• Title/Summary/Keyword: Nd : YAG 레이저

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Development of in-situ Analysis System for Radwaste Glass Using Laser Induced Breakdown Spectroscopy (레이저유도 플라즈마분광법을 이용한 방사성폐기물 유리의 현장분석 시스템 개발)

  • 김천우;박종길;신상운;하종현;송명재;이계호
    • Proceedings of the Korean Radioactive Waste Society Conference
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    • 2004.06a
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    • pp.137-146
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    • 2004
  • Laser Induced Breakdown Spectroscopy(LIBS) system is being developed as an in-situ analysis system for the radioactive waste glass in the cold crucible melter. In order to complete the LIBS system, a spectrometer, a detector, and a laser were structured. An ESA 3000 (LLA Instruments GmbH, Germany) including a calibrated Kodak KAF-1001 CCD detector was selected as the spectrometer. A Q-switched Nd-YAG Brilliant(Quantel, France) laser was selected as an energy source. As the first research stage, the excitation temperatures of Fe(I) as a function of the detector's delay intervals(500, 1000, 1500, 2000ns) were evaluated using the Einstein-Boltzmann equation. The optimized excitation temperature of Fe (I) was 7820k at the delay time of 1500㎱ using the 532nm Nd-YAG laser pulse. This LIBS system will be optimized under the real environment vitrification facility in the near future and then used to be in-situ analyzed the glass compositions in the melter qualitatively.

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Weldability of Magnesium Alloy Sheet by Nd:YAG Laser (II) -Mechanical Properties and Microstructure of Weldment- (Nd:YAG 레이저를 이용한 마그네슘 합금 판재의 용접성 (II) -용접부의 기계적 특성과 미세조직-)

  • Kim, Jong-Do;Lee, Jung-Han;Lee, Jae-Bum;Lee, Mun-Yong;Park, Hyun-Jun
    • Proceedings of the KWS Conference
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    • 2009.11a
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    • pp.116-116
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    • 2009
  • 마그네슘 합금은 구조용으로 사용 가능한 금속 재료 중 가장 가벼운 소재이며, 동시에 비강도 및 비강성과 같은 기계적 특성이 우수하여 알루미늄 합금의 뒤를 이을 차세대 경량 재료로써 주목을 받고 있다. 더욱이 석유자원의 대부분을 소비하고 있는 운송기기 분야에서는 경량화를 통한 연비향상과 배출가스 저감이 가장 큰 과제이며, 이 문제를 해결하기 위한 노력의 일환으로 최경량 소재인 마그네슘 합금의 사용량은 더욱 증가할 것으로 기대된다. 한편 기존의 마그네슘 합금 관련 연구는 새로운 합금의 개발에 치우쳐 있었으며, 상대적으로 이들 합금을 활용하기 위한 가공기술, 특히 용접에 대한 연구는 아직까지 많이 부족한 실정이다. 이는 철강재와 비교하여 마그네슘 합금의 고유물성이 용접의 관점에서는 상당히 열악하기 때문으로, 마그네슘은 융점 및 비점은 낮은 반면, 증기압과 열전도율은 높고 표면장력 및 점성은 낮은 특성을 가지고 있다. 그러므로 타 공법에 비해 상대적으로 입열이 적고 고속용접이 가능한 레이저의 적용이 최적으로 판단된다. 따라서 본 연구에서는 Nd:YAG 레이저를 사용하여 압연판재로 상용화되어 있는 AZ31B 마그네슘 합금의 맞대기 용접성을 조사하였으며, 용접부의 미세조직과 용접조건에 따른 용접부의 기계적 특성을 비교 및 검토하였다. 용접부의 기계적 특성은 인장 및 경도시험을 통해 평가하였다. 그 결과 레이저 출력 1.2kW를 적용한 경우에 안정적인 강도를 얻을 수 있었으며 레이저 출력 1.5kW, 용접속도 80mm/sec의 조건에서 모재 인장강도 대비 103% 그리고 연신율 대비 47.1%의 최적의 결과가 얻어졌다. 또한 용접부의 경도는 모재와 동등하거나 다소 높은 수준이었다. 이는 용접시 용접부내 잔류하는 알루미늄에 의한 고용 강화 효과와 금속간화합물의 석출 빈도 증가, 그리고 레이저 용접의 특징인 급열급랭 공정에 기인한 결정립 미세화의 영향 때문으로 사료된다. 한편 용접부 미세조직을 관찰한 결과, 열영향부의 존재는 두드러지지 않았으며 용융경계부에서는 주상정이, 그리고 용접부 가운데에서는 등축정이 관찰되었다.

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A study on Intention Pulse Forming Network Generation of Pulse Nd:YAG Laser adopting Multi -Alienation Discharge (다중분할 방전방식을 적용한 펄스형 Nd:YAG 레이저의 임의 펄스성형 연구)

  • Whi-Young Kim
    • Journal of the Korea Computer Industry Society
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    • v.2 no.7
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    • pp.975-982
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    • 2001
  • In this study, a solid-state laser system adopting a new real time multi-discharge (RTMD) method in which three flashlamps are turned on consecutively was designed and fabricated to examine the pulse width and the pulse shape of the laser beams depending upon the changes in the lamp rum-on time. That is, this study shows a technology that makes it possible to make various pulse shapes by turning on three flashlamps consecutively on a real-time basis with the aid of a PIC one-chip microprocessor. With this technique, the lamp turn-on delay time can be varied more diversely from 0 to 10 ms and the real-time control is possible with an external keyboard, enabling various pulse shapes. In addition, longer pulses can be more widely used for industrial processing and lots of medical purposes

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Laser micromachining of micron-size aperture for electron beam microcolumn application using the piezo-switched Nd:YAG laser (Piezo Q-Switched Nd:YAG 레이저에 의한 초미니 전자빔 장치용 Micron-Size Aperture의 레이저 미세가공)

  • 안승준;김대욱;김호섭;최성수
    • Journal of the Korean Vacuum Society
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    • v.8 no.4A
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    • pp.456-460
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    • 1999
  • Experimental studies of laser micromachining on Mo diaphragm using piezo Q-switched Nd:YAZ laser have been performed. Application of miniaturized micorcolumn electron gun arrays as a potential electron beam lithography or portable mini-scanning electron microscope (SEM) application have recently extensively examined. The conventional microcolumn fabrication technique would give a limitation on the minimization of aberration, In this paper, we obtained 20~30 $\mu \textrm m$aperture of laser micromachining on Mo diaphragm using piezo Q-swithed Nd:YAG laser. The geometrical figures, such as the diameter and the preciseness of the drilled aperture are dependent upon the total energy of the laser pulse train, laser pulse width, and the diameter of laser spot in addition to the materials-dependent parameters.

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Pulse Laser Power Stabilization Using PID Control Method (PID 제어기법을 이용한 펄스 레이저 출력 안정화에 관한 연구)

  • Ryoo, Hoon-Chul;Kwak, Seung-Woo;Kang, Dong-Won;Kim, Kyoung-Sik;Hahn, Jae-Won
    • Laser Solutions
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    • v.9 no.2
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    • pp.17-22
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    • 2006
  • In this study, PID control method was applied to decrease the power fluctuation of the pulse laser which is one of the major processing variables in laser machining process. To stabilize the power fluctuation of the pulse laser, we averaged 10 pulse outputs of Nd:YAG laser operating in 10Hz using boxcar averager, and with taking this averaged output as an input signal, we conducted PID control using optical attenuator which is consisted of half wave plate attached on the stepping motor and polarizer. When PID control was not enabled, the power fluctuation was 4.71% and with PID control, the power fluctuation was 1.86% for 2 hours and 1 hour respectively. As a result, we stabilized the power fluctuation of the pulse laser by 60.5%

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Pulse Laser Power Stabilization Using PID Control Method (PID 제어기법을 이용한 펄스 레이저 출력 안정화에 관한 연구)

  • Ryu, Hoon-Chul;Kwak, Seung-Woo;Kang, Dong-Won;Kim, Kyoung-Sik;Hahn, Jae-Won
    • Proceedings of the Korean Society of Laser Processing Conference
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    • 2006.06a
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    • pp.89-96
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    • 2006
  • In this study, PID control method was applied to decrease the power fluctuation of the pulse laser which is one of the major processing variables in laser machining process. To stabilize the power fluctuation of the pulse laser, we averaged 10 pulse outputs of Nd:YAG laser operating in 10Hz using boxcar averager, and with taking this averaged output as an input signal, we conducted PID control using optical attenuator which is consisted of half wave plate attached on the stepping motor and polarizer. When PID control was not enabled, the power fluctuation was 4.71% and with PID control, the power fluctuation was 1.86% for 2 hours and 1 hour respectively. As a result, we stabilized the power fluctuation of the pulse laser by 60.5%

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Optical Nonlinearity in Laser Heated Si (온도변화에 따른 Si의 비선형 광학적 성질)

  • 이상훈;이범구
    • Korean Journal of Optics and Photonics
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    • v.1 no.2
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    • pp.135-141
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    • 1990
  • Optical nonlinearity of laser heated Si with thickness of 160$\mu$m is investigated by pump-probe method. Si is heated by pdsed Nd:YAG laser of $TEM_{00}$-mode with pulse duration of 180$\mu$sec. Temperature change is monitored by observing transmittance change of probe light whose wavelength lies near band gap of Si. It is found that temperature rise is linearly proportional to incident laser intensity and the maximum temperat~re increment is measured to be $16^{\circ}C$ for the maximum incident intensity of 25KW/$\textrm{cm}^2$. From these results, the third order nonlinear susceptibility .d3) at the wavelength of 1.06$\mu$mis estimated to be $6.6\times10^{-5}$esu due to laser heating.

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885nm pumping of Nd:LSB microchip laser (Nd:LSB 마이크로칩 레이저에서의 885nm 폄핑)

  • ;;Takunori Taira
    • Proceedings of the Optical Society of Korea Conference
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    • 2002.07a
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    • pp.72-73
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    • 2002
  • 매우 작은 이득 매질 안에 높은 농도의 레이저 이온을 도핑하여 공진기의 길이를 수 3m 이내로 대폭 축소하였으면서도 기존의 고체 레이저보다 효율적이며, 소형화된 마이크로 칩 레이저에 관한 연구는 최근 여러 연구진에 의해 활발하게 진행되고 있다. 기존의 YAG는 열 전달 계수가 크며, 역학적, 광학적, 화학적 성질이 모두 매우 우수한 레이저 매질로 평가되어왔으나 대표적인 레이저 이온인 Nd이온과 비교하여 Yttrium이온의 크기가 커서 도핑 농도를 높이는데 한계를 가지고 있다. (중략)

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A linearly polarized Nd:YAG laser with a coupled cavity utilizing thermally induced depolarization (열유도된 왜곡편광을 이용하는 결합공진기를 갖는 선형 편광된 Nd:YAG 레이저)

  • Kim, Hyun-Soo;Lee, Sung-Man;Ko, Do-Kyung;Moon, Hee-Jong;Im, Kwon;Cha, Byung-Heon;Lee, Jong-Min
    • Proceedings of the Optical Society of Korea Conference
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    • 2000.08a
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    • pp.104-105
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    • 2000
  • 다이오드 레이저로 펌핑되는 Nd:YAG 매질에 형성된 열 복굴절은 레이저 출력과 빔질의 저하를 초래한다. 선편광된 레이저 출력을 얻기 위해서는 주로 공진기 내에 선형 편광자를 삽입하게 되는데, 레이저 매질에 형성된 열 복굴절에 의한 왜곡 편광된 레이저 빔이 편광자에 의해 반사되어 공진기 손실을 초래한다. 편광 왜곡에 의한 레이저 빔의 손실을 줄이거나 이중 초점을 제거하기 위해 주로 사용되어지는 광 소자는 Faraday 회전자, λ/4 판, 석영 회전자 등이 사용되어진다.$^{(1-5)}$ 90$^{\circ}$ 석영 회전자와 Faraday 회전자는 공진기 내에 두 개의 동일한 구조를 갖는 레이저를 이용할 경우 사용되고 λ/4 판 과 45$^{\circ}$ Faraday 회전자는 주로 단일 레이저 헤드의 복굴절 보상을 위해 사용되어진다. 45$^{\circ}$ Faraday 회전자는 이론적으로 완벽히 열복굴절에 의한 편광 왜곡을 보상한다. 그러나, 열복굴절을 완벽히 보상하기 위해서는 레이저 빔이 항상 레이저 매질의 같은 지점을 통과해야 한다. 실제적으로 레이저 매질에서는 열에 의한 열 렌즈 효과가 있기 때문에 레이저 빔이 항상 같은 지점을 통과하지 않게 된다. 이런 문제를 해결하기 위해 공진기 내에 열 렌즈 효과를 보상하기 위한 렌즈를 삽입하거나 레이저 헤드를 공진기 거울 가까이 설치하여야 한다. Faraday 회전자는 길이가 길기 때문에 레이저 헤드를 공진기 거울 가까이 설치하기는 어렵고 항상 열 렌즈 효과를 보상해주는 광학 소자가 있어야 하는 단점이 있다. 반면 λ/4 판은 완벽한 편광 왜곡을 보상해주지 않아 레이저 손실을 초래하지만 두께가 얇아 레이저 헤드와 공진기 거울을 근접해서 설치할 수 있어서 몇몇 연구자에 의해 연구되어 졌다.$^{(3)}$ 본 연구에서는 λ/4 판을 이용하고 편광기에서 반사된 빔을 공진기에 되반사 시키는 구조를 사용하여 선 편광된 레이저의 출력과 빔의 질을 개선 시켰다. (중략)

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