• Title/Summary/Keyword: Nonlinear optical coefficient

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The growth and characterization of Rb-doped $KNbO_3$ nonlinear optical crystals

  • Beh, C.Y.;Chong, T.C.;Kumagai, H.;Hirano, M.
    • 한국결정성장학회:학술대회논문집
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    • 한국결정성장학회 1997년도 Proceedings of the 12th KACG Technical Meeting and the 4th Korea-Japan EMGS (Electronic Materials Growth Symposium)
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    • pp.149-155
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    • 1997
  • We have successfully grown colorless and transparent Rb-doped potassium niobate (KRN) single crystals using the top seeded solution growth(TSSG) technique. In our crystal growth experiments, the Rb doping concentrations within the melt range from 2-15 mol% relative to that of Nb$_2$O5. Atomic absorption measurements indicate that the Rb content in the KRN solid solution is rather low; the Rb segregation coefficient is found to be on the order of 0.05. It is believed that this is due to the relatively much larger Rb+ ionic radius compared to that of K+, rendering it more difficult for Rb to replace K in the KNbO$_3$(KN) host lattice. Preliminary single-pass second harmonic generation (SHG) experimental results indicate that there exists marginal improvement in the phase-matching temperature tolerance of KRN compared to that of pure Kn single crystals.

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Power Characteristics of cw Second-harmonic Generation in Periodically Poled LiNbO3

  • Kang, Bong-Hoon;Joo, Gi-Tae;Rhee, Bum-Ku
    • 한국세라믹학회지
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    • 제47권5호
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    • pp.430-432
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    • 2010
  • We verified through a noncritical phase-matched second-harmonic generation experiment that the periodically-poled $LiNbO_3$ (PPLN) had a large effective nonlinear optical coefficient, demonstrating that the QPM grating was uniform throughout the entire length of PPLN. The quasi-phase matching temperature was $193.4^{\circ}C$. The maximum SHG output power at the fundamental power of 2.0 W was found to be 18.0 mW; generated second-harmonic beam was found to have no photorefractive effect.

Synthesis and Cationic Polymerization of Vinyl Ethers Containing Oxynitrobenzylidenemalononitrile and Oxynitrobenzylidenecyanoacetate as the NLO-phores in the Side Chain

  • 이주연;김무용;안미라
    • Bulletin of the Korean Chemical Society
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    • 제20권5호
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    • pp.567-572
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    • 1999
  • 5-Nitro-2-(2'-vinyloxyethoxy)benzylidenemalononitrile (2a), methyl 5-nitro-2-(2'-vinyloxyethoxy)benzylidenecyanoacetate (2b), 3-nitro-4-(2'-vinyloxyethoxy)benzylidenemalononitrile (4a), methyl 3-nitro-4-(2'-vinyloxyethoxy)benzylidenecyanoacetate (4b), 2-nitro-5-(2'-vinyloxyethoxy)benzylidenemalononitrile (6a), and methyl 2-nitro-5-(2'-vinyloxyetboxy)benzylidenecyanoacetate (6b) were prepared by the condensation of 5-nitro-2-(2'-vinyloxyethoxy)benzaldehyde (1), 3-nitro-4-(2'-vinyloxyethoxy)benzaldehyde (3), and 2-nitro-5-(2'-vinyloxyethoxy)benzaldehyde (5) with malononitrile or methyl cyanoacetate, respectively. Vinyl ether monomers 2a-b, 4a-b, and 6a-b were polymerized with boron trifluoride etherate as a cationic initiator to yield poly(vinyl ethers) 7-9 having oxynitrobenzylidenemalononitrile and oxynitrobenzylidenecyanoacetate, which is effective chromophore for second-order nonlinear optical applications. Polymers 7-9 were soluble in common organic solvents such as acetone and DMSO. Tg values of the resulting polymers were in the range of 67-83 ℃. Electrooptic coefficient (r33) of the poled polymer films were in the range of 15-27 pm/V at 633 nm. Polymers 7-9 showed a thermal stability up to 300 ℃ in TGA thermograms, which is acceptable for NLO device applications.

Synthesis and Nonlinear Optical Properties of Poly(4-nitrophenylallylamine) Derivatives

  • 김영운;이광섭;진정일;최길영
    • Bulletin of the Korean Chemical Society
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    • 제17권7호
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    • pp.607-612
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    • 1996
  • A series of new NLO-active poly(4-nitrophenylallylamine) derivatives was synthesized by the nucleophilic substitution reaction of several substituted 4-nitrohalobenzenes and poly(allylamine hydrochloride). All polymers obtained were amorphous and their glass transition temperatures (Tg) were observed around 148-160 ℃. For each of these polymers, their specific Tg values were dependent on characteristic electronic structures. UV-visible absorption spectra showed maximum absorption intensity at 355-393 nm for π-π* transition of alkylaminonitrophenyl groups. The χ(2)value of poly(4-nitrophenylallylamine), as determined by the second harmonic generation at 1064 nm, for a thin polymer film poled at an elevated temperature, was 1.4x10-8esu. The third-order NLO properties of poly(4-nitrophenylallylamine) derivatives were evaluated through measurement of degenerate four-wave mixing technique and χ(3) coefficient in the range of 2.7~3.2x10-12 esu at 602 nm was found with 400 fs laser pulses.

SMF와 DCF의 길이와 분산 계수가 불규칙하게 분포하는 분산 제어 링크 (Dispersion-managed Links with the Irregular Distribution of the Lengths and Dispersion Coefficients of the SMFs and the DCFs)

  • 이성렬
    • 한국항행학회논문지
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    • 제22권3호
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    • pp.240-245
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    • 2018
  • 전체 광 중계 구간 모두 불규칙한 분산 계수를 갖는 단일 모드 광섬유와 분산 보상 광섬유 (DCF; dispersion compensating fiber)를 이용한 융통적인 분산 제어 링크 구조를 제안하였다. 링크의 융통적 구성은 각 전송 반 구획에서 DCF의 분산 계수를 기준으로 이들을 인위적으로 분포시켜서 가능하게 하였다. 광 위상 공액기 전의 전송 반 구획에서는 DCF의 분산 계수를 점진적으로 증가시키고, 광 위상 공액기 다음의 전송 반 구획에서는 DCF의 분산 계수를 점진적으로 감소시키는 'AD' 분포에서 왜곡된 파장 분할 다중(WDM; wavelength division multiplexed) 신호가 최상으로 보상되는 것을 확인하였다. 따라서 왜곡된 WDM 채널의 보상 효과를 더욱 증가시키기 위해서는 광섬유의 길이, 중계 구간 당 잉여 분산뿐만 아니라 광섬유의 분산 계수에 상관없이 'AD' 분포를 선택할 필요가 있다는 것을 확인하였다.

코로나 극성배향이 비선형 고분자박막의 복소굴절율에 미치는 영향 및 배향효과의 정량화 (Refractive index change of nonlinear polymer thin films induced by corona poling and quantitative evaluation of poling effect)

  • 길현옥;김상준;방현용;김상열
    • 한국광학회지
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    • 제10권3호
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    • pp.181-187
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    • 1999
  • 대표적인 이차 비선형 광학 물질인 곁가지형 NPP(N-(4-nitrophenyI)-(L)-prolinol) 고분자 박막을 스핀코팅으로 제작하였다. 위상변조방식의 분광타원해석기를 사용하여 코로나 특성배향법으로 온도와 전기장을 변화시켜가며 실시간으로 타원해석 스펙트럼을 측정하였다. 광투과영역에서의 타원해석상수를 모델링분석하여 박막의 두께를 구하였고, 광합수영역에서는 타원해석상수의 역방계산을 통해 굴절율과 소광계수를 구하였다. 분광광도계를 사용하여 배향 전후 각각의 상태에 따른 광 투과율 스펙트럼을 측정한 후 이를 되먹임 관계식에 적용하여 구한 소광계수가 분광타원해석법으로 결정한 결과와 일치함을 확인하였다. 또한 두께가 비교적 얇은 시료의 타원해석 스펙트럼을 코로나배향 전후에 걸쳐 분석한 후 시료 면에 수직한 수직 복소굴절율과 시료 면에 평행한 수평 복소굴절율을 각각 결정하였다. 이 수직과 복소굴절율을 기준데이터로 사용하고 모델링 과정을 적용하여 배향의 각 단계별로 유효 수직조성비를 결정하여 두꺼운 고분자 박막의 배향된 정도를 정량화하는 분석모델을 제시하였다.

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320 Gbps WDM 전송 시스템에서 광 위상 공액기의 위치에 따른 비트 에러율 특성 (Characteristics of Bit Error Rate dependence on the Position of Optical Phase Conjugator in 320 Gbps WDM System)

  • 이성렬
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제9권5호
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    • pp.1123-1131
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    • 2005
  • 장거리 $8{\times}40$ Gbps 파장 분할 다중 시스템에서 색 분산과 자기 위상 변조에 의해 왜곡된 광 펄스를 최상으로 보상할 수 있는 최적의 광 위상 공액기 (OPC ; Optical Phase Conjugator)의 위치를 수치적 방법으로 살펴보았고, 이 위치에서의 전체 채널의 눈 열림 패널티 (EOP ; Eye Opening Penalty)와 비트 에러율 (BER ; Bit Error Rate) 특성을 OPC가 전체 전송 거리의 중간에 위치한 경우 (MSSI ; Mis-Span Spectral Inversion)와 비교해 살펴보았다. 먼저 OPC를 이용해 왜곡된 광 신호를 보상하는 WDM 시스템에서 모든 채널의 최상의 보상을 수행하기 위해서는 전송하고자 하는 변조 파형의 형식과 광섬유 분산 계수와 관련하여 OPC의 위치가 전체 전송 거리의 중간이 아닌 다른 곳으로 이동되어야만 하는 것을 확인할 수 있었다. 아울러 최적 OPC 위치를 갖는 WDM 시스템을 이용한 경우 수신측에서의 광 신호의 EOP 특성은 채널에 따라 다소 차이가 있을 수 있지만, BER 특성은 거의 동일하다는 것을 확인할 수 있었다.

고분자 반응을 이용한 Maleic anhydride계 비선형 광학 고분자의 합성 및 전기광학 특성 (Synthesis and Properties of Nonlinear Optical Polymer Derived from α-Methyl Styrene/Maleic Anhydride by Polymer Reaction)

  • 박이순;금창대;송재원;김광택;김기현;강신원
    • 공업화학
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    • 제9권5호
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    • pp.704-709
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    • 1998
  • ${\alpha}$-Methyl styrene과 maleic anhydride를 공단량체로 사용하여 유리전이온도가 높고 내열성이 우수한 poly (${\alpha}$-methylstyrene-co-maleic anhydride) (MSMA) 기재 고분자 (substrate polymer)를 합성하고 여기에 니트로기를 가진 발색단을 고분자반응을 이용하여 도입하는 반응 및 생성된 비선형 광학 고분자의 전기 광학 특성에 대해 조사하였다. MSMA 기재 고분자에 hydroxyl기를 가지는 azo계 발색단 (chromophore) 2-[4-(4-nitrophenylazo)-N-ethylphenylamino]ethanol (DR1)을 고분자 반응 (polymer reaction)으로 maleic anhydride에 ester 결합으로 도입할 때 4-dimethylaminopyridine (DMAP) 촉매만을 쓴 것 (MSMA-D)보다 DMAP와 3-dicyclohexyl carbodiimid (DCC)를 동시에 사용한 경우 (MSMA-DC)가 DR1 발색단의 도입율이 높게 나타났다. 비선형 광학 고분자 (MSMA-DC)의 전기광학계수 ($r_{33}$)는 파장이 632.8 nm인 광원에서 18 pm/V의 값을 나타냈으며 열적 안정성도 유리전이 온도 ($T_g$)가 $175^{\circ}C$ 이상으로 우수하게 나타났다.

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Vignetting Dimensional Geometric Models and a Downhill Simplex Search

  • Kim, Hyung Tae;Lee, Duk Yeon;Choi, Dongwoon;Kang, Jaehyeon;Lee, Dong-Wook
    • Current Optics and Photonics
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    • 제6권2호
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    • pp.161-170
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    • 2022
  • Three-dimensional (3D) geometric models are introduced to correct vignetting, and a downhill simplex search is applied to determine the coefficients of a 3D model used in digital microscopy. Vignetting is nonuniform illuminance with a geometric regularity on a two-dimensional (2D) image plane, which allows the illuminance distribution to be estimated using 3D models. The 3D models are defined using generalized polynomials and arbitrary coefficients. Because the 3D models are nonlinear, their coefficients are determined using a simplex search. The cost function of the simplex search is defined to minimize the error between the 3D model and the reference image of a standard white board. The conventional and proposed methods for correcting the vignetting are used in experiments on four inspection systems based on machine vision and microscopy. The methods are investigated using various performance indices, including the coefficient of determination, the mean absolute error, and the uniformity after correction. The proposed method is intuitive and shows performance similar to the conventional approach, using a smaller number of coefficients.

Urea와 THAMP 유기 단결정의 육성에 관한 연구 (Studies on the growth of organic single crystals of urea and THAMP)

  • 임창성;황완인;김판채
    • 한국결정성장학회지
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    • 제5권3호
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    • pp.223-232
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    • 1995
  • Urea($(NH_2)_2CO$) 및 THAMP(Tris(hydroxymethyl)aminomethane phosphate) 유기 단결정은 레이저의 파장변환소자등의 응용에 유용한 새로운 유기 비선형 광학재료(NLO)이다. 온도하강법과 온도차법을 이용하여 urea와 THAMP 유기 단결정의 육성을 시도하였으며 이들 방법에 따른 육성조건을 확립하였다. Urea의 용매로는 용해도의 측정을 통하여 메탄올이 가장 적합하였으며, 용해도에 대한 온도계수는 posotive였으며, 용해열은 - 2.58 kcal/mol이었다. 육성된 urea 결정은 z축의 성장이 지배적이었고, z축의 성장제어와 x, y축의 성장을 위하여 $NH_4_H_2PO_4$, KCL, $H_3PO_4$, $CaCl_2{\cdot}2H_2O$, $C_2H_5OH$의 첨가제를 사용하여 z축의 성장제어와 x, y축의 성장을 증진시켰다. THAM과 $H_3PO_4$의 화학 양론적 혼합비 1 : 1의 몰비로부터 양질의 THAMP 유기 단결정을 육성하였고 용해도에 대한 온도계수는 positive였으며, 용해열은 - 1.70 kcal/mol이었다.

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