Ryu, Hyungseok;Lee, Dong Hyun;Kwon, Sang Jik;Cho, Eou Sik
반도체디스플레이기술학회지
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제18권3호
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pp.72-76
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2019
A Q-switched diode-pumped neodymium-doped yttrium vanadate (YVO4, λ =1064nm) laser was used for the direct patterning of indium tin oxide (ITO) films on glass substrate. During the laser direct patterning, the laser beam was incident on the two different directions of glass substrate and the laser ablated patterns were compared and analyzed. At a low scanning speed of laser beam, the larger laser etched lines were obtained by laser beam incident in reverse side of glass substrate. On the contrary, at a higher scanning speed, the larger etched pattern sizes were found in case of the beam incidence from front side of glass substrate. Furthermore, it was impossible to find no ablated patterns in some laser beam conditions for the laser beam from reverse side at a much higher scanning speed and repetition rate of laser beam. The laser beam is expected to be transferred and scattered through the glass substrate and the laser beam energy is thought to be also dispersed and much more influenced by the overlapping of each laser beam spot.
High power laser beams are used in a wide variety of materials processing applications such as cutting, welding, drilling and surface treatment. The CO$\sub$2/ laser is increasingly used in laser beam welding because of the highly potential advantages. High power laser welding is a high energy density, no filler metals and low heat input process to join metals. As the comparison with the conventiona welding, precision work and good fit-up to join the metals are required and maintenance is expensive at present. The principal variables of laser beam welding are the laser beam power, travel speed and bean spot size. The penetration depth during laser beam welding is directly related to the power density of the laser beam. Generally, for a constant beam size, the penetration depth increases with increasing laser beam power.
Analytical model for the temperature distribution and the cooling rate of weld in dual beam laser welding is presented for investigating the possibility of controling the cooling rate. The model is based on the solutions to the problem of heat flow due to the distributed and line heat sources for preheating and welding respectively in plates with finite thickness. The effects of beam power, beam distribution parameter, interbeam distance, and welding speed on the resulting temperature distribution and cooling rate are presented. The cooling rates of dual beam laser weld at the weld centerline under the investigated conditions are reduced to as one third of those of welds which were produced by single beam laser. And it appeared that the cooling rate of dual beam laser weld is strongly dependent on the process parameters of preheating laser beam power and welding speed.
위그너 분포 함수 측정을 통하여 진행하는 laser beam의 상관함수와 진행 특성들을 연구하였다. 위그너 분포 함수는 진행하는 laser beam의 total degree of coherence, beam quality parameter, 그리고 근접장 및 원거리장의 정보들을 보여준다. 위그너 분포 함수를 이용하여 공간상관 함수와 방향상관 함수를 구할 수 있으며, 이를 Schmidt mode decomposition을 이용하여 분석하면 laser beam의 보다 여러가지 특성들을 분석 할 수 있다. 이렇게 분석된 eigenmode들은 진행하는 laser beam의 보다 정확한 coherence 특성을 이해하게 해준다.
The increasing interest in the laser beam welding is placing stringent demands on the manufacturing techniques and performance requirements, and the manufacture employs the high quality and efficiency laser beam welding technology. This paper covers recent research trends of the laser beam welding technology including the laser beam surfacing and laser beam cladding technology.
Ji Hyun Pak;Ji Yong Joo;Jun Ho Lee;Ji In Kim;Soo Hyung Cho;Ki Soo Park;Eui Seung Son
Current Optics and Photonics
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제8권4호
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pp.382-390
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2024
Laser propagation through atmospheric disturbances is vital for applications such as laser optical communication, satellite laser ranging (SLR), laser guide stars (LGS) for adaptive optics (AO), and laser energy transmission systems. Beam degradation, including energy loss and pointing errors caused by atmospheric turbulence, requires thorough numerical analysis. This paper investigates the impact of laser beam parameters on ground-to-space laser propagation up to an altitude of 100 km using vertical atmospheric disturbance profiles from the Geochang SLR Observatory in South Korea. The analysis is confined to 100 km since sodium LGS forms at this altitude, and beyond this point, beam propagation can be considered free space due to the absence of optical disturbances. Focusing on a 100-watt class laser, this study examines parameters such as laser wavelengths, beam size (diameter), beam jitter, and beam quality (M2). Findings reveal that jitter, with an influence exceeding 70%, is the most critical parameter for long-exposure radius and pointing error. Conversely, M2, with an influence over 45%, is most significant for short-exposure radius and scintillation.
좁은 선폭을 갖는 연속 레이저 빔이 제이조화된 Nd:YAG레이저빔과 Bethune셀을 사용하여 좁은 선폭을 갖는 펄스 레이저빔이 생성되었다. 증폭된 펄스빔의 주파수 chirping정도는 헤테로다인 방법을 이용하여 측정되었으며, 헤테로다인 맥놀이신호로부터 순간적인 위상 변화량을 추출함으로서 분석되었다. 10 ns 펄스에 의해 MHz 이하의 선폭을 가지는 연속 레이저빔으로부터 증폭된 주파수 chirping은 80MHz정도로 매우 좁은 선폭의 증폭된 펄스 레이저빔이 얻어졌다.
Laser beam welding parameters have experimentally investigated, using a continuous wave 3kW $CO_2$ laser with the various travel speeds, beam mode and laser beam power in low carbon steels. An optimum position of focus and the effect of shielding gas on penetration depth with varying the flow range of 0.5 to 5.1m/min have been combined to investigate the effect of laser power and travel speed on penetration depth and bead width. It is found that the optimum position of focus in 3kW class laser is 0.5 to 1.5mm below the surface of the material. The flow rate of shielding gas affects the penetration depth and He is more effective than Ar. The penetration depth in laser welds of low carbon steels is between two and four times of the bead width. Laser beam welding of butt joints in 2mm thick carbon steel has been carried out to establish a weldability lobe. The lobe indicating acceptable welding conditions is introduced.
ITO/Ag/ITO conductive films on PET (polyethylene terephthalate) was etched by a Q-switched diode-pumped neodymiun-doped yttrium vanadate (Nd:YVO4, ${\lambda}=1064nm$) laser. During the laser direct etching, the laser beam was incident on the two different directions of PET and the etching patterns were investigated and analyzed. At a lower repetition rate of laser pulse, the larger laser etched patterns were obtained by laser beam incident on reverse side of PET substrate. On the contrary, at a higher repetition rate, it was possible to find the larger etched patterns in case of the laser beam incidence on forward side of PET substrate. For the laser beam incidence on reverse side, the laser beam is expected to be transferred and scattered through the PET substrate and the laser beam energy is thought to be dependent on the etch laser pulse beam energy.
Defocused CO$_2$ laser beam irradiation strengthening of 60kgf/$\textrm{mm}^2$ grade steel sheet was investigated to obtain the tensile strength similar to that of fully penetrated one by the focused beam. The melted line width by the defocused beam was 3∼4 times larger compared to that of the focused beam. However, the increase of tensile strength with 1 line irradiation by the defocused beam was similar to that of 2~3 lines by the focused beam. The increase(37.6%) of bending strength with 1 line by the defocused beam was higher than the increase(12.9%) of tensile strength. Also, the effect of cooling gas to strengthening was observed.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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