레이저(laser)에 대해서

목차

1. 레이저란?
1) 정의
2) 레이저의 역사

2. 레이저의 특징

3. 레이저의 구성요소

4. 레이저 광의 발생과정
1) 여기 과정
2) 자연방출과정
3) 유도방출과정

5. 레이저의 종류
1) 고체레이저
2) 기체레이저
3) 반도체레이저

6. 응용
▶ 전공분야에서의 응용, 활용((정보통신공학 전공))
1. 광통신
2. 우주 및 수중에서의 무선광통신
3. 광디스크

본문내용

구조로 되어 있고, 중심부로 들어간 빛은 여러 번 전반사되어 광섬유를 따라서 거의 손실없이 전달된다. 중심부의 굵기와 그 굴절률 분포를 조절하여 빛의 분산을 최소화한 언덕형 단일 모드(graded-index single-mode)광섬유는 정보가 실린 빛을 되도록 흡수나 분산이 없이 멀리 보내고자 하는 장거리 광섬유통신에 사용된다. 한편 광섬유는 기존의 구리선에 비하여 가늘고 가벼우며 유연하고 강하다. 광섬유를 통하여 전달된 빛신호를 전기신호로 재생하는 수광소자로서는 p-i-n 광다이오드(photodiode)나 사태(avalanche) 광다이오드 등이 사용된다. 광섬유통신과 광대역 종합정보통신망에 대한 보다 자세한 내용은 본 총서 005「정보통신과 미래의 사회」를 참고하기 바란다.
2. 우주 및 수중에서의 무선광통신
만일 레이저 빛을 광섬유를 통과하지 않고 주고 받음으로써 통신이 가능하다면 상당히 경제적이고 설치하기도 용이할 것이다. 그러나 비와 눈이 오거나 안개가 끼므로서 대기의 상태가 불량하면 빛이 투과하지 못하는 결정적인 단점이 있다. 그런데 대기가 없는 우주 공간에서는 이런 문제를 걱정할 필요가 없으므로 광통신은 유용한 통신수단이 될 것이다. 한편 바다 속에서는 소나(sonar) 이 외에 다른 좋은 방법이 거의 없으므로 무선광통신은 그것을 보완하거나 대체할 수 있을 것으로 기대된다. 장차 21세기에는 우주항공분야가 매우 중요한 역할을 할 것이다. 얼마전에 발사된 무궁화호 위성을 통하여 널리 알려진 대로 정보통신산업에 필수적이다. 우주에서 인공위성끼리 또는 지구와의 통신에 마이크로파가 대부분 사용되고 있는데 전송용량이 제한되어 있으므로 대용량, 장거리 전송의 경우 광통신이 보완할 수 있을 것이다. 특히 인공위성끼리의 통신에 광통신이 유력하다. 광통신의 장점으로는 전송용량이 크고, 원하는 곳으로만 국한하여 보낼 수 있다는 것이다. 이는 레이저 빛이 직진하며 확산이 작기 때문이며 통신의 보안 상 매우 중요하다. 여기에는 높은 효율과 높은 출력을 가진 작고 가벼운 레이저가 요구되는데, 머지않아 실용화될 수 있을 것이다. 수중에서는 거의 모든 통신이 소나에 의해 이루어진다. 소나는 레이더와 비슷한 원리로 작동하지만 극초단파 대신 초음파를 사용하는 것이 다르다. 소나의 파장이 레이더에 비해 대단히 길므로 짧은 펄스를 보내기가 어려우며 따라서 선명한 상을 얻을 수 없다. 또한 여러 바다 동물에 의해 혼선을 일으키기 쉬운 단점이 있다. 특히 잠수함에 있어서 소나의 치명적인 약점은 적에게 노출된다는 점이다. 이와 같은 소나의 단점을 보완하기 위해 수중 광통신이 연구되고 있는데 바다 속에서 바닷물이 530nm 근처의 청록색을 띠고 있으므로 이런 파장의 레이저를 필요로 한다. 이 분야의 연구는 보안관계로 잘 알 수가 없으나 이미 많은 진전이 이루어진 것으로 판단된다.
3. 광디스크
광디스크에는 CD나 LD(레이저 디스크)와 같이 기록된 정보를 읽기만 하는 것들이 있고 WORM(Write-Once, Read-Many)와 MO(Magneto-Optic)장치와 같이 기록할 수 있는 것들이 있다. 이들의 차이는 기록매질에 있고 작동원리는 근본적으로 같다. 반도체레이저 빛이 빠르게 회전하는 광디스크 위에 매우 작은 점으로 모아진다. 디스크 표면은 데이터의 비트(bit)를 기록하는 작은 반점들로 뒤덮여 있다. 이들은 그 이외 부분과 다른 반사율을 갖는다. 디스크로부터 반사된 레이저 빛이 광검출기에 모아져서 전기 신호를 발생시킨다. 따라서 디스크에 저장되어 있는 정보에 상응하는 일련의 펄스들을 얻게 된다. 광디스크에는 엄청난 양의 정보를 작은 면적에 저장할 수 있다. 반도체레이저 빛은 마이크로미터 이하의 반점으로 모아질 수 있다. 물론 에러를 피하기 위해서는 조금 여유를 두어야 하지만, 지름이 12센티미터인 CD-ROM(Compact Disc, Read-Only Memory)의 경우 600메가바이트(48억비트)를 저장할 수 있다. 한편 빛이 모아지는 반점의 최소 크기는 그 파장에 비례한다. 따라서 이를 최소화함으로써 저장 능력을 증가시키기 위하여 소형의 청색 레이저를 만드는 데 많은 연구가 되어져 왔다.
<<출처>>
http://seis.scienceall.com/book_file/ke27/ke027-000.htm
http://blog.naver.com/lochos/120012370698
http://www.nuke.co.kr/etc/tip/Laser/laser_main.htm

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