작성일 : 11-01-05 17:17
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레이저(LASER) (대우가족 1997.9.1 )
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글쓴이 :
문환구
 조회 : 4,860
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공상과학영화를 보면 미래 인류가 전투에서 사용하는 개인화기는 붉은 빛이 뿜어져 나오는 광선총인 경우가 대부분이다. 이 광선은 레이저로, 현재 우리 생활주변에서도 빠르고 깨끗한 출력을 자랑하는 인쇄기, 정밀 가공 및 측정 장치, 각막수술장비를 비롯한 첨단 의료장비 등에도 많이 사용되고 있다.
원음에 가까운 소리를 들을 수 있다는 CD장치도 레이저로 기록을 읽어내며, 많은 신호를 빠르고 깨끗하게 전달하는 광통신도 전자가 전선에서 움직이듯이 레이저 빛이 광섬유 안에서 움직이는 것이다. 이처럼 이미 우리생활 곳곳에 깊숙이 들어와 있는 레이저는 일반 빛과 어떻게 다를까?
모든 빛은 뜨거운 물질에서 나온다. 여기서 뜨겁다는 것은 물질을 이루는 원자계의 에너지상태가 들떠 있는 것을 말하는데, 높은 곳에 있는 물체가 아래로 떨어질 때 소리와 열 등으로 에너지를 방출하듯이 들뜬 상태의 원자계는 안정된 상태로 자발적으로 내려오면서 남는 에너지를 빛의 형태로 방출한다.
모닥불에서 나오는 빛이나 빨갛게 달구어진 철판에서 나오는 빛은 열에 의해 들뜬 상태로 된 물질에서 나오는 것이며, 전기를 이용해 열을 가하는 백열전구도 마찬가지 원리로 빛을 내는 것이다.
빛은 사방으로 퍼져 나가기 때문에 돋보기 등을 이용해 부분적으로 모을 수는 있지만 모아진 상태를 유지하면서 멀리 보내는 것은 불가능하다. 또한 대부분의 빛은 여러 가지 색깔이 함께 섞여 있어 프리즘을 이용하면 각 색깔별로 분리할 수 있다.
네온사인이나 나트륨 등과 같은 조명기구가 붉은 색이나 노란 색만을 내는 이유는, 특정 기체만을 채운 관에 전기를 흘려 이들 기체 원자계가 들떴다가 바닥상태로 내려오면서 그 기체가 갖고 있는 고유한 에너지에 해당하는 빛을 내기 때문이다.
그런데 특정 원자계가 방출할 수 있는 빛과 같은 크기의 파장을 갖는 빛이, 전기 등 외부 에너지에 의해 들뜬 상태로 유지되는 원자계에 입사하면 이 빛과 꼭 같은 에너지, 방향, 위상을 가지는 빛의 방출이 쇄도하게 되며 이를 유도방출이라고 한다.
이렇게 되면 두 개 이상의 빛이 증폭되어 강한 하나의 빛으로 나오게 된다. 일반 빛과 마찬가지로 모든 방향으로 나오는 빛 가운데, 레이저 발진장치인 공진기 내부에서 마주하고 있는 거울 사이를 왕복하는, 일정한 방향을 가지는 빛만 밖으로 새어 나오도록 한 것이 우리가 보는 레이저광선이다.
레이저라는 말은 빛의 유도방출에 의한 광 증폭이란 뜻을 가지는 합성어로 발생원리를 설명해 준다. 특징은 하나의 파장만을 갖는 단색광이며 집속 상태로 멀리까지 갈 수 있다는 것이다.
햇빛도 돋보기로 집속하면 종이를 태울 수 있듯이 집속된 빛은 광원에서 나오는 힘을 상대적으로 손실이 적게 전달하므로 물건을 자르거나 붙이고 하는 일은 물론 파괴하는 것도 가능하다. 또한, 신호를 깨끗하게 멀리 보낼 수도 있다.
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