S/S+band에서 ITU-T의 50 ㎓격자에 맞는 채널을 가지는 광대역 파장가변 thulium첨가 광섬유레이저(TTDFL)를 개발하였다. 1.4$\mu\textrm{m}$및 $1.5\mu\textrm{m}$두 대역의 광원으로 펌핑되는 thulium첨가 광섬유(TDF)의 반전에 관한 분석을 통해, 대부분의 S/S+band에서 파장을 가변할 수 있는 레이저를 구현하였다. 이 파장가변 레이저는 65.1nm의 넓은 3-㏈ 대역폭 내에서 6.7㏈m이상의 평탄한 출력 스펙트럼을 보여주었고, 생성된 DWDM채널 수는 178개에 달하였다. 또한 보조 펌프의 출력을 더 높일경우 66.2 nm까지도 대역폭을 넓힐 수 있었고, 공진기 내부 필터의 온도를 조절함으로써 레이저의 주파수를 더욱 안정화 할 수 있음도 보였다. 본 연구에서 개발된 이 레이저는 S/S+band에서 기준 파장을 제공하는 유용한 광원으로 활용될 수 있다.
대형 구조물의 측량에 널리 사용되는EDM(Electro-optical distance meter,광파 거리 측정기)의 측정값이 신뢰성을 가지기 위해서는 반드시 EDM의 교정이 필요하다. 본 연구에서는 EDM의 교정을 위한 소급체계를 확립하였는데, 이는EDM이 미터 정의로 부터의 소급성을 가지게 하는 것을 의미한다. 미터 정의에 따라 길이 표준기로 사용되는 요오드 안정화 헬륨네온 레이저로 레이저 간섭계를 교정하고, 이 레이저 간섭계로 기준 EDM을 교정한 후, 기준 EDM과 기선장에 의해 교정 대상 EDM이 교정됨으로써 미터 정의로의 소급성을 유지한다. 레이저 간섭계를 이용한 EDM의 배율과 길이 측정값에 대한 교정 불확도는 각각 6$\times$$10^{-6}$과 0.2 mm이다. 기선장을 이용한 교정법과 EDM의 변조 주파수를 교정하는 교정법을 병행하여 그 결과를 비교하였다.
이터븀 광격자 시계의 검색 레이저로 쓰기 위하여, WG-PPLN를 사용하여 1319 nm 파장의 Nd:YAG 레이저와 1030 nm 파장의 Yb 도핑된 광섬유 레이저의 합주파수 (578.4 nm)를 발생시켰다. 이터븀 광격자에서 시계 전이선을 분광하기 위해서는 1 Hz 수준의 선폭을 가지는 검색 레이저가 필요하기 때문에, 합주파수로 발생된 노란색 레이저의 주파수를 초공진기에 안정화하여 선폭을 축소하였다. 초공진기는 선팽창 계수가 낮은 ULE로 제작되었고, 진동으로 인한 영향이 작은 받침점에서 능동형 제진대 위에 설치되었다. 공기 굴절률의 영향을 제거하기 위하여 이 초공진기를 진공 체임버 내부에 설치하고, 온도를 1 mK 수준에서 안정화 하였다. 또한, 이 장치들을 방음 체임버 안에 설치하여, 소리로 인한 잡음을 막아 주었다. 실험에 사용된 초공진기의 광자 수명시간으로부터, 그 예리도가 380 000으로 측정되었다.
EFPI (extrinsic Fabry-Perot interferometer) 센서를 이용해 복합재료의 파손 신호를 취득하기 위해서는 파손 신호에 비해 상대적으로 낮은 주파수의 열적, 기계적 준정적 변형에 의해 발생하는 위상 변화를 보상해 주는 기술이 필요하다. 또한 센서의 민감도를 최적화하기 위해 출력 신호의 위상을 쿼드러쳐 (quadrature) 지점에 유지시켜야 한다. 본 논문에서는 EFPI 센서 시스템의 출력 신호 위상을 일정하게 유지시킬 수 있는 안정화 제어 시스템을 개발하였다. 안정화 제어 시스템은 광대역 파장 레이저 광원, 가변 F-P (Fabry-Perot) 필터 그리고 필터를 제어할 수 있는 전자 회로 시스템으로 구성하였다. 개발된 시스템의 위상 제어 성능을 평가하기 위해 복합재료 시편의 인장 실험을 수행하여 인장 변형에 의해 발생하는 위상 변화를 개발된 시스템을 이용해 쿼드러쳐 지점에 일정하게 유지할 수 있음을 보였다.
We stabilized the frequency and power of a high voltage excited CW CO2 laser on the peak of the Doppler broadened gain curve using the photoacoustic effect generated from the laser itself. The photoacoustic signal is directly coupled from an radio frequency discharge chamber via a capacitor microphone into a detector and a lock-in stabilizer. The frequency stability is estimated to be better then 1.2×10/sup -7/ at the transition P(20) line. The stabilized output power variation was reduced to from 77 % to 3.3 %.
This paper presents experimental results of the frequency offset locking of He-Ne lasers and the stability analysis. The master laser is free running, and the slave laser is a single-mode operating laser. The frequency difference of two lasers is stabilized to 200 MHz which can be synchronized using PLL servo. The measured beat frequency between two lasers was 200.004 MHz ${\pm}$ 0.15 MHz. The square root of Allan variance as a measure of stability in time domain is also measured. The long-term stability of the beat was worse than sort-term stability. With a gate time $\tau=1000\;s$, the square root of Allan variance was about 1 GHz. The results of the square root of Allan variance of the stabilized beat signal was a gate time of $\tau=1000\;s$, the square root of Allan variance was about 1.5 kHz. The long-term stability was improved by more than several hundred times compared with that without the stabilization.
Gauge blocks are the most widely used material measure in length field in industry. The gauge block interferometer, which is the gauge block measuring system, comprises Twyman-Green type interferometer optics and light sources having precisely known wavelengths. This paper describes the work done for advancing the measurement system and automating the measurement process. The advancing of the system was done mainly by exchanging the spectral lamp with the frequency stabilized lasers, and the automation of measurement was achieved by modifying the hardware and developing the automatic measuring software. As the results of this work, the contrast of interferometric fringes of gauge blocks longer than 100 mm s enhanced about 20 times, and the measurement time has reduced down to 50% by automation.
편광유지 광섬유를 이용한 주파수가 안정화된, 두 개의 서로 수직으로 편광된 종모우드를 갖는 He-Ne레이저 빛을 LoTa $O_{3}$ 위상변조기로 구성된 센서부(sensor head)로 전달해 줌으로써 원격에서 전기장을 측정할 수 있는 hybrid, heterodyne 간섭식 센서를 구성하였다. In/quadrature-phase위상변조풀이 방식을 이용하여 전기광학 효과에 의해 서로 수직으로 편광된 두 모우드 사이에 유도된 위상차이를 측정함으로써 항상 높은 검지율을 유지할 수 있는 전기장 센서를 구성하고, 이를 이용하여 광학 물질에 유도된 복굴절도 측정을 할 수 있었다.
$0.13-{\mu}m$ CMOS 공정기술을 이용하여 10 Gb/s 4채널 수직공진 표면 광레이저 (VCSEL) 드라이버 어레이를 구현하였다. 높은 전류 해상도, 전력 소모 및 칩 면적의 향상을 위해 시분할 센싱기법을 사용한 디지털 APC/AMC가 최초로 채택되었다. 측정된 -3 dB 주파수 대역폭은 9.2 GHz이고, 소신호 이득은 10.5 dB, 그리고 전류 해상도는 폭넓은 온도 범위에 대해 10 Gb/s 까지 안정한 파장동작을 위한 1 mA/step이다. 제안된 APC/AMC는 5 ~ 20 mA 의 바이어스 전류 제어 및 5 ~ 20 mA 의 변조전류제어를 입증하였다. 4 채널 칩 소모전력은 최대 바이어스 및 변조전류 하에서 371 mW, 칩 사이즈는 $3.71{\times}1.3mm^2$이다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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