Nonlinear refractive index measurement for amorphous $As_2S_3$ thin film by Z-scan method

Z-scan 방법에 의한 비정질 $As_2S_3$ 박막의 비선형 굴절률 측정

  • 김성규 (영남대학교 이과대학 물리학과) ;
  • 이영락 (영남대학교 이과대학 물리학과) ;
  • 곽종훈 (영남대학교 이과대학 물리학과) ;
  • 최옥식 (영남대학교 이과대학 물리학과) ;
  • 이윤우 (한국표준과학연구원 양자연구부) ;
  • 송재봉 (영남대학교 이과대학 물리학과) ;
  • 서호형 (전자통신연구원 기초기술연구부) ;
  • 이일항 (전자통신연구원 기초기술연구부)
  • Published : 1998.10.01

Abstract

We present a theoretical analysis of Gaussian beam propagation in nonlinear Kerr media by using aberration-free approximation and Huygens-Fresnel diffraction integral and obtain a simple analytic formular for Z-scan characteristics. Z-scan experiments are carried out on amorphous $As_2S_3$ thin film and compared with the theory developed, showing good agreement. The sign and the value of ${\gamma}$ have been measured at 633 nm to be $+8.65{\times}10^{-6}\textrm{cm}^2/W$. We also measured the far-field intensity profiles, which confirm again self-focusing effect.

비선형 Kerr 매질을 통과하는 Gaussian 빔에 대해 aberration-free approximation과 Huygens-Fresnel 회절 이론을 적용하여 Z-scan 투과율에 대한 해석해를 유도하였다. 비정질 $As_2S_3$ 박막에 대해 Z-scan 실험을 수행하였으며 이론과 비교하여 잘 일치함을 알았다. 633nm 파장에서 측정된 비선형 굴절률${\gamma}$의 크기와 기호 $+8.65{\times}10^{-6}\textrm{cm}^2/W$이며, 또한 먼 영역(far-field)에서 빔 세기분포를 측정하여 자기 집광(self-focusing)효과를 가시적으로 확인하였다.

Keywords

References

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