• 제목/요약/키워드: 최적의 레이저 파워

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반도체 레이저의 타원빔을 원형빔으로 변환하는 광학계의 설계에 관한 연구 (Design of lens system for converting elliptical beam to circular beam of diode laser)

  • 오두석;황선덕;김호성
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2005년도 제36회 하계학술대회 논문집 C
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    • pp.2430-2432
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    • 2005
  • 최근 다이오드 레이저의 파워가 높아짐에 따라 다이오드 레이저를 이용한 레이저 가공 공정이 많은 분야에서 응용되고 있다. 그러나 고출력 다이오드 레이저의 출력은 타원형의 빔이므로 정밀 공정이 어려워 원형의 빔으로 변환하여야 한다. 본 논문에서는 여러 가지 렌즈를 사용하여 설계를 시도하였으며 최적의 설계로서 anamorphic prism pair를 이용하여 타원형의 빔을 원형의 빔으로 바꾸는 광학계를 설계하였으며 원형빔의 크기를 축소하기 위해 beam size reducer를 설계하였다.

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LED 모듈의 초고속 레이저 절단을 위한 연구 (Study of high Speed Laser Cutting of LED Module)

  • 최원용;좌성훈
    • 마이크로전자및패키징학회지
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    • 제24권1호
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    • pp.91-101
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    • 2017
  • 최근 레이저를 이용하여 전자 소자 및 모듈을 절단하기 위한 많은 연구가 진행되고 있다. 본 연구에서는 레이저를 이용하여 LED 모듈을 초고속 절단하기 위한 기초 연구를 수행하였다. 특히 기존의 다이싱(dicing) saw의 절단 속도를 훨씬 능가하는 100 mm/s의 초고속 레이저 절단의 가능성을 검토하였다. 이를 위하여 LED 모듈의 구성 재료인 copper/ceramic 및 silicone/ceramic 이종 복합 기판을 제작하여 레이저 절단 후, 절단면의 표면 특성, 표면조도, 굽힘 강도를 다이싱 saw를 이용하여 절단한 샘플과 비교하였다. 복합 기판에 대한 최적의 레이저 절단 조건을 찾기 위하여, 세라믹 및 구리 단일 기판의 레이저 절단을 통하여 다양한 레이저 공정 조건들에 대한 영향 검토하였다. 절단면의 표면 특성이 가장 좋은 최적의 레이저 절단 조건은 Ar 보조 가스의 사용, 높은 레이저 파워 및 높은 보조 가스의 압력이었다. Copper/ceramic 및 silicone/ceramic 이종 복합 기판에 대하여 레이저 절단과 다이싱 saw로 절단한 기판의 절단면을 비교한 결과, 레이저로 절단된 기판이 다이싱 saw 절단에 비하여 표면이 거칠고 표면 특성이 약간 나쁘다. 레이저 절단면의 평균 표면조도는 약 $9{\mu}m$ 이며, 다이싱 saw로 절단된 절단면의 표면조도는 약 $4{\mu}m$ 이었다. 그러나 다이싱 절단의 절단 속도(3 mm/s)를 고려하면 레이저 절단면의 표면 morphology가 비교적 균일하고, 표면조도도 다이싱 절단의 경우와 큰 차이가 없기 때문에 어느 정도 만족할 만한 결과를 얻었다고 판단된다. 또한 레이저 절단된 기판의 굽힘 강도가 다이싱으로 절단된 기판의 굽힘 강도보다 동등하거나 약간 열세이었다. 그러나 향후 레이저의 절단 조건이 좀 더 최적화된다면 LED 모듈의 초고속 레이저 절단이 가능할 것으로 판단된다.

850 nm GaAs/AlGaAs MQW LD의 Lateral-mode 특성 연구 (Analysis of Lateral-mode Characteristics of 850-nm MQW GaAs/(Al,Ga)As Laser Diodes)

  • 양정택;곽정근;최안식;김태경;최우영
    • 한국광학회지
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    • 제32권2호
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    • pp.55-61
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    • 2021
  • 850 nm 대역의 발진 파장을 갖는 GaAs/AlGaAs 다중양자우물 레이저 다이오드의 lateral-mode 특성과 이 특성이 출력 광파워 kink에 미치는 영향을 조사하였다. 이를 위해 전기적-열적-광학적 시뮬레이션을 self-consistent하게 수행하고, 제작된 레이저 다이오드 소자들을 측정하였다. 연구 결과를 바탕으로 높은 출력 파워에서도 single lateral-mode를 유지해서 좋은 beam quality를 유지할 수 있는 최적의 P-cladding 두께를 결정하였다.

추기형 광디스크에서 최적 기록마크 생성을 위한 열전달 해석 (Heat transfer analysis for optimization of recording mark on Compact Disk-Recordable)

  • 홍성국;이정두;신정묵;고성로;이경호;조형희
    • 대한기계학회:학술대회논문집
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    • 대한기계학회 2001년도 춘계학술대회논문집D
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    • pp.589-595
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    • 2001
  • The present study conducted heat transfer analysis in multi-layer of CD-R. It is necessary to analyze heat transfer during the recording process to find optimum power and write strategy in CD-R. This study investigated effects of several parameters such as recording speed, laser power, layer thickness and thermal property. The calculated results presented temperature distribution in the multi-layer and detailed information of recording characteristics. Optimum laser power was estimated, comparing an optimum mark length with the calculated mark lengths. The results showed that the optimum laser power was influenced significantly by the layer thickness and the thermal properties of the dye.

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헤테로다인/코히어런트 광 BFSK 수신기의 성능평가 (Performance of Heterodyne/Coherent Optical BFSK Receiver)

  • 이규송;박상영;임호근;김창민;홍완희
    • 대한전자공학회논문지
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    • 제27권10호
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    • pp.154-160
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    • 1990
  • 헤테로다인/코히어런트 광 BFSK 수신기의 시스템 모델을 제시하고 그 성능을 평가하였다. 수신기의 성능은 산탄잡음과 레이저 위상잡음에 의해 저하되므로 PLL 루프 고유주파수를 최적으로 선택하여 잡음의 영향을 최소화 하였다. 위상 에러의 의한 여러 값이 power penalty에 대해 $BER=10^{-9}$을 얻기위해 요구되는 위상 에러 분산, 비트당 광자수, 정규화 루프 파워, 그리고 전송비에 대한 레이저 선폭비를 얻었다. 예로써, 0.5dB의 power penalty에 대해 위상에러 분산은 0.035(${rad^2}$), 비트당 광자수는 20.2 정규화 루프 파워는 $3.8{\times}10^{-3}$(electron/s per herz), 전송비에 따른 허용 레이저 선폭비는 $5.24{\times}10^{-3}$이 얻어졌다.

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$CO_2$ 레이저를 이용한 GTD111DS 초합금 용접부의 미세조직과 기계적 성질 (Microstructures and Mechanical Properties of GTD 111DS Welds by $CO_2$ Laser Welding)

  • 이택운;양성호;김상훈
    • 대한용접접합학회:학술대회논문집
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    • 대한용접접합학회 2009년 추계학술발표대회
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    • pp.108-108
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    • 2009
  • 니켈기지의 석출강화 초내열합금은 가스터빈의 고온부 부품 제조에 널리 사용되고 있다. 장시간 동안 부품의 강성 유지와 구조적 안정성을 확보하기 위해서는 니켈기지의 합금에 감마프라임 생성을 위한 원소를 첨가하는데 이에 따른 용접성의 저하 때문에 보통 초합금의 용접은 고온에서 수행하게 된다. 그러나 레이저용접의 경우는 용접변수 및 입열제어가 용이해 상온에서 초합금의 용접이 가능한 장점이 있다. 본 연구에서는 일반적인 재료로 연성이 좋은 STS304 판재와 실제 블레이드의 재료로 사용되는 니켈계 석출강화 합금인 GTD 111DS 모재에 $CO_2$ 레이저를 이용하여 용접을 실시하였고 적용파우더와 파워, 용접속도 및 파우더 공급량 등을 달리 하였다. STS304 판재 사용시 Rene 80과 IN 625 파우더 모두 용접부에서 균열이 발생하지 않았다. 그러나 GTD 111DS 모재의 경우 IN 625 파우더에서는 결함이 없었으나 Rene 80 파우더를 사용시에는 용접부에 균열이 발생하였다. IN 625 파우더는 모재보다 기계적 성질이 떨어지는 문제가 있으나 Rene 80은 모재와 동등 이상의 기계적 성질을 보유하고 있기 때문에 Rene 80 의 적용을 위해 균열이 발생하지 않는 용접변수의 제어를 시도하였다. 용접변수의 조정 결과 레이저 파워와 파우더 공급량을 낮추고 용접속도를 높여 균열이 발생하지 않는 최적의 용접변수를 설정할 수 있었다. 최적화된 용접변수를 적용, 용접한 시편의 인장값을 보면 GTD 111DS 모재에 Rene 80 파우더로 용접된 시편의 인장강도가 상온/고온($760^{\circ}C$)의 조건에서 각각 GTD 111DS 모재의 인장강도 보다 높은 값을 나타내었다.

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SLM 기술을 이용한 Ti-6Al-4V 합금의 고속 적층 공정 최적화 연구 (Optimization for high speed manufacturing of Ti-6Al-4V alloy by a selective laser melting technique)

  • 이강표;김강민;강석현;한준현;정경환
    • 한국결정성장학회지
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    • 제28권5호
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    • pp.217-221
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    • 2018
  • Selective laser melting(SLM)은 적층 제조 방법 중 하나로서, 분말을 선택적으로 용융하여 기능적이고, 복잡한 형상을 즉각적으로 제작 가능하다는 장점이 있다. Ti-6Al-4V 합금의 경우 높은 융점과 산화문제로 인하여 SLM 공정도입에 어려움을 겪고 있다. 본 연구에서는 SLM 장비를 사용하여 Ti-6Al-4V 파트를 성공적으로 적층하였으며 스캔속도, 레이저 파워의 변수를 조절하여 적층 가능 조건을 도출하였다. 또한 적층 된 Ti-6Al-4V 파트의 형상 정밀도, 면밀도 및 기계적특성 평가를 통하여 일반적으로 사용되는 공정조건(스캔 속도 200~700 mm/s)으로 제작된 제작품 물성치와 비교를 통해 Ti-6Al-4V 합금의 고속 적층 영역에서의 최적 공정을 확립하였다.

지역축제와 연계한 관광문화상품 디자인 개발에 관한 연구 - 강원도 인제군 목공예산업을 중심으로 - (A Study on the Development of Design for Travel Souvenir Connected with a Local Festival - Focusing on the Wood-Craft Industry of Inje-county in Gangwon-province -)

  • 최기;신수길;박정순
    • 디자인학연구
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    • 제18권2호
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    • pp.303-314
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    • 2005
  • 본 연구는 강원도 인제군 향토축제의 활성화와 목공예산업의 동반 육성을 궁극적인 목적으로 하고 있으며, 이에 따라 'DESIGN HOSPITAL' 의 운영, '퍼즐(Puzzle)식 레이저 목재상감 기법'을 접목시킨 모듈화 생산공정 구축을 통한 지역고유성을 상징하는 목공예 관광기념품의 디자인 개발 및 축제와 연계한 생산 유통계획을 수립하여 제시하였다. 연구방법으로서 문화컨텐츠화를 목표로 추진된 타 시 군 지역축제의 관광기념품 개발 성공사례를 분석, 벤치마킹을 통해 인제군의 여건에 적합한 관광문화상품 개발계획을 수립하고자 하였다. 연구결과는 다음과 같다. 우선, 가칭 '문화상품 DESIGN HOSPITAL'의 운용으로 생산업체에 디자인 아웃소싱을 실시, 디자인 전문 브레인을 무상 공급하여 인력난 해소 및 단기간의 제품개발 능력을 확보할 수 있도록 하였다. 이를 토대로 첨단 디지털 제작기술의 도입 및 활용에 의한 대량맞춤(Mass Customization) 생산을 적용하여 축제의 특성에 적합한 문화상품 생산유연성을 확보 가능토록 했으며, 차별화 된 마케팅 전략, 관광기념품 공모전을 통한 제품의 디자인파워 제고, 캐릭터 개발 등의 세부계획 실천으로 관내 목공예업체의 수익성 제고와 지역 문화/경제의 발전 가능성을 동시에 획득할 수 있도록 최적안을 제시하고자 하였다.

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산소 어닐링이 마그네 트론 스퍼터링으로 증착된 undoped ZnO박막의 구조적, 광학적, 전기적 특성에 미치는 영향에 대한 연구 (A Study on the Effect of O$_2$ annealing on Structural, Optical, and Electrical Characteristics of Undoped ZnO Thin Films Deposited by Magnetron Sputtering)

  • 윤의중;박형식
    • 대한전자공학회논문지SD
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    • 제46권7호
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    • pp.7-14
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    • 2009
  • 본 연구에서는 어닐링조건이 ZnO 박막의 결정구조((002) 세기, FWHM d-간격, grain 크기, (002) 피크 위치) 광학 (UV 피크, UV 피크 위치) 및 전기적 성질 (전자농도, 비저항, mobility)에 미치는 영향을 조사하였다. ZnO 박막은 RF 마그네트론 스퍼터링으로 ZnO 타겟을 사용하여 SiO$_2$/Si 기판 상에 증착하였다. 증착도중 기판에 열을 가하지 않았고 ZnO 박막은 $500^{\circ}C\sim650^{\circ}C$의 온도범위와 5분$\sim$20분의 시간범위에서 어닐링 되었다. 샘플의 표면 거칠기 및 구조는 각각 SEM과 XRD로 분석하였다. 광학 성질은 He-Cd 325 nm 레이저를 사용하여 상온에서 측정된 photoluminescence (PL)로 평가 하였다. 어닐링 온도 및 시간 변화에 따라 다음과 같은 관계가 관찰되었다: (1) UV intensity, (002) intensity, grain size 사이에 비례관계가 성립하고, (2) UV intensity는 FWHM와 반비례하고, (3) UV intensity는 전자농도와 큰 상관관계가 없고, (4) d-spacing과 (002) peak position은 반비례 관계에 있고, (5) 3.20$\sim$3.24 eV 범위의 UV peak position은 ZnO 박막이 n-type 특성을 가진다는 것을 의미하며 이는 전기적인 특성의 결과와 일치하고, (6) 최고의 광학 및 구조적 특성을 갖기 위한 최적조건은 0.2의 산소분압(O$_2$/(O$_2$+Ar)), 240W의 PF 파워, 상온의 기판온도, 600$^{\circ}C$온도를 20분 유지하는 어닐링 조건, 그리고 20 mTorr의 스퍼터링 압력 등을 들 수 있다.