레이저 빛은 왜 퍼지지 않고 곧게 나가나요?

레이저 빛은 위상이 고른 빛이 좁은 빔으로 증폭되어 나오기 때문이에요. 그래도 아주 조금은 퍼져서, 달까지 쏘면 지름 수 km로 넓어져요.

레이저 포인터는 얼마나 위험한가요?

출력이 1mW만 넘어도 눈에 직접 들어가면 망막 손상 위험이 있고, 해외 직구 제품 중에는 표시보다 훨씬 강한 것도 있어요. 사람·동물·차량·항공기에 절대 겨누지 마세요.

레이저

🔬 자연과학 작성 캠퍼스다운 위키 편집부 최종 수정 2026년 10월 26일

레이저는 원자나 분자의 유도방출로 빛을 증폭해, 한 방향으로 곧게 나아가고 파장과 위상이 고른 강한 빛을 만드는 장치예요.

1. 아인슈타인의 아이디어에서 루비 레이저까지
2. 보통 빛과 무엇이 다를까
3. 오늘날의 쓰임
4. 자주 묻는 질문
5. 참고문헌

아인슈타인의 아이디어에서 루비 레이저까지

1917년 알베르트 아인슈타인은 빛을 흡수해 들뜬 원자에 같은 빛이 닿으면, 원자가 똑같은 방향·파장·위상의 빛을 하나 더 내놓는 '유도방출'이 일어난다고 예측했어요. 이 아이디어는 40년 가까이 이론으로만 남았어요. 1954년 미국의 찰스 타운스는 암모니아 분자로 마이크로파를 증폭하는 '메이저'를 만들었고, 1958년 아서 숄로와 함께 같은 원리를 가시광선에 쓰는 방법을 발표했어요. 1960년 5월 휴스 연구소의 시어도어 메이먼이 루비 결정과 섬광등으로 첫 레이저를 작동시켰고, 그해 말 알리 자반이 헬륨-네온 기체 레이저를, 1962년 로버트 홀 등이 반도체 레이저를 만들었어요. 타운스는 1964년 노벨 물리학상을 받았는데, 정작 메이먼은 받지 못했어요. 처음엔 '문제를 찾는 해결책'이라 불릴 만큼 쓸 곳이 불분명했어요.

보통 빛과 무엇이 다를까

전구 빛은 여러 파장이 제멋대로 사방으로 퍼지지만, 레이저 빛은 한 색(단색성), 한 방향(지향성), 고른 위상(결맞음)을 가져요. 레이저는 에너지를 넣어 들뜬 원자가 바닥 상태보다 많은 '밀도 반전'을 만든 뒤, 양쪽 거울 사이를 오가는 빛이 유도방출로 계속 불어나게 하는 구조예요. 이 모든 것은 원자의 에너지 준위를 다루는 양자역학과, 빛이 알갱이(광자)라는 광전효과의 통찰 위에 서 있어요. 레이저 포인터 같은 낮은 출력도 눈에 직접 쏘면 망막을 다칠 수 있으니 절대 사람이나 비행기를 향해 쏘면 안 돼요.

오늘날의 쓰임

1966년 찰스 가오는 순수한 유리 섬유로 빛을 멀리 보낼 수 있다고 제안해 2009년 노벨상을 받았고, 지금 인터넷 데이터 대부분은 반도체 레이저 빛으로 광섬유를 타고 흘러요. 바코드 스캐너, 레이저 프린터, 블루레이, 금속 절단·용접, 라식 시력 교정, 피부 치료에도 쓰여요. 1985년 도나 스트릭랜드와 제라르 무루가 개발한 '처프 펄스 증폭'은 초고출력 초단 펄스를 가능하게 해 2018년 노벨상을 받았어요. 2015년 미국 LIGO는 4km 길이의 레이저 간섭계로 원자핵보다 작은 흔들림을 잡아내 중력파를 처음 관측했어요. 상대성이론의 예측이 100년 만에 레이저로 확인된 셈이에요.

자주 묻는 질문

레이저 빛은 왜 퍼지지 않고 곧게 나가나요?: 레이저 빛은 위상이 고른 빛이 좁은 빔으로 증폭되어 나오기 때문이에요. 그래도 아주 조금은 퍼져서, 달까지 쏘면 지름 수 km로 넓어져요.
레이저 포인터는 얼마나 위험한가요?: 출력이 1mW만 넘어도 눈에 직접 들어가면 망막 손상 위험이 있고, 해외 직구 제품 중에는 표시보다 훨씬 강한 것도 있어요. 사람·동물·차량·항공기에 절대 겨누지 마세요.

출처 검토일: 2026-10-26

참고문헌

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Maiman, T. H. (1960). Stimulated optical radiation in ruby. Nature, 187(4736), 493–494.
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