東京공업대학의 戶倉和 교수, 比田井洋史 조교 등은 빛을 조사하는 것만으로 유리의 성질을 바꿀 수 있는 기술을 개발했다.
금속박을 얹은 유리에 아르곤이온 레이저를 아래쪽에서 수직으로 쏘아서 ‘조사흔(照射痕)’을 새기는 것으로, 빛이 닿은 임의의 개소만 순간적으로 변질시킨다.
유리는 빛을 거의 흡수하지 않는다는 상식과는 다른 현상을 일으키는 것으로, 마이크로미터 사이즈에서 유리를 미세가공하는 신기술로서 다채로운 응용을 기대할 수 있다.
아르곤이온 레이저는 파장 500나노미터 전후에서 연속발진하여 금속박의 표면에서 직경 수십 마이크로미터로 좁힐 수 있다. 금속박은 이번에 구리박을 사용했다.
빛을 잘 반사하지 않고 열에 잘 견디는 재료라면 금속이 아니라도 된다고 한다.
실험에서는 구리박을 얹은 두께 2밀리미터의 유리 아래에 두께 10밀리미터의 유리를 겹쳤다. 이들의 아래쪽에서 구리박 표면을 향해 직경 30마이크로미터로 좁힌 레이저광을 매초 500마이크로미터의 속도로 똑바로 주사시킨 결과, 양쪽 유리 내부에 500마이크로미터 간격으로 ‘조사흔’이 연속적으로 나란히 생겼다. 이 간격은 주사의 속도와 금속박의 재질에 따라 달라질 수 있는데, 지금까지 다른 실험에서 100마이크로미터 이하의 간격도 달성했다.
구리박에 접한 유리는 조사로 갈라지지만 그 아래쪽 유리는 갈라지지 않고 ‘조사흔’이 새겨진다.
‘조사흔’이 생기는 구조는 ①빛이 닿으면 금속박이 수 백℃의 열을 갖는다 ②금속박에 접하는 유리 표면에 열이 전달되어 녹는다 ③녹은 개소가 빛의 흡수를 시작하는 기점이 된다고 추측하고 있다.
앞으로의 응용으로서는 유리 속에 광화이버의 성질을 겸비한 ‘광도파로’의 제작과 유리의 미세한 구멍 뚫기 가공 등을 기대할 수 있다고 한다.
(NK)
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