9.1.3 레이저 빔의 기본 조작

Basic Operation of Laser Beam

 

레이저 빛을 실제로 응용할 경우 레이저 발진기로부터 나오는 빛을 그대로 사용하는 것은 매우 드문 일이므로 일반적으로는 구부리고, 넓히고, 좁히고, 진동시키고 그리고 변조시켜서 사용한다 (그림 2-90 참조).

그림 2-90 레이저빔의 기본 조작

(1) 구부린다.

레이저 빛의 진로를 구부릴 경우 거울이나 프리즘에 반사시켜서 목적하고자 하는 방향으로 빛을 휘게 한다. 표면의 평탄도가 좋은 글래서 기판 등에 알루미늄 등의 금속이나 유전체의 박막을 코팅한 것을 사용하고 빔의 거울이 기본적으로 2개가 있다면 어느 방향으로도 구부릴 수 있다. 더구나 평탄도가 나쁘면 거울에서 약간 산란된 빔이 먼 곳에서는 극단적으로 넓어지는 경우도 있다. 글래서 기판 외에 금속이나 특수한 광학 결정 등을 사용하는 경우도 있다. 또한 빔이 입사된 방향과 동일한 방향으로 휘어지는 것을 코너 큐브라고 한다.

(2) 넓힌다

레이저 빛은 일반적으로 직경이 1 ㎜ 이하인 것에서 2~3 ㎝ 각형인 것까지의 여러가지 빔 형상이 있다. 레이저 빔 직경을 확대하는 것을 Beam Expander(빔 확대기)라고 하며 이것은 렌즈나 프리즘을 조합하여 만든다. 1개의 렌즈에서도 빔을 확대시킬 수 있지만 두개의 요철 렌즈로 구성된 것을 갈릴레오식의 Telescope라고 한다. 또 빔을 확대시킨 후에 빛을 평행으로 하는 것을 콜리메터라 한다.

(3) 좁힌다.

레이저 빛은 에너지의 집중도가 좋기 때문에 레이저 빛이 좁아짐에 따라 모든 에너지를 한 점으로 집중시킬 수 있으며 렌즈를 사용하면 간단히 하나의 축으로 모이게 하는 것이 가능하다. 어느 정도 작은 Spot으로 좁아지는가는 빔의 질(빔형상, 모드 및 넓이각 등)에 따라 다르다.

(4) 빛을 받는다.

대부분의 경우 빛을 방사하거나 또는 받을 필요가 있다. 광신호를 전기 신호로 변환하는 것을 수광기(Detector)라고 하며 수광기에는 빛을 직접 전류로 변환하는 것, 빛을 열로 변환하여 열을 전기로 변환하는 것, 그리고 빛을 열 변화량으로 하여 전기로 변환하는 것 등의 여러 종류가 있으며 그 외에 광량이나 파장에 따라 여러 가지 형태가 있다.

 

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