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레이저 발생에 사용하는 매질에 따라 분류가 나뉨




루비

파장 0.69μm


가시광선 영역에서 육안으로 감지 가능해 은밀성이 낮음

Nd:YAG보다 전력 효율이 낮음

열전도율 Nd:YAG 대비 3배

고 에너지로 눈 부상 위험이 높음


낮은 신뢰성 등으로 레이저 거리측정기의 도입 초기를 제외하면 거의 사용되지 않음





Nd:YAG

파장 1.06µm


1970년대 초 채택, 저전력, 고효율, 높은 반복 횟수 가능

열전도율이 루비보다 낮아 더 특별한 냉각이 필요하다고 함

가시광선 부분에 근접해 일반 광학장치와 호환되지만 8~12μm의 열상장비에 사용되는 게르마늄 렌즈에 호환되지 않음

사람의 눈에 방사될 경우 망막에 집중되어 손상을 일으킴 단거리에서 실명, 장거리에서 눈 부상 발생 가능성이 있음

평시 훈련에서 제한됨


습도 등에도 강하고 정확성이 높음





CO₂

파장 10.59µm


매우 고효율

8~12μm 영역을 주로 사용하는 열상장비의 게르마늄 렌즈와 호환

LWIR 영역에 있어서 가시광선 영역의 연막투과에 우수함

눈의 망막에 초점을 맞추지 않아서 시력에 안전함


파장이 대기의 강한 흡수선과 일치해 습도가 높을 경우 성능이 저하됨

많은 표적이 짧은 파장보다 CO₂ 레이저의 파장에서 더 낮은 반사율을 가짐

표적이 젖었거나 눈으로 덮인 경우 더 정반사적이어서 대상의 기하학적 구조에 큰 영향을 받기 때문에 문제가 더 복잡해짐


상대적으로 레이저 거리측정기의 구조가 복잡하고 비용이 높고 신뢰성이 낮음





Raman-shifted Nd:YAG

파장 1.54μm


1962년 휴즈사에서 발견된 가스를 매질로 이용한 라만 산란을 기반으로 함

초기에는 과학적 관심만 있었으나 1970년대 말부터 눈에 안전한 레이저 개발을 위해 각광 받음

메테인 가스를 통해 라만 산란을 일으켜 레이저의 파장을 1.06μm에서 1.54μm로 바꿈

방사선이 망막에 도달하기 전에 눈의 수성 부분에서 흡수 및 소산해서 눈에 안전함


습도 등에도 강하고 안정적이라 주로 쓰이는 중


1980년대 중반 이후 휴즈사에서 AN/PVS-6 MELIOS의 레이저 거리측정기 후보군 중 하나로 처음 실적용시킴



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라만 레이저의 구조

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레이저의 대기흡수율




Er:Glass

파장 1.54μm


1970년대에 시작됐으나 당시 규산염 유리로는 전력 효율이 낮았음 (일반적으로 출력 10mJ을 위해 입력 280J이 필요)

1980년부터 OEC의 연구와 Kigre와의 공동 특허를 통해 인산염 유리 막대를 생산함 (입력 12-15J로 출력 25~30mJ를 달성할 수 있다 주장)


Nd:YAG 레이저와 구조가 비슷하고 Nd:YAG 대신 어븀-유리 막대 송신기가 달려있음

제조사에서는 라만 레이저보다 구조가 간단하고 저렴하다고 주장함


라만 레이저와 함께 요즘 군용 레이저 거리측정기에 사용됨





참고로 초창기 루비 레이저 거리측정기는 낮은 신뢰성과 정확도로 문제가 많아서

이를 보완하기 위해 각종 보정장치와 함께 사용됐고 독일의 경우 레이저 대신 일체경/합치식같은 광학 거리측정기를 유지했음


보정장치 없는 초창기 레이저 거리측정기는 광학 거리측정기에 비해 딱히 높은 평가를 받지는 않음