• 한국산학기술학회논문지
• /
• 제1권2호
• /
• pp.1-8
• /
• 2000

본 연구에서는 상용 순수 티타늄 소재를 사용하여 안경테를 레이저 빔 용접으로 제조하기 위하여 광섬유로 전송되는 가변 펄스곡 80 ㎲-10 ms. 최대 평균출력 200 W, 첨두출력 12 kW와 최대 펄스에너지 50J성능의 초정밀 Nd:YAG 레이저 용접장치를 설계 제작하고 이 장치를 사용하여 안경테 제조를 위한 최적 용접조건을 선정하기 위한 실험을 수행하였다. 안경테를 위한 T이음 및 맞대기 이음형상을 용접할 때 평균출력, 광섬유 형태, 초점위치 등에서 용입상태와 용접결함을 조사하여 최적 용접조건을 선정하였고 안경테 부품 장석(temple hinge)과 다리, 톱바를 레이저 용접으로 시제품을 제작하였다.

• 대한용접접합학회:학술대회논문집
• /
• 대한용접접합학회 2009년 추계학술발표대회
• /
• pp.120-120
• /
• 2009

스테인리스강은 내식성이 우수하여 열교환기, 화학플랜트 등 부식환경의 구조물 혹은 파이프에 널리 사용되고 있다. 스테인리스 파이프 제조에 사용되는 용접방법은 주로 GTA 용접이 적용되고 있는데, 이 방법은 용접부 품질은 우수하지만 용접 생산성이 늦은 단점이 있다. 또한 이상스테인리스 등과 같은 특수한 용도의 스테인리스 강은 기존의 용접으로는 용접부 성능 확보가 어렵다. 레이저는 고밀도로 집속되고 직진성이 우수한 일종의 빛으로 용접/절단 등 금속 혹은 비금속의 가공에 널리 사용되고 있다. 레이저 용접의 장점은 비접촉으로 용접이 가능하고, 용접 속도가 매우 빠르고, 용접이 가능한 소재의 종류 혹은 두께의 제약이 적고, 용접부가 작아 변형이 적다는 것이다. 이러한 장점으로 인하여 자동차산업에 적용이 급격히 증가하였으며, 최근에는 다양한 분야에 적용이 추진되고 있다. 본 발표에서는 스테인리스강의 파이프 제조 공정에 레이저용접을 적용하기 위한 기초 연구를 수행하였다. 사용된 소재는 오스테나이트계 및 이상스테인리스강이었으며, 용입특성, 용접부 기계적 특성 등을 알아 보았으며, 열처리에 따른 특성 변화를 평가하였다.

• 대한용접접합학회:학술대회논문집
• /
• 대한용접접합학회 2006년도 춘계 학술대회 개요집
• /
• pp.248-250
• /
• 2006

The study on a surface transformation hardening of a rod-shaped SM45C carbon steel is carried out by using CW Nd:YAG laser. Conventionally, $CO_2$ laser has been usually used as a laser source for a transformation hardening. however, it is needed to an additional absorbent coating like a colloidal graphite owing to a lower absorbtion rate. On the other hand, no cost and post-removal process of coating is required to Nd:YAG laser, due to a higher absorbtion rate relatively. Moreover, there is a merit which is capable of building up the more flexible processing system resulted from a beam delivery through a optical fiber. In this study, we were going to recognize characteristics of a transformation hardening using a optic head with a gaussian beam distribution.

• 대한기계학회논문집A
• /
• 제40권12호
• /
• pp.1047-1053
• /
• 2016

본 연구에서는 최대 출력 6.3 kW의 연속 출력 파형 파이버 레이저를 사용하여 순 티타늄 용접을 실시하였다. 용접 시 티타늄은 산화 및 질화로 인한 취성영역을 형성하기 쉽기 때문에 적절한 실드가스를 사용하여 용접부를 대기로부터 보호해야한다. 따라서 최적의 실드가스를 선정하기 위하여 실드가스의 종류를 변화시켜 실험을 실시하였으며 그에 따른 용접성을 평가하였다. 비드색을 통하여 산화 및 질화정도를 간접적으로 판별하였으며 EDS와 EPMA를 사용하여 용접부의 성분분석을 실시하였다. 또한 광학 현미경 및 전자 주사 현미경으로 용접부의 미세조직을 관찰하였으며 경도측정을 통해 기계적 특성을 파악하였다. 용접부가 산화 또는 질화될 경우 회색 또는 노란색의 비드를 얻을 수 있었으며 비드표면뿐만 아니라 용접부 내부까지 산소 및 질소량이 증가하여 경도값이 모재 대비 3배 이상 크게 증가하였다. 결과적으로 아르곤 가스를 전면실드에 사용하였을 때 은백색의 건전한 비드를 얻을 수 있었다.

• 한국광학회지
• /
• 제10권1호
• /
• pp.73-79
• /
• 1999

1$\times$2, 1$\times$4 및 4$\times$4 LD-gate형 반도체 광스위치 모듈을 제작하였다. 스위치 소자와 광섬유와의 광결합을 위해서 테이퍼드 광섬유를 어레어로 제작하여 사용하였으며 30핀 버터플라이형 패키지로 완성하였다. 광 부푼 정렬 및 고정에서는 레이저 용접법 및 햄머링 공정을 이용하여 최초의 광정렬 값에서 평균 82%까지 복원하였다. 완성된 모듈에 대한 평가를 위해 전송 실험을 수행하였는데 1$\times$2 스위치 모듈이 삽입되었을 때 223-1의 단어길이를 갖는2.5Gbps 광신호에 대해서 전송패널티가 약0.5dB~2dB로 나타났으며, 광섬유의 분산특성에 의하여 발생하는 전송 패널티에 대해서는 50km 및 90km 광섬유에 대해서 각각 0.6dB 및 0.7dB의 작은 패널티가 발생하였다. 1$\times$4 및 4$\times$4 스위치 모듈을 이용한 전송특성 평가에서도 모두 -30dB 이하의 수신감도를 갖는 우수한 결과를 보였다.

• 한국광학회지
• /
• 제5권3호
• /
• pp.423-430
• /
• 1994

DFB-LD 칩으로부터 단일보드 광섬유 부착 2.5Gbps 광통신용 광원인 DFB-LD 모듈을 설계, 제작하였다. DFB-LD 모듈은 광 isolator가 삽입된 2 렌즈 quasi confocal 광학계로 구성된 원통형 서브 모듈과 14 pin butterfly 패키지가 분리된 구성으로서 이들 사이의 전기적 연결은 bias-T 회로가 형성된 하이브리드 기판으로 이루어지도록 설계하였다. 모듈 제작시 정밀한 부품 고정이 요구되는 서브 모듈 조립에는 레이저웰딩 방법을 사용하였다. 제작된 DFB-LD 모듈은 광결합 효율 20%, -3dB 소신호 변조 대역폭 2.6GHz 이상의 특성을 가졌으며 온도 순환검사에도 10% 이내의 광출력 변동만을 보임으로써 기계적 신뢰성을 확인할 수 있었다. 제작된 DFB-LD 모듈의 광송신 성능을 실제 2.5Gbps 광통신 시스템의 광원으로 적용하여 평가한 결과 47km의 광섬유 전송시 BER $1\times10^{-10}$ 조건에서 최대 -30.2dBm의 수신감도를 얻었으며 이 때 전송페널티는 소광비에 의한 것이 1.5dB, 분산에 의한 것이 1.0dB로 나타났다.

• 한국산학기술학회논문지
• /
• 제19권10호
• /
• pp.346-351
• /
• 2018

금속 3D 프린팅 기술은 레이저 빔의 초점에 금속분말을 주입하는 방식에 따라 대표적으로 PBF(Powder Bed Fusion)방식과 DED(Direct Energy Deposition)방식으로 나뉜다. DED 방식은 금속 분말 도포와 동시에 레이저를 조사하여 3차원 구조물을 제작하는 금속 3D 프린팅 기술이고, PBF 방식은 일정 높이로 3차원 그래픽을 슬라이싱 한 후 한 층씩 금속 분말을 적층하여 레이저를 이용해 3차원 구조물을 제조하는 방식이다. DED 방식을 사용하면 레이저 클래딩, 금속 용접 등에는 강점을 가지지만 3D 형상을 제작할 경우 밀도가 낮아지는 문제점이 발생한다. DED 방식에서의 구조체 밀도 문제를 해결하기 위해 PBF 방식을 도입하면 상대적으로 밀도가 높은 3차원 구조물을 제작하는데 용이하다. 본 논문에서는 갈바노 스캐너와 광섬유로 전송되는 Nd:YAG 레이저 빔을 이용한 약 $30{\mu}m$ 크기의 스테인리스 강 분말을 이용하는 PBF 방식의 3차원 프린터를 제작하고, 이를 이용하여 얇은 금속 구조물을 제작하였다. 또한 레이저의 조사 횟수, 출력, 초점 크기, 스캐닝 속도에 따른 선폭의 최적조건을 찾았으며, 그 결과 최적 조건은 레이저 조사 횟수 2회, 출력 30 W, 초점 크기 $28.7{\mu}m$, 스캐닝 속도 200 mm/s에서 최소 선폭은 약 $85.3{\mu}m$로 측정되었다.

• 한국광학회지
• /
• 제5권1호
• /
• pp.166-172
• /
• 1994

2.5 Gbps급 장거리 광통신 시스템에 소요되는 단일모우드 광섬유 부착 APD-FET 광수신모듈을 설계 및 제작하였다. 본 논문에서는 광수신모듈 제작시 고려해야 할 광학적, 전기적, 기계적 설계 및 제작 그리고 모듈의 특성평가에 대해 설명하였다. 광학적으로는 GRIN rod 렌즈와 경사 연마된 단일모우드 광섬유를 갖는 단일렌즈계로 구성하였으며 기계적으로는 광부품의 견고한 조립을 위해 레이저 용접법을 도입하였고 전기적으로는 Avalenche Photo Diode로부터의 소신호를 증폭하기 위한 GaAs FET 전치층폭기를 내장 하였다. 모듈 제작후 성능평가에서는 2.5 Gbps 속도에서 223-1의 길이를 갖는 입력광신호에 대해 $10^{-10}$ Bit Error Rate 조건에서 모듈 수신감도가 -30.3dBm으로 측정되어 국제전신전화 자문 위원회의 규격인 -26dBm은 물론 한국통신규격인 상온 -30dBm을 만족시키는 결과를 얻었다. 본 연구에서의 성공적인 모듈제작은 2.5 Gbps 광통신용 광수신모듈ㄹ의 실용화는 물론 앞으로 10 Gbps급 광통신용 광수신모듈 제작에 대한 밝은 전망을 보여주는 것이다.