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KR102004169B1 - Medical multi-laser amplification output device - Google Patents

Medical multi-laser amplification output device Download PDF

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KR102004169B1
KR102004169B1 KR1020190011891A KR20190011891A KR102004169B1 KR 102004169 B1 KR102004169 B1 KR 102004169B1 KR 1020190011891 A KR1020190011891 A KR 1020190011891A KR 20190011891 A KR20190011891 A KR 20190011891A KR 102004169 B1 KR102004169 B1 KR 102004169B1
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KR
South Korea
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laser
output
cooling
laser cavity
mirror
Prior art date
Application number
KR1020190011891A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
김정현
백영준
문준영
조성철
Original Assignee
원텍 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
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Abstract

본 발명은, 의료용 멀티 레이저 증폭 출력 장치에 있어서, 복수개의 레이저 캐비티와, 상기 복수개의 레이저 캐비티가 순차적으로 출력한 광을 단일 경로로 가이드하여 단일 출력 레이저를 형성시키는 광학계로 구성된 광 공진부; 상기 레이저 캐비티의 매질을 여기시키는 에너지를 결정하여 상기 광 공진부를 제어하는 프로세서부; 및 상기 광 공진부의 온도를 제어하는 냉각부를 포함하고, 상기 프로세서부는, 상기 레이저 캐비티의 초기 펄스를 제어하는 과정에서, 펄스폭이 점진적으로 커지는 오프셋 신호를 인가하여 상기 레이저 캐비티의 설정된 출력값에 도달시 상기 오프셋 신호의 펄스폭을 고정함으로써 상기 광 공진부의 오프셋을 조정하는 것을 일 특징으로 한다.The present invention relates to a medical multi-laser amplification output apparatus, comprising: a light resonance section composed of a plurality of laser cavities; and an optical system for guiding light sequentially output from the plurality of laser cavities in a single path to form a single output laser; A processor unit for determining energy to excite a medium of the laser cavity and controlling the optical resonator unit; And a cooling unit for controlling the temperature of the optical resonator unit. In the process of controlling the initial pulse of the laser cavity, the processor unit applies an offset signal having a gradually increasing pulse width to reach a set output value of the laser cavity And adjusting the offset of the light resonance part by fixing the pulse width of the offset signal.

Description

의료용 멀티 레이저 증폭 출력 장치{MEDICAL MULTI-LASER AMPLIFICATION OUTPUT DEVICE}[0001] MEDICAL MULTI-LASER AMPLIFICATION OUTPUT DEVICE [0002]

본 발명은 복수개의 레이저 캐비티로 레이저 출력을 증폭하여, 절개와 동시에 지혈이 가능한 레이저 광을 출력하는 의료용 멀티 레이저 증폭 출력 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a medical multi-laser amplification output device for amplifying a laser output with a plurality of laser cavities and outputting a laser beam capable of hemostasis at the time of incision.

의료 시술에 있어서 기본적인 도구로 인식되고 있는 레이저는 다양한 파장(Wavelength)과 높은 에너지밀도(Fluence), 그리고 동작 방식에 따라 펨토(10-15)초 동안의 짧은 펄스에서 수백 밀리(10-3)초에 이르는 펄스폭을 제공하는 레이저의 특성을 활용하여 색소병변이나 혈관병변 등을 선택적으로 치료할 수 있는 방법이 소개되면서 의학적 응용에 활발히 적용되고 있다. 레이저는 파장과 에너지 특성에 따라, 인체 조직을 소각시키는 아르곤 레이저, 눈으로 식별이 가능하여 레이저 침술이나 혈류 속도 측정에 사용되는 헬륨네온 레이저, 칼로 조직을 떼어내는 것과 같은 성질을 이용한 CO2레이저, 절개하는 성질을 이용하여 치료에 이용되는 야그(YAG) 레이저 등으로 분류된다.Laser that is recognized as a fundamental tool in the medical treatment is based on a variety of wavelength (Wavelength) and high energy density (Fluence), and behavior Femto (10-15) second hundred millimeters from a short pulse during the (10-3) seconds , Which can be used to selectively treat pigment lesions and vascular lesions, has been actively applied in medical applications. According to the wavelength and energy characteristics, the laser can be an argon laser for incineration of human tissue, a helium neon laser for laser acupuncture or blood velocity measurement that can be identified by eyes, a CO 2 laser using properties such as a knife- And a YAG laser used for treatment by using an incision property.

기계적인 수술을 하기 위해서 시야가 크게 확보되는 개복을 필요로 하는 것에 비하여, 수술용 레이저는 매우 좁은 구멍을 통해서 인체 내부로 입사시키고 이를 광섬유 내지는 소형 내시경 카메라와 연계함으로써 최소 침습으로 수술이 가능한 장점을 갖는다. 적용의 예시로는, 전립선 시술, 후두암 시술, 심장 레이저 시술, 디스크 수술 등이 있다. 수술용 레이저 장비는 최소 침습 시술법의 확산으로 전 의학 분야에서 활발히 적용되고 있으며 더욱 짧은 펄스, 및 높은 출력의 레이저 장비 개량에 연구가 활발한 실정이다. Surgical laser is inserted into the human body through a very narrow hole and connected with an optical fiber or a small endoscopic camera, compared with a surgical field requiring a large field of view to perform mechanical surgery. . Examples of applications include prostate surgery, laryngoscope surgery, heart laser surgery, and disk surgery. Surgical laser equipment has been actively applied in all medical fields due to the spread of minimally invasive procedures and researches have been actively conducted to improve laser equipment with shorter pulse and higher output.

전립선 시술에 적용되는 수술용 레이저를 예시로 설명하면, 종래의 경우 앤디야그(Nd:YAG) 레이저가 주로 사용되었다. 앤디야그 레이저는 저출력 방식이라 레이저의 파워가 약해 불필요한 조직을 제대로 기화시키지 못했으며, 전립선 조직에 레이저를 쪼이면 주변의 정상 조직이 타거나 붓는 불편이 발생했다. 앤디야그 레이저는 시술 후 부어오른 전립선 때문에 환자가 2주 이상 소변줄을 지니고 요양을 하기도 하였다. 이후, KTP 레이저 기법이 도입되었다. KTP 레이저는 파워가 강한 고출력 방식으로 비대해진 전립선만 정확하게 표적으로 삼아 태워 없앨 수 있는 강점이 있었다. 하지만, KTP 레이저도 전립선 조직이 엄청나게 비대해진 경우에는 한계를 보였다. 최근에는, 한층 더 진보된 기법으로 약 2100nm의 파장을 갖는 홀뮴레이저를 이용한 전립선 시술(HoLEP 기법)이 주목받고 있다. 홀뮴레이저는 요도를 통해 기구를 삽입한 후 안쪽에서부터 바깥쪽으로 조직을 뜯어낸다. 홀뮴레이저는 조직을 파쇄하여 제거하는 종래의 레이저 기법보다 부작용이 적고 비대해진 전립선 조직의 완전 제거가 가능한 강점을 갖는다.As an example of a surgical laser applied to prostate surgery, an Andy-Yag (Nd: YAG) laser has been mainly used. The Andy Yag laser is a low-power system, so the power of the laser is so weak that it does not vaporize unnecessary tissues. When laser is applied to the prostate tissue, normal tissues around the tissue are burned or puffed. The Andy Yag laser was treated with a pelvic urine for more than two weeks because of the swollen prostate after the procedure. Then, KTP laser technique was introduced. The KTP laser has the advantage of being able to precisely target and burn out only the enlarged prostate with a powerful, high power method. However, KTP lasers were also limited when prostate tissue became extremely hypertrophic. In recent years, prostate treatment using a holmium laser having a wavelength of about 2100 nm (HoLEP technique) has been attracting attention as an advanced technique. The holmium laser inserts the instrument through the urethra and then rips the tissue out from the inside to the outside. The holmium laser has the advantage of being able to completely remove the enlarged prostate tissue with fewer side effects than the conventional laser technique of destroying the tissue.

본 명세서에서는 전술한 치료용 레이저로서, 특히 홀뮴레이저 장비에 적용 가능한 멀티 레이저 증폭 출력 장치를 개시한다. 의료용 레이저 장비는 고체 상태의 이득 매체를 레이저 상태로 여기시키기 위해 광 펌핑 수단을 사용한다. 예를 들어, 이득 매체는 원통형 레이저 로드이고 광 펌핑 수단은 로드에 평행하게 위치되어 길이 방향으로 연장된 플래시 램프일 수 있다. 대부분의 이득 매체는 레이징 동작 중에 높은 온도에서 유지되어야 한다. 그러나, Ho:YAG(홀뮴야그) 또는 Ho:YLF 재료 및 다른 Holmium이 도핑된 이득 매체는 레이징 동작 동안 낮은 온도에서 유지되는 것이 바람직하다. 대부분의 광 펌핑 수단은 온도를 높은 레벨로 증가시키므로 상기의 레이저 시스템에서는 냉각 시스템이 필요하며, 대략 섭씨 +10°에서 -10°범위를 유지시켜야 한다.This specification discloses a multi-laser amplification output device applicable to the aforementioned treatment laser, in particular, to an holmium laser device. Medical laser equipment uses optical pumping means to excite a solid state gain medium into a laser state. For example, the gain medium may be a cylindrical laser rod and the optical pumping means may be a longitudinally extending flash lamp positioned parallel to the rod. Most gain media must be maintained at a high temperature during the lasing operation. However, Ho: YAG (holmium yag) or Ho: YLF materials and other Holmium doped gain media are preferably maintained at low temperatures during the lasing operation. Since most optical pumping means increase the temperature to a high level, the laser system requires a cooling system and must maintain a range of approximately + 10 ° to -10 ° C.

관련 종래기술로 미국등록특허 제9939631호(이하 ‘선행특허’라 약칭한다)는 순차적으로 펌핑되는 복수의 레이저 캐비티를 갖는 장치를 개시한다. 상기의 선행특허는 복수개의 레이저 캐비티의 출력 레이저를 서보 미러의 중심점에 컨트롤하기 위한 제어 구성을 시사한다. U.S. Patent No. 9939631 (hereinafter abbreviated as "prior patent") discloses an apparatus having a plurality of laser cavities that are sequentially pumped. The foregoing prior patent discloses a control arrangement for controlling the output laser of a plurality of laser cavities to the center point of the servo mirror.

의료용으로 사용되는 수술용 레이저 장비는 출력 레이저를 형성하는 과정에서 고도의 정밀함이 시스템적으로 요구된다. 레이저 집속을 위한 광학계 미러의 배치, 각도, 곡률에 있어서 대단한 민감성이 요구되고, 다채널의 레이저 캐비티를 갖는 광 공진부의 특성상 오프셋의 조정 또한 대단히 어려운 기술적 문제가 된다. 뿐만 아니라, 레이저 캐비티의 온도 조절도 레이저의 성능에 영향을 미치며 높은 온도에서 유지되는 종래의 이득매체와 달리 홀뮴레이저 장비는 낮은 온도 유지를 위한 냉각 시스템이 적절하게 구비되어야 한다. 또한, 의료장비의 특성상 장비의 고장시의 안정성도 보장될 수 있어야 한다.Surgical laser instruments used in medical applications require a high degree of precision in the process of forming the output laser systematically. A great sensitivity is required for the arrangement, angle, and curvature of the optical system mirror for laser focusing, and adjustment of the offset is also a very difficult technical problem because of the characteristics of the light resonance portion having the multi-channel laser cavity. In addition, the temperature control of the laser cavity also affects the performance of the laser and, unlike conventional gain media, which are maintained at high temperatures, the holmium laser equipment must have a proper cooling system for low temperature maintenance. In addition, due to the nature of the medical equipment, the stability of the equipment in the event of failure must be ensured.

이에, 본 출원인은 서보 미러의 레이저 집속에 유리한 광학계의 구성과 정밀한 오프셋의 조정 및 안정적인 시퀀스 제어가 가능하고, 광 공진부의 적절 온도 제어가 가능한 의료용 멀티 레이저 증폭 출력 장치를 고안하게 되었다.Thus, the Applicant has devised a medical multi-laser amplification output device capable of adjusting the configuration of the optical system favorable to the laser focusing of the servo mirror, precise offset adjustment, stable sequence control, and appropriate temperature control of the light resonance part.

미국등록특허 제9939631호U.S. Patent No. 9939631

본 발명은 레이저 캐비티에서 공진되어 나가는 레이저의 발산각을 최소화하여 광 섬유에 입사가 유리한 광학계 구성을 갖는 의료용 멀티 레이저 증폭 출력 장치를 제공하고자 한다.An aspect of the present invention is to provide a medical multi-laser amplification output device having an optical system configuration that minimizes a divergence angle of a laser resonated in a laser cavity and is advantageous for incidence on optical fibers.

또한, 본 발명은 장비 및 온도 등의 환경에 따라 오버슈트와 같이 출력 펄스에 민감하게 발생될 수 있는 오차를 없앨 수 있도록 오프셋의 제어가 가능한 의료용 멀티 레이저 증폭 출력 장치를 제공하고자 한다. Also, the present invention provides a medical multi-laser amplification output device capable of controlling an offset so as to eliminate an error that may be sensitive to an output pulse, such as an overshoot depending on equipment and an environment such as a temperature.

또한, 본 발명은 다채널의 레이저 캐비티에 있어서 어느 한 광 공진 시스템에 에러가 발생되어도 출력의 연속성이 보장될 수 있는 의료용 멀티 레이저 증폭 출력 장치를 제공하고자 한다.The present invention also provides a medical multi-laser amplification output device capable of ensuring continuity of output even if an error occurs in any light resonance system in a multi-channel laser cavity.

또한, 본 발명은 최소한의 부피로 높은 냉각 효율을 갖는 냉각 시스템을 제공하여 광 공진부를 낮은 온도로 유지시킬 수 있는 의료용 멀티 레이저 증폭 출력 장치를 제공하고자 한다.The present invention also provides a medical multi-laser amplification output device capable of maintaining a light resonance part at a low temperature by providing a cooling system having a high cooling efficiency with a minimum volume.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 의료용 멀티 레이저 증폭 출력 장치에 있어서, 복수개의 레이저 캐비티와, 상기 복수개의 레이저 캐비티가 순차적으로 출력한 광을 단일 경로로 가이드하여 단일 출력 레이저를 형성시키는 광학계로 구성된 광 공진부; 상기 레이저 캐비티의 매질을 여기시키는 에너지를 결정하여 상기 광 공진부를 제어하는 프로세서부; 및 상기 광 공진부의 온도를 제어하는 냉각부를 포함하고, 상기 프로세서부는, 상기 레이저 캐비티의 초기 펄스를 제어하는 과정에서, 펄스폭이 점진적으로 커지는 오프셋 신호를 인가하여 상기 레이저 캐비티의 설정된 출력값에 도달시 상기 오프셋 신호의 펄스폭을 고정함으로써 상기 광 공진부의 오프셋을 조정하는 것을 일 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a medical multi-laser amplification output apparatus comprising: a plurality of laser cavities; and an optical system for guiding light sequentially output from the plurality of laser cavities in a single path to form a single output laser A light resonance unit configured; A processor unit for determining energy to excite a medium of the laser cavity and controlling the optical resonator unit; And a cooling unit for controlling the temperature of the optical resonator unit. In the process of controlling the initial pulse of the laser cavity, the processor unit applies an offset signal having a gradually increasing pulse width to reach a set output value of the laser cavity And adjusting the offset of the light resonance part by fixing the pulse width of the offset signal.

바람직하게, 상기 프로세서부는 상기 오프셋 신호의 인가시, 상기 오프셋 신호의 전압을 고정한 상태에서 상기 오프셋 신호의 펄스폭을 점진적으로 증가시킬 수 있다.Preferably, when the offset signal is applied, the processor unit may gradually increase the pulse width of the offset signal while the voltage of the offset signal is fixed.

바람직하게, 상기 광학계는, 각각의 상기 레이저 캐비티에, 레이저 로드의 전후로 마련되는 한 쌍의 리플렉터 미러; 및 상기 한 쌍의 리플렉터 미러를 통해 출력된 광을 집속시키는 릴레이 미러를 포함하고, 각각의 상기 레이저 캐비티에 마련된 각각의 상기 릴레이 미러에서 반사된 광을 출력라인으로 가이드 하는 서보 미러를 더 포함하며, 상기 서보 미러는, 상기 프로세서부의 제어 아래 회동되면서 각각의 상기 레이저 캐비티가 순차적으로 출력한 광을 출력라인의 단일 경로로 집속시키고, 상기 리플렉터 미러는, 상기 레이저 로드의 후면에 위치된 후면 리플렉터 미러가 음의 곡률 면을 갖고, 상기 레이저 로드의 전면에 위치된 전면 리플렉터 미러가 편평한 면을 갖을 수 있다.Preferably, the optical system includes: a pair of reflector mirrors provided in front of and behind the laser rod; And a relay mirror for focusing the light output through the pair of reflector mirrors, and a servo mirror for guiding the light reflected from each of the relay mirrors provided in each of the laser cavities to an output line, Wherein the servo mirror rotates under the control of the processor unit to focus the light sequentially output by each of the laser cavities to a single path of the output line, the reflector mirror comprising a rear reflector mirror positioned on the rear surface of the laser rod The front reflector mirror having a negative curvature surface and positioned in front of the laser rod may have a flat surface.

바람직하게, 상기 프로세서부는, 각각의 상기 레이저 캐비티 중 어느 한 레이저 캐비티에 에러가 발생시, 에러가 발생된 레이저 캐비티의 출력 순서를 시퀀스 상에서 제외하고, 다음 레이저 캐비티로 순서를 건너뛰도록 명령하여 출력의 연속성을 보장하도록 상기 광 공진부를 제어할 수 있다.Preferably, when an error occurs in any one of the laser cavities, the processor unit excludes the output order of the errored laser cavity on the sequence, and instructs the next laser cavity to skip the order, The light resonance unit can be controlled to ensure continuity.

바람직하게, 상기 냉각부는, 상기 광 공진부에 연결되고, 냉각수를 공급하는 냉각펌프; 및 상기 냉각펌프의 상기 광 공진부에 연결된 공급 라인이 분기되어, 상기 광 공진부로 공급되는 냉각수 중 일부가 유입되는 라인을 갖는 라지에이터를 포함할 수 있다.Preferably, the cooling unit includes: a cooling pump connected to the light resonance unit and supplying cooling water; And a radiator having a line through which a supply line connected to the optical resonance part of the cooling pump is branched and part of the cooling water supplied to the optical resonance part flows.

또한, 본 발명은 의료용 멀티 레이저 증폭 출력 장치에 있어서, 복수개의 레이저 캐비티와, 상기 복수개의 레이저 캐비티가 순차적으로 출력한 광을 단일 경로로 가이드하여 단일 출력 레이저를 형성시키는 광학계로 구성된 광 공진부; 상기 레이저 캐비티의 매질을 여기시키는 에너지를 결정하여 상기 광 공진부를 제어하는 프로세서부; 및 상기 광 공진부의 온도를 제어하는 냉각부를 포함하고, 상기 프로세서부는, 각각의 상기 레이저 캐비티 중 어느 한 레이저 캐비티에 에러가 발생시, 에러가 발생된 레이저 캐비티의 출력 순서를 시퀀스 상에서 제외하고, 다음 레이저 캐비티로 순서를 건너뛰도록 명령하여 출력의 연속성을 보장하도록 상기 광 공진부를 제어하는 것을 다른 특징으로 한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a medical multi-laser amplification output apparatus, comprising: a light resonance unit comprising a plurality of laser cavities; and an optical system for guiding light sequentially output from the plurality of laser cavities in a single path to form a single output laser; A processor unit for determining energy to excite a medium of the laser cavity and controlling the optical resonator unit; And a cooling unit for controlling the temperature of the light resonance unit, wherein the processor unit excludes an output order of an errory laser cavity on a sequence when an error occurs in any one of the laser cavities, And the optical resonance unit is controlled so as to ensure continuity of output by commanding the cavity to skip the order.

본 발명에 따르면, 레이저의 안정화 구간 및 오버슈트의 문제로 이론적으로 계산된 오프셋 값이 실제 출력값에 정밀하게 반영되지 못했던 문제점을 해결한다. 또한, 본 발명은 공진되어 나가는 레이저의 발산각을 최소화하여 출력라인에 입사가 유리한 광학계 구조를 갖는다. 또한, 본 발명은 광 공진부에 연결된 공급 라인이 분기되어 냉각수가 병렬로 유입되는 냉각 시스템을 제공하여 소형의 부피로 높은 냉각 효율을 기대할 수 있다. 또한, 본 발명은 에러가 발생된 레이저 캐비티의 출력 순서를 시퀀스에서 제외하고 다음 레이저 캐비티로 순서를 건너뛰도록 제어하여 출력의 연속성을 보장하도록 제어한다. 이에 따라, 본 발명은 정밀한 레이저 출력과 안정적인 제어가 가능한 의료용 멀티 레이저 증폭 출력 장치를 제공할 수 있다.The present invention solves the problem that theoretically calculated offset value is not accurately reflected in the actual output value due to the problem of the stabilization period and the overshoot of the laser. Further, the present invention has an optical system structure that minimizes the divergence angle of a resonated laser and is advantageous for incident on an output line. In addition, the present invention can provide a cooling system in which a supply line connected to the light resonance unit is branched so that cooling water flows in parallel, thereby achieving high cooling efficiency with a small volume. Further, the present invention controls the output order of the laser cavity in which the error occurs, from the sequence and controls to skip the order to the next laser cavity to ensure the continuity of the output. Thus, the present invention can provide a medical multi-laser amplification output device capable of precise laser output and stable control.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 의료용 멀티 레이저 증폭 출력 장치를 나타낸다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 광 공진부를 나타낸다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 광학계를 나타낸다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 서보 미러(107)의 제어 구동 모습과 그에 따른 광학 경로를 도시한다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 냉각부를 나타낸다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 냉각부의 냉각수 순환 경로를 나타낸다.
도 7는 본 발명의 실시예에 따른 프로세서부의 제어 화면을 나타낸다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 프로세서부의 오프셋 제어 원리를 나타낸다. 도 8a는 종래의 오프셋 신호와 이에 따른 출력 파형을 나타낸다. 도 8b는 본 발명의 실시예에 따른 프로세서부의 오프셋 신호와 이에 따른 출력 파형을 나타낸다.
도 9은 본 발명의 실시예에 따른 프로세서부의 시퀀스 제어 원리를 나타낸다.
1 shows a medical multi-laser amplification output apparatus according to an embodiment of the present invention.
2 shows an optical resonator according to an embodiment of the present invention.
3 shows an optical system according to an embodiment of the present invention.
Fig. 4 shows a control operation of the servo mirror 107 according to the embodiment of the present invention and the optical path accordingly.
5 shows a cooling section according to an embodiment of the present invention.
6 shows a cooling water circulation path of the cooling section according to the embodiment of the present invention.
7 shows a control screen of the processor unit according to the embodiment of the present invention.
8 shows an offset control principle of a processor unit according to an embodiment of the present invention. 8A shows a conventional offset signal and an output waveform accordingly. 8B shows an offset signal of the processor unit and an output waveform according to an embodiment of the present invention.
9 shows a sequence control principle of the processor unit according to the embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면들에 기재된 내용들을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다. 다만, 본 발명이 예시적 실시 예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 각 도면에 제시된 동일 참조부호는 실질적으로 동일한 기능을 수행하는 부재를 나타낸다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to or limited by the exemplary embodiments. Like reference numerals in the drawings denote members performing substantially the same function.

본 발명의 목적 및 효과는 하기의 설명에 의해서 자연스럽게 이해되거나 보다 분명해 질 수 있으며, 하기의 기재만으로 본 발명의 목적 및 효과가 제한되는 것은 아니다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.The objects and effects of the present invention can be understood or clarified naturally by the following description, and the purpose and effect of the present invention are not limited by the following description. In the following description, well-known functions or constructions are not described in detail since they would obscure the invention in unnecessary detail.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 의료용 멀티 레이저 증폭 출력 장치(1)를 나타낸다. 도 1을 참조하면, 멀티 레이저 증폭 출력 장치(1)는 광 공진부(10), 프로세서부(30), 냉각부(50) 및 디스플레이부(70)를 포함할 수 있다. 도 1에서, 냉각부(50)는 프로세서부(30)가 위치한 본체의 반대편에 위치된다. 따라서, 냉각부(50)의 모습은 도 5 및 도 6을 통해 후술한다.Fig. 1 shows a medical multi-laser amplification output apparatus 1 according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 1, the multi-laser amplification output device 1 may include an optical resonator 10, a processor 30, a cooling unit 50, and a display unit 70. 1, the cooling section 50 is located on the opposite side of the main body in which the processor section 30 is located. Therefore, the shape of the cooling unit 50 will be described later with reference to FIG. 5 and FIG.

본 실시예에 따른 의료용 멀티 레이저 증폭 출력 장치(1)는 순차적으로 펌핑되는 레이저 로드를 복수개로 구비하고, 각 레이저 막대의 출력을 하나의 펄스 레이저로 결합하여 출력하는 장치이다. The medical multi-laser amplification and output apparatus 1 according to the present embodiment is a device that has a plurality of sequentially pumped laser rods, combines the outputs of the respective laser rods with one pulse laser, and outputs the result.

하나의 레이저 로드를 높은 반복 속도로 펌핑하여 출력시, 시스템에는 높은 냉각 효율이 요구된다. 반면, 복수의 레이저 막대를 사용할 경우, 각 캐비티를 펌핑하여 출력하는 반복 속도가 감소될 수 있으며, 단일 캐비티 시스템에 비하여 열적 축적이 저감되므로 공냉/수냉의 시스템으로 온도 제어가 가능할 수 있다. 본 실시예는 광 공진을 위한 레이저 캐비티(101)를 복수개로 구현하는 멀티 채널로 광 공진부(10)가 구성된다.When pumping a single laser rod at a high repetition rate, the system requires high cooling efficiency. On the other hand, when a plurality of laser bars are used, the repetition rate of pumping and outputting each cavity can be reduced, and the thermal accumulation is reduced as compared with the single cavity system, so that the temperature control can be performed by the air cooling / water cooling system. In this embodiment, a multi-channel light resonance portion 10 is realized which realizes a plurality of laser cavities 101 for optical resonance.

광 공진부(10)의 출력 레이저는 레이저 캐비티(101)에 있는 레이저 로드 출력의 총합으로, 출력 펄스의 속도와 평균 에너지 수준이 높다. 본 실시예로, 레이저 캐비티(101)는 4개로 구성되며, Ho:YAG 레이저 로드가 사용될 수 있다. 각각의 레이저 캐비티(101)는 10Hz로 펄싱되고, 4개의 캐비티(101) 출력이 결합되어 단일 출력 레이저로 인터리빙된다. 인터리브 된 출력 레이저는 40Hz의 펄스 주파수를 갖는다.The output laser of the light resonance part 10 is the sum of the laser load output in the laser cavity 101, and the output pulse speed and average energy level are high. In this embodiment, the laser cavity 101 is composed of four, and a Ho: YAG laser rod can be used. Each laser cavity 101 is pulsed at 10 Hz, and the four cavity 101 outputs are combined and interleaved with a single output laser. The interleaved output laser has a pulse frequency of 40 Hz.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 광 공진부(10)를 나타낸다. 도 2를 참조하면, 광 공진부(10)는 복수개의 레이저 캐비티(101)와, 복수개의 레이저 캐비티(101)가 순차적으로 출력한 광을 단일 경로로 가이드하여 단일 출력 레이저를 형성시키는 광학계(103, 105, 107, 109)로 구성될 수 있다.2 shows a light resonance part 10 according to an embodiment of the present invention. 2, the optical resonator unit 10 includes a plurality of laser cavities 101 and an optical system 103 for forming a single output laser by guiding light sequentially output from the plurality of laser cavities 101 through a single path , 105, 107, 109).

복수개의 레이저 캐비티(101)는 4분면의 분위로 4개가 고정된다. 제1 레이저 캐비티(101(a))와 제2 레이저 캐비티(101(b))는 같은 x축 상으로 배치되는 1쌍의 레이저 캐비티이다. 제3 레이저 캐비티(101(c))와 제4 레이저 캐비티(101(d))도 같은 x축 상으로 배치되는 1쌍의 레이저 캐비티이다. 제1 레이저 캐비티(101(a))와 제3 레이저 캐비티(101(c)), 제2 레이저 캐비티(101(b))와 제4 레이저 캐비티(101(d))는 각각 같은 y축 상으로 배치된다. 레이저 캐비티(101)에는 레이저 여기용 이득 매체와 광학 펌프가 마련될 수 있다. The plurality of laser cavities 101 are fixed at four quadrants. The first laser cavity 101 (a) and the second laser cavity 101 (b) are a pair of laser cavities arranged on the same x-axis. The third laser cavity 101 (c) and the fourth laser cavity 101 (d) are also a pair of laser cavities arranged on the same x-axis. The first laser cavity 101 (a), the third laser cavity 101 (c), the second laser cavity 101 (b) and the fourth laser cavity 101 (d) . The laser cavity 101 may be provided with a gain medium for laser excitation and an optical pump.

제1 내지 제4 레이저 캐비티(101(a), 101(b), 101(c), 101(d))는 순차적으로 펌핑되어 레이저를 발진한다. 본 실시예로, 제1 내지 제4 레이저 캐비티(101(a), 101(b), 101(c), 101(d))는 각각 10Hz로 펄싱된다. 펄스 주파수가 10Hz로 제1 내지 제4 레이저 캐비티(101(a), 101(b), 101(c), 101(d))가 순차적으로 출력한 레이저는 광학계(103, 105, 107, 109)를 통해 단일 레이저로 합쳐지고, 출력 레이저의 펄스 주파수는 증폭되어 40Hz가 된다. The first to fourth laser cavities 101 (a), 101 (b), 101 (c), and 101 (d) are sequentially pumped to oscillate the laser. In this embodiment, the first to fourth laser cavities 101 (a), 101 (b), 101 (c), and 101 (d) are pulsed at 10 Hz, respectively. The laser beams sequentially output from the first to fourth laser cavities 101 (a), 101 (b), 101 (c) and 101 (d) at a pulse frequency of 10 Hz are passed through the optical systems 103, 105, 107, , And the pulse frequency of the output laser is amplified to be 40 Hz.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 광학계(103, 105, 107, 109)를 나타낸다. 도 3을 참조하면, 광학계(103, 105, 107, 109)는 복수개의 리플렉터 미러(103), 복수개의 릴레이 미러(105), 및 서보 미러(107)를 포함할 수 있다. 도 3에는 어느 한 레이저 캐비티(101)에서 출력되는 레이저의 광학 경로를 함께 도시하였다.3 shows optical systems 103, 105, 107, and 109 according to an embodiment of the present invention. 3, the optical systems 103, 105, 107, and 109 may include a plurality of reflector mirrors 103, a plurality of relay mirrors 105, and a servo mirror 107. FIG. 3 also shows the optical path of the laser output from one of the laser cavities 101.

리플렉터 미러(103)는 레이저 캐비티(101)의 전후로 배치된 반사경으로 레이저 캐비티(101)의 출력 레이저를 공진하여 증폭시킬 수 있다. 리플렉터 미러(103)는 레이저 캐비티(101)의 후면에 위치된 후면 리플렉터 미러(103(b))와, 레이저 캐비티(101)의 전면에 위치된 전면 리플렉터 미러(103(a))를 포함한다. The reflector mirror 103 can resonate and amplify the output laser of the laser cavity 101 with the reflectors disposed in front of and behind the laser cavity 101. The reflector mirror 103 includes a rear reflector mirror 103 (b) positioned on the rear surface of the laser cavity 101 and a front reflector mirror 103 (a) positioned on the front surface of the laser cavity 101.

전면 리플렉터 미러(103(a))와 후면 리플렉터 미러(103(b))는 공진기를 구성하여 레이저를 발진시키는 광학계로서, 공진 시스템을 결정하는 구성이 된다. 전면 리플렉터 미러(103(a))는 부분 반사 코팅되어 레이저 캐비티(101)의 출력 레이저 중 일부를 공진시키며, 일부를 출력시킨다. 반면, 후면 리플렉터 미러(103(b))는 전면 반사 코팅된다. 전면 리플렉터 미러(103(a))와 후면 리플렉터 미러(103(b))는 레이저 캐비티(101)마다 1쌍씩 마련된다. 본 실시예로, 광 공진부(10)는 제1 내지 4의 레이저 캐비티(101(a), 101(b), 101(c), 101(d))가 구성되므로, 리플렉터 미러(103)가 전면-후면을 1쌍으로 4개의 레이저 캐비티(101(a), 101(b), 101(c), 101(d))에 총 8개가 배치된다.The front reflector mirror 103 (a) and the rear reflector mirror 103 (b) constitute a resonator so as to oscillate the laser. The optical system is configured to determine the resonance system. The front reflector mirror 103 (a) is partly reflective coated to resonate part of the output laser of the laser cavity 101 and output a part thereof. On the other hand, the rear reflector mirror 103 (b) is entirely reflective coated. One pair of the front reflector mirror 103 (a) and the rear reflector mirror 103 (b) is provided for each laser cavity 101. In this embodiment, since the optical resonator 10 is constituted by the first to fourth laser cavities 101 (a), 101 (b), 101 (c) and 101 (d), the reflector mirror 103 A total of eight are arranged in the four laser cavities 101 (a), 101 (b), 101 (c), and 101 (d).

본 실시예로, 후면 리플렉터 미러(103(b))는 음의 곡률 면을 갖고, 전면 리플렉터 미러(103(a))는 편평한 면을 갖도록 구성된다. 전면 리플렉터 미러(103(a))와 후면 리플렉터 미러(103(b))의 곡률은 공진되는 레이저의 출력과 밀접하게 관련된다. 종래기술로, 전술한 미국등록특허 제9939631호의 도 1에서는 본 실시예의 후면 리플렉터 미러(103(b))와 대응되는 구성이 High reflector mirror로 개시되었고, 전면 리플렉터 미러(103(a))와 대응되는 구성이 Output coupler(partial reflector)로 개시되었다. 미국등록특허 제9939631호의 도 1에서는 High reflector mirror 가 편평한 면을 갖고, Output coupler(partial reflector)가 오목한 면을 갖도록 구현된다. 본원 실시예의 도 3과 대조됨에 주목한다. In the present embodiment, the rear reflector mirror 103 (b) has a negative curvature surface, and the front reflector mirror 103 (a) is configured to have a flat surface. The curvatures of the front reflector mirror 103 (a) and the rear reflector mirror 103 (b) are closely related to the output of the laser being resonated. 1 of the above-mentioned U.S. Patent No. 9939631 discloses a structure corresponding to the rear reflector mirror 103 (b) of this embodiment as a high reflector mirror and corresponds to the front reflector mirror 103 (a) The output coupler (partial reflector) was started. In Figure 1 of U.S. Patent No. 9939631, a high reflector mirror has a flat surface and an output coupler (partial reflector) has a concave surface. 3 in contrast to the embodiment of the present invention.

본 실시예에 따른 광학계는 전반사의 후면 리플렉터 미러(103(b))가 오목한 면으로 구성되어 공진되어 나가는 레이저의 발산각을 최소화할 수 있다. 이에 따라 출력라인 광섬유에 입사가 유리하도록 설계된다. 또한, 전면 리플렉터 미러(103(a))는 편평한 미러면을 갖는다. 만약, 전면 리플렉터 미러(103(a))의 면을 오목하게 구성되면, 레이저가 발진되어 나갈 때 발산각이 커지기 때문에 광섬유의 입사 조정에 보다 기술적인 어려움을 야기할 수 있다.The optical system according to the present embodiment can minimize the divergence angle of the laser that is formed by the concave surface of the rear reflector mirror 103 (b) of the total reflection and resonates. Accordingly, it is designed to be advantageous to the incidence of the output line optical fiber. Further, the front reflector mirror 103 (a) has a flat mirror surface. If the surface of the front reflector mirror 103 (a) is concave, the divergence angle becomes large when the laser is oscillated, which may cause technical difficulties in adjusting the incidence of the optical fiber.

복수개의 릴레이 미러(105)는 리플렉터 미러(103)로부터 발진된 레이저를 서보 미러(107)로 전달시키고, 서보 미러(107)로 입사된 광을 출력라인으로 전달하는 광학계의 구성을 총칭한다. 본 실시예로, 도 3과 같이 복수개의 릴레이 미러(105)는 전면 리플렉터 미러(103(a))의 발진 레이저가 다이렉트로 입사되고, 소정의 각도로 반사시키는 제1 릴레이 미러(105(a))를 포함한다. 제1 릴레이 미러(105(a))는 전면 리플렉터 미러(103(a))와 동축 상에 배치된다. 본 실시예로, 제1 릴레이 미러(105(a))는 레이저의 발산을 최소화할 수 있도록 오목한 면으로 구성될 수 있다.The plurality of relay mirrors 105 collectively refers to a configuration of an optical system that transmits the laser beam emitted from the reflector mirror 103 to the servo mirror 107 and transmits the light incident on the servo mirror 107 to the output line. 3, a plurality of relay mirrors 105 are arranged in the order of a first relay mirror 105 (a) which directly receives an oscillation laser of the front reflector mirror 103 (a) and reflects it at a predetermined angle, ). The first relay mirror 105 (a) is arranged coaxially with the front reflector mirror 103 (a). In this embodiment, the first relay mirror 105 (a) may be configured with a concave surface so as to minimize divergence of the laser.

또한, 복수개의 릴레이 미러(105)는 제1 릴레이 미러(105(a))로부터 반사된 레이저를 서보 미러(107)로 입사시키는 제2 릴레이 미러(105(b))를 포함한다. 또한, 복수개의 릴레이 미러(105)는 서보 미러(107)에서 반사된 레이저를 출력 라인으로 입사시키는 제3 릴레이 미러(105(c))를 포함한다. 제1 릴레이 미러(105(a))와 제2 릴레이 미러(105(b))는 모두 레이저 캐비티(101)에 각각 1쌍씩 배치된다. 제3 릴레이 미러(107)는, 제1 내지 4의 레이저 캐비티(101(a), 101(b), 101(c), 101(d))가 순차적으로 출력한 레이저의 경로가 서보 미러(107)에 의해서 통일되었기 때문에, 광학계에 1개만 배치되어도 무방하다. The plurality of relay mirrors 105 includes a second relay mirror 105 (b) for causing the laser reflected from the first relay mirror 105 (a) to enter the servo mirror 107. The plurality of relay mirrors 105 includes a third relay mirror 105 (c) for making the laser beam reflected by the servo mirror 107 incident on the output line. A pair of the first relay mirror 105 (a) and the second relay mirror 105 (b) are arranged in the laser cavity 101, respectively. The third relay mirror 107 detects the path of the laser beams sequentially output from the first to fourth laser cavities 101 (a), 101 (b), 101 (c), and 101 ), So that only one optical system may be disposed.

서보 미러(107)는 프로세서부(30)의 제어 아래 회동되면서 각각의 레이저 캐비티(101)가 순차적으로 출력한 광을 출력라인의 단일 경로로 집속시킬 수 있다. 서보 미러(107)는 360°회동되는 반사경으로, 서보 미러(107)를 회동시키는 서보 모터와 미러(107)의 회동각을 제어하는 인코더가 함께 모듈화 될 수 있다. 서보 미러(107)는 4개의 레이저 캐비티(101(a), 101(b), 101(c), 101(d))의 순차적인 레이저 출력을 단일 경로로 반사시키도록 회동된다. 따라서, 서보 미러(107)는 각 레이저 캐비티(101(a), 101(b), 101(c), 101(d)) 마다 90°의 범위에서 회동각이 조절된다. The servo mirror 107 can be rotated under the control of the processor unit 30 to focus the light sequentially output by the respective laser cavities 101 to a single path of the output line. The servo mirror 107 is a reflecting mirror rotated by 360 degrees, and a servo motor for rotating the servo mirror 107 and an encoder for controlling the turning angle of the mirror 107 can be modularized together. The servo mirror 107 is rotated to reflect the sequential laser output of the four laser cavities 101 (a), 101 (b), 101 (c) and 101 (d) in a single path. Therefore, the rotation angle of the servo mirror 107 is adjusted in the range of 90 degrees for each of the laser cavities 101 (a), 101 (b), 101 (c), and 101 (d).

서보 미러(107)를 통해서 순차적인 레이저 출력이 단일 경로로 통합된 이후, 제3 릴레이 미러(105(c))를 통해서 광섬유가 마련되는 광 공진부(10)의 출력 라인으로 광학 경로가 형성된다. 도 3에서 출력 라인의 광학계는 도면 부호 109로 총칭한다. 출력 라인의 광학계(109)에는 광섬유의 배치 및 설계의 특성에 따라 복수개의 반사 미러가 추가적으로 마련될 수 있다. After the sequential laser output is integrated into the single path through the servo mirror 107, an optical path is formed in the output line of the optical resonator unit 10 in which the optical fiber is provided through the third relay mirror 105 (c) . In FIG. 3, the optical system of the output line is collectively referred to as reference numeral 109. A plurality of reflection mirrors may be additionally provided in the optical system 109 of the output line according to the arrangement and design characteristics of the optical fibers.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 서보 미러(107)의 제어 구동 모습과 그에 따른 광학 경로를 도시한다. 도 4a는 본 실시예에 따른, 4개의 레이저 캐비티(101(a), 101(b), 101(c), 101(d)) 중 제1 레이저 캐비티(101(a))가 출력될 때의 광학 경로를 나타낸다. 도 4b는 본 실시예에 따른, 4개의 레이저 캐비티(101(a), 101(b), 101(c), 101(d)) 중 제2 레이저 캐비티(101(b))가 출력될 때의 광학 경로를 나타낸다.Fig. 4 shows a control operation of the servo mirror 107 according to the embodiment of the present invention and the optical path accordingly. Fig. 4A is a graph showing the relationship between the output of the first laser cavity 101 (a) among the four laser cavities 101 (a), 101 (b), 101 (c) Optical path. Fig. 4B is a view showing a state in which the second laser cavity 101 (b) out of the four laser cavities 101 (a), 101 (b), 101 (c) Optical path.

본 실시예에 따른 광 공진부(10)의 광 경로를 정리하면 다음과 같다. 레이저 캐비티(101)의 레이저 로드가 여기되어 출력된 레이저는 전면 리플렉터 미러(103(a)) 및 후면 리플렉터 미러(103(b))를 통해 공진되어 발진한다. 펌핑 된 레이저는 전면 리플렉터 미러(103(a))-제1 릴레이 미러(105(a))-제2 릴레이 미러(105(b))-서보 미러(107)-제3 릴레이 미러(105(c))를 통해 출력 라인의 광학계(109)로 입사된다. 이 경우, 광 공진부(10)는 출력 라인의 광섬유까지 레이저의 광학 경로가 상당한 거리로 형성된다. 레이저의 특성상 긴 거리를 릴레이 할 때 레이저의 사이즈가 커지기 때문에 레이저의 발산을 최소화하는 것이 요구된다. 핵심은 레이저의 발산을 최소화하여 서보 미러(107)의 중심점에 출력 레이저를 집속시키는 것이다. 이 과정에서 본 실시예에 따른 광 공진부(10)는 전면 리플렉터 미러(103(a))를 편평한 면으로 구성하고, 제1 릴레이 미러(105(a))를 오목한 면으로 구성한다.The optical path of the optical resonator unit 10 according to the present embodiment is summarized as follows. The laser beam of the laser cavity 101 is excited and the outputted laser resonates and oscillates through the front reflector mirror 103 (a) and the rear reflector mirror 103 (b). The pumped laser includes a front reflector mirror 103 (a), a first relay mirror 105 (a), a second relay mirror 105 (b), a servo mirror 107, and a third relay mirror 105 ) To the optical system 109 of the output line. In this case, the optical resonance portion 10 is formed with a considerable distance from the optical path of the laser up to the optical fiber of the output line. Due to the characteristics of the laser, it is required to minimize the divergence of the laser because the size of the laser increases when the long distance is relayed. The key is to minimize the divergence of the laser and focus the output laser at the center point of the servo mirror 107. In this process, the optical resonator 10 according to the present embodiment includes the front reflector mirror 103 (a) as a flat surface and the first relay mirror 105 (a) as a concave surface.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 냉각부(50)를 나타낸다. 본 실시예에 따른 멀티 레이저 증폭 출력 장치(1)는 홀뮴야그(Ho:YAG) 레이저로서 상대적 저온 유지가 필요함을 전술한 바 있다. 멀티 레이저 증폭 출력 장치(1)의 냉각 시스템은 전반적인 레이저의 출력을 향상시키는 주요 기술적 해결과제 중 하나가 될 수 있다. 따라서, 펌핑 과정에서 발생되는 광 공진부(10)의 발열을 냉각하기 위한 구성으로 냉각부(50) 시스템이 제공된다. 냉각부(50)는 온도센서를 포함하여 광 공진부(10)의 온도를 제어한다. 5 shows a cooling section 50 according to an embodiment of the present invention. The multi-laser amplification output device 1 according to the present embodiment has been described above as requiring a relatively low temperature maintenance as a holmium YAG laser. The cooling system of the multi-laser amplification output device 1 can be one of the main technical challenges to improve the overall laser output. Therefore, the cooling unit 50 system is provided in a configuration for cooling the heat generated in the light resonance unit 10 generated in the pumping process. The cooling section 50 includes a temperature sensor to control the temperature of the light resonance section 10.

냉각부(50)는 냉각펌프(51), 캐비티 냉각라인(52), 필터(53), 분기라인(54), 라지에이터(55), 냉각탱크(57), 공급라인(58), 및 팬(59)을 포함할 수 있다. The cooling section 50 includes a cooling pump 51, a cavity cooling line 52, a filter 53, a branch line 54, a radiator 55, a cooling tank 57, a supply line 58, 59).

냉각펌프(51)는 광 공진부(10)에 연결되어 냉각수를 공급한다. 냉각펌프(51)는 공급라인(58)을 통해 냉각탱크(57)와 연결된다. 냉각탱크(57)로부터 냉각수가 냉각펌프(51)로 유입되고, 냉각펌프(51)는 캐비티 냉각라인(52)을 통해 냉각수를 광 공진부(10)로 유입시켜 광 공진부(10)를 일정한 온도로 제어한다. 캐비티 냉각라인(52)은 하나 이상의 필터(53)를 포함할 수 있다. 본 실시예로, 필터(53)는 마이크로 필터(53(a))와 DI 필터(53(b))를 포함할 수 있다. The cooling pump 51 is connected to the light resonance part 10 to supply cooling water. The cooling pump 51 is connected to the cooling tank 57 through a supply line 58. Cooling water is introduced into the cooling pump 51 from the cooling tank 57 and the cooling pump 51 introduces the cooling water into the light resonance unit 10 through the cavity cooling line 52 to make the light resonance unit 10 constant Temperature control. The cavity cooling line 52 may include one or more filters 53. In this embodiment, the filter 53 may include a micro filter 53 (a) and a DI filter 53 (b).

라지에이터(55)는 수직 기둥 주름으로 구성된다. 라지에이터(55)는 내부에 냉각수의 순환 경로를 형성하며 냉각수의 순환 과정에서 냉각수의 열 에너지를 외부로 방출한다. 라지에이터(55)의 후면에는 팬(59)이 배치되어 라지에이터(55)의 냉각 효율을 증가시킬 수 있다.The radiator 55 is made up of vertical column corrugations. The radiator 55 forms a circulation path of the cooling water therein, and radiates the heat energy of the cooling water to the outside during the circulation of the cooling water. A fan 59 is disposed on the rear surface of the radiator 55 to increase the cooling efficiency of the radiator 55.

라지에이터(55)는 냉각펌프(51)의 광 공진부(10)에 연결된 공급 라인이 분기되어, 광 공진부(10)로 공급되는 냉각수 중 일부가 유입되는 라인을 갖는다. 광 공진부(10)로 공급되는 냉각수 중 일부가 라지에이터(55)로 유입되는 라인으로 분기된 상기 구성을 분기라인(54)으로 명명한다.The radiator 55 has a line in which a supply line connected to the light resonance part 10 of the cooling pump 51 is diverged and a part of the cooling water supplied to the light resonance part 10 flows. The configuration in which a part of the cooling water supplied to the light resonance part 10 is branched into a line flowing into the radiator 55 is referred to as a branch line 54. [

분기라인(54)은 캐비티 냉각라인(52)에 형성된다. 분기라인(54)은 라지에이터(55)로 연결된다. 냉각수는 분기라인(54)을 통해 라지에이터(55)로 유입되어 열 에너지를 방출한다. 본 실시예로, 라지에이터(55)의 유입 경로가 캐비티 냉각라인(52)으로부터 분기된 분기라인(54)임에 주목한다. 일반적으로, 광 공진부(10)를 순환하여 배출된 냉각수의 라인이 라지에이터(55)로 유입되는 것이 일반적이다. 그러나, 본 실시예에서는, 광 공진부(10)를 순환하여 배출된 냉각수의 라인이 냉각탱크(57)와 연결된다. 즉, 캐비티 냉각라인(52)은 광 공진부(10)를 경유하여 냉각탱크(57)와 연결된다. A branch line 54 is formed in the cavity cooling line 52. The branch line 54 is connected to a radiator 55. The cooling water flows into the radiator 55 through the branch line 54 to emit heat energy. Note that in this embodiment, the inflow path of the radiator 55 is the branch line 54 branched from the cavity cooling line 52. [ Generally, a line of cooling water circulated through the light resonance part 10 flows into the radiator 55. However, in the present embodiment, the line of the cooling water circulated through the light resonance portion 10 is connected to the cooling tank 57. That is, the cavity cooling line 52 is connected to the cooling tank 57 via the light resonance portion 10.

멀티 레이저 증폭 출력 장치(1)는 온도의 변위를 최소화하여 일정한 범위로 제어되는 것이 요구된다. 본 실시예는, 광 공진부(10)를 거쳐서 온도가 높아진 냉각수가 캐비티 냉각라인(52)을 통해 냉각탱크(57)로 모인다. 냉각탱크(57) 상에 온도가 높아진 냉각수가 다량 수용됨에 따라, 온도의 변위가 낮아지고 냉각수의 온도값이 일정해진다. 여기서, 라지에이터(55)를 통해 온도가 낮아진 냉각수도 냉각탱크(57)로 유입됨에 주목한다. 즉, 본 실시예와 같은 냉각부(50) 시스템은 라지에이터(55)가 냉각수의 온도를 낮출 뿐만 아니라, 냉각탱크(57) 또한 냉각수의 온도를 낮추고, 온도값을 일정하게 평준화 시킨다. The multi-laser amplification output device 1 is required to be controlled in a constant range by minimizing the temperature shift. In the present embodiment, the cooling water whose temperature has been raised via the light resonance portion 10 is collected in the cooling tank 57 through the cavity cooling line 52. As the cooling water with a high temperature is accommodated on the cooling tank 57 in a large amount, the displacement of the temperature becomes low and the temperature value of the cooling water becomes constant. Note that the cooling water whose temperature has been lowered through the radiator 55 also flows into the cooling tank 57. That is, in the cooling unit 50 system as in the present embodiment, the radiator 55 not only lowers the temperature of the cooling water, but also lowers the temperature of the cooling water in the cooling tank 57 and also uniformizes the temperature value.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 냉각부(50)의 냉각수 순환 경로를 나타낸다. 도 6을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 냉각부(50)는 C1의 냉각수 경로와, C2의 냉각수 경로로 구분된다. 6 shows the cooling water circulation path of the cooling unit 50 according to the embodiment of the present invention. Referring to FIG. 6, the cooling unit 50 according to the embodiment of the present invention is divided into a cooling water path of C1 and a cooling water path of C2.

C1의 냉각수 경로는, 냉각수가 냉각탱크(57)로부터 냉각펌프(51), 및 캐비티 냉각라인(52)을 순차적으로 거쳐서 광 공진부(10)로 유입된다. C2의 냉각수 경로는, 냉각수가 냉각펌프(51)에서 광 공진부(10)로 공급되는 캐비티 냉각라인(52)이 분기된 분기라인(54)을 통해 라지에이터(55)로 유입된다. 라지에이터(55)를 순환한 냉각수는 다시 냉각탱크(57)로 유입된다. C1의 경로는 광 공진부(10)의 레이저를 냉각하는 경로이고, C2의 경로는 냉각수를 냉각하는 경로이다. 본 실시예에 따른 냉각부(50) 시스템은 냉각탱크(57)에서 냉각 펌프(51)로 배출되는 경로가 공통된다. 따라서, 냉각탱크(57) 상에서 레이저를 냉각하여 온도가 높아진 냉각수와 냉각된 냉각수와 합쳐지고, 온도가 균일하게 평준화되어 보다 안정적인 온도 제어를 가능하게 한다. The cooling water flows into the optical resonator unit 10 from the cooling tank 57 through the cooling pump 51 and the cavity cooling line 52 in order. C2 flows into the radiator 55 through the branch line 54 in which the cavity cooling line 52 to which the cooling water is supplied from the cooling pump 51 to the light resonance portion 10 is branched. The cooling water circulated through the radiator 55 flows into the cooling tank 57 again. The path of C1 is a path for cooling the laser of the light resonance portion 10, and the path of C2 is a path for cooling the cooling water. The cooling system 50 according to the present embodiment has a common path from the cooling tank 57 to the cooling pump 51. Therefore, the laser is cooled on the cooling tank 57 to be combined with the cooling water whose temperature is increased and the cooling water which is cooled, and the temperature is uniformly leveled, thereby enabling more stable temperature control.

도 7는 본 발명의 실시예에 따른 프로세서부(30)의 제어 화면을 나타낸다. 도 7에 따른 프로세서부(30)의 제어 화면은 디스플레이부(70)를 통해 표시될 수 있다. 디스플레이부(70)는 제어용 판넬로 제공되며, 프로세서부(30)의 동작 조건을 변경하거나 장비의 동작 상태를 표시할 수 있다.7 shows a control screen of the processor unit 30 according to an embodiment of the present invention. The control screen of the processor unit 30 according to FIG. 7 can be displayed through the display unit 70. FIG. The display unit 70 is provided as a control panel, and can change an operation condition of the processor unit 30 or display an operation state of the equipment.

도 7을 참조하면, 디스플레이부(70)에는 상태창(READY), 가이드빔 UI(PILOT), 정보버튼(i), 시스템 전원 버튼, 주파수 제어 UI(FREQUENCY), 에너지 제어 UI(ENERGY), 파워 상태창(POWER), 장비의 오프셋 파라미터 로드 UI(DEFAULT), 메인 알람 UI(FIBER, SAFETY GLASS, LAMP, TEMP), 온도 표시창(TEMP) 및 기타 알람 및 장비 정보 창이 제공될 수 있다.7, the display unit 70 is provided with a status window READY, a guide beam UI (PILOT), an information button i, a system power button, a frequency control UI (FREQUENCY), an energy control UI (ENERGY) The status window (POWER), the instrument's offset parameter load UI (DEFAULT), the main alarm UI (FIBER, SAFETY GLASS, LAMP TEMP), temperature display window (TEMP) and other alarm and instrument information windows may be provided.

상태창(READY)은 안전안 레이저 출력 동작을 제공하기 위해 스탠바이와 레디모드로 변환 가능한 기능을 제공한다. 레디 모드에서, 사용자가 별도의 Foot switch를 밟게 되면 레이저가 발진된다. 가이드빔 UI(PILOT)는 레이저 출력 경로의 가이드빔 밝기를 조정할 수 있다. 터치 또는 드래그로 가이드빔의 밝기를 세게 또는 약하게 조절 할 수 있도록 한다. 정보버튼(i)은 시스템의 S/N, 램프 사용량, 시간, 제조일 등의 정보를 제공한다. 시스템 전원 버튼은 장비를 안전하게 종료시키기 위해 버튼 조작 순서 또는 이미지를 함께 디스플레이할 수 있다.The status window (READY) provides the ability to switch between standby and ready modes to provide safe laser output operation. In the ready mode, the laser is oscillated when the user presses a separate foot switch. The guide beam UI (PILOT) can adjust the guide beam brightness of the laser output path. Touch or drag to lighten or weaken the brightness of the guide beam. The information button (i) provides information such as the S / N ratio of the system, the amount of lamp usage, the time, and the date of manufacture. The system power button can display the button operation sequence or image together to safely shut down the equipment.

주파수 제어 UI(FREQUENCY)는 레이저의 1초당 발사 횟수를 설정할 수 있도록 한다. 사용자는 (+), (-)의 버튼을 조작하여 출력 레이저의 펄스 주파수를 설정할 수 있다. 40Hz로 표기된 본 실시예에서는, 출력 레이저의 주파수가 40Hz이며, 이 때 4개의 레이저 캐비티(101(a), 101(b), 101(c), 101(d))는 각각 10Hz의 레이저를 출력한다. 에너지 제어 UI(ENERGY)는 출력 레이저의 에너지를 설정할 수 있도록 한다. 파워 상태창(POWER)은 주파수 제어 UI(FREQUENCY)와 에너지 제어 UI(ENERGY)에 의해서 설정된 파워(Frequency x Energy)를 디스플레이 한다. 메인 알람 UI(FIBER, SAFETY GLASS, LAMP, TEMP)는 사용자가 알아야 할 주요 알람의 상태를 표시한다. 온도 표시창(TEMP)은 현재 장비의 온도를 표시한다.The frequency control UI (FREQUENCY) allows you to set the number of times the laser fires per second. The user can operate the (+) and (-) buttons to set the pulse frequency of the output laser. The laser cavities 101 (a), 101 (b), 101 (c) and 101 (d) each output 10 Hz of laser do. The energy control UI (ENERGY) allows you to set the energy of the output laser. The power status window (POWER) displays the frequency x energy set by the frequency control UI (FREQUENCY) and the energy control UI (ENERGY). The main alarm UI (FIBER, SAFETY GLASS, LAMP, TEMP) displays the status of the main alarm that the user should know. The temperature display (TEMP) shows the current temperature of the equipment.

장비의 오프셋 파라미터 로드 UI(DEFAULT)는 오프셋 설정된 장비의 세팅된 파라미터를 불러온다. 오프셋 파라미터는 디스플레이부(70)에서 관리자 모드를 선택하여 설정할 수 있다. Loading the offset parameter of the instrument The UI (DEFAULT) loads the set parameters of the offset set instrument. The offset parameter can be set by selecting an administrator mode on the display unit 70. [

프로세서부(30)는 레이저 캐비티(101)의 매질을 여기시키는 에너지를 결정하여 광 공진부(10)를 제어한다. 프로세서부(30)는 레이저 캐비티(101)의 초기 펄스를 제어하는 과정에서, 펄스폭이 점진적으로 커지는 오프셋 신호를 인가하여 레이저 캐비티(101)의 설정된 출력값에 도달시 오프셋 신호의 펄스폭을 고정함으로써 광 공진부(10)의 오프셋을 조정할 수 있다. 프로세서부(30)는 오프셋 신호의 인가시, 오프셋 신호의 전압을 고정한 상태에서 오프셋 신호의 펄스폭을 점진적으로 증가시킬 수 있다.The processor unit 30 determines the energy for exciting the medium of the laser cavity 101 and controls the light resonance unit 10. [ In the process of controlling the initial pulse of the laser cavity 101, the processor unit 30 applies an offset signal having a gradually increasing pulse width to fix the pulse width of the offset signal when reaching the set output value of the laser cavity 101 The offset of the light resonance portion 10 can be adjusted. The processor unit 30 can gradually increase the pulse width of the offset signal in a state where the voltage of the offset signal is fixed when the offset signal is applied.

도 8은 본 발명의 실시예에 따른 프로세서부의 오프셋 제어 원리를 나타낸다. 도 8a는 종래의 오프셋 신호와 이에 따른 출력 파형을 나타낸다. 도 8b는 본 발명의 실시예에 따른 프로세서부의 오프셋 신호와 이에 따른 출력 파형을 나타낸다. 8 shows an offset control principle of a processor unit according to an embodiment of the present invention. 8A shows a conventional offset signal and an output waveform accordingly. 8B shows an offset signal of the processor unit and an output waveform according to an embodiment of the present invention.

도 8a를 참조하면, 기존의 오프셋 제어는 일정한 펄스폭(예를 들어 600㎲)을 갖는 오프셋 신호를 인가하여 레이저의 정해진 출력값이 나오도록 세팅된다. 이론상 레이저의 출력 1J이 나오기 위한 오프셋 신호의 펄스폭은 600㎲라 가정한다. 여기서, 오프셋 신호의 인가시 레이저의 펌핑 과정으로 1J을 초과하는 오버슈팅 값이 존재하며, 안정화 구간을 거쳐 출력값이 1J로 수렴된다. 하지만, 레이저는 극히 민감한 장비로서, 하드웨어 적인 특성, 설치된 장소의 온도 등에 의하여 오프셋 설정의 이론적인 값을 정확하게 도출할 수 없다. 도 8a의 예시에서도 경우에 따라 레이저 출력이 1J이 초과되기도 하며 1J에 못 미치기도 한다. Referring to FIG. 8A, the conventional offset control is set so that a predetermined output value of the laser is outputted by applying an offset signal having a constant pulse width (for example, 600 占 퐏). In theory, it is assumed that the pulse width of the offset signal for outputting 1J of the laser is 600 μs. Here, when the offset signal is applied, there is an overshooting value exceeding 1J due to laser pumping process, and the output value converges to 1J through the stabilization period. However, the laser is an extremely sensitive device, and it can not accurately derive the theoretical value of the offset setting by the hardware characteristics, the temperature of the installed place, and the like. In the example of FIG. 8A, the laser output may exceed 1J or less than 1J depending on the case.

이에, 본 실시예에 따른 프로세서부(30)는 도 8b와 같이 펄스폭이 가변되는 오프셋 신호를 인가한다. 여기서 오프셋 신호의 전압값은 고정된다. 프로세서부(30)가 인가하는 오프셋 신호는 초기 신호의 펄스폭이 가장 짧고, 시간이 경과할수록 펄스폭이 증가된다. 프로세서부(30)는 출력 레이저의 에너지를 체크하여 설정된 값(예를 들어 1J)에 도달시 그 때의 펄스폭을 갖는 오프셋 신호를 후행적으로 결정한다. Thus, the processor unit 30 according to the present embodiment applies an offset signal having a variable pulse width as shown in FIG. 8B. Here, the voltage value of the offset signal is fixed. The pulse width of the initial signal applied to the offset signal applied by the processor unit 30 is the shortest, and the pulse width increases with time. The processor unit 30 checks the energy of the output laser and determines the offset signal having a pulse width at that time when the set value (for example, 1J) is reached.

프로세서부(30)가 상기의 형태로 오프셋 제어 과정을 수행한 결과 초기 에너지가 안정화 되고, 출력 안정화 구간에서도 과도한 오버슈트로 시스템이 손상되는 것이 방지된다. 오프셋 과정에서 사용자는 시작시 오프셋 신호의 초기 펄스폭과, 펄스폭의 증가량을 설정할 수 있다. As a result of performing the offset control process in the above-described manner, the processor unit 30 stabilizes the initial energy and prevents the system from being damaged due to an excessive overshoot in the output stabilization period. During the offset process, the user can set the initial pulse width of the offset signal and the pulse width increase amount at the start.

도 9은 본 발명의 실시예에 따른 프로세서부(30)의 시퀀스 제어 원리를 나타낸다. 도 9는 프로세서부(30)가 제어하는 4개 레이저 캐비티(101(a), 101(b), 101(c), 101(d))의 동작신호를 시간(x축)라인으로 표현한 것이다. 프로세서부(30)는 제1 레이저 캐비티(101(a)의 동작신호로부터 순차적으로, 제2 레이저 캐비티(101(b)), 제3 레이저 캐비티(101(c)), 및 제4 레이저 캐비티(101(d))의 동작신호를 명령한다.9 shows a sequence control principle of the processor unit 30 according to the embodiment of the present invention. 9 shows the operation signals of the four laser cavities 101 (a), 101 (b), 101 (c) and 101 (d) controlled by the processor unit 30 in a time (x axis) line. The processor unit 30 sequentially receives the operation signals of the first laser cavity 101 (a), the second laser cavity 101 (b), the third laser cavity 101 (c), and the fourth laser cavity 101 101 (d)).

이 때, 프로세서부(30)는 각각의 레이저 캐비티(101(a), 101(b), 101(c), 101(d)) 중 어느 한 레이저 캐비티(101(b))에 에러가 발생시, 에러가 발생된 레이저 캐비티(101(b))의 출력 순서를 시퀀스 상에서 제외하고, 다음 레이저 캐비티(101(c))로 순서를 건너뛰도록 명령하여 출력의 연속성을 보장하도록 광 공진부(10)를 제어할 수 있다. At this time, the processor unit 30 determines that any one of the laser cavities 101 (a), 101 (b), 101 (c), and 101 (d) The light resonance portion 10 is arranged to exclude the output order of the laser cavity 101 (b) in which the error has occurred on the sequence and to instruct the next laser cavity 101 (c) to skip the order, Can be controlled.

도 9에서, 제2 레이저 캐비티(101(b))의 플래시 램프의 수명이 다했거나, 제2 레이저 캐비티(101(b))에 배치되는 광학계에 이상이 발생된 경우, 레이저가 출력라인으로 도달하지 않거나, 설정과 다른 레이저 출력값이 나타난다. 이 때, 프로세서부(30)는 제2 레이저 캐비티(101(b))의 에러를 감지한다. 상기와 같은 에러 시그널이 감지되면, 프로세서부(30)는 제2 레이저 캐비티(101(b))의 동작 신호를 생략한다. 또한, 프로세서부(30)는 출력 시퀀스를 제1 레이저 캐비티(101(a))-제2 레이저 캐비티(101(b))-제3 레이저 캐비티(101(c))-제4 레이저 캐비티(101(d))에서, 제1 레이저 캐비티(101(a))-제3 레이저 캐비티(101(c))-제4 레이저 캐비티(101(d))로 변경하며, 이 때의 시퀀스를 저장하고, 상기의 순서로 지속 제어한다.9, when the life of the flash lamp of the second laser cavity 101 (b) has expired or an error has occurred in the optical system disposed in the second laser cavity 101 (b), the laser reaches the output line Otherwise, a different laser output value will appear. At this time, the processor unit 30 detects an error in the second laser cavity 101 (b). When the above error signal is detected, the processor unit 30 omits the operation signal of the second laser cavity 101 (b). The processor unit 30 also outputs the output sequence to the first laser cavity 101 (a) - the second laser cavity 101 (b) - the third laser cavity 101 (c) - the fourth laser cavity 101 (d)) into the first laser cavity 101 (a) - the third laser cavity 101 (c) - the fourth laser cavity 101 (d), stores the sequence at this time, The above procedure is continuously performed.

프로세서부(30)의 시퀀스 변경으로, 출력 레이저는 비록 기존보다 작은 파워를 갖게 되어 시술 시간이 길어질 수는 있지만, 적어도 출력의 연속성은 유지되므로 혹여 발생될 수 있는 의료사고를 시스템적으로 방지할 수 있게 된다. By changing the sequence of the processor unit 30, although the output laser may have a smaller power than that of the conventional laser, and the procedure time may be prolonged, at least the continuity of the output is maintained, .

이상에서 대표적인 실시예를 통하여 본 발명을 상세하게 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상술한 실시예에 대하여 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 변형이 가능함을 이해할 것이다. 그러므로 본 발명의 권리 범위는 설명한 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 특허청구범위와 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태에 의하여 정해져야 한다. While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments. will be. Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the above-described embodiments, but should be determined by all changes or modifications derived from the scope of the appended claims and equivalents of the claims.

1: 멀티 레이저 증폭 출력 장치
10: 광 공진부
101: 레이저 캐비티
103: 리플렉터 미러
105: 릴레이 미러
107: 서보 미러
109: 출력라인 광학계
30: 프로세서부
50: 냉각부
51: 냉각펌프
52: 캐비티 냉각라인
53: 필터
54: 분기라인
55: 라지에이터
57: 냉각탱크
59: 팬
70: 디스플레이부
1: Multi-laser amplification output device
10: light resonance part
101: laser cavity
103: Reflector mirror
105: Relay mirror
107: Servo mirror
109: Output line optical system
30:
50:
51: Cooling pump
52: Cavity cooling line
53: Filter
54: branch line
55: Radiator
57: Cooling tank
59: Fan
70:

Claims (6)

의료용 멀티 레이저 증폭 출력 장치에 있어서,
복수개의 레이저 캐비티와, 상기 복수개의 레이저 캐비티가 순차적으로 출력한 레이저를 단일 경로로 가이드하여 단일 출력 레이저를 형성시키는 광학계로 구성된 광 공진부;
상기 레이저 캐비티의 매질을 여기시키는 에너지를 결정하여 상기 광 공진부를 제어하는 프로세서부; 및
상기 광 공진부의 온도를 제어하는 냉각부를 포함하고,
상기 프로세서부는,
상기 레이저 캐비티의 초기 펄스를 제어하는 과정에서, 펄스폭이 점진적으로 커지는 오프셋 신호를 인가하여 상기 레이저 캐비티의 설정된 출력값에 도달시 상기 오프셋 신호의 펄스폭을 고정함으로써 상기 광 공진부의 오프셋을 조정하고,
상기 광학계는,
각각의 상기 레이저 캐비티에,
상기 레이저 캐비티의 전후로 마련되는 한 쌍의 리플렉터 미러; 및
상기 한 쌍의 리플렉터 미러를 통해 출력된 광을 집속시키는 릴레이 미러를 포함하고,
각각의 상기 레이저 캐비티에 마련된 각각의 상기 릴레이 미러에서 반사된 광을 출력라인으로 가이드 하는 서보 미러를 더 포함하며,
상기 서보 미러는,
상기 프로세서부의 제어 아래 회동되면서 각각의 상기 레이저 캐비티가 순차적으로 출력한 광을 출력라인의 단일 경로로 집속시키고,
상기 리플렉터 미러는,
상기 레이저 캐비티의 후면에 위치된 후면 리플렉터 미러가 음의 곡률 면을 갖고, 상기 레이저 캐비티의 전면에 위치된 전면 리플렉터 미러가 편평한 면을 갖는 것을 특징으로 하는 의료용 멀티 레이저 증폭 출력 장치.
A medical multi-laser amplification output apparatus comprising:
An optical resonator comprising a plurality of laser cavities and an optical system for guiding the laser sequentially output by the plurality of laser cavities in a single path to form a single output laser;
A processor unit for determining energy to excite a medium of the laser cavity and controlling the optical resonator unit; And
And a cooling section for controlling the temperature of the light resonance section,
The processor unit,
Adjusting an offset of the light resonance part by fixing the pulse width of the offset signal when a predetermined output value of the laser cavity is applied by applying an offset signal whose pulse width gradually increases in the course of controlling the initial pulse of the laser cavity,
The optical system includes:
In each of the laser cavities,
A pair of reflector mirrors provided in front of and behind the laser cavity; And
And a relay mirror for focusing the light output through the pair of reflector mirrors,
Further comprising a servo mirror for guiding the light reflected from each of the relay mirrors provided in each of the laser cavities to an output line,
The servo mirror includes:
The laser cavity is rotated under the control of the processor unit to focus the light sequentially output by each of the laser cavities to a single path of the output line,
The reflector mirror
Wherein the rear reflector mirror positioned on the rear surface of the laser cavity has a negative curvature surface and the front reflector mirror positioned on the front surface of the laser cavity has a flat surface.
제 1 항에 있어서,
상기 프로세서부는,
상기 오프셋 신호의 인가시, 상기 오프셋 신호의 전압을 고정한 상태에서 상기 오프셋 신호의 펄스폭을 점진적으로 증가시키는 것을 특징으로 하는 의료용 멀티 레이저 증폭 출력 장치.
The method according to claim 1,
The processor unit,
Wherein the pulse width of the offset signal is gradually increased while the voltage of the offset signal is fixed when the offset signal is applied.
삭제delete 제 1 항에 있어서,
상기 프로세서부는,
각각의 상기 레이저 캐비티 중 어느 한 레이저 캐비티에 에러가 발생시,
에러가 발생된 레이저 캐비티의 출력 순서를 시퀀스 상에서 제외하고, 다음 레이저 캐비티로 순서를 건너뛰도록 명령하여 출력의 연속성을 보장하도록 상기 광 공진부를 제어하는 것을 특징으로 하는 의료용 멀티 레이저 증폭 출력 장치.
The method according to claim 1,
The processor unit,
When an error occurs in any one of the laser cavities,
Wherein the optical resonance unit controls the optical resonance unit to exclude an output order of an errory laser cavity on a sequence and instruct the next laser cavity to skip the order so as to ensure continuity of output.
제 1 항에 있어서,
상기 냉각부는,
상기 광 공진부에 연결되고, 냉각수를 공급하는 냉각펌프; 및
상기 냉각펌프의 상기 광 공진부에 연결된 공급 라인이 분기되어, 상기 광 공진부로 공급되는 냉각수 중 일부가 유입되는 라인을 갖는 라지에이터를 포함하는 의료용 멀티 레이저 증폭 출력 장치.
The method according to claim 1,
The cooling unit includes:
A cooling pump connected to the light resonance unit and supplying cooling water; And
And a radiator having a line through which a supply line connected to the optical resonance part of the cooling pump is branched and a part of the cooling water supplied to the optical resonance part flows.
삭제delete
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP4340765A1 (en) * 2021-05-21 2024-03-27 Boston Scientific Scimed, Inc. Systems and methods for generating a modulated laser pulse
EP4340764A1 (en) * 2021-05-21 2024-03-27 Boston Scientific Scimed, Inc. Systems and methods for laser pulse monitoring and calibration
FI130181B (en) 2021-05-28 2023-03-30 Teknologian Tutkimuskeskus Vtt Oy Device and method for combining light beams

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5946334A (en) * 1996-03-27 1999-08-31 Ricoh Company, Inc. Semiconductor laser control system
US6115396A (en) * 1993-05-05 2000-09-05 Coherent, Inc. Control system for a laser with multiple solid state rods
US6243350B1 (en) * 1996-05-01 2001-06-05 Terastor Corporation Optical storage systems with flying optical heads for near-field recording and reading
KR20140043064A (en) * 2011-02-03 2014-04-08 트리아 뷰티, 인코포레이티드 Radiation-based dermatological devices and methods
KR101386496B1 (en) * 2013-10-28 2014-04-17 주식회사 메드썬 The multi-laser generating system
KR20140147856A (en) * 2012-03-21 2014-12-30 트리아 뷰티, 인코포레이티드 Dermatological treatment device with one or more vertical cavity surface emitting laser(vcsel)
US20150293348A1 (en) * 2014-04-10 2015-10-15 Lumenis Ltd. Multiple laser cavity apparatus

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6115396A (en) * 1993-05-05 2000-09-05 Coherent, Inc. Control system for a laser with multiple solid state rods
US5946334A (en) * 1996-03-27 1999-08-31 Ricoh Company, Inc. Semiconductor laser control system
US6243350B1 (en) * 1996-05-01 2001-06-05 Terastor Corporation Optical storage systems with flying optical heads for near-field recording and reading
KR20140043064A (en) * 2011-02-03 2014-04-08 트리아 뷰티, 인코포레이티드 Radiation-based dermatological devices and methods
KR20140147856A (en) * 2012-03-21 2014-12-30 트리아 뷰티, 인코포레이티드 Dermatological treatment device with one or more vertical cavity surface emitting laser(vcsel)
KR101386496B1 (en) * 2013-10-28 2014-04-17 주식회사 메드썬 The multi-laser generating system
US20150293348A1 (en) * 2014-04-10 2015-10-15 Lumenis Ltd. Multiple laser cavity apparatus
US9939631B2 (en) 2014-04-10 2018-04-10 Lumenis Ltd Multiple laser cavity apparatus

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