고출력 반도체 레이저(500mW)의 출력광 파장 809nm과 반도체 레이저로 여기되는 Nd:YVO4레이저의 출력광 파장 1064nm를 공진기 내부에서 비선형 광학 소자인 KTP(Potassium titanyl posphate : KTPiOPO$_4$)를 사용하여 합주파 발생 실험을 행하여 459nm의 청색레이저를 얻었다. 제2의 위상 정합 정합조건($\psi$=90$^{\circ}$, $\theta$=90$^{\circ}$)에서 반도체 레이저의 입력광 세기가 400mW일 때 청색레이저의 최대 출력 0.95mW를 얻었으며, 청색레이저의 발진문턱입력 세기는 120mW이었다.
최근에 급속히 성장하고 있는 광통신, 전자, 생명산업 등의 발전에 있어서 주목할 만한 경향중의 하나는 제품의 소형화 및 집적화라고 할 것이다. 현재 제조되고 있는 초정밀 미세 가공 부품 및 제조시스템은 반도체 공정에 기반을 두고 생산되고 있다. 반도체 공정은 기본적으로 웨이퍼 규모의 소형제품 제조에 최적화 되도록 제조시스템이 설계 및 제작되어 있다 그리고 광통신 분야에 사용되는 광기능성 소자는 벌크형 광부품 및 광섬유형 광부품 기술에서 평면 광도파로형(PLC) 광부품으로 발전되고 향후 평면 광도파로형 부품은 집적화되어 광IC화로 발전하고 있다.(중략)
최근 광기술을 기반으로한 응용기술은 정보통신분야, 계측감시분야, 레이저 가공기분야 등 산업전반에 걸쳐 적용범위가 확대되고 있으며 이에 본 논문은 광통신 시스템, 광센서 및 계측시스템 그리고 레이저 가공기시스템에서 금성전자(주)이 10여년간 산업화한 기술의 소개와 향후 기술개발의 전개방향을 제시하였다.
최근 통신시스템과 핸드폰, PDA등의 통신기기들의 발전에 따라 사용자들은 높은 데이터 전송률과 고속의 통신서비스를 요구하고 있다. 이러한 상황에서 유 무선 통합 시스템인 Radio-over-Fiber(RoF) 시스템은 그 대안으로 대두되고 있다. 본 논문에서는 광전자소자를 선 왜곡 방식에 적용하여 광 송신기의 선형성을 향상시키는 방법을 제안하였다. 선 왜곡 방식은 두 개의 루프로 구성되어 있으며, 광 부품인 레이저 다이오드와 포토 다이오드 그리고 RF 부품인 위상변위기, 감쇄기, RF 결합/분배기, RF 증폭기를 사용하였다. 메인 루프에서 주 레이저 다이오드의 비선형성에 의해 발생된 왜곡신호성분은 보조 루프에서 부 레이저 다이오드를 이용하여 추출된 선 왜곡신호에 의해서 제거된다. 제안된 선형화 기법을 적용하여 2.4 GHz에서 선형화 기법을 적용하기 전보다 3차 상호변조 왜곡성분이 약 30dB 향상된 결과를 얻었다.
Maiman이 루비레이저 발진에 성공하고 나서 50년, 고출력레이저는 멈추지 않고 진보를 계속하고 있다. 그 결과 광에는 한계가 없다는 물리학의 본질에 뿌리내린 한계도전이 현실로 다가왔다. 고출력레이저의 응용분야는 원자와 분자를 광(光)전계 만으로 전리, 파괴할 뿐만 아니라 전자속도를 광속까지 가속시키는 상대론광학, 그것에 의한 새로운 입자가속기와 레이저에 의한 고(高)에너지물리학으로의 전망, 그리고 실험실 우주물리학에 이르기까지 소개했다. 이들 연구에는 각각 획기적인 아이디어와 연구축적이 필요하고, 이후도 끊임없는 노력이 이어질 전망이다. 본고는 <광기술 컨텍트 2010년 1월호> 미래의 광기술 기획특집중 Ueda Ken-ichi(전기통신대학 레이저신세대연구센터)씨가 집필한 '초고출력레이저의 전망'을 전제한 것이며 (주)그린광학의 유정훈 팀장이 번역에 도움을 주었다.
809nm의 고출력 반도체 레이저(500mV의 출력광과 LD(Laser Diode) 여기 Nd:YVO4레이저의 파장 1064nm를 공진기 내부에서 비선형 광학 소자 KTP(Potassium titanyl posphate : KTPiOPO4)를 사용하여 합주파 발생 파장인 459nm의 청색레이저를 얻었다. 제2의 위상 정합 정합조건(${\psi}=90^{\circ},\;{\theta}=90^{\circ}$)에서 반도체 레이저의 입력광 세기가400mW일 때 청색레이저의 최대 출력 0.95mW를 얻었으며, 청색레이저의 발진문턱입력 세기는 120mW이었다.
직접 변조방식을 사용한 장거리 고속 광통신 시스템에서 파이버 색분산은 송신단의 레이저에서 발생된 처핑과 결합하여 심각한 시스템 성능감퇴를 일으킨다. 본 논문에서는 1550[nm] 파장에서 동작하는 2.5[Gbps] 광통신 시스템에서 레이저 처핑이 색분산과 결합하여 시스템에 미치는 영향을 해석하였다. 또한, 레이저 처핑과 파이버 분산을 보상하기 위해서 광 등화기를 사용하였고, 그 결과 수신기 감도가 2~4[dB]정도 개선되었음을 알 수 있었다.
푸른빛을 발산하는 레이저기술이 마침내 한 무명의 과학자(별항참조:무명의 연구가가 완성한 대발명)가 10년간 쏟은 각고의 노력으로 완성되어 세계정보ㆍ통신계에 혁신의 바람을 몰고 오기 시작했다. 2000년 말경에 처음으로 출시될, 푸른 레이저를 이용하는 고화질 DVD 플레이어는 12cm 디스크 양면에 종전의 플레이어보다 2배나 많은 20기가바이트(2백억바이트)의 데이터를 저장할 수 있게 된다. 푸른 레이저는 나아가서 광컴퓨터, 레이저를 이용하는 TV 디스플레이, 무선고속통신장치, 해상도를 두배로 끌어 올릴 수 있는 레이저 프린터 그리고 에너지 효과가 뛰어난 조명등을 포함하여 광범위한 신기술을 창출하여 세상의 모습을 몰라보게 바꿀 것으로 기대된다.
코어 가까이 측면 연마한 광섬유를 이용하여 광 여파기, 편광기, 감쇠기등의 광통신 소자로 응용하고자 하는 연구가 많이 진행되고 있다.$^{[1]}$ 이 소자는 광섬유를 절단하지 않은 상태에서 코어 가까이 측면 연마하여 광학적 기능을 가진 소자를 제작함으로서 공정이 간단하고 삽입손실이 작은 특성을 가지며 기계적 신뢰성이 우수하다. 측면 연마된 광섬유를 이용한 광 증폭의 경우 광섬유의 소산장(evanescent field)과 펌핑광에 의해서 여기되는 활성 물질과의 상호작용에 의해서 광 이득을 얻는다. 소산장 결합에 의한 평면도파로에서의 광 증폭$^{[2]}$ 과 다중 모드 광섬유에서의 펄스 레이저 증폭, 단일 모드 광섬유에서 632.8nm He-Ne 레이저의 연속광원 증폭$^{[3]}$ 은 이미 보고되었다. 본 논문에서는 측면 연마된 다중 모드 광섬유의 연마된 부위에 색소가 첨가된 용액을 떨어뜨림으로서 발생하는 소산장 결합에 의해서 광섬유내를 진행하는 연속적인 He-Ne 레이저 광을 증폭시키는 방법을 제안하고자 한다. (중략)
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[게시일 2004년 10월 1일]
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