초록 ▼

연구개요
산업/군사분야의 응용을 위하여 차세대 고품질의 빔단면을 가진 고출력 레이저에 대한 수요가 증가하고 있다. Ar/He 혼합기체를 고빔품질, 고출력 레이저의 이득 매질로써 사용하기 위하여 Ar 준안정준위의 밀도를 증가시키는 것이 반드시 필요하다.
본 연구에서는 Ar/He 혼합기체 플라즈마내에서 Ar 1s₅ 준안정준위의 밀도를 10¹³cm^-3이상으로 유지할 수 있는 기술을 개발하였고, He 충돌-방사 모델을 이용하여 플라즈마내 전자온도와 전자밀도를 진단하였으

연구개요
산업/군사분야의 응용을 위하여 차세대 고품질의 빔단면을 가진 고출력 레이저에 대한 수요가 증가하고 있다. Ar/He 혼합기체를 고빔품질, 고출력 레이저의 이득 매질로써 사용하기 위하여 Ar 준안정준위의 밀도를 증가시키는 것이 반드시 필요하다.
본 연구에서는 Ar/He 혼합기체 플라즈마내에서 Ar 1s₅ 준안정준위의 밀도를 10¹³cm^-3이상으로 유지할 수 있는 기술을 개발하였고, He 충돌-방사 모델을 이용하여 플라즈마내 전자온도와 전자밀도를 진단하였으며, Ar/He 플라즈마내에서 Ar 준안정준위의 밀도 증가에 대한 메커니즘과 헬륨 준안정준위의 역할을 규명하였다.

연구 목표대비 연구결과
● Ar-He 플라즈마 발생장치의 구성 및 동작 (100%)
- Ar/He 플라즈마 발생장치를 구성하여, Ar/He 혼합기체를 이용한 플라즈마를 생성하였다.
● Ar/He 플라즈마 안정화 및 특성 분석 (100%)
- 플라즈마 방출광 스펙트럼을 이용하여 Ar/He 플라즈마의 동작특성을 평가하였고, Ar 준안정준위의 밀도를 극대화하기 위한 동작조건을 결정하였다.
● Ar 준안정준위 밀도 측정용 레이저시스템 구축 (100%)
- Ar/He 플라즈마내 Ar 1s₅ 준안정준위의 밀도를 측정하기 위한 레이저 흡수 분광학 시스템을 구축하였고, Ar 준안정준위의 밀도를 정확하게 측정하기 위한 최대 레이저 출력을 결정하였다.
● Ar 준안정준위 밀도 극대화를 위한 플라즈마 동작조건 최적화 (100%)
- Ar/He 플라즈마내 Ar 준안정준위의 밀도를 극대화하기 위한 펄스 전원의 펄스폭과 반복률, 전극의 구조, Ar 혼합비등 플라즈마 동작조건을 결정하였다.
● Ar 준안정준위 밀도 지속시간 향상을 위한 플라즈마 동작조건 최적화 (100%)
- Ar/He 플라즈마에서 Ar 준안정준위의 밀도를 10¹³cm^-3 이상 지속시키기 위한 다양한 평가를 진행하였으며, 다이오드 펌핑 불활성 기체 레이저(DPRGL)의 연속 발진을 위한 플라즈마 동작조건을 결정하였다.
● Ar 준안정준위 밀도 지속시간 향상을 위한 플라즈마 동작조건 최적화 (95%)
- He 충돌방사 모델을 이용하여 Ar/He 혼합기체의 압력변화에 따른 플라즈마내 전자온도와 전자밀도를 진단하였다.
- 고분해능 레이저를 이용하여, Ar과 He의 준안정 준위 밀도의 시간변화를 측정하였으며, Ar 1s₅ 준안정 준위의 밀도 증가 메커니즘과 He 2³S준위의 역할을 규명하였다..
- 본 연구를 통하여 결정된 플라즈마 동작 조건을 이용하여, Ar/.He 혼합기체 플라즈마내 Ar 1s5 준안정준위의 밀도를 ~ 4μs동안 10¹³cm^-3 이상으로 지속시켰다.

연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성)
본 연구는 고빔품질, 고출력 DPRGL 개발에 필수적인 Ar 준안정준위 밀도 극대화 기술을 개발하였으며, 산업/군사용 목적의 연속발진 고출력 레이저를 개발하기 위한 국내 기술을 축적하였다. Ar/He 플라즈마내 Ar 준안정준위 밀도 증가의 메커니즘을 규명하여, DPRGL의 성능 향상 및 안정적인 동작에 크게 기여할 것으로 판단된다.

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 가. 연구개발의 목적 ... 4
• 나. 연구개발의 필요성 ... 4
• 다. 연구개발의 최종목표 ... 4
• 라. 연구의 범위 ... 4
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 5
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 수준 ... 15
• 1) 정성적 연구개발성과(연구개발결과) ... 15
• 2) 세부 정량적 연구개발성과 ... 15
• 3) 목표 달성 수준 ... 15
• 4) 목표 미달 시 원인 분석 ... 17
• 4. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도(연구개발결과의 중요성) ... 18
• 5. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 18
• 6. 자체점검표 ... 19
• 7. 참고문헌 ... 19
• 붙임1. 세부 정량적 연구개발성과 ... 21
• 붙임2. 연구책임자 대표적 연구실적 및 증빙(요약문 및 사본) ... 22
• 끝페이지 ... 25