섹소레이저의에서 출력의 증가를 위하여 사용되는 색소혼합법을 펌핑광원으로 알곤레이저를 이용할 경우 펌핑광원에 대한 정보를 정확히 알 수 있으므로 에너지전달과정을 해석적으로 분석할 수 있다. 본 연구에서는 주색소로 Rh-6G 색소를 선택하였고, 전환색소로는 Coumarin-545 색소를 선택하여 Rh-6G 색소레이저에서 색소혼합에 대한 출려력특성을 조사하여 에너지전달과정을 해석하였다.
인공망막에서의 신호와 파워의 전달은 상당히 중요하고 어려운 일이다 본 연구에서는 레이저 어레이를 사용하여 망막 내에 삽입된 인공망막에 신호와 파워를 전달하는 방법에 대해 연구하고 그러한 시스템을 설계하여 시뮬레이션하였다. 시뮬레이션 결과 $50{\mu}m{\times}50{\mu}m$ 인 포토다이오드에 각 레이저가 충분히 포커싱됨을 확인할 수 있었고 2차원 어레이로서 일대일 대응이 가능함을 보였다.
경피를 통한 약물 전달 방식에 있어, 본 연구에서 제안하고 있는 바늘 없는 주사기 시스템은 레이저와 마이크로젯 인젝터로 구성 되어 있다. 이때 마이크로젯 인젝터의 핵심 메커니즘은 레이저 유도버블이다. 동력원으로 Nd:YAG와 Er:YAG, 두 종류의 레이저가 사용되었다. 버블의 특성을 결정짓는 레이저 변수인 펄스폭, 파장 등이 본 연구에서 고려되었다. Nd:YAG 레이저의 경우에 펄스폭이 버블의 생존 시간보다 짧기 때문에 캐비테이션에 가까운 버블을 형성하는 반면 Er:YAG 레이저의 경우에 펄스폭이 상대적으로 길고 물에서의 흡수가 잘 되기 때문에 보일링 버블이 만들게 된다. 버블 및 마이크로젯의 자세한 움직임은 초고속 카메라를 통해 촬영되었다. 이와 같은 과정을 통하여 마이크로젯의 특성이 버블에 의해 결정되는 것을 본 연구를 통해 관찰되었다. 약물 전달 성능은 기니어피그 조직에 형광물질을 침투한 결과로 부터 분석하였다.
1960년 인류 최초의 레이저 빔 발진이 성공한 이후, 불과 40년 만에 레이저는 우리 생활의 일부분으로 여겨질 만큼, 그 활용이 광범위하게 이루어지고 있다. CD 플레이어에서 반도체 레이저는 데이터를 읽어 음악을 만들어 내며, 놀이 공원에서는 환상적인 영상 쇼를 연출하며, 인터넷으로 세계를 잇는 광케이블에도 레이저가 정보를 전달하고 있다. 또한 레이저는 프린터로 활자를 인쇄하고, 물품의 바코드를 인식하며, 양복을 재단하며, 강판을 자유자재로 절단, 용접하기도 하며, 얼굴의 점과 여드름 제거 및 라식 수술도 널리 행하여지고 있다(중략)
최근 레이저-아크 하이브리드용접에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 이미 고출력 $CO_2$ 레이저가 보편화되면서 레이저용접이 차체제작에 널리 사용되고 있으며 고출력 Nd:YAG 레이저의 출현으로 알루미늄 레이저용접의 적용 가능성이 크게 증가하였을 뿐만 아니라 광화이버를 통하여 빔을 전달할 수 있어 좀 더 복잡하고 입체적인 물체를 용접할 수 있는 로봇 레이저 용접을 구현할 수 있게 되었다.(중략)
레이저 기반의 무바늘 액체 약물전달장치는 계속해서 개발되어왔다. 레이저 빔이 고무 챔버 내부의 액체에 모이게 된다. 초점이 맞춰진 레이저 빔은 공기방울을 생성시키고 급격히 팽창하게 된다. 밀봉된 챔버 안쪽에서의 급격한 부피변화는 액체약물을 마이크로 노즐을 통해 빠르게 밀어내어 마이크로 약물젯을 생성한다. 노즐의 출구지름은 100 ${\mu}m$ 이하이며 본 연구팀은 생성된 마이크로 약물젯의 속도가 인체의 연조직으로 침투시키기에 충분함을 확인하였다. 이 실험에서는 사람의 혈전을 모사한 무게 비 5%의 젤라틴 수용액을 냉각시킨 샘플과 돼지 지방층을 사용하여 침투실험을 수행하였다.
레이저는 금세기의 최대이고 최후의 발명이라고 말한다. 1960년대에 처음 레이저의 발진이 실현된후 벌써 4분의 1세기가 지났으며 오랫동안 과학의 위대한 결과로 칭송만되었던 레이저는 최근 서서히 공업의 과실로서 산업계에 등장하고 있다. 양자효과라는 것은 대체로 마이크로의 세계에 나타나지 않지만, 레이저 현상은 마이크로의 세계에 실현된다. 이때 원자 및 분자의 기능은 그대로 집약되어 우리의 오감에 전달되는 것이다. 가간섭적인 레이저광은 전파로 할 수 있는 기술의 거의 전부를 빛의 영역으로 수용할 수 있다. 물질의 가공, 동위체분리, 모든 계측에 사용되며 최근에는 핵융합의 개발에 중요한 역할을 담당하고 있다. 레이저에는 무한의 가능성이 내장되어 있다.
매우 작은 이득 매질 안에 높은 농도의 레이저 이온을 도핑하여 공진기의 길이를 수 3m 이내로 대폭 축소하였으면서도 기존의 고체 레이저보다 효율적이며, 소형화된 마이크로 칩 레이저에 관한 연구는 최근 여러 연구진에 의해 활발하게 진행되고 있다. 기존의 YAG는 열 전달 계수가 크며, 역학적, 광학적, 화학적 성질이 모두 매우 우수한 레이저 매질로 평가되어왔으나 대표적인 레이저 이온인 Nd이온과 비교하여 Yttrium이온의 크기가 커서 도핑 농도를 높이는데 한계를 가지고 있다. (중략)
레이저는 도구의 개념을 넘어서 추력 및 동력을 발생시키는 새로운 에너지원으로 사용되고 있다. 본 논문에서는 위성의 자세제어 시 필요한 추력을 레이저 추진 방식으로 구축하는 방안과 마이크로 추진기술을 활용한 약물전달 연구를 소개한다. 또한 레이저를 새로운 에너지원으로 적용하여 친환경 그린 에너지를 획득하고, 고에너지 물질을 점화 가열하며, 나아가서는 우주에서의 파편 제거 등 레이저 킬무기체계 구축과 행성 위성 탐사 시 구성 물질의 성분을 분석할 수 있는 효과적인 방법에 대하여 논하였다.
빛과 생체와의 interaction에 대한 연구, 레이저의 소형화와 신뢰성 향상, 빛 전달장치와 주변장치의 다양화등에 힘입어 레이저의 의학적 응용은 급속히 늘고 있다. 파장 및 照射모드의 연구로 치료의 質이 향상되고 있으며, 광섬유와 내시경을 통한 Minimally Invasive Surgery는 독자적인 수술 장르로 구축되고 있다. 새로운 레이저 수술 및 치료 procedure가 개발되고 있으며, 암진단 치려 및 진단장치등으로 응용 영역도 확대되어 레이저는 21세기 의학에서 절대적인 위치를 차지할 것으로 전망된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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