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 > 헬륨-네온 레이저 구성도
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> 이득매질이 기체로 이루어진 레이저. 헬륨-네온(He-Ne) 레이저, 이산화탄소(CO2) 레이저 등이다. 기체 레이저는 가스의 특성으로 인해 대부분 유리관 등의 용기를 사용하여 이득매질이 되는 가스를 가두어 쓰며, 펌핑 작용으로는 기체방전을 주로 이용한다.
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> 헬륨-네온 레이저의 경우 실제 빛을 내는 원소는 네온이며, 헬륨은 단지 네온을 효율적으로 들뜬 상태에 이르도록 하기 위하여 사용된다. 헬륨과 네온의 혼합비는 5:1 ~ 10:1 사이값을 가지며, 튜브에 수 torr[9]의 압력으로 혼합가스를 채워 밀봉한 유리관을 많이 쓴다. 대표적인 발진 파장은 3.39μm, 1.15μm, 0.633μm가 있다. 해외에서 납땜 조립용 헬륨-네온 레이저 키트를 온라인에서 판매하는데 국내에서 라디오 조립을 많이 하는것처럼 해외의 전자기기 메니아들 사이에서는 인기가 많다. 다만 가격은 40만원 수준으로 매우 높은편. 사실 돈 5만원 정도만 있으면 이보다 더 보기좋고 황홀한 무드를 즐길 수 있는 대형 플라즈마 구를 구매할 수 있는데, 굳이 8배 이상이나 높은 가격을 주고 딱히 크게 쓸모도 없는 레이저 키트를 구매하는게 좋은 생각일지는 개인 마음이다. 그냥 보기에 신기한 레이저를 원하자니 프레젠테이션에 사용도 가능한 레이저 포인터가 저렴한 가격으로 걸출하게 버티고 있다.
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> 이산화탄소(CO2) 레이저는 대표적인 4준위 가스 레이저이고, 따라서 고출력을 가진다. 효율적인 펌핑을 위하여 이산화탄소 가스 이외에 질소가스를 혼합한 방전을 많이 사용하며, 기본 발진파장은 10.6μm 이다. 개발 초기에는 수W의 출력을 가졌으며, 최근에는 수백W 이상의 출력을 가진 레이저가 개발되어 산업현장에 응용되고 있다. 산업에서 금속이나 세라믹을 절삭하는 이산화탄소 레이저는 평균 출력이 보통 1kW 이상이며(보통 연속발진 모드로 많이 사용된다.) 세계적으로는 레이저 미사일 요격 시스템 연구용으로 100kW를 초과하는 출력도 목표로 연구가 되고있다. 당연히 가격과 크기는 출력에 비례해서 올라간다.
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> 장점
> 이득매질이 가스이므로 이를 넣는 용기의 조절만으로 이득매질의 크기를 쉽게 크게 할 수 있다.
> 매질이 손상을 받지 않는다.
> 물질이 상대적으로 싸다(보통 Nd:YAG 단결정의 경우 크기에 따라 보통 수십만원에서 수백만원을 호가하지만 이산화탄소 레이저는 그냥 매질 자체가 저렴한 가스이며 가스를 흘려주는 유리 용기만 있으면 된다).
> 기체의 특성상 신속한 열교환이 이루어진다. 특히 일부 장비의 경우 유리관에 냉각수를 흘려보낼수 있는 구조로 만들어서 수랭이 가능하게 만들어놓은 경우도 있다.
> 공진기 방향으로 정렬된 가스관을 밀봉 할 때 브루스터 각도를 이루는 창으로 밀봉함으로써 발진되는 빛의 한 쪽 진동성분이 브루스터각에 의하여 제거되므로 선편광된 레이저를 쉽게 얻을 수 있다.
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> 단점
> 기체를 담기 위한 용기(주로 유리재질)를 사용하므로 고체레이저 등에 비하면 내구성이 떨어진다.
> 가스의 누설 등으로 수명이 짧다.
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