레이저 응용계측기술

PARTⅠ 레이저에 대해
chapter 01 레이저의 기본 원리와 종류
1.1 서론 …16
1.2 레이저의 정의 및 특성 …17
1.2.1 정의 …17
1.2.2 레이저의 특성 …18
1.3 레이저의 발진 원리 …28
1.3.1. 빛의 생성 … 28
1.3.2 빛의 소멸 … 29 1.3.3 여기 천이 …30
1.3.4. 유도 방출 …32
1.4 레이저의 동작 …34
1.4.1. 레이저 매질 …34 1.4.2. 흡수와 이득 …36
1.5 레이저의 기본 구성 …38
1.6 증폭과 발진 …40
1.7 레이저의 종류 …46

chapter 02 레이저 광의 공진모드와 안정화 방법
2.1 레이저의 공진기 …52
2.1.1 패브리-페로 에탈론 …52
2.1.2. 근축 광선과 광선 행렬 …55
2.1.3. 안정 공진기와 불안정 공진기 …57
2.1.4 레이저 광선의 특성과 모드 …57
2.1.5 횡 공진 모드 형성 …59
2.1.6 종 공진 모드 …61
2.2 공진기의 구성방법 …63
2.3 레이저의 펄스화 …67
2.3.1 에너지 밀도 …67
2.3.2 Q 스위칭 …68
2.3.3 레이저의 펌핑 종류 …69
2.3.4. 자이언트 펄스화 …71
2.4 백토크의 효과 …72
2.5 다모드 레이저의 파장 정도 …73
2.6 모드 경합 …75
2.7 단일 모드화와 안정화법 …75
2.7.1. 서론 …75
2.7.2. 짧은 공진기 길이를 이용하는 경우 …76
2.7.3 복합 공진기 길이를 이용하는 경우 …80
2.7.4 강한 자장을 이용하는 경우 …82
2.7.5 분산체를 이용하는 경우 …82
2.8 출력파워의 안정화법과 빔의 출사 방향 …84
2.8.1 출력 파워의 안정화 …84
2.8.2 빔의 출사 방향 …85
2.9 안정화 레이저와 미터의 정의 …85
2.9.1 안정화 레이저 …85
2.9.2 미터의 정의 …87


PARTⅡ 광학에 대해
chapter 03 레이저 광학의 기초
3.1 서론 …90
3.2 광의 편광 …90
3.2.1 기본식 …91
3.2.2 직선편광 …91
3.2.3 원편광 …92
3.2.4 타원 편광 …93
3.3. 유전체의 전계에 있어서의 굴절과 반사 …95
3.3.1 스넬의 법칙 …95
3.3.2 입사광의 전계가 입사면에 수직한 경우 …96
3.2.3 입사광의 전계가 입사면에 평행한 경우 …98
3.2.4 브루스터각 …100
3.2.5 위상 변화 …101
3.2.6 무반사 코팅 …103
3.4 광의 간섭 …104
3.4.1 파의 중첩 …104
3.4.2 파면 분할에 의한 간섭 …106
3.4.3 진폭 분할에 의한 간섭 …111
3.5 광의 회절 …114
3.5.1 단일 슬릿에 의한 회절 …115
3.6 광의 속도 …118
chapter 04 광학요소와 기술
4.1 서론 …121
4.2 광학 재료 …121
4.2.1. 서론 …121
4.2.2. 광학 글라스 …124
4.2.3. 수정계의 글라스 …123
4.2.4. 적외선용 재료 …124
4.3. 광학 소자 …126
4.3.1. 평면소자 …126
4.3.2. 결상소자 …132
4.3.3. 특수한 반사경 …138
4.3.4 분산소자 …139
4.3.5 미소 광학 …142
4.3.6 광 편향기 …145
4.4. 편광광학 …148
4.4.1 편광 …148
4.4.2 음향광학 효과 …153
4.4.3 편광소자 …156
4.4.4. 위상판 …158
4.4.5 광변조 소자 …159
4.4.6 광 아이솔레이터 …162
4.5 프리즘의 종류와 사용 방법 …163
4.6 수차 …175
4.7 특수 렌즈계 …179
4.8 편광 …182
4.9 위상차 판 …189

chapter 05 광전소자와 기술
5.1 서론 …193
5.2 광전 현상 …193
5.3 광전 현상의 특성 표시법 …196
5.4 광전자 방출형 소자 …198
5.5 광도전형 소자 …203
5.6 광기전력형 소자 …206
5.7 열형 소자 …209
5.8 다 소자 …211
5.9 비디오 검파와 헤테로다인 검파 …215
5.10 전기회로의 기본 …218

PARTⅢ 광응용 계측에 대해
chapter 06 광 계측에 있어서 주의할 사항
6.1 대기의 영향 …226
6.1.1 대기중 광의 파장 …226
6.1.2 공기의 굴절률 …227
6.1.3 대기의 흔들림 …234
6.2 광섬유 이용 계측할 때의 결합 손실원인 …242
6.2.1 서론 …242
6.2.2 축어긋남 …243
6.2.3 각어긋남 …244
6.2.4 끝단 벌어짐 …246
6.2.5 광섬유의 끝단처리 …249
chapter 07 레이저의 간섭성 이용계측
7.1 간섭계의 종류와 특징 …251
7.1.1 서론 …251
7.1.2 간섭계측의 의의 …251
7.1.3 각종 간섭계 …252
7.1.4 간섭 무늬의 읽어내기 방법 …261
7.2 간섭계의 고분해능화 …267
7.2.1 서론 …267
7.2.2. 헤테로다인법 …267
7.2.3 편광 간섭법 …270
7.2.4 레이저 비트 주파수의 계수법 …271
7.2.5 광로장의 증배법 …273
7.2.6 전기적 처리법 …275
7.2.7 고차의 회절광에 의한 방법 …277
7.2.8 단파장 간섭계 …279
7.3 간섭계의 광대역화 …281
7.3.1 서론 …281
7.3.2 적외선 간섭법 …281
7.3.3 합성 파장법 …287
7.4 간섭 측정의 실제 …293
7.4.1 서론 …293
7.4.2 간섭무늬 계수형 간섭측장 …293
7.4.3 다파장형 간섭측장 …302
chapter 08 레이저 집광성 강도의 이용계측
8.1 서론 …302
8.2 레이저 광원 …302
8.2.1 레이저광 …302
8.2.2 파워의 변동 …302
8.2.3 He-Ne 레이저의 경우 …302
8.2.4 레이저 출력의 안정화 …302
8.3 흡수 이용법 …302
8.3.1 흡수 …302
8.3.2 두께의 측정 …302
8.4 반사율 이용법 …302
8.4.1 거칠기가 *보다 작은 경우 …302
8.4.2 거칠기가 *보다 큰 경우 …302
8.5 광학 소자를 이용한 방법 …302
8.5.1 렌즈의 이용 …302
8.5.2 임계각의 이용 …302
8.5.3 광섬유의 이용 …302

chapter 09 진폭 변조광의 이용계측
9.1 서론 …324
9.2 기계적 광변조법 …324
9.2.1 회전 슬릿법 …324
9.2.2 변위법 …326
9.3 전기-음향광학 효과법 …327
9.3.1 전기광학 변조법 …327
9.3.2 도파관의 이용 …331
9.3.3 음향광학 효과법 …331
9.4 반도체 레이저 등의 직접변조 …332
9.5 광비트법 …333
9.5.1 비트신호와 광변조 …333
9.5.2 레이저의 종모드 이용 …334
9.5.3 음향광학 효과의 이용 …335
9.5.4 2대의 레이저 이용 …336
9.6 미약 신호 검출에의 응용 …337
9.6.1 동기 검출 …337
9.6.2 록크인 앰프 …338
9.7 거리측정에의 응용 …339
9.7.1 거리측정의 원리 …339
9.7.2 고분해능 거리측정 …340
9.7.3 오차 원인 …302

chapter 10 레이저의 지향성의 이용계측
10.1 서론 …342
10.2 위치계측 …342
10.2.1 직선성 …342
10.2.2 선상빔 …343
10.2.3 현장에서의 이용 …344
10.3 3각 측량 계측 …345
10.3.1 원리 …345
10.4 3차원 형상 계측 …347
10.4.1 광절단 …347
10.4.2 모아레 토포그래픽 …351
10.4.3 엔코더 …352
10.5 윤곽계측 …353
10.5.1. 원리 …353
10.5.2 외경측정 …353
10.5.3. 윤곽 계측 …354

chapter 11 단광펄스의 발생과 응용계측
11.1 서론 …355
11.2 단광 펄스의 발생법 …355
11.2.1 광 초프법 …355
11.2.2 Q스위치법 …356
11.2.3 모드록법 …358
11.2.4 광의 증폭 …359
11.2.5 광 펄스의 압축 …359
11.3 광펄스의 검출 기술 …360
11.3.1 직접법 …360
11.3.2 선형법 …361
11.3.3 비선형법 …361
11.3.4 커효과 이용셔터 …361
11.3.5 기타 …362
11.4 고속 홀로그래픽 …363
11.5 펄스 거리 측정 …364
11.5.1 거리 측정 원리 …364
11.5.2 공업계측 …364
11.5.3 정밀 거리 측정 …365

참고문헌
제1장 …368
제2장 …370
제3장 …372
제4장 …373
제5장 …375
제6장 …376
제7장 …377
제8장 …381
제9장 …384
제10장 …385
제11장 …386

찾아보기
찾아보기 …388

우선 공진기의 특성을 이해하기 위해 앞서 빛을 광선으로 취급하고 이 광선이 공진기 내에서 어떤 식으로 행동하는가를 살펴보고자 한다. 우리는 광선이 이득 매질 내를 반복적으로 통과하면서 증폭되기 위해서는 거울 밖으로 벗어나지 않고 두 거울 사이에서 끊임없이 반사되기를 요구한다. 즉, 광선이 공진기 내에서 오래도록 머물러 있어야 한다. 이를 위해서는 광선이 두 거울의 중심을 잇는 광축과 작은 각도를 가지고 광축 근처에서 직진해야 하며 거울에 반사된 후에도 광축과 이루는 각도가 작아야 한다.

[ 저자서문 ]
유도 방출에 의한 광원으로서 레이저의 응용 범위는 실로 광범위하며 이것은 레이저 광이 갖고 있는 특이한 성질 즉, 시간적 결맞음(coherence: 간섭성)으로부터 발생하는 단색성, 지향성, 그리고 공간 결맞음에 의한 고휘도성, 편광의 순수성 때문이다. 레이저광의 이러한 특징은 물론 여러 가지 레이저 계측법에 활용되고 있다.