100배 강한 산업용 블루 레이저 온다… 파나소닉 시연 성공
100배 강한 산업용 블루 레이저 온다… 파나소닉 시연 성공
  • 김주연 기자
  • 승인 2020.01.30 17:54
  • 댓글 0
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테라다이오드와 협력해 개발한 파장빔 결합(WBC) 기술을 적외선 DDL에 적용
파나소닉코퍼레이션은 세계 최고 수준의 휘도를 자랑하는 블루 레이저를 개발, 시연하는 데 성공했다./파나소닉

파나소닉코퍼레이션은 세계 최고 수준의 휘도를 자랑하는 블루 레이저를 개발, 시연하는 데 성공했다고 30일 밝혔다.

최근 자동차 산업의 주요 키워드는 ▲전자화 ▲고강도 ▲디자인 유연성 ▲생산성 등 4가지다. 이 추세로 인해 동·금·플라스틱 등 다양한 재료를 처리할 수 있는 미세 제조 용도의 레이저에 대한 기대 수요도 높아지고 있다. 특히 블루 레이저는 레이저 중에서도 광학적 흡수 효율이 높아 자동차 엔진, 배터리 등 동(Copper) 제조 분야에서 수요가 크다. 

하지만 고정밀 프로세싱을 진행하려면 아웃풋(Output) 파워가 높고 빔 품질도 좋은 레이저 광원이 필요하다. 파나소닉은 이같은 광원을 개발하기 위해 지난 2013년 미국 테라다이오드(TeraDiode)와 함께 다수의 상이한 파장을 가진 빔을 결합하는 파장빔 결합(WBC) 기술을 개발했다. 이듬해에는 WBC 기술을 적용한 적외선 다이렉트 다이오드 레이저(DDL)를 장착한 세계 최초의 레이저 용접 로봇 시스템 'LAPRISS'를 공개했다. 

파나소닉은 지난 2017년 테라다이오드를 100% 소유 자회사로 인수, WBC의 아웃풋 파워 최적화 및 파장 단축화 작업에 돌입했다. 고품질 빔 블루 레이저(파장대역폭 400~450㎚)의 아웃풋 파워 최적화 작업은 WBC 기술을 통해 다수의 다이오드 바로부터 나오는 100개 이상의 방사체를 결합시켜 성공했다. 

WBC 기술은 각 파장 각도에서의 회절격자(diffraction grating)에 따른 각기 다른 파장을 갖는 다수의 방사체로부터 나오는 빔을 결합시킨다. 그 다음 부분적으로 투명한 거울들과 각 방사체 표면 가장자리 사이에서 공진기(resonator)가 형성된다. 그 결과 아웃풋 빔은 품질 기준으로 BPP 1.5mm·mrad, 출력은 135W를 구현했다.

이를 통해 기존의 블루 레이저 시스템 대비 100배나 더 높은 강도의 레이저를 만들 수 있는 가능성이 열렸다고 파나소닉은 설명했다. 향후 회사는 이 레이저 빔 광원이 장착된 프로세싱 시스템과 레이저 프로세싱 최적화 기술을 개발할 예정이다.


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