention.

도 4는 본 발명에 따른 레이저 매질의 냉각 구조를 개략적으로 보여주는 도면.4 shows schematically a cooling structure of a laser medium according to the invention.

도 5는 본 발명에 따른 레이저 매질의 냉각 구조를 제작하기 위한 공정을 보여주는 도면.5 shows a process for producing a cooling structure of a laser medium according to the invention.

<도면의 주요부분에 대한 부호 설명><Description of Signs of Major Parts of Drawings>

201 : 펌핑 레이저 다이오드 202 : 집속 렌즈계201: pumping laser diode 202: focusing lens system

203 : 레이저 매질 204 : 히트 싱크(heat sink)203: laser medium 204: heat sink

206 : 비선형 물질 207 : 출력 커플러(output coupler)206: nonlinear material 207: output coupler

본 발명은 레이저 발생 장치에 관한 것으로, 특히 열 렌즈 효과를 저감하고 효율적인 냉각을 구현하는 고체 레이저 발생 장치 및 그 제조 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a laser generating apparatus, and more particularly, to a solid state laser generating apparatus and a method of manufacturing the same, which reduce thermal lens effects and implement efficient cooling.

알려진 바와 같이 레이저는 복사선의 유도 방출에 의한 빛의 증폭(Light Amplification by Stimulated emission of Radiation : LASER)으로 광학적 및 전자적 소자의 동작을 합친 것이다. As is known, lasers combine the operation of optical and electronic devices with Light Amplification by Stimulated emission of Radiation (LASER).

상기 레이저의 발전과 함께 그 용도로 산업용, 의료용, 연구용 등 다양하게 발전되고 있다. With the development of the laser has been developed in various ways, such as industrial, medical, research.

특히, 요즘에는 가정용 디스플레이 매체에 적용할 수 있는 방안에 대하여 연구가 진행되고 있는데, 가정용이 갖추어야 할 소형, 고효율, 고출력 가시광선 레이저로는 DPSS(Diode Pumped Solid State) 레이저가 가장 가능성이 크다. In particular, researches are now being made on the methods that can be applied to home display media, and DPSS (Diode Pumped Solid State) laser is most likely as a small size, high efficiency, and high power visible light laser for home use.

도 1은 통상적인 DPSS 레이저 구성 개략도이다. 1 is a schematic diagram of a conventional DPSS laser configuration.

도 1을 참조하면, 통상적인 DPSS 레이저는 펌핑 레이저 다이오드(101), 집속 광학계(102), 레이저 매질(103), 히트 싱크(heat sink, 104), 열교환기(105), 비선형 물질(106)(Nonlinear Optical Material), 출력 커플러(107)로 구성된다.Referring to FIG. 1, a conventional DPSS laser includes a pumping laser diode 101, a focusing optical system 102, a laser medium 103, a heat sink 104, a heat exchanger 105, a nonlinear material 106. (Nonlinear Optical Material) and an output coupler 107.

상기와 같이 구성된 DPSS 레이저는 상기 펌핑 레이저 다이오드(101)의 광(예, 808nm)을 상기 집속 광학계(102)로 상기 레이저 매질(103)에 집속 시키면, 상기 레이저 매질(103)에서 적외선 파장의 빛(예, 1064nm/914nm)이 발생되고, 이 빛은 상기 출력 커플러(107)에 의하여 공진을 일으킨다. The DPSS laser configured as described above focuses the light (eg, 808 nm) of the pumping laser diode 101 on the laser medium 103 by the focusing optical system 102, and emits light of infrared wavelength in the laser medium 103. (Eg, 1064 nm / 914 nm) is generated, and this light causes resonance by the output coupler 107.

상기 공진되는 적외선 파장의 빛은 비선형 물질을 통과하면서 그 물질의 SHG(Second Harmonic Generation) 작용에 의하며 공진 파장의 절반(λ/2)의 파장으 로 변화(예, 532nm/457nm)되어 출력된다. The light having the resonant infrared wavelength passes through the nonlinear material and is converted (eg, 532 nm / 457 nm) to a wavelength of half (λ / 2) of the resonant wavelength by SHG (Second Harmonic Generation) action of the material.

이와 같은 레이저 매질(103)에서의 발열은 중심에서 크고 외곽에서 작으며 레이저 매질(103)의 자체 열전달계수가 낮기 때문에 레이저 매질 내의 온도 구배가 크게 발생한다.The heat generation in the laser medium 103 is large in the center, small in the outer part, and the temperature gradient in the laser medium is large because the self heat transfer coefficient of the laser medium 103 is low.

상기와 같은 큰 온도 구배는 열에 의해 레이저 매질(103)이 마치 렌즈처럼 변형되는 열렌즈 현상을 발생시키게 되어 레이저 특성을 저하시킨다.Such a large temperature gradient causes a thermal lens phenomenon in which the laser medium 103 is deformed like a lens by heat, thereby degrading laser characteristics.

이때, 상기 히트 싱크(104)는 열전도도가 높은 금속으로서 상기 레이저 매질(103)의 주변을 둘러싸고 있으며, 일면에 열 교환기(105)가 부착되어 있다.In this case, the heat sink 104 is a metal having high thermal conductivity, surrounding the periphery of the laser medium 103, and a heat exchanger 105 is attached to one surface of the heat sink 104.

상기 레이저 매질(103)은 펌핑된 광에 의해서 작은 영역 내에 많은 열이 발생하게 되는데, 발생된 열은 열전도도가 높은 금속으로 이루어진 히트 싱크(104)로 전도되어 열 교환기(105)를 통해 레이저 매질(103)을 냉각시킨다.The laser medium 103 generates a large amount of heat in a small area by the pumped light, and the generated heat is conducted to the heat sink 104 made of a metal having high thermal conductivity, so that the laser medium 103 passes through the heat exchanger 105. Cool 103.

그러나, 상기 레이저 매질(103) 주변을 둘러싸는 히트 싱크(104)는 동일한 열전달효율을 가지는 금속 재료를 사용하므로 레이저 매질(103)에서 발열이 심한 부위와 작은 부위간의 온도 구배를 크게 감소시킬 수가 없다.However, since the heat sink 104 surrounding the laser medium 103 uses a metal material having the same heat transfer efficiency, the temperature gradient between the heat generating portion and the small portion in the laser medium 103 cannot be greatly reduced. .

도 2는 종래 레이저 발생 장치에서 열에 의한 열 렌즈 효과에 의해 변형된 레이저 매질을 보여주는 도면이다.2 is a view showing a laser medium deformed by the thermal lens effect of the heat in the conventional laser generating apparatus.

도 2에 도시된 바와 같이, 상기 레이저 매질(103))은 펌핑 광에 의하여 열이 발생되는데 이 열은 물질의 굴절률 변화를 야기 시킨다. As shown in FIG. 2, the laser medium 103 is heated by pumping light, which causes a change in refractive index of the material.

그리고, 이 발열 정도는 레이저 매질(103)의 중심과 주변에서 차이가 나기 때문에 중심과 주변의 굴절률 차이가 발생된다. In addition, since the heat generation degree is different between the center and the periphery of the laser medium 103, a difference in refractive index between the center and the periphery occurs.

이와 같이, 광학 물질에 굴절률 차이가 발생되면 그 정도에 따라 광로가 변경되어 마치 렌즈와 같은 작용을 하게 되는데 이 현상을 열 렌즈(heat lens) 효과라고 한다. As such, when the refractive index difference occurs in the optical material, the optical path is changed according to the degree, which acts like a lens. This phenomenon is called a heat lens effect.

도 2의 (a)는 열 렌즈 현상이 발생하지 않았을 때의 정상적인 레이저 매질을 보여주며, 도 2의 (b)는 레이저 매질 중심에 펌핑 광을 입사하여 열 렌즈 효과가 일어났을 때 광로가 변경되어 렌즈 효과가 발생되는 것을 보여 준다. FIG. 2 (a) shows a normal laser medium when no thermal lens phenomenon occurs, and FIG. 2 (b) shows that the optical path is changed when a thermal lens effect occurs due to incident pumping light at the center of the laser medium. It shows the lens effect occurring.

이와 같이, 레이저 매질(103)이 열 렌즈 효과를 받을 경우에는 물질에 따라 볼록렌즈 또는 오목 렌즈의 역할을 하게 되어 원하는 레이저 빔을 발생시킬 수 없다. As such, when the laser medium 103 receives the thermal lens effect, the laser medium 103 may act as a convex lens or a concave lens, depending on the material, and thus may not generate a desired laser beam.

즉, DPSS 레이저에서 고출력을 얻기 위하여 펌핑 광을 고출력으로 집속시키면 열 렌즈 효과가 심하게 발생되어 결국 레이저 공진 조건이 깨어짐으로서 언스테이블(unstable)한 상태가 된다. That is, when the pumping light is focused at a high output in order to obtain a high output in the DPSS laser, the thermal lens effect is severely generated, resulting in an unstable state because the laser resonance condition is broken.

상기 열 렌즈 효과를 저감하는 고체 레이저의 냉각 구조는 열 렌즈 효과를 일으키는 레이저 매질의 주변에 열전도률이 뛰어난 금속을 히트 싱크로 접합하여 중심의 열을 빠른 시간 내에 분산 시켜주어 열 렌즈 효과를 완화 시켰다. The cooling structure of the solid-state laser to reduce the thermal lens effect is to reduce the thermal lens effect by dispersing the heat of the center in a quick time by bonding a metal having excellent thermal conductivity to the heat sink around the laser medium causing the thermal lens effect.

그러나, 이와 같이 열 렌즈 효과를 저감시키는 고체 레이저 냉각 구조를 사용하여도 열 렌즈 효과를 완화시키는데 한계가 있는 단점이 있다. However, there is a disadvantage in that there is a limit in alleviating the thermal lens effect even when using a solid laser cooling structure that reduces the thermal lens effect.

본 발명은 고체 레이저 발생 장치에서 레이저 매질을 감싸는 히트 싱크의 열 전도 계수를 위치에 따라 다른 값을 가지도록 하여 레이저 매질의 온도 분포를 균 일하게 만들고 신속하게 물질의 냉각을 달성함으로써 열 렌즈 효과를 저감하는 고체 레이저 발생 장치 및 그 제조 방법을 제공하는 데 목적이 있다.According to the present invention, the thermal conduction coefficient of the heat sink enclosing the laser medium in the solid state laser generator has a different value depending on the position so that the temperature distribution of the laser medium is uniform, and the cooling of the material is achieved quickly. An object of the present invention is to provide a solid state laser generating apparatus and a manufacturing method thereof.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 레이저 발생 장치는, 광을 발생하는 하나 이상의 펌핑 레이저 다이오드와; 상기 펌핑 레이저 다이오드에서 방출되는 광을 집속시키는 집속 광학계와; 상기 집속된 광을 발진시키는 레이저 매질과; 상기 레이저 매질의 주변에 접합하며 광이 입사되는 위치에서 거리에 따라 열전도도가 변화하는 조성을 가지는 히트 싱크와; 상기 레이저 매질에서 발진된 광을 통과시키는 비선형 물질;을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, a laser generating apparatus according to the present invention comprises: at least one pumping laser diode for generating light; A focusing optical system for focusing light emitted from the pumping laser diode; A laser medium for oscillating the focused light; A heat sink bonded to the periphery of the laser medium and having a composition in which thermal conductivity changes with distance from a position at which light is incident; And a non-linear material for passing the light oscillated by the laser medium.

상기 히트 싱크는 금속으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.The heat sink is characterized in that the metal.

상기 레이저 매질에서 발열이 많은 부위는 히트 싱크에서 열전도도가 높은 부위와 접촉하고, 상기 레이저 매질에서 발열이 작은 부위는 히트 싱크에서 열전도도가 낮은 부위와 접촉하는 것을 특징으로 한다.The portion of the laser medium that generates a lot of heat is in contact with a portion of high heat conductivity in the heat sink, and the portion of the heat generation in the laser medium is in contact with a portion of low heat conductivity in the heat sink.

상기 히트 싱크의 열전도계수는 거리에 따라 순차적으로 증가 또는 감소하는 것을 특징으로 한다.The heat conductivity of the heat sink is characterized in that it increases or decreases sequentially with distance.

상기 히트 싱크는 MEMS 공정으로 제작되는 것을 특징으로 한다.The heat sink is characterized in that it is manufactured by the MEMS process.

상기 히트 싱크는 열전도도가 다른 재료를 혼합하여 적층하는 것을 특징으로 한다.The heat sink is characterized in that the laminated material is mixed with different thermal conductivity.

또한, 상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 레이저 발생 장치의 제조 방법은, 레이저 매질 주변에 열전도도가 다른 금속 재료의 혼합비를 조절하여 광이 입사되는 위치에서 거리에 따라 열전도도가 변화하도록 히트 싱크를 적층하는 것을 특징으로 한다.In addition, in order to achieve the above object, the manufacturing method of the laser generating apparatus according to the present invention, by adjusting the mixing ratio of the metal material having different thermal conductivity around the laser medium so that the thermal conductivity changes with distance from the position where light is incident. It is characterized by laminating heat sinks.

이하, 첨부한 도면을 참조로 하여 본 발명에 따른 레이저 발생 장치에 대해서 구체적으로 설명한다.Hereinafter, a laser generating apparatus according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 3은 본 발명에 따른 레이저 발생 장치를 개략적으로 보여주는 도면이다.3 is a view schematically showing a laser generating apparatus according to the present invention.

도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 고체 레이저 발생 장치는 펌핑 레이저 다이오드(201), 집속 광학계(202), 레이저 매질(203), 히트 싱크(heat sink, 204), 비선형 물질(206)(Nonlinear Optical Material), 출력 커플러(207)로 구성된다.Referring to FIG. 3, the solid-state laser generating apparatus according to the present invention includes a pumping laser diode 201, a focusing optical system 202, a laser medium 203, a heat sink 204, and a nonlinear material 206 (Nonlinear). Optical Material) and an output coupler 207.

여기서, 상기 히트 싱크(204)는 레이저 매질(203) 주변에서 접합하며 거리에 따라 열전도도가 변하도록 구성되어 있다.Here, the heat sink 204 is bonded around the laser medium 203 and configured to change thermal conductivity according to distance.

즉, 상기 히트 싱크(204)를 열전도도가 높은 금속과 열전도도가 낮은 금속을 블렌딩(blending)하여 위치에 따라 열전도도가 변화되도록 한다.That is, the heat sink 204 is blended with a metal having high thermal conductivity and a metal having low thermal conductivity to change the thermal conductivity according to the position.

따라서, 상기 레이저 매질(203)에서 발열량이 많은 부위는 열전도도가 높은 재료와 접촉하도록 하고 상기 레이저 매질(203)에서 발열량이 작은 부위는 열전도도가 낮은 재료와 접촉하도록 하여 레이저 매질(203)의 온도 분포를 균일하게 한다.Therefore, the portion of the laser medium 203 that has a large amount of heat is brought into contact with a material having high thermal conductivity, and the portion of the laser medium 203 that has a small amount of heat is brought into contact with a material having a low thermal conductivity. Make the temperature distribution uniform.

도 4는 본 발명에 따른 레이저 매질의 냉각 구조를 개략적으로 보여주는 도면이다.4 schematically shows a cooling structure of a laser medium according to the invention.

도 4의 (a)는 히트 싱크가 레이저가 입사되는 방향에서 거리에 따라 열 전도도가 순차적으로 낮아지도록 형성된 것이고, 도 4의 (b)는 거리에 따라 열 전도도 가 순차적으로 높아지도록 형성된 것이다.Figure 4 (a) is a heat sink is formed so that the thermal conductivity is sequentially lowered with the distance in the direction in which the laser is incident, Figure 4 (b) is formed so that the thermal conductivity is sequentially increased with the distance.

도 4를 참조하면, 레이저 매질(203)은 펌핑된 광에 의해서 작은 영역 내에 많은 열이 발생하게 되는데, 발생된 열은 본 발명에서 제안하는 히트 싱크(204)로 전도되어 레이저 매질(203)을 냉각시킨다.Referring to FIG. 4, the laser medium 203 generates a large amount of heat in a small area by the pumped light, and the generated heat is conducted to the heat sink 204 proposed in the present invention to direct the laser medium 203. Cool.

상기 레이저 매질(203) 주변을 둘러싸는 히트 싱크(204)는, 도 4에 도시한 그래프에서 나타낸 바와 같이, 위치에 따라 열전도도가 순차적으로 변화하도록 조성된 금속 재료를 사용한다.As the heat sink 204 surrounding the laser medium 203, as shown in the graph shown in FIG. 4, a metal material is formed so as to sequentially change the thermal conductivity according to the position.

따라서, 상기 레이저 매질(203)에서 발열량이 많은 부위는 열전도도가 높은 재료와 접촉하도록 하고 상기 레이저 매질(203)에서 발열량이 작은 부위는 열전도도가 낮은 재료와 접촉하도록 하여 레이저 매질(203)의 온도 분포를 균일하게 함으로써 레이저 매질(203)의 온도 구배에 따라 발생하는 열렌즈 효과를 저감할 수 있다.Therefore, the portion of the laser medium 203 that has a large amount of heat is brought into contact with a material having high thermal conductivity, and the portion of the laser medium 203 that has a small amount of heat is brought into contact with a material having a low thermal conductivity. By uniformizing the temperature distribution, the thermal lens effect generated according to the temperature gradient of the laser medium 203 can be reduced.

즉, 상기 열 렌즈 효과를 저감하는 고체 레이저의 냉각 구조는 열 렌즈 효과를 일으키는 레이저 매질(203)의 양면에 거리에 따라 열전도도가 변하도록 구성한 금속을 히트 싱크(204)로 접합하여 열전달 계수가 낮은 레이저 매질에서 온도 구배에 따라 발생되는 열렌즈 효과를 완화시키고 상기 레이저 매질(203)을 효율적으로 냉각시킬 수 있다.That is, the cooling structure of the solid-state laser for reducing the thermal lens effect is bonded to the heat sink 204 by bonding a metal configured to change the thermal conductivity with distance on both sides of the laser medium 203 causing the thermal lens effect by the heat sink 204. It is possible to alleviate the thermal lens effect generated by the temperature gradient in the low laser medium and to cool the laser medium 203 efficiently.

여기서, 상기 레이저 매질(203) 주변에 거리에 따라 열전도도가 변하도록 제작된 히트 싱크(204)를 접합시키기 위하여 MEMS(Micro-Electro-Mechanical Systems) 공정을 적용한다.In this case, a micro-electro-mechanical systems (MEMS) process is applied to bond the heat sink 204 fabricated to change the thermal conductivity with respect to the distance around the laser medium 203.

도 5는 본 발명에 따른 레이저 매질의 냉각 구조를 제작하기 위한 공정을 보여주는 도면이다.5 shows a process for producing a cooling structure of a laser medium according to the invention.

열전도도의 차이가 큰 두가지 금속 재료를 블렌딩하여 히트 싱크(204)를 레이저 매질(203)의 주변에 적층한다.The heat sink 204 is laminated around the laser medium 203 by blending two metallic materials with large differences in thermal conductivity.

여기서, 레이저 매질(203) 양면으로 금속을 적층시에 위치에 따라 열전도도를 변화시키기 위하여 두가지 재료의 혼합비를 조절하여 적층한다.Here, in order to change the thermal conductivity according to the position at the time of laminating the metal to both sides of the laser medium 203, the mixing ratio of the two materials is adjusted and laminated.

이에 따라, 상기 레이저 매질(203)에서 발열량이 많은 부위 즉, 레이저가 입사되는 부위는 열전도도가 높은 재료와 접촉하도록 하고 상기 레이저 매질(203)에서 발열량이 작은 부위 즉, 레이저가 출사되는 부위는 열전도도가 낮은 재료와 접촉하도록 하여 레이저 매질의 온도 분포를 균일하게 함으로써 레이저 매질의 온도 구배에 따라 발생하는 열렌즈 효과를 저감할 수 있다.Accordingly, a portion of the laser medium 203 that generates a large amount of heat, that is, a portion where the laser is incident, is in contact with a material having high thermal conductivity, and a portion of the laser medium 203 that generates a small amount of heat, that is, a portion where the laser is emitted, The thermal lens effect generated according to the temperature gradient of the laser medium can be reduced by making the temperature distribution of the laser medium uniform by bringing it into contact with a material having low thermal conductivity.

이상 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명에 따른 레이저 발생 장치 및 그 제조 방법은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함이 명백하다.Although the present invention has been described in detail through specific embodiments, this is for explaining the present invention in detail, and the laser generating apparatus and the manufacturing method thereof according to the present invention are not limited thereto, and the technical field of the present invention is not limited thereto. It is apparent that modifications and improvements are possible by those skilled in the art.

본 발명은 고체 레이저 발생 장치에서 레이저 발진시에 발생하는 발열에 의한 레이저 매질의 열렌즈 현상을 저감하는 효과가 있다.The present invention has the effect of reducing the thermal lens phenomenon of the laser medium due to the heat generated during the laser oscillation in the solid state laser generator.

또한, 본 발명은 상기 레이저 매질의 양면에 거리에 따라 열전도도가 변하도록 구성한 금속을 히트 싱크로 접합하여 열전달 계수가 낮은 레이저 매질을 효율적 으로 냉각시킴으로써 레이저 출력을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.In addition, the present invention has the effect of improving the laser output by efficiently cooling the laser medium with a low heat transfer coefficient by bonding a metal configured to change the thermal conductivity according to the distance on both sides of the laser medium with a heat sink.

Claims (9)

광을 발생하는 하나 이상의 펌핑 레이저 다이오드와;At least one pumping laser diode for generating light; 상기 펌핑 레이저 다이오드에서 방출되는 광을 집속시키는 집속 광학계와;A focusing optical system for focusing light emitted from the pumping laser diode; 상기 집속된 광을 발진시키는 레이저 매질과;A laser medium for oscillating the focused light; 상기 레이저 매질의 주변에 접합하며 광이 입사되는 위치에서 거리에 따라 열전도도가 변화하는 조성을 가지는 히트 싱크와;A heat sink bonded to the periphery of the laser medium and having a composition in which thermal conductivity changes with distance from a position at which light is incident; 상기 레이저 매질에서 발진된 광을 통과시키는 비선형 물질;을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 레이저 발생 장치.And a non-linear material for passing the light oscillated in the laser medium. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 히트 싱크는 금속으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 레이저 발생 장치.And the heat sink is made of metal. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 레이저 매질에서 발열이 많은 부위는 히트 싱크에서 열전도도가 높은 부위와 접촉하고, 상기 레이저 매질에서 발열이 작은 부위는 히트 싱크에서 열전도도가 낮은 부위와 접촉하는 것을 특징으로 하는 레이저 발생 장치.The portion of the laser medium generating high heat generation is in contact with a portion having high thermal conductivity in the heat sink, the portion of the laser generation in the laser medium is characterized in that the heat generating in contact with the portion of low heat conductivity in the heat sink. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 히트 싱크의 열전도계수는 거리에 따라 순차적으로 증가 또는 감소하는 것을 특징으로 하는 레이저 발생 장치.And a thermal conductivity coefficient of the heat sink is sequentially increased or decreased with distance. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 히트 싱크는 MEMS 공정으로 제작되는 것을 특징으로 하는 레이저 발생 장치.The heat sink is a laser generating device, characterized in that produced by the MEMS process. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 히트 싱크는 열전도도가 다른 재료를 혼합하여 적층하는 것을 특징으로 하는 레이저 발생 장치.And the heat sink is formed by mixing and stacking materials having different thermal conductivity. 광을 발생하는 하나 이상의 펌핑 레이저 다이오드와; 상기 펌핑 레이저 다이오드에서 방출되는 광을 집속시키는 집속 광학계와; 상기 집속된 광을 발진시키는 레이저 매질과; 상기 레이저 매질의 주변에 접합하며 입사된 광에 의해 발생된 열의 전도를 위한 히트 싱크와; 상기 레이저 매질에서 발진된 광을 통과시키는 비선형 물질을 포함하는 레이저 발생 장치에 있어서,At least one pumping laser diode for generating light; A focusing optical system for focusing light emitted from the pumping laser diode; A laser medium for oscillating the focused light; A heat sink bonded to the periphery of the laser medium for conducting heat generated by the incident light; In the laser generating device comprising a non-linear material for passing the light oscillated in the laser medium, 상기 히트싱크는 상기 레이저 매질의 온도분포를 균일하게 하기 위해, 광이 입사되는 위치에서 거리에 따라 열전도도가 변화하도록 상기 레이저 매질 주변에 열전도도가 다른 금속 재료의 혼합비를 조절하여 적층하는 것을 특징으로 하는 레이저 발생 장치의 제조 방법.In order to make the temperature distribution of the laser medium uniform, the heat sink may adjust and stack a mixing ratio of metal materials having different thermal conductivity around the laser medium so that the thermal conductivity changes with distance from the position where light is incident. The manufacturing method of the laser generating apparatus made into. 제 7항에 있어서,The method of claim 7, wherein 상기 히트 싱크의 열전도계수는 거리에 따라 순차적으로 증가 또는 감소하는 것을 특징으로 하는 레이저 발생 장치의 제조 방법.And a thermal conductivity coefficient of the heat sink is sequentially increased or decreased with distance. 제 7항에 있어서,The method of claim 7, wherein 상기 히트 싱크는 MEMS 공정으로 제작되는 것을 특징으로 하는 레이저 발생 장치의 제조 방법.The heat sink is a method of manufacturing a laser generating device, characterized in that produced by the MEMS process.
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