• 제목/요약/키워드: Fs레이저

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1 kHz로 동작하는 10 펨토초 미만의 고출력 펄스의 발생 (Generation of high-power sub-10-fs optical pulses at 1-kHz repetition rate)

  • 성재희;홍경한;남창희
    • 한국광학회:학술대회논문집
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    • 한국광학회 2002년도 하계학술발표회
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    • pp.226-227
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    • 2002
  • 처프펄스증폭(CPA) 개념을 이용한 티타늄 사파이어 레이저는 고출력 펨토초 펄스 생성에서 표준적인 시스템이며, 현재 수 kHz의 반복률에서 TW 급의 출력을 가지는 시스템들이 개발되어 사용 중이다.(1) 그러나 증폭시에 나타나는 티타늄 사파이어 레이저 매질에서의 이득 좁아짐 효과 때문에 얻어지는 최소 펄스폭은 20 펨토초 수준으로 제한된다. 이러한 스펙트럼폭의 한계를 극복하기 위하여 hollow-fiber에서의 자체위상변조(SPM) 현상을 이용하여 500 nm 이상의 파장 영역에 걸친 continuum을 발생시키는 기술이 제안되었다. (중략)

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Z-형태의 대칭형 레이저 공진기 구조를 갖는 연속 발진 및 Kerr-렌즈 모드-록킹되는 티타늄 사파이어 레이저의 설계와 동작 특성 (Design and operational characteristics of cw and KLM Ti : sapphire lasers with a symmetric Z-type cavity configuration)

  • 추한태;안범수;김규욱;이태동;윤병운
    • 한국광학회지
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    • 제13권4호
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    • pp.347-355
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    • 2002
  • 티타늄 사파이어 레이저에 대한 활용도를 높기 위하여 4개의 거울로 구성된 Z-형태의 대칭형 레이저 공진기를 구성하여 넓은 파장가변성을 갖는 고효율 연속 발진 티타늄 사파이어 레이저를 제작하였다. 또한 Kerr-렌즈 모드-록킹(KLM)을 일으키기 위한 KLM 강도 및 공진기 모드 크기가 Kerr 매질을 포함하는 Z-형태의 대칭형 공진기에 대하여 공진기 내의 위치, 내부 공진기 레이저 출력 및 안정 파라메터 등에 의존함을 확인하였고, 이를 근거로 하여 펌핑 효율이 높고 KLM 강도가 강한 KLM 티타늄 사파이어 레이저를 제작하여 출력 특성, 펄스폭 및 스펙트럼 반치폭 등을 측정하였다. 그 결과 연속 발진 티타늄 사파이어 레이저의 출력에 대한 기울기 효율은 31.3%이고, 5W의 Ar-이온 펌핑 레이저 출력에 대해 최대 1420㎽의 평균 출력을 얻을 수 있었으며, 파장가변 영역은 730㎚~908㎚까지 모두 700㎽ 이상의 평균 출력을 보였다. 자체-조리개 효과에 의한 KLM 동작 또한 쉽게 얻을 수 있었으며, KLM된 티타늄 사파이어 레이저로부터 출력에 대한 기울기 효율은 16%이고, 5W 펌핑 출력에 대해 최대 500㎽의 평균 출력을 얻었다. 또한 중심 파장 807㎚에서 스펙트럼 반치폭이 33㎚이며, 펄스 반복률이 82㎒인 27fs의 안정된 짧은 펄스를 얻을 수 있었다.

금 증착 측면연마 광섬유를 이용한 1.93㎛ 모드잠금 펨토초 전광섬유 MOPA 레이저 (Passively Mode-Locked 1.93-㎛ All-Fiberized Femtosecond MOPA Laser Using a Gold-Deposited Side-Polished Fiber)

  • 정민완;구준회;이주한
    • 한국광학회지
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    • 제25권6호
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    • pp.340-345
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    • 2014
  • 본 논문에서는 금이 증착된 측면연마 광섬유를 $2{\mu}m$ 대역 편광기로 이용하여 Thulium/Holmium 첨가 광섬유 기반 링 캐비티로부터 모드 잠금 레이저를 구현할 수 있음을 실험적으로 보였다. 모드 잠금 현상은 광섬유로 구성된 공진기 내부에서 진행하는 빔이 겪는 Nonlinear Polarization Rotation 현상에 기반하여 삽입된 금 증착 측면연마 광섬유에서 발생되는 Nonlinear Transmission 반응에 의해 유도되었다. 또한 공진기로부터 발생되는 출력 $1.93{\mu}m$ 파장의 광펄스를 Thulium/Holmium 첨가 광섬유 증폭기를 통과시켜 Higher Order Soliton Effect를 통해 압축시킴으로써 최대 첨두 출력 ~6.7 kW를 갖는 펄스폭 ~558 fs의 고출력 펨토초 펄스를 얻을 수 있음을 실험적으로 보였다.

재생형 위상 변조에 의한 '8'자 구조 광섬유 솔리톤 레이저의 고차 조화 모드록킹 (Harmonic mode locking of 'Figure-of-Eight' fiber soliton laser using regenerative phase modulation)

  • 윤승철;박희갑
    • 한국광학회지
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    • 제10권2호
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    • pp.146-151
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    • 1999
  • 고반복률의 안정된 솔리톤 펄스열 출력을 얻기 위해 재생형 위상 변조에 의한 고차 조화 모드록킹 방식을‘8’구조 광섬유 레이저에 적용하고 실험하였다. 레이저 펄스 출력의 종모드간 맥놀이 스펙트럼으로부터 모드록킹 기본 주파수의 96차 고조파인 400 MHz 성분을 추출하고. 이를 증폭하여 공진기 내의 위상 변조기를 구동함으로써 변조기의 변조 신호에 따라 등간격으로 정렬된 솔리톤 펄스열 출력을 얻을 수 있었다. 이때 솔리톤 펄스의 반치폭 930 fs, 반치 파장선폭은 3.1 nm 였으며, 펄스폭과 주파수 대역폭의 곱이 0.359로써 변환한계에 가까운 솔리톤 펄스임을 알 수 있었다. 변조 주파수가 레이저의 종모드간 주파수 차이와 언제나 정확히 일치하므로 능동형 모드록킹에서 흔히 요구되는 공진기 길이의 조절없이도 안정적인 고차 조화 모드록킹이 가능하였다.

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불소 민감성 Streptococcus mutans와 불소 저항성Streptococcus mutans의 우식원성 특성 비교 (Comparison of Cariogenic Characteristics between Fluoride-sensitive and Fluoride-resistant Streptococcus mutans)

  • 옹승환;김종수;백동헌;유승훈
    • 대한소아치과학회지
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    • 제47권4호
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    • pp.397-405
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    • 2020
  • 이 연구의 목적은 불소 민감성(fluoride-sensitive) Streptococcus mutans (FS S. mutans ) 와 불소 저항성(fluoride-resistant) Streptococcus mutans (FR S. mutans )의 우식원성 특성을 비교하는 것이다. S. mutans ATCC 25175 균주를 NaF (70 ppm)를 포함한 trypticase soy broth에서 40일 동안 배양하여 FR S. mutans를 획득하였다. 2% 자당 유무에 따른 FS와 FR S. mutans의 성장과 산 생성 변화를 비교하였고, 타액 세균을 이용하여 FS와 FR S. mutans 바이오필름을 형성하여 공초점 레이저 현미경으로 관찰하고 세균 수를 측정하였다. 또한 RT-PCR을 통해 FS와 FR S. mutans의 gtf 유전자 발현 정도를 비교하였다. FR S. mutans는 FS S. mutans 보다 자당을 이용한 성장과 산 생성이 모두 낮았다. 타액 세균과 단일 균주 바이오필름의 형성 또한 FR S. mutans가 FS S. mutans 보다 적었고, 더 낮은 gtfB, gtfC 및 gtfD 발현을 보였다. 이 연구를 통해 FR S. mutans는 FS S. mutans 보다 감소된 우식원성 특성을 가지고 있음을 관찰하였고, 불소의 주기적 사용은 S. mutans 세균의 활성을 낮추어 우식 발생을 줄이는데 도움이 될 수 있을 것이다.

KHz 반복률에서의 Ti:sapphire 이득 스위칭 레이저 발진과 펨토초 처프펄스 재생 증폭 (Kilohertz Gain-Switched Ti:sapphire Laser Operation and Femtosecond Chirped-Pulse Regenerative Amplification)

  • 이용인;안영환;이상민;서민아;김대식
    • 한국광학회지
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    • 제17권6호
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    • pp.556-563
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    • 2006
  • 1kHz 반복률의 펨토초 펄스를 방출하는 안정된 Ti:sapphire 처프펄스 재생 증폭 시스템의 자체제작 및 최적화를 위해 시스템을 구성하는 각 요소들의 특성을 세부적으로 분석하였다. 사용된 증폭 공진기를 kHz 영역에서 반복률 변환 가능한 이득스위칭 레이저 구조로 변환하여 펄스 생성시간, 펌프출력에 따른 방출출력 특성 및 파괴여부, 펄스의 길이 및 파장가변 영역 등의 다양한 발진특성을 측정 분석하고, 이 결과를 기반으로 증폭 공진기를 설계하였으며, 내부에 설치된 포켈셀의 작동시간, 증폭 시 펄스의 공진횟수 등을 고려하여 증폭단을 최적화하였다. 증폭기의 종자펄스로는 자체제작된 커 렌즈 모드잠금 Ti:sapphire 레이저로부터 방출되는 50fs 펄스가 사용되었다. 종자펄스는 3개의 거울로 구성된 재생 증폭공진기에 입사되기 전에 펄스늘림기를 통해 120ps로 확대되었으며, 증폭 후 펄스길이의 재압축을 통해 815nm 영역에서 85fs, $320{\mu}J$의 극초단 펄스를 방출하는 1kHz 처프펄스 재생 증폭기를 제작하였다.

펨토초 레이저 어블레이션을 이용한 알루미나 세라믹 기판의 정밀 마이크로 드릴링 (Precision microdrilling of alumina ceramic substrates by femtosecond laser ablation)

  • 김성훈;손익부;노영철;이종민;정성호
    • 한국레이저가공학회지
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    • 제11권1호
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    • pp.25-31
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    • 2008
  • The characteristics of femtosecond laser ablation of $Al_2O_3$ for prescision microfabrication are studied experimentally. Specifically, the process time during femtosecond laser drilling of microholes with $sub-100{\mu}m$ diameter are investigated for varying laser fluence, scan speed and beam path designs like trepanning with continuously changed start points. The accumulation of sub-micrometer size particles within the hole and the deterioration of edge clarity and roundness for decreasing hole diameter are examined and through process optimization the microdrilling with good hole quality is achieved using a femtosecond laser system (repetitionrate 1 kHz, wavelength 785 nm, pulse duration 185 fs)

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펨토초 레이저 금속 가공시 발생하는 열충격 수치계산 프로그램 개발 (Development of numerical-computation program to predict thermal shock induced by fs laser processing of meatals)

  • 오부국;김동식;김재구;이제훈
    • 한국레이저가공학회지
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    • 제11권1호
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    • pp.19-24
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    • 2008
  • It has been recognized that laser dicing of wafers results in low mechanical strength compared to the conventional sawing techniques. Thermal shock generated by rapid thermal loading is responsible for this problem. This work presents a two-dimensional ultra-short thermo elastic model for numerical simulation of femtosecond laser ablation of metals in the high-fluence regime where the phase explosion is dominant. Laser-induced thermoelastic stress is analyzed for Ni. The results show that the laser-induced thermal shock is large enough to induce mechanical damages.

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