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흡수성

흡수성

본 내용은 레이저 옵틱스 리소스 가이드단원 1.2에 해당합니다.

레이저는 몇몇 방식을 통해 광학 기판 내부로 흡수될 수 있습니다. 광학 매질을 구성하는 원자의 개별 에너지 준위에서 전자는 방사선 광자를 흡수하고 준안정(semi-stable) 상태의 더 높은 에너지 준위로 밀리게 됩니다. 그 다음 이 원자들은 전자가 에너지 준위가 낮은 상태로 다시 떨어질 때 자연적 방출을 통해 형광을 방출하고 복사선(광자)을 방사합니다. 의도치 않은 형광은 에너지의 손실을 유발하고 신호 감지와의 간섭을 일으켜 민감한 용도에 피해를 입힐 수 있습니다. 형광은 거의 등방성을 띠고 모든 방향으로 방사되기 때문에 상황을 더욱 악화시킵니다. 형광은 주로 희토류 이온과 같은 기판 내의 존재하는 불순물로 인해 야기됩니다.

또한 광학 매질은 열에너지나 고온 형태의 방사선을 흡수하기도 합니다. 핫스폿은 소재의 불균질성이나 하위 표면의 손상으로 인해 열이 초과 축적된 상태로서 광학적 성능을 훨씬 더 빨리 저하시킵니다. 자외선이나 X선과 같은 고에너지 방사선에 노출되면 특정 파장대역(waveband)를 흡수하는 색상이 중심부에 형성되어 소재를 감광시키고 변색을 유발해 흡수량이 증가합니다. 따라서 이러한 손상을 완화하기 위해서는 레이저 방사선을 포함한 여러 유형의 방사선이 서로 다른 종류의 글래스에 의해 어떠한 방식으로 흡수되는지를 파악하는 것이 무엇보다 중요합니다.

Figure 1: The absorption of OH content in fused silica causes a dip in transmission around 1400nm.
그림 1: 용융 실리카의 OH 흡수로 인해 약 1400nm 구간에서 투과가 저하됨
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