Laser Application Lab
기계-자동차공학과 김주한
Laser Application Lab은 레이저 응용 공학 분야에서 첨단 연구를 수행하는 연구실로, 레이저를 활용한 재료 가공, 정밀 용접, 나노/마이크로 구조 제작 등 다양한 응용 기술 개발에 중점을 두고 있습니다. 본 연구실은 Nd:YAG 레이저, 펄스 및 연속파 파이버 레이저 등 다양한 레이저 장비와 SEM, TEM, AFM 등 첨단 분석 장비를 보유하고 있어, 실험적 연구와 이론적 분석을 동시에 진행할 수 있는 환경을 갖추고 있습니다.
연구실의 주요 연구 분야는 레이저를 이용한 정밀 용접 공정, 나노/마이크로 가공, 레이저-재료 상호작용, 광학 시스템 설계, 에너지 및 열해석 등입니다. 특히, 미세 전자 패키징, 광학 소자 제작, 신재생 에너지 시스템 등 첨단 산업 분야에서 요구되는 고정밀 가공 기술 개발에 집중하고 있습니다. 또한, 레이저를 활용한 다양한 재료의 접합 및 가공 기술을 통해 산업 현장에서의 실질적인 문제 해결에 기여하고 있습니다.
본 연구실은 실험실 내에서 다양한 레이저 및 광학 장비를 활용하여 새로운 공정 기술을 개발하고, 이를 실제 산업에 적용할 수 있는 방안을 모색하고 있습니다. 또한, 미세 구조의 형상 및 열적 특성 분석을 통해 가공 품질을 향상시키고, 공정의 효율성을 극대화하는 연구를 지속적으로 수행하고 있습니다.
Laser Application Lab은 학제 간 융합 연구를 통해 레이저 기술의 새로운 응용 가능성을 탐구하고 있습니다. 기계공학, 재료공학, 전자공학, 바이오공학 등 다양한 분야와의 협력을 통해 혁신적인 연구 성과를 창출하고 있으며, 차세대 제조 기술의 발전을 선도하고 있습니다.
앞으로도 본 연구실은 레이저 응용 공학 분야에서의 연구 역량을 바탕으로, 미래 산업의 핵심 기술 개발과 인재 양성에 기여할 것입니다. 첨단 장비와 우수한 연구 인력을 바탕으로, 레이저 기반의 혁신적인 제조 및 가공 기술을 지속적으로 개발해 나갈 계획입니다.
Optical Aberrations
High-Power Beam Processing
Laser Surface Treatment
레이저 응용 공학 및 정밀 용접 공정
레이저 응용 공학은 다양한 산업 분야에서 레이저 기술을 활용하여 재료 가공, 정밀 용접, 마이크로/나노 구조 제작 등 첨단 제조 공정에 적용하는 연구 분야입니다. 본 연구실은 레이저를 이용한 재료 가공 및 정밀 용접 공정에 중점을 두고 있으며, 이를 통해 고도의 정밀성과 효율성을 동시에 달성할 수 있는 새로운 제조 기술을 개발하고 있습니다.
레이저를 활용한 정밀 용접 공정은 기존의 용접 방식에 비해 열 영향을 최소화하고, 미세한 구조물의 결합이나 이종 재료 간의 접합 등에서 뛰어난 성능을 보입니다. 본 연구실에서는 Nd:YAG 레이저, 펄스 및 연속파 파이버 레이저 등 다양한 레이저 장비를 활용하여 금속, 세라믹, 유리 등 다양한 재료의 접합 및 가공 기술을 연구하고 있습니다. 또한, 레이저 빔의 특성 제어, 에너지 분포 최적화, 용접 품질 평가 등과 같은 세부 기술 개발에도 집중하고 있습니다.
이러한 연구는 전자, 자동차, 항공우주, 바이오 등 다양한 산업 분야에서 활용될 수 있으며, 특히 미세 전자 패키징, 광학 소자 제작, 신재생 에너지 시스템 등 첨단 산업의 핵심 공정에 적용되고 있습니다. 앞으로도 레이저 응용 공학의 발전을 통해 더욱 정밀하고 효율적인 제조 기술을 선도할 계획입니다.
레이저 기반 나노/마이크로 가공 및 열전달 연구
본 연구실은 레이저를 이용한 나노 및 마이크로 스케일의 정밀 가공 기술 개발에 주력하고 있습니다. SEM, TEM, AFM 등 첨단 분석 장비를 활용하여 미세 구조의 형상, 표면 특성, 열적 거동 등을 정밀하게 분석하고, 이를 바탕으로 최적의 가공 조건과 공정 제어 방법을 도출하고 있습니다. 레이저 나노/마이크로 가공은 기존의 기계적 가공 방식에 비해 비접촉식으로 진행되어 미세 손상이나 오염을 최소화할 수 있으며, 복잡한 3차원 구조의 제작도 가능합니다.
특히, 나노 스케일에서의 열전달 현상에 대한 연구는 레이저 가공의 효율성과 품질 향상에 매우 중요한 역할을 합니다. 본 연구실에서는 레이저와 재료 간의 상호작용, 열의 전달 및 분포, 국부적 온도 상승에 따른 미세 구조 변화 등을 체계적으로 분석하고 있습니다. 이를 통해 레이저 가공 시 발생할 수 있는 열 손상, 미세 균열, 변형 등을 최소화하고, 고품질의 나노/마이크로 구조를 구현할 수 있는 기술을 개발하고 있습니다.
이러한 연구는 반도체, 디스플레이, 바이오센서, 광학 소자 등 첨단 산업 분야에서 요구되는 초정밀 가공 및 미세 구조 제작에 직접적으로 기여하고 있습니다. 앞으로도 레이저 기반 나노/마이크로 가공 및 열전달 연구를 통해 미래 산업의 혁신적인 제조 기술을 선도할 것입니다.
1
Thermal cleavage on glass by a laser-induced plume
WonSeok Choi, Jong Hyeong Kim, Joohan Kim
Optics and Lasers in Engineering, 2014
2
Ceramic to metal joining by using 1064 nm pulsed and CW laser energy source
Journal of Mechanical Science and Technology, 2013
3
Laser-assisted deposition of Cu bumps for microelectronic packaging
Transactions of nonferrous metals society of china, 2012
1
고출력 빔을 이용한 열영향층이 최소화(？20μm)된 자유 형상(최소지름3mm)의 WLCSP(Wafer Level Chip Scale Package) 고정밀(±5μm) 가공 장비 개발
