DPSSL (Diode Pumped Solid State Laser) 레이저
이번 글은 DPSSL (Diode Pumped Solid State Laser)에 관련된 내용입니다.
DPSSL레이저는 1998년 처음 개발된 이후 대표적인 고체레이저로 사용되고 있습니다.
레이저는 펌프 광원으로 무엇을 사용하느냐에 따라서 이름이 붙여지게 되는데
당연하게도 Diode를 이용하여 이득매질을 펌프시키기 때문에 다이오드 펌프드 고체레이저 라고 불립니다.
다른 고체레이저 중에서 램프(Lamp)를 이용하여 이득매질을 펌프 할 경우 LP (Lamped-Pumped) 라고 붙여
LPSSL이라고 불립니다.
다시 DPSSL레이저로 돌아와서 이레이저는 고효율, 긴 수명, 안정성, 가볍다는 장점이 있어 1998년 이전 레이저를 대부분 대체되었습니다.
DPSS 레이저라고도 불리는 이 레이저는 산업용으로 많이 사용되는데 대표적으로 만드는 회사로는 COHERENT, SPECTRA-PHYSICS, PHOTONICS INDUSTRY, JDSU 등이 있다.
간단하게 DPSS를 만드는 레이저 회사와 DPSS 레이저의 이름에 대해서 알아보았습니다.
지금 부터는 DPSS 레이저에 대해서 기본적으로 알아야 하는 내용에 대해서 언급해 보겠습니다.
우선적으로 DPSS 레이저는 1064 nm 파장이 출력되는 레이저를 기본으로 합니다.
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레이저의 종류 (산업용 레이저)
https://dingadinga88.blogspot.com/2021/03/1.html
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이전 글에서 언급한 내용을 살펴보면 1064 nm 에서 효율이 좋은 이득매질들이 존재하기 때문에 경제적인 측면에서 가장 가격이 싸고 효율이 좋은 레이저가 발진하는 파장인 1064 nm가 기반이 되는 레이저 입니다.
1064 nm 레이저를 비선형 효과에 의해 532 nm 파장으로 바꾸어 줄 수 있는데 이 물질을 비선형 물질이라고 하며 대표적으로 BBO crystal이 있습니다. 이 결정에 1064 nm의 빛을 특정 결정의 특정 각도로 입사 시키게되면 532 nm 파장으로 바뀌게 되고 1064 nm 레이저를 532 nm 파장의 레이저로 바꾸어 사용하게 됩니다.
이 방법으로 532 nm DPSS 레이저를 얻을 수 있습니다. 하지만 1064 nm 레이저를 532 nm 레이저로 변환하게 되면 변환 효율이 최대 약 40 % 정도가 되므로 110 W 1064 nm 레이저를 이용하여 약 50 W의 532 nm 레이저를 얻을 수 있습니다.
비슷한 방법으로 355 nm 도 1064 nm 포톤 3개가 합쳐서 만들어지게 되고 효율은 약 20 % 가 됩니다.
어떻게 포톤이 바뀌는 지에 대해서는 이후에 언급을 하도록 하겠습니다.
마지막으로 이글을 마치면서 요약을 해보면
1. DPPS 레이저는 다이오드 펌프 레이저다.
2. 고체레이저라고 부른다.
3. 1064 nm 발진레이저가 기본이고 이는 효율이 높고 경제적인 가치가 높은 이득매질이 1064 nm에서 효율이 좋아서다.
4. 532 nm, 355 nm 레이저는 1064 nm 레이저 앞에 비선형 크리스탈을 이용하여 컨버전하여 사용한다.
이렇게 4가지에 대해서 이해하고 있다면
DPSS의 가장 기본적인 지식을 가지고 있다고 생각합니다.
이후 글에서 532 nm, 355 nm가 만들어지는 SHG (Second Harmonic Generation), THG(Third Harmonic Generation)에 대해서 알아보겠습니다.
그리고 Q-switching 대해서도 알아보겠습니다.
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