네오디뮴 야그 레이저

3. 응용 분야

Nd:YAG 레이저는 섬광관이나 레이저 다이오드를 사용하여 광학적으로 펌프질되며, 의학, 제조, 유체역학, 생물물리학, 군사, 레이저 펌프 등 수많은 목적에 사용되는 가장 흔한 레이저 종류 중 하나이다. 보통 적외선의 1064나노미터 파장의 빛을 발산하지만,^[54] 946, 1120, 1320, 1440나노미터 근처의 파장도 존재한다.

• 의료: 백내장 수술 후 후낭 혼탁 교정,^[6] 만성 폐쇄각 녹내장^[7] 및 급성 폐쇄각 녹내장 환자의 주변 홍채절개술(대부분 홍채절제술을 대체)^[8][9], 유리체 부유물(eye floaters) 치료,^[10] 당뇨병성 망막병증 치료를 위한 범망막 광응고술,^[11] 안과 동물 연구에서 광선 망막증 유발^[12], 레이저 유도 열 치료, 피부 암 제거,^[13] 양성 갑상선 결절 축소,^[14] 원발성 및 이차성 악성 간 병변 파괴,^[15][16] 양성 전립선 비대증(BPH) 치료, 레이저 제모, 거미 정맥 치료,^[19] 정맥호수 입술 병변 치료, 두피 박리성 봉와직염 치료,^[20] 자궁경(hysteroscopy)을 이용한 자궁 중격 제거,^[21] 손발톱진균증 치료,^[22] 치아 우식증 제거, 치은 절제술^[26][27], 치주 치구 제거술^[28], LANAP^[29], 치수 절제술^[30], 치아 과민증 치료 및 예방,^[31] 치주 질환 도구 사용의 보조 치료^[32], 재발성 아프타성 구내염 치료^[33]등에 사용된다.
• 산업: 레이저 각인, 에칭, 마킹, 레이저 피닝,^[34] 레이저 절단, 강철, 반도체, 다양한 합금의 용접, 유리, 아크릴 유리 표면 아래 마킹, 적층 제조, 레이저 엔지니어링 네트 쉐이핑 (LENS), 냉간 가공 등에 사용된다.
• 과학 연구: 유체 역학 분야에서 입자 영상 유속 측정법 또는 레이저 유도 형광법과 같은 유동 가시화 기법,^[36] 생물학적 응용 분야를 위한 광학 핀셋 제작,^[37] 공동 공진기 감쇠 분광법,^[43] Laser-induced breakdown spectroscopy|레이저 유도 붕괴 분광법^영어 등에 사용된다.
• 군사: 레이저 지시 및 레이저 거리 측정기에 사용된다. 이란-이라크 전쟁 중 이란 군인들은 이라크 발 레이저로 인해 4,000건 이상의 레이저 눈 부상을 입었다.^[40] 중국의 ZM-87 제압 레이저 무기는 특정 재래식 무기 협약에 의해 금지되었다.^[41][42]

3. 1. 의료

3. 2. 산업

3. 3. 과학 연구

3. 4. 군사

4. 추가 정보

네오디뮴 야그 레이저는 섬광관이나 레이저 다이오드를 사용하여 광학적으로 펌프질된다. 가장 흔한 레이저 종류 중 하나이며 의학, 제조, 유체역학, 생물물리학, 군사, 레이저 펌프 등 수많은 목적으로 사용된다. 보통 적외선의 1064나노미터 파장의 빛을 발산한다.^[54] 그러나 946, 1120, 1320, 1440 나노미터 근처의 파장도 존재한다.

Nd:YAG 레이저는 주로 2차 및 3차 고조파를 통해 액체^[44] 또는 고체 상태의 염료 레이저를 여기시키는 데 널리 사용된다.^[45] 또한 Cr⁴⁺:YAG와 같은 진동적으로 넓어진 고체 레이저나, 2차 고조파를 통해 Ti:사파이어 레이저를 펌핑하는 데 사용된다.

많은 응용 분야에서 적외선은 리튬 삼붕산염과 같은 비선형 광학 비선형 광학 재료를 사용하여 주파수 배가 또는 삼중화되어 가시광선(532 nm, 녹색) 또는 자외선을 얻는 데 사용된다.^[46] 세슘 리튬 붕산염은 Nd:YAG 1064 nm 기본 파장의 4, 5차 고조파를 생성한다.^[47] 녹색 레이저 포인터는 주파수 배가된 Nd:YVO₄ 다이오드 펌핑 고체 레이저(DPSS 레이저)이다.^[48] Nd:YAG는 946 nm의 선을 이용하여 "파란색 레이저 포인터" DPSS 레이저에서 473 nm로 배가되는 등, 비주 파장에서 레이저 발진을 하도록 만들 수도 있다.^[49][50][51]

5. Nd:YAG의 물리적 및 화학적 특성

Nd:YAG는 이트륨 알루미늄 가넷(YAG) 결정에 네오디뮴 이온(Nd)을 첨가한 고체 레이저 매질이다. Nd:YAG 레이저는 섬광관이나 레이저 다이오드를 사용하여 광학적으로 펌프질되며, 가장 흔한 레이저 종류 중 하나이다.^[54]

Nd:YAG 레이저는 주로 1064나노미터(nm) 파장의 적외선 빛을 방출한다.^[3] 그러나 946, 1120, 1320, 1440nm 근처의 파장도 존재한다. Nd:YAG 레이저는 펄스 모드와 연속 모드 모두에서 작동 가능하며, 펄스 모드에서는 Q-스위칭 모드를 사용하여 250메가와트의 출력과 10~25 나노초의 펄스 지속 시간을 달성하기도 한다.^[4]

Nd:YAG의 굴절률은 빛의 파장에 따라 달라지며, 25°C에서 측정한 값은 아래 표와 같다.

5. 1. YAG 결정의 특성

Nd:YAG는 주로 730–760 nm와 790–820 nm 사이의 밴드에서 흡수한다.^[3] 낮은 전류 밀도에서 크립톤 플래시 램프는 약 900 nm에서 더 많은 빛을 생성하는 더 일반적인 제논 램프보다 해당 밴드에서 더 높은 출력을 낸다. 따라서 전자가 Nd:YAG 레이저를 펌핑하는 데 더 효율적이다.^[5]

재료 내 네오디뮴 도판트의 양은 사용 용도에 따라 다르다. 연속파 출력을 위해서는 도핑 농도가 펄스 레이저보다 훨씬 낮다. 가볍게 도핑된 CW 로드는 덜 착색되어 거의 흰색으로 광학적으로 구별할 수 있으며, 더 높은 도핑 로드는 분홍색-자주색을 띤다.

5. 2. Nd:YAG의 특성 (25 °C, 1% Nd 도핑)

참조

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