기술자

Reza Amani 박사는 열화상 카메라를 활용하여 파이버 레이저의 이득 파이버에서 발생하는 열을 측정함으로써 온도 제한을 초과할 때 발생할 수 있는 파열로 인한 장비 손상이나 작업자의 부상을 방지합니다.

이 카메라는 실험 중에 학생들에게 지침을 제공하고 현장 응용 프로그램에서 작업자의 안전을 향상시키며 장비 성능을 향상시키는 데 도움이 될 수 있습니다.

Reza Amani 프로젝트 부교수 도쿄 대학 과학 연구과 아토초 레이저 과학 센터

섬유 손상을 방지하기 위해 온도 상승을 모니터링합니다.

Reza Amani 박사는 고출력 레이저 개발을 통해 물리화학 분야에 기여할 뿐만 아니라 산업계와의 더 큰 협력을 목표로 하는 연구에 참여하고 있습니다. 레이저 가공은 반도체 산업뿐만 아니라 다른 여러 산업에도 도입되었습니다. 다양한 재료를 가공할 수 있어 고정밀, 초미세 가공이 가능합니다.

특히 아마니 박사가 연구하고 있는 파이버 레이저는 에너지 변환 효율이 높아 안정성과 신뢰성이 뛰어납니다. 또한 빛이 섬유에 가두기 때문에 클린룸이 필요하지 않고, 전기적 제어와 취급 용이성 등의 장점도 있어 주목받고 있다.

'게인파이버'라고 불리는 광섬유의 코어에는 Er(에르븀)과 Yb 1/3(이터븀)이 도핑(첨가)되어 있습니다. 단일 모드에서 22W 이상의 레이저 출력을 얻을 수 있습니다. 그러나 섬유는 여기 후 즉시 가열됩니다. 섬유가 특정 온도에 도달하면 먼저 부풀어 오른 다음 터집니다. 이런 일이 발생하면 장비가 쓸모 없게 되고 부상의 위험이 있습니다."

이러한 위험을 방지하기 위해서는 파이버 레이저의 게인 파이버에서 발생하는 열을 측정해야 하며 온도 한계에 도달하여 클래딩의 외부 플라스틱(아크릴레이트 코팅)이 파괴되기 전에 실험을 중지해야 합니다. 그러나 게인 파이버가 생성되면 온도 제한을 초과하는지 알 수 없습니다. 온도 상승을 모니터링하는 수단으로 Teledyne FLIR 열화상 카메라가 출시되었습니다.

Er 및 Yb 이온으로 도핑된 섬유를 얻습니다. 이 이득 섬유는 다중 모드 976nm 여기 레이저와 결합되어 공진기를 만듭니다. 그런 다음 1,560nm의 중심 파장으로 진동하여 22W 이상의 단일 모드 레이저를 출력할 수 있습니다. 이러한 레이저 장치는 레이저 가공, 중적외선 레이저 여기, 광통신 분야 등에 응용될 수 있다.

게인 광섬유에 Er-Yb 이온이 도핑되면 녹색 형광등이 생성됩니다. 형광등의 빛이 강할수록 여기 레이저의 흡수율이 높아지고 발열량이 높아집니다.

고해상도와 간편한 분석을 위해 Teledyne FLIR을 선택하세요.

아마니 박사는 연구실에 있는 열화상 카메라로 측정을 하려고 했으나 픽셀 수가 적고, 이미지 해상도의 제한으로 인해 측정값이 실제보다 낮아 효과적으로 촬영이 가능했다고 합니다. 그것은 쓸모가 없습니다.

"이전 직장에서는 얇은 디스크 레이저를 연구하고 FLIR의 고화소 열화상 카메라를 사용했습니다. 따라서 FLIR 카메라의 장점에 대해 많이 알고 있습니다. 섬유는 외부 플라스틱 부분을 포함하면 250μm만큼 얇습니다. 아크릴레이트 코팅이라고 불리는 , 어느 정도의 분해능이 없으면 온도를 정확히 측정할 수 없습니다. 하지만 1년 전에 현재의 자리를 잡고 이제 막 연구실을 시작했습니다. 예산이 부족하여 FLIR E54를 선택했습니다. .공정한 해상도를 가지고 있으며 학술적인 가격으로 구입할 수 있습니다."

Teledyne FLIR를 선택한 또 다른 이유는 촬영된 데이터를 PC에서 분석할 수 있다는 점이었습니다. "촬영한 영상 데이터를 PC로 가져와서 다양한 분석을 진행하고 있습니다. 현장의 데이터만으로는 어디에서 2/3의 발열이 발생하는지 정확하게 판단하기 어렵지만, PC로 데이터를 가져와서 좀 더 자세히 분석할 수 있다는 게 당연히 장점이죠."