일반기술

다이오드 레이저펌핑 고체레이저용 난 반사체 펌핑장치

◦ 본 기술은 다수개의 직선형 다이오드 레이저를 사용하여 고체형 레이저 이득 매질을 펌핑함으로써 레이저를 발진시키는 펌핑용기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 펌핑용기의 재질을 난반사체로 제작 형성하므로 펌핑빔이 이득매질의 전단면에 걸쳐 고르게 분포하도록 보조하는 기능을 수행하여 발진효율을 상승시킬 수 있는 다이오드 레이저 펌핑 고체레이저용 난반사체 펌핑장치에 관한 것이다.◦ 종래의 고체 레이저를 펌핑하기 위한 장치에서는 플래쉬램프가 주로 사용되어지고 있는데 이러한 장치에서는 플래쉬램프가 레이저 이득매질 근처에 위치해 있다. 플래쉬램프에서 발생된 펌핑빔(pumping beam)중 일부는 직접 이득매질로 전달되어 흡수되며 원자를 여기시킨다. 이 과정에서 흡수가 안된 빔과 다른 방향으로 향한 빔은 반사체를 이용하여 이득매질로 되돌려 재흡수에 활용함으로써 펌핑효율을 올린다. 이 경우 반사체로는 금코팅을 입힌 금속이나 고반사율을 가진 난반사체를 사용한다. 플래쉬램프를 이용하는 경우는 플래쉬램프나 이득매질이 펌핑용기 내부의 공간에 함께 배치되고 반사체는 외벽을 형성하고 있다. 또한, 플래쉬램프가 난반사체 내부에 이득매질에 근접한 위치에 놓이고 동일한 난반사체 내부 공간 안에 함께 배치되는 구조이며 타원형의 내부구조를 가진다. 다이오드 레이저로 펌핑하는 장치에서는, 종래의 경우에는 이득매질에 효과적으로 펌핑빔을 전달하기 위해서 얇은 판, 원통형 렌즈 등의 정준광학계(collimating optics)를 사용하여 이득매질 가까이에 전달하였다.◦ 본 기술은 직선형의 다이오드 레이저를 이용하여 이득매질을 펌핑하는 장치에서, 일반적으로 사용하는 세라믹 재질의 난반사체에 가늘고 긴 홈을 제작하기가 힘드므로, 스펙트랄론과 같은 폴리머 재질의 비전도성 물질인 난반사체를 선택하여 직접 슬릿을 가공 형성하고 슬릿 위치에서 난반사체 표면을 절삭하며 다수개의 다이오드 레이저를 동일 원주상에서 난반사체에 밀착시켜 이득매질에 근접하게 하고 정준광학계가 없이 이득매질을 펌핑하며 난반사체와 분리된 투명한 유리재질의 튜브에 의한 굴절을 이용하여 발산각을 축소시키며 난반사체 재질의 펌핑용기 양단에 주 몸체와 일체형으로 형성한 것을 제공한다.◦ 고체형 레이저 이득매질을 펌핑하는 장치에 있어서, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 본 기술은 난반사체 펌핑용기의 중심축에 원통형의 레이저 이득매질을 삽입시키고 이 레이저 이득매질 양끝단에 슬리브를 부착 형성하며 레이저 이득매질의 외부에 냉각수가 주입된 파이렉스 재질의 투명한 냉각수관을 형성한다. 또한 난반사체 펌핑용기의 외부면에 가늘고 긴 슬릿을 가공 형성하고 이 난반사체 펌핑용기의 양 끝단부에 일체형으로 양단 반사면을 형성하며 난반사체 펌핑용기의 외부에 다수개의 다이오드 레이저를 배치시킨다. 또한, 슬리브의 양끝단을 복수개의 지지대에 고정시키되 슬리브와 지지대 사이에 오링(O-Ring)을 체결하고 각각의 지지대 상단부에 냉각수 입,출구를 부착시키며 지지대 사이에 원주형의 연결대를 다수개 형성한 구성으로 되어지는 것이다. ◦ 본 기술은 난반사체 펌핑용기의 양단면에 냉각수관의 외경과 동일한 직경의 구멍을 형성하고 이 양단면을 매우 좁은 폭의 슬릿이 가공된 중심부의 난반사체와 일체형이 되게 가공함으로써 펌핑용기의 구조를 매우 단순화시켰으며 또한 이는 외부의 섭동에 대한 레이저의 안정성을 향상시킬 수 있도록 하였다는 점에서 종래기술과 차별화되는 기술적 우수성이 인정된다고 할 것이다.