▲ 한국기계연구원 자율제조연구소 광응용장비연구실 최지연 책임연구원. 기계연 제공
한국기계연구원은 고출력 레이저 광원과 광학 모듈의 성능을 실시간으로 모니터링하고 광학 코팅의 강도까지 평가할 수 있는 테스트베드 3종을 국내 최초로 개발했다고 9일 밝혔다.
기계연 자율제조연구소 광응용장비연구실 최지연 책임연구원 연구팀은 온·습도 변화에 따른 레이저 출력 변화를 실시간 기록하는 장비, 광학 렌즈의 열렌즈 효과로 인한 초점 위치 오차를 측정하는 장비, 광학 코팅의 레이저 유도 손상 임계값(LIDT)을 측정하는 장비를 개발했다. 또 고출력 레이저 이상 작동 시 자동으로 장비를 정지시키는 기능을 적용해 장시간 모니터링 환경에서도 안전한 운용이 가능하도록 설계됐다. 연구팀은 이 시스템을 국산 1kW 광섬유 레이저와 에프세타(F-Theta) 렌즈에 적용, 7일 연속 성능 평가를 진행, 안정적인 작동 특성을 확인했다.
개발된 테스트베드는 국내 기업의 제품 개선에도 활용되고 있다. 한 국내 광학업체는 1㎾ 레이저를 7일 연속 노출되는 조건에서도 해외 제품보다 작은 초점 위치 오차를 보이는 에프세타 렌즈를 개발했다. 이는 장시간 고출력 레이저 용접 공정에서도 안정적인 초점 위치 유지가 가능함을 보여준다.
최지연 책임연구원은 “레이저 가공기는 반도체, 자동차, 이차전지 등 국내 주력 제조 산업의 핵심 장비지만 외산 중심 시장 구조로 인해 국내 업체들이 객관적인 성능 평가 데이터를 확보하기 어려웠다”며 “이번 테스트베드 개발로 7일 연속 평가를 포함해 ISO 표준 기반 검증은 물론 고객 요구에 따른 장시간 맞춤형 평가도 가능해져, 실사용 환경에서 신뢰성 있는 성능 데이터를 확보하고 국산 장비 경쟁력을 높이는 데 기여할 것으로 기대한다”고 밝혔다.
김형중 기자 kimhj@ggilbo.com
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