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지식나눔

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레이저에 관한 질문드립니다.

2013-09-21 org.kosen.entty.User@6e2e7078 김선우(fpppswth)
  • 2
>레이저 광원의 특징으로 빛의 방향과 위상이 같으므로 간섭성의 출력을 가지고 있으며 한면에서만 진동하는 편광이라고 되어 있는데요.. i>빛의 방향이 어떻게 같을 수 있는 것입니까?.. 원자들의 각각의 전자들은.. 아무렇게나 있는거 아닌지요?...;; ii>각각이 이완하는데 시간차이가 있을 거 같은데 위상이 같다고 말 할 수있는 것인지요?..;; 그렇게 큰 Hz의 복사선에서 거의 동시에! 라는 표현으로 위상이 같다고 말하기는 좀.. 이상한 거 같다는 생각이 드는데요..정말 그럴 수 있다면 .. 정말 마술 같이 느껴집니다.. 저는 책의 이 대목을 읽고는 파장이 일정하지 않은 복사선들 보다 파장이라도 같은 유도방출이 그나마 보강간섭할 확률이 높은거라서 레이저를 쓰는 구나.. 생각했거든요.. 저의 생각을 좀.. 손 봐주세요..뭘 잘못 생각하고있는지 말입니다. 답변 감사드려요~~~
  • 레이저
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답변 2
  • 답변

    이응신님의 답변

    2013-09-23
    • 4
    레이저는 일반적인 빛과 달리 '인공적'으로 만든 빛입니다. 인공적이라는 말이 우습기는 하나 여러 가지 장치를 이용해서 원하는 빛을 '뽑아'냅니다. 레이저는 형광이나 인광과 달리 자발적인 전이가 이루어지지 않고 유도전이가 이루어지는 물질을 사용합니다. 무슨 말이냐면? 어떤 물질에 빛이 들어가면 최외각전자가 빛의 에너지를 받아 더 높은 준위의 에너지로 올라갑니다. 높은 에너지 준위의 전자가 불안정해져서 다시 원위치로 돌아오면서 해당 에너지를 방출하는 현상을 빛으로 보는 것입니다. 형광이나 인광에서는 다른 에너지 상태로 내려가서 천천히 빛을 방출하면서 에너지 준위가 낮은 상태로 내려오지만 레이저에 사용하는 물질에서는 여기된 전자가 어떤 영역의 에너지 준위로 들어가면 낮은 상태로 내려오지 않고 머물러 있게 됩니다. 여기에 해당 에너지 준위에 알맞은 빛이 자극을 주면 여기 상태에 있던 전자들이 동시에 떨어지면서 빛을 내는 현상이 레이저입니다. 예를 들어 바람이 강하게 불 때 나무에 매달여 있는 사과가 땅으로 동시에 떨어지는 현상과 비슷합니다. 바람이 사과를 떨어뜨릴 만큼 충분하지 않으면 몇 개만 떨어지겠지요. 아무리 빛이 동시에 나온다고 해도 여러 방향으로 나가는 편광이 된 빛이므로 레이저의 특성이 없습니다. 그냥 특정 주파수대역의 빛이 많이 나오는 현상에 불과합니다. 레이저는 이렇게 동시에 나오는 빛을 양쪽에 거울을 설치하여 빛이 거울 속을 왔다갔다하게 만들어 계속 특정 방향의 빛이 모여서 하나의 빛으로 되도록 보강간섭을 일으키게 만듭니다. 특정 방향으로 일정한 성질의 빛이 모이니까 흡사 증폭하는 느낌이 들어 레이저를 '빛의 증폭기'라고 부르기도 합니다. 증폭이 아니라 같은 성질의 빛을 모아주는 것이지요. 보강간섭이 계속 되어 어느 한계점을 넘어설 때 거울 바깥으로 빛이 빠져나오는데 이 빛은 위상이 일치하고 특정 방향으로 편광이 된 특별한 성질을 가진 빛으로 이것을 레이저라고 합니다. 레이저는 파장이 동일하고 위상이 일치하므로 기존의 빛과는 다른 성질이 많습니다. 자세한 내용은 레이저를 다루는 자료를 참고하세요.
    답변수정
    레이저는 일반적인 빛과 달리 '인공적'으로 만든 빛입니다. 인공적이라는 말이 우습기는 하나 여러 가지 장치를 이용해서 원하는 빛을 '뽑아'냅니다. 레이저는 형광이나 인광과 달리 자발적인 전이가 이루어지지 않고 유도전이가 이루어지는 물질을 사용합니다. 무슨 말이냐면? 어떤 물질에 빛이 들어가면 최외각전자가 빛의 에너지를 받아 더 높은 준위의 에너지로 올라갑니다. 높은 에너지 준위의 전자가 불안정해져서 다시 원위치로 돌아오면서 해당 에너지를 방출하는 현상을 빛으로 보는 것입니다. 형광이나 인광에서는 다른 에너지 상태로 내려가서 천천히 빛을 방출하면서 에너지 준위가 낮은 상태로 내려오지만 레이저에 사용하는 물질에서는 여기된 전자가 어떤 영역의 에너지 준위로 들어가면 낮은 상태로 내려오지 않고 머물러 있게 됩니다. 여기에 해당 에너지 준위에 알맞은 빛이 자극을 주면 여기 상태에 있던 전자들이 동시에 떨어지면서 빛을 내는 현상이 레이저입니다. 예를 들어 바람이 강하게 불 때 나무에 매달여 있는 사과가 땅으로 동시에 떨어지는 현상과 비슷합니다. 바람이 사과를 떨어뜨릴 만큼 충분하지 않으면 몇 개만 떨어지겠지요. 아무리 빛이 동시에 나온다고 해도 여러 방향으로 나가는 편광이 된 빛이므로 레이저의 특성이 없습니다. 그냥 특정 주파수대역의 빛이 많이 나오는 현상에 불과합니다. 레이저는 이렇게 동시에 나오는 빛을 양쪽에 거울을 설치하여 빛이 거울 속을 왔다갔다하게 만들어 계속 특정 방향의 빛이 모여서 하나의 빛으로 되도록 보강간섭을 일으키게 만듭니다. 특정 방향으로 일정한 성질의 빛이 모이니까 흡사 증폭하는 느낌이 들어 레이저를 '빛의 증폭기'라고 부르기도 합니다. 증폭이 아니라 같은 성질의 빛을 모아주는 것이지요. 보강간섭이 계속 되어 어느 한계점을 넘어설 때 거울 바깥으로 빛이 빠져나오는데 이 빛은 위상이 일치하고 특정 방향으로 편광이 된 특별한 성질을 가진 빛으로 이것을 레이저라고 합니다. 레이저는 파장이 동일하고 위상이 일치하므로 기존의 빛과는 다른 성질이 많습니다. 자세한 내용은 레이저를 다루는 자료를 참고하세요.
    등록된 댓글이 없습니다.
  • 답변

    김채형님의 답변

    2013-10-14
    • 0
    레이저는 Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation의 약자로 유도방출에 의한 빛의 증폭입니다. 레이저는 발진기를 통해서 발생이 되는데 발진기는 매질(medium), 여기원(pumping source), 공진기(resonator)로 구성되어 있습니다. 매질은 빛이 움질이는 공간으로 어떤 종류를 사용하냐에 따라 고체(Nd-Yag), 액체, 기체(탄소) 레이저등의 이름이 붙게 되며, 여기원은 안정적인 매질의 원자 구성을 여기하여 불안정한 상태로 만들어 에너지를 방출하게 하며, 공진기는 두개의 편광 거울로 이루어져 있습니다. 공진기가 원글자가 궁금한 레이저 빛을 만드는 기본 역할을 하는 장치로 두개의 편광 거울은 하나는 A파장만 반사시키고 다른 거울은 특정 출력의 A파장만 통과 시킵니다. 따라서 이 두 편광 거울내에서 빛의 파장은 다른 위상을 가진 파장은 상쇄가 되고 같은 위상을 가지는 파장은 공진하면서 특정 출력에서 편광거울을 지나 출력이 됩니다. 이런 레이저 발생 특성으로 인해 같은 위상의 방향성을 가진 빛의 특성을 가지게 됩니다.
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    레이저는 Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation의 약자로 유도방출에 의한 빛의 증폭입니다. 레이저는 발진기를 통해서 발생이 되는데 발진기는 매질(medium), 여기원(pumping source), 공진기(resonator)로 구성되어 있습니다. 매질은 빛이 움질이는 공간으로 어떤 종류를 사용하냐에 따라 고체(Nd-Yag), 액체, 기체(탄소) 레이저등의 이름이 붙게 되며, 여기원은 안정적인 매질의 원자 구성을 여기하여 불안정한 상태로 만들어 에너지를 방출하게 하며, 공진기는 두개의 편광 거울로 이루어져 있습니다. 공진기가 원글자가 궁금한 레이저 빛을 만드는 기본 역할을 하는 장치로 두개의 편광 거울은 하나는 A파장만 반사시키고 다른 거울은 특정 출력의 A파장만 통과 시킵니다. 따라서 이 두 편광 거울내에서 빛의 파장은 다른 위상을 가진 파장은 상쇄가 되고 같은 위상을 가지는 파장은 공진하면서 특정 출력에서 편광거울을 지나 출력이 됩니다. 이런 레이저 발생 특성으로 인해 같은 위상의 방향성을 가진 빛의 특성을 가지게 됩니다.
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