The optimization of output coupler reflectivity of high repetitive pulsed Nd:YAG laser system adopted 3-mesh parallel sequential charge and discharge method

3단 병렬 충.방전 방식을 적용한 고반복 펄스형 Nd:YAG 레이저 출력거울 반사율의 최적화

The optimization of resonator and laser power supply has been considered to be significant for improving the efficiency of a pulsed Nd:YAG laser system. We have proposed a new method of 3-mesh parallel sequential charge and discharge circuit as a laser power supply; more compact than conventional power supply, competitive in price, easy to control the laser power density according to various material processing, and equipped with the optimum reflectivity of output coupler. In this study, we could find that the maximum laser output was obtained by using 85% of reflectivity in the case of 50[W]-class. In addition using the power supply of new method, it's possible to charge each capacitor bank with a higher energy within the given charging time adopted a new method mentioned above; namely, we can allow each capacitor to have much more charging time and storage energy. So, higher laser output was obtained than conventional power supply.

펄스형 YAG 레이저 시스템의 효율개선을 위해서는 공진기 및 레이저 전원장치의 최적화가 필수적이다. 따라서, 본 연구에서는 공진기 출력거울의 반사율 최적화 및 기존의 전원보다 훨씬 컴팩하고, 경제적이며 가공목적에 따라 출력을 정밀하게 제어할 수 있는 새로운 방식의 레이저시스템을 설계 및 제작하였다. 그 결과 50[W]급의 펄스형 Nd:YAG 레이저 시스템에서는 출력거울의 반사율이 85%일 때 최대 출력을 나타내었다. 그리고 3단 병렬 충ㆍ방전 방식의 전원시스템은 3개의 콘덴서가 순차적으로 충ㆍ방전함으로서 1개의 콘덴가 충ㆍ방전하는 방식보다 더 많은 에너지를 플래쉬램프에 전달할 수 있어 더 높은 출력을 얻을 수가 있었다. 실험을 통해 제시한 방법의 타당성을 검증하였다.