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>안녕하십니까. > >현재 제가 있는 실험실에는 레이저 소스가 없어서 타과에 수소문중인데 생각보다 타과에서 도움을 받기 힘들어서, 궁여지책으로 CD/DVD 레코더의 레이저 소스를 개조해서 사용할까 심각히 고민중입니다. > >제가 가용할 수 있는 연구비도 없고, 보스가 레이저 모듈을 구입하는 것에 대해서 별로 고려하지 않고 있기에 이런 황당한 생각을 하게 되었네요. > > >목적은 레이저로 organic chemical을 태워없애는 것입니다. > > >인터넷으로 검색한 결과, CD 레코더에는 wavelength 775~795 nm, power 4~14 mW의 레이저 소스가, DVD 레코더에는 wavelength 635~645 nm, power 6~12 mW의 레이저 소스가 Numerical Aperture는 대략 0.6 정도의 렌즈와 함께 사용되는 것으로 나옵니다. > >Beam spot size는 대략 직경 1~2 um 정도되며, 레코딩시에 온도가 250 C, 최고 500~700 C까지 올라간다고 나오네요. > > >제가 organic chemical을 태워없애는데 필요로하는 온도가 대략 150 C 정도이므로 이론적으로는 CD/DVD 레코더의 레이저를 사용가능하다는 결론이 나오는데, 오늘 간단한 실험 몇가지를 해봤는데 잘 안되어서, 무엇을 빠뜨렸는지 전문가 여러분께 여쭙고자 합니다. > >제가 사용한 방법은 아래와 같습니다. > >1. CDRW의 상부(보통 라벨을 붙이는 곳)에 코팅된 레이어를 5mm by 5mm의 정사각형모양으로 칼로 조금 긁어내어 하단부의 투명 레이어를 노출시킵니다. > >대강 하단부의 투명 레이어가 1.2 mm 정도의 두께라고 알고 있는데, 하단부에 샘플을 바르니깐 focusing되는 곳과 너무 차이가 나서 전혀 heat-up 되질 않더군요. 그래서 상단부의 코팅을 벗겨내고 그곳에 샘플을 바르면 focusing이 될듯해서 그렇게 했습니다. > >한가지 문제점으로는, 칼로 벗겨내니깐 아무래도 매끈하게> 벗겨지질 않더군요. 치약같은 연마제로 몇시간동안 문질러볼까도 고려중입니다. 휴우... > >2. 여기에 샘플을 바른후에 CD를 굽는 소프트웨어에서 CDRW를 erase시키라고 명령을 내립니다. 그러면 별다른 에러없이 erase 프로세스가 종료됩니다. > >3. 그런데, 아무리봐도 organic chemical이 burn-out된거 같지가 않네요. > > >아무래도 제가 뭔가를 잘못 이해하고 있는게 아닌가 싶습니다. 현재 샘플이 거이 남아있질 않아서 파장에 따른 흡광계수를 재보지는 못했습니다만, 아주 큰 팩터일거 같진 않은데요... > >exposure 타임이 너무 적어서 그런가... 도 생각해봤는데... 하다못해 300도라도 올라간다면 충분히 태워없앨 수 있을거 같은데... > >워낙 황당한 실험이라 크게 자신이 없긴 합니다만, 혹시 제가 생각치 못한 실패의 원인에 대한 조언을 들을 수 있을까해서 몇자 적었습니다. > >감사합니다. 온도가 중요한 것이 아니고, power가 중요합니다. 보통 cd, dvd의 power는 수 십 mW 정도로 미약하여 특정물질을 태우기에는 무리입니다. 차라리 돋보기로 태양 에너지를 모으는 것이 나을 정도입니다. cd rw 등은 적은 에너지만 가지고도 상변화가 되는 특수한 물질을 썼기 때문에 erase, write가 가능한 것입니다. 또한 태우려면 시료가 매끈하게 입혀져 있지 않으면 focus 실패로 인해 동작을 멈추는 등의 장애요인이 발생할 소지가 높습니다. 결론 : cd, dvd가 아닌 다른 에너지원을 찾아야 한다.

답변주신 류근호님께 감사드립니다. *^^* CD 레코딩 미디어에 사용되는 dye의 physical properties들이 아래와 같습니다. density [kg/m^3]: 1500 specific heat [J/kgK]: 1500 thermal conductivity [W/mK]: 0.2 refractive index: 2.7+0.05i @ 780 nm 비열이 높다고 흔히들 이야기하는 물의 경우를 예로 들어 비교를 해보면, density [kg/m^3]: 1000 specific heat [J/kgK]: 4187 thermal conductivity [W/mK]: 0.58 refractive index: about 1.33 (assumed) the ratio of thermal diffusivity of dye to water를 보면 대략 1.56 정도인데요, 아주 큰 오더 차이는 아니지 않나 추측해봅니다. 다른 참조물질로는 CD의 투명레이어인 폴리카보네이트를 들 수 있는데, physical properties는, density [kg/m^3]: 1200 specific heat [J/kgK]: 1260 thermal conductivity [W/mK]: 0.2 refractive index: about 1.57 @ 780 nm 이고요, refractive index를 제외하고는 dye와 아주 큰 차이를 보이지 않는거 같네요. 아마 물의 경우는 780 nm에서의 absorbance가 dye보다 작아서 쉽게 가열되지는 않으리라 추측해봅니다. 따라서, 현재의 제 생각으로는 absorbance가 같다면 물도 꽤 높은 온도(boiling point까지 갈지는 모르겠지만)로 가열되리라 생각해보는데요, 제가 사용하는 organic chemical의 경우는 아직 샘플이 충분히 준비되지 않아서 물적 특성들을 재지는 못했지만, 폴리카보네이트나 레이저 다이와 열적 특성들이 큰 차이를 보이지는 않으리라 추측중입니다. 그러면, absorbance가 실험실패의 주요인인지... 아니면, 물과 레이저 다이의 thermal diffusivity가 1.56배정도 차이나는데 이게 제 생각과는 달리 아주 큰 차이인지... 여기에 대해서 코멘트 부탁드립니 . 참고문헌은 R. Grade, and U.W. Grummt, The dependence of the temperature profile in a CD-R and its optical properties on the dye layer thickness, J. Phys. D:Appl. Phys., 2000;33:2560-2567 입니다. 좋은 하루 되세요. *^^*

오래전에 bare CD를 가지고 광기록 실험을 하는 것을 본 적이 있습니다. 물질을 합성하고 그것을 polycabonate 재질로 된 CD에 코팅하여 기록특성을 보는 것이었는데, DVD용이었던 것으로 기억합니다. 그때는 한 기업체에서 특수 제작한 장비를 이용하여 테스트했던 것 같습니다. 그 장비를 직접 본 적이 없어서 설명드릴 수는 없네요. 일단, 두가지 가능성이 있는 것 같습니다. 하나는 다음과 같습니다. 기록 메카니즘에 따라 다를 수 있지만, 물질을 태우는 것이라면 보통의 경우 물질의 absorption maximum이 사용하는 레이저 파장과 일치할 경우 가장 잘 됩니다. 레이저 파장이 흡수밴드의 tail쪽이라 하더라도 장시간 쪼여 주면 같은 효과를 얻을 수도 있지만, 그 파장대에서 비교적 안정한 물질이라면 상황이 달라질수도 있습니다. 특히, organic 물질이라면 레이저 파장을 UV쪽으로 가져가는 것이 더 큰 효과를 볼 수 있습니다. laser dye의 경우, 강한 에너지의 빛이 유입되면 phobleaching이 일어납니다. 우리말로는 광표백이라고 하는데, 흡수밴드와 레이저 파장이 어느 정도 맞아야 그 효과가 극대화됩니다. 실험을 하시기전에 우선 소량의 물질이라도 남아 있다면 UV spectrum을 확인하시는 것이 좋습니다. 두번째는 레이저의 focal point mismatch라고 생각됩니다. 직경 1~2um의 레이저가 조사되면 상당한 열이 국부적으로 인가됩니다. 그런데, 온도는 focal point에서 극대화되고 그 영역을 벋어날수록 heating 효과는 기하급수적으로 줄어듭니다. focal point가 조금만 벗어나도 기록효과가 없을 수도 있습니다. 실험실에서 상용 CD의 표피를 약간 벗겨내고 사용했을 경우, 이런 문제가 발생할 수 있을 것 같습니다. 칼로 긁었다면 스크래치에 의해 레이저가 쪼 지는 부분에 손상이 생겨 레이저가 한 곳으로 모이지 않고 산란될수도 있을 것 같습니다. >안녕하십니까. > >현재 제가 있는 실험실에는 레이저 소스가 없어서 타과에 수소문중인데 생각보다 타과에서 도움을 받기 힘들어서, 궁여지책으로 CD/DVD 레코더의 레이저 소스를 개조해서 사용할까 심각히 고민중입니다. > >제가 가용할 수 있는 연구비도 없고, 보스가 레이저 모듈을 구입하는 것에 대해서 별로 고려하지 않고 있기에 이런 황당한 생각을 하게 되었네요. > > >목적은 레이저로 organic chemical을 태워없애는 것입니다. > > >인터넷으로 검색한 결과, CD 레코더에는 wavelength 775~795 nm, power 4~14 mW의 레이저 소스가, DVD 레코더에는 wavelength 635~645 nm, power 6~12 mW의 레이저 소스가 Numerical Aperture는 대략 0.6 정도의 렌즈와 함께 사용되는 것으로 나옵니다. > >Beam spot size는 대략 직경 1~2 um 정도되며, 레코딩시에 온도가 250 C, 최고 500~700 C까지 올라간다고 나오네요. > > >제가 organic chemical을 태워없애는데 필요로하는 온도가 대략 150 C 정도이므로 이론적으로는 CD/DVD 레코더의 레이저를 사용가능하다는 결론이 나오는데, 오늘 간단한 실험 몇가지를 해봤는데 잘 안되어서, 무엇을 빠뜨렸는지 전문가 여러분께 여쭙고자 합니다. > >제가 사용한 방법은 아래와 같습니다. > >1. CDRW의 상부(보통 라벨을 붙이는 곳)에 코팅된 레이어를 5mm by 5mm의 정사각형모양으로 칼로 조금 긁어내어 하단부의 투명 레이어를 노출시킵니다. > >대강 하단부의 투명 레이어가 1.2 mm 정도의 두께라고 알고 있는데, 하단부에 샘플을 바르니깐 focusing되는 곳과 너무 차이가 나서 전혀 heat-up 되질 않더군요. 그래서 상단부의 코팅을 벗겨내고 그 에 샘플을 바르면 focusing이 될듯해서 그렇게 했습니다. > >한가지 문제점으로는, 칼로 벗겨내니깐 아무래도 매끈하게> 벗겨지질 않더군요. 치약같은 연마제로 몇시간동안 문질러볼까도 고려중입니다. 휴우... > >2. 여기에 샘플을 바른후에 CD를 굽는 소프트웨어에서 CDRW를 erase시키라고 명령을 내립니다. 그러면 별다른 에러없이 erase 프로세스가 종료됩니다. > >3. 그런데, 아무리봐도 organic chemical이 burn-out된거 같지가 않네요. > > >아무래도 제가 뭔가를 잘못 이해하고 있는게 아닌가 싶습니다. 현재 샘플이 거이 남아있질 않아서 파장에 따른 흡광계수를 재보지는 못했습니다만, 아주 큰 팩터일거 같진 않은데요... > >exposure 타임이 너무 적어서 그런가... 도 생각해봤는데... 하다못해 300도라도 올라간다면 충분히 태워없앨 수 있을거 같은데... > >워낙 황당한 실험이라 크게 자신이 없긴 합니다만, 혹시 제가 생각치 못한 실패의 원인에 대한 조언을 들을 수 있을까해서 몇자 적었습니다. > >감사합니다.

흡수율이나 기타 물리적인 현상에 대해서는 잘 모르겠습니다만, DVD에 쓰이는 레이져 다이오드의 직경이 대략 1 um(마이크로 미터) 정도 된다는 것을 간과하시는 것 같습니다. 다른 조건이 맞아도 시료를 태우기 위해서 한참이나 scanning 해야 하고, 레이져 다이오드가 일정한 trajectory를 따라 움직인다는 사실도 고려해야 합니다. 두께 편차가 수십 um 이상 나면 포커스 실패로 dvd가 꺼질 수도 있고, 지난 번에 말씀드렸듯이 레이져 다이오드의 파워가 많이 부족합니다. 따라서 다른 레이져 다이오드를 찾아보셔야 할 것으로 판단됩니다.