This paper presents a holography through high scatter mediums. Femtosecond light pulses are used as object light and reference light. When light passes through a high scatter medium, there are ballistic light, snake light and difussive light in transmitting light. However, ballistic and snake light are very weak, difussive light is very stronge so that they can not be imaged directly, By using femtosecond laser electronic holographic gating method to gate ballistic light and snake light and multi-holograms processing technology, high quality images can be obtained. (omitted)

Adaptive Optical (AO) technology can compensate for wave-front errors in real-time to improve image and beam quality. The research and development on AO in China began in 1979. In 1980, the first laboratory on AO in China was established in Institute of Optics and Electronics (IOE), Chinese Academy of Sciences (CAS). Since then several AO systems have been built in this Laboratory. The 19-element system is the first AO system in the world ever used in inertial confinement fusion (ICF) facility in our knowledge. It corrects the static error of this large laser engineering. The 21-element system was firstly tested at the 1.2m telescope of Kunming Observatory in 1990 and then up-dated as an IR AO system installed at the 2.16m telescope of Beijing Observatory. The 37-element system was used with a turbulence cell in Laboratory on Atmospheric Optics in Hefei to conduct elementary research on Atmospheric Optics. The 61-element system for astronomical observation is newly developed. It has been successfully installed at the 1.2m telescope of Kunming Observatory and a laser guide star system will be integrated with the system. A compact AO system using our newly developed miniature DM for high resolution ophthalmic imaging of retina is also being built. The key elements of these AO systems, deformable mirrors and fast-steering mirrors, are all developed in this Laboratory. In this talk, the main configurations of these AO systems, some test results as well as the specifications of these active mirrors will be presented.

최근 양방향 전송에 기반을 둔 양방향 파장 분할 다중 방식(WDM: wavelength division multiplexing) 광통신망$^{(1-3)}$ 이 제안되고 있다. 양방향 파장 분할 다중 방식 광통신망은 광섬유의 수나 광증폭기의 수 등 경제적 비용을 경감할 수 있고 비선형 현상을 줄일 수 있다는 장점을 갖는다. 그러나 이러한 양방향 광통신망에서는 Rayleigh 역산란이나 다중 광반사, 각종 소자의 누화에 의한 상대 강도 잡음(RIN: relative intensity noise)에 의해 시스템의 성능과 통신망의 확장성이 심각하게 저하될 수 있다$^{(4)}$ . 따라서 상대 강도 잡음을 억제하면서도 양방향 광통신망의 장점을 살릴 수 있는 광증폭기 및 애드/드롭 모듈의 설계가 필수적이다. (중략)

광섬유 격자는 WDM 광시스템의 필터뿐만 아니라 센서로도 많은 연구가 되고 있다. 이 경우 필수적인 것이 유효굴절률에 대한 해석이다. 유효굴절률은 광섬유의 코어와 클래딩의 굴절률과 반지름에 따른 수치해석을 통해서도 구할 수 있다. 수치해석과정에서 필수적인 것이 파장에 따른 굴절률을 계산할 수 있는 Sellmeier식이다$^{(1)}$ . 본 연구에서는 광섬유격자 쌍을 이용하여 광섬유의 유효굴절률을 클래딩 모드수에 따라 측정할 수 있는 새로운 방법을 제시한다. (중략)

광섬유형 센서는 전자기 간섭에 강하고 높은 감도와 원거리측정 등의 장점이 있어 이에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있다. 온도센서의 경우 다양한 구조의 센서 구현이 용이하고 넓은 온도범위에서의 측정이 가능하다. 하지만 이러한 광섬유형센서는 대부분 온도변화를 물리량의 변화로 감지하기 때문에 작은 온도의 감지에는 구조적인 한계를 가지는 경우가 많으며 이러한 문제점을 개선하기 위하여 많은 연구가 시도되고 있다$^{[1]}$ . 본 논문은 이러한 점을 인지한 측면연마된 광섬유와 평면도파로 결합기형 고감도 온도센서에 관한 연구이다. 본 연구에서는 온도의 감지를 열광학 평면도파로의 열광학계수에 의존하기 때문에 물질의 변화에 따라 다양한 온도감도 조절과 높은 분해능을 가지는 센서의 구현이 가능하다. (중략)

현재 많은 분야에서 광섬유를 이용한 센서 연구가 활발하게 진행되고 있다. 광섬유 코어 부분에 규칙적인 굴절률 변화를 준 광섬유 격자는 외부의 기계적, 열적 변화에 대한 높은 민감도를 가지며 따라서 이를 위한 광센서로 많이 이용되고 있다. 본 연구에서는 장주기를 갖는 격자가 한쌍으로 새겨진 광섬유 격자를 이용하여 비틀림에 의한 파장 스펙트럼의 변화를 측정하여 비틀림 센서로서의 응용 가능성을 모색하였다. (중략)

코히어런트한 두 기록빔의 간섭에 의해 광굴절 Fe-LiMb $O_3$ 결정 내에 형성된 반사형 부피 격자는 협대역성$^{[l]}$, 고효율, 높은 신호대 잡음비, 역다중성, 재구성성, 다채널화 등과 같은 특성을 갖는다. 본 논문에서는 광굴절 부피격자의 이러한 특성을 이용하여 WDM 광통신 시스템에 응용 가능한 역다중화 기법을 제안하고, 광학적으로 구현하였다. (중략)략)

In this paper, packet error rates of an all-optical packet switching node, which uses a fiber-optic delay-line matched filter as the optical packet header processor, has been calculated for the various optical pulse shapes.

광을 기반으로 한 논리 연산은 전자 소자의 속도 한계 및 연산 용량의 한계를 극복할 대안으로 많은 관심을 끌고 있다. 초고속 전광 논리 연산의 구현은 대부분 물질의 비선형성을 이용하며 특히 광섬유의 비선형 Ken 효과를 이용한 Sagnac 간섭계의 형태를 이용한 논리 연산이 주로 연구되어 왔다$^{(1)}$ . 그러나 광섬유의 비선형성을 이용하기 위해서는 충분히 큰 광 강도가 필요하며 회로 구성에 있어서도 크기가 크다는 단점이 있다. 최근에는 반도체 광증폭기의 비선형 이득 포화 현상을 이용한 TOAD 등이 발표되어 상대적으로 크기도 감소하고 사용되는 광 강도 역시 감소시킬 수 있었다$^{(2)}$ . 간섭계를 이용한 광논리의 구현은 Sagnac 간섭계 뿐만 아니라 비선형 특성을 갖는 도파로로 구성된 Mach-Zehnder 간섭계, Michelson 간섭계 등도 이용이 가능하다. (중략)

GaAs/AlGaAs나 InGaAs/InGaAsP와 같은 반도체 기판을 이용한 전계광학 광변조기는 LD나 SOA와 같은 광소자와 단일기판 집적이 가능하고 낮은 chirping과 높은 변조대역폭을 갖는 외부광변조기로서의 장점으로 인하여 마이크로파 대역의 초고속광통신소자로 각광을 받아왔다. 특히 진행파의 속도가 정합된 traveling-wave 전극 구조를 갖는 경우 변조대역폭은 30-400Hz에 달하고 있다$^{(1)}$ . 그러나 한편으로는 반도체의 전계광학계수(electro-Optic Coefficient)가 LiNbO$_3$에 비해 10분의 1정도로 작아 상대적으로 동작전압이 커지는 단점이 대두되며 실제 구동전압이 수십 V에 이르고 있다. 이런 단점을 극복하기 위하여 p-i-n 구조를 이용하여 전계 집속도를 높이는 방법이 제안되어 동작전압이 2 V/mm 정도까지 감소하였다$^{(2)}$ . 본 논문에서는 이와 같은 반도체 전계광학 광변조기에서의 소신호 및 대신호 광변조특성을 분석함으로써 보다 높은 변조대역폭과 보다 낮은 동작전압을 갖는 구조를 연구하였다. (중략)

파장변환 소자는 최근에 급격히 발전하는 광네트웍을 구축하기 위하여 필수적인 소자로서 여러 가지 형태에 대한 연구개발이 진행되고 있다. 그중에서도, 최근에는 반도체 광증폭기로 형성된 방향성 결합기구조(semiconductor optical amplifier directional coupler)에서의 상호 이득 포화(XPM : cross-phase modulation)에 의한 파장변환에 대한 개념이 제안되고 가능성이 실험적으로 입증된 바 있다. 이런 구조의 파장변환 소자는 입력 광신호의 파워가 작을때는 위상 정합이 되어 반도체 광증폭기의 광모드가 완전히 결합되어 cross state로 변환된 파장의 광파워가 많이 출력되고, 신호 입력 파워가 증가함에 따라 결합이 감소하게 되어 Cross state에서의 출력 파워는 감소하게 된다. 이와 같은 소자는 입력 신호광과 변환된 신호광이 역방향으로 진행하는 경우 광필터가 필요없이 파장변환이 가능하고, 변환 후의 소광비가 향상되기 때문에 향후 다양한 형태로 응용될 가능성이 있으며, 적정 설계 및 성능 예측을 위해서는 시영역에서 모델링할 수 있는 방법론을 구축하는 것이 필요하다. 본 논문에서는 연산자 분리 방법$^{(1)}$ 을 적용하여 상술한 파장변환기를 해석하기에 적당하도록 시영역 동적 모델을 구현하고, 파장변환 특성을 여러 가지 면에서 분석하여 보았다. (중략)

고휘도 다이오드(Superluminescent Diodes : SLD)는 fiber gyroscope의 광원으로서 가장 적당한 소자로 알려져 있다$^{(1)}$ . 본 연구는 실제의 광섬유 자이로 스코프에 적용하기 위하여 활성층의 발진파장이 1.55$mu extrm{m}$인 SLD의 제작을 목적으로 하고 있다. SLD제작의 핵심은 거울면에서의 반사도를 낮추어 거울면의 반사에 의하여 일어나는 발진을 억제하는 것으로, 이를 위하여 단면이 각을 가진 stripe$^{(2)}$ , 계면의 무반사 코팅(antireflection coating : AR coating)$^{(3)}$ , window buried heterostructure$^{(4)}$ , unpumped absorbing region$^{(5)}$ , bent-buried absorbing region$^{(6)}$ 등과 같은 방법이 이용이 되고 있다 (중략)

Optical power splitters and/or couplers are important components for optical signal distribution between channels both in wavelength division multiplexing(WDM) systems and photonic integrated circuits(PICs). Since polarization is usually not known after propagation in an optical fiber, passive WDM components have to be polarization insensitivity, Compared to alternatives such as directional couplers or Y-junction splitters, splitters based on multimode interference(MMI) have found a growing interest in recent yens because of their desirable characteristics, such as compact size, low excess loss, wide bandwidth, polarization independence, and relaxed fabrication tolerances$^{(1)}$ . These devices have been fabricated in polymers, silica, or III-V semiconductor materials. A1 $\times$ 4 MMI power splitter on InP materials that were suitable for application in the 1.55-${\mu}{\textrm}{m}$ region$^{(2)}$ . However, the fabrication process of the structure is too complicated and the photolithography tolerance is very tight. Also, a 1 $\times$ 16 InGaAsP/InP MMI power splitter with an excess loss of 2.2dB and a splitting ratio of 1.5dB was demonstrated by using deep etching$^{(3)}$ . The deep etching of the sidewalls through the entire guide layer of the slab waveguide resulted in a number of drawbacks$^{(4)}$ . (omitted)

파장 분할 다중 방식을 사용하는 모든 전광 통신망은 파장 재사용과 routing를 위해 반드시 파장 변환기를 필요로 한다. 본 논문에서는 반도체 광 증폭기와 반도체 레이저를 수평 결합시킨 새로운 구조를 제안함으로써 기존의 파장 변환기가 가졌던 문제점들을[1][2][3] 해결하고자 한다. 두개의 모드가 약하게 결합되었을 때는 그 파의 크기나 전파상수는 서로 영향을 미치게 된다. 예를 들면 수평결합 파장가변 LD[4]나 방향성 결합 파장 변환기[5]는 이 특성을 이용한 소자이다. 본 논문에서 제안된 소자도 이러한 결합모드 특성을 이용하였다. (중략)

최근 다른 두께로 조합된 양자 우물 구조를 이용한 연구가 다음과 같이 각각 다른 목적으로 진행되고 있다. 이러한 불균일 양자 우물 구조는 주로 광대역폭 반도체 광 증폭기를 위한 구조$^{l),2)}$ 광대역폭 Superluminescent Diode에 적용하기 위한 구조, $^{3)}$ 광대역폭 및 온도 비의존성 면발광 레이저를 위한 구조$^{4)}$ 로 이용되고 있으며 10여년 전에는 파장 조절 및 파장 스위칭을 위한 구조로 연구되었다.$^{5).6)}$ 이들 소자의 실현을 위해 우선 불균일 양자 우물 구조의 특성을 알아볼 필요가 있다. 본 연구에서 사용한 양자 우물 구조는 그림 1과 같이 각 양자 우물의 두께가 다르게 분포되어 있다. 그리고 이 구조를 CBE로 성장하고 릿지형 반도체 레이저를 제작하여 공진기 길이와 주입전류에 따른 발광 파장 특성으로부터 불균일 양자 우물 구조에서의 캐리어 분포 특성을 유추하였다. (중략)

A Y-branch phase modulator made of an electro-optic(EO) polymer has been designed and fabricated. An EO polymer, PMMA-DR1, is used for the core layer, and UV-curable polymers, UV-15 and UV-15 LV, for the cladding layers. The rib type polymeric waveguides are fabricated by the reactive ion etching method and their EO effects are obtained by the poling process. The optical properties of the fabricated phase modulator are as follows: the halfwave voltage, $V_{\pi}$, is 25 V, the insertion loss of TM mode is 13.8 dB, and the intensity modulation is 0.17 % (V).

정밀 지상관측 위성인 다목적실용위성 1호기에는 해상도 6.6 m인 전자광학카메라(EOC)가 탑재되어 현재 우수한 영상을 보내오고 있으며 2003년 발사예정인 2호기를 위하여 해상도 1 m의 Multispectral Camera(MSC)가 개발중이다. 미 TRW 사가 제작한 EOC 개발에 항우연의 연구진은 그 설계 및 시험의 각 단계별 검토와, 탑재, 위성전체 시험과 보정을 포함한 궤도운용 등의 수행과 함께, 개발기간 동안 현지에서 수행된 별도의 현장교육을 통하여 동급의 위성카메라를 실제 개발할 수 있는 설계기술을 이전받았다. 수차례 대구경 비구면 광학계 제작 경험을 더한 항우연은 MSC 공동개발선인 이스라엘 ELOP 사와 현재 그 설계를 진행하고 있다. (중략)

이번 연구에서 사용하는 레이저 다이오드는 emitting area가 1$mu extrm{m}$ $\times$100$\mu\textrm{m}$이고 출력 beam의 세기가 0.1 Mw/$ extrm{cm}^2$ 이상이어야 하기 때문에 출력 beam의 spot size가 약 637$\mu\textrm{m}$$^2$이하를 가지도록 해야한다. 즉 28.5$\mu\textrm{m}$정도의 직경을 가지는 디스크 형태의 spot모양이 이상적이라 할 수 있겠다. (중략)

광학설계의 최적화에서는 최소자승법과 감쇠최소자승법이 주로 사용되고 있다. 최소자승법은 error의 제곱의 합을 최소화하는 방법으로, 이 방법은 최적점 부근에서의 불안정성이 발생하는 문제점이 있다. 감쇠최소자자승법은 최소자승법에 적절한 감쇠항을 부가함으로써 최적점 부근에서의 불안정성을 줄여주고 있다. 본 연구에서는 광학설계의 제한조건을 Lagrange 부정승수$^{(1)}$ 를 사용하여 감쇠최소자승법의 정규방정식에 결합하여 제한조건을 유지하면서 merit function을 줄이는 방법에 대하여 연구하였다. 이 방법에서는 제한조건이 merit function의 error 함수보다 우선적으로 보정되며, 이를 이용하여 매 iteration 마다 merit function에서 절대값이 큰 error를 감쇠최소자승법의 정규방정식에서 제거하고 이 보정조건을 제한조건에 추가함으로서 다른 error항 보다 우선적으로 보정되도록 하였다. 이 때 이 error를 한번에 보정하는 경우에는 merit function의 진동이 심하고 광학계가 사용불가능한 형태로 변화하는 경우가 많아 적절한 target ratio를 설정하여 반복과정을 통하여 점진적으로 보정되도록 하였으며, 이를 통하여 최적화의 안정성을 개선할 수 있었다. (중략)

Aspheric optical elements can provide an advantage in the design of optical system that require high performance and small size. The main disadvantage of high volume production of aspheric optical elements is very high cost. In this paper, we suggest new technology of high volume production process using replication process. The replication is a thin film of UV cured resin on a solid substrate blank(polymer substrate) with aspheric surface.

Shack-Hartmann 센서로부터 얻어진 기울기 정보로부터 파면을 재구성하고 분석하기 위해서는 각각의 점 영상에 대한 위상 구배로부터 파면의 위상을 재구성할 수 있는 수학적인 알고리즘이 필요하다. 파면의 위상을 재구성하기 위한 알고리즘은 Hudgin, Fried, Southwell이 제시한 세 가지 방법에 대한 연구결과가 가장 많이 알려져 있다. 본 연구에서는 CCD 카메라로부터 전송된 디지털 영상에서 각각의 점 영상의 중심점을 추출하여 점 영상의 이동정보로부터 수평과 수직방향의 기울기를 계산하고, 이를 바탕으로 최소제곱법(least-square fitting)을 사용하여 위상을 재구성하였다. 파면의 기울기 정보로부터 파면을 재구성하기 위해 기존의 이론을 바탕으로 행렬계산법을 사용하여 각각의 경우를 일반화하였고, 위상의 복구와 파면의 보정에 따른 해석적인 오차의 관계를 논의하였다. (중략)

본 논문에서는 적응광학시스템$^{(1)}$ 의 성능 향상에 필수적인 파면왜곡의 기울기 정보를 고속으로 측정하기 위한 중심점 추출 알고리즘을 제안하였다. 본 논문에서는 컴퓨터 내부의 영상처리전용보드와 CCD카메라를 이용하여 하트만 센싱 점 영상을 획득하였고, 획득한 하트만 센싱 점 영상에 대해 제안한 중심점 추출 알고리즘을 적용하여 서브픽셀 분해능으로 X축과 Y축의 기울기 정보를 고속으로 추출하였다. CCD센서에 촬상되는 하트만 센싱 점영상에서 각각의 점 영상은 중심점으로부터 대칭형으로 강도가 분포되어 있다고 가정할 수 있으나 전체 점영상의 각 점을 분석한 결과 비대칭적으로 예외적인 강도 분포를 갖는 점영상도 일부 발견되었다. 파면 왜곡이 없는 하트만 센싱 점영상으로부터 X, Y축 파면 왜곡 기울기 값을 추출한 결과 CCD 센서 픽셀의 기저 노이즈가 큰 불안정한 영역에서 기울기 값이 반복적으로 크게 추출되어 파면왜곡보정 시스템의 보정 성능을 떨어뜨리는 효과가 나타났다. (중략)

최근 몇 년 동안 레이저는 품질과 신뢰성의 계속적인 향상으로 인하여 여러 산업 응용분야에서 폭넓게 사용되어 지고 있다. 재료가공에 있어서 레이저의 적용분야는 금속의 절단, 용접 및 드릴링, 세라믹의 스크라이빙, 플라스틱과 복합재료의 절단 및 여러 가지 재료의 마킹, 등을 포함한다. 이러한 가공 메카니즘은 레이저의 조사에 의하여 재료를 용융, 증발시키는 열적 메카니즘이다. 특히 요즘에는 자외선 영역의 조사와 높은 빔의 세기에 의해 다른 종류의 에너지 전달 메카니즘이 가능한 UV 영역의 엑사이머 레이저의 사용이 증가하고 있다.$^{(1)}$ 이러한 엑사이머 레이저가 기존의 다른 레이저에 비해서 갖는 이점은 다음과 같다. 첫째, 모든 금속이 엑사이머 레이저에 대해서는 높은 흡수율을 가지므로 레이저 에너지가 가공 에너지로 효율적으로 변환되기 때문에 얇은 표면층에서 완전히 흡수하게 된다. (중략)

최근에 결상광학계는 광학유리를 사용한 전통적인 단순 구면형에서 플라스틱, 금속 등의 소재와 비구면 혹은 홀로그래피 광학소자를 이용한 복합적 기능형으로 발전하고 있다. 또한 엑스선에서 적외선까지 매우 넓은 분광영역에서 현미경으로 관찰할 수 있는 미소광학소자부터 구경 10 m 정도의 대구경 망원경까지 다양한 크기의 초정밀 결상광학계가 계속 개발되고 있다. 즉 구경 100 mm 정도의 구면 광학계에서 광대역 분광영역의 대구경 비구면 광학계로 발전하고 있다.$^{(1)}$ (표 1 참조) (중략)

물질 내부에서의 초음파(ultrasonics)의 전파특성을 분석하면 측정대상의 외형적 크기와 성분조성, 내부결함의 분포, 그리고 결정입경(grain size) 등과 같은 물질의 미세조직을 비파괴적으로 평가(NDE; non-destructive evaluation)할 수 있다. 초음파를 이용하는 비파괴 평가에 있어서 기존에는 주로 접촉식 압전변환기(PZT transducer)를 이용하여 초음파를 인가함과 동시에 이를 이용하여 측정대상 내부를 전파한 초음파를 검지하는 방식을 이용하여 왔다. 이와 같은 압전변환기를 이용한 비파괴 평가는 측정방법이 비교적 간단하고 초음파 에너지의 정량화가 용이한 장점이 있으나 측정방식이 접촉식이기 때문에 측정 시편이 고온이거나 움직이는 대상에는 적용이 어렵다. 따라서 비파괴 평가의 궁극적인 활용목표의 하나인 온-라인 평가를 실현하기 위해서는 비접촉식 초음파 평가방법이 정립되어야 한다. 이러한 관점에서 최근 레이저를 이용한 비접촉식 초음파의 생성 및 검지방법에 대한 연구가 진행되고 있다. (중략)

해양관측카메라 Ocean Scanning Multi-spectral Imager (OSMI)를 탑재한 다목적 실용위성(KOMPSAT) 1호기가 1999년 12월 21일 발사되었다. OSMI는 유연한 임무 수행을 위해 궤도운영중에 관측파장대역 선택과 응답 이득 조정이 가능하도록 설계되었다. 또한 OSMI는 기기 노화 등에 따른 성능 변화 감지 및 보정을 위해 태양광 보정을 궤도운영중 수행한다. 여러 이득 단계에 대해 발사후 복사 응답 특성을 기기 보정 측면에서 연구하였다. 발사전 실험실 성능 측정 결과에 근거하여 발사후 초기 운영 단계에서 측정한 태양광 보정 자료의 선형 curve fitting을 통해 발사후 복사 응답 특성을 분석하였다. 이 분석은 OSMI 기기 보정 및 영상 품질 이해에 유용할 것이다.

본 연구에서는 반도체 레이저로부터 조사되는 빔을 CRT 모니터의 shadow mask에 입사시켜 반사되는 빔을 렌즈를 통하여 센서로 사용한 위치검출소자(PSD)와 CCD에 확대 결상시켜 측정하였다. 센서로 사용한 PSD는 검출영역이 12mm, 위치분해능은 0.2um이며, 센서의 검출면상에서의 입사빔의 위치에 따라 매우 선형적인 특성을 가지며, 실시간적으로 처리할 수 있다는 장점을 갖고 있다. CCD는 1/3inch(512$\times$480pixels)를 사용하였다. (중략)

레이저를 이용한 속도측정은 비접촉식 정밀측정이라는 장점 때문에 산업현장의 생산라인에서 온-라인 계측장비로 이용되고 있다. 특히, 철강업에서는 각종 설비의 제어를 위한 속도측정이나 연신률 측정 및 길이측정에 활용되고 있으며 제지분야나 고무생산 현장에서도 계측장비로 활용성이 점점 높아지고 있다. 본 연구는 레이저를 이용하여 비접촉식 속도계(Laser Doppler Velocimeter; LDV)를 제작하고 특성을 연구하였다. 기본 원리는 두 개의 레이저 빔을 측정대상의 한 지점에 입사시키고 이 지점에서 산란된 빛의 세기를 광검지기로 측정한 후 광검지기 출력의 주파수를 분석하여 측정대상의 속도를 산출하는 방법으로 두 개의 레이저 빔의 주파수가 같은 homodyne type과 주파수가 다른 heterodyne type으로 나누어지고 있다. Heterodyne type의 LDV 시스템은 속도값과 함께 측정대상의 이동방향을 알 수 있고, 측정신호가 고주파 대역에 있으므로 레이저의 불안정성이나 전원잡음 등에 의한 저주파 잡음을 용이하게 제거할 수 있는 장점을 가지고 있다. (중략)

표면 형상을 측정하는 방법은 샘플표면의 평평도, 곡률, 거칠기, 깊이 측정등의 수많은 상업적 응용을 위해 광범위하게 개발되어왔다. 이중에서도 특히 간섭현상을 이용한 광 표면 프로파일러는 표면의 3차원 구조를 측정하는데 있어서 subangstrom의 매우 높은 깊이 분해능을 가지므로 샘플 표면의 정밀 진단에 많이 사용되어 왔다. [1,2] 광 간섭 현미경은 기본적으로 광위상 변화를 검출하여 그것을 표면구조변화로 바꾸어주는 역할을 한다. 그러나 광위상 변화는 샘플 표면의 구조뿐만 아니라 물질 변화와 박막두께 변화에도 민감하므로 순수한 표면구조측정은 샘플이 단일물질인 경우에만 달성된다는 문제점이 있다. 따라서 이러한 광위상 측정과 관련된 ambiguity를 해결하기 위해서는 일반적인 광 간섭 현미경에서 얻어지는 위상데이터와 더불어 물질변화를 분석할 수 있는 다른 추가적인 데이터가 필요하다. 이러한 필요성 때문에 우리는 광위상 뿐만 아니라 반사율 분포도 동시에 측정할 수 있는 새로운 방식의 다출력단 호모다인 간섭계(Homodyne I/Q Interferometer; HIQI)를 구성하였으며[3], 그 실험장치도는 [Fig. 1]과 같다. HIQI는 in-phase and quadrature 검출방식에 기반을 두며, 이 검출방식은 PBS에서 반사되는 빛살과 투과되는 빛살 사이의 위상차가 $\pi$/4라는 실험결과로부터 달성된다. HIQI는 샘플 표면의 3차원 구조 뿐만 아니라 광학적 특성의 2차원 분포도 동시에 얻을 수 있다. (중략)

다양한 분야의 요구에 따라 반사율이 99.995% 이상인 고반사 저손실 반사경의 제작이 가능해 지면서 반사경의 산란, 투과, 흡수 및 손실 등을 측정하는 여러 측정 방법들도 더불어 연구되어 왔다. 적용 분야에 따라 사용될 반사경의 특성이 결정되는데 그 중 중력파 측정 장치$^{(1)}$ , 광자 감쇠 분광기$^{(2)}$ 등의 분야에서는 투과, 산란 및 흡수가 모두 작은 저손실 반사경을 요구한다. 한편 링 레이저 자이로스코프의 경우 반사경의 산란이 곧 lock-in을 결정하여 성능을 제한하는 중요한 변수가 된다. 따라서 이 응용의 경우 반사경의 산란을 정확히 측정하는 일은 중요하며 위치에 따른 산란분포 정보를 알면 링 레이저 자이로스코프의 성능 예측과 개선이 더욱 쉬워진다. 산란을 측정하는 직접적인 방법에는 ARS(angle resolved scattering)과 TIS(total integrated scattering)이 있는데, 본 연구에서는 TIS 측정 장비를 반사경의 위치에 따른 산란분포까지 측정할 수 있도록 mapping 기능을 첨가하고 이온빔 스퍼터링에 의해 제작된 저산란 반사경을 측정하기 위해 높은 분해능을 갖도록 구성하였다. 반사경의 응용분야의 필요에 의해 45$^{\circ}$ 산란을 측정하였다. (중략)

Theoretical foundations of atom dynamics in laser fields are reviewed in relation with applications to laser spectroscopy, control of atomic motion, atom traps and frequency standards. Quasiclassical kinetic equations are applied to multilevel atomic schemes interacting with counter-propagating laser waves to describe the properties of atomic populations and coherence and the time evolution of atomic distribution function. Basic types of the dipole radiation forces on atoms are discussed for the realistic cases of multilevel dipole interaction schemes such as 3(g)＋5(e), 3(g)＋3(e), 5(g)＋3(e), 5(g)＋7(e), 3(g)＋3(e)＋5(e) and 1(g)＋3(g)＋3(e)＋5(e).

최근 정보 통신 및 우주 항공 분야 등에서 정밀한 시계에 대한 필요성이 증가함에 따라 현재의 원자시계 보다 더 우수한 원자시계에 대한 개발이 요구되고 있다. 이러한 요구에 부응하여 새로운 원자시계에 관한 연구가 활발히 진행되고 있다. 특히, 레이저 냉각기술이 발명됨에 따라 레이저 냉각된 원자를 이용하여 원자시계를 제작하려는 연구들이 있는데, 그 중에서 원자분수 방식을 이용하는 주파수표준기가 차세대 원자시계로 기대되고 있다. 원자분수 주파수표준기는 이미 프랑스 LPTF에서 제작하여 그 불확도가 3$\times$$10^{15}$인 것으로 알려져 있다. 한국표준과학연구원에서도 1996 년부터 원자분수 주파수 표준기 개발을 위한 예비실험으로 원자의 온도를 수 $\mu$K 까지 냉각하였으며, 자유낙하하는 원자의 형광을 관측하여 온도를 측정하였다. 이러한 일련의 예비실험을 통하여 레이저 냉각 기술 및 형광측정 능력 등을 확보하고 본격적인 원자분수 주파수표준기 제작에 착수하였다. (중략)

세슘빔 공진기에서 세슘D$_2$ 전이선으로 광펌핑된 원자가 램지공진기에서 마이크로파의 주파수에 따른 초미세준위의 바닥상태간의 원자밀도 전이에 의한 형광 신호의 분포를 펌핑광의 세기에 따라 관측하였다. 펌핑광의 편광방향이 자기장에 나란한 $\pi$편광일 때 각 제만부준위의 마이크로파 전이 신호는 mF=0을 중심으로 $\pm$mF의 신호세기가 대칭적이었으나 펌핑광의 편광 방향이 자기장에 수직인 $\sigma$ $\pm$ 인 경우에는 비대칭적임을 확인하였다. 이것은 펌핑광의 주파수가 세슘빔 공진기에서의 세슘공진주파수에서 detuning이 있는 것에 의한 것으로 예상하였다. 이를 확인하기 위해 원자밀도행렬방정식으로 세슘빔공진기에서 마이크로파 전이신호를 계산하였다. 펌핑광의 세기와 편광방향, detuning에 따른 마이크로파 전이신호의 분포가 실험치와 잘 일치함을 알 수 있었다. 이 연구는 세슘빔 원자공진기에서 펌핑광의 주파수가 세슘공진주파수에 detuning된 정도를 관측할 수 있는 방법을 제시해 준다. (중략)

단원자를 이용한 Cavity-QED 실험을 통해서 광자 수상태 및 sub-poissonian 광원 구현 및 비고 전적인 광 특성을 가지는 광원등을 구현 할 수 있다. 이를 위해서는 오랫동안 공진기 안에 포획하거나, 빔의 형태로 단원자들이 일정시간 동안 공진기를 지나게 해야 한다. 본 연구는 안정한 원자빔 속도제어 실험에 관한 것으로 자체 제작한 원자빔 오븐의 특성과 원자빔 속도 선택기의 제작, 속도 선택 결과에 대하여 논하고자 한다. (중략)

The past few decades have witnessed the development of very robust technique, known as magneto-optical trap(MOT), for cooling and trapping of neutral atoms using lasers and magnetic fields. This technique can easily produce cooled atoms to a temperature range of nano-kelvin $s^{(1)}$ . These laser cooled and trapped atoms have found applications in various fields, such as ultrahigh resolution spectroscopy, precision atomic clocks, very cold atomic collision physics, Bose-Einstein Condensation, the Atom laser, etc. Particularly, a few isolated atoms of very low temperature are needed in the cavity QED studies in the optical regime. One can obtain such atoms from a MOT using the atomic fountain technique. The widely used technique for atomic fountain is, first to cool and trap the neutral atoms in MOT. And then launch them in the vertical (1, 1, 1) direction with respect to cooling beams, using moving molasses technique. Recently, this technique combined with the cavity-QED has opened an active area of basic research. This way atoms can be strongly coupled to the optical radiation in the cavity and leads to various new effects. Trapping of single atom after separating it from MOT in the high Q-optical cavity is actively initiated presentl $y^{(2.3)}$. This will help to sharpen our understanding of atom-photon interaction at quantum level and may lead to the development of single-atom laser. Our efforts to develop an $^{85}$ Rb-atomic fountain is in progress. (omitted)

포화흡수분광(saturated apsorption spectroscopy)$^{[1]}$ 은 원자나 분자의 도플러 선폭확대를 제거할 수 있는 고분해 분광법 중의 하나이다. 이 방법은 조사하려는 매질에 서로 반대방향으로 진행하는 펌프광과 조사광을 비추어, 펌프광의 주파수가 원자의 에너지 준위에 공진 될 때, 매질 내에서 조사광의 흡수가 달라지는 현상을 이용하는 것이다. 특히 알카리 원자의 경우, 바닥상태에 두 개의 초미세준위를 가지고 있고 들뜬상태의 수명이 짧으므로 약한 펌프광에 의해서도 쉽게 이 현상을 관찰할 수가 있다(그림 1 (a), 그림 2 (a)). (중략)

소형 루비듐 원자시계를 만들기 위해 원자에서의 CPT(coherent population trapping) 현상, 유도 라만 산란(SRS: Stimulated Raman Scattering), 루비듐 메이저 등 다양한 방법들이 소개되고 있다$^{(1, 3)}$ . 본 연구에서는 루비듐 원자 주파수 표준기를 위해 루비듐 셀을 이용한 마이크로파 주파수 표준기(즉, 원자시계)에 관한 연구를 수행하였다. 루비듐 셀을 이용한 원자시계는 가격이 저렴하고 부피가 작아 휴대용으로 적합하다. 따라서 정보통신 분야에서 동기 신호 발생기에 사용되는 등 다양한 응용분야를 갖고 있다. (중략)

Kelly$^{[1]}$ 이후 자체집광(self-focusing) 효과에 대한 많은 연구가 진행되어 왔으며, 이러한 자체집광 현상에 대한 연구들의 목적중 하나는 과연 자체집광 현상에 의하여 집광된 빛의 크기가 궁극적으로 어디까지 줄어들 수 있는가에 대한 답을 찾는 것이다. Feit와 Fleck의 수치해석 결과에 따르면 비근축근사(nonparaxiality)를 고려했을 때 비선형 흡수, 고차 비선형효과, 물질 손상 (material breakdown) 등 특별한 자체집광에 대한 포화 현상이 없이도 자체집광된 빛의 크기가 회절한계를 넘어서지 않고, 자체집광과 자체퍼짐(self- defocusing)이 반복하면서 전파되는 것을 알 수 있다$^{[2]}$ . (중략)

굴절율이 외부보다 큰 실린더 (cylinder)나 스피어 (sphere)는 경계면에서의 전반사에 의해 손실이 매우 적은 high-Q 공진기가 될 수 있음이 잘 알려져 있다. 크기가 수 십 $mu extrm{m}$ 되는 실린더나 스피어에서의 공명모드는 편광(TM, TE), 모드 수 (mode number) n, 모드 순서 (mode order) l에 의해 정의되고 WGM (whispering gallery mode)라고도 불리워진다$^{(1)}$ . 모드 수n 이 클수록 모드 순서 l이 작을수록 공명모드의 Q 값은 큰 경향을 가진다. 액체 방울이나 액체 제트와 같이 열적 섭동에 민감한 마이크로 공진기 (micro-cavity)의 경우 Q값이 $10^{7}$ 정도로 제약되나, 실리카 마이크로 스피어 (micro-sphere)와 같은 고체 구에서 측정된 Q값은 약 $101^{10}$ 정도로 손실이 매우 적은 공진기가 될 수 있다$^{(2)}$ . 이와 같은 마이크로 공진기 특성을 이용하여 다양한 형태의 마이크로 공진기 레이저 대한 연구가 진행되어 왔다. 색소가 첨가된 고체구, 액체 방울, 액체 제트 등에서 기본적인 실험이 이루어졌고 반도체마이크로 스피어 구조에서 WGM 레이저$^{(3)}$ , polymer disc laser$^{(4)}$ , 광양자테 (photonic quantum ring)$^{(5)}$ 특성 연구 등이 실용가능성을 목표로 진행되고 있다. (중략)

굴절률이 외부보다 큰 원통(cylinder)이나 구(sphere)는 경계면에서의 빛의 전반사(total internal reflection)에 의해 손실이 매우 적은 high-Q 공진기가 될 수 있음이 잘 알려져 있다. 이때 발진되는 공명모드를 '속삭이는 회랑 모드(whispering gallery mode: WGM)'라고 하며, 색소가 첨가된 고체 구, 액체 방울, 액체 제트 등의 미소 공진기나 반도체 microdisk 등에서 구현되었다. 이러한 미소공진기는 일반적으로 완전한 구나 실린더의 형태로 만들어지는데, 이 경우 공진 모드를 analytic 하게 구할 수 있고 기하 광학적으로 비교적 간단히 이해할 수 있다. 하지만 최근 Nockel 등에 의해 공진기에 변형을 가한 경우 여러 가지 재미있는 현상이 일어날 수 있다는 것이 밝혀졌다$^{(1, 2)}$ (중략)

최근 들어 희토류 원소(Rare earth elements)에 대한 학문적 가치와 산업적 응용에의 중요성에 대한 인식이 증대되면서 이들 원소에 대한 분광학적 연구가 활발하게 이루어지고 있다. 란탄족 원소(Lantanoid)로도 일컬어지는 6주기 3족 원소(원자번호 57~71번)인 희토류 원소들은 일반적으로 녹는점 및 끓는점이 상대적으로 높고 보다 복잡한 원자 구조를 가지고 있으므로 원자 분광학적 연구가 쉽지 않다. 따라서 이들 원소들에 대한 분광학적 정보를 얻기 위해서는 고효율의 원자 시료 발생 방법 및 고분해능의 원자 분광법이 요구된다$^{(1)}$ . (중략)

The properties for self-frequency doubling (SFD) is unique phenomena for a small number of special single crystals. It is known that there are serious limitations to vary the concentration of active ions, for example high doping of active ions from 1 to 50 atomic %, in nonlinear materials. Until now, the Nd:YAl$_3$(BO$_3$)$_4$ (YAB) and Nd:(Ce,Gd)Sc$_3$(BO$_3$)$_4$ (CSB) crystals with high doping rates are well studied for the application of SFD purpose. They have much useful SFD properties, but also have big problems in crystal growth. In case of YAB crystal, it can be grown by solution melt method with very low growth rates and easy occurrence of inclusions. In case of CSB crystal, it has optically heterogeneity problems because of disarrangement of ions in huntite structure [1]. These problems make above crystals not so attractive for optical applications. Some popular nonlinear materials, such as LiNbO$_3$(LN), KTiOPO$_4$(KTP), LiB$_3$O$_{5}$ (LBO) crystals, are impossible to substitute by Rare Earth activators because of their crystallo-chemical problems of structure. When we dope active ions with the requisite concentrations for laser generation, it results in decreasing of optical quality of crystals or destroying of acentrosymmetric structure. (omitted)d)

2차 비선형 현상인 제2고조파(Second Harmonic Generation:SHG)는 electric dipole approximation에 의하면 중심대칭성이 있는 물질에서는 발생하지 않는다. 그러나 표면에 대해서는 그 중심대칭성이 깨져 제2고조파가 발생할 수 있게 된다. 즉 bulk에서는 제2고조파가 나오지 않는 반면, 표면에서는 나오게 된다. 본 연구에서는 electric dipole approximation 이상(예를 들면 magnetic dipole, electric quadrupole)을 고려해 시료의 물리적인 성질을 실제 물질계에 가깝게 기술하고자 했다. (중략)

1961년에 비선형 광학이 시작된$^{(1)}$ 이후로 비선형 광학의 큰 응용 잠재성 때문에 많은 비선형 광학 결정이 개발되어 왔고, 현재도 많은 연구실에서 제조 및 연구되고 있다. 일단 결정이 만들어지면 결정축(X,Y,Z축)이 파악되어야 모든 연구나 응용이 가능하다. 이러한 결정축의 측정은 X선, 중성자, 또는 전자를 이용하는 회절 방법을 통하여 가능하며, 이 중 X선회절 장비가 가장 많이 쓰인다.$^{(2 4)}$ 그러나 이러한 장비들은 값이 워낙 비싸서, 결정축 측정외에 그다지 쓸모가 없는 비선형 광학 물질 제조 연구실이나 광학 연구실에서는 이 장비를 구입하기가 다소 어려운 것이 현실이다. 더구나 이 방법은 해석이 복잡하다는 단점이 있다. (중략)

파장보다 작은 구멍을 통한 빛의 회절을 다루는 문제는, 최근 근접장 광학의 발달과 더불어서 많은 연구가 되고 있다. 이러한 작은 구멍은 근접장 주사 광학 현미경(NSOM)에서의 탐침(probe)으로 사용되므로, 여기에서 일어나는 빛과 탐침의 상호작용을 잘 이해하는 것이 중요하다.$^{(1)}$ 본 연구에서는 작은 구멍 주변에 선형 스크래치가 있을 때, 구멍을 통한 빛의 회절 분포를 먼 장(far field) 영역에서 관측하였다. 먼 장 분포를 분석해 본 결과, 구멍 주변의 선형 스크래치에 의한 효과가 나타나는 것을 볼 수 있었다. 이것은 구멍 주변에서 발생한 표면파가 금속 표면을 따라가면서, 주변의 스크래치와 상호 작용한 결과로 보인다. (중략)

Room-temperature continuous operation of two-dimensional photonic crystal lasers is achieved at 1.6 ${\mu}{\textrm}{m}$ by using InGaAsP slab-waveguide triangular photonic crystal on top of wet-oxidized aluminum oxide. The main difficulty in the realization of photonic bandgap (OBG) structures has been the nontrivial difficulties in nanofabrication, especially for 3-dimensional PBG structures. Recently, 2-D PBG structures have attracted a great deal of attention due to their simplicity in fabrication and theoretical study as compared to the three-dimensional counterparts [1]. Recently, air-gulfed 2-D slab PBG lasers were reported by Caltech group [2]. However, this air-slab structure is mechanically fragile and thermally unforgiving. Therefore, a new structure that can remove this thermal limitation is dearly sought after for 2-D PBG laser to have practical meaning. In this talk, we report room-temperature continuous operation of 2-D photonic bandgap lasers that are thermally and mechanically stable.

최근에 100Hz 이하의 펄스 반복율을 가지는 20 W급 출력의 의료용 및 마킹용 펄스 $CO_2$레이저의 수요가 증가함에 따라 유지와 보수의 편리성은 물론 사용자의 편의성을 충족시키기 위한 레이저 전원장치의 소형화, 출력 제어의 용이성 및 저가격화 등에 대한 요구가 증대되고 있다. 기존의 펄스형 $CO_2$레이저의 전원장치는 원하는 펄스 반복율에 맞도록 스위칭 소자를 "on"-"off"하여 콘덴서에 충전된 에너지를 고압 펄스 트랜스를 통해서 레이저 방전관에 인가하는 방식이다. 즉 DC를 스위칭 과정을 통해 펄스 에너지로 변환시킨 후 방전관에 그 펄스에너지를 공급하는 형태이다$^{(1)}$ . (중략)

화학레이저는 화학연료의 반응에서 생성되는 막대한 화학에너지를 이용하여 레이저를 발생시키며, 반응하는 화학연료의 양에 따라 수천 kW의 고출력을 낼 수 있는 가장 강력한 레이저이다. 화학레이저인 Chemical Oxygen-Iodine Laser(COIL)는 염소기체(Cl$_2$)를 염기성 과산화수소수 용액과 반응시켜 고에너지의 여기산소(O$_2$($^1$$\Delta$))를 생성시키고 여기산소가 다시 요오드 원자와 반응하면서 1.3 $mu extrm{m}$ 파장의 레이저를 발생시킨다.(1)-(2) 이와같은 COIL 레이저는 발진효율이 높고 포화 강도가 높아 수십 kW 급의 고출력이 용이하게 이루어 질 수 있으며 광섬유 전송시 광손실이 가장 적어 레이저 빔의 원격 전송에 의한 재료가공에 적합한 레이저이다. 가공용레이저로 많이 사용하는 $CO_2$ 레이저에 비해 발진 파장이 짧으므로 재료의 광흡수율이 높아 일반 산업분야의 용접/절단에서 기존의 $CO_2$ 레이저를 대체할 것으로 기대되는 상용성이 큰 레이저이다.(3)-(4) 또한 COIL은 우수한 집속 특성을 유지하면서도 고출력의 개발이 가능하다. 이미 외국에서는 비록 단시간 동안 동작하지만 수백 kW급이 실현되었으며 수천 kW 급 고출력 항공기탑재형 COIL 이 수백 km의 거리에서 미사일을 요격하기위해 지금 개발중에 있다.(5) 일반 산업용 광섬유에 의해 쉽게 전송되는 파장인 1.315 $\mu\textrm{m}$ 인 수십 kW 급 COIL 은 조선 등의 중공업산업용 및 원자력 제염/해체분야에서 다용도 기술로서 광범위하게 사용될 것이다. COIL은 다양한 재료와 다양한 두께의 구조물 절단, 표면처리 그리고 용접에도 이용될 수 있다. COIL의 산업화는 빠르게 발전하고 있으며 산업용으로써 장시간 연속사용이 가능한 20-30 kW급 시설이 곧 개발될 것으로 기대된다. 따라서 개발될 고출력 화학레이저가 앞으로 원자력시설의 해체시 작업자의 안전성 향상에 크게 기여할 수 있게 되었다.(6) 여기서는 화학레이저인 COIL 장치와 기본적인 원리, 그리고 염소유량에 따른 출력특성등을 살펴보기로 하겠다. (중략)

다이오드 레이저로 펌핑되는 Nd:YAG 매질에 형성된 열 복굴절은 레이저 출력과 빔질의 저하를 초래한다. 선편광된 레이저 출력을 얻기 위해서는 주로 공진기 내에 선형 편광자를 삽입하게 되는데, 레이저 매질에 형성된 열 복굴절에 의한 왜곡 편광된 레이저 빔이 편광자에 의해 반사되어 공진기 손실을 초래한다. 편광 왜곡에 의한 레이저 빔의 손실을 줄이거나 이중 초점을 제거하기 위해 주로 사용되어지는 광 소자는 Faraday 회전자, λ/4 판, 석영 회전자 등이 사용되어진다.$^{(1-5)}$ 90$^{\circ}$ 석영 회전자와 Faraday 회전자는 공진기 내에 두 개의 동일한 구조를 갖는 레이저를 이용할 경우 사용되고 λ/4 판 과 45$^{\circ}$ Faraday 회전자는 주로 단일 레이저 헤드의 복굴절 보상을 위해 사용되어진다. 45$^{\circ}$ Faraday 회전자는 이론적으로 완벽히 열복굴절에 의한 편광 왜곡을 보상한다. 그러나, 열복굴절을 완벽히 보상하기 위해서는 레이저 빔이 항상 레이저 매질의 같은 지점을 통과해야 한다. 실제적으로 레이저 매질에서는 열에 의한 열 렌즈 효과가 있기 때문에 레이저 빔이 항상 같은 지점을 통과하지 않게 된다. 이런 문제를 해결하기 위해 공진기 내에 열 렌즈 효과를 보상하기 위한 렌즈를 삽입하거나 레이저 헤드를 공진기 거울 가까이 설치하여야 한다. Faraday 회전자는 길이가 길기 때문에 레이저 헤드를 공진기 거울 가까이 설치하기는 어렵고 항상 열 렌즈 효과를 보상해주는 광학 소자가 있어야 하는 단점이 있다. 반면 λ/4 판은 완벽한 편광 왜곡을 보상해주지 않아 레이저 손실을 초래하지만 두께가 얇아 레이저 헤드와 공진기 거울을 근접해서 설치할 수 있어서 몇몇 연구자에 의해 연구되어 졌다.$^{(3)}$ 본 연구에서는 λ/4 판을 이용하고 편광기에서 반사된 빔을 공진기에 되반사 시키는 구조를 사용하여 선 편광된 레이저의 출력과 빔의 질을 개선 시켰다. (중략)

현재 많이 사용되고 있는 펨토초 레이저는 일반적으로 수 nJ의 펄스 에너지를 가지고 반복률 100MHz의 수백 kW의 첨두 출력을 가지고 있다. 이러한 레이저에서는 짧은 레이저 펄스폭에 높은 첨두 세기를 가지고 있음에도 불구하고 높은 반복률을 가지기 때문에 평균 출력이 높다는 단점을 가지고 있다. 이를 해결하기 위해 공진기 덤핑을$^{(1-2)}$ 사용할 수 있지만 이 또한 복잡한 기술을 요하기 때문에 별 도움이 되지 못한다. 그래서 레이저 공진기로부터 직접 낮은 반복률과 높은 첨두 출력의 빔을 얻기위해 공진기의 길이를 길게하는 방법을 사용하게 되었다$^{(3)}$ . (중략)

현재 많은 종류의 레이저가 학술적으로나 산업계에서 다양하게 사용되고 있다. 그리고 그 중에서도 자외선 레이저의 필요성이 한층 강조되고 있는 시점이다. 사용되고 있는 자외선 레이저는 Eximer 레이저, Nd:YAG의 제3고조파, 다른 레이저로 펌핑한 색소 레이저등이 그 주류를 이루고 있다. 하지만 이들 레이저들은 값이 아주 고가이거나 그 출력이 매우 낮아 새로운 방식의 레이저를 요구하고 있다. 그래서 본 실험실에서는 여러 용도로 사용 가능한 펄스형 고출력 색소 레이저를 개발하고 있다. (중략)

여기 파워는 고체 레이저 매질 내부에 열을 발생시킨다. 매질 내부에서 발생한 열은 매질 표면을 따라 냉각이 진행되어 매질 내부에서는 불균일한 온도분포가 발생하게 된다. 레이저 매질의 굴절율은 온도에 따라 변하기 때문에 열복굴절 현상과 열렌즈 현상이 일어나 레이저 출력의 손실, 빔질의 저하를 유발하고 열적 스트레스는 매질의 손상 및 모드 동기된 극초단 펄스가 넓어지는 등의 문제를 초래한다. 선형 편광 광선을 이용하는 고체 레이저에서 열복굴절에 의해 레이저 출력이 약 30 %까지 감소하므로 레이저 공진기를 구성하는데 있어서 정량적인 열영향의 해석이 필요하다. 열복굴절에 의해 발생한 손실량은 다음과 같이 표현할 수 있다. (중략)

생체 센서 (biosensor)란 생체 인식 요소를 구체화시킨 감지기 라고 정의할 수 있다. 생체 센서 중에서도 특히 혈액, 소변, 침 과 같은 생체 액체 성분이나 내쉬는 숨과 같은 기체 생체 성분을 분석하고 정량화하기 위한 생화학적 생체 센서는 최근에 급속한 발달을 하고 있고 이에 따라 이제까지는 시도해볼 수 없었던 새로운 개념의 질병 진단 체계가 도입되고 있다. 이제까지 병원의 임상 병리에서 주로 쓰이고 있는 생체 성분 분석은 방사선 동위원소 면역 분석$^{(1)}$ (Radio immunoassay) 방법인데 이는 항체등에 붙인 방사선 동위원소의 붕괴 시 나오는 감마선의 세기를 감지하여 성분을 정량화한다. 여기에는 방사선 물질 취급상 사용자가 제한적인 불편함이 있다. 두 가지 방법 모두 장비가 고정 배치되어 사용되기 때문에 휴대성과 같은 편리함이 없어서 일반 의사도 사용하기 어려운 점이 있다. 높은 감도, 실시간성, 경제성, 휴대성을 추구하는 생화학적 생체 센서는 이제 진단에 도입되기 시작하여 무한한 가능성을 열고 있다. (중략)

Currently, x-ray is mostly used for the diagnosis of dental cavity and osteoporosis. The osteoporosis is broadly defined as a decrease in the amount of bone mass per unit volume of the bone. Clinically the manifestation of low bone mass presents a clinical problem to the general population as an increase in fracture risk and especially in aging population[1]. Although the amount of the irradiated x-ray to the human body for the clinical diagnosis is relatively small, the exposition of the x-ray to the human body should be minimized as much as possible, since the x-ray is an ionizing radiation. To investigate other possible systems replacing X-ray, ultrasonic imaging and MRI(Magneto-Resonance-Imaging) systems were studied. Unfortunately, an effective and safe diagnosis tool for detecting the dental cavity and the osteoporosis is currently lacking. (omitted)

혈중 성분, 또는 생체 시료와 빛의 상호작용에 관한 연구는 비침습적 정량분석, 또는 생체 조직의 상태 분석의 가능성을 의미하므로 많은 분야에서 연구가 진행되고 있다. 최근에는 원적외선 검출소자가 급속히 개발됨에 따라 원적외선(8~15$mu extrm{m}$)영역에서의 생체 시료 및 성분들의 정량적인 분석과 영상에 관한 연구가 큰 주목을 받고 있다. 그중 혈중 Glucose 성분의 정량분석에 관한 연구는 여러가지 분광법-특히 NIR 영역에서 흡수, 투과, ATR, NMR 등-으로 활발히 연구되고 있으며$^{1)}$ , 최근에는 FIR 영역에서 혈중 성분들이 특정한 흡수 봉우리를 가지고 있음이 확인되어 이 영역에서의 분광법과 정량 분석에 대한 관심이 고조되고 있다. 본 연구에서는 혈중 성분들의 원적외선 영역에서 빛과의 상호작용인 흡수 spectrum을 측정하여 정량분석에 대한 가능성을 확인하였다. 생체를 이루는 가장 기본인 물에 대한 흡수 spectrum의 연구를 먼저 수행하였고, 혈중 성분중 Glucose, Hb, Albumin 등의 수용액을 농도별로 흡수 spectrum측정을 하였다. (중략)

Since Nye and Berry$^{(1)}$ showed that in free space the electromagnetic field could contain stable, propagating phase singularities termed "dislocations", optical dislocations have been extensively investigated in nonlinear optics and laser physics. As the wave propagates, the lines of constant phase surrounding a dislocation trace out a spiral in space or in time. So these phase singularities are now usually referred to as optical vortices. Baranova and her co-workers$^{(2)}$ have shown that in fully developed speckle patterns, there is, one optical vortex accompanying each speckle spot on average. Among these vortices there are networks in phasemap because only one phase is to be assigned in one point except optical dislocations having zero amplitude. Freund et al.$^{(3)}$ have been studied optical dislocation networks and simulations are compared with experimental results. (omitted)

In this paper, we proposed an optical encryption method based in the concept of visual cryptography and interferometry. In our method a secret binary image was divided into two sub-images and they were encrypted by 'XOR' operation with a random key mask. Finally each encrypted image was changed into phase mask. By interference of these two phase masks the original image was obtained. Compared with general visual encryption method, this optical method had good signal-to-noise ratio due to no need to generate sub-pixels like visual encryption.

3차원 형상측정에서 많이 쓰이고 있는 모아레 간섭계에는 그 setup에 따라 Projection Type과 Shadow Type이 있다. 이러한 모아레 간섭계는 광원과 측정 카메라의 각도에 의해 물체의 형상을 측정하게 된다. 그러나, 이러한 광원과 측정 카메라의 각도에 의해 생겨나는 그림자에 의한 영향 때문에 물체의 형상이 굴곡이 심한 곳은 측정하기 어렵다. 본 논문에서는 아래 그림과 같이 두 개 이상의 광원을 사용하여 그 영향을 줄이기 위한 방법을 제안하였다. 이 방법은 projection type이나 shadow type에서 동일하게 적용 가능할 것으로 예상된다. (중략)

오늘날 광전송 시스템 및 광 네트워크는 WDM을 기반으로 형성되어 가고 있으며 따라서 광 스위칭 역시 WDM 기술에 기반을 둘 것이고 광 스위칭을 위해 필수적인 광 버퍼도 WDM 신호를 처리할 수 있어야 한다. 본 논문에서는 현재까지 발표된 주요 WDM 광 버퍼를 기능과 구조에 따라 분류하고 각 버퍼의 특징과 장단점을 분석하며 이를 바탕으로 새롭게 제안한 전광학적 WDM 출력버퍼 및 WDM 다채널 동시처리 광 버퍼에 대해 소개하고자 한다.

광섬유-평면도파로 결합기는 측면 연마된 광섬유와 그 위에 올려진 평면도파로 사이의 소산장 결합(evanescent field coupling)를 이용하는 소자이다. 이 결합기는 기본적으로 파장선택성과 편광선택성을 있고, 삽입손실이 매우 작고 기계적 신뢰성이 우수하여 많은 주목을 받아 왔다. 평면도파로의 재료로 반도체, 크리스탈, 액정크리스탈, 폴리머등 다양한 물질이 이용될 수 있어 광통신뿐만 아니라 광 센서 분야에서 활발하게 연구되어 왔다. (중략)

금속으로 코팅한 광섬유는 폴리머로 코팅한 광섬유에 비해 여러 가지 장점을 가지고 있다. 금속 코팅 광섬유는 열적, 화학적 안정성이 높고 고온에서 사용할 수 있으며 수분 침투에 강하고 높은 굽힘 강도를 가진다. 또 납땜을 할 수가 있어서 광섬유 소자 패키징에 있어서 매우 유리하다$^{(1)}$ . 장주기 광섬유 격자는 WDM 용 필터, 온도 및 변형도 센서, 광섬유 증폭기의 이득 평탄화 필터에 많은 유용성을 가지고 있다. 광섬유 격자를 소자로 사용하기 위해서는 재 코팅이 필수적인데 금속은 좋은 대안이 될 것이다. 금속을 재 코팅 재료로 사용하기 위해서는 금속 코팅이 격자에 미치는 영향에 대한 연구가 요구된다. 광섬유 격자 쌍은 단일 장주기 격자에 비해 분해능이 좋아 센서 및 필터 등에 유용하여 본 연구에서는 광섬유 격자쌍 위에 은을 코팅하여 투과 스펙트럼에 미치는 영향을 알아보았다. (중략)

파장분할 다중화 방식(WDM)이 광통신 시스템의 통신 속도를 획기적으로 향상시키는 방법으로 자리잡음에 따라 다파장 발생에 관한 많은 연구가 이어지고 있다. 지금까지의 연구 결과들은 크게 두가지로 나눌 수 있는 데, 넓은 대역의 이득 매질에서 다양한 방식의 파장선택 특성들을 이용하여 여러 개의 파장을 원하는 간격으로 발생시키는 방법$^{(1).(2)}$ 과 하나의 외부레이저 신호입사에 의한 유도산란을 통하여 일정한 파장간격을 가진 연속차수의 스토크스 신호를 발생시키는 방법$^{(3).(4).(5)}$ 이 있다. (중략)

파장 분할 다중화(WDM)기술은 빠른 속도로 발전해 왔으며, 이에 대한 연구는 계속되고 있다. 전송용량의 증가에 의해 전송 채널의 수가 증가하고 이에 따라 이득 대역도 더 넓어져야한다.$^{(1)}$ 파장 분할 다중화(WDM) 시스템의 구성에서 어븀 첨가 광섬유 증폭기(EDFA)는 시스템의 핵심 요소로 각 단계마다 몇 개씩의 EDFA가 사용된다. EDFA에서는 이득의 변화가 10 ms정도로 천천히 일어나므로 입력의 평균값에 의해 이득이 결정된다. 따라서, EDFA는 모든 채널의 입력의 합이 일정할 때 이득의 상호 포화로 인한 채널 간의 누화가 없다는 장점이 있기 때문에 다채널 WDM 시스템의 광섬유 증폭기로 매우 유용하게 이용되고 있다.$^{(2)}$ (중략)

광 대역투과 필터$^{(1)(2)}$ 는 WDM 광통신 시스템에서의 채널 선별에 사용되거나 좁은 선폭의 광원을 제작하는 데 사용된다. 또한 광원의 파장을 분석하는 광스펙트럼 분석기나 광섬유 센서 시스템에서 신호처리용 파장 필터 등으로도 널리 쓰이고 있는 중요한 광소자 중에 하나이다. 본 연구에서는 코어 모드감쇠기와 음향광학 가변 필터$^{(3)}$ 를 사용하여 새로운 전광섬유 형태의 광 대역투과 필터를 구현하였다. 본 광 대역투과 필터는 필터의 중심 파장 및 필터의 투과율을 전기적으로 쉽고 빠르게 제어할 수 있다는 장점을 가지고 있다. (중략)

파장분할다중(WDM) 광통신시스템에서 광원의 파장을 정확하게 측정하는 것은 매우 중요하다. 지금까지 광파장측정기는 격자나 Fabry-Perot 에탈론을 사용한 광대역 필터(optical bandpass filter) 및 파장에 따라 삽입손실이 다른 파장판별기(wavelength discriminator)등으로 구현되었지만 빛의 간섭 현상을 이용한 마이켈슨 간섭계가 가장 많이 사용되었다. 특히 푸리에 변환 마이켈슨 간섭계 파장측정기$^{(1)}$ 는 동시에 각각 다른 파장의 광원들이 입사되더라도 각각의 파장을 측정할 수 있는 장점이 있다. 즉 마이켈슨 간섭계에서 주기적인 간섭무늬에 의한 광검출기의 출력은 입력된 광파장에 따라 다른 주기를 가진다. 따라서 서로 다른 파장을 가진 빛이 입사했을 때 검출되는 각각의 광전력의 합을 표본화(sampling)한 뒤 FFT를 거치면 광파장과 광검출기로 수신한 신호의 중심 주파수의 관계를 알 수 있으므로, 서로 다른 파장을 가진 빛이 입사하더라도 각각의 파장을 측정할 수 있는 것이다. 본 논문에서는 푸리에 변환을 이용하되 마이켈슨 간섭계 대신 마하젠더 간섭계형 광변조기를 이용하여 광파장을 측정에 관한 실험적 구현과 개선 방안에 대해 제시한다. (중략)

비선형광학은 1962년 Franken과 그 동료진에 의하여 루비 레이저빛을 수정결정에 입사시킨 결과로 루비 레이저파장의 반에 해당하는 자외선빛의 발생을 관찰한 이후 지난 40년간 급속히 발전해온 광학의 한 연구분야로, 물질내에 전기장에 대하여 2차이상에 비례하는 분극이 유도됨으로 인하여 생기는 모든 효과를 통칭 비선형광학효과라고 한다. 그중 제2차 비선형현상은 광전효과를 이용한 빛변조, 제2차고조파 발생 및 합/차 주파수파발생을 통한 다양한 파장의 결맞은 광원으로서 응용되고 있을 뿐 아니라, 제3차 비선형현상으로 Optical bleaching, 자체집광/퍼짐, 광학적 고립파 및 Optical Switching 등 빛을 이용한 빛제어(Light control by light)를 할 수 있는 응용성이 있어 오늘날 까지도 활발한 연구가 진행되고 있다. (중략)

Abeles가 특성 행렬을 이용하여 기본 이론을 확립한 이래, 광학 박막의 설계는 개인용 컴퓨터의 출현으로 다양한 방법으로 쉽게 할 수 있으며, 그 응용이 빠르게 증가하고 있다. 또한 이온빔을 이용한 증착 기술의 발전으로 덩어리에 가까운 박막을 증착하고 있으며 박막의 광학적, 기계적 특성을 향상시키고 있다. 최근에는 초고속 다용량 광정보통신, 디스플레이, 레이저, 광센서, 광자기술, 광전자 등의 발전에 따라 고품질의 박막을 제작하기 위한 기술이 발전하고 있으며, 이에 따라 합성 설계 방법과 물질의 기본적 특성을 분석하기 위한 방법도 다양하게 발전되고 있다. (중략)

Optical switches using MEMS(Micro Electro Mechanical Systems) process have been widely developed since conventional optical switches cannot meet the requirements of new systems. $N_2$ type micro-mirror switches are easy to control, have simple optical systems but have difficulties in expanding the ports. Micromirrors of 2N type switches must be tilted at various angles and have relatively complicated optical systems but have advantage in expanding ports. Another type of optical switch using MEMS process is micro-waveguide type. It is reliable than other types since it has no moving parts.

낮은 도핑의 silicon은 광통신에서 사용하는 1.3 및 1.55 um의 광파장 영역에서 0.01dB/cm 이하의 낮은 흡수 손실을 가짐으로 인해, core 층으로 silicon을 사용하며 상부 및 하부 cladding 층으로 SiO$_2$와 같은 유전체 박막 구조를 갖는 SOI (Silicon on Insulator)를 사용한 수동광소자에 대한 연구가 1990년대부터 진행되고 있다. 또한 silicon의 특성상 SOI는strain에 의한 영향이 낮고, 광학적 비등방성이 적어서 polymer 및 silica를 이용한 광소자에 비해 편광의존도가 낮은 광소자를 구현할 수 있는 장점이 있다. 현재까지 연구되어온 SOI 수동광소자의 연구결과는 TE/TM 편광차에 따른 채널분리도가 약 0.04nm, 누화특성이 23dB 인 8채널 AWG의 연구결과가 있었으며, 스위칭시간 < 1msec, 소광비 17 dB의 광결합기와 마하젠더가 혼합된 광변조기 및 Bookham사에서 개발한 RX/TX 양방향 송수신 광모듈에 적용된 1.3/l.55 um 파장선택적 분리기, Silicon-CMOS 증폭기와 집적화된 4channel 광다중 수신기등에 대한 연구결과가 있었다. (중략)

본 논문에서는 BK7 유리 기판에 Ag$^{+}$-$Na^{+}$ 이온교환법을 이용하여 1.31/1.55$mu extrm{m}$ 방향성 광결합기형 역다중화기를 제작하여 특성을 평가하였다. BK7에 이온교환법을 이용하여 도파로를 제작할 경우 0.2dB/cm 이하의 전파손실을 유지할 수 있으며 또한 도파로의 굴절율 분포가 단일모드 광섬유와 매우 유사하여 광섬유와 광소자 사이의 접합면에서 발생하는 접합손실을 줄일 수 있다 또한 BK7을 이용하면 도파로를 제작하였을 때 복굴절 현상이나 편광 의존성이 적어서 수동 소자 제작에 유용하다는 장점이 있다$^{(1 3)}$ . (중략)

BK7 glass 기판에 Ag$^{+}$-$Na^{+}$ 이온교환법을 이용하여 Y-분리기를 제작하였다. Y-분리기는 하나의 입력으로 입사되는 광파워를 두 개의 출력단으로 분리하거나 합하는 기능을 수행하는 가장 기본적인 소자로서 이온 교환법을 이용하여 0.2dB/cm 이하의 전송손실을 유지할 수 있다. 또한 MMI (multimode interference)가 갖는 파장에 의존적인 동작 특성과는 달리 사용 파장에 덜 의존적으로 광 신호를 분기시킬 수 있다$^{(1-3)}$ . (중략)

We have observed the short-channel effect, narrow-channel effect and small-geometry effect in terms of a variation of the threshold voltage. For a short-channel effect the threshold voltage was largely determined by the DIBL effect which stimulates more carrier injection in the channel by reducing the potential barrier between the source and channel. The effect becomes more significant for a shorter-channel device. However, the potential, field and current density distributions in the channel along the transverse direction showed a better uniformity for shorter-channel devices under the same voltage conditions. The uniformity of the current density distribution near the drain on the potential minimum point becomes worse with increasing the drain voltage due to the enhanced DIBL effect. This means that considerations for channel-width effect should be given due to the variation of the channel distributions for short-channel devices. For CCDs which are always operated at a pinch-off state the channel uniformity thus becomes significant since they often use a device structure with a channel length of > 4 ${\mu}{\textrm}{m}$ and a very high drain (or diffusion) voltage. (omitted)

There has recently been a considerable amount of interest in two-photon(TP) processes because of their applications to 3-D optical data storage and imaging, up-conversion lasing, and optical power limiting. Recently, the role of Dithienothlophene(DTT) as $\pi$-center of two-photon absorption(TPA) molecules was reported to give a large enhancement of TPA, compared with the benzeniods counterparts.$^{[1]}$ In this report, we carried out two experiments to investigate nonlinear optical absorption of the molecules in which central DTT is attached through conjugation to either a D/D or a D/A pair at the ends, forming a D-$\pi$-D(1 and 3) or D-$\pi$-A(2 and 4) sequence(Fig.1). All the samples were prepared in solutions with the same molar concentration. (omitted)

This paper briefly reviews magneto-optic spatial light modulators (MOSLMs) developed so far and discusses the design concepts, issues concerning its fabrication, and performances of a new MOSLM based on one-dimensional magnetophotonic crystal (1D-MPC). (omitted)

최근 광 응용기술, 레이저 및 광통신 기술이 빠르게 발전함에 따라 고부가 가치 광학박막의 규격이 높아지고 있으며, 덩어리와 같은 광학적, 기계적 특성을 갖는 광학박막이 요구되고 있다. 일반적으로 이러한 성능을 만족하는 광학박막을 제작하기 위해 전자빔으로 증발되어 기판에 증착되는 박막에 직접 산소 이온을 이온총을 이용하여 기판에 쏘아줌으로써 양질의 산화박막을 제작하는 이온빔 보조 증착법이 가장 많이 적용되고 있다. 여기서 이온빔은 증착되는 박막의 기둥구조를 파괴시켜 원래의 덩어리(bulk)에 가까운 성질을 갖는 조밀한 박막을 제작하는데 이용된다. 좀더 조밀한 박막을 만들어 덩어리에 가까운 성질을 갖도록 하기 위해서는 박막을 형성하는 이온들의 이온에너지를 높여주어야 하는데, 그 방법으로 이온빔 스퍼터링이나 RF 또는 DC 마그네트론 스퍼터링 방법 등이 있으며, 최근에는 medium frequency에 의한 twin-마그네트론 스퍼터링 기술을 이용하기도 한다$^{(1 4)}$ . (중략)

TiN 박막은 부착력이 좋은 기계적 성질을 갖고 있으며 화학적 안정성이 뛰어난 장점을 갖고 있어 수명이 긴 박막으로 사용 할 수 있다. 또한 반도체 집적 회로소자에서는 Al과 Si 사이의 확산 방지막으로 널리 사용하고 있으며, 티타늄과 질소의 화학 조성비를 적절히 조절하여 노란 금빛을 띠는 TiN 박막을 시계나 장신구 등의 표면에 코팅하여 장식에도 많이 사용하고 있다$^{[1]}$ . 최근에는 얇은 전도성 TiN 박막을 사용하여 무반사 영역을 넓히고, 무정전 효과를 지니며, TiN 박막의 두께를 변화시켜 투과율을 조절하여 명도대비(contrast)를 향상시킬 수 있는 2층 무반사 무정전 박막을 연구하고 있다.$^{[2]}$ 여기서는 티타늄과 질소의 원소조성비에 따른 TiN 박막의 복소수 굴절률의 분산이 단 2층으로 넓은 가시광선 영역에서 무반사 효과를 가질 수 있도록 TiN 박막을 증착해야 한다. (중략)

1946년 S M MacNeille에 의해 연구된 유전체 다층 박막을 이용한 편광광속분리기는 브르스터 각 편광광속분리기(Brewster angle polarizing beam splitter) 혹은 맥닐 프리즘(MacNeille prism)으로 알려져 있으며 지금도 많은 광학계에서 사용되고 있다. 맥닐 프리즘은 두 개의 프리즘 사이의 빗면에 높은 굴절률( $n_{H}$ )을 갖는 물질과 낮은 굴절률( $n_{L}$ )을 갖는 물질을 λ/4 광학두께로 교번으로 한 고반사 다층박막 구조를 갖는다. 각 층의 경계면에서 브르스터 각으로 입사할 경우 p-편광파는 투과하고 s-편광파는 부분적으로 반사한다. 편광광속분리 정도는 p-편광파와 s-편광파의 투과율( $T_{p}$, $T_{s}$ ) 혹은 반사율( $R_{p}$, $R_{s}$ )의 비로 나타내며 이를 소광비(extinction ratio)라 한다. (중략)(중략)략)

ITO 박막은 투명전도성과 열-반사 특성을 효율적으로 가지면서도 제작과정에서 고온 열처리가 수반되어야만 한다. 이것은 기판물질에 제한을 가져왔고, ITO 박막이 적용된 기기의 중량이나 파손의 위험, 이동의 불편함을 주고 있다. 최근에는 이러한 불리함을 극복하기 위하여 저온 기판에서 투명전도성의 효율을 높여 기판을 유기물질로 대체하려는 연구들이 진행되고 있다. 유기물질 기판은 유리 기판에 비해 가벼운 중량, 작은 체적, 접을 수도 있고 휴대도 간편한 깨지지 않는 flexible opto-electrical devices 에 응용성이 크다$^{(l.2.3)}$ . (중략)

TiO$_2$는 비교적 큰 에너지 밴드 갭을 지닌 반도체 물질로서 가시광 영역에서 높은 굴절률과 화학적으로 매우 안정한 특성을 가지고 있으며, 유전체 다층 박막을 제작하는데 있어서 중요한 물질로써 사용되어져 왔다.$^{[1]}$ 또한 최근에는 TiO$_2$의 전기적, 광학적 특성과 광촉매 특성에 대하여 광범위하게 연구되어 지고 있다.$^{[2]}$ TiO$_2$는 일반적으로 rutile, anatase, brookite의 세 가지 결정형태가 있으며, 이들의 구조적 특성에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. TiO$_2$는 여러 가지 방법으로 박막을 조성할 수 있다.$^{[1]}$ (중략)

포토닉 결정이란 굴절률(또는 유전률)이 다른 물질들을 빛의 파장 정도의 크기로 주기적으로 배열한 인공적인 결정이다. 포토닉 결정은 1989년 Yabnolovitch에 의해 제안되어, 새로운 광 매체로서의 가능성을 열었다. 1차원 자성 포토닉 결정이란 1차원 포토닉 결정 내에 결함층으로 자성층을 삽입한 것을 말한다. 1996년 Inoue 등에 의해 제안된 1차원 자성 포토닉 결정은 결함층으로 삽입된 자성층에 빛이 국재화되어 거대한 자기광학효과를 나타낸다는 점에서 주목을 받고 있다$^{(1)}$ . 본 논문에서는 1 차원 자성 포토닉 결정과 포토닉 결정과의 차이점 및 1 차원 자성 포토닉 결정의 설계와 그에 따른 특성에 대하여 논하고자 한다 (중략)

유전체 층으로 SiO$_2$와 Ta$_2$O$_{5}$ , 자성층으로 Bi:YIG를 가지는 구조 (SiO$_2$/Ta$_2$O$_{5}$ )$_{5}$ /Bi:YIG/(Ta$_2$O$_{5}$ /SiO$_2$)$_{5}$ 의 1차원 자성 포토닉 결정의 광학적 및 자기광학적 특성을 수치해석을 통하여 계산하고$^{(2)}$ , 이를 바탕으로 1차원 자성 포토닉 결정을 RF magnetron sputtering과 rapid thermal annealing 방법을 이용하여 제작하였다.$^{(1)}$ 제조된 자성 포토닉 결정은 선명한 포토닉 밴드갭을 보였고, 원하는 파장에서 큰 페러데이 회전각과 투과율이 얻어졌다. (중략)

1 차원 자성 포토닉 결정은 원하는 파장에서 큰 페러데이 회전각과 투과율을 얻을 수 있기에 아주 흥미롭다. 두 종류의 유전체 층(S: $SiO_2$, T:T $a_2$ $O_{5}$)을 주기적으로 적층한 구조에, Bi를 다량 치환한 가네트 박막(M:B $i_{1.07}$ $Y_{1.93}$F $e_{5}$ $O_{12}$)을 결함층으로 삽입한 (A/B)$_{k}$ M/(B/A)$_{k}$ 의 구조를 갖는 1차원 자성 포토닉 결정의 자기 광학 특성을 수치해석하였다. 가시광과 적외선 영역에서 1차원 자성 포토닉 결정의 자성체 층의 두께( $d_{M}$ )와 유전체 층의 적층수(k)를 변화시키며, 투과율(T)과 페러데이 회전각($ heta$$_{F}$ ) 및 성능지수(Q)를 조사하였다. (중략). (중략)(중략)

1차원 자성 포토닉 결정이란, 결함층으로 삽입된 자성층에 빛이 국재화되어 거대한 페러데이 회전각($ heta$$_{F}$ )과 투과율(T)을 나타낸다는 점에서 주목을 받고 있다. 본 논문에서는 두 종류의 SiO$_2$와 Ta$_2$O$_{5}$를 절연층으로 하는 샌드위치 구조에 Bi를 치환한 가네트 박막을 결함층으로 하는 1차원 자성 포토닉 결정으로부터 가시광선이나 적외선 영역에서의 Bi함량에 따른 1차원 자성 포토닉 결정의 성능지수를 조사하였다. (중략)

1차원 자성 포토닉 결정은 결함 층으로 삽입된 자성 층에 빛이 국재화되어 거대한 자기광학 효과를 나타낸다. 그 구조를 적절하게 설계하면 원하는 파장에서 거대한 자기광학 효과와 큰 투과율을 얻을 수 있다는 점에서 주목을 받고 있다. [1] 본 연구에서는 (A/B)$_{k}$ M/(A/B)$_{k}$ 의 구조를 갖는(여기서 A는 SiO$_2$, M은 Bi:YIG) 1차원 자성 포토닉 결정에 대해 B유전체 층의 굴절율을 변화시켰을 때의 투과율(T), 페러데이 회전각 ($ heta$$_{F}$ ), 성능지수(Q)를 수치 해석한 결과를 보고한다. (중략)

종래의 자기광학 디바이스는 자성체막을 빛이 투과할 때 얻어지는 페러데이 회전각을 이용했기 때문에, 페러데이 회전각을 증가시켜서, 광학적 성능을 증가시키려면 자성체막의 두께를 증가시켜야만 했다. 그러나, 자성체막의 두께를 증가시키면, 화소를 자기적으로 분리하기 위하여 자성체 막을 물리적으로 제거 해야하여 깊이가 깊어지고 그 후에 도선막을 구조화하기 위하여 파낸 화소간 갭을 다시 평탄화해야 하는 등의 제조 공정이 기술적으로 매우 어려워진다는 문제점을 가지고 있었다. 또한, 자성체 막의 두께가 증가하면, 도선막에 전류를 흘려 발생하는 자장은 도선막으로부터의 거리의 제곱에 반비례하므로, 두꺼운 자성체 막 전체에 강한 자장을 인가하기 위해서는, 도선막에 흘리는 전류를 증가시켜야만 한다는 문제점을 안고 있었다. (중략)

공간 광변조기(spatial light modulator)는 빛의 진폭, 위상 혹은 편광 상태를 공간적으로 변조하는 소자이다. 2차원적인 화소 배열을 갖는 공간 광 변조기는, 전자 소자들이 지니지 않는, 정보를 고속으로 병렬 처리할 수 있는 기능에 힘입어, 광상관기, 광컴퓨터, 프로젝션 TV, 빔 프로젝트, 홀로그래피 메모리의 핵심 소자로 지난 50년간 활발히 연구되어, 액정 공간 광 변조기, 자기 광학 공간 광 변조기$^{(1)(2)}$ 등이 개발되었다. 이 중에서 자기광학 공간 괌 변조기는 화소의 스위칭 스피드가 빠르고, 견고하고, 내방사능성을 가질 뿐만 아니라, 비휘발성이라는 장점을 가지고 있어, 주로 우주항공용의 Miniature Ruggedized Optical Correlator(MROC)$^{(3)}$ 에 사용되어 왔다. 본 논문에서는 새로운 개념의 공간 광 변조기인 자성 포토닉 결정을 이용한 자기 광학 공간 광 변조기(MPC-MOSLM)의 제조에 관하여 논하고자 한다 (중략)

Laser-cooled slow atoms can lead to a considerable improvement in both the accuracy and the frequency stability of atomic frequency standards. Most of the developed frequency standards with the slow atoms use atomic fountain scheme that includes pulsed atomic beam. Although this type of frequency standard has already demonstrated the accuracy about 10$^{-15}$ level$^{(1)}$ , a continuous beam of slow atoms may become an alternative approach, because the pulsed operation of the atomic fountain has some drawbacks such as the collisional shift and the limitation in the short-term frequency stability. (omitted)

에너지풀링충돌은 여기된 원자들끼리 서로 충돌하여 하나의 원자는 바닥상태의 에너지 준위의 상태가 되고. 다른 하나의 원자는 더 높은 에너지 준위의 상태로 여기되는 현상이다. 이러한 에너지풀링충돌은 알카리원자에 대해서 많이 연구되어지고 있다.$^{(1)}$ (중략)

EIT에 의한 흡수의 감소현상은 관측되고 이해되었으나 반대효과라 할 수 있는 원자결맞음으로 인한 흡수의 증가현상에 대한 연구는 최근에 Akulshin 등이 $^{85}$ Rb D2 전이선에서 자기장에 의한 유도 흡수 현상을 관측하고, 이론적인 결과를 보고했을 뿐이다$^{(1-3)}$ . 이들은 조사광과 결합광이 같은 주파수로 공진할 때, 특별한 조건에서 EIT 신호와는 반대부호의 공명신호 즉, 전자기-유도-흡수(Electromagnetically Induced Absorption; EIA$^{(1)}$ 를 처음으로 관측하였다. (중략)

원자와 빛의 결맞음 효과로서 나타나는 많은 흥미로운 현상들 중에서 전자기파 유도 투과(Electro-magnetic Induced Transparency ; EIT)는 원자가 공진주파수를 가진 레이저와 상호작용하였을 때, 광자를 흡수하지 않고 투과하는 현상으로서, 주로 3준위 구도에서 연구되어왔다. 그러나 최근 축퇴된 2준위 구도에서 원자와 빛의 결맞음 효과가 연구되면서 EIT와 정반대의 현상인 전자기 유도 흡수(Electromagnetic Induced Absorption ; EIA)의 관측이 보고되었고 그것과 연관된 물리적 특성들의 연구가 시도되고 있다. (중략)

단원자를 이용한 Cavity-QED실험을 위해서는 고분해능 분광학이 필수적 요소이며, 이에 따라, 좁은선폭의 레이저가 필요하게 된다. 본 실험에서는 기준공진기를 이용한 전류되먹임방법의 1단계와, AOM(Acousto Optic Modulator)을 이용한 주파수 보정의 2단계를 거쳐 다이오드 레이저의 주파수를 안정화하였다. (중략)

Ashkin에 의해 처음으로 단일 레이저를 사용하여 미세입자를 포획한 이후로 많은 연구가 활발히 이루어지고 많은 분야에 응용이 되고 있다[1]. 포획이 되는 기본적인 원리는 일정한 파장을 가진 레이저가 물체에 부딪히게 되면 빛의 일부는 표면에서 반사가 되고 일부는 물체를 통과하면서 굴절을 하게 되는데, 이 때 굴절에 의해 발생하게 되는 운동량의 차이가 포획을 가능하게 한다. 이때 발생하는 힘은 빛의 입사되는 방향에 평행한 경우(scattering force)와 수직한 경우(gradient force)로 나눌 수 있으며, 입사되는 각에 따라 두 성분의 크기가 바뀌게 되는데 이를 이용하여 입자를 밀어내고 잡아당기는 효과를 줄 수 있다[2]. (중략)

학생들은 수업 전에 어떠한 생각들을 가지고 있을까\ulcorner 과연 전통적인 수업방식은 학생들이 빛의 굴절에 관한 바른 개념을 형성하는데 도움이 되고 있는가\ulcorner 볼록 렌즈의 역할, 상의 개념, 스크린의 역할 등 기하광학의 기초개념에 대하여 정성적인 조사를 통하여 학부생의 수업전과 후의 개념유형 및 변화를 살펴보고 전통적 수업 방법에 대한 문제를 제기한다. (중략)

라이다 방법을 이용한 대기의 온도 측정은 크게 1) DIAL 방법을 이용하는 방법 2) 공기분자의 밀도를 측정하는 진동 라만 산란을 이용하는 방법 3)공기분자의 회전 라만 산란을 이용하는 방법 4) Rayleigh 산란의 선폭을 이용하는 방법 등으로 나누어진다. 이 중에서 대류권의 온도 측정에 적용가능한 방법은 3 번째의 방법으로 질소나 산소의 회전 라만 산란(RRS:Rotational Raman Scattering)이 가장 흔히 사용되는 기술이다. 질소와 산소의 회전 라만 신호를 이용한 온도 측정 기술은 Cohen$^1$ 등에 의하여 처음 시도되었으며, 그 후 많은 사람들에 의하여 검증되었다.$^2$ (중략)

황사가 기상, 환경에 미치는 영향에 대한 사회적인 관심이 집중되면서 많은 연구들이 진행되고 있으며 특히 황사의 물리, 화학적 변화를 정확히 측정하려는 연구가 증대되고 있다. 이러한 이유에서 최근에는 황사의 형태, 크기 등을 복합적으로 측정할 수 있는 가장 효율적인 계측장비로 다파장 라이다가 개발되어 활용되고 있다. 본 논문에서는 개발된 다파장 에어로졸 라이다를 이용한 수원상공 황사의 계측과 이의 분석 결과에 대하여 보고한다. 다파장 에어로졸 라이다는 대기중의 에어로졸 후방산란비, 입자형태, 크기, 편광비를 광자계수방식 및 아날로그 방식으로 다양한 파장 영역에서 측정 할 수 있다. 이러한 파라메터들의 측정에는 주로 355, 532 nm 파장을 사용하였다. (중략)

레이저로 발생시킨 플라즈마의 시간적, 공간적인 분광학적인 특성을 조사하였다. 진공분위기(약1x$10^1$에서 1x$10^{-5}$ Torr) 및 Argon분위기(약 1x$10^{0}$에서 1x$10^{-3}$ Torr)에서 INVAR 시편에 대해 detector의 gate 지연시간을 조정하여 시간적인 플라즈마의 분광선 세기를 측정하였다. 또한 레이저광의 조사방향과 수직되게 놓여 있는 시편에 대해 그림 1과 같이 시편 표면 위로부터 약 0, 2, 4, 6 mm 떨어진 위치에서 플라즈마의 분광선 세기를 관찰하였다. (중략)

레이저로 발생시킨 플라즈마의 분광학적인 분석은 유용한 분석기술로 평가되고 있다. 이러한 플라즈마를 발생시키는데 있어서 Q-switched 레이저를 많이 사용되고 되고 있으나, Q-switch된 레이저로 발생시킨 플라즈마 복사광의 특성은 주변 분위기에 의해 매우 큰 영향을 받는다. 특히 대기압인 공기분위기에서 레이저로 발생된 플라즈마의 분광특성은 강하고 연속적인 background가 포함되고, 자체적으로 흡수되고, 넓게 퍼진 분광선들이 생성된다. 이는 레이저 발생 플라즈마를 통해 성분을 분석할 경우에 적합하지 않다. (중략)

상자성을 갖는 분자에 대한 분광학 연구에서는 제만(Zeeman) 효과로 생기는 이색성을 이용한 magnetic rotation spectroscopy (MRS)가 널리 사용되고 있다.$^{(1)}$ MRS가 일반적인 흡수 분광법에 비해 더 민감한 측정을 할 수 있기는 하지만 사용하는 편광기의 extinction ratio에 의해 감도가 한정된다. MRS의 감도를 높이는 방법으로는 광경로를 길게 만드는 것을 고려할 수 있다. 일반적으로 공진기 광자감쇠 분광학(Cavity Ring-Down Spectroscopy, CRDS)은$^{(2)}$ 높은 반사율을 갖는 거울을 사용해서 수 km 이상의 광 경로를 만들기 때문에 감도가 높다. (중략)

공동광자감쇠 분광학(Cavity Ringdown Spectroscopy, CRDS)은 고감도의 흡수분광법으로 미량기체의 농도나 흡수분광선의 연구에 사용되어 왔으며 화염이나 플라스마에도 응용되고 있다. 이 분광법은 시간에 따라 지수함수로 감쇠하는 공동광자감쇠신호의 감쇠상수를 측정하는 기술인데, 레이저의 밴드폭이 흡수선폭보다 넓으면 감쇠신호가 지수함수에서 벗어나 오차를 발생하게 된다. 그러므로 오차를 줄이려면 좁은선폭의 레이저를 사용하거나 공동광자감쇠신호의 주파수를 분리하여야 한다. 분광선폭보다 매우 넓은 선폭의 레이저를 사용하고 분광기를 이용하여 공동광자감쇠신호를 분리하는 방법들이 제안되었다. (중략)

가공용 레이저로는 $CO_2$, 루비, Nd:YAG, 아르곤 이온 레이저 등이 이용되고 있으며, 이중 펄스형 Nd:YAG 레이저는 $CO_2$ 레이저와 함께 레이저 가공에 널리 사용되는 고체 레이저로서 마킹(making), 트리밍(trimming), 리페어링(repairing) 등의 정밀 가공 분야에서 많은 실용화가 이루어져 왔다.$^{(1)}$ $CO_2$ 레이저의 경우 매질가스로 $CO_2$, $N_2$, He 등을 사용해야하므로 취급 및 유지보수가 불편하지만, 열전도율이 높고, 기계적 광학적으로 안정된 Nd:YAG 레이저는 램프에 의한 광 여기 방식이므로 유지보수가 쉽다. 또한 광 출력의 제어가 용이하며, 광파이버에 의한 빔 전송이 가능하여 산업기술 및 의료 분야에서의 적용이 더욱 더 확대되고 있다.$^{(2)}$ (중략)

지금까지 gold-coated 반사체, cusp-shaped 반사체, 복합 포물 반사체(CPC), 난반사 공동체 등 다양한 형태의 반사체가 횡펌핑을 이용한 Nd:YAG 레이저의 개발을 위하여 고안되어졌다. 횡여기되는 Nd:YAG 레이저의 광학적 효율은 반사체의 형태, 다이오드 레이저의 파장, Nd:YAG 결정의 지름, Nd$^3$의 도핑농도에 따라 영향을 받는다.$^{(1)}$ 본 연구에서는 고출력의 횡여기 Nd:YAG 레이저를 개발할 목적으로 광여기 공동으로 사용된 난반사 공동체의 내부지름과 레이저 매질인 Nd:YAG 결정의 흡수계수 등 매개변수를 변화시켜 흡수분포와 출력을 계산하였으며, 이러한 매개변수들이 기울기 효율에 미치는 영향을 수치 해석적으로 연구해 보았다. 광선추적법에서 사용한 매개변수 중에서 다이오드 레이저의 파장은 808 nm이고, 반사율은 90%이며, 여기 다이오드 출력은 1080 W이다. 난반사 공동체$^{(2)}$ 의 반사율은 95.7%이고, 결정의 투과율은 90%이며, 결정의 반지름은 2.5 mm이다. 사용된 여기 구조도는 그림 1과 같다. 여기헤드는 Nd:YAG 결정, 난반사 공동체, 그리고 3개의 360 W급 다이오드 어레이들로 구성되어 있다. (중략)

Consumer electronics is rapidly digitalized invoking the necessity of digital signal transmission. Moreover, even in consumer electronics, occasionally signal speed is over 1Gbps and long distance transmission(over 5 meters) is required. For these requirements, even though optical transmission is ideal, cost problem has blocked up its entrance to consumer market. However, inexpensive and high speed optical devices such as VCSEL, PIN or MSN PD with large detecting area and low capacitance and Plastic Optical Fiber have been developed so that optical solution can be compete with electrical one in consumer electronics.

Buried channel JET-X CCDs (Joint European X-ray Telescope Charge Coupled Devices: EEV CCD12) with a deep depletion have been analyzed to provide an optimized condition for a charge storage and transfer. A maximum charge capacity has been found for the supplementary narrow channel by considering the potential distribution as a function of a mobile charge. Analysis for the depletion edges of JET-X CCDs have been successfully performed, showing good agreement with the depths estimated from X-ray detection efficiency measurements [1]. (omitted)

동전만한 작은 크기의 화면을 원하는 크기로 확대해서 보여주는 micro-display는 부피가 작고 가벼운 장점으로 인해 HMD(Head Mount Display)에 적용되었으나, 최근들어 TV나 monitor등에 확대 적용되고 있다. 이러한 micro-display중 LCOS는 최근 가장 활발히 연구되고 있는 micro-display이다$^{(1).(4)}$ . LCOS는 Liquid Crystal On Silicon의 약어로 반도체 제조에 사용되는 silicon wafer위에 액정소자를 얹어 제작하는 것이다. LCOS는 액정화면을 구동하기 위한 silicon back-plate의 반도체 기술, 화상을 표시하는 액정소자 기술, 표시된 화면을 사용자가 볼 수 있도록 투사하는 조명/투사광학 기술등이 집적화된 display이다. LCOS의 최적 특성을 위해서는 각 부분의 성능 최적화뿐만 아니라 각 기술들의 상호 연결 및 접목이 중요하다. (중략)

반사형 액정표시소자는 저전력 휴대용 표시장치 시장이 급격하게 성장함에 따라 큰 주목을 받고 있다. 현재 반사형 액정표시소자는 TN 액정 모드를 기본적으로 사용하고 있다. 본 논문에서는 편광판을 한 장 사용하여 빛의 흡수를 줄여 밝기를 높일수 있고, 광대역 λ/4 film을 사용하여 명암 대비를 높일 수 있는 단일 편광판 모드 반사형 TN LCD를 설계하고 제작하였다. (중략)

최근에 많이 사용되는 휴대용 기기의 표시장치인 액정표시장치(LCD)에는 반사형이 많이 사용되고 있다. 반사형 LCD는 전력소모의 많은 부분을 차지하는 backlight를 주변광원으로 대체하여 전력소모를 줄일 수 있는 표시장치로 많이 연구되고 있다. 특히, 반사형 LCD는 밝기면에서 우수한 single-polarizer mode가 적합하다$^{1.3}$ . 그러나 single-polarizer mode는 two-polarizer mode와 비교해서 dark 상태에서의 누설광이 많이 발생하여 대비비가 저하되는 단점이 있다. 이 점을 보완하기 위하여 전 파장 영역에서 편광판에 의해 반사광이 차단될 수 있도록 설계를 했다. (중략)

LCD(liquid crystal display)에서 칼라를 만드는 방법에는 가색 혼법(additive color method)$^{(1)}$ 과 감색 혼법(subtractive color method)$^{(2).(3)}$ 이 있다. 가색 혼법은 빛의 3원색인 red, green, blue의 칼라 필터를 인접하게 배치시키고 각각의 칼라 필터에 해당 칼라의 신호를 인가하여 밝기를 제어함으로서 색을 표현하는 방법으로 대비비(contrast ratio)가 높고 표현할 수 있는 색상의 범위(gamut)가 넓고 액정 셀의 두께가 얇다는 장점이 있지만, 반면에 빛의 투과율이 낮다는 단점이 있다. 거기에 비해 감색 혼법은 cyan, magenta, yellow의 3색의 표시소자로서 3-stack을 구성하여, 각층에 해당 칼라의 신호를 인가하여 밝기를 제어함으로서 색을 표현하는 방식으로 광 투과량은 가색 혼법의 경우보다 높으나, 완전한 dark상태의 구현이 어렵기 때문에 명암대비비가 낮다는 단점이 있다. (중략)

페이지 지향 데이터의 고밀도 홀로그래픽 데이터 저장 시스템이나 홀로그래피 현상에서 필름에 기록되는 스펙트럼을 평탄화하기 위해 확산 광원의 사용은 필수적이다. 또한, 출력 평면에서 균일한 분포를 갖는 회절 빔의 세기 분포와 회절 격자로서의 높은 회절 효율, 홀로그램 손상 시 재생 가능한 용장성 (redundancy)의 증가를 위해 간유리나 특정 패턴들로 인코딩된 유사 랜덤 디퓨저가 이용되고 있으나, 이들은 무한한 공간 대역폭을 갖기 때문에 공간적으로 유한한 데이터 마스크만이 이용되거나 기록 매질이 임의의 크기로 제한된다면, 입사 광원의 전력 낭비와 균일도 측면에서 비효율적이고, 여러 단계의 제작과정이 필요한 단점을 가지고 있다.$^{(1-3)}$ (중략)

최근에 개발된 강력한 레이저는 원자가 tunneling 이온화 될 수 있는 충분한 세기를 가지고 있다$^{(1)}$ . Tunneling 이온화 된 전자는 원자의 Coulomb 퍼텐셜 보다 레이저 장에 의한 영향이 훨씬 크므로 기존의 perturbation 이론으로는 이들간의 상호작용을 설명하기에 부족하였다. 뿐만 아니라 이온화된 전자가 레이저 장의 방향이 바뀜에 따라 재결합함으로써 발생되는 고차조화파는 기존의 perturbation 이론으로는 설명될 수 없는 발생효율이 차수에 상관없이 거의 일정한 평탄영역을 가지고 있음이 실험적으로 관측되었다$^{(2)}$ . 강력한 레이저 장과 원자들과의 상호작용에 의해서 생성된 고차조화파는 기존의 비선형 현상으로 설명되어지는 이차 조화파나 삼차 조화파와 같이 레이저의 간섭성을 그대로 물려 받으므로 극자외선 영역의 간섭광원으로써 이의 활용가치가 높을 것으로 보고 있다. 현재에는 기존의 엑스선 레이저로 가능했던 고밀도 플라즈마 밀도 측정등과 같이 극자외선 간섭광이 필요로 하는 연구등에 활용 되어지고 있다. 뿐만 아니라 고차조화파는 효율이 거의 일정한 넓은 파장 영역인 평탄 영역을 가지므로 이의 넓은 파장 영역을 이용하면 아토초 수준의 짧은 극자외선 광원을 만들 수 있을 것으로 이론적으로 예견되어 지고 있다$^{(3)}$ . (중략)

매우 짧고 결맞는 극자외선 광원의 개발에 대한 기대로 강력한 레이저 장과 상호작용하는 원자에서 일어나는 비선형 다광자 현상에 대한 연구가 최근에 활발하게 전개되고 있다. 이 상호작용 과정에서 발생하는 빛은 매우 넓은 파장 영역에 걸쳐있으며, 입사 레이저의 홀수 배에 해당하는 매우 높은 차수의 조화파들을 포함하고 있다고 알려져 있다$^{(1,2)}$ . 최근의 이론 및 실험에 의하면, 강력하고 짧은 레이저 펄스를 사용하면 고차조화파의 파장에 청색변이를 일으킬 수 있다$^{(3.4.5)}$ . 실제 관측된 청색변이는 이웃하는 홀수 조화파의 간격보다 더 크다$^{(5)}$ . 따라서, 원리적으로는 매우 넓은 가변 폭을 갖고 연속적으로 파장을 조정할 수 있는 파장가변 극자외선 광원의 개발이 가능하다. (중략)

비선형광학 결정을 이용한 optical parametric generation(OPG)은 coherent tunable radiation을 얻는 방법으로 매우 효과적이다. Beta barium borate(BBO) 결정은 비선형성이 클 뿐만 아니라 광손상문턱이 높고 자외선에서부터 근 적외선영역까지(2 -0.2$mu extrm{m}$) 투명하여 optical parametric oscillation(OPO)이나 OPG/OPA(optical parametric generation/amplification)에 많이 활용되고 있다.[1-2] 분광학적 연구와 여러 가지 응용 측면에서 넓은 영역의 파장가변이 손쉽고 높은 에너지를 갖는 pico 초coherent source는 중요하며, 이는 결정의 비선형성을 이용하여 공진기를 구성하지 않고서도 OPG/OPA를 통하여 실현 가능하다. (중략)

Yb$^{3+}$ 이온은 InGaAs LD 및 Ti:sapphire 레이저로 펌핑할 수 있는 940 nm에서의 흡수대를 가지고 있고, 1.03 $mu extrm{m}$의 형광방출 특성을 가지고 있으며, 지금까지 알려진 1 $\mu\textrm{m}$ 파장대의 레이저 활성이온 중에서 가장 적게 열을 발생하는 특성을 가지고 있음이 알려져 최근에는 Yb$^{3+}$ 이온을 첨가한 여러 가지 레이저 매질이 연구되고 있다.[1] 그 중에서도 Yb$^{3+}$ ion doped yttrium aluminum garnet (Yb:YAG) 단결정은 충분하게 넓은 흡수선폭, 좋은 열광학적 특성, 고출력 작동을 하게 하는 stokes shift, 그리고 LD에 의한 펌핑을 가능하게 하는 940 nm 영역에서의 흡수 및 긴 여기시간을 가진 이상적인 매질로 알려져 있다.[2] 이러한 특성으로 인해 Yb:YAG 단결정은 femtosecond 레이저 등 각종 레이저 시스템의 소형화[3]를 가져왔으며, 레이저 결정의 양산 가능성 및 레이저 기기의 소형화에 따르는 시스템의 가격 감소가 가능하므로 Yb:YAG microchip 레이저는 향후 고출력 레이저 기기 산업의 중추가 될 것으로 기대된다. (중략)

최근 "혼돈제어"라는 몇 가지 방식이 증명되어 여러 시스템에서 혼돈스런 출렁임을 제거하게 되었다. 처음으로 OGY(Ott Grebogi Yorke) 방법에 기초를 둔 Occasional Proportional Feedback(OPF) 방식이 Roy에 의해 고체레이저 system 에 적용되었다$^{(1)}$ . 또 High Frequency Injection(HFI) 방식으로도 혼돈을 제어할 수 있음이 발표되기도 했다$^{(2),(3)}$ . 우리의 실험에서는 단일모드로 발진하는 Nd:YAG 레이저에서 일어나는 혼돈현상을 관측하려 한다. (중략)

The photoisomerization of the crosslinked and uncrosslinked polymer-pair with azo linkages was studied by the photoinduced birefringence. The amount of photoinduced birefringence of crosslinked polymer system was much smaller than that of uncrosslinked polymer system, even when varying pumping laser power, so the photoisomerization of an azo chromophores could be controlled by crosslinking process. (omitted)

본 실험에서는 수 MW/$ extrm{cm}^2$ 의 매우 낮은 영역의 세기에서 순수한 GaAs의 bulk에 대하여 실험한 결과 비선형 흡수가 나타남을 관찰 하였으며, 더불어 자유전하 흡수 계수를 여러 가지 세기의 빛에서 측정한 결과 자유전하 흡수 단면적이 빛의 세기에 따라 변화하는 것을 관찰하였다.$^{(1)}$ GaAs의 굴절률이 3.6으로 매우 커서 Fabry-Perot 효과가 나타나므로 시료의 한쪽 면을 SiN로 무반사 코팅을 하여 실험 하였다. GaAs의 표면은 쉽게 레이저 빛에 의해 손상을 입는 것을 고려하여 같은 자리에서 여러 번의 실험을 하여 같은 결과가 나오는 것을 확인하여 실험 결과를 얻었다. 사용된 레이저는 Nd:YAG 레이저로서 1.064 $mu extrm{m}$의 파장에서 7 나노초의 펄스를 방출한다. 빛의 세기는 편광기와 half wave plate를 이용하여 변화 시켰다. (중략)

반도체 양자점은 수 백 개에서 수 만 개에 이르는 원자들로 이루어진 미세한 결정 구조로써 독특한 물성들을 나타내므로 많은 연구가 이루어지고 있다. 양자점은 전자와 양공을 공간적으로 구속하는 양자효과에 의하여 양자점의 크기가 엑시톤의 보어 반지름보다 작아질수록 띠간격 에너지가 청색 편이하고 엑시톤의 결합 에너지가 증가하며 에너지 전이가 불연속이 되어 진동자 세기가 집중되는 등 광학적인 성질이 크게 변화하게 된다. 이미 반도체 양자우물 구조의 연구에서 나타나듯이 차원이 더욱 감소된 양자점에서는 엑시톤의 광학적 비선형성이 증가할 것으로 기대되어 유리 조직 내에 첨가시킨 반도체 미세구조나 박막 생장 기법에 의한 자발 형성 양자점, 화학적인 방법으로 얻어지는 용액상의 콜로이드등 다양한 방법들로 반도체 양자점을 제작하고 있다. 특히 양자점의 크기 분포, 모양 조절 및 양자점의 규칙적인 배열 등은 양자점의 기본적인 물성 탐구에 있어서 뿐 아니라 기능성 소자로의 응용에 있어서 잠재성이 크기 때문에 다양한 연구들이 이루어지고 있다. (중략)