초록 ▼

1. 최종목표
○ 제품제작 단계에서 대부분의 대구경 광섬유(large diameter fiber) 또는 대
구경 모드 광섬유(large mode area fiber) 사이의 융착 과정을 해소한 보급형 50W 급 빔 컴바이너 일체형 광섬유 결합 다채널 펌프 광원 모듈 계발

2. 개발내용 및 결과
○ 7개당 광섬유 다발 공정 및 50W 급 7x1 빔 컴바이너 개발 및 제작
- 고출력 동작에 적합한 fiber bundling 공정 확립
- 이종광섬유 융착접속 공정 개발 및 적용
- 고출력 광

1. 최종목표
○ 제품제작 단계에서 대부분의 대구경 광섬유(large diameter fiber) 또는 대
구경 모드 광섬유(large mode area fiber) 사이의 융착 과정을 해소한 보급형 50W 급 빔 컴바이너 일체형 광섬유 결합 다채널 펌프 광원 모듈 계발

2. 개발내용 및 결과
○ 7개당 광섬유 다발 공정 및 50W 급 7x1 빔 컴바이너 개발 및 제작
- 고출력 동작에 적합한 fiber bundling 공정 확립
- 이종광섬유 융착접속 공정 개발 및 적용
- 고출력 광 패키징 공정 확보 및 7x1 빔 컴바이너 제작
- Ream transmission of bundle: > 96%
- Ream transmission of combiner 7x1: 평균 95%
- Handling power of combiner 7x1: 평균 66.2 W

○ 50W 급 빔 전달을 위한 고출력 광커넥터 공정개발 및 시제품 제작
- 고출력 레이저 용 메달 광커넥터 설계 및 제작
- 메탈 광커넥터 광 패키징 기술 및 단면 가공기술 개발
- Handling power of metal optical connector: 평균 50.2 W

○ 50W 급 다채널 펌프 광원 구동을 위한 고전류 동작 드라이버 개발
- Pump LD 특성 파악
- 고전류 동작 펌프 드라이버 설계 및 PCB artwork
- 고전류 동작 펌프 드라이버 PCB 제작 및 시위
- Driving current ﹫50W output: 23 A

○ Air cooling 방식의 하우징 설계 및 제작
- Pump LD 출력 안정도 시험
- Pump LD 냉강을 위한 air cooling 방식 설계 및 적용
- Pump LD 냉각 온도: 27 ℃

○ 50W 출력을 갖는 다채널 펌프 광원 모듈 설계 및 제작
- 고출력 동작올 위한 펌프 광원 모듈 구성 및 설계: electronics & optics
- 펌프 광원 모듈 electronics 구성: display, main board, high current LD driving board, power
- 펌프 광원 모듈 광학계 구성： pump LD, 빔 컴바이너, 고출력 광커넥터

○ 50W 급 fiber-cuupled 펌프 광원 시제품 제작 및 특성 측정
- 펌프 광원 모듈 Electronics/Optics 구성 및 모듈 시제품 제작
- 펌프 광원 모듈 출력: 53.4 W
- 펌프 광원 모듈 동작온도 시험: 15℃ ~ 35℃

3. 기대효과(기술적 및 경제적 효과}
• 선진업체에서 시판하고 있는 제품과 동등한 수준의 특징을 갖는 50W 급 광섬유 결합형 다채널 펌프 광원 모듈 개발
• 진량 수입에 의존하고 있는 광섬유 레이저 핵심부품인 고출력 빔 컴바이너 기술개발, 고출력 광커넥터 기술 확보, 고전류 동작 드라이버 개발 및 pump LD와의 결합을 통한 고부가가치 펌프 광원 모듈 구현
• 국내 산업용 레이저 핵심부품의 국산화를 위한 중요한 진전으로 향후 관련 기술 확보 및 국산화를 통한 수입대체 및 수출 증대 기대됨
• 국내에서는 아직까지 국산화하지 못하고 있는 산업용 레이저 관련 광부품 기술의 국산화 달성. 특히 광섬유 개발 형성, 이종광섬유 융착접속 및 고출력 광 패키징이 핵심 기술인 빔 컴바이너의 경우 불모지인 국내시장 진출을 통한 수입대체 및 해외시장 개척을 통한 수출증대가 가능하여 광섬유 레이저 시장에 능동적인 대응이 가능
• 최근 산업용 레이저 시장의 성장과 더불어 관심이 집중되고 있는 고출력 레이저 부품 및 모듈 관련 기술 확보로 능동적인 시장 대응 가능
• 기술개발을 통해 확보한 높은 가격경쟁력과 신뢰성으로 시장진입이 가능한 것으로 기대 됨.
• 연구개발을 통해 확보한 기술들은 광섬유 레이저뿐만 아니라 다양한 산업용 레이저에도 폭넓게 활용이 가능하며 관련 기술인력 배양 및 다양하고 창의적인 전도기술 확보가 가능
• 레이저에 의한 정밀가공 기술은 다양한 응용분에서 활용되고 있는 산업 발전 핵심기술로 그 시장규모가 지속적으로 확대될 것으로 예상되고 있어 이번 기술개발을 계기로 시장변화에 대한 기술적·경제적으로 능동적인 대처가 가능하며 전량수입에 의존히고 있는 광섬유 레이저 용 핵심 광부품의 수입대체 및 관련 해외시장으로의 수출증대 등이 기대 됨

4. 적용분야
• 자동차, 정밀기계, 조선, 반도체 및 정보통신, 의료 및 생명공학, 항공우주산업, 신소재 및 에너지 산업의 절단, 용접, 마킹, 천공, 열처리, 수술, 치료,진단, 신소재 개발 및 합성, 미세가공 및 절단 등

( 출처 : 초록 4p )

목차 Contents

• 표지 ... 1제 출 문 ... 2생산기술사업화 지원사업(현장맞춤형 기술개발 부문) 최종보고서 초록 ... 4목차 ... 8제 1 장 서론 ... 10 제 1 절 사업개요 ... 10 제 2 절 국내·외 관련기술의 현황 ... 12 제 3 절 기술개발 시 예상되는 파급효과 및 활용방안 ... 15제 2 장 기술개발 내용 및 방법 ... 20 제 1 절 개발기술 목표 및 내용 ... 20 제 2 절 개발기술의 평가방법 및 평가항목 ... 21 제 3 절 기술개발 목표 및 내용 ... 22 제 4 절 기술개발 내용 및 추진 실적 ... 26제 3 장 결과 ... 28 제 1 절 펌프 광원 모듈 용 50W 급 7x1 및 컴바이너 개발 ... 28 제 2 절 고출력 레이저 용 광커넥터 개발 ... 47 제 3 절 펌프 광원 모듈 설계 및 제작 ... 61 제 4 절 사업화 추진 계획 ... 79끝페이지 ... 81