• 제목/요약/키워드: Fs레이저

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펨토초 레이저를 이용한 미세 패터닝 기술 (Periodic patterning using a femtosecond laser)

  • 손익부;이만섭;우정식;이상만;정정용
    • 한국레이저가공학회지
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    • 제8권1호
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    • pp.39-44
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    • 2005
  • We report experimental results on the periodic patterning using a Ti:sapphire femtosecond laser (800nm, 100fs, 1kHz). Periodic structures with reproducible basic patterns are produced both on the surface and inside transparent materials. Period patterning for the application to display panel is widely investigated. Also, the submicron dot and line patterns are fabricated inside fused silica glass, which is important for the formation of diffraction grating in integrated optical circuit. finally, we demonstrate the utility of the femtosecond laser application to optical memory by fabricating the three-dimensional dot patterns.

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스캐너를 이용한 고속 펨토초 레이저 가공 기술 (High-Speed Femtosecond Laser Micromachining with a Scanner)

  • 손익부;최성철;노영철;고도경;이종민
    • 한국레이저가공학회지
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    • 제9권2호
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    • pp.11-15
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    • 2006
  • We report experimental results on the high-speed micromachining using a femtosecond laser (800 nm, 130 fs, 1kHz) and galvanometer scanner system (Raylase, Germany). Periodic hole drilling of silicon and glass with the scan speed of 1-20 mm/s is demonstrated. Finally, we demonstrate the utility of the femtosecond laser application to ITO patterning by using a high-speed femtosecond laser scanner system.

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펨토초 레이저에 의한 SUS 가공 특성 및 리플 생성 (Ripple Formation and Polarization Effects in Femtosecond Laser Drilling)

  • 손익부;고명진;김영섭;노영철
    • 한국레이저가공학회지
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    • 제12권1호
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    • pp.14-18
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    • 2009
  • Ripple formation of femtosecond laser in stainless steel is investigated using 184 fs pulses with a center wavelength of 785 nm. The effect of the laser polarization relative to the translation direction is observed. For drilling with a certain aspect ratio, reflections at the hole walls take place, leading to a non-uniform intensity distribution deep inside the formed hole. Finally, it is shown that a circular polarization during the drilling process significantly improves the quality of the produced holes.

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펨토초 레이저에 의한 폴리이마이드 가공 특성 (Micromachined Properties of a polyimide by a femtosecond laser)

  • 민철기;이만섭
    • 한국레이저가공학회지
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    • 제11권2호
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    • pp.20-25
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    • 2008
  • Polyimide is one of the useful materials in industry. The surface treatment of polyimide by a femtosecond laser can help accurate and fine fabrication of microstructure. And it can change the transmittance and reflectance of polyimide, too. We put femtosecond laser pulses on polyimide for rectangular or square type surface treaments and observe the change of transmittance and reflectance. Pulsewidth is 172 fs, laser power changes for fabrication are from 5 mW to 20 mW, and transmittance and reflectance are measured under 20m W, 300m W, and 920 mW. Pulse patterning is stable and almost no unwanted surface damage is shown. As power increases, working depth increases but working line width does not increase significantly. As speed changes, they also have same results. It shows the efficiency of a femtosecond laser is good and thermal damage is small for polyimide.

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레이저에 의해 패터닝 된 바늘과 탄성중합체와의 마찰 효과 (Investigation of friction effects between needles patterned using laser and elastomer)

  • 김재구;노승국;박종권;조성학;황경현
    • 한국레이저가공학회지
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    • 제15권3호
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    • pp.1-6
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    • 2012
  • The friction force of patterned needle in elastomer have been investigated to verify the application for bio and plastic industry. The micro pattern on the needle surface were prepared by 266 nm, 20 ns laser and 800 nm, 220 fs laser, which were able to generate the different surface roughness. The friction force was measured by the load cell of 10 N capacity. As the results, the friction force of no patterned needle is almost constant during the needle penetrates the silicone rubber sample. However, the needle having asperities shows the variation of the friction force. The higher the surface roughness is, the smaller the friction force is until the surface roughness is very high. In our experiment conditions, the reduction of the friction force by 20 % compared to no pattern needle was achieved with straight and $50{\mu}m$ discrete line generated by 266 nm, 20 ns laser.

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금속의 펨토초 어블레이션의 수치해석 (Numerical analysis of fs laser ablation of metals)

  • 오부국;김동식;김재구;이제훈
    • 한국정밀공학회:학술대회논문집
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    • 한국정밀공학회 2006년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.657-658
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    • 2006
  • Although there are many numerical models to simulate fs laser ablation of metals, no model can analyze the ablation phenomena over a wide range of fluence. In this work, a numerical code for simulating the fs laser ablation phenomena of metals has been developed. The two temperature model is employed to predict the ablation rate and the crater shape of metals using phase explosion mechanism in the relatively high fluence regime. Also, the ultrashort thermoelastic model is used for the low fluence regime to account for spallation of the sample by high strain rate. It has been demonstrated that the thermoelastic stress generated within the sample can exceed the yield stress of the material even near the threshold fluence. Numerical computation results are compared with the experiment for Cu and Ni and show good agreement. Discussions are made on the hydrodynamic model considering phase change and hydrodynamic flow.

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반도체 레이저의 비선형 이득의 물리적인 매카니즘에 관한 연구 (Study on the physical mechanism of nonlinear gain in semiconductor lasers)

  • 김창봉;엄진섭
    • 전자공학회논문지D
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    • 제34D권9호
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    • pp.72-79
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    • 1997
  • The dominant physical process repsonsible for the nonlinear gain is from spectral-hole burning with the time constant fo about 50fs and the contribution to the nonlinea rgain form hot carriers effect is determined to be about 15% of the contribution due to spectral-hole burning. To prove the above results we fit the data of hall and found that hot carriers have a profound effect on their experimental data despite the fact that the magnitude of hot carriers effect is only 15% of spectral-hole burning. We suggest that the experimenta with a pump pulse width of 180 fs is very sensitive in detecting the effect of hot carriers, but is not sensitive in detecting much faster process associated with spectral-hole burning.

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모드 잠금 Cr4+:YAG 레이저로부터 발생된 초 광대역 광원을 이용한 광통신 파장 영역의 표준 가스의 흡수스펙트럼 (Absorption Spectra of Standard Gases for Wavelength Reference in C-band using a Supercontinuum Source Based on a Mode-locked Cr4+:YAG Laser)

  • 이종민;전민용;유한영;서호성
    • 한국광학회지
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    • 제19권1호
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    • pp.54-59
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    • 2008
  • 적외선 영역에서 극초단 펄스 폭을 갖는 $Cr^{4+}$:YAG 레이저를 광자 결정 광섬유에 입사하여 초 연속 스펙트럼을 갖는 광원을 얻어냈다. 이 광원을 이용하여 광통신 파장 영역에서 많은 흡수 전이선을 갖는 아세틸렌($^{12}C_2H_2$) 및 시안화 수소($H^{13}C^{14}N$) 분자의 흡수 스펙트럼을 측정하였다. 초 연속 스펙트럼을 얻기 위해 펌핑 광원으로 모드 잠금된 $Cr^{4+}$:YAG 레이저를 사용하였다. 모드 잠금된 $Cr^{4+}$:YAG 레이저는 중심파장이 1510 nm 대역에서 반복률이 100 MHz이고, 펄스폭은 75 fs이다. 모드 잠금된 $Cr^{4+}$:YAG 레이저 출력을 20 m의 광자 결정 광섬유에 집속시켜 진폭변동이 ${\pm}5dB$이하에서 400 nm 이상의 평탄한 초 연속 스펙트럼을 얻었으며, 전체적으로 한 octave 이상의 초 광대역 광원을 얻었다. 이 광원을 이용하여 50개 이상의 흡수 전이선을 갖는 아세틸렌 분자($^{12}C_2H_2$)와 시안화 수소 분자($H^{13}C^{14}N$)의 흡수 스펙트럼을 측정하고, Voigt 곡선 맞춤을 이용하여 Lorentian 성분의 흡수 선폭을 각각 측정하였다. 이와 같은 초 광대역 광원의 스펙트럼을 이용하면 O, S, C, L 밴드와 같은 대역에 존재하는 분자의 흡수 스펙트럼 측정에 있어 유용하게 사용될 수 있다.

펨토초 레이저를 이용한 실리카 내부의 다층 회절격자 가공 기술 (Direct writing of multi-layer diffraction grating inside fused silica glass by using a femtosecond laser)

  • 최훈국;김진태;손익부;노영철
    • 한국레이저가공학회지
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    • 제14권3호
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    • pp.17-20
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    • 2011
  • We fabricated a multi-layer diffraction grating inside fused silica glass by using a femtosecond laser direct writing method. The femtosecond laser with a wavelength of 515 nm, a pulse width of 250 fs, a repetition rate of 100 kHz, and an average output power of 6 W was used. Two layer diffraction grating with a grating period of $6{\mu}m$ was successfully fabricated with the layer gap of 0.5, 1, 2, 3, and $5{\mu}m$, respectively. Also, we investigated the diffraction pattern by illuminating a He-Ne laser beam. Finally, we demonstrated the diffraction grating with a grating period of $3{\mu}m$ by adjusting the gap of each layer with a grating period of $6{\mu}m$. Femtosecond laser direct writing technology of multi-layer has a potential to fabricate the diffraction grating with a grating period of below $1.5{\mu}m$.

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Class-2 PRS 모델을 이용한 극초단레이져펄스의 스펙트럼 분석 (A Novel Spectral Analysis of Ultrashort Laser Pulses Using Class-2 PRS Model)

  • 전진성;조형래;오용선
    • 한국정보통신학회:학술대회논문집
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    • 한국해양정보통신학회 1999년도 추계종합학술대회
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    • pp.177-183
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    • 1999
  • 본 논문에서는, Class-2 PRS 모델의 전달함수인 Raised-Cosine 펄스를 이용하여 극초단 레이저펄스의 전송특성을 분석하였다. 이는 Class-1 PRS 모델에서와 같이 부분응답시스템의 수정된 모델로부터 얻어지는 고차원펄스를 이용하여 그 차수의 증가에 따라 FWHM폭이 현저히 감소하여 분석하고자 하는 극초단펄스의 형태에 근접하는 펄스를 제시하였으며, 그 스펙트럼과 전송대역폭도 차수에 따라 일률적으로 유도되므로 Gaussian, Sech형태의 펄스 같은 고전적인 방법과는 달리 광범위하고 정확한 전송특성을 분석하는데 매우 유용함을 밝혔다. 먼저, 부분응답시스템의 일반적인 모델을 수정하여 어떤 형태의 고차원펄스도 적용할 수 있는 새로운 방법을 제안하였다. 그리고 제안된 모델을 이용하여 어떠한 형태의 FWHM을 가지는 극초단펄스의 전송에 대한 새로운 분석 방법을 제안하였다. 제안된 방법을 사용하여, 설정 펄스 폭을 $\tau$=1(ps)으로 설정, 고차원펄스의 차수 n=1-100에서 얻어지는 FWHM 1(ps)-100(fs)의 극초단펄스의 스펙트럼을 제시하였고, Class-2 PRS 모델의 FWHM 폭이 Class-1 PRS 모델보다는 차수 n에 따라서 약 50-100(fs)정도 좁은 FWHM 폭을 가짐을 밝혔다. 이에 대한 전송특성은 레이저펄스의 보편적인 신호방식인 Unipolar 체계로 설정하여, 가능한 펄스 간격에 따른 PSD를 유도하여 제시하였다. 이러한 결과들은 고전적인 실험 방법과는 일치함을 물론 미래 극초단펄스 연구에 대한 혁신적인 방법으로 사용될 수 있을 것이다.

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