화학 산소 아이오딘 레이저 문서 원본 보기

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'''화학 산소 아이오딘 레이저'''(chemical oxygen iodine laser)는 1.315 μm  파장의 적외선 [[화학 레이저]]이다. 1978년에 윌리엄 맥더모트 (William McDermott) 박사가 개발하였다.<ref>McDermott, W. E., Pchelkin, N. R., Benard, D. J., and Bousek, R. R. Appl. Phys. Lett, 32, pp. 469, 1978.</ref> 영어 단어의 머리글을 따서 COIL 이라고 부르기도 하고, 화학 산소 요오드 레이저나 화학 산소 옥소 레이저라는 이름을 쓰기도 한다. 연속 모드에서 최대 MW까지 출력을 확장할 수 있다.

== COIL 작동 원리 ==
화학 산소 아이오딘 레이저, COIL의 반응 메커니즘은 매우 복잡하지만 기본적으로는 두 단계로 이루어진다. 먼저 [[수산화칼륨]], [[과산화수소]]를 염소 기체와 반응시켜 높은 에너지를 가지는 염화칼륨과 들뜬 상태의 단일항 산소 분자, <math> O_2 (^1 \Delta) </math>를 생성한다. 들뜬 [[단일항 산소]]는 삼중항 바닥 상태(<math> O_2 (^3 \Sigma ) </math>)로 전이가 쉽지 않아 상대적으로 긴 수명을 가진다. 단일항 산소 분자를 [[아이오딘]] 기체와 반응시켜 [[스핀-궤도 상호작용]] (spin-orbit coupling) 에너지 준위가 들뜬 아이오딘 원자(I*)가 만들어지고, [[유도방출]]을 하면서 1.315 μm의 레이저를 발진한다.

<math> I + O_2 ( ^1 \Delta) \longrightarrow I^* + O_2 (^3 \Sigma) </math><br>
<math> O_2 (^1 \Delta) + O_2 (^1 \Delta) \longrightarrow O_2 (^1 \Sigma) + O_2 (^3 \Sigma) </math><br>
<math> I^* \longrightarrow I + h \nu </math><br>

화학 반응의 생성물은 칼륨염, 물, 산소 등이다. 소량의 염소와 아이오딘은 할로젠 스크러버에 의해 제거, 배출된다. 이 레이저는 비교적 낮은 압력과 빠른 기체 흐름을 가지도록 설계되었기 때문에, 고출력 고체 레이저와 비교하면 레이저 매질에서 쉽고 빠르게 열을 제거한다. 레이저가 효율적이고 반응물질을 늘려 출력을 쉽게 높일 수 있는 것은 장점이지만, 부식성이 강한 염기성 과산화수소 (BHP) 용액을 사용하는 것은 단점이다. 액체는 우주 공간이나 무중력 환경에서 COIL을 사용하는 것을 어렵게 할 가능성이 있기 때문이다.

== COIL 활용 ==
COIL은 미국 공군에 의해 군사 목적으로 처음 개발되었고 미국의 군사 항공 레이저 및 첨단 전술 레이저 프로그램의 구성 요소이다.<ref>RADICL (Research Assessment, Device Improvement Chemical Laser)는 1998년경 미국 공군에서 테스트 한 20 kW COIL 레이저이다.</ref>  2010년 2월 11일, 보잉 747 기종의 레이저로 테스트 한 가운데 캘리포니아 해안에서 미사일을 격추시키기 위해 성공적으로 배치되었다. COIL은 산업적으로도 유용한 여러 특성을 가지고 있다. 레이저 파장이 석영 유리 잘 흡수되지 않지만 금속에는 잘 흡수되기 때문에 광섬유를 통한 레이저 유도와 금속 절단이나 가공에 적합하다. 광섬유와 연결된 fiber-coupled COIL을 이용하여 스테인레스 스틸을 자를 수 있다는 것이 시연되었다.<br />

== 같이 보기 ==
* [[페레스베트 (레이저 무기)]]
== 각주 ==
<references />

[[분류:레이저]]
[[분류:미국의 발명품]]