초록 ▼

□ 최종목표
- 광대역 광원용 광자결정 구조의 고비선형 광섬유 설계 및 제작:(발광대역폭 >1000 nm, 제로분산 파장범위: 1040 ± 10 nm,pitch: ~3.2±0.3)
- kW급 고출력 레이저용 Yb 첨가 더블 클래드 광섬유 설계 및 제작:(펌프흡수율: 0.7±0.2dBat915nm, 클래드/코어직경: 20~25 / 400±15nm NA(코어/클래드)~0.08/0.46)
- 중적외선 대역 광원전달용 칼코지나이드 광섬유 제작:(전달가능 광파워 > 5W, 코어/클래드 400/500 μm, 코어 NA>0.26

□ 최종목표
- 광대역 광원용 광자결정 구조의 고비선형 광섬유 설계 및 제작:(발광대역폭 >1000 nm, 제로분산 파장범위: 1040 ± 10 nm,pitch: ~3.2±0.3)
- kW급 고출력 레이저용 Yb 첨가 더블 클래드 광섬유 설계 및 제작:(펌프흡수율: 0.7±0.2dBat915nm, 클래드/코어직경: 20~25 / 400±15nm NA(코어/클래드)~0.08/0.46)
- 중적외선 대역 광원전달용 칼코지나이드 광섬유 제작:(전달가능 광파워 > 5W, 코어/클래드 400/500 μm, 코어 NA>0.26)

□ 개발내용 및 결과
* 광대역 광원용 광자 결정 구조의 고 비선형 광섬유 개발
- Stack and Drawing방법으로 1차 모재 제작 후 1차 인장으로 통한 2차 모재 제작 그리고 2차 인장을 통해 고 비선형 광자결정 광섬유 제작
* kW급 고출력 레이저 광원용 이터븀 첨가 광섬유 개발
- VAD공법 및 불꽃을 통해 이터븀 혼합용액을 주입하는 방법으로서 이터븀 혼합용액을 고온에서 기화시켜 VAD공법으로 주입할수 있는 장치 구성.
- MCVD공법과 솔루션 도핑 기법으로 이터븀 첨가 광섬유 모재 제작.Low index polymer를 이용하여 모재를 인장하여 이터븀 첨가 더블 클래드 구조 광섬유 제작
- 코어/클래드 직경, NA값, 흡수도, 레이저 출력 등 광섬유 특성 측정
* 중적외선 대역 광원전달용 칼코지나이드 광섬유 개발
- As-(Ge)-S 계열 저손실 광섬유 제작을 위해 2단 앰퓰을 이용한 유리정제 및 이중 가열로(double crucible)를 이용하여 Core-on-clad 방법으로 광섬유 인출
- 중적외선 광섬유 광 손실, 투과 파워, NA값 측정

□ 기술개발 배경
* 광대역 광원용 광자 결정 구조의 고 비선형 광섬유 개발
- 기존의 할로겐이나 텅스텐 기반의 백색광 광원과달리 아주 넓고 연속적인 스펙트럼에 걸쳐 나오는 빛으로 단색광 레이저가 제한된 파장대역으로 인해 사용이 제한되는 한계를 극복할 수 있으며 파장대역의 확장으로 바이오 이미징,반도체 소자, 환경 모니터링 등 다양한 분야에 활용 가능
* kW급 고출력 레이저 광원용 이터븀 첨가 광섬유 개발
- 고출력 산업용 레이저는 향우 우리 경제 성장을 견인할 전략제품기술인 레이저 핵심 부품 기술로서, 우리의 핵심 산업인 자동차, 조선, 항공 분야에서 활용이 커지고 있고 또한 미세 가공이 필요한 IT부품 및 반도체 태양광 산업의 기판 가공 및 평판 디스플레이 제조 등에도 활용이 많아지고 있는 추세이다.고출력 광섬유 레이저 기술은 민수분야뿐만 아니라 국방 분야에서 미래무기개발을 위한 높은 활용도를 갖는 민군 겸용 기술로서 우리가 확보해야 할 유력한 핵심 기술로 판단된다.
* 근중적외선대역 광원 전달용 칼코지나이드 광섬유 개발
- 3~5mm 파장에서 발진하는 중적외선 레이저 전달용 칼코지나이드 광섬유는 외과 수술용 레이저 메스 및 환경 감시 군수 분양에 활용될 수 있다. 외과 수술용 레이저의 메스의 경우 기존의 굴절암을 사용하는 것에 비해 자유도가 높으며, 정밀한 수술 시에도 적용이 가능하고 절개 없이 체내의 일부분 수술도 가능하며, 수술용 로봇에 직접 부착하여 레이저 수술이 가능하다는 장점이 있다.

□ 핵심개발 기술의 의의
* 광대역 광원용 광자 결정 구조의 고 비선형 광섬유
해외 제품만 공급되는 상황에서 국내 자체기술로 개발함, 국산화 가능.
* kW급 고출력 레이저 광원용 이터븀 첨가 광섬유 개발
KIST, 대한광통신에서 개발 수행한 kW급 레이저용 광섬유는 VAD공법과 MCVD공법을 이용하여 국내에서 상용화 된 예가 없는 제품으로 국내 자체기술로 개발하였다.
(개발난이도: 상, 국산화 가능)
* 근중적외선대역 광원 전달용 칼코지나이드 광섬유 개발
신규개발: Core-on-clad 광섬유 인출 방법, 중적외선 유리 수직 정제 방법
(개발난이도: 상, 국산화 가능, 해외기술 도입 없음, 기술 수출가능 (특허로 보호)

□ 적용 분야
- 광대역 광원용 광섬유
· 정보기술 : 초고속 광대역 통신을 위한 광원 및 증폭기 기술
· 의료 및 바이오 영상 : OCT용 광원
· 국방분야 : 초고속 LIDAR, 미사일 센서 교란용 광원
· 환경분야 : 레이저를 이용한 대기 오염 분석 및 감시
· 기초과학분야 : 매질의 비선형 현상 연구, 위성간 통신용 경량 광대역 광원
- kW급 고출력 레이저 광원용 이터븀 첨가 광섬유
· 국방분야 : 고출력 레이저 무기, 핵무기 해체용 광원
· 의료용 기기 : 수술, 피부치료
· 정밀가공 : 자동차, 선박, 비행기, 반도체웨이퍼 가공
- 근중적외선대역 광원 전달용 칼코지나이드 광섬유
· 외과 수술용 레이저 메스 및 환경감시 군수 분야

( 출처 : 초록 )

목차 Contents

• 표지 ... 1제 출 문 ... 2기술개발사업 최종보고서 초록 ... 3기술개발사업 주요 연구 성과 ... 9목차 ... 17제 1 장 서론 ... 20 제 1 절 과제의 개요 ... 20 1. 광대역 광원발생용 광자결정 구조의 고비선형 광섬유 설계 및 제작 ... 20 2. kW 고출력 레이저광원용 이터븀 첨가 광섬유 개발 ... 21 3. 근중적외선대역 광원 전달용 콜코지나이드계 광섬유 설계 및 제작 ... 24 제 2 절 연구 개발의 중요성과 파급 효과 ... 25 1. 연구 개발의 중요성 ... 25 2. 파급 효과 ... 26제 2 장 과제 수행의 내용 및 결과(기술개발 내용 및 방법) ... 30 제 1 절 최종목표 및 평가 방법 ... 30 1. 최종 목표 ... 30 제 2 절 단계 목표 및 평가 방법 ... 31 1. 정량적 목표 항목의 평가방법 및 평가환경 ... 31 제 3 절 연차별 개발 내용 및 개발 범위 ... 32 1. 연차별 개발 내용 및 개발 범위 ... 32 제 4 절 수행 결과의 보안등급 ... 50 제 5 절 유형적 발생품(연구시설, 연구장비 등) 구입 및 관리 현황 ... 50제 3 장 결과 및 사업화 계획 ... 52 제 1 절 연구 개발 최종 결과 ... 52 1. 연구개발 추진 일정 ... 52 2. 연구개발 추진 실적 ... 56 3. 최종 결과 ... 155 제 2 절 연구개발 추진 체계 ... 162 1. 연차별 추진 계획 ... 162 2. 기술개발팀 편성도 ... 165 제 3 절 시장 현황 및 사업화 전 ... 166 1. 국내 ․ 외 시장 현황 ... 166 2. 국내 ․ 외 경쟁기관 현황 ... 170 3. 국내 ․ 외 지식재산권 현황 ... 172 4. 산업화 전망 ... 173 제 4 절 고용 창출 효과 ... 176 제 5 절 자체진단 보안관리 진단표 ... 177부록 ... 181끝페이지 ... 185