A diffraction limited optical system for head mounted displays (HMDs) was designed. This optical system consists of four modules, including 1:5 mm and 5:30 mm beam expanders, polarization grating-polarization conversion system (PG-PCS) and refractive/diffractive projection optical module. The PG-PCS module transforms the unpolarized Gaussian beam to a linearly polarized beam and it simultaneously homogenizes the spatial intensity profile. The optical projector module has a $30^{\circ}$ field of view, a 22 mm eye relief, and a 10 mm exit pupil diameter with a compact structure. Common acrylic materials were utilized in the optical design process; therefore, the final optical system was lightweight. The whole optical system is suitable for a 0.7 inch liquid crystal on silicon microdisplay (LCOS) with HDTV resolution ($1920{\times}1080$) and $8.0{\mu}m$ pixel pitch.
출력거울로 GRM(Gaussian reflectivity mirror)을 채택한 불안정 공진기를 구성하여 그 Q-스위치 출력의 특성을 분석하였다. 입력 전기에너지가 55J 일 때 1064 nm의 기본파장에서 470 mJ, 532 nm의 제2고조파 파장에서 280 mJ의 출력 에너지를 얻었다. 출력빔의 발산각은 1.7 mrad 이었으며 근접장 영역에서 Top-Hat 형태의 빔을 얻을 수 있었다.
등방성 빔 단면과 비등방성 공간 부분 코히어런스 특성을 갖는 가우시안 셀 모델 빔의 구현에 대하여 연구하였다. He-Ne 레이저의 가우시안 빔이 회전하는 홀로그래픽 확산판을 통과하면서 생성된 확산광을 등방성 빔 단면과 비등방성 공간 코히어런스 특성을 갖는 가우시안 셀 모델 빔으로 만드는 광학계를 제안하였다. 광학계의 해석적 설계 방정식을 유도하였고 이를 사용한 설계 예를 제시하였다.
In this communication, we present an expression to determine thermal lensing in isotropic materials. The heat equation is analytically solved when a Gaussian spatial laser beam profile is introduced to a cylindrical geometry of optics using a complete set of Bessel functions. This expression permits explicit calculation of variation of focal length induced by thermal lensing and allows thermal effects for various material parameters on the optics. We applied our model to a high absorption material (Ti:sapphire) and also transparent material (thallium garnet or TGG) and found that the thermal lensing can be reduced more than 4 times by adjusting the laser beam waist and optics dimensions. Our analysis is completely general and applicable to any optical system.
This study is about an effect on a characteristics of the laser heat treatment as a optic systems which have a transverse beam mode each other. An experiment are carried out using a circular gaussian beam optics and rectangular beam optics. Generally, the optic system which has a uniform power intensity is mainly used in the laser heat treatment process. In this study, we would like to carried out experiments simultaneously using two optic systems and research the differences from a characteristics of the laser heat treatment.
100GHz와 150GHz 대역의 두 수신기를 한 개의 냉각기로 운용하여 두 대역을 동시에 관측하기 위한 이중채널 수신기의 준광학계를 설계하였다. 준광학계를 위하여 가우시안 빔에 대한 일반적인 해석을 하였다. 이를 이용하여 대덕전파망원경인 카세그레인 안테나의 초점에 형성된 빔이 각 준광학 소자들을 통해서 믹서 전단에 있는 휘드혼에 최적 빔 결합되도록 준광학소자들 사이의 빔 파라미터를 결정하였다.
광집게는 매질보다 큰 굴절률을 가지는 마이크로 크기의 구형 유전체를 강하게 집속되는 레이저를 이용해서 포획하고 움직이는 도구이다. 본 논문에서는 FDTD 방법을 이용해서 포획 힘을 계산하고, 그 방법을 설명하였다. 강하게 집속되는 레이저는 nonparaxial Gaussian beam을 이용해서 표현하였으며, 레이저가 대상물체와 매질에서 진행하는 것은 FDTD 방법을 이용해서 시뮬레이션 하였다. 레이저를 계산공간 전체에서 해석적으로 표현하기 위해서 scattered field formulation을 이용하였다. FDTD 방법을 이용해서 대상물체의 안팎의 전자기장을 시뮬레이션하고, 그 결과를 이용해서 Maxwell's stress tensor에 기반하여 포획 힘을 계산하였다.
We numerically demonstrate the performance of a plasmonic lens composed of an array of nanoslits perforated on thin metallic film with slanted cuts on the output surface. Embedding Kerr nonlinear material in nanoslits is employed to modulate the output beam. A two dimensional nonlinear-dispersive finite-difference time-domain (2D N-D-FDTD) method is utilized. The performance parameters of the proposed lens such as focal length, full-width half-maximum, depth of focus and the efficiency of focusing are investigated. The structure is illuminated by a TM-polarized plane wave and a Gaussian beam. The effect of the beam waist of the Gaussian beam and the incident light intensity on the focusing effect is explored. An exact formula is proposed to derive electric field E from electric flux density D in a Kerr-Dispersive medium. Surface plasmon (SPs) modes and Fabry-Perot (F-P) resonances are used to explain the physical origin of the light focusing phenomenon. Focused ion beam milling can be implemented to fabricate the proposed lens. It can find valuable potential applications in integrated optics and for tuning purposes.
In this study, a beam-coupling system is designed to improve the coupling efficiency of achip-integrated spectrometer when the waveguide is arranged in a linear and discrete manner. In the proposed system the beam is shaped to be anti-Gaussian, to deposit adequate energy in the edge waveguides. The beam is discretely coupled to the corresponding waveguide by a microlens array, to improve the coupling efficiency, and is compressed by a toroidal lens to match the linear discrete waveguides. Based on the findings of this study, the coupling efficiency of the spectrometer is shown to increase by a factor of 2.57. Accordingly, this study provides a reference basis for the improvement of the coupling efficiency of other similar spectrometers.
회절손실을 줄이기 위해 별도로 빔의 크기를 제한하기 위한 부품이나 정렬용 부품을 사용하지 않고도 공극이 10um이 상인 새로운 구조의 Fabry-Perot형 파장가변 필터를 제작하였다. 이를 위해서 FP 공진기를 이루는 두 광섬유중 수신용 광섬유의 단면을 1차측 광섬유에서 나오는 Gaussian 빔 파면의 곡률과 같은 곡률의 곡면으로 가공하였다. Cleaved된 광섬유 단면 곡면가공된 광섬유 단면에 고반사율 유전체 코티을 수행한 후 단일모드 광섬유-곡면가공 단일모드 광섬유로 배치한 Fprhdwlsrl형 필터를 제작하였으며, 제작된 필터의 통과파장폭, free spectral range, 삽입손실은 각각 1.47nm, 52nm, 그리고 5.6dB이었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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