• 제목/요약/키워드: femtosecond laser pulse

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레이저 빔 단면확대를 이용한 나노 복화(複畵)공정의 패턴 정밀도 향상에 관한 연구 (Fabrication of Precise Patterns using a Laser Beam Expanding Technique in Nano-Replication Printing (nRP) Process)

  • 박상후;임태우;양동열;이신욱;공홍진
    • 한국정밀공학회지
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    • 제22권1호
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    • pp.175-182
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    • 2005
  • A laser beam expanding technique is employed to fabricate precise nano-patterns in a nano-replication printing (nRP) process. In the nRP process, some patterns can be fabricated in the range of several microns inside on a polymerizable resin by using a volume-pixel (voxel) matrix that is transformed from a two-tone bitmap figure file. The liquid monomers are polymerized by means of a two-photon-absorption (TPA) phenomenon that is induced by a femtosecond (fs)-pulse laser. The yokels are generated consecutively to merge into adjoining yokels in the process of fabricating a pattern. The resolution of a fabricated pattern can be obtained under the diffraction limit of a laser beam by the two-photon absorbed polymerization (TPP). In this work, a beam-expanding technique has been applied to enlarge a working area and to fabricate precise patterns. Through this work, a working area is expanded by the technique as much as 2.5 times compared with a case of without a beam expanding technique, and precision of outside patterns is improved.

치과용 세라믹 보철물 소재 레이저 가공성 평가 (A study on the processing of dental ceramic composites by using laser)

  • 황준호;권성민;이찬우;김현덕;김임선;이규복
    • 대한치과보철학회지
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    • 제57권1호
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    • pp.1-7
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    • 2019
  • 목적: 레이저를 이용한 치과 보철물 세라믹 복합소재 Lava Ultimate와 IPS e.max의 가공성 평가를 하고자 한다. 재료 및 방법: 3M, Lava Ultimate와 Ivoclar vivadent, IPS e.max의 가공성 평가를 위해 $CO_2$ 레이저, 피코초 레이저, 펨토초 레이저를 사용하였으며, 공초첨 현미경을 이용하여 가공 형상을 분석하였다. 결과: 세라믹 복합체의 취성 및 탄화, 균열 등은 소재의 열축적에 영향을 받고 레이저 출력 및 펄스 시간에 의해 제어가 가능함을 알 수 있었다. 결론: $CO_2$ 레이저를 이용하여 세라믹 복합소재 가공 시 미세 균열과 탄화가 즉시 발생하였으며, 피코초 레이저 가공의 경우 미세 균열은 일부 개선되었으나 탄화 현상은 지속적으로 발생되었다. 하지만 펨토초 레이저를 이용한 레이저 가공 시 출력 대비 높은 효율의 가공성을 확인하였으며, 특히 세라믹 레진 복합소재인 Lava Ultimate의 경우 펨토초 레이저를 이용하여 가공 시 가장 우수한 가공성을 보였다.

펨토초 레이저의 주파수 모드를 이용한 정밀 길이 측정 (Precision Length Metrology using the Optical Comb of Femtosecond Pulse Lasers)

  • 진종한;김영진;김승우
    • 한국정밀공학회:학술대회논문집
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    • 한국정밀공학회 2005년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.216-219
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    • 2005
  • In precision length measurements using optical interferometry based on homodyne or heterodyne principles, it is crucial to have frequency-stabilized monochromatic light sources. To the end, we investigate the possibility of utilizing the optical comb constituted by ultrashort femtosecond pulse lasers generated from a gain medium of titanium-doped aluminium oxide $(Ti:Al_2O_3)$. The optical comb is stabilized by locking to the caesium atomic clock, which allows all the modes of the comb to maintain an extremely high level of frequency stabilization to precision of one part in $10^{16}$. Then, high precision length measurements are realized by extracting a single or group of particularly wanted optical frequency components or by adopting a third-party light source locked to the comb. Required measurement system setup will be presented in detail along with experimental results.

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극초단파레이저를 활용한 결정화에 의한 유리의 강도 증진 (Class Strengthening by Crystallization with Femto Second Laser Pulse)

  • 문필용;이강택;윤덕기;류봉기
    • 한국소성가공학회:학술대회논문집
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    • 한국소성가공학회 2005년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.171-174
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    • 2005
  • To improve the strength of glass is being studied in order to contribute to weight saving of flat panel displays. Generally, the strength achieved of glass-ceramics is higher as is the fracture toughness by the formation of a heterogeneous Phase inside glass. In this study, Ag-doped $45SiO_2-24CaO-24Na_2O-4P_2O_5$ glasses were irradiated to strengthen by crystallization using femto-second laser pulse. UV/VIS, Spectroscope, XRD, nano-indenter and SEM etc. irradiation of laser pulse without heat-treated samples was analyzed. Samples irradiated by laser had higher value$(4.4\~4.56{\ast}10-3Pa)$ of elastic modulus which related with strength of glass than values heat-treated samples and these are $1.2\~1.5$ times higher values than them of mother glass. This process can be applicable to the strengthening of thinner glass plate, and it has an advantage over traditional heat-treatment and ion-exchange method.

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펨토초 레이저와 나노초 레이저를 이용한 ITO Glass의 어블레이션 비교 연구 (A Comparative Study of ITO Glass Ablation Using Femtosecond and Nanosecond Lasers)

  • 전진우;신영관;김훈영;최원석;지석영;강희신;안상훈;장원석;조성학
    • 한국광학회지
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    • 제28권6호
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    • pp.356-360
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    • 2017
  • ITO는 높은 전기 전도도와 가시광선, 근적외선 영역에서 투명성을 가진다. LCD, OLED 등을 포함한 광학에 적용되는 부품들의 제조에 투명전극으로 ITO가 사용되고 있다. 가시광선 영역에서의 투명성과 높은 전도도 때문에 다양한 전기, 디스플레이 센서의 전극으로 이용되었다. 한 가지 사안은 기판의 특성에 충격없이 ITO, 금속 필름같은 특정한 영역의 층을 제거하는 부분이다. 레이저를 사용한 유리 위의 ITO 제거는 기존 방법에 비해 친환경적이다. 본 연구는 펨토초 레이저와 나노초 레이저를 사용하여 ITO를 제거하는 비교분석이다.

광전도안테나에 의한 광대역테라헤르츠파의 발생특성 (Generation of Ultra-Wideband Terahertz Pulse by Photoconductive Antenna)

  • 진윤식;김근주;손채화;정순신;김지현;전석기
    • 대한전기학회논문지:전기물성ㆍ응용부문C
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    • 제54권6호
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    • pp.286-292
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    • 2005
  • Terahertz wave is a kind of electromagnetic radiation whose frequency lies in 0.1THz $\~$10THz range. In this paper, generation and detection characteristics of terahertz (THz) radiation by photoconductive antenna (PCA) method has been described. Using modern integrated circuit techniques, micron-sized dipole antenna has been fabricated on a low-temperature grown GaAs (LT-GaAs) wafer. A mode-locked Ti:Sapphire femtosecond laser beam is guided and focused onto photoconductive antennas (emitter and detector) to generate and measure THz pulses. Ultra-wide band THz radiation with frequencies between 0.1 THz and 3 THz was observed. Terahertz field amplitude variation with antenna bias voltage, pump laser power, pump laser wavelength and probe laser power was investigated. As a primary application example. a live clover leaf was imaged with the terahertz radiation.

펨토초 레이저를 이용한 식품포장 필름의 표면 패터닝 및 특성 (Surface Patterning and Characterization of Food Packaging Films Using Femtosecond Laser)

  • 조영진
    • 한국포장학회지
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    • 제29권2호
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    • pp.111-118
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    • 2023
  • 본 연구에서 연속형 레이저와 나노초 레이저의 경우에는 고분자와 물성 조건이 맞지 않아서, 고분자 필름 표면에 특정 패터닝이 구현되지 않았다. 그러나, 펨토초 레이저를 활용하여 HDPE, PP, PET 등의 식품포장 필름의 표면에 패터닝이 구현됨을 확인하였다. 따라서, 본 연구에서 식품포장 필름에서 펨토초 레이저 패터닝 공정 조건을 확립하였고, 싱글 펄스에 의한 대면적 원형 패턴, 싱글 펄스를 30%를 중첩한 대면적 거칠기 패턴, 직선 패턴, 직선 패터닝을 중첩한 대면적 거칠기 패턴, 직선 패터닝을 교차하여 격자 패턴 등의 표면 패터닝 필름을 제작하였다. 또한, 표면 패턴 구조와 크기에 따른 패터닝 HDPE, PP, PET 필름은 SEM, AFM, 접촉각 분석을 통하여 그 특성을 확인하였다. 펨토초 레이저 패터닝을 하지 않은 각 대조군 필름의 표면 대비 대면적 원형 패터닝 HDPE 및 PP 필름, 싱글 펄스를 30%를 중첩한 대면적 거칠기 패터닝 및 직선 패터닝을 중첩한 대면적 거칠기 패터닝 PET 필름의 표면은 27.1-37.5°의 접촉각을 나타냄으로써, 패터닝 후에 HDPE, PP, PET 필름은 친수성 표면으로 변화되었다. 반면, 나노-마이크로 크기의 돌기 표면구조를 갖고 있는 대면적 격자 패터닝 HDPE 필름의 경우에는 120.4°의 접촉각을 보임으로써, 패터닝 후에 소수성 표면으로 변화되었다. 따라서, 패터닝을 통해 친수성 표면으로 바뀐 필름들은 단백질, 세포, 바이러스 등을 비롯하여 식품의 물질들이 달라붙지 못하거나, 쉽게 떨어지는 엔티파울링 응용분야에 활용이 가능하다. 또한, 향후 좀더 정밀한 나노 및 마이크로 돌기 구조를 갖는 격자 패터닝을 통해 150° 이상의 초소수성 표면을 제작하게 된다면, 자가 청소(Self-cleaning) 등의 초소수성 표면 응용분야에 활용 가능할 것이다.

X-선 자유전자 레이저를 위한 새로운 과학 (New Science Opportunities with X-Ray Free Electron Laser)

  • 구태영
    • 한국자기학회지
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    • 제21권6호
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    • pp.231-236
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    • 2011
  • X-선 자유전자레이저(XFEL)는 펨토초의 펄스형태, 완벽한 결맞음 및 고휘도 특성으로 X-선 실험과학분야의 새로운 시대를 예고하는 꿈의 X-선 광원장치로 언급되고있다. XFEL에 관한 간략한 소개와 현재 세계적으로 진행되고 있는 XFEL 시설현황을 살펴보고, 대표적인 실험장치를 개념적으로 분류해서 정리해 보고자 한다. 특히 자성연구분야와 관련된 제안 및 연구사례를 간략하게 언급하고, 지금 현재 진행 중인 포항가속기연구소의 XFEL 프로젝트의 개요와 XFEL 활용을 위해서 제안된 대표적인 과학프로그램을 살펴보고자 한다.

순수 알루미나와 탄소나노튜브 강화 알루미나 복합체의 극초단 펄스레이저 가공특성 비교 (Comparison of Ablation Characteristics of Carbon Nanotube reinforced Hybrid Al2O3 by using Ultrashort Pulse Laser)

  • 이준영;윤지욱;강명창;조성학
    • 한국기계가공학회지
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    • 제12권6호
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    • pp.23-29
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    • 2013
  • In this paper, pure $I_{ph}$ and hybrid carbon nanotube reinforced $I_{ph}$ were sintered using the SPS(spark plasma sintering) method for high densification. A nanosecond laser (${\lambda}=1063nm$, ${\tau}P=10ns$) and a femtosecond laser (${\lambda}=1027nm$, ${\tau}P=380fs$) were installed on an optical system for the micromachining test. The ablation characteristics of the pure $I_{ph}$ and CNT/$I_{ph}$ composites, such as thermal effect and ablation depth, were investigated using FE-SEM and a confocal microscope device. Laser machining results for the two mating materials showed improved performances: CNT/$I_{ph}$ composites showed good surface morphology of hole drilling without a melting zone due to the composites' high thermal properties; also, the ablated depth of CNT/$I_{ph}$ was higher than that of pure $I_{ph}$.