KR20020049845A - 라만 셀 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 라만 셀 제조 방법에 관한 것으로서, 특히, 드릴링과 리이밍에 의해 1차 라만 셀 하우징을 형성하는 제1 과정과, 상기 제1 과정에서 형성된 1차 라만 셀 하우징을 특수 에칭 혼합액에 담그어 내부 표면을 부식시키는 제2 과정과, 전자빔 용접에 의해 상기 형성된 1차 라만 셀 하우징의 결합체를 완성시키는 제3 과정과, 상기 제3 과정에서 완성된 라만 셀 하우징 결합체 내부에 가스를 충진시키는 제4 과정과, 상기 라만 셀 하우징 결합체에 제1 파장 대역의 레이저빔을 방사하여 제2 파장 대역의 라만 레이저가 출력되는지를 확인하는 제5 과정으로 구성되어, 라만 레이저 발진기의 출력 효율을 향상시키고, 그 수명을 연장하도록 하는 것을 특징으로 한다.

Description

라만 셀 제조 방법{Method for fabricating Raman cell}

본 발명은 라만 셀 제조 방법에 관한 것으로서, 특히, 라만 셀 제조 시 발생된 이물질이 라만 셀 내부 표면에 축적되는 것을 방지하기 위해 특수 에칭 혼합액에 의해 내부 표면 처리를 수행하도록 한 것을 특징으로 하는 라만 셀 제조 방법에 관한 것이다.

일반적으로 라만 셀이란 내부에 고압의 메탄가스(CH₄)를 충진하여 레이저 발진기에서 발생되는 1.06㎛ 파장 대역의 레이저빔을 1.54㎛ 파장 대역으로변이(Shift)시켜 주기 위해 라만 레이저 발진기에 장착되는 장치이다.

도 1은 일반적인 라만 레이저 발진기의 구성도로서, 도 1을 참조하면, 라만 레이저 발진기는 상기 1.06㎛ 파장 대역의 레이저빔을 발생시키는 펌프 발진기(20)와, 상기 펌프 발진기(20)에서 생성된 레이저빔을 1.54㎛ 파장 대역으로 변이시키는 라만 셀(10)로 구성되며, 상기 펌프 발진기(20)의 경우 외부의 광원으로부터 레이저빔을 발생시키는 레이저(Nd:YAG) 로드(21)와, 상기 레이저(Nd:YAG) 로드(21) 측으로 빛을 발생시키는 플래시 램프(22)로 구성된다.

상기와 같은 구성을 갖는 라만 레이저 발진기는 상기 라만 셀(10)에 의해 1.06㎛ 파장 대역의 레이저빔을 사람의 망막에 손상을 주지 않는 1.54㎛ 파장 대역의 레이저빔으로 변이시켜 출력한다.

또한, 이러한 라만 레이저 발진기의 경우 라만 셀 하우징 내면의 표면 조도를 높이고, 내부 광택을 줄이기 위해 하우징 공정시 드릴링(Drilling) 후 리이밍(Reaming)을 수행하도록 하였다.

즉, 종래의 경우 라만 셀을 제조하기 위해, 도 2에 나타난 바와 같이 먼저, 라만 셀 하우징을 형성하기 위한 드릴링(Drilling)과 그 내부 표면을 다듬기 위한 리이밍(Reaming)에 의한 하우징 가공 공정(s210)을 수행한 후, 전자빔 용접에 의해 상기 하우징의 결합체를 완성(s220)시킨다.

그리고, 상기 하우징 결합체 내부에 빛의 산란을 유발시키는 메탄 가스(CH₄)를 충진(s230)시킨 후, 그 결과물에 대한 성능 확인을 위해 외부에서 1.06㎛ 파장대역의 레이저빔을 유입하여 1.54㎛ 파장 대역의 라만 레이저빔이 출력되는지를 확인(s240)하는 과정을 수행한다.

이러한 종래의 방법의 경우 라만 레이저 발진기의 티타늄 라만 셀을 형성하기 위한 상기 하우징 가공 공정(s210) 수행 후 하우징 내부 표면에 광택이 발생하며, 상기 하우징 가공 공정(s210)시 발생된 불순물 또는 수분 등의 이물질이 세척 후에도 완전히 제거되지 않아 그 이후의 공정(s220, s230, s240) 수행 시 라만 셀 내부에 그 이물질이 떨어짐으로써, 라만 레이저 발진기의 출력 에너지 및 수명 효율을 저하시킨다는 단점이 있었다.

따라서, 본 발명에서는 상기와 같은 단점을 해결하기 위해 상기 드릴링 및 리이밍에 의해 형성된 라만 셀 하우징을 특수 에칭 혼합액에 담그어 내부 표면 처리함으로써, 상기 라만 셀 내부에 이물질이 발생되는 것을 방지하도록 하는 라만 셀 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에서 제공하는 라만 셀 제조 방법은 드릴링과 리이밍에 의해 1차 라만 셀 하우징을 형성하는 제1 과정과, 상기 제1 과정에서 형성된 1차 라만 셀 하우징을 특수 에칭 혼합액에 담그어 내부 표면을 부식시키는 제2 과정과, 전자빔 용접에 의해 상기 형성된 1차 라만 셀 하우징의 결합체를 완성시키는 제3 과정과, 상기 제3 과정에서 완성된 라만 셀 하우징 결합체 내부에 가스를 충진시키는 제4 과정과, 상기 라만 셀 하우징 결합체에 제1 파장 대역의 레이저빔을 방사하여 제2 파장 대역의 라만 레이저가 출력되는지를 확인하는 제5 과정으로 구성된다.

이 때, 상기 제2 과정의 특수 에칭 혼합액은 불산(F₂), 초산(HNO₃), 물(H₂O)을 1:4:10의 비율로 혼합하는 것이 바람직하다.

도 1은 일반적인 라만 레이저 발진기의 구성도,

도 2는 종래의 실시예에 따른 라만 셀 제조 방법에 대한 처리 흐름도,

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 라만 셀 제조 방법에 대한 처리 흐름도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10 : 라만 셀 20 : 펌프 발진기

21 : 레이저 로드 22 : 플래시 램프

이하, 첨부한 도면을 참조하여, 본 발명을 좀 더 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 라만 셀 제조 방법에 대한 처리 흐름도로서, 도 3을 참조하면 본 발명의 경우 라만 셀을 제조하기 위해, 먼저, 1차 라만 셀 하우징을 형성하기 위해 드릴링(Drilling)하고, 그 내부 표면을 다듬기 위해 리이밍(Reaming)하는 하우징 가공 공정(s310)을 수행한다.

그리고, 상기 과정(s310)에서 형성된 1차 라만 셀 하우징을 특수 에칭 혼합액에 담그어 내부 표면을 부식(s320)시킴으로써, 내부 광택 및 스케일(scale)을 녹여 세척(cleaning) 시 이물질이 쉽게 제거되도록 한다.

이 때, 상기 특수 에칭 혼합액은 불산(F₂), 초산(HNO₃), 물(H₂O)을 1:4:10의 비율로 혼합하여 생성하며, 상기 1차로 생성된 라만 셀 하우징을 그 혼합액에 3~4초씩 10회 정도 담그어 주는데, 이와 같이 하면, 상기 라만 셀 하우징의 내부 표면이 0.01~0.02㎜ 정도 부식되어 내부 직경이 커지면서, 내부 표면의 가공 스케일(scale) 및 이물질을 녹여 없애고 내부 표면의 광택을 줄이게 된다.

상기와 같이 라만 셀 하우징의 내부 표면을 처리하였으면, 전자빔 용접에 의해 상기 하우징의 결합체를 완성(s330)시키고, 그 하우징 결합체 내부에 빛의 산란을 유발시켜 레이저빔의 파장 대역을 변이시키는 메탄 가스(CH₄)를 충진(s340)킨다.

그리고, 상기 메탄 가스(CH₄)가 충진된 라만 셀에 대한 성능 확인을 위해 외부에서 1.06㎛ 파장 대역의 레이저빔을 유입하여 1.54㎛ 파장 대역의 라만 레이저빔이 출력되는지를 확인(s350)한다.

상기와 같은 본 발명의 라만 셀 제조 방법은 상기 라만 셀 내부 표면의 광택을 줄이면서, 제조 공정 중 이물질의 발생을 최소화함으로써, 라만 레이저 발진기의 출력 효율을 향상시키고, 그 수명을 연장시킨다는 장점이 있다.

Claims (2)

1. 드릴링과 리이밍에 의해 1차 라만 셀 하우징을 형성하는 제1 과정과,

   상기 제1 과정에서 형성된 1차 라만 셀 하우징을 특수 에칭 혼합액에 담그어 내부 표면을 부식시키는 제2 과정과,

   전자빔 용접에 의해 상기 형성된 1차 라만 셀 하우징의 결합체를 완성시키는 제3 과정과,

   상기 제3 과정에서 완성된 라만 셀 하우징 결합체 내부에 가스를 충진시키는 제4 과정과,

   상기 라만 셀 하우징 결합체에 제1 파장 대역의 레이저빔을 방사하여 제2 파장 대역의 라만 레이저가 출력되는지를 확인하는 제5 과정으로 구성된 것을 특징으로 하는 라만 셀 제조 방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 제2 과정의 특수 에칭 혼합액은

   불산(F₂), 초산(HNO₃), 물(H₂O)을 1:4:10의 비율로 혼합하는 것을 특징으로 하는 라만 셀 제조 방법.