• 제목/요약/키워드: Nd : YAG 레이저

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Nd:YAG 레이저를 이용한 철제 표면 옻칠 제거 실험 연구 (Experimental Study for Removing Lacquer Layer on Iron Surface by Nd:YAG Laser System)

  • 박창수;조남철;황현성
    • 보존과학회지
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    • 제32권3호
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    • pp.377-384
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    • 2016
  • 철불의 개금 시 표면에 남아 있는 옻칠 제거 방법에는 물리적인 방법과 화학적인 방법을 사용하고 있으나, 표면 손상 및 약품 사용으로 인한 환경오염, 보존과학자의 건강에도 매우 유해하다. 그래서 본 연구에서는 비접촉식이고 친환경적인 Nd:YAG 레이저를 이용하여 옻칠 제거 실험을 실시하였다. 시편은 크기가 $5{\times}5cm$인 철제(Fe 99.9%)시편 표면을 균일하게 연마한 후 생칠을 도포 횟수를 달리하여 각각 $10{\mu}m$, $20{\mu}m$, $30{\mu}m$의 두께 차이로 제작하였다. 본 실험에서 사용된 레이저기기는 Nd:YAG 레이저로, 적외선 영역의 1064 nm(160~800 mJ)와 가시광선 영역인 532nm(50~350 mJ)의 두 가지 파장 모드를 이용하였다. 실험은 레이저 파장 에너지 조사 횟수 등에 따른 시편 표면의 변화를 조사하였다. 레이저 조사 전 후 표면을 실체현미경과 SEM 관찰, 비접촉 표면 조도 측정기, FT-IR 등을 이용하여 옻칠의 제거 및 잔류 여부를 알아보았다. 분석 결과 1064 nm 파장을 이용하여 $1.0J/cm^2$ 밀도에서 표면 손상 없이 $10{\mu}m$, $20{\mu}m$ 두께의 옻칠이 제거됨을 확인할 수 있었다. 이와 같은 결과를 통해 철불 개금 시 잔류하고 있는 옻칠 제거 방법으로 Nd:YAG 레이저가 효율적임을 본 실험을 통해 알 수 있었다. 향후 금속뿐만 아니라 목칠 가구 등 다양한 재질의 연구가 이루어지면 표면 손상 없이 옻칠을 제거 하는데 효과적으로 활용 가능할 것으로 본다.

연속 발진 다이오드 레이저로 여기된 수동형 Q-스위치 Nd:YVO4 레이저의 출력 펄스 안정화 (Stabilization of Output Pulses from a Passively Q-switched Nd:YVO4 Laser Pumped by a Continuous-wave Laser Diode)

  • 안승인;박윤배;여환섭;이준호;이강인;이종훈
    • 한국광학회지
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    • 제20권5호
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    • pp.276-280
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    • 2009
  • Cr:YAG 결정을 포화흡수체로 사용하여 수동형 Q-스위치시킨 다이오드 레이저 여기 Nd:$YVO_4$ 레이저를 제작하였다. Cr:YAG 결정의 한 면에 여기 빛 파장(808 nm)에 대해 고반사 코팅을 한 후, Nd:$YVO_4$ 결정과 접촉시켜 공진기를 구성하였다. Cr:YAG의 한 면에 여기 다이오드 레이저를 반사시키는 코팅을 입혀 공진기의 광변환 효율을 높임과 동시에, 여기빔에 의한 포화흡수체의 표백현상을 방지하여 안정된 출력이 나오게 하였다. 레이저 이득 매질 및 포화흡수체의 온도는 열전 냉각기와 냉각수를 사용하여 안정화 시켰다. 온도안정화를 시킨 상태에서 발진되는 펄스의 첨두 출력 요동(peak to peak)은 4%였다. 다이오드 레이저의 출력이 1 W일 때, 출력 펄스의 반복률은 평균 9 KHz 였으며, 최소 펄스폭은 7.11 ns, 최고 출력은 16.27 mW였다.

밀도 반전된 Nd:YAG에서의 자체 발진 위상공액 레이저 (Self-starting phase conjugate laser in population inverted Nd:YAG)

  • 김동환
    • 한국광학회지
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    • 제8권5호
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    • pp.357-361
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    • 1997
  • 밀도반전된 Nd:YAG에서 자체 교차하는 빔경로를 구성하여 위상공액파 레이저를 발진 시켰다. 서로 교차하는 두빔에 의한 spatial hole burning에 의해 3차 비선형 분극이 유도되어 레이저 공진기 내부의 위상 왜곡(phase distortion)이 자체 보정됨을 관측하였고, 레이저 이득체내에서 형성되는 동적 부피 격자의 생성과 소멸에 의한 효과로 반치폭 20 나노초의 자연 Q-switched 레이저 펄스가 발진되었다. 평균 펄스당 출력 에너지는 10 Hz 동작에서 200 mJ로 측정되었으며, 최대 전체 출력 효율은 0.8%로 나타났다.

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Nd:YAG레이저를 이용한 PDMS 표면의 친수성 표면 개질 (Modification of PDMS Surface into Hydrophile Property Using Nd:YAG Laser)

  • 신성권;송현승;이천
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2005년도 하계학술대회 논문집 Vol.6
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    • pp.103-104
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    • 2005
  • 본 논문에서는 Nd:YAG($\lambda$=266 nm, pulse) 레이저빔을 PDMS 표면에 조사하여, 소수성 물질인 PDMS를 친수성 물질로 개질하였다. 이미 산소 플라즈마를 이용한 것과 오존을 이용한 PDMS 표면 개질에 관한 논문이 발표되었는데, 레이저를 이용한 표면 개질은 간단한 레이저 빛의 조사만으로 표면을 개질할 수 있는 장점이 있다. 본 논문에서는 레이저를 이용하여 PDMS 를 표면처리한 후에 접촉각 측정기를 이용해서 측정한 결과 접촉각 감소가 있었다. 묘면에 산소 함유량이 증가한 것을 확인함으로써 친수성 물질로의 표면 개질됨을 확인할 수 있었다.

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광학계, 냉각계, 전력계의 최적화에 의한 다파장 치과용 레이저 개발 (Multi-wavelength Dental Laser Development by Design Optimization of Optics, Cooling and Power systems)

  • 윤길원;김홍식;전병문;이성근;이왕진
    • 한국광학회:학술대회논문집
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    • 한국광학회 2003년도 제14회 정기총회 및 03년 동계학술발표회
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    • pp.130-131
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    • 2003
  • 수술용으로 쓰이는 치과용 레이저로는 Nd:YAG, $CO_2$, Er:YAG 레이저들이 있다. 치료 부위에 따라 두 가지 응용으로 나눌 수 있다. 잇몸의 절개 등은 주로 $CO_2$나 Nd:YAG 레이저를 이용하여 정밀하게 그리고 출혈을 최소로 하는 레이저의 장점을 살리면서 시술하고 있다. $CO_2$레이저의 경우 강한 열적 손상작용 때문에 출력 조사 시간을 짧게 하여 사용하며, 열적 손상력이 낮은 Nd:YAG 레이저는 화이버를 접촉식으로 하여 화이버의 작은 면적의 높은 광밀도를 이용하여 시술하고 있다. (중략)

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섬광등 펌프형 100 W급 4 중통과 Nd:YAG 증폭기 시스템의 증폭특성 (100 W class flash lamp pumped single stage Nd:YAG Amplifier)

  • 고광훈;정도영;김재우;박상언;임창환;김철중
    • 한국광학회지
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    • 제14권5호
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    • pp.515-520
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    • 2003
  • 수 KHz의 반복율로 발진하는 레이저광을 증폭하는 증폭기를 제작하고, 특성을 조사하였다. 증폭기로는 연속 방전하는 섬광등으로 펌핑되는 Nd:YAG 헤드를 사용하였고, 레이저 매질에서 발생하는 열 복굴절을 보상하여 이중통과 증폭기를 구성한 경우, 복굴절에 의한 레이저광 손실을 5%로 감소시켰다. 4 중통과 증폭기를 구성을 하였을 때, 반복율 5-10 KHz에서 이득은 약 3.2이었고, 펄스폭은 40 ns에서 48 ns로. 20%증가하였다.

Nd:YAG 레이저용접에서 고온균열특성 (Hot cracking characteristic of welding using Nd:YAG Laser beam)

  • 노경보;유영태;오용석;신호준;김지환
    • 대한기계학회:학술대회논문집
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    • 대한기계학회 2003년도 춘계학술대회
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    • pp.1159-1165
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    • 2003
  • The Nd:YAG laser process is known to have high speed and deep penetration capability to become one of the most advanced welding technologies. In spite of its good mechanical characteristics, SM45C carbon steel has a high carbon contents and suffers a limitation in the industrial application due to the poor welding properties. The major process parameters studied in the present laser welding experiment were position of focus, travel speed and laser power.

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Nd-Yag 레이저를 이용한 원통 형상 표면 마킹 시스템 개발 (Development of Nd-Yag Laser Marking System for Cylinderical Parts)

  • 이세한;강재관
    • 한국기계가공학회지
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    • 제9권5호
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    • pp.70-75
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    • 2010
  • In this paper, laser marking systems dedicated to cylinderical parts was developed. We first develop the marking device which consists of Nd-Yag laser, galvano scanner and additional rotational axis, then develop algorithm for supporting the digital image with bmp data format. Additional rotational axis is so attached as to rotate the cylinderical parts for marking its whole surface. The image is separated into line by line and the separated line image is sent to galvano scanner while rotating the additional axis simultaneously. CxImage library, famous open source code, is employed for the image processing. The developed method was tested with various images and shows that it reduces marking time significantly without reducing marking quality.