이산화 탄소 레이저

"오늘의AI위키"는 AI 기술로 일관성 있고 체계적인 최신 지식을 제공하는 혁신 플랫폼입니다.
"오늘의AI위키"의 AI를 통해 더욱 풍부하고 폭넓은 지식 경험을 누리세요.

1. 개요
2. 역사
3. 작동 원리
- 3.1. 개체수 반전
- 3.2. 에너지 효율
4. 구성
5. 출력
6. 응용 분야
7. 위험성
참조

1. 개요

이산화 탄소 레이저는 1964년 찬드라 쿠마르 파텔에 의해 개발된 레이저의 한 종류이다. 이산화 탄소, 질소, 헬륨 등의 가스를 활용하며, 질소 분자의 에너지 전달을 통해 이산화 탄소 분자를 여기시켜 레이저 발진을 유도한다. 10.6μm와 9.6μm 파장을 중심으로 9.2-10.8μm 정도의 파장 범위를 가지며, 산업, 의료, 군사 등 다양한 분야에서 활용된다. 산업 분야에서는 절단 및 용접에, 의료 분야에서는 외과 수술 및 피부 질환 치료에 사용되며, 군사용 거리 측정기 및 우라늄 농축에도 사용된다. 다만, 눈과 피부에 화상을 입힐 수 있어 주의가 필요하다.

더 읽어볼만한 페이지

미국의 발명품 - 텔레비전
텔레비전은 움직이는 영상과 소리를 전기 신호로 변환하여 전송하고 수신 측에서 다시 영상과 소리로 바꾸는 기술을 이용한 매체로, 닙코프 원판을 이용한 초기 기계식 방식에서 음극선관 발명을 통해 전자식으로 발전하여 디지털 기술과 다양한 디스플레이 기술 발전을 거쳐 현재에 이르렀으며 사회, 문화, 경제적으로 큰 영향을 미치지만 건강 문제 및 부정적 콘텐츠 노출 등의 부작용도 존재한다.
미국의 발명품 - 태양 전지
태양전지는 빛 에너지를 전기 에너지로 변환하는 장치로, 기술 발전을 거듭하여 발전 효율이 크게 향상되었고 다양한 분야에 응용되고 있으며, 고집광 태양전지와 페로브스카이트 태양전지 등의 새로운 기술 개발과 투자가 지속적으로 요구되는 지속 가능한 에너지원이다.
토막글 틀에 과도한 변수를 사용한 문서 - 전향
전향은 종교적 개종이나 노선 변경을 의미하며, 근대 이후 정치적 이념 변화를 지칭하는 용어로 확장되어 개인의 신념 변화, 정치적 압력 등 다양한 요인으로 발생하며, 사회주의·공산주의로부터의 전향, 전향 문학, 냉전 시대 이후의 전향 현상 등을 폭넓게 논의한다.
토막글 틀에 과도한 변수를 사용한 문서 - 포토마스크
포토마스크는 반도체, 디스플레이, 인쇄 회로 기판 제조 시 웨이퍼에 회로 패턴을 전사하는 마스크로, 기술 발전을 거듭하며 융용 실리카 기판과 금속 흡수막을 사용하고 위상 천이 마스크, EUV 마스크 등의 고급 기술이 개발되어 반도체 미세화에 기여하고 있지만, 높은 제작 비용과 기술적 어려움은 해결해야 할 과제이다.
토론 이름공간 토막글 - 전향
전향은 종교적 개종이나 노선 변경을 의미하며, 근대 이후 정치적 이념 변화를 지칭하는 용어로 확장되어 개인의 신념 변화, 정치적 압력 등 다양한 요인으로 발생하며, 사회주의·공산주의로부터의 전향, 전향 문학, 냉전 시대 이후의 전향 현상 등을 폭넓게 논의한다.
토론 이름공간 토막글 - 포토마스크
포토마스크는 반도체, 디스플레이, 인쇄 회로 기판 제조 시 웨이퍼에 회로 패턴을 전사하는 마스크로, 기술 발전을 거듭하며 융용 실리카 기판과 금속 흡수막을 사용하고 위상 천이 마스크, EUV 마스크 등의 고급 기술이 개발되어 반도체 미세화에 기여하고 있지만, 높은 제작 비용과 기술적 어려움은 해결해야 할 과제이다.

이산화 탄소 레이저
개요
이산화 탄소 레이저 다이어그램
종류	기체 레이저
활성 매질	이산화 탄소 (CO2)
파장	일반적으로 9.6 µm 및 10.6 µm, 0.9~12.1 µm의 다양한 파장
출력	밀리와트에서 킬로와트
효율	30%까지
상세 정보
작동 원리	분자 진동
펌핑 방법	방전 광학
냉각 방식	가스 흐름 물 냉각
용도	산업 의료 군사
역사
최초 개발	C. K. N. 파텔, 1964년

2. 역사

1916년 알베르트 아인슈타인이 베를린 대학교 재직 중 "양자론에 기초한 유도 방출과 흡수", "유도 방출의 양자론"에서 레이저의 기본이 되는 유도 방출 개념을 발표했다.^[24]
1964년 벨 연구소의 인도 출신 물리학자 찬드라 쿠마르 파텔이 탄산 가스 레이저 발진에 성공했다.^[25] 질소와 헬륨 첨가로 고출력화와 안정화가 이루어졌다.^[26]
1968년 의료용 고출력 레이저가 개발되었다.^[27]^[28]

3. 작동 원리

탄산 가스 레이저의 반전 분포는 다음과 같은 과정을 거쳐 이루어진다.

1. 전자가 충돌하면서 질소 분자의 진동이 격렬해진다. 질소는 등핵 분자이므로 광자를 방출해도 에너지를 잃지 않으며, 높은 진동 준위는 준안정 상태로 장시간 지속된다.

2. 질소 분자와 이산화 탄소 분자가 충돌하여 공명 여기를 통해 에너지 교환이 일어나면, 이산화 탄소 분자도 진동 준위가 높아진다. 바닥 상태의 분자보다 많은 이산화 탄소 분자가 상위 준위로 전이되면서 해당 영역이 반전 분포 상태에 도달하면, 미약한 광자의 통과나 충돌에 의해 유도 방출이 연속적으로 발생하여 레이저 발광이 일어난다. 이산화 탄소 분자에 전자가 직접 충돌하는 것으로도 에너지를 얻어 반전 분포에 도달할 수 있다.

3. 큰 진동 에너지를 가진 (뜨거운) 상태의 질소 분자나 이산화 탄소 분자는 차가운 헬륨 원자 등과의 충돌에 의해 바닥 상태로 전이되어 냉각된다.

일반적으로 가스 레이저는 에너지 효율이 낮지만, 탄산 가스 레이저는 예외적으로 에너지 효율이 좋다. 다른 분자에서는 바닥 상태에서 반전 분포 상태까지의 준위 차가 넓어 발광에 사용되는 에너지가 극히 일부에 불과하다. 반면 질소 분자와 이산화 탄소 분자의 조합에서는, 여기 상태의 질소 분자의 진동 에너지가 이산화 탄소 분자를 반전 분포 상태로 만드는 데 필요한 에너지와 거의 일치한다. 에너지 교환이나 반전 분포 전에 냉각되는 분자 등이 있다는 점과, 이산화 탄소 분자 또한 바닥 상태에서 반전 분포까지 얻은 에너지의 절반 정도밖에 적외선 방사에 이용할 수 없다는 점을 감안하더라도, 낭비가 적기 때문이다. 이산화 탄소 분자는 상위 준위로 전이 후 준안정 상태에서의 지속 시간이 비교적 긴 것도, 양호한 효율에 기여하고 있다.

3. 1. 개체수 반전

전자 충격은 질소의 v1(1)^영어 양자 진동 모드를 여기시킨다. 질소는 동핵 분자이므로 이 에너지를 광자 방출로 잃을 수 없으며, 여기된 진동 모드는 따라서 준안정 상태이며 비교적 수명이 길다. v1(1)^영어과 v3(1)^영어은 거의 완벽하게 공명하며(총 분자 에너지 차이는 질소 분자의 비조화성, 원심 왜곡 및 진동-회전 상호 작용을 고려할 때 3 cm⁻¹ 이내이며, 이는 맥스웰 속도 분포의 병진 모드 에너지로 보충된다), 질소 분자는 진동 모드 에너지를 이산화 탄소(CO₂) 분자로 전달하여 충돌적으로 감쇠되어 이산화 탄소가 v3(1)^영어 (비대칭 신축) 진동 모드 양자 상태로 여기되도록 한다. 그런 다음 이산화 탄소 분자는 v1(1)^영어 (대칭 신축) 진동 모드로 떨어져 10.6 μm 또는 v20(2)^영어 (굽힘) 진동 모드로 떨어져 9.6 μm로 방사선 방출한다. 그런 다음 이산화 탄소 분자는 차가운 헬륨 원자와의 충돌을 통해 v1(1)^영어 또는 v20(2)^영어에서 v20(0)^영어 진동 모드 바닥 상태로 전이하여 개체수 반전을 유지한다.

3. 2. 에너지 효율

이산화탄소 레이저는 다른 레이저에 비해 예외적으로 에너지 효율이 좋습니다. 그 이유는 다음과 같습니다.

다른 분자들은 바닥 상태와 반전 분포 상태 간의 에너지 준위 차이가 커서, 레이저 발광에 사용되는 에너지가 극히 일부에 불과합니다.
하지만 질소 분자와 이산화탄소 분자의 조합에서는, 여기된 질소 분자의 진동 에너지가 이산화탄소 분자를 반전 분포 상태로 만드는 데 필요한 에너지와 거의 일치합니다.
에너지 교환이나 반전 분포 전에 냉각되는 분자도 있고, 이산화탄소 분자 또한 바닥 상태에서 반전 분포까지 얻은 에너지의 절반 정도만 적외선 방사에 이용할 수 있지만, 에너지 낭비가 적습니다.
이산화탄소 분자는 상위 준위로 전이된 후 준안정 상태에서 비교적 오랫동안 머무르는 것도 에너지 효율을 높이는 데 기여합니다.

구체적인 반전 분포 형성 과정은 다음과 같습니다.

1. 전자가 질소 분자와 충돌하여 진동을 일으킵니다. 질소는 등핵 분자이므로 광자를 방출해도 에너지를 잃지 않으며, 높은 진동 준위는 준안정 상태로 오래 지속됩니다.

2. 질소 분자와 이산화 탄소 분자가 충돌하여 공명 여기를 통해 에너지를 교환합니다. 이로 인해 이산화탄소 분자도 진동 준위가 높아집니다.

3. 바닥 상태보다 많은 이산화탄소 분자가 상위 준위로 전이되면 해당 영역은 반전 분포 상태가 됩니다. 이때 미약한 광자가 통과하거나 충돌하면 유도 방출이 연속적으로 발생하여 레이저가 발광합니다.

4. 이산화탄소 분자에 전자가 직접 충돌하여 에너지를 얻어 반전 분포에 도달할 수도 있습니다.

5. 큰 진동 에너지를 가진 (뜨거운) 상태의 질소 분자나 이산화탄소 분자는 차가운 헬륨 원자 등과 충돌하여 바닥 상태로 전이되어 냉각됩니다.

4. 구성

이산화 탄소(CO₂) 레이저는 적외선에서 작동하기 때문에 특수한 재료가 필요하다. 일반적으로 거울은 은도금 처리가 되며, 창과 렌즈는 게르마늄 또는 셀렌화 아연으로 만들어진다. 고출력 응용 분야에서는 금 거울과 셀렌화 아연 창 및 렌즈가 선호된다. 다이아몬드 창과 렌즈도 사용되고 있다. 다이아몬드 창은 매우 비싸지만 높은 열전도율과 경도로 인해 고출력 응용 분야와 오염된 환경에서 유용하다. 다이아몬드로 만들어진 광학 소자는 광학적 특성을 잃지 않고 샌드 블라스팅 처리까지 가능하다. 역사적으로 렌즈와 창은 소금(염화 나트륨 또는 염화 칼륨)으로 만들어졌다. 이 재료는 저렴했지만, 렌즈와 창은 대기 중의 수분에 노출되면 천천히 열화되었다.^[4]

CO₂ 레이저는 밀리와트(mW)에서 수백 킬로와트(kW) 사이의 연속파(CW) 출력을 갖도록 제작될 수 있다.^[5] 또한 회전 거울이나 전기 광학 스위치를 사용하여 CO₂ 레이저를 능동적으로 Q-스위칭하는 것이 매우 쉬우며, 최대 기가와트(GW)의 Q-스위칭 피크 출력을 얻을 수 있다.^[6]

레이저 전이가 실제로 선형 삼원자 분자의 진동-회전 밴드에 있기 때문에, P 및 R 밴드의 회전 구조는 레이저 공진기의 튜닝 소자에 의해 선택될 수 있다. 분산 프리즘은 중적외선에서 투과하는 대부분의 매질이 빛의 일부를 흡수하거나 산란시키기 때문에 튜닝 소자로는 실용적이지 않으므로, 주파수 튜닝 소자는 거의 항상 회절 격자이다. 회절 격자를 회전시켜 진동 전이의 특정 회전선을 선택할 수 있다. 가장 미세한 주파수 선택은 에탈론을 사용하여 얻을 수도 있다. 실제로, 동위원소 치환과 함께, 이는 대략 1 cm⁻¹ (30 GHz) 간격으로 분리된 연속적인 주파수 빗살이 880 ~ 1090 cm⁻¹까지 확장될 수 있음을 의미한다. 이러한 "선 튜닝" 이산화 탄소 레이저^[7]는 주로 연구 응용 분야에서 관심 대상이다. 레이저의 출력 파장은 이산화 탄소 분자에 포함된 특정 동위원소에 의해 영향을 받으며, 더 무거운 동위원소는 더 긴 파장 방출을 유발한다.^[3]

4. 1. 광 공진기

이산화 탄소 레이저의 가장 기본적인 형태는 가스 방전(위에 명시된 것과 유사한 혼합물)으로 구성되며, 한쪽 끝에는 완전 반사체가 있고 출력단에는 출력 결합기(부분 반사 거울)가 있다.^[4]

탄산 가스 레이저의 기본 형식은 저압 혼합 가스를 포함한 파이렉스 유리로 제작된 방전관(광 공진기)의 한쪽 끝에 반사율 99.5% 이상의 전반사 거울을 놓고, 다른 쪽 끝에는 반사율 35-60% 정도의 반사경(부분 반사경, 출력 거울)을 배치하며, 빛을 차단하지 않는 방전관 내부의 측면이나 양쪽에 방전용 전극을 갖추는 것이다. 거울 크기에 대응하는 원형 등의 확산을 가지며 평행하고 코히어런트한 광 출력이 반사경 측에서 얻어지므로, 그 후, 이용에 적합하도록 렌즈나 오목 거울로 집광되거나 빔 직경이 좁혀진다. 대출력의 빛을 유도하는 데에 광섬유가 사용되는 경우는 드물며, 파장에 대응하는 고반사 거울이 사용된다. 광 가열 문제를 줄이기 위해 레이저 출력을 보다 고출력 시스템에 다단 결합하는 경우도 있다. 거울은 방전관 양쪽에 일체로 만들어지는 것 외에도 방전관 외부에 배치되는 것이 있다.

사용되는 거울은 은이 증착된다. 창과 렌즈는 게르마늄 또는 셀렌화 아연을 사용한다. 고출력이 필요한 경우에는 금 거울과 셀렌화 아연 창 및 렌즈가 적합하다. 다이아몬드 창과 렌즈를 사용하는 경우도 있다. 다이아몬드 창은 매우 고가이지만, 열전도율이 높고 단단하기 때문에 산업용 고출력 레이저에 적합하다.

4. 2. 사용 재료

이산화 탄소(CO₂) 레이저는 적외선에서 작동하기 때문에 제작에 특수한 재료가 필요하다. 일반적으로 거울은 은도금 처리가 되며, 창과 렌즈는 게르마늄 또는 셀렌화 아연으로 만들어진다. 고출력 응용 분야에서는 금 거울과 셀렌화 아연 창 및 렌즈가 선호된다. 다이아몬드 창과 렌즈도 사용되고 있다. 다이아몬드 창은 매우 비싸지만 높은 열전도율과 경도로 인해 고출력 응용 분야와 오염된 환경에서 유용하다. 다이아몬드로 만들어진 광학 소자는 광학적 특성을 잃지 않고 샌드 블라스팅 처리까지 가능하다. 역사적으로 렌즈와 창은 소금(염화 나트륨 또는 염화 칼륨)으로 만들어졌다. 이 재료는 저렴했지만, 렌즈와 창은 대기 중의 수분에 노출되면 천천히 열화되었다.^[4]

4. 3. 혼합 가스

활성 레이저 매질 (레이저 이득/증폭 매질)은 전력량에 따라 공기 또는 물로 냉각되는 가스 방전이다. 밀봉된 방전관 내부의 충전 가스는 약 10–20%의 이산화 탄소(CO₂), 약 10–20%의 질소(N₂), 몇 %의 수소(H₂) 및/또는 제논(Xe)으로 구성되며 나머지는 헬륨(He)이다. 지속적으로 펌핑되는 ''흐름식'' 레이저에서는 다른 혼합물을 사용한다. 특정 비율은 레이저마다 다르다.^[32]

헬륨의 첨가는 준공명 해리 반응으로 인해 N₂의 초기 진동 여기에서 역할을 하는 준안정 He(2³S₁)을 만든다. 헬륨을 네온 또는 아르곤과 같은 다른 비활성 기체로 대체하면 레이저 출력이 향상되지 않는다.^[2]

분자 진동 및 회전 모드 양자 상태의 여기 에너지가 낮기 때문에 이러한 양자 상태 간의 전이로 인해 방출되는 광자는 가시광선 및 근적외선보다 상대적으로 낮은 에너지와 더 긴 파장을 갖는다. CO₂ 레이저의 9–12 μm 파장은 중요한 적외선 창에 속하고(이 파장에서 최대 80%의 대기 투과율), 많은 천연 및 합성 물질이 이 범위에서 강한 특성 흡수를 가지므로 유용하다.^[3]

4. 4. 방전 및 냉각

레이저 가공기에 사용되는 고출력 이산화 탄소 레이저는 광 공진기 내에서 100kHz, 2MHz, 13.56MHz와 같은 고주파 전류를 사용하여 방전을 일으켜 매질에 에너지를 공급한다. 이때, 입열 등을 고려하여 고주파 방전 전류를 단속함으로써 펄스파를 만들고, 반복 주파수는 일정한 채로 펄스파의 길이를 변화시켜 듀티비를 조절하여 출력을 제어한다.^[33] Q 스위치 레이저에서는 음향 광학적, 전기 광학적 또는 회전경 방식 등으로 Q값을 조정하여 짧은 펄스이면서도 높은 피크 파워를 얻는다.^[33]

레이저를 연속 발진시키면 혼합 가스가 열화되므로 쉬게 해야 하며, 헬륨 원자가 열을 띠므로 냉각이 필요하다. 소출력 용도로 사용되는 "봉입형"에서는 유리 용기 측벽에서 공냉("저속 축류형")이나 수냉으로 냉각한다. 대출력에서는 혼합 가스를 방전관 내에 봉입하지 않고, 광 출력과 동축 방향("고속 축류형")이나 측면 방향("삼축 직교형")으로 빠르게 흐르게 하여 외부 냉각 기구와 순환시킨다.^[33] 가스압이 높을수록 고출력이 가능하므로, 광 공진기 양쪽에 전극을 샌드위치 형태로 배치하여 전압 기울기를 높여 대기압에서도 방전이 가능한 TEA(Transversely Excited Atmospheric) 방식도 있다.^[33]

5. 출력

CO₂ 레이저는 밀리와트(mW)에서 수백 킬로와트(kW) 사이의 연속파(CW) 출력을 갖도록 제작될 수 있다.^[5] 또한 회전 거울이나 전기 광학 스위치를 사용하여 CO₂ 레이저를 능동적으로 Q-스위칭하는 것이 매우 쉬우며, 최대 기가와트(GW)의 Q-스위칭 피크 출력을 얻을 수 있다.^[6]

이산화 탄소 분자의 특성상 10.6μm과 9.6μm의 두 파장을 중심으로 9.2-10.8μm 정도의 파장 범위를 가진다. 광 공진기를 조정하여 P 밴드와 R 밴드의 회전 구조를 선택할 수 있다. 주파수 튜닝은 대부분 회절 격자를 사용한다. 회절 격자를 회전시키면, 진동 전이의 특정 회전 흡수선을 선택할 수 있다. 주파수의 정밀한 선택에는 에탈론을 사용하기도 한다. 이와 동위원소 치환을 사용하면, 파수 880 cm^-1에서 1090 cm^-1의 범위에 연속적으로 분포하는 빗살 모양이 된다. 이러한 탄산 가스 레이저는 주로 연구 용도로 사용된다.^[36]

6. 응용 분야

이산화 탄소 레이저는 고출력이 가능하여 산업 분야에서 레이저 가공기, 레이저 용접 등에 사용되며, 중출력 레이저는 조각 등에 이용된다. 출력 파장이 물에 흡수되기 쉬워 외과 수술에서 레이저 메스로 사용되며, 치과 치료^[37], 성형외과 및 피부 질환^[38] 치료에도 이용된다. 이스라엘에서는 수술 시 봉합 대신 이산화 탄소 레이저로 세포를 결합하는 실험을 진행 중이다^[39]. 래피드 프로토타이핑의 광원으로도 사용된다^[40].

아크릴 수지(PMMA)는 2.8μm에서 25μm 파장대의 적외선을 흡수하므로, 마이크로 유체 장치 제조에 이산화 탄소 레이저가 사용되기도 한다^[41]^[42].

적외선은 대기에서 흡수·감쇠가 비교적 적어, LIDAR 기술을 이용한 군사용 광파 거리 측정기에 사용된다.

6. 1. 산업

높은 출력(레이저의 합리적인 비용과 결합) 때문에 CO₂ 레이저는 절단 및 용접과 같은 산업 분야에 자주 사용되며, 저출력 레이저는 조각에 사용된다.^[8] 선택적 레이저 소결에서는 CO₂ 레이저를 사용하여 플라스틱 분말 입자를 부품으로 융합시킨다.

탄산 가스 레이저는 고출력이 가능하기 때문에 산업 분야에서는 가공용으로 절단 및 천공을 수행하는 레이저 가공기, 레이저 용접이 사용되고 있다. 중출력에서는 조각 등에 이용되고 있다. 래피드 프로토타이핑의 광원으로서도 이용되고 있다.^[40]

아크릴 수지(PMMA)는 2.8μm에서 25μm의 파장대 적외선을 흡수하기 때문에 아크릴 수지로 마이크로 유체 장치를 제조하는데 탄산 가스 레이저가 사용되기 시작했다.^[41]^[42]

6. 2. 의료

레이저 수술 및 피부 박피술(레이저 안면거상술)과 같이 물이 이 주파수의 빛을 매우 잘 흡수하는 성질을 이용하여 외과적 수술 절차에 유용하게 사용된다.^[9] CO₂ 레이저는 혹이나 작은 결절을 제거하여 음경 유두 돌기와 같은 특정 피부 질환을 치료하는 데 사용될 수 있다. 또한 성대 낭종과 같은 성대 병변을 제거하는 데 사용될 수 있다.^[10] 이스라엘의 연구자들은 전통적인 수술 봉합사의 대안으로 CO₂ 레이저를 사용하여 인체 조직을 용접하는 실험을 하고 있다.^[11]

10.6 μm CO₂ 레이저는 절개와 지혈이 모두 광열적(복사적으로)으로 이루어지는 연조직용 최적의 레이저 수술로 남아 있다.^[12]^[13]^[14]^[15] CO₂ 레이저는 대부분의 시술에서 레이저 메스 대신 사용할 수 있으며, 기계적 외상으로 수술 부위가 손상될 수 있는 섬세한 부위에서도 사용된다. 다른 파장의 레이저에 비해 인간 및 동물 전문 분야의 연조직 시술에 가장 적합하다. 장점으로는 출혈 감소, 수술 시간 단축, 감염 위험 감소, 수술 후 부기 감소 등이 있다. 응용 분야로는 부인과, 치과, 구강악안면외과 등이 있다.

9.25–9.6 μm 파장의 CO₂ 치과용 레이저는 때때로 경조직 제거에 치과에서 사용된다. 경조직은 최대 5000°C의 온도에서 제거되며, 밝은 열 복사를 생성한다.^[16]

탄산 가스 레이저는 치과 치료^[37], 성형외과 영역이나 피부 질환^[38](진주종 음경 소결절 제거술, 일반성 모반 등의 피부 상의 융기물 제거)에 이용되고 있다. 이스라엘에서는 수술 시 봉합 대신 탄산 가스 레이저로 세포를 구워 붙이는 실험을 하고 있다.^[39]

6. 3. 기타

폴리메틸 메타크릴레이트(PMMA)는 2.8–25 μm 파장대에서 적외선을 흡수하는 성질을 가지고 있어, 최근에는 수백 마이크로미터 채널 폭을 가진 미세 유체 장치 제작에 CO₂ 레이저가 사용되고 있다.^[17]

지구 대기가 적외선에 비교적 투명하므로, CO₂ 레이저는 LIDAR 기술을 활용한 군사용 거리 측정기에도 사용된다.

CO₂ 레이저는 분광학^[18] 및 우라늄 농축을 위한 SILEX 공정에도 사용된다.

반도체 제조 과정에서 CO₂ 레이저는 극자외선 발생에 사용된다.

소련의 폴류스는 궤도 무기로서 전략 방위 구상 위성을 파괴하기 위해 메가와트급 탄산 가스 레이저를 사용하도록 설계되었다. 대한민국은 이러한 군사적 이용에 반대하며 평화적인 목적의 기술 개발에 주력해야 한다고 주장한다.

7. 위험성

이산화 탄소 레이저는 눈의 각막 표면에 화상을 입힐 수 있으며, 고출력 광선은 피부에 직접 닿으면 화상의 위험이 있다.^[43]

참조

_[1] 간행물 Continuous-Wave Laser Action on Vibrational-Rotational Transitions of CO₂
_[2] 간행물 CW High-Power CO₂-N₂-He Laser
_[3] 웹사이트 Gas Lasers: CO₂ Lasers - progressing from a varied past to an application-specific future http://www.laserfocu[...] 2016-11-04
_[4] 웹사이트 Output Couplers http://www.ophiropt.[...] Ophir Optronics Solutions Ltd. 2014-02-17
_[5] 웹사이트 Carbon-Based Curtain Absorbs Stray Laser Light http://www.defensete[...] Tech Briefs Media Labs 2007-11-30
_[6] 웹사이트 Carbon Dioxide Amplifier https://web.archive.[...]
_[7] 서적 Tunable Lasers Handbook Academic, New York
_[8] 간행물 Bidimensional codes recorded on an oxide glass surface using a continuous wave CO₂ laser
_[9] 서적 Grabb and Smith's Plastic Surgery Lippincott Williams & Wilkins 2014
_[10] 간행물 Microdissection or Microspot CO₂ Laser for Limited Vocal Fold Benign Lesions: A Prospective Randomized Trial 2000
_[11] 웹사이트 Israeli researchers pioneer laser treatment for sealing wounds http://www.israel21c[...] 2008-11-16
_[12] 간행물 Mechanisms of pulsed laser ablation of biological tissues http://www.escholars[...] 2003
_[13] 간행물 Oral soft tissue laser ablative and coagulative efficiencies spectra https://lightscalpel[...] 2014
_[14] 간행물 Qualitative and quantitative tissue effects of light from important surgical lasers 1993
_[15] 간행물 The 9.3 μm CO₂ Dental Laser https://www.laserden[...] 2014
_[16] 뉴스 Laser Surgery Basics https://www.american[...] 2018-05-04
_[17] 간행물 CO₂-laser micromachining and back-end processing for rapid production of PMMA-based microfluidic systems http://www.rsc.org/d[...]
_[18] 문서 Rotationally selective mode-to-mode vibrational energy transfer in D₂CO/D₂CO and D₂CO/Ar collisions
_[19] 문서 DC放電により連続波も作れるが、現実には高出力なものはパルス化発振で励起されている。
_[20] 문서 新井、74-80頁
_[21] 문서 ファイバーレーザーの励起に用いられる半導体レーザーのエネルギー効率は60%以上、YAGレーザーのエネルギー効率は3-5%程度である。
_[22] 문서 新井、44-45頁
_[23] 웹사이트 レーザの基礎知識 http://www.laserfron[...] オムロンレーザーフロント株式会社
_[24] 문서 新井、19頁
_[25] 간행물 Continuous-Wave Laser Action on Vibrational-Rotational Transitions of CO₂ https://doi.org/10.1[...]
_[26] 간행물 ガスレーザーの発展 https://doi.org/10.2[...]
_[27] 문서 High power carbon dioxide lasers
_[28] 간행물 炭酸ガスレーザー https://doi.org/10.2[...]
_[29] 문서 新井、41-43頁、60頁
_[30] 문서 セレン化亜鉛などをコーティングした鏡。
_[31] 문서 歴史的にはレンズと窓には塩（塩化ナトリウムまたは塩化カリウム）が使われていた。この場合は安価だが、大気中の湿気によって徐々に劣化していく。
_[32] 웹사이트 サンレーザガス http://nissantanaka.[...] 日酸TANAKA
_[33] 웹사이트 Air Force Research Lab's 150 kW CO2 Laser http://www.afrlhoriz[...]
_[34] 웹사이트 Air Force Research Lab's 150 kW CO2 Laser http://www.afrlhoriz[...]
_[35] 웹사이트 Brookhaven National Lab's Carbon Dioxide Amplifier http://www.bnl.gov/a[...]
_[36] 서적 Tunable Lasers Handbook Academic, New York 1995
_[37] 논문 抜歯直後インプラント（HAコーティング・1回法）における炭酸ガスレーザーの応用 https://doi.org/10.5[...] 2013
_[38] 논문 炭酸ガスレーザーの各種照射方法による皮膚疾患の治療 https://doi.org/10.1[...] 1999
_[39] 웹사이트 Israeli researchers pioneer laser treatment for sealing wounds http://www.israel21c[...] 2009-05-08
_[40] 문서
_[41] 문서
_[42] 웹사이트 Rapid cell-patterning and microfluidic chip fabrication by crack-free CO2 laser ablation on glass http://www.iop.org/E[...] 2009-11-04
_[43] 웹사이트 安全のための手引第4章電気、ガス、レーザー、工作機等の取扱い https://www.nagaokau[...] 長岡技術科学大学 2023-04-27

본 사이트는 AI가 위키백과와 뉴스 기사,정부 간행물,학술 논문등을 바탕으로 정보를 가공하여 제공하는 백과사전형 서비스입니다.
모든 문서는 AI에 의해 자동 생성되며, CC BY-SA 4.0 라이선스에 따라 이용할 수 있습니다.
하지만, 위키백과나 뉴스 기사 자체에 오류, 부정확한 정보, 또는 가짜 뉴스가 포함될 수 있으며, AI는 이러한 내용을 완벽하게 걸러내지 못할 수 있습니다.
따라서 제공되는 정보에 일부 오류나 편향이 있을 수 있으므로, 중요한 정보는 반드시 다른 출처를 통해 교차 검증하시기 바랍니다.

문의하기 : help@durumis.com