펄스형 파장가변 색소레이저를 사용하여 550~600nm 사이의 파장영역에서 Ne 원자의 OG(Optogalvanic) 스펙트럼을 구했다. 정확하게 알려진 전이에 해당하는 OG 신호의 파장을 기준 위치로 하여 색소 레이저의 파장을 측정하였다. 파장의 정확도는 ${\pm}$0.005nm이며, 각각의 OG 신호의 위치와 상대적인 세기를 표로 만들어 R-590, R-610 색소레이저 파장측정에 이용할 수 있도록 하였다.
여러 개의 광섬유격자를 가변하여 파장변환과 스위칭이 가능한 다파장 EDF 링레이저를 제안하였다. 광섬유격자에 인가되는 압력을 변화시킴으로써 EDF 링레이저의 출력파장과 파장간격을 연속적으로 변환시킬 수 있었으며, 편광조절기를 조절하여 EDF 링레이저의 출력파장을 두 파장, 세 파장 또는 네 파장으로 스위칭 할 수 있었다.
광섬유고리에 편광제어를 통해 여러 광경로들에 대해서 손실을 조정함으로써 손실이 작은 광경로에서 발진하게 함으로써 발진 파장을 가변시킬 수 있는 편광제어 파장가변 고리형 광섬유레이저를 구현하였다. 내부 공진편광기를 사용하여 1㎚의 종모드간격으로 발진을 일으킬 수 있었고 편광제어기 및 내부공진편광기를 조절해서 1540㎚에서 1560㎚의 범위에서 파장가변을 시킬 수 있었다. 또한 실험적으로 나타난 발진특성을 광경로와 복굴절손실의 개념을 사용하여 발진출력 특성을 분석함으로써 발진파장을 가변시키는 메카니즘을 추정해 보았다. 여기서 복굴절손실이 같은 광경로들의 종모드들 사이에 보강간섭이 일어나 발진파장을 변화시킬 수 있음을 알 수 있었다.
여기밀도 변화에 따른 펄스폭 연속 가변 Quenched Dye Laser(Q이)를 설계 제작하여 그 동작 특성을 분석하였다. 펌핑광원은 펄스폭 20 ns(FWHM), 에너지 150mJ의 XecCl 엑시머 레이저를 사용하였으며, 색소레이저의 활성매질은 Rhodamine 6G로서 에탄올(ethanol)용액에 2.5$\times$10-3[mol/l]의 농도로 용해되었다. 활성길이 5 nm인 색소셀에서 서로 평행한 양면을 공진기로 구성하여 색소레이저의 이완발진 출력특성을 얻었다. 이완발진의 펄스열에서 단일 펄스를 추출하기 위해 QDL를 구성하였다. QDL의 펄스폭을 가변하기 위해 초점거리 f=150 mm 접속렌즈를 이동시켜 색소셀에 조사되는 공간적 펌핑폭을 조절함으로써 여기밀도를 8.8$\times$1023[cm-3s-1]~2.8$\times$1023[cm-3s-1]까지 가변시켰다. 공간적 펌핑폭에 따른 펄스폭 가변 실험을 수행한 결과 QDL의 발진 펄스폭이 86 ps~201 ps 사이에서 연속적으로 가변됨을 알 수 있었다.
본 논문에서는 고굴절률차 폴리머 도파로를 이용하여 이중 링 공진기 가감필터(Add/Drop Filter) 반사기를 설계하고 제작하였다. 이 가감필터 반사기를 반사형 반도체 광 증폭기와 하이브리드 집적함으로써 저가형 파장가변 레이저를 제작하고 그 측정결과를 분석하였다. 이중 링 공진기 반사기는 서로 다른 반경을 가진 두 개의 링 공진기로 인하여 선택적인 반사 특성을 가지게 되며, 버니어 효과로 인하여 넓은 파장가변 특성을 가질 수 있다. 반사형 반도체 광 증폭기와 능동 정렬을 통하여 제작된 하이브리드 집적 파장가변 레이저는 26 dB의 부 모드 억제율과 0.03 nm의 선폭을 가지며 단일 모드로 발진하였다. 또한 25 mA의 전류를 이중 링 공진기 가감필터 반사기 상부에 형성된 전극에 인가하여 총 17 nm의 파장가변을 측정하였으며, 파장가변 과정에서 부 모드 억제율은 일정하게 유지됨을 확인하였다.
WDM광통신의 핵심 소자 중 하나인 파장 가변 레이저를 넓은 파장 영역에서 회절 격자에 대한 입사각의 변화에 따라 연속 가변되는 Littman형과 Littrow 형의 외부 공진기로 구현하였다 회절 격자에 대한 입사각과 회절각이 동일하며 구조가 간단한 Littrow형의 파장 가변 레이저에서, 입사각 49$^{\circ}$를 중심으로 격자를 $\pm$1$^{\circ}$정도 회전시켜 C-밴드 및 L-밴드 영역을 대부분 포함하는 약 80 nm 정도의 가변 범위(1510 nm-1590 nm)를 얻었으며, 특히, 60 nm 범위에서는 주입 전류의 조절 없이 1.5㏈ 미만의 출력 변화를 보임으로써, 광대역 파장 가변 광원으로 적합한 구조임을 확인하였다.
본 논문에서는 추출격자 분포 브래그 반사기 (SGDBR: Sampled Grating Distributed Bragg Reflector) 가 집적된 추출격자 분포 궤환 (SGDFB : Sampled Grating Distributed Feedback) 레이저 다이오드의 파장가변 특성을 시뮬레이션을 통하여 분석하였다. SGDFB 영역에 있는 위상제어 영역의 길이는 출력 광 파워와 파장가변 범위에 많은 영향을 미치고 있음을 확인할 수 있었다. 또한 소자의 길이와 단면에서의 반사계수 및 단면의 위치에 의해 전체적인 파장가변 범위가 많은 영향을 받음을 확인하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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