평상시에궁금한건데 레이저와 일반광원차이는 무엇인가요?

Question

평상시에 궁금했던사항인데 레이저와 일반광원의 차이가 뭔지가 궁금합니다. 혹시나 아시는 전문가님계시면 답변부탁드립니다.

Answer 1

안녕하세요! 손성민 과학전문가입니다.

레이저와 일반광원의 가장 큰 차이점은 빛의 성질에 있습니다. 레이저는 단일 파장의 단색성 빛을 방출하는 반면 일반광원은 여러 가지 파장의 빛을 혼합하여 방출합니다. 이는 레이저가 더 집중된 빛을 방출하고 일반광원은 더 넓은 범위의 빛을 방출한다는 것을 의미합니다.

그리고 레이저는 일반광원보다 더 강력한 빛을 방출합니다. 이는 레이저가 더 많은 에너지를 가지고 있기 때문입니다. 따라서 레이저는 더 멀리까지 도달할 수 있고 더 집중된 빛을 사용할 수 있습니다.

그리고 레이저는 일반광원보다 더 정밀한 작업에 사용됩니다. 예를 들어 레이저는 레이저 포인터 레이저 치료 레이저 절단 등 다양한 분야에서 사용됩니다. 반면 일반광원은 주로 조명용으로 사용되며 레이저처럼 정밀한 작업에는 적합하지 않습니다.

레이저는 일반광원보다 더 안전하지 않을 수 있습니다. 레이저는 눈에 직접 비추면 심각한 손상을 줄 수 있기 때문에 사용할 때는 항상 안전 조치를 취해야 합니다.

이상으로 레이저와 일반광원의 차이점에 대해 설명드렸습니다. 감사합니다.

도움이 되셨다면 아래 추천과 좋아요 부탁드립니다.

Answer 2

안녕하세요. 김태경 과학전문가입니다.

일반광원은 빛을 발산하는 것입니다

일반 광원에서 빛의 세기를 아주 강하게 하고 한 점에 집중 시키면 레이저가 되는 것입니다

Answer 3

안녕하세요. 안상우 과학전문가입니다.

레이저는 일정한 파장이 빛이 고 에너지를 가지고 진행하는 상태를 의미합니다 일반 광원은 여러 파장에 에너지가 약한 형태로 퍼져나가는 시기 때문에 레이저와 일반 광원에는 차이가 있습니다

Answer 4

안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.

레이저(LASER)는 복사 유도 방출에 의한 광증폭(Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation)의 줄임말로, 본래 빛의 증폭이라는 물리적 현상을 이르는 말이다. 일상적으로는 이를 이용해 만들어진, 강하고 퍼지지 않으며 멀리 전달되는 단색광 레이저 빔(beam) 또는 레이저광(光)을 간단히 '레이저'라고 부른다. 레이저 빔은 단색성, 직진성, 가간섭성, 고출력, 편광성이 특징이다.

본래 줄임말이라 대문자로 써야 하지만 시간이 흐르면서 일반명사화 되어 영어권에서도 두문자 'LASER'라고 표기하지 않고 'Laser'라고 단어처럼 사용하는 경우가 더 많다.

레이저 발진이 원천 기술 자체만으로 따진다면 아주 조건이 민감하기도 하고, 상당히 어렵고 까다로운 기술이다. 그렇기 때문에 자동차는 19세기에 이미 나왔지만, 레이저는 20세기 중반이 넘어서야 등장한 것. 대한민국도 실용적인 산업용 레이저를 조립하고 빔을 발진시키는 기술과 노하우는 상당히 있지만, 여전히 상당수의 고가의 광학 부품을 해외에서 수입하는 실정이다.

2. 원리

원자들은 안정된 상태에 있다가 에너지를 받으면 전자들이 들뜨게 되어 에너지가 높아진다. 이 상태는 에너지가 높아 굉장히 불안정하기 때문에 이내 빛을 내면서 안정된다. 이를 자연 방출이라고 한다. 이 과정을 통해서 나온 빛은 위상과 파장이 각기 달라 잘 퍼지게 되고 멀리 가지 못한다. 이는 우리가 흔히 보는 빛이라고 생각하면 된다. 하지만 들떠 있는 순간의 원자가 자신이 자연 방출하는 빛과 동일한 파장의 빛과 충돌하면 파장과 위상, 진행 방향이[1] 동일한 빛을 방출하는 성질이 있다. 이를 유도 방출이라고 하는데, 레이저는 이 원리를 이용한다.

참고로 방출되는 파장의 길이에 따라 유도방출이 얼마나 잘 일어날지를 계산해 볼 수 있다. 이는 양자역학이나 광학을 배우면 알 수 있으며, 자세한 내용은 페르미의 황금법칙(Fermi's Golden Rule)을 참고해보자.

매질을 사용하는 일반적인 레이저의 경우, 내부에 좌우로 거울이 설치하여 광공진기를 구성하여 그 사이에 레이저 발진에 쓰이는 물질을 넣어 놓는다. 이때 한쪽은 전반사 거울을, 다른 한쪽은 일부분 투과시키는 반투명 거울을 사용한다.[2] 그리고 사이의 물질을 자극하면[3] 빛이 거울 사이를 몇 백 번을 왕복하면서 거울로 수직 반사되는 빛만이 남아 유도 방출로 인해 서서히 빛이 가지런히 정렬된다. 그리고는 이런 과정을 거쳐 일정한 에너지 이상이 되면서 레이저광으로 방출된다. 공진기의 거울 배열이 각도가 1도만 틀어져도 레이저 빔이 발진이 안되기 때문에 매우 예민한 부분.

또한 물질마다 들뜬 상태에서 바닥 상태로 전환 될때 방출하는 에너지의 크기가 다른데 이 때문에 물질마다 파장이 다르며 레이저의 매질로 사용되는 물질에 따라 레이저가 가지는 색깔과 에너지가 결정된다.[4] 네온에서는 빨간색, 헬륨에서는 노란색, 아르곤에서는 파란색, 이산화탄소일 경우 방출되는 빛의 파장이 가시광선의 범위를 벗어나 적외선임으로 무색이다.

2.1. 구성요소

이득매질: 레이저의 기본이 되는 물질

공진기: 주로 한쌍의 거울을 사용

펌핑장치: 이득매질을 바닥상태에서 들뜬상태로 만들어주는 장치