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고출력 반도체 레이저와 응용 기술 동향

전문가 제언: ○ 레이저는 1960년 휴즈 연구소의 마이먼(Theodore H. Maiman)이 고안한 루비 레이저를 시작으로 고체 레이저, 액체 레이저, 기체 레이저와 반도체 레이저가 만들어져 왔다. 그 중에서 반도체 레이저는 다이오드 레이저라고도 일컬어지며, 다른 레이저와는 달리 소형(가장 작은 레이저는 1nm 이하), 낮은 전력 소모, 저렴한 제조 단가, 대량 생산 용이 등의 장점을 가지고 있다. 이와같은 장점으로 말미암아 반도체 레이저는 광디스크, 광통신 등에 폭넓게 사용되고 앞으로도 많은 분야에 응용될 것으로 기대된다.

○ 초기 반도체 레이저는 광출력이 낮은 결정적 단점이 있어서, 수십 mW 정도의 광출력으로도 응용이 가능한 광통신, 레이저프린트 등의 분야에 집중적으로 사용되었다. 최근 들어서는 양자우물 구조 및 어레이 구조를 통하여 수 W 정도인 상당히 높은 출력을 얻을 수 있게 발전되면서, 더욱 빠른 광디스크, 의료 분야, 가공 분야, 디스플레이 분야 등으로 응용이 확산되고 있다.

○ 반도체 레이저는 크기가 매우 작아서 회절효과가 두드러지고, 그에 따라 다른 레이저에 비해 지향성(directional)이 좋지 않은 결점도 있다. 보통 빔의 확산 각도가 다른 레이저보다 훨씬 큰 5~10° 정도이다. 그러나 요즘에는 평행시준 방법이 발달하여 지향성이 많이 개선되어 사용상 제약이 많이 극복되고 있다.

○ 반도체 레이저 산업은 꾸준히 증가하는 추세이다. 특허청 자료에 의하면, 2000년에 95건이던 레이저 관련 특허 출원이 2004년에는 165건으로 늘어났고, 매년 14%의 증가율을 보이고 있다. 현재 국내에서는 삼성전자, LG전자, 삼성전기, 외국에서는 소니, 미쯔비시, 니치아, 샤프 등이 반도체 레이저 기술을 개발하고 있다. 앞으로 반도체 레이저는 광통신, 저장 및 기록장치, 의료 분야 등 더욱 많은 분야로 응용이 확대될 것으로 보이는데, 우리나라에서는 아직도 많은 기술을 해외에 의존하고 있는 실정이다. 따라서 핵심부품 분야의 국가적, 전략적 기술 개발이 절실히 요구된다.

저자: S. Gonda ; H. Hirayama ; Y. Kawamura
자료유형: 학술정보