초단파 레이저 특징

초단파 레이저 특징에 대하여 살펴 보겠습니다.

초단파 레이저

초단파 레이저의 특징은 일반적으로 다른 레이저와 매우 비슷합니다. 그래서 비교적 이론적 기초 교육을 배우기 쉬운 특징이 있습니다. 생성 원리는 일반적으로 두 개 이상의 반사 실린더에서 빛이 진동 되면서 생성됩니다. 즉, 진동으로 생성된 분자들은 레이저에서 생성된 광원 분자와 동일한 주파수를 가지며, 결국 반사 실린더와 레이저 빛으로 만들어진 분자는 진동에 의해서 만들어진 주파수가 동일합니다.

이렇게 진동에 의해 생성된 분자들은 레이저 장치 내부에서 수직으로 떨어지는 거울이 있는 곳에서 모이면서 다시 반사되어 작은 에너지의 빛을 형성하는 특징이 있습니다. 그리하여 다른 레이저에 비해 짧은 진동 주기가 발생 되어지며, 높은 파장과 주파수를 가지기 때문에 높은 에너지의 빛을 방출합니다.

초단파 레이저의 또 다른 특징으로 이동(전송) 이 매우 빠릅니다. 왜냐하면 빛의 파장이 미세한 것을 이용하여 더 높은 전송 속도를 실현할 수 있는 특징이 있기 때문에입니다. 그래서 레이저를 이용한 여러 장치에서 서로 상호 통신을 위해서 신호가 끊기지 않고 안정적인 신호를 유지 할 수 있습니다.

그 외 또 다른 특징으로는 높은 집광성을 가지고 있고, 파장이 짧기 때문에 사용자가 지정한 일정한 위치로 레이저 빛을 모으는 성질이 매우 높은 특징이 있습니다. 그리하여 다양한 분야에서 이용되고 있으며, 대표적으로 광섬유 연결 장치에서 뛰어난 효력을 발휘하고, 데이터 손실을 최소화하여 많은 정보가 보존되어 매우 높은 보안을 유지 할 수 있습니다.

마지막으로 높은 안정성입니다. 일반적으로 사람이 눈으로 인지 할 수 있는 노란 빛에 비해 파장이 짧기 때문에 자연스러운 파장의 음파 흔들림에 대한 민감도가 적어 안정성이 높습니다. 하지만 노란 빛이 아닌 다른 색깔의 빛에서는 매우 불안정하여 레이저 빛을 취급하는데 많은 어려움이 존재 하는 특징이 있습니다. 그러므로 매우 짧은 주파수로 인하여 거리가 아주 먼 나쁜 지형 조건에서 양방향의 통신에 매우 불안정한 특징이 있습니다.

초단파 레이저의 사용 분야

초단파 레이저는 일종의 레이저 광선으로서, 빛의 파장 왕복 주파수가 약 1만 ~ 300억 헤르츠(Hz)의 범위내에 있는 레이저 빛입니다. 즉, 빔의 주파수가 높기 때문에 전자기파의 무선 통신 시스템 및 레이더에서 빛을 대신하여 사용되며, 광 송신과 관련해서도 많이 사용되고 있습니다. 그리고 광 통신 분야에 매우 많이 사용 되고 있습니다. 이외에도 아래에서 보다 많은 분야에서 사용 되고 있는 분야에 대하여 살펴보자.

UVA, UVB, UVC 사용

UVA 광선은 인간의 눈에 보이지 않는 파장 대역으로, 자외선 비행기 관측, 자외선 센서 처리제 등 다양한 분야에서 사용됩니다. 그리고 UV를 조사하는 소규모 식견 계량 장치, 의료계 등에서 활용되며, UVC 광선은 현재까지는 인간이 삶을 개선하는 분야에 사용 되고 있습니다.

또한 초단파 레이저는 먼저, 의료 분야에서는 UVB 광선을 이용하여 광 치료가 가능합니다. 광치료는 하얀색 광선(블루 라이트와 같은)이 피부의 상처에 직접 작용해 염증 치료에 유용합니다. 그리고 광치료는 자외선 경화제나 피부 노화 방지제 등에서도 사용됩니다.

UVA와 UVB 광선은 광적절성평가시스템(PEMS)과 관련해 자동차 대기 검사와 같이 광택성 측정을 통해 미세 먼지를 측정하기 위해 이용됩니다. 그래서 광택성 측정 도구로, 빛의 각도, 밝기, 색상 등을 측정하고, 자동차 표면 상의 먼지와 오염물질의 분포도 등을 판단하는 용도로 사용합니다. 이 외에도, UVC 광선은 다양한 대조물의 구성을 알아보기 위한 연구에 이용되고 있습니다. 또한, 광대역 통신 분야에서 초단파 레이저가 사용되고 있습니다.

군사 분야

레이더는 대부분 초단파 레이저 원리를 이용하여 작동합니다. 왜냐하면 높은 에너지 기반이 필요한 뛰어난 분별과 감도를 제공하기 위하여 쓰여집니다. 그래서 초단파 레이더는 기체와의 대기 전파가 가능해지며, 또한 반사체가 굵은 구름에서 특정 호기와 각도에 있어도 보는 거리를 단축 시킬 수 있습니다.

예술(Art) 분야 사용

초단파 레이저는 섬유 물질, 금속 등 다양한 재료에 작용하여 다양한 예술(Art) 작품을 만들어 낼 수 있습니다. 그리고 미세한 금속 선을 직접 작성하는 일본의 ‘아트 레이저’가 대표적으로 알려져 있습니다. 결국 다양한 분야에서 활용되고 있으며, 레이저 기술 발전에 따라 더욱 활용 범위가 넓어질 것으로 기대됩니다.

이외에도 초단파 레이저의 이용 분야는 광학 저장장치, 레이저 가공 분야에서 널리 사용됩니다.또한, 레이저 발진 중 발생하는 열 자극이 낮은 복원 효과를 갖는 백색 세라믹을 개발하는 연구가 이루어졌다는 것을 알 수 있습니다. 하지만 레이저를 사용하다가 때때로 흔들림 보정 및 레이저 빛 보정이 필요하기도 합니다.

초단파 레이저의 단점

이렇게 사용 분야가 많아질수록 레이저 빛에 대한 응답 속도가 빠르기 때문에 진동 또는 불안정한 주파수의 흔들림으로 인한 광원 빛의 품질이 시간이 지남에 따라 현저히 감소 되어집니다.

따라서 안정적으로 레이저 빛을 사용하기 위해서는 주기적으로 사용 분야에 대한 연구와, 정비 작업을 수행하는 등의 추가적인 조치가 필요합니다.