• The Optical Journal
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• s.144
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• pp.16-24
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• 2013

펨토초는 1000조 분의 1초를 말한다. $10^{-15}$를 의미하는 단위명이 펨토(Femto)이기 때문에 붙여진 이름이다. 눈을 한 번 깜박이는 시간이 약 10분의 1초, 총알이 물체를 통과하는 데 걸리는 시간이 약 100만 분의 5초인 점을 감안하면 펨토초는 상상하기도 힘들 정도로 빠른 시간인 셈이다. 이런 펨토초 동안 벌어지는 물리, 화학, 생물학적 현상을 연구하는 학문이 펨토과학이며 주로 펨토초 레이저를 이용해 관찰한다. 현재 전 세계적으로 펨토초의 극히 짧은 시간에 1000조 와트(페타와트)의 고출력 레이저를 발생시킬 수 있는 광양자빔 연구시설 구축 사업이 활발하게 진행되고 있다. 국내에서는 광주과학기술원(GIST) 고등광기술연구소가 '극초단 광양자빔 연구시설 설치 운영사업(사업책임자: 이종민 교수)'을 통해 국가 대형 레이저 연구시설인 '페타와트 극초단 초강력 레이저 연구시설(PULSER)'을 최근 구축 완료했다. 이번호에서는 21세기를 이끌 신성장동력 중 하나로 각광 받고 있는 펨토과학기술의 국내 연구 현황과 페타와트 극초단 초강력 레이저 연구시설(PULSER)에 대해 자세히 소개하고자 한다.

• Photonics industry news
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• s.34
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• pp.18-19
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• 2006

2001년 레이저를 이용한 미세 가공 기술 및 광통신부품 사업화를 위하여 설립된 (주)포코의 이름은 Photonics and Communication의 의미를 조합한 것이다. 회사설립 이래 초정밀 가공기술 및 수동 광통신부품 제조분야에 대한 풍부한 경험과 기술력을 바탕으로, 응용이 다양한 펨토초 레이저를 이용한 초미세 가공기술과 수동 광통신 부품을 개발하여 공급하고 있다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2015.08a
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• pp.229.1-229.1
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• 2015

생체 시료인 세포나 조직을 분석을 위해 임의로 파괴하거나 훼손하지 않은 본래의 상태에서 세포에 존재하는 다양한 생체분자 물질의 질량과 조성을 분석하고 영상화할 수 있는 대기압 표면 질량분석 이미징 기술을 개발했다. 생체 시료의 표면을 질량 분석을 하기 위해서는 대기압 분위기에서 시료에 열적 손상이 없는 조건으로 시편의 이온화 및 탈착 과정이 이루어지게 하기 위해 저온 대기압 탈착/이온화원으로 저온대기압 플라즈마 젯과 펨토초 적외선 레이저를 결합하여 대기압 이온화원을 제작하였다. 기존에 잘 알려진 저온 대기압 플라즈마 젯 소자는 유리관에 방전기체를 흘려주고 전극에 고전압을 인가하는 방식으로 제작했으며, 또 다른 대기압 이온화원으로서 근적외선 대역의 고출력 펨토초 레이저 빔을 현미경용 대물렌즈로 집속하여 생체시료에 조사시켰다. 수백 나노미터에서 수 마이크로미터 수준으로 빔을 집속할 수 있는 펨토초 레이저는 금나노로드의 도움으로 생체 시료를 매우 작은 수준으로 탈착하는 데 주로 사용하며, 수십 마이크로미터에서 수 밀리미터 정도의 크기를 가지는 저온 대기압 플라즈마 젯은 탈착된 물질을 이온화시키는데 사용하여, 이 두 가지 이온화원을 결합하여 이온화원으로 사용한다. 시료에서 발생한 이온을 질량분석기 입구까지 잘 끌고 갈 수 있도록 이온 전달관을 설계하고 보조펌프를 장착 사용한다. 이렇게 자체 개발한 대기압 이온화원을 상용 질량분석기기와 결합하여 대기압 분위기에서 시료의 표면을 질량분석할 수 있는 시스템과 측정 기술을 개발했다. 현미경 스테이지에 정밀 2-D 자동 스캐닝 스테이지를 장착하여 질량분석 정보에 공간 정보를 더할 수 있는 질량분석 이미징 기술 방법을 개발하여 생체 시편의 질량분석 이미징을 얻었다. 수분을 포함하는 생채시료로부터 단백질, 지질, 대사물질을 직접 분리하여 분석하는 이 새로운 질량분석법은 기존의 분석법에 비해 훨씬 더 많은 생체분자 정보를 얻을 수 있으며 공간정보를 더해 영상화할 수 있는 큰 장점이 있다. 대기압 표면 질량분석 기술은 생체시료를 파괴해서 용액화할 필요도 없으며, 진공 챔버에 넣기 위해 필요한 복잡한 전처리 과정 단계를 간략화 할 수 있으며 최종적으로는 살아있는 세포나 생체 조직도 정량 분석이 가능하여 생명과학 및 의료진단 분야에서 응용할 수 있는 분야는 무궁무진할 것이다.

• Proceedings of the Optical Society of Korea Conference
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• 2001.02a
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• pp.242-243
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• 2001

고출력 펨토초 레이저 기술은 커렌즈 모드록킹 기술, Ti：sapphire 이득매질의 개발, chirped pulse amplification (CPA) 등의 도움으로 1980년대 후반부터 급속히 발전해 왔다. 생성된 펨토초 펄스의 시간적 특성을 정확히 알아내기 위한 방법들도 많이 연구되어 주파수 분해 괌게이팅(FROG)이나 주파수위상 간섭계(SPIDER) 등의 방법들이 기존의 자체상관계를 대체하게 되었다. 극초단 레이저 펄스는 넓은 스펙트럼을 갖고 첨두출력이 높기 때문에 매질이나 광학계를 지나면서 군지연분산, 자체위상변조 등의 효과에 의한 시간적 위상변화가 쉽게 생긴다. (중략)

• Korean Journal of Optics and Photonics
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• v.27 no.4
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• pp.127-132
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• 2016

In this paper, a trench structure was fabricated by femtosecond-laser machining to eliminate thermal crosstalk in a multichannel variable optical attenuator (VOA), to prevent decreasing attenuation efficiency of the VOA. Trenches of a variety of widths and depths were fabricated on the VOA chips by femtosecond-laser processing. After the machining, attenuation according to current change was observed in each VOA chip module with trenches. As a result, we could observe high responsivity of attenuation and low power consumption, and that the heat of each channel barely influenced other channels.

• Asia-Pacific Journal of Business Venturing and Entrepreneurship
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• v.8 no.1
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• pp.1-11
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• 2013

The femto fusion technology refers to not only the technology for femtosecond($10^{-15}$ second) laser and but also the fusion technology of its application. This technology is comparable to the nano technology, the extreme technology on the space, and is of extreme time-domain technology. Now, we need to develop the hyperfine and high-precision femto fusion process technology which allows to miniaturize and highly integrate the products of mobile, semiconductor and display industries, the national main focusing growth industries. However, The femtosecond laser fabrication technology is essential in the development of fusion technology, but only a few of domestic researchers can handle the former. Under this condition, our government plans to develop the "femto fusion technology infrastructure project" as one of the ICT research infrastructure. So the purpose of this study is to analyze the feasibility of this project. We applied AHP(analytic hierarchy process) for this study. The final result shows that all the repondent's score is over 0.55 and the aggregated score is 0.846. And as a consequence, we can conclude that to do this project is feasible.

• The Journal of Korean Academy of Prosthodontics
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• v.57 no.1
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• pp.1-7
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• 2019

Purpose: The laser processability of dental prosthesis is investigated using two ceramic composites, including 3M, Lava Ultimate and Ivoclar vivadent, IPS e.max. Materials and methods: The $CO_2$ laser, picosecond laser and femtosecond laser are used to assess the processing power of dental prosthetic materials Lava Ultimate and IPS e.max and the line processing shape was measured using a confocal microscope. Results: The brittleness, carbonization and micro crack of the ceramic composite were influenced by heat accumulation of the material and could be controlled by the laser power and pulse time. Conclusion: In the case of $CO_2$ lasers, micro crack and carbonation occurred immediately, and in the picosecond laser processing, the micro cracks are partially improved, but the carbonization occurs continuously. Finally, we confirmed the high efficiency of laser processing with femtosecond laser. In particular, Lava Ultimate, a ceramic resin composite material, showed the best processability when processed using a femtosecond laser.

• Journal of the Korean Society for Precision Engineering
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• v.27 no.11
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• pp.24-29
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• 2010

The shape of combustion nozzles varies from large diameter to small diameter ones. In the case of small nozzle, nozzle exit can be easily winkled or damaged in machining process. Femtosecond laser is a micro machining technology that is able to drill a small nozzle without damaging the nozzle exit. In this experiment, a small nozzle of combustion was fabricated by using a femtosecond laser. The fabricated nozzle of combustion provided a very small nozzle diameter with clean nozzle exit without wrinkling or collateral damage.

• Laser Solutions
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• v.14 no.2
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• pp.13-16
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• 2011

We fabricated the Fresnel zone plate using femtosecond laser lithography-assisted micro-machining, which is a combined process of nonlinear lithography and wet etching. We investigated the focusing properties by launching a 632.8nm wavelength He-Ne laser beam into the zone plate. The spot size of the primary focal point was $27{\mu}m$ and the intensity of focal point was 0.565W/$cm^2$.

• Electronics and Telecommunications Trends
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• v.36 no.5
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• pp.1-8
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• 2021

Over the last three decades, the development of Ti:sapphire femtosecond lasers has led to advancements in scientific and industrial fields. In particular, these advanced lasers show great potential for applications with bio-imaging and medical surgery, such as two-photon microscopy, nonlinear Raman microscopy, optical coherence tomography, and ophthalmic surgery. Herein, we present a detailed description of the theoretical and experimental physics of Kerr-lens mode-locked femtosecond Ti:sapphire lasers and its two-photon microscopy.