제2장. 레이저의 정의(Definition of Laser)

제2장. 레이저의 정의 

그림 2-1. LASER (Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation)

 국립국어원 표준국어대사전에는 레이저를 ‘분자 안에 있는 전자 또는 분자 자체의 들뜬상태 입자들을 모이게 한 후 동시에 낮은 상태로 전이시킴으로써 보강 간섭을 이용하여 빛을 증폭하는 장치’라고 기술하고 있다. 어원에 더 충실하자면, 레이저는 복사(방사)의 유도방출에 의한 빛의 증폭 과정을 통해 빛을 방출하는 장치를 말한다. 1957년 Gordon Gould가 처음으로 명명한 'LASER'라는 용어는 'Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation'의 머리글자를 따서 조합한 합성어로, 직역하자면 '복사의 유도방출에 의한 빛의 증폭'이라는 뜻이다.

 여기서 복사(radiation)는 물체가 방출하는 전자기파와 입자선을 총칭하는 것으로, 그 방출 현상을 의미하기도 한다. 원자 내의 전자가 원래 에너지 준위에서 벗어나 다른 에너지 준위로 전이할 경우에 전자기파의 방출이나 흡수가 일어나며, 이때 복사과정이 일어난다.

 유도방출(stimulated emission)은 흥분상태에 있는 원자나 분자에 그 원자나 분자가 흥분상태가 되도록 자극했던 똑같은 파장 및 주파수를 가진 빛 에너지를 주게 되면 흥분상태의 전자는 재빨리 자신이 가지고 있던 광자를 방출하고 기저상태로 돌아갈 뿐만 아니라 기저상태로 돌아가도록 자극했던 광자도 아울러 방출하게 되며, 이렇게 방출된 광자는 가만히 있지 않고 또 흥분상태에 있는 다른 원자나 분자로 하여금 광자를 내어놓고 기저상태로 돌아가도록 자극하여 연쇄적으로 수많은 광자가 방출되는 것을 말한다.

 Einstein이 1916년 유도방출에 대한 개념을 밝힌 후, 거의 40년이 지난 1954년에 비로소 Townes 등이 레이저의 전 단계인 메이저(MASER, microwave amplification by stimulated emission of radiation)를 개발하였고, 1958년 Schawlow와 Townes가 빛의 증폭을 위한 소위 'Optical Maser'에 대해 자세히 기고하면서 'coherent light source'를 만들고자 하는 많은 과학자의 꿈의 레이스에 불을 당겼다. 이 꿈의 장치에 Schawlow는 ‘The LOSER, light oscillation by stimulated emission of radiation'이라는 어감이 별로인 이름을 쓸 것을 제안하였으나, 1959년 그가 좌장을 맡던 optical pumping conference에서 Gould가 'The LASER, Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation'이라고 발표하면서 곧 'Optical Maser'는 현재까지 사용되고 있는 'LASER'로 바뀌어 불리게 되었다.

 

참고문헌

1. 국립국어원. 표준국어대사전. 2020.
2. 두산백과. 복사. 2020.
3. 다니코시 긴지. 레이저의 기초와 응용. 일진사 2014: 11.
4, 송순달. 레이저의 의료응용. 다성출판사 2001: 1-30.
5. 연세대학교 의과대학 약리학교실. 이우주 의학사전(연한). 군자출판사 2012: 690.
6. 장인수, 신금백(역). 레이저치료학. 도서출판 정담 2006: 8-9.
7. 지제근. 알기쉬운 의학용어풀이집. 제3판. 고려의학 2004: 148.
8. 최지호. 피부과 영역에서의 레이저. 대한피부과학회지 1994; 32 (2): 205-16.
9. 허수진. 의학에서의 레이저의 응용. 울산의대학술지 1995; 4 (2): 1-7. 

*1. Chu S, Townes CH. Arthur Schawlow. In: Lazear EP, ed. Biographical Memoirs. National Academies Press 2003; 83: 196-215.
*2. Einstein A. Strahlungs-emission und -absorption nach der Quantentheorie. Verhandlungen der Deutschen Physikalischen Gesellschaft 1916; 18: 318-23.
*3. Einstein A. Zur Quantentheorie der Strahlung. Physikalische Gesellschaft Zürich 1916; 18: 47-62.
*4. Einstein A. Zur Quantentheorie der Strahlung. Physikalische Zeitschrift 1917; 18: 121-8.
*5. Gould G. The LASER, Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation. In: Franken PA, Sands RH, Eds. The Ann Arbor Conference on Optical Pumping. The University of Michigan 1959: 128.
*6. Nelson DF. A tribute to Arthur Schawlow. In: Yen WM, Levenson MD, eds. Lasers, Spectroscopy and New Ideas. New York: Springer-Verlag 1987: 121-22.
*7. Schawlow AL, Townes CH. Infrared and Optical Masers. Phys Rev 1958; 112 (6): 1940.
*8. Townes CH. The first laser. In: Garwin L, Lincoln T, eds. A Century of Nature: Twenty-One Discoveries that Changed Science and the World. University of Chicago Press 2003: 107-12.
  

 -19~21-

레이저의 구조와 원리