LASER 05606006 김양수 05606009 김용대.

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1 LASER 김양수 김용대

2 순 서 Laser Laser의 특징 Laser의 종류 Laser의 작동원리 루비 Laser He-Ne Laser
의료용 레이저의 특징 의료용 레이저의 종류

3 LASER란? LASER Light 빛 Amplification by 증폭 Stimulated 유도 Emission of 방출
Radiation 복사 복사 형식으로 유도 방출되어 증폭된 빛

4 Laser의 특징 직진성(directional) 단색성 간섭성(coherent)
레이저는 좁고 긴 관을 수 만 번 왕복한 빛이기 때문에 멀리까지 갈 수 있는 상태로 아주 잘 빚어져서 거의 퍼지지 않고 직진하게 된다. 단색성 양쪽 거울 속에 잘 뛰놀 수 있는 공명상태의 빛을 방출하므로 거의 단일한 파장을 갖는 순수한 빛을 방출하게 된다. 간섭성(coherent) 많은 북을 일정한 장단에 맞추어서 치는 것처럼 많은 파동이 서로 정확하게 잘 겹쳐져서 매우 강력한 밝기를 가지고 있다.

5 Laser의 종류 고체 Laser 액체 Laser 기체 Laser 반도체 Laser
결정 또는 비정질 고체물질을 증폭매질로 사용 (루비레이저, 네오디뮴 레이저, 티타늄레이저, 어븀레이저) 액체 Laser 형광성 물감을 액체에 용해시켜 증폭매질로 사용 기체 Laser 기체를 증폭매질로 사용. 전기 방전에 의해서 이루어진다. (헬륨-네온 , 아르곤 , 헬륨-카드뮴 , 이산화탄소 레이저) 반도체 Laser 띠스펙트럼을 갖는 반도체를 증폭매질로 이용

6 Laser 작동원리 효율적으로 펌핑을 할 수 있는 방법이 있어야 한다. 밀도반전이 가능한 매질이 있어야 한다.
레이저 발진을 실현시킬 적절한 공진기를 만들어야 한다.

7 Laser 작동원리 (증폭원리) 자발적 방출(spontaneous emission) 유도 흡수(Absorption)

8 Laser 작동원리 (증폭원리) 유도방출(Stimulated Emission)
입사된 광자(photon)- 진동수가 v인 광자에 의해 E2에 있던 전자가 E1 으로 전이되면서 에너지 차이만큼의 빛을 발생시킴. 이때 발생된 빛의 진동수 는 입사된 광자와 같음. 이것은 광자 하나가 같은 진동수의 광자 하나를 더 만들어 내는 것이므로 빛의 증폭을 의미함.

9 Laser 작동원리 (밀도 반전) 평형상태에서 3준위계의 분포 밀도반전을 나타내는 3준위계

10 루비Laser 메이먼이 최초로 발진에 성공한 레이저는 루비를 매질로 사용. 루비레이저의 구조
루비 막대의 주변에 기체 방전등을 둘러싸서 섬광을 만들어주면 루비가 여기 되어 가로방향으로 레이저 빛이 나오게 된다 Al O Cr

11 루비 Laser의 에너지준위 루비 막대의 양쪽을 평행하게 연마하여 공진기로 삼고, 주변에 나선형의 기체방전등을 둘러싸서 방전시키면 번쩍하고 섬광이 나와 광펌핑을 시킨다. 섬광에 의해 펌핑(pumping)된 Cr3+은 들뜨게 되고 순 간적으로 이 들뜬 에너지는 준안정상태의 에너지 준위로 떨어지게 된다. 준안정 상태 Pumping

12 He-Ne Laser 진공파장 633 nm 주파수 473 612 214.705 MHz
장 점 만들기 쉽고 값싸고 상당히 안정적이며 대부분의 경우에 단일 스위치로 동작하므로 사용하기 간편하다.

13 He-Ne Laser의구조 레이저광 99% 100% 부르스터 창

14 He-Ne Laser의 에너지준위 만, 네온의 펌핑 효율을 높이기 위해 적당량의 He기체를 첨가.
원자가 에너지가 충돌과정을 통해서 네온에 전달되면서 Ne 원자가 들뜸. Ne원자는 유도방출에 의해 빛을 방출 5s 와 4p 사이에서 적외선인 3.39㎛파장 5s 와 3p 사이의 632.8nm 의 붉은 파장 4s 와 3p 사이의 1.15㎛ 를 택 할 수 있습니다. 일반적으로는 632.8nm 의 가시광 영역의 붉은 파장만을 발진 시키는 공진기를 사용. 따라서 어떤 공진기를 사용하느냐의 따라 발진되는 파장대가 달라지게 됩니다.

15 Laser 응용 재료 가공 레이저 자르기, 용접, 열처리, 구멍 뚫기 등. 의료용
피부치료, 주름 및 흉터 제거, 라식 수술, 모발이식 수술, 통신 및 정보처리 광통신, 레이저 프린트 레이저 핵융합 기타 군사목적, 레이저 쇼

16 의료용 레이저의 특성 의료용 레이저는 파장과 펄스의 길이 발사하는 방식, 빔의크기에 따라 각기 다른 특성을띠며 이에 따라 치료 용도가 달라지는데 치료하고자 하는 특정 조직에 흡수가 잘 되는 파장이 레이저를 선택해 해당 조직을 응고 기화시킴으로 노화됬거나 병든 조직을 선택적으로 제거하고 재생을 유도하는게 핵심이다.

17 의료용 레이저 종류 CO2레이저 -외과적 용도로 가장널리 사용되며 조직의 수분에 흡수되어 열로 바뀐다. 사마귀,점제거,박피 딸기코 흉터개선에 이용되며 무혈수술 뇌 척수 종양제거 코골이 치료에 이용 Argon레이저 -최초의 의료용 레이저로 헤모글로빈과 멜라닌에 흡수되며 기계적으로 펄스화 할수있으나 화상위험이있다. 망막수술,혈관종,점제거등이용

18 Ruby레이저 -초기에 망막치료에 사용되었으나 큐스위치방식이 개발되어 피부과 용도로 사용되고있다, 문신제거 주근깨, 오타반점,제모에사용 Diode레이저 -레이저 포인터로이용되며 800~900nm파장의 적외선이 방출되며 주로제모, 치주질환, 혈관질환에 이용된다

19 Eximer레이저 -조직에서 광화학 반응을 일으키며 자외선 영역의 파장을 낸다 매우섬세한 현미경적 수술이 가능하여 라식수술에 이용된다. LPL -일반적인 레이저와는 다르지만 문신 형관확장증 제모등에 이용되며 광대역 파장의 펄스는 필터를 사용함으로 피부타입과 병변에 맞게 조절할수있다.