(4) 냉각장치(Laser chiller)

사진 3-6-C-12. 레이저 냉각장치의 예(롱펄스 엔디야그레이저)

 레이저시스템에서 전체효율(overall efficiency)은 작동 특성 중 중요한 항목으로 여겨진다. 레이저시스템의 전체효율은 그 레이저를 펌핑하기 위한 총 일률에 대한 그 레이저의 출력의 비율을 말한다. 흔히 사용되는 여러 가지 레이저의 전형적인 효율은 1% 미만에서 25% 정도의 범위에 걸쳐있으나, 많은 고출력 레이저시스템들이 1% 미만의 효율을 가지고 있다. 레이저 출력에 기여하지 못하는 펌핑 에너지들은 피할 수 없이 열에너지로 전환되는데, 만약 이 열을 제거하지 않으면 레이저시스템의 부품들은 손상을 받거나 품질이 떨어지게 된다. 이처럼 레이저 장비는 고열이 발생하기 때문에 냉각장치가 필요하다. 수냉식과 공냉식이 있는데, 대개 고출력 레이저 장비는 수냉식이고, 저출력 레이저 장비는 공냉식이다.

 고체 매질을 사용하는 레이저는 일반적으로 냉각 재킷으로 이득 매질(종종 광학적 펌프)을 둘러싸서 냉각시킨다. 물 또는 냉각 기름이 이러한 냉각 재킷을 통해 흐르면서 레이저의 열을 빼앗아 가게 한다. 기체나 액체 매질의 레이저는 동일한 방식으로 냉각하거나, 공진기 내에서 매질 자체를 흘려 다시 한번 펌핑되기 전에 냉각시키기도 하는데, 이러한 냉각 방식은 CO₂레이저나 다이레이저에서 사용된다. 헬륨네온레이저와 같은 저출력 레이저들은 외부 냉각 시스템을 필요로 하지 않으나, 고출력 레이저에서 냉각 시스템은 가장 핵심적인 부분에 해당한다. 

-80~81-

레이저의 구조와 원리