[공학] 레이져[laser]에 관해서

LASER
목차
- LASER의 발견
- LASER의 동작원리
- LASER의 특성
- 헬륨 LASER의 구조, 동작원리
- 반도체 LASER의 구조, 동작원리
- LASER의 응용 예
LASER의 발견
레이저의 시작은 아인슈타인이 제안한 ‘유도방출 이론’에서부터였다. 그는닐스 보어의자발방출과 다른 유도방출을 제안했고, 훗날 이것이 레이저의 중요한 기초 원리가 된다.
유도방출이란 외부에서 들어오는 빛(광자)의 부추김에 의해 높은 에너지의 원자가 낮은 에너지 상태로 변하면서 빛(광자)을 만드는 현상이다. 이 과정에 의해 한 개의 광자가 위상과 파장, 방향이 동일한 두 개의 광자로 방출된다는 것이 유도방출의 핵심이다.
타운스는 암모니아의 특성을 이용해 1953년 마이크로파를 발진하고 증폭 기능이 뛰어난 장치인메이저(유도방출에 의한 마이크로파 증폭)를 발명했다. (레이저의 전신)
‘최초의 레이저 발진장치’시어도어 메이먼이 1960년에 발명한 레이저 발진장치는 합성보석 루비를 이용한 고체 레이저로, 태양 표면에서 방출되는 빛보다 네 배 강한 붉은 색 빛이었다.
LASER의 동작원리
레이저(LASER)란 ‘Light Amplification by the Stimulated Emission of Radiation’의 머리글자를 딴 것으로, ‘유도방출에 의한 광 증폭’을 의미한다. 레이저 발진장치는 가늘고 긴 공진기 양쪽에 거울을 달고 있는 형태다. 그 사이에 레이저 매질을 채워 놓는다. 매질로는 고체, 액체, 기체, 반도체, 자유전자 등을 사용할 수 있으며 현재 30가지가 넘는 매질이 존재한다. 외부에서 에너지를 레이저 매질에 넣어 주면 매질에서 빛이 발생하고, 이때 발생하는 빛이 거울과 부분거울로 구성된 공진기 안에서 유도방출(stimulated emission)을 일으켜 증폭되어 강력한 레이저광선이 된다.
LASER의 특성
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