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KR100945423B1 - Tunable external cavity laser - Google Patents

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KR100945423B1
KR100945423B1 KR1020080033121A KR20080033121A KR100945423B1 KR 100945423 B1 KR100945423 B1 KR 100945423B1 KR 1020080033121 A KR1020080033121 A KR 1020080033121A KR 20080033121 A KR20080033121 A KR 20080033121A KR 100945423 B1 KR100945423 B1 KR 100945423B1
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light
reflector
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diffracted
diffraction grating
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Inventor
홍 주
조재철
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(주)레이저옵텍
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Abstract

본 발명은, 반도체증폭매체를 포함하는 파장가변 외부공진 레이저에 관한 것으로, 본 발명에 따른 외부공진 레이저는, 상기 반도체증폭매체로부터 입사된 빛을 반사하는 제1 반사경; 상기 제1 반사경에 의해 반사된 빛이 입사된 경우, 상기 입사된 빛에 대한 1차 회절광을 일정 각도로 회절시키며, 상기 입사된 빛 중 수직으로 입사된 빛에 대한 0차 회절광이 상기 제1 반사경으로 되반사되지 않도록 배치되는 회절격자; 및 상기 회절격자에 의해 회절된 1차 회절광이 입사된 경우, 상기 입사된 1차 회절광 중 수직으로 입사된 발진광을 상기 회절격자로 되반사시키는 제2 반사경;을 구비하고, 상기 회절격자는 상기 제2 반사경에 의해 되반사된 상기 발진광을 상기 제1 반사경으로 회절시키고, 상기 제1 반사경은 상기 회절격자에 의해 회절된 상기 발진광을 상기 반도체증폭매체의 전면부로 반사시키며, 상기 반도체증폭매체는 상기 전면부를 통해 입사된 발진광에 의하여 공진되고 상기 공진된 발진광 중 일부를 상기 반도체증폭매체의 후면부를 통해 외부로 출사하는 것을 특징으로 한다. 이에 의하여, 본 발명은 종래의 방식과는 달리 파장 가변시에도 일정한 발진 효율을 유지할 수 있다. The present invention relates to a wavelength tunable external resonant laser comprising a semiconductor amplification medium, the external resonant laser according to the present invention, a first reflector for reflecting light incident from the semiconductor amplification medium; When the light reflected by the first reflector is incident, the first diffracted light of the incident light is diffracted at a predetermined angle, and the zero-order diffracted light of the vertically incident light of the incident light is the first light. A diffraction grating arranged to not be reflected back to the reflector; And a second reflector reflecting the oscillated light vertically incident of the incident first diffracted light back to the diffraction grating when the first diffracted light diffracted by the diffraction grating is incident. Diffracts the oscillation light reflected back by the second reflector to the first reflector, and the first reflector reflects the oscillated light diffracted by the diffraction grating to the front surface of the semiconductor amplification medium. The amplifying medium is resonated by the oscillating light incident through the front part, and a portion of the resonant oscillating light is emitted to the outside through the rear part of the semiconductor amplifying medium. As a result, the present invention can maintain a constant oscillation efficiency even when the wavelength is variable unlike the conventional method.

외부공진 레이저, 반도체증폭매체, 회절격자, 반사경 External resonance laser, semiconductor amplification medium, diffraction grating, reflector

Description

파장가변 외부공진 레이저{Tunable external cavity laser}Tunable external cavity laser

본 발명은 외부공진 레이저에 관한 것으로, 더 구체적으로는, 출사되는 레이저 빔의 파장이 가변될 수 있는 외부공진 레이저에 관한 것이다.The present invention relates to an external resonance laser, and more particularly, to an external resonance laser in which the wavelength of the emitted laser beam can be varied.

현재, 레이저를 활용한 많은 기술이 산업 여러분야에서 개발되고 있다. 반도체증폭매체와 외부 광학요소를 이용하여 공진되는 외부공진 레이저는 발진 선폭이 내부공진을 이용한 레이저보다 작은 특징을 가지고 있다. At present, many technologies using lasers are being developed in the industry. The external resonant laser, which is resonant using the semiconductor amplification medium and the external optical element, has a characteristic that the oscillation line width is smaller than that of the laser using the internal resonance.

종래의 외부공진 레이저(1)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 반도체증폭매체(10) 및 반사경(20)과 회절격자(30)와 같은 외부 광학요소에 의해 발진이 일어나며, 발진된 레이저 빔은 반도체증폭매체(10)의 후면부(10b)를 통해 출사되는 특징을 가지고 있다. In the conventional external resonant laser 1, as shown in FIG. 1, the oscillation occurs by an external optical element such as the semiconductor amplification medium 10 and the reflector 20 and the diffraction grating 30, the oscillated laser beam Is emitted through the rear portion 10b of the semiconductor amplification medium 10.

종래의 외부공진 레이저(1)의 경우, 반사경(20)이 (A) 위치에 있을 때, 특정 파장의 빛이 (A')의 경로를 통해 반도체증폭매체(10) 및 회절격자(30) 사이에서 왕복한다. 반도체증폭매체(10)는 왕복하는 특정 파장의 빛에 의해 레이저 빔을 증폭하며, 이 과정에서 증폭된 레이저 빔은 반도체증폭매체(10)의 후면부(10b)를 통하여 일부가 투과되어, 제2 렌즈(13)를 통해 외부로 출사된다. In the case of the conventional external resonant laser 1, when the reflector 20 is at position (A), light of a specific wavelength passes between the semiconductor amplification medium 10 and the diffraction grating 30 through the path of (A '). Round trip from The semiconductor amplification medium 10 amplifies the laser beam by light of a specific wavelength reciprocating. In this process, the amplified laser beam is partially transmitted through the rear portion 10b of the semiconductor amplification medium 10, and thus, the second lens. It is emitted to outside through 13.

여기서, (A')의 경로는 제1 렌즈(12)가 평행하게 수용할 수 있는 빛의 범위(R) 내에 있기 때문에, 반사경(20)이 (A)의 위치에 있는 외부공진 레이저(1)는 안정된 발진 효율을 가질 수 있다.Here, since the path of (A ') is within the range R of light that the first lens 12 can receive in parallel, the external resonator laser 1 with the reflector 20 at the position of (A). Can have a stable oscillation efficiency.

그런데, 출사되는 레이저 빔의 파장을 변경하기 위해 반사경(20)을 회전축(21)을 중심으로 (B) 또는 (C) 위치로 기울일 때, 회절격자(30)에 의해 회절된 제1 회절광이 각각 (B') 또는 (C')의 경로를 따르게 되며, 제1 렌즈(12)가 평행하게 수용할 수 있는 빛의 범위(R)를 벗어나는 제1 회절광이 존재하게 된다.However, when tilting the reflector 20 to the position (B) or (C) about the rotation axis 21 to change the wavelength of the laser beam emitted, the first diffracted light diffracted by the diffraction grating 30 is Each of them follows a path of B 'or C', and the first diffracted light exists outside the range R of light that the first lens 12 can receive in parallel.

이와 같이, 종래의 외부공진 레이저(1)는 레이저 빔의 파장을 변화시키기 위해 반사경(20)의 기울기를 변화시키고 있으나, 기울기 변화에 따라, 회절격자(30)에 의해 회절된 제1 차 회절광의 일부가 반도체증폭매체(10)의 내부로 입사되지 못하여, 발진 효율이 낮아지는 문제를 가지고 있다.As described above, the conventional external resonant laser 1 changes the inclination of the reflector 20 to change the wavelength of the laser beam, but according to the change of the inclination, the first diffracted light diffracted by the diffraction grating 30 Part of the semiconductor amplification medium 10 does not enter, and thus the oscillation efficiency is lowered.

이를 해결하기 위해 제1 렌즈(12)를 구경이 큰 렌즈로 대체하는 것을 고려할 수 있으나, 비용이 많이 들고, 제1 렌즈(12)로 재입사하는 빔의 파장변환에 따른 평행 이동 변위를 작게하기 위해서 반사경(20)과 회절격자(30) 사이의 간격을 작게 해야 하는 제작상의 어려움을 야기시킨다. In order to solve this problem, it may be considered to replace the first lens 12 with a large-diameter lens, but it may be expensive and reduce the parallel displacement displacement due to the wavelength conversion of the beam reentering the first lens 12. In order to reduce the spacing between the reflector 20 and the diffraction grating 30 causes a manufacturing difficulty.

전술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 제1 렌즈의 구경을 크게함으로써 발생되는 제조비용의 증가 및 제작상의 어려움을 초래하지 않고, 종래의 외부공진 레이저의 파장 가변시 저하되는 발진 효율을 높여서 파장 가변시에도 일정한 발진 효율을 유지할 수 있는 파장가변 외부공진 레이저를 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention for solving the above-described problems is to increase the oscillation efficiency that is lowered when the wavelength of a conventional external resonant laser is reduced without causing an increase in manufacturing cost and difficulty in manufacturing caused by increasing the aperture of the first lens. It is to provide a wavelength tunable external resonant laser that can maintain a constant oscillation efficiency even when the wavelength is increased.

전술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 제1 특징은, 반도체증폭매체를 포함하는 파장가변 외부공진 레이저에 관한 것으로, 상기 외부공진 레이저는 상기 반도체증폭매체로부터 입사된 빛을 반사하는 제1 반사경; 상기 제1 반사경에 의해 반사된 빛이 입사된 경우, 상기 입사된 빛에 대한 1차 회절광을 일정 각도로 회절시키며, 상기 입사된 빛 중 수직으로 입사된 빛에 대한 0차 회절광이 상기 제1 반사경으로 되반사되지 않도록 배치되는 회절격자; 및 상기 회절격자에 의해 회절된 1차 회절광이 입사된 경우, 상기 입사된 1차 회절광 중 수직으로 입사된 발진광을 상기 회절격자로 되반사시키는 제2 반사경;을 구비하고, 상기 회절격자는 상기 제2 반사경에 의해 되반사된 상기 발진광을 상기 제1 반사경으로 회절시키고, 상기 제1 반사경은 상기 회절격자에 의해 회절된 상기 발진광을 상기 반도체증폭매체의 전면부로 반사시키며, 상기 반도체증폭매체는 상기 전면부를 통해 입사된 발진광에 의하여 공진되고 상기 공진된 발진광 중 일부를 상기 반도체증폭매체의 후면부를 통해 외부로 출사하는 것을 특징으로 한다.A first aspect of the present invention for achieving the above-mentioned technical problem is related to a wavelength tunable external resonant laser including a semiconductor amplification medium, the external resonant laser reflects the light incident from the semiconductor amplification medium first reflector ; When the light reflected by the first reflector is incident, the first diffracted light of the incident light is diffracted at a predetermined angle, and the zero-order diffracted light of the vertically incident light of the incident light is the first light. A diffraction grating arranged to not be reflected back to the reflector; And a second reflector reflecting the oscillated light vertically incident of the incident first diffracted light back to the diffraction grating when the first diffracted light diffracted by the diffraction grating is incident. Diffracts the oscillation light reflected back by the second reflector to the first reflector, and the first reflector reflects the oscillated light diffracted by the diffraction grating to the front surface of the semiconductor amplification medium. The amplifying medium is resonated by the oscillating light incident through the front part, and a portion of the resonant oscillating light is emitted to the outside through the rear part of the semiconductor amplifying medium.

전술한 반도체증폭매체는, 빛을 방출하는 레이저다이오드; 상기 레이저다이오드로부터 방출된 빛이 평행광이 되도록 굴절시키고 상기 제1 반사경으로부터 입사되는 발진광을 상기 레이저다이오드에 집광하는 상기 전면부에 설치된 제1 렌즈; 상기 제1 렌즈를 통해 집광된 발진광에 의해 공진된 레이저 빔을 평행광이 되도록 굴절시켜 외부로 출사하는 상기 후면부에 설치된 제2 렌즈;를 포함할 수 있다.The above-described semiconductor amplification medium, a laser diode for emitting light; A first lens provided in the front part which refracts the light emitted from the laser diode to be parallel light and focuses the oscillation light incident from the first reflector on the laser diode; And a second lens installed at the rear portion which refracts the laser beam resonated by the oscillation light collected through the first lens so as to be parallel light and exits to the outside.

그리고, 전술한 제1 반사경은 상기 반도체증폭매체로부터 입사된 빛을 미리 정해진 변환 주기 및 변환 변위에 따라 반사하도록 마련될 수 있다.The first reflector may be provided to reflect light incident from the semiconductor amplification medium according to a predetermined conversion period and conversion displacement.

여기서, 상기 제1 반사경은, 상기 반도체증폭매체로부터 입사된 빛을 상기 미리 정해진 변환 주기 및 변환 변위에 대응하여 반사하도록 상기 제1 반사경을 구동시키는 반사경구동부를 포함한다. 그리고, 상기 반사경구동부는 갈바노미터 스캐너로 마련되는 것이 바람직하다.The first reflector may include a reflector driving unit configured to drive the first reflector to reflect light incident from the semiconductor amplification medium corresponding to the predetermined conversion period and conversion displacement. The reflector driving unit is preferably provided with a galvanometer scanner.

또한, 전술한 제1 반사경은, 입사된 1차 회절광 중 수직으로 입사된 발진광의 파장을 사용자가 원하는 파장으로 변경하도록 상기 제1 반사경을 조정하는 조정부를 포함하는 것도 가능하다. In addition, the above-described first reflector may include an adjusting unit that adjusts the first reflector to change the wavelength of the oscillation light incident vertically among the incident primary diffracted light into a wavelength desired by a user.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 외부공진 레이저는, 종래의 방식과는 달리 제2 반사경을 추가하여, 출사되는 레이저 빔의 파장이 가변 되더라도, 즉, 제1 반사경의 기울기가 바뀌더라도, 반도체증폭매체와 제1 반사경 사이에서 왕복하며 반도체증폭매체를 발진시키는 발진광의 경로를 일정하게 유지함으로써, 제1 렌즈를 교체해야 하는 등의 추가적 비용없이, 일정한 발진 효율을 유지할 수 있다. As described above, the external resonant laser according to the present invention, unlike the conventional method, adds a second reflector, even if the wavelength of the emitted laser beam is varied, that is, even if the slope of the first reflector changes, semiconductor amplification By maintaining a constant path of the oscillating light that reciprocates between the medium and the first reflector and oscillates the semiconductor amplification medium, it is possible to maintain a constant oscillation efficiency without the additional cost of having to replace the first lens.

이하, 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 외부공진 레이저(100)의 구성 및 동작을 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, a configuration and operation of the external resonant laser 100 according to an embodiment of the present invention will be described.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 외부공진 레이저(100)의 개략적인 블록도이다.2 is a schematic block diagram of an external resonance laser 100 according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 일 실시예에 따른 외부공진 레이저(100)는, 반도체증폭매체(110), 제1 반사경(120), 회절격자(130), 제2 반사경(140)을 구비하고 있다.The external resonant laser 100 according to an exemplary embodiment of the present invention includes a semiconductor amplification medium 110, a first reflecting mirror 120, a diffraction grating 130, and a second reflecting mirror 140.

개략적인 동작을 설명하면, 본 실시예에 따른 외부공진 레이저(100)는 제1 반사경(120), 회절격자(130) 및 제2 반사경(140)의 광학요소를 이용하여 반도체증폭매체(110)로부터 특정 파장의 레이저 빔을 발진시킨다. 여기서, 발진되는 레이저 빔은 제2 반사경(140)에 수직으로 입사되는 빛 중 회절격자(130)로 되반사되어 제1 반사경(120)를 거쳐 반도체증폭매체(110)에 입사되는 빛에 의해 발생된다. 그리고, 이렇게 발생된 레이저 빔은 반도체증폭매체(110)의 후면부(110b)에 설치된 제2 렌즈(113)를 통하여 외부로 출사된다. Referring to the schematic operation, the external resonant laser 100 according to the present embodiment uses the optical elements of the first reflector 120, the diffraction grating 130, and the second reflector 140. Oscillate a laser beam of a specific wavelength. Here, the oscillated laser beam is reflected by the diffraction grating 130 among the light incident on the second reflector 140 and is generated by the light incident on the semiconductor amplification medium 110 via the first reflector 120. do. The laser beam generated as described above is emitted to the outside through the second lens 113 installed on the rear portion 110b of the semiconductor amplification medium 110.

이하, 도 2를 참조하여 본 실시예에 따른 외부공진 레이저(100)의 각 구성에 대해 설명한다.Hereinafter, each configuration of the external resonant laser 100 according to the present embodiment will be described with reference to FIG. 2.

먼저, 반도체증폭매체(110)는 빛을 방출하는 레이저다이오드(111)와, 레이저다이오드(111)에서 방출된 빛이 평행광이 되도록 굴절시키고 제1 반사경(120)으로부터 입사되는 빛을 집광하는 제1 렌즈(112)와, 제1 렌즈(112)를 통해 집광된 특정파장의 빛에 의해 공진된 레이저 빔의 일부를 평행광이 되도록 굴절시켜 외부로 출 사하는 제2 렌즈(113)를 포함하고 있다. 여기서, 제2 렌즈(113)는 반도체증폭매체(110)의 후면부(110b)에 설치된다. First, the semiconductor amplification medium 110 is a laser diode 111 that emits light, and the light emitted from the laser diode 111 is refracted so as to be parallel light and to collect the light incident from the first reflector 120 A first lens 112 and a second lens 113 refracting a part of the laser beam resonated by light of a specific wavelength focused through the first lens 112 to be parallel light, and outputting to the outside; have. Here, the second lens 113 is installed on the rear portion 110b of the semiconductor amplification medium 110.

제1 렌즈(112)는 레이저다이오드(111)로부터 방출되는 빛을 굴절시켜 평행광으로 만든 후 제1 반사경(120)으로 입사시킨다. 또한, 제1 렌즈(112)는 제1 반사경(120)로부터 반사되어 입사되는 특정파장의 빛을 집광시켜 레이저다이오드(111)를 여기시키는 역할도 수행한다.The first lens 112 refracts the light emitted from the laser diode 111 to make parallel light and then enters the first reflector 120. In addition, the first lens 112 also serves to excite the laser diode 111 by condensing light having a specific wavelength reflected from the first reflector 120.

제1 반사경(120)은, 반사율이 대략 90 %이상이 되어야 하며, 알루미늄 재질을 사용하는 것이 바람직하다.The first reflector 120 should have a reflectance of about 90% or more, and preferably an aluminum material.

또한, 본 실시예에 따른 외부공진 레이저(100)는, 일정 주기로 파장을 가변시키기 위해, 제1 반사경(120)을 회전축(121)을 중심으로 시계 방향 또는 반시계 방향으로 일정 주기 및 일정 각 변위를 가지고 주기운동을 시키는 반사경구동부(도시되지 않음)를 포함할 수 있다.In addition, the external resonant laser 100 according to the present embodiment, in order to vary the wavelength at a constant cycle, the first reflector 120 is rotated a predetermined period and a constant angular displacement in a clockwise or counterclockwise direction about the rotation axis 121. It may include a reflector driving unit (not shown) for performing a periodic motion with.

여기서, 반사경구동부는 설정된 주기 및 각 변위를 가지고 주기 운동하는 갈바노미터 스캐너로 마련되는 것이 바람직하다.Here, the reflector driving unit is preferably provided with a galvanometer scanner that performs a periodic movement with a set period and angular displacement.

이러한 반사경구동부의 주기운동에 대응하여 제1 반사경(120)으로부터 반사되어 회절격자(130)로 입사되는 빛의 입사각이 주기적으로 변하게 된다.The incident angle of the light reflected from the first reflector 120 and incident on the diffraction grating 130 in response to the periodic movement of the reflector driving part is changed periodically.

물론, 제1 반사경(120)을 일정 기울기로 고정하여 사용하는 경우는, 갈바노미터 스캐너와 같은 반사경구동부(도시되지 않음)는 필요하지 않다.Of course, when the first reflector 120 is fixed and used at a predetermined slope, a reflector driving unit (not shown) such as a galvanometer scanner is not required.

그리고, 본 실시예에 따른 외부공진 레이저(100)는, 주기 운동하는 반사경구동부 대신 제1 반사경(120)의 기울기를 조정할 수 있는 조정부(도시되지 않음)를 구비할 수 있다. 이러한 조정부는 제2 렌즈(113)를 통해 외부로 출사되는 레이저 빔이 원하는 파장이 될 때까지 제1 반사경(120)의 기울기를 조정한다. 여기서, 조정부는 제1 반사경(120)을 고정하는 회전대(도시되지 않음)와 이 회전대를 회전축(121)을 중심으로 미세 조정할 수 있는 DC 모터(도시되지 않음)로 마련될 수 있다.In addition, the external resonant laser 100 according to the present exemplary embodiment may include an adjusting unit (not shown) which may adjust the inclination of the first reflecting mirror 120 instead of the reflecting mirror driving unit that performs the periodic movement. The adjusting unit adjusts the inclination of the first reflector 120 until the laser beam emitted to the outside through the second lens 113 reaches a desired wavelength. Here, the adjusting unit may be provided with a rotating table (not shown) for fixing the first reflecting mirror 120 and a DC motor (not shown) for finely adjusting the rotating table about the rotating shaft 121.

제1 반사경(120)의 기울기에 따라 레이저 빔의 파장이 변하는 이유는, 제1 반사경(120)의 기울기에 따라 제2 반사경(140)으로 수직하게 입사되는 발진광의 파장이 변하기 때문이다.The reason why the wavelength of the laser beam changes according to the inclination of the first reflector 120 is that the wavelength of the oscillation light vertically incident on the second reflector 140 changes according to the inclination of the first reflector 120.

회절격자(130)는, 입사면에 일정 간격으로 다수의 홈이 형성되어 있다. 회절격자(130)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 전술한 제1 반사경(120)으로부터 반사된 빛이 입사된 경우, 입사된 빛에 대한 1차 회절광을 일정 각도로 회절시키며, 입사된 빛 중 회절격자(130)의 입사면에 수직으로 입사된 빛에 대한 0차 회절광이 제1 반사경(120)로 반사되지 않도록 배치한다. The diffraction grating 130 has a plurality of grooves formed at regular intervals on the incident surface. As shown in FIG. 2, when the light reflected from the aforementioned first reflector 120 is incident, the diffraction grating 130 diffracts the first diffracted light with respect to the incident light at a predetermined angle. The zeroth order diffracted light with respect to the light incident perpendicularly to the incident plane of the diffraction grating 130 among the light is disposed so as not to be reflected by the first reflector 120.

이것은 0차 회절광이, 제1 반사경(120)로 반사된 경우, 제1 반사경(120)을 통해 반도체증폭매체(110)로 입사되는 것을 방지하기 위함이다.This is to prevent the 0th-order diffracted light from being incident on the semiconductor amplification medium 110 through the first reflector 120 when reflected by the first reflector 120.

여기서, 회절격자(130)의 입사면에 입사된 빛에 대한 1차 회절광의 회절 각도는 일정 각도로 고정되어 있으며, 이렇게 일정 각도로 회절하는 1차 회절광 중 제2 반사경(140)에 수직으로 입사되는 특정 파장만이 회절격자(130)로 반사되어 반도체증폭매체(110)로 재 입사됨으로써, 이 특정 파장만이 발진되며, 레이저 빔으로 출사된다.Here, the diffraction angle of the first diffracted light with respect to the light incident on the incident surface of the diffraction grating 130 is fixed at a predetermined angle, and is perpendicular to the second reflector 140 among the first diffracted light diffracted at a predetermined angle. Only the incident wavelength is reflected by the diffraction grating 130 and re-entered into the semiconductor amplification medium 110, so that only this specific wavelength is oscillated and emitted by the laser beam.

제2 반사경(140)은 전술한 회절격자(130)에 의해 회절된 1차 회절광이 입사된 경우, 입사된 1차 회절광 중 수직으로 입사된 발진광의 일부를 회절격자(130)로 되반사시킨다. 여기서, 제2 반사경(140)은, 수직으로 입사된 발진광에 대해 반사율이 90% 이상인 것이 바람직하다.When the first diffracted light diffracted by the aforementioned diffraction grating 130 is incident, the second reflector 140 reflects a part of the oscillated light vertically incident to the diffraction grating 130 among the first diffracted light incident. Let's do it. Here, the second reflector 140 preferably has a reflectance of 90% or more with respect to the vertically incident oscillation light.

물론, 이러한 반사율은 반도체증폭매체(110)로부터 출사되는 레이저 빔의 강도에 따라 조정될 수 있음은 당연하다. Of course, the reflectance can be adjusted according to the intensity of the laser beam emitted from the semiconductor amplification medium 110.

여기서, 제2 반사경(140)에 의해 일부 되반사된 발진광은 회절격자(130)에 의해 회절되어 제1 반사경(120)로 입사된다. 그리고, 제1 반사경(120)로 입사된 발진광은 제1 반사경(120)에 의해 반사되어 반도체증폭매체(110)로 재 입사되어 그 내부에서 증폭된다.Here, the oscillation light partially reflected by the second reflector 140 is diffracted by the diffraction grating 130 and is incident to the first reflector 120. The oscillating light incident on the first reflecting mirror 120 is reflected by the first reflecting mirror 120, re-incident to the semiconductor amplifier medium 110, and amplified therein.

여기서, 반도체증폭매체(110)에서 증폭되는 레이저 빔은, 제1 반사경(120), 회절격자(130) 및 제2 반사경(140)과 같은 외부광학요소와 반도체증폭매체(110)의 후면부(110b)의 사이에서 왕복하는 특정 파장(A', B', C')에 의해 여기되는 빛에 해당한다. 이와 같이 증폭된 레이저 빔은 후면부(110b)의 투과율에 따라 레이저 빔 중 일부가 후면부(110b)를 투과하여 제2 렌즈(113)를 통해 외부로 출사된다. 후면부(110b)의 투과율은 출사되는 레이저 빔의 강도 및 레이저 빔의 용도에 따라 조정된다.The laser beam amplified by the semiconductor amplification medium 110 may include external optical elements such as the first reflector 120, the diffraction grating 130, and the second reflector 140, and the rear surface 110b of the semiconductor amplification medium 110. Corresponds to light excited by specific wavelengths A ', B', C 'reciprocating between As a result of the amplified laser beam, a part of the laser beam passes through the rear part 110b according to the transmittance of the rear part 110b and is emitted to the outside through the second lens 113. The transmittance of the rear portion 110b is adjusted according to the intensity of the laser beam emitted and the use of the laser beam.

이와 같이, 본 실시예에 따른 외부공진 레이저(100)는, 종래의 방식과는 달리 전술한 제2 반사경(140)을 추가함으로써, 제1 반사경(120)의 기울기가 바뀌더라도 반도체증폭매체(110)의 후면부(110b)와 외부광학요소와 사이에서 왕복하는 특정 파장(A', B', C')의 빛의 경로를 일정하게 유지할 수 있다. 따라서, 본 실시예에 따른 외부공진 레이저(100)는, 출사되는 레이저 빔의 파장이 가변되더라도 일정한 발진 효율을 유지할 수 있다.  As described above, the external resonant laser 100 according to the present exemplary embodiment, unlike the conventional method, adds the second reflector 140 to the semiconductor amplification medium 110 even if the inclination of the first reflector 120 is changed. The light paths of the specific wavelengths A ', B', and C 'reciprocating between the rear portion 110b of the c) and the external optical element may be constantly maintained. Therefore, the external resonant laser 100 according to the present embodiment can maintain a constant oscillation efficiency even if the wavelength of the emitted laser beam is varied.

본 발명에 따른 외부공진 레이저는, 선폭이 좁고, 파장 가변이 가능한 레이저 빔을 이용하는 계측 및 광통신 분야에 이용될 수 있다.The external resonant laser according to the present invention can be used in the field of measurement and optical communication using a laser beam having a narrow line width and variable wavelength.

도 1은 종래의 외부공진 레이저에 대한 개략적인 블록도이다.1 is a schematic block diagram of a conventional external resonant laser.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 외부공진 레이저의 개략적인 블록도이다.2 is a schematic block diagram of an external resonance laser according to an embodiment of the present invention.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>

100 : 외부공진 레이저 110 : 반도체증폭매체100: external resonance laser 110: semiconductor amplification medium

111 : 레이저다이오드 112 : 제1 렌즈111: laser diode 112: first lens

113 : 제2 렌즈 120 : 제1 반사경113: second lens 120: first reflecting mirror

130 : 회절격자 140 : 제2 반사경130: diffraction grating 140: second reflector

Claims (6)

반도체증폭매체를 포함하는 파장가변 외부공진 레이저에 있어서,In a wavelength tunable external resonant laser including a semiconductor amplification medium, 상기 반도체증폭매체로부터 입사된 빛을 반사하는 제1 반사경;A first reflector reflecting light incident from the semiconductor amplifier medium; 상기 제1 반사경에 의해 반사된 빛이 입사된 경우, 상기 입사된 빛에 대한 1차 회절광을 일정 각도로 회절시키며, 상기 입사된 빛 중 수직으로 입사된 빛에 대한 0차 회절광이 상기 제1 반사경으로 되반사되지 않도록 배치되는 회절격자; 및When the light reflected by the first reflector is incident, the first diffracted light of the incident light is diffracted at a predetermined angle, and the zero-order diffracted light of the vertically incident light of the incident light is the first light. A diffraction grating arranged to not be reflected back to the reflector; And 상기 회절격자에 의해 회절된 1차 회절광이 입사된 경우, 상기 입사된 1차 회절광 중 수직으로 입사된 발진광을 상기 회절격자로 되반사시키는 제2 반사경;을A second reflector reflecting back the oscillated light vertically incident of the incident first diffracted light into the diffraction grating when the first diffracted light diffracted by the diffraction grating is incident; 구비하고,Equipped, 상기 회절격자는 상기 제2 반사경에 의해 되반사된 상기 발진광을 상기 제1 반사경으로 회절시키고, 상기 제1 반사경은 상기 회절격자에 의해 회절된 상기 발진광을 상기 반도체증폭매체의 전면부로 반사시키며, 상기 반도체증폭매체는 상기 전면부를 통해 입사된 발진광에 의하여 공진되고 상기 공진된 발진광 중 일부를 상기 반도체증폭매체의 후면부를 통해 외부로 출사하는 것을 특징으로 하는 외부공진 레이저.The diffraction grating diffracts the oscillation light reflected back by the second reflector to the first reflector, and the first reflector reflects the oscillation light diffracted by the diffraction grating to the front surface of the semiconductor amplifier medium. And the semiconductor amplification medium is resonated by the oscillation light incident through the front part and emits a part of the resonant oscillation light to the outside through the rear part of the semiconductor amplification medium. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 반도체증폭매체는,The semiconductor amplification medium, 빛을 방출하는 레이저다이오드;Laser diodes emitting light; 상기 레이저다이오드로부터 방출된 빛이 평행광이 되도록 굴절시키고 상기 제1 반사경으로부터 입사되는 발진광을 상기 레이저다이오드에 집광하는 상기 전면부에 설치된 제1 렌즈;A first lens provided in the front part which refracts the light emitted from the laser diode to be parallel light and focuses the oscillation light incident from the first reflector on the laser diode; 상기 제1 렌즈를 통해 집광된 발진광에 의해 공진된 레이저 빔을 평행광이 되도록 굴절시켜 외부로 출사하는 상기 후면부에 설치된 제2 렌즈;를A second lens installed at the rear portion which refracts the laser beam resonated by the oscillation light collected through the first lens to be parallel light and exits to the outside; 포함하는 것을 특징으로 하는 외부공진 레이저.External resonance laser comprising a. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제1 반사경은 상기 반도체증폭매체로부터 입사된 빛을 미리 정해진 변환 주기 및 변환 변위에 따라 반사하는 것을 특징으로 하는 외부공진 레이저.And the first reflector reflects light incident from the semiconductor amplification medium according to a predetermined conversion period and conversion displacement. 제3항에 있어서,The method of claim 3, 상기 제1 반사경은, 상기 반도체증폭매체로부터 입사된 빛을 상기 미리 정해진 변환 주기 및 변환 변위에 대응하여 반사하도록 상기 제1 반사경을 구동시키는 반사경구동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 외부공진 레이저.And the first reflector includes a reflector driving unit configured to drive the first reflector to reflect light incident from the semiconductor amplification medium corresponding to the predetermined conversion period and conversion displacement. 제4항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 반사경구동부는 갈바노미터 스캐너로 마련된 것을 특징으로 하는 외부공진 레이저.The reflector driving unit is an external resonance laser, characterized in that provided with a galvanometer scanner. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제1 반사경은, 입사된 1차 회절광 중 수직으로 입사된 발진광의 파장을 사용자가 원하는 파장으로 변경하도록 상기 제1 반사경을 조정하는 조정부를 포함하는 것을 특징으로 하는 외부공진 레이저. And the first reflector includes an adjusting unit that adjusts the first reflector so as to change the wavelength of the oscillated light vertically incident among the incident first diffracted light into a wavelength desired by a user.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101978013B1 (en) * 2012-01-20 2019-05-13 엑살로스 아게 Wavelength-tunable external cavity laser diode with a grism for oct
CN115117732A (en) * 2022-05-24 2022-09-27 北京工业大学 Semiconductor laser with tunable external cavity

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08195520A (en) * 1995-01-17 1996-07-30 Seitai Hikari Joho Kenkyusho:Kk Solid state laser oscillator
JPH11289118A (en) 1998-03-31 1999-10-19 Anritsu Corp Wavelength-variable laser light source
JP2001284715A (en) 2000-03-30 2001-10-12 Ando Electric Co Ltd External resonator type laser light source
JP2001284717A (en) 2000-03-30 2001-10-12 Ando Electric Co Ltd External resonance type laser light source

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08195520A (en) * 1995-01-17 1996-07-30 Seitai Hikari Joho Kenkyusho:Kk Solid state laser oscillator
JPH11289118A (en) 1998-03-31 1999-10-19 Anritsu Corp Wavelength-variable laser light source
JP2001284715A (en) 2000-03-30 2001-10-12 Ando Electric Co Ltd External resonator type laser light source
JP2001284717A (en) 2000-03-30 2001-10-12 Ando Electric Co Ltd External resonance type laser light source

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9091824B2 (en) 2011-12-23 2015-07-28 Electronics And Telecommunications Research Institute User-selectable laser and optical transmitter having the same

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