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세라믹레이저의 발전

전문가 제언: ○ 레이저 발진소자는 고체레이저, 기체레이저, 반도체레이저로 구분되며 각 특성에 따라 그 응용분야가 점점 다양화 되고 있다. 이중 고체레이저는 가공분야에 많이 이용되고 있으며 그 외 의료용, 군사용, 정보처리, 산업분야 등에 응용되는 추세이며 고출력 고체레이저의 연구·개발에 대한 관심이 증대되고 있다.

○ 고체레이저에 사용되는 매질로는 Nd:YAG 재료가 대부분을 차지하고 있으며 그간에는 단결정 매질이 주로 사용되었다. 그러나 단결정은 우수한 열적특성과 광학적 품질을 가지고 있으나 제조의 어려움, 물리적 특성, 경제적 사항 등에 문제가 있었다.

○ 한편 세라믹에서 유리를 제외하고 투명성의 제품을 제조하는 것은 거의 불가능한 것으로 생각하였다. 투명성 알루미나가 개발된 이후 이 기술을 이용하여 여러 가지 다결정의 투명성 제품개발이 이루어졌으며 이 중의 하나가 Nd:YAG 세라믹이다.

○ 세라믹 기술을 이용한 다결정 투명세라믹은 단결정에 비하여 여러 가지 장점을 가지고 있다. 도핑농도의 향상, 큰 매질의 제조, 임의의 형상 제조, 복합체 매질제조 등 단결정보다 제작이 용이하고 경제적으로 저렴한 레이저 개발이 가능하다. 이 문헌에서도 투명 다결정 세라믹이 새로운 매질로서 다양한 장점을 보유한 것을 입증하고 있다. 기존의 단결정에서 얻을 수 없는 광학적, 물리적 특성들로 인하여 이 분야에 대한 연구가 세계적으로 많이 수행되고 있고 다양한 형태의 다결정레이저 개발이 진행되고 있다.

○ 레이저에 관한 기술은 미국, 독일, 일본, 프랑스 등이 가지고 있고 최근 중국도 많은 문헌을 발표하고 있다. 국내는 KAIST, 원자력연구소와 포항공대, 청주대학 등과 일부 기업에서 연구를 하고 있다. 설계나 시스템 제작기술은 상당한 수준이나 레이저 매질 개발은 낮은 수준으로 분석된다. 향후 세라믹레이저 매질연구는 레이저 관련자와 세라믹 기술자가 협력하여야 좋은 결과를 기대할 수 있을 것으로 사료 된다.

저자: Ikesue, A; Aung, YL; Taira, T; Kamimura, T; Yoshida, K; Messing, GL
자료유형: 학술정보