• 제목/요약/키워드: Single-mode lasing

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Nd 첨가 광섬유 레이저 제작 및 발진특성 (Fabrication and Lasing Characteristics of Nd Doped Fiber Laser)

  • 이상배;조재철;김선호;김상국;최상삼;김병윤;김영덕
    • 한국광학회지
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    • 제1권2호
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    • pp.178-184
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    • 1990
  • MCVD법과 액체 첨가법으로 실리카 광섬유 코아에 Nd를 첨가하여 능동 광섬유 소자를 제조하였다. 514.5nm Ar 레이저를 여기광원으로 하고, dichroic 레이저 거울로 Fabry-Perot 공진기를 구성하여 발진시킨 결과, 중심파장 $1.096\mu\textrm{m}$에서 발진서폭 15nm로 발진하는 광섬유 레이저를 구현할 수 있었다. 여기광원의 세기에 따라 발진특성을 조사하였고, 레이저 출력거울의 반사율을 다양하게 조절하여 실험한 결과 출력거울 반사율이 67.5%일 때 slope 효율 1.28%, 최대 발진출력 1.88mW를 얻었다.

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폴리머 광도파로 브래그 격자 기반의 근적외선 레이저 (Near Infrared Laser Based on Polymer Waveguide Bragg Grating)

  • 김경조;손남선;김준휘;오민철
    • 한국광학회지
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    • 제22권4호
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    • pp.179-183
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    • 2011
  • 근적외선 대역에서 동작 가능한 가변파장레이저 구현을 위하여 브래그 격자와 반도체 광증폭기로 구성된 외부 공진기 형태의 레이저를 제작하였다. 폴리머 광도파로는 굴절률이 1.462, 1.435 인 ZPU 폴리머를 이용하여 제작되었다. 근적외선 파장에서 반사를 일으키는 브래그 격자의 제작을 위해서는 주기가 875 nm 로서 비교적 크고 제작이 손쉬운 3차 브래그 격자를 이용하였다. 폴리머 광도파로 브래그 반사기를 이용하여 제작된 근적외선 외부공진 레이저는 850 nm 파장에서 0 dBm의 출력 파워와 0.2 nm의 20-dB bandwidth, 40 dB 이상의 Side Mode Suppression Ratio을 가지는 단일 모드 레이저 특성을 보였다.

어븀 첨가 광섬유형 링 레이저와 광섬유 격자 기반 센서를 이용한 원거리의 온도 및 전류 측정 (Remote Measurement of a Distant Temperature and Current using Fiber Bragg Grating Sensors and Erbium-doped Fiber Ring Laser)

  • 손경락;심준환;양규식
    • Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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    • 제32권8호
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    • pp.1257-1262
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    • 2008
  • A long-distance remote sensing of temperature and current based on a fiber Bragg grating (FBG) is proposed and demonstrated. The thermal expanding effect of the epoxy and the Er-doped fiber ring laser (EFRL) are applied to the sensor system to enhance the temperature and current sensitivity. An EFRL with a 5 km-single-mode fiber and a FBG shows a high extinction ratio of more than 60 dB and a low power fluctuation of less than 1 dB. The metal wires are used to supply the current to the sensors. When the NOA65 puts on the FBG as a thermal expanding material, the temperature and current sensitivity of the lasing wavelength shift are about $30\;pm/^{\circ}C$ and 3pm/mA, respectively. The proposed sensing scheme is useful for measurement of current or temperature at a distant object of more than several km.

LPE(Liquid phase Epitaxy)방법으로 제작된 InGaAs/InP Ridge Waveguide Multiple Quantum Well Laser Diode의 광학적 특성조사 (An investigation of optical characteristics of InGaAsP/InP RWG MQW-LD by LPE method)

  • 오수환;하홍춘;박윤호;안세경;이석정;홍창희
    • 한국광학회지
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    • 제7권3호
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    • pp.266-271
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    • 1996
  • 본 연구에서는 수직형 LPE방법으로 제작된 InGaAsP/ImP RWG(Ridge Waveguide) MQW(Mutiple Quantum Well)-LD(Laser diode)의 광학적 특성을 조사하여 제작된 LD의 특성과 설계결과를 비교 분석하였다. 광학적 특성 분석결과 제작된 LD가 설계된 데로 측방향 단일모드로 동작하였으며 내부양자효율은 77%, 내부손실은 18$cm^{-1}$ /, 발진파장의 온도특성은 5.5.angs./C.deg.로 나타났다. 이러한 결과들로부터 수직형 LPE방법으로 성장된 에피층의 특성과 MQW의 계면특성이 아주 양호하다는 것을 알 수 있었으며 제작된 RWG MQW-LD의 특성도 양호함을 알 수 있었다.

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Low-threshold Photonic Crystal Lasers from InGaAsP Free-standing Slab Structures

  • Ryu, Han-Youl;Kim, Se-Heom;Kwon, Soon-Hong;Park, Hong-Gyu;Lee, Yong-Hee
    • Journal of the Optical Society of Korea
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    • 제6권3호
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    • pp.59-71
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    • 2002
  • Photonic band gap structures have a high potential for nearly zero-threshold lasers. This paper describes new-types of low-threshold photonic crystal lasers fabricated in InGaAsP slab waveguides free-standing in air. Two-types of photonic crystal lasers are studied. One is a single-cell nano-cavity laser formed in a square array of air holes. This photonic band gap laser operates in the smallest possible whispering gallery mode with a theoretical Q >30000 and exhibits low threshold pump power of 0.8 mW at room temperature. The nther laser does not have any cavity structure and the lasing operation originates from the enhanced optical density of states near photonic band edges. A very low threshold of 35 $\mu$W (incident pump power) is achieved from this laser at 80 K, one of the lowest values ever reported. This low threshold is benefited from low optical losses as well as enhanced material gain at low temperature.

폴리머 링 공진기 기반의 가감필터 반사기와 반사형 반도체 광 증폭기가 하이브리드 집적된 파장 가변 레이저 (Hybrid-integrated Tunable Laser Using Polymer-ring Resonator-based Add/Drop Filter Reflector and Reflective Semiconductor Optical Amplifier)

  • 이호;김건우;정영철;김수현
    • 한국광학회지
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    • 제20권4호
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    • pp.217-222
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    • 2009
  • 본 논문에서는 고굴절률차 폴리머 도파로를 이용하여 이중 링 공진기 가감필터(Add/Drop Filter) 반사기를 설계하고 제작하였다. 이 가감필터 반사기를 반사형 반도체 광 증폭기와 하이브리드 집적함으로써 저가형 파장가변 레이저를 제작하고 그 측정결과를 분석하였다. 이중 링 공진기 반사기는 서로 다른 반경을 가진 두 개의 링 공진기로 인하여 선택적인 반사 특성을 가지게 되며, 버니어 효과로 인하여 넓은 파장가변 특성을 가질 수 있다. 반사형 반도체 광 증폭기와 능동 정렬을 통하여 제작된 하이브리드 집적 파장가변 레이저는 26 dB의 부 모드 억제율과 0.03 nm의 선폭을 가지며 단일 모드로 발진하였다. 또한 25 mA의 전류를 이중 링 공진기 가감필터 반사기 상부에 형성된 전극에 인가하여 총 17 nm의 파장가변을 측정하였으며, 파장가변 과정에서 부 모드 억제율은 일정하게 유지됨을 확인하였다.

광센서 광원용 반도체 레이저의 제작에 관한 연구 (A study on the fabrication of semiconductor laser for optical sensor)

  • 김정호;안세경;황상구;홍창희
    • 한국항해항만학회지
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    • 제26권2호
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    • pp.235-243
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    • 2002
  • 황섬유의 최저손실 파장영역인 $1.55\mu\textrm{m}$에서 고출력으로 안정하게 농작하는 광센서용 광원인 반도체 레이저를 제작하기 위하여 이론적인 해석을 수행한 후 제작하였다. 활성영역과 SCH층의 재료는 $Ln_{1-x}Ga_xAs_yP_{1-y}$를 사용하였다. 광센서용 광원으로 사용되기 위해서는 넓은 스펙트럼 폭을 가지며, 가간섭 길이가 짧은 특성을 가지는 조건을 만족해야 한다. 따라서, 반도체 레이저에서 레이징을 억제시켜 줌으로써 넓은 스펙트럼 폭을 가지도록 설계를 하였고, 광섬유와 결합효율을 높일 수 있도록 tapered 형태의 스트라입 구조를 채택하여 마스크 패턴을 형성하였다. 또한, 레이징을 억제하기 위하여 후면에 윈도우 영역을 두었고, 측방향으로 경사각을 두어 반사도를 낮추도록 설계 및 제작하였다. 7도와 15도의 측면 경사각을 가지는 구조와 굽은 스트라입 구조를 가지는 소자를 제작하여 특성을 측정한 결과, 광센서용 광원으로서 적용이 가능한 광출력 특성과 넓은 스펙트럼 폭을 가졌다.

WDM-PON 시스템용 저가형 Fiber Grating Laser의 제작 및 성능 분석 (Fabrication and performance analysis of cost-effective fiber grating lasers for WDM-PON systems)

  • 조승현;이우람;이지현;박재동;김병휘;강민호;신동욱
    • 한국광학회지
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    • 제16권1호
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    • pp.13-20
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    • 2005
  • 광섬유 브라그 격자를 외부 공진기로 사용하는 레이저 다이오드(이하 FGL : fiber grating laser 이라 약칭함)를 제작한 후 그 성능을 실험적으로 측정하고 분석하였다. FGL을 WDM기반의 수동형 광 가입자망 시스템에 적용하기 위해서는 저가 구현이 필수적이며, 이를 위해, TO-CAN 형태의 모듈로 패키징하였다. 제작된 FGL의 동작 전류 대 광 출력 특성을 측정한 결과, $25^{\circ}C$에서 60 mA일때 약 3.6 mW를 얻을 수 있었고 주입 전류 변화에 따른 발진 파장의 변화율은 5.2 pm/mA이었다. 또한, FGL의 온도 변화에 따른 발진 파장의 변화율은 30 pm/$^{\circ}C$로 주변 온도 변화에 대한 발진 파장의 안정도가 매우 우수함을 확인하였다. 문턱 전류 이상의 동작전류 영역에서 각각 30 dB 이상의 양호한 주변 모드 억압비(SMSR)를 얻을 수 있었고, 단일 종 모드 발진 특성을 유지함을 확인하였다. 제작된 FGL의 전송 성능을 분석하기 위하여 155 Mb/s의 NRZ 신호로 직접 변조 실험을 수행하였다. BER 성능을 측정한 결과. 단일 모드 광섬유 20 km를 통과하더라도 광경로 파워 페널티가 발생하지 않았고 수신파워가 -37.5 dBm 이상에서 BER<$10^{-9}$ 을 얻을 수 있었다.