에너지 전환 방식에 의한 섬광관 펌핑 Ti$^{3+}$ : Sapphire 레이저의 발진특성

The Output Characteristics of Flashlamp Pumped Ti:sapphire Laser Enhanced by Energy Transfer Dye

  • 김희경 (인하대학교 이과대학 물리학과)
  • 발행 : 1993.05.01

초록

T$i^{3+}$: sapphire 레이저를 선형 xenon 섬광관을 이용하여 펌핑시켜 그 발진 특성을 조사하였다. Ti: sapphire 레이저에 적합한 섬광관 펌핑 조건을 찾기 위하여 섬광관에 인가되는 펄스의 시간폭이 각각 10${\mu}s$, 45${\mu}s$, 65${\mu}s$인 세 가지의 방전 회로에 대하여 실험하였다. 섬광관에서 방출된 빛 중에서 Ti: sapphire 의 흡수대보다 짧은 파장의 빛을 Ti: sapphire 의 흡수대와 일치하는 파장의 빛으로 바꾸어 주기 위하여 그 형광 스펙트럼이 Ti: sapphire 의 흡수대와 잘 일치하는 색소 LD-490을 형광에 의한 에너지 전환제로 선택하였다. LD-490의 농도의 변화에 따른 레이저의 출력변화를 측정한 결과 농도가 1.0${\times}10^{-3}$mol/l 일때의 레이저 출력이 가장 높았다. LD-490의 농도를 1.0${\times}10^{-3}$mol/l로 하였을 경우 펌핑광의 펄스폭을 10, 45, 65$\mu\textrm{s}$로 증가시킬 경우 기울기 효율은 각각 2.3%, 1.5%, 1.1%로 감소하였다. 문지방 에너지는 각각 22, 65, 95 J로 증가하였다.

A flashlamp pumped Ti: sapphire laser was designed and fabricated in the laboratory. In order to find out the optimum pumping condition, three kinds of discharge circuits of which the pulse width are 10${\mu}s$, 45${\mu}s$, 65${\mu}s$ were designed. The fluorescent energy converter LD-490 of which the fluorescence spectra is coincident to the absorption band of Ti: sapphire was used to improve the laser efficiency. The laser output characteristics for three different concentrations of LD-490 and for three different pumping pulse widths were measured. As a result, the shorter the flashlamp pulse width, the higher the overall efficiency was achieved. When pumping light pulsewidth was 10${\mu}s$, the best efficiency was obtained at the concentration 1.0${\times}10^{-3}$mol/l of LD-490 dye. At lower concentrations the efficiencies were decreased.

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