KR20190106341A

KR20190106341A - Frequency conversion system

Info

Publication number: KR20190106341A
Application number: KR1020180027695A
Authority: KR
Inventors: 신동준
Original assignee: 주식회사 이오테크닉스
Priority date: 2018-03-08
Filing date: 2018-03-08
Publication date: 2019-09-18
Anticipated expiration: 2038-03-08
Also published as: KR102083936B1

Abstract

개시된 주파수 변환 시스템은 레이저 광원으로부터 방출된 레이저 빔의 제1 주파수를 증가시키는 것으로, 상기 제1 주파수가 입사되어 상기 제1 주파수 및 상기 제1 주파수보다 큰 적어도 하나의 주파수를 출사하는 주파수 변환 모듈; 상기 주파수 변환 모듈의 출사면에 마련되는 단층 코팅막; 및 상기 단층 코팅막을 투과하는 상기 제1 주파수 및 상기 적어도 하나의 주파수 중 일부는 투과시키고 다른 일부는 반사시키는 이색성 미러;를 포함한다. The disclosed frequency conversion system includes: a frequency conversion module for increasing a first frequency of a laser beam emitted from a laser light source, the first frequency being incident to emit the first frequency and at least one frequency greater than the first frequency; A single layer coating film provided on an emission surface of the frequency conversion module; And a dichroic mirror that transmits a portion of the first frequency and the at least one frequency that transmits the single layer coating layer and reflects the other portion.

Description

Frequency conversion system {Frequency conversion system}

본 발명은 주파수 변환 시스템에 관한 것으로, 상세하게는 레이저 빔의 기본 주파수를 주파수 변환 모듈을 이용하여 증가시키는 경우에 발생될 수 있는 소자들의 손상을 방지하여 시스템의 수명을 연장시킬 수 있는 주파수 변환 시스템에 관한 것이다. The present invention relates to a frequency conversion system, and more particularly, to a frequency conversion system capable of extending the life of the system by preventing damage to elements that may occur when the fundamental frequency of the laser beam is increased using the frequency conversion module. It is about.

레이저 광원으로부터 출사되는 레이저 빔의 기본 주파수를 증가시키는 시스템은 일반적으로 주파수 증가를 위한 비선형 크리스탈(non-linear crystal)과 파장 분리를 위한 이색성 미러(dichroic mirror)를 포함하고 있다. 이러한 레이저 빔의 주파수 증가 시스템을 이용하면 레이저 빔의 기본 주파수를 예를 들면 3배 정도로 증가될 수 있으며, 이렇게 레이저 빔의 주파수가 증가되면 미세 가공이 가능하다는 장점을 가지기 때문에 레이저 가공에서 다양한 응용 분야에 적용될 수 있다. 한편, 이러한 레이저 빔의 주파수 증가 시스템에서는 비선형 크리스탈 및 이색성 미러의 손상에 따른 시스템의 수명 저하가 문제가 될 수 있다. Systems for increasing the fundamental frequency of a laser beam emitted from a laser light source generally include a non-linear crystal for increasing the frequency and a dichroic mirror for wavelength separation. Using the laser beam frequency increasing system, the fundamental frequency of the laser beam can be increased by about 3 times, and the increase in the frequency of the laser beam has the advantage that fine processing is possible. Can be applied to On the other hand, in such a system of increasing the frequency of the laser beam may be a problem in the reduction of the life of the system due to damage of the nonlinear crystal and the dichroic mirror.

본 발명의 일 실시예는 레이저 빔의 기본 주파수를 주파수 변환 모듈을 이용하여 증가시키는 경우에 발생될 수 있는 소자들의 손상을 방지하여 수명을 연장시킬 수 있는 주파수 변환 시스템을 제공한다.One embodiment of the present invention provides a frequency conversion system that can extend the life by preventing damage to the elements that may occur when the fundamental frequency of the laser beam is increased by using the frequency conversion module.

본 발명의 일 측면에 있어서, In one aspect of the invention,

레이저 광원으로부터 방출된 레이저 빔의 제1 주파수를 증가시키는 시스템에 있어서,A system for increasing a first frequency of a laser beam emitted from a laser light source,

상기 제1 주파수가 입사되어 상기 제1 주파수 및 상기 제1 주파수보다 큰 적어도 하나의 주파수를 출사시키는 주파수 변환 모듈;A frequency conversion module incident the first frequency to emit at least one frequency greater than the first frequency and the first frequency;

상기 주파수 변환 모듈의 출사면에 마련되는 단층 코팅막; 및A single layer coating film provided on an emission surface of the frequency conversion module; And

상기 단층 코팅막을 투과하는 상기 제1 주파수 및 상기 적어도 하나의 주파수 중 일부는 투과시키고 다른 일부는 반사시키는 이색성 미러(dichroic mirror);를 포함하는 주파수 변환 시스템가 제공된다.And a dichroic mirror that transmits a portion of the first frequency and the at least one frequency and reflects the other portion of the single layer coating layer.

상기 주파수 변환 모듈은 상기 제1 주파수가 입사되어 상기 제1 주파수와 상기 제1 주파수보다 큰 제2 주파수를 출사시키는 제1 비선형 크리스탈과, 상기 제1 및 제2 주파수가 입사되어 상기 제1 및 제2 주파수와 상기 제2 주파수보다 큰 제3 주파수를 출사시키는 제2 비선형 크리스탈을 포함할 수 있다. The frequency conversion module includes a first nonlinear crystal in which the first frequency is incident to emit the first frequency and a second frequency greater than the first frequency, and the first and second frequencies are incident to the first and second frequencies. And a second nonlinear crystal that emits a second frequency and a third frequency greater than the second frequency.

상기 제2 주파수는 상기 제1 주파수의 2배이고, 상기 제3 주파수는 제1 주파수의 3배가 될 수 있다. 상기 제1 비선형 크리스탈은 SHG(Second-Harmonic Generation) 크리스탈을 포함하고, 상기 제2 비선형 크리스탈은 SFG(Sum-Frequency Generation) 크리스탈을 포함할 수 있다. The second frequency may be twice the first frequency, and the third frequency may be three times the first frequency. The first nonlinear crystal may include a Second-Harmonic Generation (SHG) crystal, and the second nonlinear crystal may include a Sum-Frequency Generation (SFG) crystal.

상기 단층 코팅막은 상기 제2 비선형 크리스탈의 출사면에 마련되며, 상기 제1 및 제2 주파수 보다 상기 제3 주파수에 대해 가장 낮은 반사도를 가질 수 있다. The single layer coating layer may be provided on an emission surface of the second nonlinear crystal and may have the lowest reflectance with respect to the third frequency than the first and second frequencies.

상기 단층 코팅막은 예를 들면, MgF₂ 또는 SiO₂를 포함할 수 있다.The single layer coating film may include, for example, MgF ₂ or SiO ₂ .

상기 이색성 미러는 상기 제1, 제2 및 제3 주파수 중 상기 제3 주파수 만을 선택적으로 반사 또는 투과시킬 수 있다.The dichroic mirror may selectively reflect or transmit only the third frequency among the first, second, and third frequencies.

상기 제2 비선형 크리스탈의 출사면은 출사되는 빔이 발산되도록 오목하게 형성될 수 있다. 이 경우, 상기 제2 비선형 크리스탈과 상기 이색성 미러 사이에는 발산각 보정 렌즈가 마련될 수 있다. The exit surface of the second non-linear crystal may be formed concave so that the emitted beam is divergent. In this case, a divergence angle correcting lens may be provided between the second nonlinear crystal and the dichroic mirror.

상기 제2 비선형 크리스탈과 상기 이색성 미러 사이에는 입사되는 빔을 발산시켜 출사시키는 발산 렌즈가 마련될 수 있다. A diverging lens may be provided between the second nonlinear crystal and the dichroic mirror to diverge an incident beam to emit the incident beam.

상기 발산 렌즈는 상기 제2 비선형 크리스탈의 출사면에 부착되거나 또는 상기 제2 비선형 크리스탈의 출사면으로부터 이격되게 마련될 수 있다. 상기 발산 렌즈와 상기 이색성 미러 사이에는 발산각 보정 렌즈가 마련될 수 있다.The diverging lens may be attached to an exit surface of the second nonlinear crystal or spaced apart from an exit surface of the second nonlinear crystal. A divergent angle correcting lens may be provided between the diverging lens and the dichroic mirror.

상기 주파수 변환 시스템은 상기 제2 비선형 크리스탈에 입사되는 빔의 위치를 이동시킬 수 있는 이동 수단을 더 포함할 수 있다. The frequency conversion system may further comprise moving means capable of moving the position of the beam incident on the second nonlinear crystal.

상기 주파수 변환 모듈은 상기 제1 주파수가 입사되어 상기 제1 주파수와 상기 제1 주파수보다 큰 제2 주파수를 출사시킬 수 있다. The frequency conversion module may emit the first frequency and emit a first frequency and a second frequency greater than the first frequency.

상기 주파수 변환 모듈은 SHG 크리스탈을 포함하고, 상기 제2 주파수는 상기 제1 주파수의 2배가 될 수 있다. The frequency conversion module may include an SHG crystal, and the second frequency may be twice the first frequency.

상기 단층 코팅막은 상기 제1 주파수 보다 상기 제2 주파수에 대해 낮은 반사도를 가질 수 있다. The single layer coating layer may have a lower reflectance with respect to the second frequency than the first frequency.

상기 주파수 변환 모듈의 출사면은 출사되는 빔이 발산되도록 오목하게 형성되며, 상기 주파수 변환 모듈과 상기 이색성 미러 사이에는 발산각 보정 렌즈가 마련될 수 있다. The emission surface of the frequency conversion module may be concave to emit the emitted beam, and a divergence angle correction lens may be provided between the frequency conversion module and the dichroic mirror.

상기 주파수 변환 모듈과 상기 이색성 미러 사이에 입사되는 빔을 발산시켜 출사시키는 발산 렌즈가 마련되고, 상기 발산 렌즈와 상기 이색성 미러 사이에는 발산각 보정 렌즈가 마련될 수 있다. A diverging lens may be provided to diverge and emit a beam incident between the frequency conversion module and the dichroic mirror, and a divergence angle correcting lens may be provided between the diverging lens and the dichroic mirror.

상기 주파수 변환 시스템은 상기 주파수 변환 모듈에 입사되는 빔의 위치를 이동시킬 수 있는 이동 수단을 더 포함할 수 있다. The frequency conversion system may further include a moving means for moving the position of the beam incident on the frequency conversion module.

상기 주파수 변환 모듈은 예를 들면, KTiOPO₄(KTP), KH₂PO₄(KDP), KTiOAsO₄(KTA), LiB₃O₅(LBO), BaB₂O₄(BBO), LiNbO₃, CsB₃O₅(CBO) 또는 CsLiB₆O₁₀(CLBO)를 포함할 수 있다. The frequency conversion module is, for example, KTiOPO ₄ (KTP), KH ₂ PO ₄ (KDP), KTiOAsO ₄ (KTA), LiB ₃ O ₅ (LBO), BaB ₂ O ₄ (BBO), LiNbO ₃ , CsB ₃ O ₅ (CBO) or CsLiB ₆ O ₁₀ (CLBO).

본 발명의 예시적인 실시예에 의하면, 비선형 크리스탈의 출사면에 얇은 두께의 단층 코팅막을 형성함으로써 단층 코팅막의 손상되는 것을 줄일 수 있고, 이에 따라 시스템의 수명을 증대시킬 수 있다. 또한, 비선형 크리스탈과 이색성 미러 사이에 비선형 크리스탈로부터 출사되는 레이저 빔을 발산시켜 이색성 미러에 입사시킴으로써 이색성 미러가 손상되는 것을 줄일 수 있고, 이에 따라 시스템의 수명을 보다 증대시킬 수 있다. 그리고, 주파수 변환 모듈에 입사되는 레이저 빔을 주기적으로 이동시킴으로써 주파수 변환 시스템의 수명을 보다 향상시킬 수 있다.According to an exemplary embodiment of the present invention, the damage of the monolayer coating film can be reduced by forming a single layer coating film having a thin thickness on the emission surface of the nonlinear crystal, thereby increasing the life of the system. In addition, the laser beam emitted from the nonlinear crystal diverges between the nonlinear crystal and the dichroic mirror to be incident on the dichroic mirror, thereby reducing damage to the dichroic mirror, thereby further increasing the life of the system. And, by periodically moving the laser beam incident on the frequency conversion module it is possible to further improve the life of the frequency conversion system.

도 1은 일반적인 주파수 변환 시스템을 개략적으로 도시한 것이다.
도 2는 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 주파수 변환 시스템을 개략적으로 도시한 것이다.
도 3은 도 2에 도시된 제2 비선형 크리스탈의 출사면에 형성된 단층 코팅막에 대한 빔의 주파수(또는 파장)에 따른 반사도를 도시한 것이다.
도 4는 본 발명의 다른 예시적인 실시예에 따른 주파수 변환 시스템을 개략적으로 도시한 것이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 예시적인 실시예에 따른 주파수 변환 시스템을 개략적으로 도시한 것이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 예시적인 실시예에 따른 주파수 변환 시스템을 개략적으로 도시한 것이다.
도 7은 주파수 변환 모듈에 입사되는 레이저 빔을 안정적으로 이동시킬 있는 레이저 빔의 이동 거리를 설명하기 위한 주파수 변환 모듈의 단면을 도시한 것이다. 1 schematically shows a general frequency conversion system.
2 schematically illustrates a frequency conversion system according to an exemplary embodiment of the present invention.
FIG. 3 illustrates reflectance according to the frequency (or wavelength) of the beam with respect to the monolayer coating film formed on the exit surface of the second nonlinear crystal shown in FIG. 2.
4 schematically illustrates a frequency conversion system according to another exemplary embodiment of the present invention.
5 schematically illustrates a frequency conversion system according to another exemplary embodiment of the present invention.
Fig. 6 schematically illustrates a frequency conversion system according to another exemplary embodiment of the present invention.
7 is a cross-sectional view of the frequency conversion module for explaining the moving distance of the laser beam that can stably move the laser beam incident on the frequency conversion module.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들에 대해 상세히 설명하기로 한다. 이하의 도면들에서 동일한 참조부호는 동일한 구성요소를 지칭하며, 도면상에서 각 구성요소의 크기는 설명의 명료성과 편의상 과장되어 있을 수 있다. 한편, 이하에 설명되는 실시예는 단지 예시적인 것에 불과하며, 이러한 실시예들로부터 다양한 변형이 가능하다. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the drawings, like reference numerals refer to like elements, and the size of each element in the drawings may be exaggerated for clarity and convenience of description. Meanwhile, the embodiments described below are merely exemplary, and various modifications are possible from these embodiments.

이하에서, "상부" 나 "상"이라고 기재된 것은 접촉하여 바로 위에 있는 것뿐만 아니라 비접촉으로 위에 있는 것도 포함할 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.Hereinafter, what is described as "upper" or "upper" may include not only directly over and in contact but also overlying. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. In addition, when a part is said to "include" a certain component, which means that it may further include other components, except to exclude other components unless otherwise stated.

“상기”의 용어 및 이와 유사한 지시 용어의 사용은 단수 및 복수 모두에 해당하는 것일 수 있다. 방법을 구성하는 단계들에 대하여 명백하게 순서를 기재하거나 반하는 기재가 없다면, 상기 단계들은 적당한 순서로 행해질 수 있다. 반드시 상기 단계들의 기재 순서에 한정되는 것은 아니다. 모든 예들 또는 예시적인 용어(예를 들어, 등등)의 사용은 단순히 기술적 사상을 상세히 설명하기 위한 것으로서 특허청구범위에 의해 한정되지 않는 이상 상기 예들 또는 예시적인 용어로 인해 범위가 한정되는 것은 아니다. The use of the term “above” and similar terminology may be used in the singular and the plural. If the steps constituting the method are not explicitly stated or contrary to the steps, the steps may be performed in a suitable order. It is not necessarily limited to the order of description of the above steps. The use of all examples or exemplary terms (eg, etc.) is for the purpose of describing the technical idea in detail and is not to be limited in scope by the examples or exemplary terms unless defined by the claims.

도 1은 일반적인 주파수 변환 시스템(100)을 개략적으로 도시한 것이다.1 schematically illustrates a general frequency conversion system 100.

도 1을 참조하면, 주파수 변환 시스템(100)은 레이저 광원(110)으로부터 방출되는 레이저 빔의 기본 주파수를 증가시킬 수 있다. 이를 위해 주파수 변환 시스템(100)은 주파수 변환 모듈(120) 및 이색성 미러(dichroic mirror, 130)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1, the frequency conversion system 100 may increase the fundamental frequency of the laser beam emitted from the laser light source 110. To this end, the frequency conversion system 100 may include a frequency conversion module 120 and a dichroic mirror (130).

레이저 광원(110)으로부터 방출되는 제1 레이저 빔(L1)은 기본 주파수인 제1 주파수(f1)를 가질 수 있다. 그리고, 이러한 제1 레이저 빔(L1)의 제1 주파수(f1)는 주파수 변환 모듈(!20)에 의해 제1 주파수(f1) 보다 큰 적어도 하나의 주파수가 생성될 수 있다. The first laser beam L1 emitted from the laser light source 110 may have a first frequency f1 which is a fundamental frequency. In addition, at least one frequency greater than the first frequency f1 of the first frequency f1 of the first laser beam L1 may be generated by the frequency conversion module! 20.

구체적으로, 주파수 변환 모듈(120)은 제1 비선형 크리스탈(121) 및 제2 비선형 크리스탈(122)을 포함할 수 있다. 제1 비선형 크리스탈(121)은 제1 주파수(f1)를 가지는 제1 레이저 빔(L1)이 입사되어 제2 레이저 빔(L2)을 출사시키는 것으로, 예를 들면, SHG((Second-Harmonic Generation) 크리스탈을 포함할 수 있다. 이 경우, 제2 레이저 빔(L2)은 제1 주파수(f1) 및 제2 주파수(2f1)를 가질 수 있으며, 여기서 제2 주파수(2f1)는 제1 주파수(f1)의 2배가 될 수 있다. In detail, the frequency conversion module 120 may include a first nonlinear crystal 121 and a second nonlinear crystal 122. The first non-linear crystal 121 is a first laser beam (L1) having a first frequency (f1) is incident to emit a second laser beam (L2), for example, SHG (Second-Harmonic Generation) In this case, the second laser beam L2 may have a first frequency f1 and a second frequency 2f1, where the second frequency 2f1 is the first frequency f1. Can be doubled.

제2 비선형 크리스탈(122)은 제1 및 제2 주파수(f1,2f1)를 가지는 제2 레이저 빔(L2)이 입사되어 제3 레이저 빔(L3)을 출사시키는 것으로, 예를 들면, SFG(Sum-Frequency Generation) 크리스탈을 포함할 수 있다. 이 경우, 제3 레이저 빔(L3)은 제1, 제2 및 제3 주파수(f1,2f1,3f1)를 가질 수 있으며, 여기서, 제3 주파수(3f1)는 제1 주파수(f1)의 3배가 될 수 있다.In the second nonlinear crystal 122, the second laser beam L2 having the first and second frequencies f1 and 2f1 is incident to emit the third laser beam L3. For example, SFG (Sum -Frequency Generation) can contain crystals. In this case, the third laser beam L3 may have first, second and third frequencies f1, 2f1 and 3f1, where the third frequency 3f1 is three times the first frequency f1. Can be.

한편, 제2 비선형 크리스탈(122)의 출사면(122a)에는 다층 코팅막(125)이 마련될 수 있다. 이러한 다층 코팅막(125)은 제1, 제2 및 제3 주파수(f1,2f1,3f1)에 대한 무반사 코팅막으로서의 역할을 할 수 있다. 이러한 다층 코팅막(125)을 통과한 제3 레이저 빔(L3)은 이색성 미러(130)에 입사될 수 있다. 그리고, 제3 레이저 빔(L3)의 제1, 제2 및 제3 주파수(f1,2f1,3f1) 중 제1 및 제2 주파수(f1,2f1)는 이색성 미러(130)를 투과하게 되며, 이러한 제1 및 제2 주파수(f1,2f1)를 포함하는 제4 레이저 빔(L4)은 덤퍼(dumper, 140)로 진행할 수 있다. 또한, 제3 레이저 빔(L3)의 제1, 제2 및 제3 주파수(f1,2f1,3f1) 중 제3 주파수(3f1)는 이색성 미러(130)를 반사하게 되며, 이러한 제3 주파수(3f1)만을 포함하는 제5 레이저 빔(L5)은 반사 미러(150)를 경유하여 원하는 곳으로 최종 출력(final output) 될 수 있다. Meanwhile, the multilayer coating film 125 may be provided on the emission surface 122a of the second nonlinear crystal 122. The multilayer coating film 125 may serve as an antireflective coating film for the first, second and third frequencies f1, 2f1, and 3f1. The third laser beam L3 passing through the multilayer coating layer 125 may be incident on the dichroic mirror 130. The first and second frequencies f1 and 2f1 of the first, second and third frequencies f1, 2f1 and 3f1 of the third laser beam L3 may pass through the dichroic mirror 130. The fourth laser beam L4 including the first and second frequencies f1 and 2f1 may travel to a dumper 140. In addition, the third frequency 3f1 among the first, second, and third frequencies f1, 2f1, and 3f1 of the third laser beam L3 reflects the dichroic mirror 130, and the third frequency ( The fifth laser beam L5 including only 3f1) may be final output to the desired place via the reflective mirror 150.

상기와 같은 일반적인 주파수 변환 시스템(100)에서는 제1 레이저 빔(L1)의 제1 주파수(f1)를 3배 정도로 증가시킬 수 있으며, 이렇게 변환된 주파수(3f1)를 이용하여 미세 가공 등과 같은 다양한 가공 작업을 수행할 수 있다. 그러나, 이와 같은 구조의 주파수 변환 시스템(100)에서는 제2 비선형 크리스탈(122)의 출사면(122a)에 형성된 다층 코팅막(125) 및 이색성 미러(130)가 손상됨으로써 시스템(100)의 수명이 떨어진다는 문제가 있다.In the general frequency conversion system 100 as described above, the first frequency f1 of the first laser beam L1 may be increased by about three times, and various processing such as micromachining may be performed using the converted frequency 3f1. You can do it. However, in the frequency conversion system 100 having such a structure, the multilayer coating film 125 and the dichroic mirror 130 formed on the emission surface 122a of the second non-linear crystal 122 are damaged, resulting in a lifespan of the system 100. There is a problem with falling.

구체적으로, 제2 비선형 크리스탈(122)의 출사면(122a)에 형성된 다층 코팅막(125)은 제1, 제2 및 제3 주파수(f1,2f1,3f1)에 대한 무반사를 목적으로 마련되는 코팅막이다. 통상적으로, 무반사 코팅을 위한 주파수의 개수가 많아질수록 코팅막의 두께가 증가하게 되는데, 이와 같이 코팅막의 두께가 증가할 수록 코팅막은 쉽게 손상될 수 있다. 따라서, 전술한 바와 같은 일반적인 주파수 변환 시스템(100)에서는 비교적 두께운 두께를 가지는 다층 코팅막(125)이 사용되고 있으므로, 이러한 다층 코팅막(125)이 쉽게 손상됨으로써 시스템(100)의 수명이 떨어질 수 있다. 또한, 복수의 주파수를 가지는 레이저 빔이 이색성 미러(130)에 지속적으로 입사됨으로써 이색성 미러(130)가 손상되어 시스템(100)의 수명을 떨어뜨릴 수 있다. 이러한 문제점들을 해결하기 위한 방안으로 제2 비선형 크리스탈(122)과 이색성 미러(130)의 위치를 일정한 주기로 이동시키는 방법이 있으나, 이러한 방법은 오정렬(mis-alignment) 문제를 일으킬 수 있다. Specifically, the multilayer coating film 125 formed on the emission surface 122a of the second nonlinear crystal 122 is a coating film provided for the purpose of anti-reflection of the first, second and third frequencies f1, 2f1 and 3f1. . Typically, as the number of frequencies for the antireflective coating increases, the thickness of the coating film increases. As the thickness of the coating film increases, the coating film may be easily damaged. Accordingly, since the multilayer coating film 125 having a relatively thick thickness is used in the general frequency conversion system 100 as described above, the multilayer coating film 125 may be easily damaged and thus the life of the system 100 may be reduced. In addition, since a laser beam having a plurality of frequencies continuously enters the dichroic mirror 130, the dichroic mirror 130 may be damaged and may shorten the life of the system 100. In order to solve these problems, there is a method of moving the positions of the second nonlinear crystal 122 and the dichroic mirror 130 at regular intervals. However, this method may cause mis-alignment problems.

도 2는 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 주파수 변환 시스템(200)을 개략적으로 도시한 것이다.2 schematically illustrates a frequency conversion system 200 according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 본 실시예에 따른 주파수 변환 시스템(200)은 레이저 광원(210)으로부터 방출되는 레이저 빔의 기본 주파수를 증가시키기 위한 것으로, 주파수 변환 모듈(220), 주파수 변환 모듈(220)의 출사면에 마련되는 단층 코팅막(225) 및 이색성 미러(230)를 포함할 수 있다. 2, the frequency conversion system 200 according to the present embodiment is for increasing the fundamental frequency of the laser beam emitted from the laser light source 210, the frequency conversion module 220, frequency conversion module 220 It may include a single layer coating film 225 and the dichroic mirror 230 provided on the exit surface of the.

레이저 광원(210)으로부터 방출되는 제1 레이저 빔(L1)은 기본 주파수인 제1 주파수(f1)를 가질 수 있다. 여기서, 레이저 광원(210)은 예를 들면, 대략 1064nm 파장의 제1 레이저 빔을 방출하는 YAG 레이저를 포함할 수 있다. 하지만, 이는 단지 예시적인 것으로, 레이저 광원(210)은 CO₂ 레이저 등이나 이외에도 다른 다양한 레이저를 포함할 수 있다. The first laser beam L1 emitted from the laser light source 210 may have a first frequency f1 which is a fundamental frequency. Here, the laser light source 210 may include, for example, a YAG laser emitting a first laser beam of approximately 1064 nm wavelength. However, this is merely exemplary, and the laser light source 210 may include a CO ₂ laser or the like or various other lasers.

주파수 변환 모듈(220)은 제1 주파수(f1) 보다 큰 적어도 하나의 주파수를 생성시킬 수 있다. 주파수 변환 모듈(220)은 제1 비선형 크리스탈(221) 및 제2 비선형 크리스탈(222)을 포함할 수 있다. 제1 비선형 크리스탈(221)은 제1 주파수(f1)를 가지는 제1 레이저 빔(L1)이 입사되어 제2 레이저 빔(L2)을 출사시키는 것으로, 예를 들면, SHG 크리스탈을 포함할 수 있다. 이 경우, 제2 레이저 빔(L2)은 제1 주파수(f1) 및 제2 주파수(2f1)를 가질 수 있으며, 여기서 제2 주파수(2f1)는 제1 주파수(f1)의 2배가 될 수 있다. 예를 들어, 레이저 광원(210)으로부터 대략 1064nm 파장을 가지는 제1 레이저 빔(L1)이 방출되는 경우에는 제1 비선형 크리스탈(221)으로부터 출사되는 제2 레이저 빔(L2)은 대략 1064nm 파장 및 532nm 파장을 가질 수 있다.The frequency conversion module 220 may generate at least one frequency greater than the first frequency f1. The frequency conversion module 220 may include a first nonlinear crystal 221 and a second nonlinear crystal 222. The first nonlinear crystal 221 emits the second laser beam L2 by receiving the first laser beam L1 having the first frequency f1 and may include, for example, an SHG crystal. In this case, the second laser beam L2 may have a first frequency f1 and a second frequency 2f1, where the second frequency 2f1 may be twice the first frequency f1. For example, when the first laser beam L1 having an approximately 1064 nm wavelength is emitted from the laser light source 210, the second laser beam L2 emitted from the first nonlinear crystal 221 may have an approximately 1064 nm wavelength and 532 nm. It may have a wavelength.

제1 비선형 크리스탈(221)은 예를 들면, KTiOPO₄(KTP), KH₂PO₄(KDP), KTiOAsO₄(KTA), LiB₃O₅(LBO), BaB₂O₄(BBO), LiNbO₃, CsB₃O₅(CBO) 또는 CsLiB₆O₁₀(CLBO)를 포함할 수 있다. 하지만, 이에 한정되는 것은 아니며, 이외에도 다른 다양한 물질이 제1 비선형 크리스탈(221)의 물질로 사용될 수 있다. The first nonlinear crystal 221 is, for example, KTiOPO ₄ (KTP), KH ₂ PO ₄ (KDP), KTiOAsO ₄ (KTA), LiB ₃ O ₅ (LBO), BaB ₂ O ₄ (BBO), LiNbO ₃ , CsB ₃ O ₅ (CBO) or CsLiB ₆ O ₁₀ (CLBO). However, the present invention is not limited thereto, and various other materials may be used as the material of the first nonlinear crystal 221.

제2 비선형 크리스탈(222)은 제1 및 제2 주파수(f1,2f1)를 가지는 제2 레이저 빔(L2)이 입사되어 제3 레이저 빔(L3)을 출사시키는 것으로, 예를 들면, SFG 크리스탈을 포함할 수 있다. 이 경우, 제3 레이저 빔(L3)은 제1, 제2 및 제3 주파수(f1,2f1,3f1)를 가질 수 있으며, 여기서, 제3 주파수(3f1)는 제1 주파수(f1)의 3배가 될 수 있다. 예를 들어, 레이저 광원(210)으로부터 대략 1064nm 파장을 가지는 제1 레이저 빔(L1)이 방출되는 경우에는 제2 비선형 크리스탈(222)으로부터 출사되는 제3 레이저 빔(L3)은 대략 1064nm 파장, 532nm 파장 및 355nm 파장을 가질 수 있다.The second non-linear crystal 222 is a second laser beam (L2) having the first and second frequencies (f1, 2f1) is incident to emit a third laser beam (L3), for example, the SFG crystal It may include. In this case, the third laser beam L3 may have first, second and third frequencies f1, 2f1 and 3f1, where the third frequency 3f1 is three times the first frequency f1. Can be. For example, when the first laser beam L1 having a wavelength of approximately 1064 nm is emitted from the laser light source 210, the third laser beam L3 emitted from the second nonlinear crystal 222 may have a wavelength of approximately 1064 nm and 532 nm. Wavelength and 355 nm wavelength.

제2 비선형 크리스탈(222)은 제1 비선형 크리스탈(2221)과 마찬가지로 예를 들면, KTiOPO₄(KTP), KH₂PO₄(KDP), KTiOAsO₄(KTA), LiB₃O₅(LBO), BaB₂O₄(BBO), LiNbO₃, CsB₃O₅(CBO) 또는 CsLiB₆O₁₀(CLBO)를 포함할 수 있지만, 이에 한정되지는 않는다. The second nonlinear crystal 222 is similar to the first nonlinear crystal 2221, for example, KTiOPO ₄ (KTP), KH ₂ PO ₄ (KDP), KTiOAsO ₄ (KTA), LiB ₃ O ₅ (LBO), BaB ₂ O ₄ (BBO), LiNbO ₃ , CsB ₃ O ₅ (CBO) or CsLiB ₆ O ₁₀ (CLBO), but are not limited thereto.

제2 비선형 크리스탈(222)의 출사면(222a)에는 단층 코팅막(225)이 형성되어 있다. 여기서, 단층 코팅막(225)은 제1, 제2 및 제3 주파수(f1,2f1,3f1)에 대한 무반사를 목적으로 형성될 수 있다. 전술한 바와 같이 일반적인 주파수 변환 시스템(100)에서는 제1, 제2 및 제3 주파수(f1,2f1,3f1)에 대한 무반사를 목적으로 비교적 두꺼운 두께의 다층 코팅막(125)이 형성되었으나, 본 실시예서는 상대적으로 얇은 두께를 가지는 단층 코팅막(225)이 형성되어 있으므로 시스템(200)의 수명을 증대시킬 수 있다. A single layer coating film 225 is formed on the emission surface 222a of the second nonlinear crystal 222. Here, the single layer coating film 225 may be formed for the purpose of anti-reflection of the first, second and third frequencies (f1, 2f1, 3f1). As described above, in the general frequency conversion system 100, a multilayer coating film 125 having a relatively thick thickness is formed for the purpose of non-reflection of the first, second, and third frequencies f1, 2f1, and 3f1. Since the single layer coating film 225 having a relatively thin thickness is formed, it is possible to increase the life of the system 200.

단층 코팅막(225)은 레이저 광원(210)으로부터 방출되는 제1 레이저 빔(L1)의 기본 주파수, 즉 제1 주파수(f1)에 따라 다양한 물질을 포함할 수 있다. 예를 들면, 단층 코팅막(225)은 MgF₂ 또는 SiO₂등을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. The monolayer coating film 225 may include various materials according to the fundamental frequency of the first laser beam L1 emitted from the laser light source 210, that is, the first frequency f1. For example, the single layer coating film 225 may include MgF ₂ or SiO ₂ , but is not limited thereto.

본 실시예에서, 제2 비선형 크리스탈(222)의 출사면(222a)에 형성되는 단층 코팅막(225)은 제1 및 제2 주파수(f1,2f1) 보다 제3 주파수(3f1)에 대해 가장 낮은 반사도를 가지는 물질을 포함할 수 있다. 도 3은 도 2에 도시된 제2 비선형 크리스탈(222)의 출사면(222a)에 형성된 단층 코팅막(225)에 대한 빔의 주파수(또는 파장)에 따른 반사도를 도시한 것이다. In the present embodiment, the single layer coating film 225 formed on the exit surface 222a of the second nonlinear crystal 222 has the lowest reflectance with respect to the third frequency 3f1 than the first and second frequencies f1 and 2f1. It may include a material having a. FIG. 3 illustrates a reflectance according to the frequency (or wavelength) of the beam of the monolayer coating film 225 formed on the emission surface 222a of the second nonlinear crystal 222 illustrated in FIG. 2.

도 3을 참조하면, 단층 코팅막(225)은 제3 주파수(3f1)에 대해서는 0%에 가까운 반사도(reflectance)를 가지고 있으며, 제1 및 제2 주파수(f1,2f1)에 대해서는 대략 10% 이하의 반사도를 가지고 있음을 알 수 있다. 따라서, 제3 주파수(3f1)는 거의 손실없이 단층 코팅막(225)을 투과할 수 있으며, 제1 및 제2 주파수(f1,2f1)의 경우도 10% 이하의 비교적 적은 손실을 가지고 단층 코팅막(225)을 투과할 수 있다. 그러므로, 제2 비선형 크리스탈(222)의 출사면(222a)이 손상될 가능성은 적어지게 된다. Referring to FIG. 3, the monolayer coating film 225 has a reflectance close to 0% for the third frequency 3f1 and is about 10% or less for the first and second frequencies f1 and 2f1. It can be seen that it has reflectivity. Accordingly, the third frequency 3f1 may penetrate the single layer coating film 225 with almost no loss, and the first and second frequencies f1 and 2f1 may have a relatively small loss of 10% or less, and the single layer coating film 225. ) Can be penetrated. Therefore, the possibility of damaging the exit surface 222a of the second non-linear crystal 222 becomes less.

제2 비선형 크리스탈(222)의 출사면(222a)에 형성된 단층 코팅막(225)을 통과한 제1, 제2 및 제3 주파수(f1,2f1,3f1)를 가지는 제3 레이저 빔(L3)은 이색성 미러(230)에 입사될 수 있다. 이색성 미러(230)는 원하는 주파수(또는 파장)만 선택적으로 반사 또는 투과시킬 수 있다.The third laser beam L3 having the first, second and third frequencies f1, 2f1, 3f1 passing through the monolayer coating film 225 formed on the exit surface 222a of the second nonlinear crystal 222 is dichroic. It may be incident on the castle mirror 230. The dichroic mirror 230 may selectively reflect or transmit only a desired frequency (or wavelength).

예를 들면, 이색성 미러(230)는 제3 레이저 빔(L3)의 제1, 제2 및 제3 주파수(f1,2f1,3f1) 중 제1 및 제2 주파수(f1,2f1)는 투과시키고, 제3 주파수(3f1)는 반사시킬 수 있다. 이색성 미러(230)를 투과하는 제1 및 제2 주파수(f1,2f1)를 가지는 제4 레이저 빔(L4)은 덤퍼(240) 쪽으로 진행할 수 있다. 그리고, 이색성 미러(230)에서 반사된 제3 주파수(3f1)만을 포함하는 제5 레이저 빔(L5)은 원하는 곳으로 최종 출력 될 수 있다. 이 경우 제5 레이저 빔(L5)은 이색성 미러(230)에서 반사된 후 소정의 반사 미러(250)를 경유하여 원하는 곳으로 진행될 수도 있다. For example, the dichroic mirror 230 transmits the first and second frequencies f1 and 2f1 of the first, second and third frequencies f1, 2f1 and 3f1 of the third laser beam L3. The third frequency 3f1 may be reflected. The fourth laser beam L4 having the first and second frequencies f1 and 2f1 passing through the dichroic mirror 230 may travel toward the dumper 240. In addition, the fifth laser beam L5 including only the third frequency 3f1 reflected from the dichroic mirror 230 may be finally output to a desired place. In this case, the fifth laser beam L5 may be reflected by the dichroic mirror 230 and then proceed to a desired place via the predetermined reflective mirror 250.

이상에서는 이색성 미러(230)가 제1 및 제2 주파수(f1,2f1)는 투과시키고 제3 주파수(3f1)만을 선택적으로 반사시키는 경우가 예시적으로 설명되었다. 그러나, 이색성 미러(230)는 제1 및 제2 주파수(f1,2f1)는 반사시키고, 제3 주파수(3f1)만을 선택적으로 투과시키는 것도 가능하다. In the above, the case where the dichroic mirror 230 transmits the first and second frequencies f1 and 2f1 and selectively reflects only the third frequency 3f1 has been described. However, the dichroic mirror 230 may reflect the first and second frequencies f1 and 2f1 and selectively transmit only the third frequency 3f1.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 실시예에 따른 주파수 변환 시스템(200)에서는 제2 비선형 크리스탈(222)의 출사면(222a)에 비교적 얇은 두께의 단층 코팅막(225)을 형성함으로써 단층 코팅막(225)의 손상되는 것을 줄일 수 있고, 이에 따라 시스템(200)의 수명을 증대시킬 수 있다. As described above, in the frequency conversion system 200 according to the present exemplary embodiment, the monolayer coating film 225 of the single layer coating film 225 may be formed by forming the single layer coating film 225 having a relatively thin thickness on the exit surface 222a of the second nonlinear crystal 222. Damage can be reduced, thereby increasing the life of the system 200.

이상의 실시예에서는 주파수 변환 모듈(220)이 2개의 비선형 크리스탈 즉, 제1 및 제2 비선형 크리스탈(221,222)을 포함하는 경우가 설명되었다. 그러나, 이에 한정되지 않고 주파수 변환 모듈(220)은 다양한 개수의 비선형 크리스탈을 포함할 수 있다. 예를 들면, 주파수 변환 모듈(220)은 SHG 크리스탈만을 포함할 수 있다. 이 경우, SHG 크리스탈로부터 제1 및 제2 주파수(f1,2f1)가 출사될 수 있으며, 여기서 제2 주파수(2f1)는 제1 주파수(f1)의 2개가 될 수 있다. 그리고, SHG 크리스탈의 출사면에는 제2 주파수(2f1)에 대해 낮은 반사도를 가지는 단층 코팅막이 형성될 수 있다. 그리고, SHG 크리스탈의 출사면으로부터 방출되는 제1 및 제2 주파수(f1,2f1) 중 이색성 미러(230)를 이용하여 제2 주파수(2f1)만을 선택적으로 출력시킬 수 있다.In the above embodiment, the case where the frequency conversion module 220 includes two nonlinear crystals, that is, the first and second nonlinear crystals 221 and 222, has been described. However, the present invention is not limited thereto, and the frequency conversion module 220 may include various numbers of nonlinear crystals. For example, the frequency conversion module 220 may include only the SHG crystal. In this case, the first and second frequencies f1 and 2f1 may be emitted from the SHG crystal, where the second frequency 2f1 may be two of the first frequencies f1. A single layer coating film having a low reflectance with respect to the second frequency 2f1 may be formed on the emission surface of the SHG crystal. In addition, only the second frequency 2f1 may be selectively output using the dichroic mirror 230 among the first and second frequencies f1 and 2f1 emitted from the emission surface of the SHG crystal.

도 4는 본 발명의 다른 예시적인 실시예에 따른 주파수 변환 시스템(300)을 개략적으로 도시한 것이다.4 schematically illustrates a frequency conversion system 300 according to another exemplary embodiment of the present invention.

도 4를 참조하면, 본 실시예에 따른 주파수 변환 시스템(300)은 주파수 변환 모듈(320), 주파수 변환 모듈(320)의 출사면에 마련되는 단층 코팅막(325) 및 이색성 미러(330)를 포함할 수 있다. Referring to FIG. 4, the frequency conversion system 300 according to the present embodiment includes a single-layer coating film 325 and a dichroic mirror 330 provided on the emission surface of the frequency conversion module 320, the frequency conversion module 320. It may include.

레이저 광원(310)으로부터 방출되는 제1 레이저 빔(L1)은 기본 주파수인 제1 주파수(f1)를 가질 수 있다. 주파수 변환 모듈(320)은 제1 레이저 빔(L1)의 제1 주파수(f1) 보다 큰 적어도 하나의 주파수를 생성시킬 수 있다. 주파수 변환 모듈(320)은 제1 비선형 크리스탈(321) 및 제2 비선형 크리스탈(322)을 포함할 수 있다. The first laser beam L1 emitted from the laser light source 310 may have a first frequency f1 which is a fundamental frequency. The frequency conversion module 320 may generate at least one frequency greater than the first frequency f1 of the first laser beam L1. The frequency conversion module 320 may include a first nonlinear crystal 321 and a second nonlinear crystal 322.

제1 비선형 크리스탈(321)은 제1 주파수(f1)를 가지는 제1 레이저 빔(L1)이 입사되어 제2 레이저 빔(L2)을 출사시키는 것으로, 예를 들면, SHG 크리스탈을 포함할 수 있다. 이 경우, 제2 레이저 빔(L2)은 제1 및 제2 주파수(f1,2f1)를 가질 수 있으며, 여기서 제2 주파수(2f1)는 제1 주파수(f1)의 2배가 될 수 있다. 그리고, 제2 비선형 크리스탈(322)은 제1 및 제2 주파수(f1,2f1)를 가지는 제2 레이저 빔(L2)이 입사되어 제3 레이저 빔(L3)을 출사시키는 것으로, 예를 들면, SFG 크리스탈을 포함할 수 있다. 이 경우, 제3 레이저 빔(L3)은 제1, 제2 및 제3 주파수(f1,2f1,3f1)를 가질 수 있으며, 여기서, 제3 주파수(3f1)는 제1 주파수(f1)의 3배가 될 수 있다.The first nonlinear crystal 321 emits the second laser beam L2 by receiving the first laser beam L1 having the first frequency f1 and may include, for example, an SHG crystal. In this case, the second laser beam L2 may have first and second frequencies f1 and 2f1, where the second frequency 2f1 may be twice the first frequency f1. In the second nonlinear crystal 322, the second laser beam L2 having the first and second frequencies f1 and 2f1 is incident to emit the third laser beam L3. For example, SFG It may include a crystal. In this case, the third laser beam L3 may have first, second and third frequencies f1, 2f1 and 3f1, where the third frequency 3f1 is three times the first frequency f1. Can be.

제1 및 제2 비선형 크리스탈(321,322)은 예를 들면, KTiOPO₄(KTP), KH₂PO₄(KDP), KTiOAsO₄(KTA), LiB₃O₅(LBO), BaB₂O₄(BBO), LiNbO₃, CsB₃O₅(CBO) 또는 CsLiB₆O₁₀(CLBO)를 포함할 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다. The first and second non-linear crystals 321, 322 are, for example, KTiOPO ₄ (KTP), KH ₂ PO ₄ (KDP), KTiOAsO ₄ (KTA), LiB ₃ O ₅ (LBO), BaB ₂ O ₄ (BBO) , LiNbO ₃ , CsB ₃ O ₅ (CBO) or CsLiB ₆ O ₁₀ (CLBO), but are not limited thereto.

제2 비선형 크리스탈(322)의 출사면(322a)은 제3 레이저 빔(L3')이 출사되면서 발산될 수 있도록 오목하게 형성될 수 있다. 이러한 제2 비선형 크리스탈(322)의 출사면(322a)은 예를 들면 연마 등과 같은 방법을 통해 소정 곡률을 가지도록 오목하게 가공될 수 있다. 제2 비선형 크리스탈(322)의 오목한 출사면(322a)은 이색성 미러(330)에 입사되는 제3 레이저 빔(L3)의 직경을 증대시킴으로써 이색성 미러(330)가 손상되는 것을 줄여주는 역할을 할 수 있다. 일반적으로, 빔의 직경이 2배로 증가하게 되면 이색성 미러(330)가 손상될 가능성은 대략 75% 정도가 줄어들 수 있다. The emission surface 322a of the second nonlinear crystal 322 may be concave so that the third laser beam L3 ′ may be emitted while being emitted. The exit surface 322a of the second nonlinear crystal 322 may be concavely processed to have a predetermined curvature by, for example, polishing. The concave exit surface 322a of the second nonlinear crystal 322 increases the diameter of the third laser beam L3 incident on the dichroic mirror 330 to reduce damage of the dichroic mirror 330. can do. In general, if the diameter of the beam is doubled, the possibility of damaging the dichroic mirror 330 may be reduced by approximately 75%.

제2 비선형 크리스탈(322)의 오목한 출사면(322a)에는 단층 코팅막(325)이 형성되어 있다. 단층 코팅막(325)은 제1, 제2 및 제3 주파수(f1,2f1,3f1)에 대한 무반사를 목적으로 형성되는 것으로, 전술한 바와 같이 비교적 얇은 두께로 형성됨으로써 시스템(300)의 수명을 증대시킬 수 있다. 단층 코팅막(325)은 레이저 광원(310)으로부터 방출되는 제1 레이저 빔(Ll)의 기본 주파수, 즉 제1 주파수(f1)에 따라 다양한 물질을 포함할 수 있다. 이러한 단층 코팅막(325)은 제1 및 제2 주파수(f1,2f1) 보다 제3 주파수(3f1)에 대해 가장 낮은 반사도를 가질 수 있다. A single layer coating film 325 is formed on the concave exit surface 322a of the second nonlinear crystal 322. The single layer coating film 325 is formed for the purpose of anti-reflection of the first, second and third frequencies (f1, 2f1, 3f1), and as described above is formed in a relatively thin thickness to increase the life of the system 300. You can. The monolayer coating film 325 may include various materials according to the fundamental frequency of the first laser beam L1 emitted from the laser light source 310, that is, the first frequency f1. The single layer coating layer 325 may have the lowest reflectance with respect to the third frequency 3f1 than the first and second frequencies f1 and 2f1.

제2 비선형 크리스탈(322)과 이색성 미러(330) 사이에는 발산각 보정 렌즈(360)가 더 마련될 수 있다. 발산각 보정 렌즈(360)는 제2 비선형 크리스탈(322)의 출사면(322a)으로부터 발산되는 제3 레이저 빔(L3')을 평행한 제3 레이저 빔(L3)으로 변경시킬 수 있으며, 이러한 평행한 제3 레이저 빔(L3)이 이색성 미러(330)에 입사된다. A divergence angle correcting lens 360 may be further provided between the second nonlinear crystal 322 and the dichroic mirror 330. The divergence angle correcting lens 360 may change the third laser beam L3 ′ emitted from the exit surface 322a of the second nonlinear crystal 322 into a parallel third laser beam L3, which is parallel. One third laser beam L3 is incident on the dichroic mirror 330.

이색성 미러(330)는 원하는 주파수만 선택적으로 반사 또는 투과시킬 수 있다. 구체적으로, 이색성 미러(330)는 제3 레이저 빔(L3)의 제1, 제2 및 제3 주파수(f1,2f1,3f1) 중 제1 및 제2 주파수(f1,2f1)는 투과시키고, 제3 주파수(3f1)는 반사시킬 수 있다. 이색성 미러(330)를 투과하는 제1 및 제2 주파수(f1,2f1)를 가지는 제4 레이저 빔(L4)은 덤퍼(340) 쪽으로 진행할 수 있다. 그리고, 이색성 미러(330)에서 반사된 제3 주파수(3f1)만을 포함하는 제5 레이저 빔(L5)은 반사 미러(350)를 경유하여 원하는 곳으로 최종 출력 될 수 있다.The dichroic mirror 330 may selectively reflect or transmit only a desired frequency. In detail, the dichroic mirror 330 transmits the first and second frequencies f1 and 2f1 of the first, second and third frequencies f1, 2f1 and 3f1 of the third laser beam L3. The third frequency 3f1 may reflect. The fourth laser beam L4 having the first and second frequencies f1 and 2f1 passing through the dichroic mirror 330 may travel toward the dumper 340. In addition, the fifth laser beam L5 including only the third frequency 3f1 reflected by the dichroic mirror 330 may be finally output to a desired place via the reflective mirror 350.

이상에서는 이색성 미러(330)가 제1 및 제2 주파수(f1,2f1)는 투과시키고 제3 주파수(3f1)만을 선택적으로 반사시키는 경우가 예시적으로 설명되었다. 그러나, 이색성 미러(330)는 제1 및 제2 주파수(f1,2f1)는 반사시키고, 제3 주파수(3f1)만을 선택적으로 투과시키는 것도 가능하다. In the above, the case where the dichroic mirror 330 transmits the first and second frequencies f1 and 2f1 and selectively reflects only the third frequency 3f1 has been described. However, the dichroic mirror 330 may reflect the first and second frequencies f1 and 2f1 and selectively transmit only the third frequency 3f1.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 실시예에 따른 주파수 변환 시스템(300)에서는 제2 비선형 크리스탈(322)의 출사면(322a)을 오목하게 형성함으로써 제2 비선형 크리스탈(322)로부터 출사되는 제3 레이저 빔(L3')은 발산하게 되고, 이렇게 발산되는 제3 레이저 빔(L3')은 발산각 보정 렌즈(360)를 경유한 다음 이색성 미러(330)에 입사될 수 있다. 이에 따라, 이색성 미러(330)에 입사되는 제3 레이저 빔(L3)의 직경이 증대됨으로써 이색성 미러(330)의 손상 가능성이 줄어들게 되고, 시스템(300)의 수명은 증대될 수 있다. 또한, 제2 비선형 크리스탈(322)의 출사면(322a)에 비교적 얇은 두께의 단층 코팅막(325)을 형성함으로써 단층 코팅막(325)의 손상되는 것을 줄일 수 있고, 이에 따라 시스템(300)의 수명을 보다 증대시킬 수 있다. As described above, in the frequency conversion system 300 according to the present exemplary embodiment, the third laser beam emitted from the second nonlinear crystal 322 is formed by concave forming the exit surface 322a of the second nonlinear crystal 322. L3 ′ is diverged, and the third laser beam L3 ′ thus diverged may be incident on the dichroic mirror 330 via the divergence angle correcting lens 360. Accordingly, as the diameter of the third laser beam L3 incident on the dichroic mirror 330 is increased, the possibility of damage of the dichroic mirror 330 is reduced, and the life of the system 300 may be increased. In addition, by forming the single-layer coating film 325 having a relatively thin thickness on the exit surface 322a of the second non-linear crystal 322, it is possible to reduce the damage of the single-layer coating film 325, thereby reducing the life of the system 300 It can be increased more.

이상의 실시예에서는 주파수 변환 모듈(320)이 2개의 비선형 크리스탈 즉, 제1 및 제2 비선형 크리스탈(321,322)을 포함하는 경우가 설명되었다. 그러나, 이에 한정되지 않고 주파수 변환 모듈(320)은 다양한 개수의 비선형 크리스탈을 포함할 수 있다. 예를 들면, 주파수 변환 모듈(320)은 SHG 크리스탈만을 포함할 수도 있다.In the above embodiment, the case in which the frequency conversion module 320 includes two nonlinear crystals, that is, the first and second nonlinear crystals 321 and 322 has been described. However, the present invention is not limited thereto, and the frequency conversion module 320 may include various numbers of nonlinear crystals. For example, frequency conversion module 320 may include only SHG crystals.

도 5는 본 발명의 또 다른 예시적인 실시예에 따른 주파수 변환 시스템(400)을 개략적으로 도시한 것이다.5 schematically illustrates a frequency conversion system 400 according to another exemplary embodiment of the present invention.

도 5를 참조하면, 본 실시예에 따른 주파수 변환 시스템(400)은 주파수 변환 모듈(420), 주파수 변환 모듈(420)의 출사면에 마련되는 단층 코팅막(425), 발산 렌즈(470) 및 이색성 미러(430)를 포함할 수 있다. 레이저 광원(410)으로부터 방출되는 제1 레이저 빔(L1)은 기본 주파수인 제1 주파수(f1)를 가질 수 있다. Referring to FIG. 5, the frequency conversion system 400 according to the present embodiment includes the frequency conversion module 420, the single layer coating film 425, the diverging lens 470, and the dichroism provided on the exit surface of the frequency conversion module 420. It may include a castle mirror 430. The first laser beam L1 emitted from the laser light source 410 may have a first frequency f1 which is a fundamental frequency.

주파수 변환 모듈(420)은 제1 레이저 빔(L1)의 제1 주파수(f1) 보다 큰 적어도 하나의 주파수를 생성시킬 수 있다. 주파수 변환 모듈(420)은 제1 비선형 크리스탈(421) 및 제2 비선형 크리스탈(422)을 포함할 수 있다. 제1 비선형 크리스탈(421)은 제1 주파수(f1)를 가지는 제1 레이저 빔(L1)이 입사되어 제2 레이저 빔(L2)을 출사시키는 것으로, 예를 들면, SHG 크리스탈을 포함할 수 있다. 이 경우, 제2 레이저 빔(L2)은 제1 주파수(f1) 및 제2 주파수(2f1)를 가질 수 있으며, 여기서 제2 주파수(2f1)는 제1 주파수(f1)의 2배가 될 수 있다. 그리고, 제2 비선형 크리스탈(422)은 제1 및 제2 주파수(f1,2f1)를 가지는 제2 레이저 빔(L2)이 입사되어 제3 레이저 빔(L3)을 출사시키는 것으로, 예를 들면, SFG 크리스탈을 포함할 수 있다. 이 경우, 제3 레이저 빔(L3)은 제1, 제2 및 제3 주파수(f1,2f1,3f1)를 가질 수 있으며, 여기서, 제3 주파수(3f1)는 제1 주파수(f1)의 3배가 될 수 있다.The frequency conversion module 420 may generate at least one frequency greater than the first frequency f1 of the first laser beam L1. The frequency conversion module 420 may include a first nonlinear crystal 421 and a second nonlinear crystal 422. The first non-linear crystal 421 is a first laser beam (L1) having a first frequency (f1) is incident to emit a second laser beam (L2), for example, may include a SHG crystal. In this case, the second laser beam L2 may have a first frequency f1 and a second frequency 2f1, where the second frequency 2f1 may be twice the first frequency f1. In the second nonlinear crystal 422, the second laser beam L2 having the first and second frequencies f1 and 2f1 is incident to emit the third laser beam L3, for example, SFG. It may include a crystal. In this case, the third laser beam L3 may have first, second and third frequencies f1, 2f1 and 3f1, where the third frequency 3f1 is three times the first frequency f1. Can be.

제2 비선형 크리스탈(422)의 출사면(422a)에는 단층 코팅막(425)이 형성되어 있다. 단층 코팅막(425)은 제1, 제2 및 제3 주파수(f1,2f1,3f1)에 대한 무반사를 목적으로 형성되는 것으로, 전술한 바와 같이 비교적 얇은 두께를 가짐으로써 시스템(400)의 수명을 증대시킬 수 있다. 이러한 단층 코팅막(425)은 제1 및 제2 주파수(f1,2f1) 보다 제3 주파수(3f1)에 대해 가장 낮은 반사도를 가질 수 있다. A single layer coating film 425 is formed on the emission surface 422a of the second nonlinear crystal 422. The single layer coating film 425 is formed for the purpose of anti-reflection of the first, second and third frequencies (f1, 2f1, 3f1), and has a relatively thin thickness as described above to increase the life of the system 400. You can. The single layer coating layer 425 may have the lowest reflectance with respect to the third frequency 3f1 than the first and second frequencies f1 and 2f1.

단층 코팅막(425)이 형성된 제2 비선형 크리스탈(422)의 출사면(422a)에는 발산 렌즈(470)가 부착되어 있다. 이러한 발산 렌즈(470)는 제2 비선형 크리스탈(422)로부터 출사되는 제3 레이저 빔(L3')을 발산시킴으로써 이색성 미러(430)에 입사되는 제3 레이저 빔(L3)의 직경을 증대시킬 수 있고, 이에 따라 이색성 미러(430)가 손상되는 것을 줄여줄 수 있다. 발산 렌즈(470)와 이색성 미러(430) 사이에는 발산각 보정 렌즈(460)가 더 마련될 수 있다. 발산각 보정 렌즈(460)는 발산 렌즈(470)에 의해 발산되어 진행하는 제3 레이저 빔(L3')을 평행한 제3 레이저 빔(L3)으로 변경시키는 역할을 하며, 이러한 평행하게 된 제3 레이저 빔(L3)이 이색성 미러(430)에 입사된다.The diverging lens 470 is attached to the emission surface 422a of the second nonlinear crystal 422 having the single layer coating film 425 formed thereon. The diverging lens 470 may increase the diameter of the third laser beam L3 incident on the dichroic mirror 430 by diverging the third laser beam L3 ′ emitted from the second nonlinear crystal 422. As a result, damage to the dichroic mirror 430 may be reduced. A divergence angle correcting lens 460 may be further provided between the diverging lens 470 and the dichroic mirror 430. The divergent angle correcting lens 460 serves to change the third laser beam L3 ′, which is diverged by the diverging lens 470, into a parallel third laser beam L3. The laser beam L3 is incident on the dichroic mirror 430.

이색성 미러(430)는 원하는 주파수만 선택적으로 반사 또는 투과시킬 수 있다. 구체적으로, 이색성 미러(430)는 제3 레이저 빔(L3)의 제1, 제2 및 제3 주파수(f1,2f1,3f1) 중 제1 및 제2 주파수(f1,2f1)는 투과시키고, 제3 주파수(3f1)는 반사시킬 수 있다. 이색성 미러(430)를 투과하는 제1 및 제2 주파수(f1,2f1)를 가지는 제4 레이저 빔(L4)은 덤퍼(440) 쪽으로 진행할 수 있다. 그리고, 이색성 미러(430)에서 반사된 제3 주파수(3f1)만을 포함하는 제5 레이저 빔(L5)은 반사 미러(450)를 경유하여 원하는 곳으로 최종 출력 될 수 있다.The dichroic mirror 430 may selectively reflect or transmit only a desired frequency. In detail, the dichroic mirror 430 transmits the first and second frequencies f1 and 2f1 among the first, second and third frequencies f1, 2f1 and 3f1 of the third laser beam L3. The third frequency 3f1 may reflect. The fourth laser beam L4 having the first and second frequencies f1 and 2f1 passing through the dichroic mirror 430 may travel toward the dumper 440. In addition, the fifth laser beam L5 including only the third frequency 3f1 reflected from the dichroic mirror 430 may be finally output to a desired place via the reflective mirror 450.

이상에서는 이색성 미러(430)가 제1 및 제2 주파수(f1,2f1)는 투과시키고 제3 주파수(3f1)만을 선택적으로 반사시키는 경우가 예시적으로 설명되었다. 그러나, 이색성 미러(430)는 제1 및 제2 주파수(f1,2f1)는 반사시키고, 제3 주파수(3f1)만을 선택적으로 투과시키는 것도 가능하다. In the above, the case where the dichroic mirror 430 transmits the first and second frequencies f1 and 2f1 and selectively reflects only the third frequency 3f1 has been described. However, the dichroic mirror 430 may reflect the first and second frequencies f1 and 2f1 and selectively transmit only the third frequency 3f1.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 실시예에 따른 주파수 변환 시스템(400)에서는 제2 비선형 크리스탈(422)의 출사면(422a)에 비교적 얇은 두께의 단층 코팅막(425)을 형성함으로써 단층 코팅막(425)이 손상되는 것을 줄일 수 있고, 이에 따라 시스템(400)의 수명을 증대시킬 수 있다. 또한, 제2 비선형 크리스탈(422)의 출사면(422a)에는 발산 렌즈(470)가 마련됨으로써 이색성 미러(430)에 입사되는 제3 레이저 빔(L3)의 직경이 증대될 수 있고, 이에 따라 이색성 미러(430)가 손상될 가능성이 줄어들게 됨으로써 시스템(400)의 수명이 보다 증대될 수 있다.As described above, in the frequency conversion system 400 according to the present exemplary embodiment, the monolayer coating film 425 is formed by forming a relatively thin monolayer coating film 425 on the emission surface 422a of the second nonlinear crystal 422. Damage can be reduced, thereby increasing the life of the system 400. In addition, as the diverging lens 470 is provided on the exit surface 422a of the second nonlinear crystal 422, the diameter of the third laser beam L3 incident on the dichroic mirror 430 may be increased. As the dichroic mirror 430 is less likely to be damaged, the life of the system 400 can be further increased.

이상의 실시예에서는 주파수 변환 모듈(420)이 2개의 비선형 크리스탈 즉, 제1 및 제2 비선형 크리스탈(421,422)을 포함하는 경우가 설명되었다. 그러나, 이에 한정되지 않고 주파수 변환 모듈(420)은 다양한 개수의 비선형 크리스탈을 포함할 수 있다. 예를 들면, 주파수 변환 모듈(420)은 SHG 크리스탈만을 포함할 수도 있다.In the above embodiment, the case where the frequency conversion module 420 includes two nonlinear crystals, that is, the first and second nonlinear crystals 421 and 422 has been described. However, the present invention is not limited thereto, and the frequency conversion module 420 may include various numbers of nonlinear crystals. For example, frequency conversion module 420 may include only SHG crystals.

도 6은 본 발명의 또 다른 예시적인 실시예에 따른 주파수 변환 시스템(500)을 개략적으로 도시한 것이다. 도 6에 도시된 주파수 변환 시스템(500)은 발산 렌즈(570)가 제2 비선형 크리스탈(522)과 이격되어 마련되어 있다는 점을 제외하면 도 5에 도시된 주파수 변환 시스템(400)과 동일하다. 6 schematically illustrates a frequency conversion system 500 according to another exemplary embodiment of the present invention. The frequency conversion system 500 shown in FIG. 6 is the same as the frequency conversion system 400 shown in FIG. 5 except that the diverging lens 570 is provided spaced apart from the second nonlinear crystal 522.

도 6을 참조하면, 본 실시예에 따른 주파수 변환 시스템(500)은 주파수 변환 모듈(520), 주파수 변환 모듈(520)의 출사면에 마련되는 단층 코팅막(525), 발산 렌즈(570) 및 이색성 미러(530)를 포함할 수 있다. 레이저 광원(510)으로부터 방출되는 제1 레이저 빔(L1)은 기본 주파수인 제1 주파수(f1)를 가질 수 있다. Referring to FIG. 6, the frequency conversion system 500 according to the present embodiment includes the frequency conversion module 520, the monolayer coating film 525, the diverging lens 570, and the dichroism provided on the exit surface of the frequency conversion module 520. It may include a castle mirror 530. The first laser beam L1 emitted from the laser light source 510 may have a first frequency f1 which is a fundamental frequency.

주파수 변환 모듈(520)은 제1 레이저 빔(L1)의 제1 주파수(f1) 보다 큰 적어도 하나의 주파수를 생성시킬 수 있다. 주파수 변환 모듈(520)은 제1 비선형 크리스탈(521) 및 제2 비선형 크리스탈(522)을 포함할 수 있다. 제1 비선형 크리스탈(521)은 SHG 크리스탈을 포함할 수 있으며, 제2 비선형 크리스탈(522)은 SFG 크리스탈을 포함할 수 있다.The frequency conversion module 520 may generate at least one frequency greater than the first frequency f1 of the first laser beam L1. The frequency conversion module 520 may include a first nonlinear crystal 521 and a second nonlinear crystal 522. The first nonlinear crystal 521 may include an SHG crystal, and the second nonlinear crystal 522 may include an SFG crystal.

제2 비선형 크리스탈(522)의 출사면(522a)에는 단층 코팅막(525)이 형성되어 있다. 여기서, 단층 코팅막(525)은 전술한 바와 같이 비교적 얇은 두께로 형성됨으로써 손상될 가능성이 작고, 이에 따라 시스템(500)의 수명을 증대시킬 수 있다. 이러한 단층 코팅막(525)은 제1 및 제2 주파수(f1,2f1) 보다 제3 주파수(3f1)에 대해 가장 낮은 반사도를 가질 수 있다. A single layer coating film 525 is formed on the emission surface 522a of the second nonlinear crystal 522. Here, the single layer coating film 525 is formed with a relatively thin thickness as described above is less likely to be damaged, thereby increasing the life of the system 500. The single layer coating layer 525 may have the lowest reflectance with respect to the third frequency 3f1 than the first and second frequencies f1 and 2f1.

제2 비선형 크리스탈(522)과 이색성 미러(530) 사이에는 발산 렌즈(570)가 마련되어 있다. 여기서, 발산 렌즈(570)는 제2 비선형 크리스탈(522)의 출사면(522a)에 형성된 단층 코팅막(525)과 이격되어 마련되어 있다. 이러한 발산 렌즈(570)는 제2 비선형 크리스탈(522)로부터 출사되는 제3 레이저 빔(L3')을 발산시킴으로써 이색성 미러(530)에 입사되는 제3 레이저 빔(L3)의 직경을 증대시킬 수 있고, 이에 따라 이색성 미러(530)가 손상되는 것을 줄여줄 수 있다. 발산 렌즈(570)와 이색성 미러(530) 사이에는 발산각 보정 렌즈(560)가 더 마련될 수 있다. 발산각 보정 렌즈(560)는 발산 렌즈(570)에 의해 발산되어 진행하는 제3 레이저 빔(L3')을 평행한 제3 레이저 빔(L3)으로 변경시키는 역할을 하며, 이러한 평행하게 된 제3 레이저 빔(L3)이 이색성 미러(530)에 입사된다.A diverging lens 570 is provided between the second nonlinear crystal 522 and the dichroic mirror 530. Here, the diverging lens 570 is provided spaced apart from the single layer coating film 525 formed on the emission surface 522a of the second nonlinear crystal 522. The diverging lens 570 may increase the diameter of the third laser beam L3 incident on the dichroic mirror 530 by diverging the third laser beam L3 ′ emitted from the second nonlinear crystal 522. As a result, damage to the dichroic mirror 530 may be reduced. A divergence angle correcting lens 560 may be further provided between the diverging lens 570 and the dichroic mirror 530. The divergent angle correcting lens 560 serves to change the third laser beam L3 ′, which is diverged by the diverging lens 570, into a parallel third laser beam L3. The laser beam L3 is incident on the dichroic mirror 530.

이색성 미러(530)는 원하는 주파수만 선택적으로 반사 또는 투과시킬 수 있다. 구체적으로, 이색성 미러(530)는 제3 레이저 빔(L3)의 제1, 제2 및 제3 주파수(f1,2f1,3f1) 중 제1 및 제2 주파수(f1,2f1)는 투과시키고, 제3 주파수(3f1)는 반사시킬 수 있다. 이색성 미러(530)를 투과하는 제1 및 제2 주파수(f1,2f1)를 가지는 제4 레이저 빔(L4)은 덤퍼(540) 쪽으로 진행할 수 있다. 그리고, 이색성 미러(530)에서 반사된 제3 주파수(3f1)만을 포함하는 제5 레이저 빔(L5)은 반사 미러(550)를 경유하여 원하는 곳으로 최종 출력 될 수 있다.The dichroic mirror 530 may selectively reflect or transmit only a desired frequency. Specifically, the dichroic mirror 530 transmits the first and second frequencies f1 and 2f1 of the first, second and third frequencies f1, 2f1 and 3f1 of the third laser beam L3. The third frequency 3f1 may reflect. The fourth laser beam L4 having the first and second frequencies f1 and 2f1 passing through the dichroic mirror 530 may travel toward the dumper 540. In addition, the fifth laser beam L5 including only the third frequency 3f1 reflected from the dichroic mirror 530 may be finally output to a desired place via the reflective mirror 550.

이상에서는 이색성 미러(530)가 제1 및 제2 주파수(f1,2f1)는 투과시키고 제3 주파수(3f1)만을 선택적으로 반사시키는 경우가 예시적으로 설명되었다. 그러나, 이색성 미러(530)는 제1 및 제2 주파수(f1,2f1)는 반사시키고, 제3 주파수(3f1)만을 선택적으로 투과시키는 것도 가능하다. In the above, the case where the dichroic mirror 530 transmits the first and second frequencies f1 and 2f1 and selectively reflects only the third frequency 3f1 has been described. However, the dichroic mirror 530 may reflect the first and second frequencies f1 and 2f1 and selectively transmit only the third frequency 3f1.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 실시예에 따른 주파수 변환 시스템(500)에서는 제2 비선형 크리스탈(522)의 출사면(522a)에 비교적 얇은 두께의 단층 코팅막(525)을 형성함으로써 단층 코팅막(525)이 손상되는 것을 줄일 수 있고, 이에 따라 시스템(500)의 수명을 증대시킬 수 있다. 또한, 제2 비선형 크리스탈(522)의 출사면(522a)과 이색성 미러(530) 사이에는 발산 렌즈(570)가 마련되어 이색성 미러(530)에 입사되는 제3 레이저 빔(L3)의 직경이 증대됨으로써 이색성 미러(530)가 손상될 가능성이 줄어들게 되고, 이에 따라 시스템(500)의 수명이 보다 증대될 수 있다.As described above, in the frequency conversion system 500 according to the present exemplary embodiment, the monolayer coating layer 525 is formed by forming a single layer coating layer 525 having a relatively thin thickness on the exit surface 522a of the second nonlinear crystal 522. Damage can be reduced, thereby increasing the life of the system 500. In addition, a diverging lens 570 is provided between the exit surface 522a of the second non-linear crystal 522 and the dichroic mirror 530 so that the diameter of the third laser beam L3 incident on the dichroic mirror 530 is increased. As a result, the possibility of damaging the dichroic mirror 530 is reduced, thereby increasing the life of the system 500.

이상의 실시예에서는 주파수 변환 모듈(520)이 2개의 비선형 크리스탈 즉, 제1 및 제2 비선형 크리스탈(521,522)을 포함하는 경우가 설명되었다. 그러나, 이에 한정되지 않고 주파수 변환 모듈(520)은 다양한 개수의 비선형 크리스탈을 포함할 수 있다. 예를 들면, 주파수 변환 모듈(520)은 SHG 크리스탈만을 포함할 수도 있다.In the above embodiment, the case where the frequency conversion module 520 includes two nonlinear crystals, that is, the first and second nonlinear crystals 521 and 522 has been described. However, the present invention is not limited thereto, and the frequency conversion module 520 may include various numbers of nonlinear crystals. For example, the frequency conversion module 520 may include only SHG crystals.

도 7은 주파수 변환 모듈(620)에 입사되는 레이저 빔을 안정적으로 이동시킬 있는 레이저 빔의 이동 거리를 설명하기 위한 주파수 변환 모듈(620)의 단면을 도시한 것이다. 도 7에 도시된 주파수 변환 모듈(620)은 전술한 실시예들에서 설명된 제2 비선형 크리스탈(222,322,422,522)이 될 수 있다.FIG. 7 is a cross-sectional view of the frequency conversion module 620 for explaining the moving distance of the laser beam capable of stably moving the laser beam incident on the frequency conversion module 620. The frequency conversion module 620 illustrated in FIG. 7 may be the second nonlinear crystals 222, 322, 422, and 522 described in the above-described embodiments.

전술한 실시예들에 따른 주파수 변환 시스템들(200,300,400,500)에서 도 7에 도시된 바와 같이 레이저 빔을 주기적으로 이동시켜 주파수 변환 모듈(620)에 입사시킴으로써 주파수 변환 모듈(620)의 수명을 보다 향상시킬 수 있다. 이 경우, 전술한 실시예들에 따른 주파수 변환 시스템들(200,300,400,500)은 주파수 변환 모듈을 이동시키는 이동 수단(미도시)을 더 포함할 수 있다. In the frequency conversion systems 200, 300, 400, and 500 according to the above-described embodiments, the laser beam is periodically moved to be incident on the frequency conversion module 620 to further improve the lifespan of the frequency conversion module 620. Can be. In this case, the frequency conversion systems 200, 300, 400, and 500 according to the above-described embodiments may further include moving means (not shown) for moving the frequency conversion module.

도 7을 참조하면, A는 주파수 변환 모듈(620)에 입사되는 레이저 빔의 직경을 나타내고, B는 레이저 빔에 의해 영향을 받는 범위의 직경을 나타내는 것으로 대략 A의 2배 정도가 될 수 있다. 또한, C는 레이저 빔에 의해 영향을 받는 범위 사이의 간격을 나타내는 것으로 대략 A의 1/2 정도가 될 수 있다. 그리고, D 및 E는 주파수 변환 모듈 단면의 세로 길이 및 가로 길이를 나타낸다. Referring to FIG. 7, A represents a diameter of a laser beam incident on the frequency conversion module 620, and B represents a diameter of a range affected by the laser beam, which may be approximately twice that of A. In addition, C represents an interval between the ranges affected by the laser beam and may be about 1/2 of A. And, D and E represent the vertical length and the horizontal length of the cross section of the frequency conversion module.

도 7에서 레이저 빔의 이동 거리를 대략 B+C 이상으로 하게 되면, 레이저 빔들 사이에 영향을 받지 않고, 주파수 변환 모듈(620)에 입사되는 레이저 빔을 안정적으로 이동시킬 있는 레이저 빔의 이동 거리는 대략 B+C 이상이 될 수 있다. 이와 같이, 주파수 변환 모듈(620)에 입사되는 레이저 빔을 주기적으로 이동시킴으로써 주파수 변환 시스템의 수명을 보다 향상시킬 수 있다.In FIG. 7, when the moving distance of the laser beam is about B + C or more, the moving distance of the laser beam capable of stably moving the laser beam incident on the frequency conversion module 620 without being affected between the laser beams is approximately. It can be more than B + C. As such, by periodically moving the laser beam incident on the frequency conversion module 620, the lifespan of the frequency conversion system may be further improved.

이상의 예시적인 실시예들에 따르면, 비선형 크리스탈의 출사면에 얇은 두께의 단층 코팅막을 형성함으로써 단층 코팅막의 손상되는 것을 줄일 수 있고, 이에 따라 시스템의 수명을 증대시킬 수 있다. 또한, 비선형 크리스탈과 이색성 미러 사이에 비선형 크리스탈로부터 출사되는 레이저 빔을 발산시켜 이색성 미러에 입사시킴으로써 이색성 미러가 손상되는 것을 줄일 수 있고, 이에 따라 시스템의 수명을 보다 증대시킬 수 있다. 그리고, 주파수 변환 모듈에 입사되는 레이저 빔을 주기적으로 이동시킴으로써 주파수 변환 시스템의 수명을 보다 향상시킬 수 있다.According to the exemplary embodiments described above, damage of the single layer coating layer may be reduced by forming a single layer coating layer having a thin thickness on the emission surface of the nonlinear crystal, thereby increasing the life of the system. In addition, the laser beam emitted from the nonlinear crystal diverges between the nonlinear crystal and the dichroic mirror to be incident on the dichroic mirror, thereby reducing damage to the dichroic mirror, thereby further increasing the life of the system. And, by periodically moving the laser beam incident on the frequency conversion module it is possible to further improve the life of the frequency conversion system.

이상에서 본 발명의 실시예가 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. Although embodiments of the present invention have been described above, these are merely exemplary, and those skilled in the art will understand that various modifications and equivalent other embodiments are possible therefrom.

100,200,300,400,500.. 주파수 변환 시스템
110,210,310,410,510.. 레이저 광원
120,220,320,420,520.. 주파수 변환 모듈
121,221,321,421,521.. 제1 비선형 크리스탈
122,222,322,422,522.. 제2 비선형 크리스탈
122a,222a,322a.. 제2 비선형 크리스탈의 출사면
125.. 다층 코팅막
225,325,425,525.. 단층 코팅막
130,230,330,430,530.. 이색성 미러
140,240,340,440,540.. 덤퍼(dumper)
150,250,350,450,550.. 반사미러
360,460,560.. 발산각 보정렌즈
470,570.. 발산 렌즈
L1,L2,L3,L4,L5.. 제1,제2,제3,제4,제5 레이저 빔
f1.. 제1 주파수
2f1.. 제2 주파수
3f1.. 제3 주파수100,200,300,400,500 .. Frequency Conversion System
110,210,310,410,510 .. Laser light source
120,220,320,420,520 .. Frequency Conversion Module
121,221,321,421,521 .. First Nonlinear Crystal
122,222,322,422,522 .. Second Nonlinear Crystal
122a, 222a, 322a .. Output plane of the second nonlinear crystal
125. Multilayer Coating Film
225,325,425,525 .. Single Layer Coating
130,230,330,430,530 .. Dichroic mirror
140,240,340,440,540 .. dumper
150,250,350,450,550 .. Reflective mirror
360,460,560 .. divergence correction lens
470,570 .. Divergence
L1, L2, L3, L4, L5 .. 1st, 2nd, 3rd, 4th, 5th laser beam
f1 .. first frequency
2f1 .. 2nd frequency
3f1 .. third frequency

Claims

A system for increasing a first frequency of a laser beam emitted from a laser light source,
A frequency conversion module to which the first frequency is incident to emit the first frequency and at least one frequency greater than the first frequency;
A single layer coating film provided on an emission surface of the frequency conversion module; And
And a dichroic mirror that transmits a portion of the first frequency and the at least one frequency and reflects the other portion of the monolayer coating layer.

The method of claim 1,
The frequency conversion module includes a first nonlinear crystal in which the first frequency is incident to emit the first frequency and a second frequency greater than the first frequency, and the first and second frequencies are incident to the first and second frequencies. And a second nonlinear crystal that emits a second frequency and a third frequency greater than the second frequency.

The method of claim 2,
The second frequency is twice the first frequency, and the third frequency is three times the first frequency.

The method of claim 3, wherein
Wherein the first non-linear crystal comprises a Second-Harmonic Generation (SHG) crystal and the second non-linear crystal comprises a Sum-Frequency Generation (SFG) crystal.

The method of claim 2,
The single layer coating film is provided on the exit surface of the second non-linear crystal, the frequency conversion system having a lower reflectivity for the third frequency than the first and second frequency.

The method of claim 5,
The single layer coating film is a frequency conversion system comprising MgF ₂ or SiO ₂ .

The method of claim 2,
And the dichroic mirror selectively reflects or transmits only the third frequency of the first, second and third frequencies.

The method of claim 2,
The emission surface of the second non-linear crystal is formed concave so that the emitted beam is divergent.

The method of claim 8,
And a divergence angle correcting lens provided between the second nonlinear crystal and the dichroic mirror.

The method of claim 2,
And a diverging lens provided between the second nonlinear crystal and the dichroic mirror to diverge an incident beam.

The method of claim 10,
And the diverging lens is attached to an exit surface of the second nonlinear crystal or spaced apart from an exit surface of the second nonlinear crystal.

The method of claim 10,
And a divergence angle correcting lens provided between the diverging lens and the dichroic mirror.

The method of claim 2,
And means for moving the position of the beam incident on the second non-linear crystal.

The method of claim 1,
The frequency conversion module is a frequency conversion system for the first frequency is incident to emit the first frequency and a second frequency greater than the first frequency.

The method of claim 14,
Wherein said frequency conversion module comprises a SHG crystal, said second frequency being twice the first frequency.

The method of claim 14,
The monolayer coating film has a lower reflectivity for the second frequency than the first frequency.

The method of claim 14,
The emission surface of the frequency conversion module is formed to be concave so that the emitted beam is divergent, the frequency conversion system is provided between the frequency conversion module and the dichroic mirror is provided with a divergence angle correction lens.

The method of claim 14,
And a diverging lens configured to diverge and emit a beam incident between the frequency conversion module and the dichroic mirror, and a divergence angle correcting lens is provided between the diverging lens and the dichroic mirror.

The method of claim 14,
And means for moving the position of the beam incident on the frequency conversion module.

The method of claim 1,
The frequency conversion module is KTiOPO ₄ (KTP), KH ₂ PO ₄ (KDP), KTiOAsO ₄ (KTA), LiB ₃ O ₅ (LBO), BaB ₂ O ₄ (BBO), LiNbO ₃ , CsB ₃ O ₅ (CBO ) Or a frequency conversion system comprising CsLiB ₆ O ₁₀ (CLBO).