차세대형 600W급 다이오드 고체레이저 개발

기존 CO2 레이저는 물론 반도체 D램 공정인 초고집적 리소그라피(lithography) 공정에 사용되고 있는 엑시머 레이저를 대체해 가공능력을 획기적으로 높일 수 있는 다이오드 고체레이저시스템이 국내 연구진에 의해 개발됐다.

한국원자력연구소(소장 장인순) 양자광학기술개발 이종민 박사팀(미래원자력기술개발단장)은 6일 과기부 원자력연구개발 중장기 계획사업의 하나로 최근 기존 가공용 레이저보다 고효율이면서 50배 이상의 정밀도를 대폭 향상시킨 평균출력 600W급의 다이오드 고체레이저시스템을 개발했다고 발표했다.

이번에 개발된 레이저시스템은 크기가 기존시스템의 20% 수준에 불과할 정도로 소형이고 레이저의 수명이 기존에 비해 월등히 길기 때문에 현재 널리 이용되고 있는 플래시 램프형 Nd:YAG 레이저 및 CO2 레이저 등 기존 레이저를 대체할 수 있는 새로운 방식이다.

특히 이 고체레이저는 기존 섬광등(flashlamp) 대신에 반도체로 제작된 레이저 다이오드(LD)를 사용하는 고체레이저(DPSSL:Diode-Pumped Solid State Laser)로 레이저 헤드 부분의 유리관으로 된 냉각수관 안에 있는 레이저 매질인 Nd:YAG에 레이저 다이오드로 에너지를 주입시켜 레이저 물질로부터 레이저 광을 뽑아내는 방식으로 에너지 효율이 21%로 월등히 높다.

또 수 ㎛로 50배 이상 정밀도가 우수하고 다이오드의 교체 시기가 1만시간 이상으로 수명도 월등히 길며 레이저 출력의 공간분포가 매우 균일하여 가공 특성이 획기적으로 개선되는 장점이 있다.

<정창훈기자 chjung@etnews.co.kr>