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소개

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목차

1) 레이저란?
2) 레이저의 원리
광의 흡수와 방사
유도 방출과 광의 증폭
광공진기
3) 레이저의 종류
헬륨네온 레이저
이산화탄소 레이저
아르곤이온 레이저
루비 레이저(고체레이저)
네오딤야그 레이저(고체레이저)
색소레이저(액체레이저)
반도체레이저
자유전자 레이저
X선 레이저
라만 레이저
4) 레이저의 응용
레이저 가공
의학에서의 응용
레이저 통신

본문내용

1) 레이저란?
레이저(LASER)란 “원자나 분자에 의한 광의 유도 방출을 이용하여 광을 증폭한다.”는 의미의 영어 “Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation"의 머리글자를 따서 만든 단어이다.

유도 방출과 광의 증폭
주파수 인 전자파가 존재하고 원자가 여기 상태에 놓여 있는 상태에서 전자파가 입사하면 안정 상태로 향한 천이가 발생하고 hv의 에너지를 갖는 광자를 발생한다.
이는 자연 천이와 구별되며 광자의 주파수, 위상 및 편광이 모두 같은 광자를 방출하는 일종의 공명 현상을 일으키게 되는데 이를 유도 방출이라고 하며 방출되는 전자파와 입사된 전자파는 일정한 위상 관계를 가진다.
유도 방출을 유발하는 입사광은 여기된 원자의 자극에 의해서만 작용하므로 다른 에너지로 변환이나 감소를 하지 않으며 유도 방출에 의해 생성되는 광자를 포함하면 두 개의 광자로 증가하게 되는데 이를 광의 증폭이라고 한다.
광이 증폭 되기 위한 조건은 상태에 놓여진 원자가 많아야 광이 증폭되며 이와 반대로 의 상태가 많으면 광은 오히려 감소한다.
이렇게 들뜬 상태에 원자를 많이 놓이게 하는 것을 반전분포라고 한다.

광공진기
유도 방출에 의한 광의 증폭만으로는 효율적인 레이저광을 만들 수 없으므로 광을 공진시킬 수 있는 평행한 거울을 사용한다.

반전분포가 계속되는 상태에 유도 방출이 일어나고 반사거울에 의해 빔이 레이저 매질 구간으로 되돌려지면 광이 증폭되어지게 되는데 광이 두 장의 거울 사이를 왕복하는 시간이 광파의 진동주기의 정수배로 하면 위의 그림과 같이 정재파가 생겨 유도 방출이 급격히 증가하는데 이러한 구조를 갖는 것을 광공진기라고 하며 비로소 레이저광이 나오게 된다.
3) 레이저의 종류
헬륨네온 레이저
기체레이저로서 가장 많이 사용되는 것이 헬륨네온 레이저이다. 원자는 가시광 영역에서 수많은 스펙트럼을 방출한다. 수소원자도 365nm에서 656nm까지 다양한 스펙트럼을 방출하지만 아직까지 수소원자는 레이저 매질로써 품질이 좋은 매질은 되지 못한다.

참고자료

· 없음