레이저란?

1. 레이저란?
- LASER = Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation
유도방출에 의한 빛의 증폭이며 원자들이 들뜬 상태에서 안정화되면서 빛을 내는 것을 이용함
- 레이저의 특징

- 레이저의 구성 요소
• Pumping source : 외부 에너지 공급원으로 광학적, 화학적, 전기적 에너지 원으로 다양함
• Laser medium : 레이저의 파장을 결정하는 물질
• Resonator(Cavity) : 이상적으로는 100% 반사경과 100%이하의 반사경으로 구성되며, 일반적으로
한쪽은 High reflection coating 을 반대쪽은 Anti reflection coating 을 실시하 여 공진기 구조를
형성시킴
- 레이저의 동작 원리
→ 이득매질이 고체 상태로 single crystal, glass, ceramic crystal 로 분류됨
→ 주로 광펌핑에 의해 여기됨
→ 장점 : 고출력이 용이함, 종류가 다양함
→ 단점 : 가격이 비싸고, 냉각이 힘듦
• Single crystal laser
→ 이득 매질이 단결정인 레이저를 의미함
→ 높은 열전도성으로 냉각이 쉬우며, 좁은 flourescence linewidth 즉, 단색성이 높아지며, 일부 단결
정은 매우 단단함
→ Optical quality 와 active ion 의 도핑 균일성이 떨어지며, 흡수할 수 있는 pumping source 의 파장
영역이 제한됨
• Glass laser
→ Glass 에 active ion 을 도핑하여 만든 레이저
→ Glass 이므로 크게 만들기 쉬우며, optical quality 가 좋음
→ 열에 의한 영향을 많이 받는 특성이 있어 thermal birefringence 현상 및 thermal lens 현상 등이 발
생하며 냉각이 어렵다
• Ceramic crystal laser
→ 단결정 대신 ceramic 으로 결정을 합성한 레이저
→ Nd 이온을 넣은 ceramic 을 합성하여 제조하며, single crystal 에 비해 저렴한 가격대를 형성함
→ Glass 에 비해 높은 열전도성을 보이며, 전체적으로 single crystal 과 glass 의 중간 성질을 보임
• 주요 solid state laser
- Fiber 레이저
→ Active ion 이 도핑된 광섬유로 이루어진 레이저
→ 높은 optical quality 를 가지며, 소형, 경량화에 용이함
→ 효율이 우수하며 laser cutting , welding 등 가공에 사용하기 용이함
- Gas 레이저
→ 이득매질이 기체인 레이저로 chemical laser, excimer laser 등도 gas 레이저에 분류됨
→ 이득매질이 저렴하며, 이득매질이 잘 손상되지 않음
→ 열이 잘 누적되지 않음
→ 이득매질의 부피가 크다는 단점이 있음
• 주요 gas laser 종류
발췌: < 미래의 레이저 기술 비전 (KAIST 공홍진 교수)>