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청색 레이저

청색 레이저(blue laser)는 가시광선 영역 중 청색(파란색) 계열의 파장을 방출하는 레이저를 말한다. 일반적으로 400~500nm 범위의 파장을 가지며, 대표적인 파장으로는 405nm, 445nm, 447nm, 450nm 등이 있다.

기존의 적색 레이저(약 630nm 파장)보다 파장이 짧아 더 좁은 면적에 데이터를 집중시킬 수 있다. 이 특성 덕분에 청색 레이저는 기존의 콤팩트 디스크(CD)나 DVD에 사용되던 적색 레이저보다 두 배에서 네 배까지 더 많은 데이터를 기록, 저장, 검색할 수 있다. 이러한 기술을 바탕으로 개발된 대표적인 상용 제품이 블루레이 디스크(Blu-ray Disc)로, 싱글 레이어 기준 약 23~27GB의 데이터를 저장할 수 있다.

청색 레이저의 핵심 소재는 질화갈륨(GaN)이다. 갈륨 질화물 반도체를 이용해 전자를 여기시키면 청색 파장의 광자가 방출된다. 최초의 청색 레이저 다이오드는 일본의 니치아 화학공업(Nichia Corporation) 연구원인 나카무라 슈지(中村修二)가 개발하였으며, 이 공로로 그는 2014년 노벨 물리학상을 수상하였다. 이후 후지쯔, 제록스, 크리 리서치(Cree Research), 휴렛패커드(HP) 등 여러 기업과 연구기관에서 청색 레이저 다이오드 기술 개발에 참여하였다.

청색 레이저는 데이터 저장 분야 외에도 산업용 재료 가공에서 중요한 역할을 한다. 구리, 알루미늄, 금, 은과 같은 비철금속은 적외선 레이저 파장에 대한 흡수율이 낮지만, 청색 레이저의 짧은 파장은 이러한 금속에 대한 흡수율이 높아 용접, 절단, 클래딩 등에 효과적이다. 2018년 이후에는 킬로와트(kW)급 고출력 청색 다이오드 레이저가 개발되어 산업용으로 활용되고 있다.

청색 레이저는 또한 의료, 군사(지향성 에너지 무기), 레이저 프린터, 프로젝터 등 다양한 분야에서 응용되고 있다.

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