• 제목/요약/키워드: Ultrafast laser

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Influence of Nanoporous Oxide Substrate on the Performance of Photoelectrode in Semiconductor-Sensitized Solar Cells

  • Bang, Jin Ho
    • Bulletin of the Korean Chemical Society
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    • 제33권12호
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    • pp.4063-4068
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    • 2012
  • Oxide substrates in semiconductor-sensitized solar cells (SSSCs) have a great impact on their performance. $TiO_2$ has long been utilized as an oxide substrate, and other alternatives such as ZnO and $SnO_2$ have also been explored due to their superior physical properties over $TiO_2$. In the development of high-performance SSSCs, it is of significant importance to understand the effect of oxides on the electron injection and charge recombination as these two are major factors in dictating solar cell performance. In addition, elucidating the relationship between these two critical processes and solar cell performance in each oxide is critical in building up the basic foundation of SSSCs. In this study, ultrafast pump-probe laser spectroscopy and open-circuit decay analysis were conducted to examine the characteristics of three representative oxides ($TiO_2$, ZnO, and $SnO_2$) in terms of electron injection kinetics and charge recombination, and the implication of results is discussed.

수동 모드 잠금된 100 MHz Cr4+:YAG 레이저에서의 펨토초 펄스 발생 (Generation of Femtosecond Pulses in a Passively Mode-Locked 100 MHz Cr4+:YAG Laser)

  • 조원배;이상민;김종두;전민용;서호성
    • 한국광학회지
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    • 제16권6호
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    • pp.535-541
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    • 2005
  • $Cr^{4+}:YAG$ 레이저 매질을 사용하여 실온영역에서 안정적으로 수동 모드 잠금된 근적외선 펨토초 레이저를 제작하고, 그 특성을 분석하였다. 공진기 내부에 설치된 프리즘의 조절만으로 손쉬운 파장 조절이 가능하였으며, 연속 발진시 1400 nm부터 1510 nm까지 110 nm 정도, 모드 잠금 경우 1500 nm 부근에서 30 nm 정도의 파장 조절이 가능함을 확인하였다. $1.5 \%$의 투과율을 지닌 출력거울을 사용하였으며, 연속 발진시 흡수 파워가 7.6 W 일 때 최대 810 mW 이상의 출력을 측정하였다. 공진기 내에서 발생된 분산을 보상하기 위하여 적외선용 프리즘 쌍을 사용하였으며, 100 MHz의 반복률에서 푸리에 변환한계에 근접한 64 fs의 극초단 펄스 방출이 가능하였다. 레이저의 중심파장이 1510 nm 일 때 스펙트럼의 반치폭은 44 nm였다. 모드 잠금이 꺼지지 않고 장시간 안정적으로 작동이 가능한 레이저 제작을 위해 공진기 내부의 광 경로에 관을 설치하고 질소가스를 순환시켰으며, 평균출력 250 mW로 최적화하였다.

Photonic-Assisted Reactive-Near-Field Analysis of a 3 dB-Tapered Ka-Band Array Antenna

  • Lee, Dong-Joon;Kang, Jeong-Jin;Kang, No-Weon;Kim, Wan-Sik;Park, Wee-Sang;Rothwell, Edward J.;Whitaker, John F.
    • Journal of electromagnetic engineering and science
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    • 제10권1호
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    • pp.18-24
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    • 2010
  • A Ka-band microstrip array antenna for wide-range detection of moving targets is analyzed through a photonicassisted reactive-near-field characterization technique. The antenna array employs a 3-dB-tapered feed network to suppress the sidelobe level while retaining a wide azimuth beamwidth for a wide detection range. The relative nearelectric field patterns of the array and its 3-dB-tapered feed lines have been measured using an electro-optic fieldmapping technique for minimally invasive millimeter-wave sensing. A number of typical limitations on the technique, involving bandwidth, low signal-modulation depth, and high laser-induced noise in high-frequency applications, have been overcome by suppressing the carrier portion of the optical interrogation beam.

전기적 광학적 변화가 테라헤르츠 전자기 펄스의 모양에 미치는 영향 (The characteristics of terahertz electromagnetic pulses by electrical and optical parameters.)

  • 전태인
    • 한국광학회지
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    • 제12권6호
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    • pp.503-506
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    • 2001
  • 펨토초 레이저로 여기 되는 transmitter chip에 DC 전압을 최소 573171서 최대 90Vell가지 변화시켜 테라헤르츠 전자기 펄스의 크기와 스펙트럼의 변화를 관찰하였다 전압이 증가괼수록 상대적 스펙트럼의 크기가 고주파 쪽으로 증가되었고 신호 대 잡음비 역시 250:1에서 10,000:1로 개선할 수 있었다 이를 이용한 테라헤르츠 시스템의 재정렬로 테라헤르츠 스펙트럼 을 최대 4 THz 가지 확장 할 수 있었다 또한 dipole 안테나를 이용한 테라헤르츠 전자기 펄스의 검출에서 입사되는 detection 레이저빔이 silicon on sapphire (SOS) receiver chip 뒤 표면에 반사되어 dipole 안테나로 입사될 때 두 개의 테라 헤르츠 펄스가 일정한 시간간격을 두고 동시에 발생됨을 알 수 있었다.

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Fast Precessional Motion of Co/Pd Multilayer Systems Induced by Heat Treatment

  • Sohn, Jeong-Woo;Lee, Kyeong-Dong;Song, Hyon-Seok;Kim, Seon-Ock;Kim, Ji-Wan;Jeong, Jae-Woo;Shin, Sung-Chul
    • 한국자기학회:학술대회 개요집
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    • 한국자기학회 2010년도 임시총회 및 하계학술연구발표회
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    • pp.94-94
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    • 2010
  • Co/Pd multilayer systems have been investigated with much attention for a long time due to the high and easily controllable perpendicular magnetic anisotropy. Two [Pd(1)/Co(0.4 nm)]5 multilayer systems - one is as-deposit, and the other is annealed at $350^{\circ}C$ - are studied with an all-optical approach. A two-color optical pump probe setup using 30 fs laser pulse at 82 MHz repetition rate is used to measure the time-resolved magneto-optical Kerr signal. It turns out the heat treatment enhances the perpendicular magnetic anisotropy, and leads to faster magnetization precession. The frequency reaches 30 GHz in the annealed sample, which is a factor of 2 larger compared to the as-deposit film.

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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.

광-전자파 기반 20 GHz급 펄스 샘플링 오실로스코프 (20 GHz Pulse Sampling Oscilloscope Based on Electro-Optic Technique)

  • 이동준;강노원;이주광;강태원
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제22권10호
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    • pp.927-933
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    • 2011
  • 본 논문에서는 전자 소자 기반의 상용 오실로스코프에 의한 기존의 펄스 신호 측정 방법의 주파수 한계를 극복하기 위하여 전기광학 기반의 측정 방법을 기술하였다. 펄스폭 0.1 ps의 펨토초 레이저와 광다이오드를 사용하여 20 GHz 주파수 범위에 대응되는 전자기 펄스를 발생시키고, 마이크로스트립 선로를 통해 전송되는 전자기 펄스를 검출하기 위하여 전기광학 샘플링 기법을 이용하였다. 마이크로스트립 선로 위의 매우 근접한 거리에서 광학 결정 프로브를 이용하여 비접촉식으로 펄스 신호를 검출하고, 선로의 출력단 펄스 신호를 기존의 오실로스코프로 측정하여 두 측정 결과를 서로 비교하였다.

시간 분해 직렬 펨토초 결정학을 위한 3차원 프린팅 기반의 초고속 믹싱 및 인젝팅 시스템 (3D Printing-Based Ultrafast Mixing and Injecting Systems for Time-Resolved Serial Femtosecond Crystallography)

  • 지인서;강전웅;김태영;강민서;권순범;홍지우
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제60권2호
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    • pp.300-307
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    • 2022
  • 매우 짧은 펄스 폭의 X선 자유전자 레이저(XFEL)를 이용한 시간 분해능 연속 펨토초 결정학(time-resolved serial femtosecond crystallography, TR-SFX)기법에서 반응 물질과 생체분자 결정 샘플간의 혼합률(mixing rate)과 결정 샘플과 X선 레이저 간의 충돌률(hit rate)은 생체분자의 시분해 구조 변화에 대한 정확한 이미지 획득 및 효율적인 샘플소비와 같은 TR-SFX의 분석 성능을 결정짓는 핵심인자이다. 본 연구에서는 극초단 내 일어나는 생체분자의 시분해 구조 변화 해석을 위해 초고속 믹싱 기능을 가짐과 동시에 공압 기반의 주문형 액적 젯팅이 가능한 두 가지 다른 방식의 샘플 전달시스템을 고안하였다. 한 방식은 이중 노즐을 통해 토출된 액적의 고속 충돌에 유발된 관성 믹싱을 기반으로 하고 있으며, 다른 방식은 마이크로믹서가 내장된 공압 젯팅을 기반으로 하고 있다. 먼저, 이중 노즐을 통해 토출된 액적의 충돌에 대한 동적 거동 및 액적 내부 관성 유동에 대한 믹싱에 대한 실험 및 수치해석적 연구를 수행하였다. 다음으로 마이크로믹서가 내장된 공압 젯팅 시스템의 성능을 유사한 방법을 통해 평가하였다. 본 연구에서 개발한 샘플 전달시스템은 질환을 유발하는 특정 단백질들의 기작을 규명하거나, 항체 의약품과 신약 후보 물질 탐색하는 데 있어 필수적인 3차원 생체 분자 구조분석 연구에 매우 유용하게 활용될 수 있을 것이다.