• Title/Summary/Keyword: Yb:YAG

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Output Charateristics of an End-Pumped Micro-Chip Yb:YAG Laser (Micro-Chip Yb:YAG 레이저의 발진 특성)

  • 임창환
    • Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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    • 2001.07a
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    • pp.365-368
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    • 2001
  • 입사면에서 발생하는 열을 효율적으로 제거하기 위하여 Yb:YAG 결정의 표면에 sapphire 창을 부착하여 레이저를 발진 시켰다. Yb:YAG 결정에서 발생하는 열이 sapphire 창을 통하여 구리판으로 전달되는 경우 와 Yb:YAG 결정의 측면에서 냉각하는 경우의 레이저 출력을 측정하여 각각의 레이저 발진 특성을 비교하여 보았다. 여기면을 sapphire 창으로 냉각하는 micro-chip Yb:YAG 레이저의 레이저 에너지 전환 효율은 38%였으며 레이저 발진 문턱값은 4 kw/mm$^2$, slope efficiency는 56%로 측정되었다. Sapphire 창을 사용하는 경우 표면에서의 열전달도는 10 W/mm$^2$이상으로 관측되었다. Yb:YAG의 도핑율, 출력경의 반사율 등을 레이저 변수를 최적화할 경우 같은 구조에서 50 W급 레이저도 발진 가능할 것으로 예상된다.

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Dependence of CW Mode Locking on Resonator Mode Size in a Yb:YAG Laser Mode-Locked by a Semiconductor Saturable Absorber Mirror (반도체 포화 흡수체 반사경에 의해 모드 잠금된 Yb:YAG 레이저 출력의 공진기 모드 크기에 대한 의존성 연구)

  • Kim, Hyun Chul;Lim, Han Bum;Chae, Dong Won;Kim, Hyun Su
    • Korean Journal of Optics and Photonics
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    • v.26 no.6
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    • pp.312-317
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    • 2015
  • We investigate the effect of laser-resonator mode size on the output of a Yb:YAG laser that is mode-locked by a semiconductor saturable absorber mirror (SESAM). We demonstrate that the smaller the product of the mode sizes at a SESAM and at a Yb:YAG crystal, the more stable the mode-locked output is. Also, we found numerically that there is a resonator length at which the mode-locked output occurs, regardless of the thermal lens effect of a Yb:YAG.

Crystal Growth and Spectroscopic Properties of Yb:YAG Crystals for High Power Microchip Laser Applications (고출력 microchip laser용 Yb:YAG 단결정의 결정성장 및 분광 특성)

  • 유영문;정석종;이성영;김병호
    • Proceedings of the Optical Society of Korea Conference
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    • 2000.08a
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    • pp.246-247
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    • 2000
  • Yb$^{3+}$ 이온은 InGaAs LD 및 Ti:sapphire 레이저로 펌핑할 수 있는 940 nm에서의 흡수대를 가지고 있고, 1.03 $mu extrm{m}$의 형광방출 특성을 가지고 있으며, 지금까지 알려진 1 $\mu\textrm{m}$ 파장대의 레이저 활성이온 중에서 가장 적게 열을 발생하는 특성을 가지고 있음이 알려져 최근에는 Yb$^{3+}$ 이온을 첨가한 여러 가지 레이저 매질이 연구되고 있다.[1] 그 중에서도 Yb$^{3+}$ ion doped yttrium aluminum garnet (Yb:YAG) 단결정은 충분하게 넓은 흡수선폭, 좋은 열광학적 특성, 고출력 작동을 하게 하는 stokes shift, 그리고 LD에 의한 펌핑을 가능하게 하는 940 nm 영역에서의 흡수 및 긴 여기시간을 가진 이상적인 매질로 알려져 있다.[2] 이러한 특성으로 인해 Yb:YAG 단결정은 femtosecond 레이저 등 각종 레이저 시스템의 소형화[3]를 가져왔으며, 레이저 결정의 양산 가능성 및 레이저 기기의 소형화에 따르는 시스템의 가격 감소가 가능하므로 Yb:YAG microchip 레이저는 향후 고출력 레이저 기기 산업의 중추가 될 것으로 기대된다. (중략)

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A Linearly Polarized Long-Cavity Yb:YAG Laser with a Variable-Reflectivity Output Coupler (반사도 가변형 출력경을 갖는 긴 공진기형 선편광 Yb:YAG 레이저의 출력 특성 연구)

  • Kim, Hyun Chul;Lim, Han Bum;Kim, Hyun Su
    • Korean Journal of Optics and Photonics
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    • v.26 no.1
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    • pp.38-43
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    • 2015
  • We propose a linearly polarized long-cavity Yb:YAG laser with a variable-reflectivity output coupler and investigate its output characteristics. The variable output coupler consists of a polarized beam splitter and a quarter-wave plate. The linearly polarized laser has a long cavity length of about 3.7 m. The slope efficiency of the proposed laser is 19%, and the beam quality ($M^2$) is about 1.2.

Output Characteristics of a Yb:YAG Laser Q-Switched by a Semiconductor Saturable Absorber and an Output Coupler Composed of a Polarizer and a Quarter-Wave Plate (편광기와 1/4 파장판으로 구성된 출력경과 반도체 포화 흡수체에 의해 Q-스위칭된 Yb:YAG 레이저 출력 특성 연구)

  • Ahan, Cheol Yong;Kim, Hyun Chul;Lim, Han Bum;Kim, Hyun Su
    • Korean Journal of Optics and Photonics
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    • v.25 no.2
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    • pp.90-94
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    • 2014
  • We propose a Yb:YAG laser Q-switched by a semiconductor saturable absorber and a laser output coupler composed of a polarizer and a quarter-wave plate, and we investigate the output characteristics of the proposed Q-switched laser. We show that the laser power can be varied by rotation of the quarter-wave plate.

Crystal Growth of Yb:YAG by Floating Zone Method and Their Optical Properties (부유대용융법에 의한 Yb-YAG 단결정 성장 및 광특성)

  • 이성영;김병호;정석종;유영문
    • Korean Journal of Crystallography
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    • v.11 no.3
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    • pp.151-156
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    • 2000
  • Yb/YAG single crystals were grown from the melt composition of Y/sub 1-x/Yb/sub x/)₃Al/sub 5/O/sub 12/ where x equal to 5, 10, 15, 20, 25, 33, 50, 75 and 100 at % by floating zone method. Optimum growth parameters to get high quality single crystals were 3.5 mm/h of growth rate and 20 rpm of rotation rate under the N₂ atmosphere. After the growth, color of crystals was appeared with pale blue due to the lack of oxygen, but it was disappeared after annealing at 1450℃ for 2 hr. Absorption coefficients were linearly increased depending on the concentration of Yb/sup 3+/ ions. Broad emission band was measured in the range of 1020 to 1050 nm with the peak intensity at 1031 nm and 1051 nm because of ²F/sub 5/2/(1)→²F/sub 7/2/(3) and ²F/sub 5/2/(1)→²F/sub 7/2/(4) transition respectively. When Yb/sup 3+/ ions were substituted with high rates, there were tendency to decrease the measured fluorescent lifetime for Yb ions depending on the concentration of Yb/sup 3+/ ions.

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Crystal Growth of Yb:YAG and Fabrication of Microchip Laser Device (Yb:YAG 단결정 성장과 마이크로칩 레이저 소자 제조)

  • 이성영;김충렬;김도진;정석종;유영문
    • Journal of the Korean Ceramic Society
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    • v.38 no.8
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    • pp.771-776
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    • 2001
  • 용액인상법으로 질소분위기 하에서 Yb$^{3+}$ 이온이 각각 5, 15, 25 at% 치환된 Yb:Y$_3$Al$_{5}$ O$_{12}$ (Yb:YAG) 단결정을 이리듐 도가니를 사용하여 성장시켰다. 양질의 단결정을 성장시키기 위한 인상속도와 회전속도는 각각 2mm/h와 10rpm이었다. 흡수 및 형광스펙트럼 측정결과, Yb$^{3+}$ 이온의 농도가 높아짐에 따라 흡수계수가 선형적으로 증가하였고, 1051nm 파장을 중심으로 1020~1050nm 영역에서 선폭이 확대된 강한 형광스펙트럼을 나타내었다. 한편, 성장된 단결정을 이용하여 마이크로칩 레이저용 소자를 정밀하게 제조하였다.

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Optimization of a Passively Q-switched Yb:YAG Laser Ignitor Pumped by a Laser Diode with Low Power and Long Pulse Width

  • Kim, Jisoo;Moon, Soomin;Park, Youngin;Kim, Hyun Su
    • Current Optics and Photonics
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    • v.4 no.2
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    • pp.127-133
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    • 2020
  • We successfully constructed a passively Q-switched Yb:YAG laser ignitor pumped by a diode laser with low power and long pulse width. To the best of our knowledge, this is the first study to achieve a quasi-MW output power from an optimized Q-switch Yb:YAG laser ignitor by using a pumping diode laser module emitting at under a power of 23 W. The output pulse energy of our optimized laser is 0.98 mJ enclosed in a 1.06 ns pulse width, corresponding to a peak power of 0.92 MW.