• 한국진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국진공학회 2013년도 제44회 동계 정기학술대회 초록집
• /
• pp.117-117
• /
• 2013

레이저 레이더용 시력안전파장대 고출력 광펄스 생성을 위한 광원으로 MOPA 구도로 광섬유 레이저를 제작 하였다. MOPA 기반 펄스 광섬유 레이저는시력 안정 파장대인 1,550 nm 대역 파장을 갖고 펄스폭이 2 ns 이하이며 반복률이 30~240 kHz 가변 가능하다. 광섬유 증폭단에서 1단 증폭기는 저잡음용 코어 펌핑 방식의 증폭기로 구현하였으며, 2단 증폭기는 중출력 증폭기로 코어 펌핑구조에 후방향 펌핑 구도로 설계하였다. 3단 증폭기는 최종목표인 2ns 이하의 펄스 폭 및 25 kWp 이상의 첨두출력을 달성하기 위하여 클래딩 펌핑 방식의 고출력 광증폭기로 구현하였다.

• 한국광학회지
• /
• 제32권4호
• /
• pp.147-152
• /
• 2021

본 논문에서는 최고 출력 3.0 kW 발진 단일 모드 이터븀(ytterbium, Yb) 첨가 광섬유 레이저에 대해 보고한다. 고출력 광섬유 레이저의 출력을 제한하는 주된 요소인 유도 라만 산란 문턱 값과 광섬유 내 온도 분포를 계산하고 이를 바탕으로 양방향 펌핑 구조의 단일 공진기 Yb 광섬유 레이저 시스템을 제작하였다. 그 결과 4.1 kW의 펌프 출력에서 최고 출력 3.0 kW의 레이저 빔을 얻을 수 있었고, 그때의 기울기 효율은 81.5%로 계산되었다. 최고 출력에서 측정된 출력 빔의 빔질(M²)은 1.26으로 단일 공간 모드 빔 출력 특성을 가지고 있음을 확인하였고, 유도 라만 산란 및 횡모드 불안정 현상은 관측되지 않았다. 본 연구에서 얻은 광섬유 레이저 출력 결과는 지금까지 국내에서 보고된 다이오드 레이저로 펌핑한 광섬유 레이저 출력 중 가장 높은 출력이며, 향후 더 높은 출력을 얻기 위한 방법에 대해 논의하고자 한다.

• 한국원자력학회:학술대회논문집
• /
• 한국원자력학회 1995년도 추계학술발표회논문집(2)
• /
• pp.967-972
• /
• 1995

원자력발전소 증기발생기 전열관의 레이저 용접을 위하여 광섬유 전송 레이저 용접광학계를 설계하고 분석하고 실제 레이저 용접에 활용코자 하였다. 이를 위해서 ㎾급 고출력 Nd:YAG 레이저의 출력변수에 맞춘 광성유 선정 및 sleeve 면에서의 용접 power density와 초점깊이를 고려한 광학계통 설계를 수행하였다. 레이저 출력변수가 150 mm.mrad이며 800$\mu\textrm{m}$의 광섬유를 사용하는 경우, 3회에 걸친 coupling으로도 광섬유 출사부의 F# 를 2.48 정도로 하는 것이 가능하며 이때 +- 0.5mm 정도의 초점깊이를 얻을 수 있었다.

• 한국광학회지
• /
• 제32권5호
• /
• pp.209-214
• /
• 2021

본 논문에서는 단파장 영역인 1018 nm에서 최고 출력 626 W를 가진 고출력 이터븀(ytterbium, Yb) 첨가 광섬유 레이저에 대해 보고한다. Yb 광섬유 레이저에서 이득률이 낮은 단파장 영역인 1018 nm에서 레이저를 발진시키기 위한 조건을 이론적으로 조사해보고, 광섬유 끝 단단면 조건에 따른 되먹임 신호를 측정하여 안정적인 레이저 발진 조건에 대하여 연구하였다. 그 결과를 바탕으로 제작한 단일 공진기 구조의 Yb 광섬유 레이저 시스템으로부터 729 W의 펌프 출력에서 최고 출력 626 W의 1018 nm 파장 레이저 출력을 안정적으로 얻을 수 있었으며 그때 기울기 효율은 86.6%로 측정되었다. 본 연구에서 얻은 1018 nm 파장의 Yb 광섬유 레이저 결과는 지금까지 국내에서 보고된 1030 nm 이하 단파장에서 발진된 Yb 광섬유 레이저 출력 중 가장 높은 출력이며, 세계적으로도 상용 Yb 광섬유와 광부품을 사용한 결과 중 가장 높은 출력에 해당된다. 그리고 향후 더 높은 출력을 얻기 위한 방법에 대해 논의하고자 한다.

• 한국광학회지
• /
• 제31권3호
• /
• pp.142-147
• /
• 2020

본 연구에서는 Yb 광섬유 레이저 MOPA (master oscillator power amplifier) 시스템을 구축하여 고출력, 고효율의 근적외선 레이저 빔을 발진시키고, 이를 주기분극반전 준위상정합 비선형 광학 소자인 MgO:PPSLT에 단일 통과시키는 방식을 통하여 고출력 고효율 연속발진 녹색 레이저 빔을 생성하는 방법을 보고한다. 자발 펄싱을 억제할 수 있는 패브리-패롯 피드백 공진기 구조를 사용한 광섬유 레이저 주공진기를 사용하여 선폭이 좁고 선형 편광된 1064 nm 레이저 씨앗 빔을 안정적으로 생성할 수 있었으며, 이를 Yb 광섬유 증폭단에서 고출력으로 증폭시켰다. 증폭된 레이저 빔을 MgO:PPSLT에 통과시켜 고출력 고효율의 이차조화파를 얻을 수 있었는데, 이때 얻은 532 nm 레이저의 최고 출력은 기본 입사광의 출력이 25.0 W일 때 11.1 W였으며, 변환 효율은 44.4%를 얻었다.

• 한국광학회지
• /
• 제31권1호
• /
• pp.7-12
• /
• 2020

본 연구에서는 단일 모드 2 kW급 고출력 광섬유 증폭기에서 발생한 광섬유 용융 현상을 융착점 냉각 특성에 따라 실험적으로 분석한 결과를 소개한다. 레이저 출력에 따른 펌프 광 결합기와 주증폭기 이득 광섬유 사이의 융착점 온도를 레이저 출력에 따라 측정하였다. 융착점 온도는 레이저 출력 1.2 kW까지는 20℃에서 32℃까지 온도 상승 기울기 0.01℃/W로 증가율이 작았으나 1.2 kW 이후부터 온도 상승 기울기 0.08℃/W로 융착점 온도가 급격하게 증가하였고 1.96 kW 출력에서 동작 중 광섬유 용융 현상에 의해 광섬유 증폭기가 손상되었다. 손상된 펌프 광 결합기의 전송 광섬유 코어에는 광섬유 용융의 전형적인 탄환모양손상 형상이 나타났다. 이후 수냉식 냉각판을 적용하여 융착점 부위의 냉각 성능을 향상시킨 후 레이저 출력 특성 변화를 조사하였다. 최대 출력 2.05 kW에서 광섬유 융착점 온도는 35.8℃였고 레이저 출력에 따른 온도 상승 기울기는 0.007℃/W로서 급격한 증가 없이 일정하게 유지되었다. 광섬유 증폭기에서 광섬유 용융 현상은 발생하지 않았으며 최대 출력 2.05 kW에서 모드 불안정성 역시 발생하지 않았다. 최대 출력 2.05 kW까지 빔 프로파일은 안정적인 가우시안 형태였으며 빔 품질 1.3 이하를 유지하였다.

• 한국광학회:학술대회논문집
• /
• 한국광학회 2006년도 동계학술발표회 논문집
• /
• pp.263-264
• /
• 2006

광대역 증폭기의 개발과 아울러 고출력 광섬유 레이저의 개발이 다양하게 이루어지고 있는 가운데,$^{[1]}$ 특히 유도 라만 산란특성을 이용한 광섬유 레이저가 지속적으로 개발되고 있다.$^{[2]}$phosphosilicate 광섬유를 이득 매질로 하여 저가의 광섬유 레이저를 구현하는가 하면$^{[3][4]}$, 게르마늄 도핑 광섬유를 이득 매질로 한 고효율의 광섬유 레이저가 꾸준히 개발되고 있으며,$^{[5]}$ 다파장 레이저의 개발 등의 여러 가지 광섬유 레이저 개발 가능성의 폭을 확장시키고 있다. 본 논문에서는 위의 선행 기술을 바탕으로 게르마늄 광섬유를 이용한5차 연쇄 라만 공진기를 구성하여,실제 라만 광섬유 증폭기에 적용한 발진 파장, 1445 nm 인 레이저를 구현하고, 그 특성을 논의하였다.

• 한국광학회지
• /
• 제30권5호
• /
• pp.187-192
• /
• 2019

본 논문에서는 고출력 광섬유 레이저의 핵심 부품인 펌프광 결합기를 제작하였으며, 고출력 성능시험 장비를 이용하여 출력특성을 측정하였다. $(18+1){\times}1$ 펌프광 결합기는 1개의 신호광 광섬유와 18개의 펌프광 광섬유들로 이뤄진 광섬유 다발, 출력 광섬유와 하우징으로 구성되어 있다. 신호광 광섬유와 출력 광섬유는 편광유지 광섬유를 사용하여 제작하였다. 광섬유 다발의 테이퍼링 길이에 따른 신호광의 손실을 측정하여 테이퍼링 길이를 18 mm로 최적화하였다. 제작된 $(18+1){\times}1$ 펌프광 결합기의 신호광 삽입 손실, 펌프광 투과율 및 편광 소광률은 각각 6.5%, 98.07% 및 18.0 dB로 측정되었다. 18개의 펌프 레이저 다이오드를 이용하여 2 kW의 고출력에서 펌프광 결합기의 온도 분포를 열화상 카메라를 이용하여 측정 및 분석하였다.

• 한국광학회:학술대회논문집
• /
• 한국광학회 2001년도 제12회 정기총회 및 01년도 동계학술발표회
• /
• pp.190-191
• /
• 2001

단주기 격자를 이용한 광섬유 레이저는 차세대 대용량 파장분할 통신과 광 CATV 방송망에 대한 DFB 반도체 레이저의 대체 광원으로 많은 연구가 진행되고 있다. 좁은 파장영역에 대한 선택적 반사특성을 가지는 광섬유 단주기 격자의 특성을 이용하면 간단한 구조의 고출력을 가지면서 낮은 잡음의 수백 kHz대의 짧은 주파수 폭을 가지는 광섬유 레이저를 얻을 수 있다. 또한 반도체 DFB 레이저에서는 구현하기 어려운 정밀한 파장 선택성을 가지는 광섬유 레이저를 구현할 수 있다. (중략)

• 한국광학회지
• /
• 제28권4호
• /
• pp.135-140
• /
• 2017

본 논문에서는 고출력 광섬유 레이저를 위한 광섬유 칩 기반 all-fiber $7{\times}1$ 펌프 광 결합기의 제작에 대하여 보고한다. 광섬유 칩은 코어, 클래딩 직경이 각각 20, $400{\mu}m$인 광섬유를 길이 방향으로 식각하여 제작하였다. 7개의 입력 광섬유 부분은 105, $125{\mu}m$의 코어, 클래딩 직경을 가진 7개의 입력 광섬유를 원통형 다발로 제작하여 광섬유 칩의 $375{\mu}m$부분에 융착하였고, 1개의 출력 광섬유는 코어, 클래딩 직경이 각각 25, $250{\mu}m$ 광섬유를 광섬유 칩의 $250{\mu}m$부분에 융착하여 최종적으로 $7{\times}1$ 펌프광 결합기를 제작하였다. 제작된 광섬유 칩 기반 $7{\times}1$ 펌프 광 결합기의 포트별 평균 광 전달 효율은 약 90.2%로 나타났다.