YAG 레이저

YAG 결정을 레이저 매질로 사용하고 산업적으로 가장 활발하게 이용되고 있는 고출력 고체 레이저의 대표.

YAG 결정 (Yttrium Aluminum Garnet) 은 이트륨(Yttrium)과 알루미늄(Auminum) 을 구성성분으로 하고 결정구조가 보석인 가넷(Garnet) 과 비슷한 구조를 이루는 적으로 만든 단결정(Y₃Al₅O₁₂) 이다. 가넷은 석류석 광물로 한가지 성분이나 구조의 광물을 말하는게 아니고 비슷한 결정구조를 공유하는 규소, 알미늄, 철, 바나듐, 게르마늄 등 다양한 원소성분을 가진 화합물의 그룹으로 아름다운 색의 결정은 보석으로 사용된다. YAG 결정도 인공 합성 보석으로 쓰이기도 한다.

이 YAG 결정에 네오디뮴(Nd)이나 어븀(Er), 이터븀(Yb) 등 다양한 희유원소를 첨가하여 강력한 고체 레이저를 만들 수 있다. YAG레이저는 두꺼운 철판을 자르거나 용접할 정도로 효율이 좋고 강력한 출력을 얻을 수 있기 때문에 고체 레이저로서 용접기 나 레이저 가공 등 산업용 레이저, 레이저쑈 등 공연, 레이저 치료, 레이저 무기 등 다방면에 이용되고 있다.

특히 산업적으로나 상용으로 광범위하게 이용되는 것은 네오디뮴 Nd:YAG 레이저로 4준위 레이저로 고출력이 가능. 기본 발광 파장은 1064nm 의 적외선 영역이지만 주파수 2체배(Frequency Doubling) 로 가시광선 대역으로 끌어올리면 532nm 파장의 그린 레이저가 나온다. 여러분이 레이져 쑈 등에서 가장 흔하게 볼수 있는 아름다운 녹색 색깔. 3배 체배, 4배 체배시에는 각각 355nm, 266nm 자외선 레이저가 된다.

무기용 레이저로는 이터븀을 이용한 Yb:YAG 레이저는 미군이 군함이나 비행기에 실어서 미사일이나 드론등을 격추시키는 실용화를 추진중이다.