• Title/Summary/Keyword: 공진 파장

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초미세 이중 금속 광공진기의 특성과 응용

  • Gwon, Sun-Hong;Lee, Tae-U;Lee, Da-Eun
    • Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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    • 2014.02a
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    • pp.133.1-133.1
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    • 2014
  • 이 발표에서 우리는 수백 나노미터 크기인 두 개의 나노 금속 원반 또는 나노 블록이 백 나노미터 이하의 간격으로 결합된 초미세 이중 금속 플라즈몬 광공진기를 제안하고 그 응용을 살펴본다. 원반구조 경우, 반지름이 476 nm인 나노원반 두 개가 100 nm 두께의 유전체 원반의 양쪽에 위치하여 1550 nm 공진파장을 가진 표면 플라즈몬 whispering-gallery-mode (WGM)을 유전체 내에 형성한다. 유전체의 두께를 일정하게 유지할 경우, WGM의 공진파장은 원반의 반지름에 따라 줄어든다. 반면, 반지름이 일정할 때에는 두 금속 원반 사이의 유전체 두께가 줄어듦에 따라 두 금속 원반 사이에 작용하는 표면 플라즈몬의 결합이 강해져서 공진파장이 길어진다. 따라서, 일반적으로 공진기의 크기가 줄어듦에 따라 공진파장이 짧아지는 것과 달리, 제안된 원반구조에서 발생하는 WGM는 원반의 반지름과 유전체의 두께를 함께 줄여도 공진파장이 동일하게 유지되는 차별화된 특성을 가지고 있다. 최종적으로 같은 공진파장을 가지는 WGM를 반지름 88 m, 유전체 두께 10 nm의 공진기에서도 여기시킬 수 있음으로, 모드부피(V)를 1/160으로 줄일 수 있다. 이에 비해, 공진모드의 품위값(Q)은 증가된 금속의 흡수손실에 의해 1/3정도 줄어듦으로써, 공진기와 물질의 상호작용 정도를 보여주는 Q/V값은 크기가 줄어든 공진기에서 오히려 50배 가량 증가함을 확인할 수 있다. 이 같은 초미세 플라즈몬 공진기는 매우 작은 굴절율 센서로서 응용을 가지고 있으며, 1160 nm/(단위 굴절율 변화)의 높은 민감도를 보인다. 한편, $200{\times}150{\times}100nm3$의 크기를 가진 두 개의 금속 나노블록이 10 nm의 공기 간격을 가지고 결합된 나노 공진기는, 공기 간격 내에 강하게 집적된 838 nm의 공진파장을 가진 플라즈몬 공진기 모드를 여기시킨다. 제안된 공진모드는 공기간격이 줄어듦에 따라 공진파장이 급격하게 증가하는 특성을 가지므로 옹스토롬 정도의 분해능을 가진 두께 변화 센서로 응용할 수 있다. 예를 들어, 공기간격 2 nm에서는 1A 두께 변화에 대해 공진파장 변화는 약 40 nm로 매우 민감하게 변화한다.

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Characterization of a Wavelength-Tunable Fiber Laser Based on a Polymer Waveguide Bragg Grating Wavelength Filter (폴리머 도파로 브라그 격자를 이용한 단일 파장 가변 광섬유 레이저의 출력 특성 연구)

  • Choi, Byeong Kwon;Byun, Jong Hyun;Seo, Jun Gyu;Lee, Hak Kyu;Jeon, Min Yong
    • Korean Journal of Optics and Photonics
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    • v.26 no.6
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    • pp.306-311
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    • 2015
  • We report the characteristics of a single-wavelength-tunable fiber laser using a polymer waveguide Bragg grating (PWBG) wavelength filter. The output of the laser depends on environmental conditions, such as temperature and polarization states in the laser cavity. Wavelength tuning can be achieved, about 16.29 nm from 1548.24 nm to 1531.95 nm, according to the electric power applied to the PWBG wavelength filter. The achieved efficiency slope is about -0.16 nm/mW. A side-mode suppression ratio (SMSR) of more than 35 dB can be obtained by adjusting the polarization state in the laser cavity. A stable wavelength-tunable fiber laser can be achieved using the PWBG wavelength filter with a TEC module and a polarization-maintaining fiber.

Widely Tunable Single-Frequency Er-doped Fiber Linear-Cavity Laser (파장 가변 단일 주파수 어븀 첨가 광섬유 선형 공진기 레이저)

  • 장순혁;용재철;김병윤
    • Proceedings of the Optical Society of Korea Conference
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    • 2000.02a
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    • pp.234-235
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    • 2000
  • 1.55$mu extrm{m}$의 파장 영역에서 동작하는 파장 가변 단일 주파수 레이저는 파장 분할 방식(WDM) 광통신 시스템, 분광학 또는 광센서 등에서의 응용 가능성을 가지고 있다. 특히, 파장 가변 단일 주파수 광섬유 레이저는 선폭이 좁고, 세기 잡음이 작으며, 출력 파워가 큰 한편, 광섬유로의 집적이 간단하다는 등의 장점을 가지고 있어 이에 관한 많은 연구가 이루어지고 있다. 본 논문에서는 주파수 변환기와 광섬유 흡수 격자를 이용하여 긴 길이의 선형 공진기에서 구현된 파장 가변 단일 주파수 어븀 첨가 광섬유 레이저의 동작에 관하여 기술하였다. (중략)

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A Design of Rectangular Waveguide BPF by using Frequency Dependency of its Characteristic Impedance (특성 임피던스의 주파수 의존성을 이용한 도파관 대역통과 여파기의 설계)

  • 황희용;윤상원;장익수
    • Journal of the Korean Institute of Telematics and Electronics D
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    • v.36D no.4
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    • pp.42-47
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    • 1999
  • Based on characteristics of resonator in BPF, a resonant characteristic is obtained by using variation of characteristic impedance in rectangular waveguide. And we have designed and made a novel waveguide BPF with this phenomenon. This filter can be made with arbitrary lengths of rectangular waveguide resonators.

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Intracavity frequency doubling of a tunable Ti:Sapphire laser using a lithium triborate$(LiB_3O_5, LBO)$ crystal (Lithium Triborate$(LiB_3O_5, LBO)$ 결정을 이용한 파장가변 티타늄 사파이어 레이저의 내부공진기 진동수 배가)

  • 추한태;박차곤;김규욱
    • Korean Journal of Optics and Photonics
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    • v.12 no.2
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    • pp.143-149
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    • 2001
  • We performed the intracavity frequency-doubling of a tunable continuous-wave Ti:sapphire laser using a lithium triborate $(LiB_3O_5, LBO)$ crystal. For an efficient intracavity frequency-doubling, we measured the spectral and the angular bandwidth about the $\theta$-direction of LBO crystal. The measured values at a fundamental wavelength of 800 nm were 1.54 nm.cm and 3.8 mrad.cm, respectively. As a result of an intracavity frequency-doubling, we obtained the second-harmonic generation output power of 5.3 mW at 400 nm with the full width at half maximum(FWHM) of 0.089 nm from the fundamental output power of 185 mW at 800 nm. The frequency-doubled output was tuned from 397 nm to 403 nm.403 nm.

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Hybrid-integrated Tunable Laser Using Polymer-ring Resonator-based Add/Drop Filter Reflector and Reflective Semiconductor Optical Amplifier (폴리머 링 공진기 기반의 가감필터 반사기와 반사형 반도체 광 증폭기가 하이브리드 집적된 파장 가변 레이저)

  • Lee, Ho;Kim, Gun-Woo;Chung, Young-Chul;Kim, Su-Hyun
    • Korean Journal of Optics and Photonics
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    • v.20 no.4
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    • pp.217-222
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    • 2009
  • In this paper, a low-cost hybrid-integrated tunable laser is realized using a polymer-ring resonator-based add/drop filter reflector and a reflective semiconductor optical amplifier. The add/drop filter reflector, composed of a double-ring resonator with different radii, can have characteristics of selective wavelength reflection and wide wavelength tuning with an aid of vernier effect derived from the radii difference. By hybrid-integrating the reflective semiconductor optical amplifier with the add/drop filter reflector, a tunable laser can be realized through an active alignment method. The hybrid laser exhibited a single mode lasing with side mode suppression ratio of 26 dB and full width half maximum of 0.03 nm. In addition, applying a low current as small as 25 mA onto electrodes over add/drop filter reflector, a wavelength tuning range of 17 nm could be obtained.

외부공진 반도체 레이저 기반의 초고속 파장훑음 광원

  • Kim, Chang-Seok;Lee, Hwi-Don
    • Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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    • 2013.02a
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    • pp.123-123
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    • 2013
  • OCT (Optical Coherence Tomography)는 의료용 생체조직의 단층 영상을 레이저 빛을 이용하여 구현하는 첨단 의료기술이다. Time-domain과 Fourier-domain을 기반으로 다양한 광간섭 신호의 획득이 연구되고 있으며, 영상획득 속도의 향상을 위한 경쟁이 세계적으로 치열한 상황이다. 최근 초고속 파장훑음 광원(Wavelength-swept source)의 개발을 통하여 초당 300 frame 이상의 단층 영상이 구현되고 있다. 본 발표에서는 초고속 파장훑음 레이저 광원(Wavelength swept laser)이 능동형 모드잠금(Active mode locking) 외부공진 반도체 공진 구조를 기반으로 새롭게 구현된 연구 성과를 포함한다. 분산에 의한 모드 잠금에 의하여 발진 파장이 결정되어 가변하므로 1 MHz 급 이상의 초고속 반복이 가능하며, 특히 의료용 산업용 분야의 다양한 광센서 및 광영상 응용에 활발히 응용되고 있다.

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Wavelength tuning mechanism in fiber ring laser tuned by polarization control (편광 제어를 이용한 파장 가변 고리형 광 섬유 레이저에서의 파장 가변 메카니즘)

  • Kim, Ik Sang
    • Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea SD
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    • v.38 no.3
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    • pp.20-20
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    • 2001
  • 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.

Single Mode Lasing Characteristics in Multimode Interferometer-Coupled Semiconductor Square Ring Resonators (다중모드 간섭기를 이용한 반도체 이중사각형 링 공진기에서의 단일모드 발진 특성)

  • Jeong, Dal-Hwa;Moon, Hee-Jong;Hyun, Kyung-Sook
    • Korean Journal of Optics and Photonics
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    • v.20 no.1
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    • pp.41-47
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    • 2009
  • We report the spectral characteristics of Multimode Interferometer (MMI)-coupled semicondoctor square ring resonators. The epitaxial layers of the proposed semiconductor ring resonator consists of $1.55{\mu}m$ GaInAsP-InP multiple quantum wells. The lasing characteristics were observed by varying the structure parameters of the MMI-coupled square ring resonators. It is concluded that the MMI-coupled scheme selects a single spectral lasing mode in the double square ring cavities.

Double-Fused 1.5 $\mu\textrm{M}$ Vertical Cavity Surface Emitting Lasers (이중 기판용융접합된 장파장 수직 공진 표면광 레이저)

  • 송대성;김창규;이용희
    • Proceedings of the Optical Society of Korea Conference
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    • 2001.02a
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    • pp.144-145
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    • 2001
  • 장파장 수직 공진 표면광 레이저는 편리성, 경제성 및 확장성 때문에 많은 주목을 받아 왔다. 이것은 2차원 행렬로 기판에 제작되어 기판 상에서 테스트가 가능하고 기판 표면으로 광 출력이 되는 장점이 있어 모듈 제작비용을 낮출 수 있다. 또한 출력광의 모양을 원형으로 하면 광섬유 연결 효율이 좋아서 광 연결에 필요한 광학부품을 최소화할 수 있다. 특히 1.3-1.55$mu extrm{m}$ 수직 공진 표면광 레이저는 광섬유에서의 분산과 손실이 가장 낮아서 광통신용 광원으로 많은 연구가 진행되고 있다. (중략)

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