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StM법에 의한 초 반구형 미소 광학유리 제조

전문가 제언: ○ 유리는 인류과학 발전에 있어서 많은 공헌을 하였으며, 특히 광학분야에 유리가 사용된 지는 매우 오래되었다. 유리는 대부분 고온에서 용액의 형성과 급랭에 의한 과냉각 상태의 동결에 의하여 성형되며, 유리 전이온도를 경계로 고체 상태로 된다.

○ 일반적인 규산염유리의 점도는 1,500℃에서 ~102dPa·s이며, 전이온도에서는 1013dPa·s로 큰 유동성 변화를 나타낸다. 적당한 온도 점도영역에서 유리는 자유로운 성형을 할 수 있어, 렌즈나 판재 등의 대소 크기의 제품을 제조한다. 성형에 필요한 온도범위는 104~107dPa·s의 범위에 있다.

○ 이 문헌은 초 해상 광학렌즈를 제조하는 것이며, 재료는 유리를 사용하여 초 반구형상을 제조하는 방법과 그 응용에 관한 것이다. 연구는 수십~100㎛ 정도 크기의 유리분말을 표면 제어한 유리질 카본기판 상에서 용융하여 유리 액적의 표면장력과 기판의 젖음성을 파라미터로 하여 원하는 형상의 초반구상 유리를 다량으로 생산하는 방법에 관한 것이다.

○ 연구에서 표면장력을 이용하여 성형하는 방법을 Surface-tension Mold (StM)이라고 명명하였다. 이렇게 제조된 미소 초 반구형 광학유리(- SSG: micrometer-size-Super-Spherical Glass)는 고침렌즈(SIL: Solid Immersion Lens)나 광학공진기에 응용될 수 있다.

○ 일반적으로 유리 비드제조에 많이 이용되는 방법이 냉각 시에 유리의 표면장력에 의한 것이다. 여기서 개발한 방법은 유리 미분을 이용함으로써 제조가 용이하다고 판단된다. 또한 유리의 조성을 조정하면 접촉각을 변화시킬 수 있으며, 특수 금속산화물을 첨가하여 광학적 특성을 부여할 수 있다. 흥미로운 연구이며 관련 연구자들의 응용이 기대된다.

저자: Tetsuji Yano
자료유형: 학술정보