• 제목/요약/키워드: Femtosecond

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Femtosecond Mid-IR Cr:ZnS Laser with Transmitting Graphene-ZnSe Saturable Absorber

  • Won Bae Cho;Ji Eun Bae;Seong Cheol Lee;Nosoung Myoung;Fabian Rotermund
    • Current Optics and Photonics
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    • 제7권6호
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    • pp.738-744
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    • 2023
  • Graphene-based saturable absorbers (SAs) are widely used as laser mode-lockers at various laser oscillators. In particular, transmission-type graphene-SAs with ultrabroad spectral coverage are typically manufactured on transparent substrates with low nonlinearity to minimize the effects on the oscillators. Here, we developed two types of transmitting graphene SAs based on CaF2 and ZnSe. Using the graphene-SA based on CaF2, a passively mode-locked mid-infrared Cr:ZnS laser delivers relatively long 540 fs pulses with a maximum output power of up to 760 mW. In the negative net cavity dispersion regime, the pulse width was not reduced further by inhomogeneous group delay dispersion (GDD) compensation. In the same laser cavity, we replaced only the graphene-SA based on CaF2 with the SA based on ZnSe. Due to the additional self-phase modulation effect induced by the ZnSe substrate with high nonlinearity, the stably mode-locked Cr:ZnS laser produced Fourier transform-limited ~130 fs near 2,340 nm. In the stable single-pulse operation regime, average output powers up to 635 mW at 234 MHz repetition rates were achieved. To our knowledge, this is the first attempt to achieve shorter pulse widths from a polycrystalline Cr:ZnS laser by utilizing the graphene deposited on the substrate with high nonlinearity.

이광자 광중합의 윤곽선 스캐닝법에 의한 마이크로 입체형상 제작 (Fabrication of Microstructures Using Double Contour Scanning (DCS) Method by Two-Photon Polymerization)

  • 박상후;임태우;이상호;양동열;공흥진;이광섭
    • 폴리머
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    • 제29권2호
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    • pp.146-150
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    • 2005
  • 본 연구는 수십 마이크로미터 크기의 임의의 3차원 형상제작을 위한 이광자 광중합에 의한 나노 입체 리소그래피(nano-stereolithography) 공정개발에 관한 것이다. 본 연구에서 제안한 공정은 3차원 CAD 파일을 이용하여 형상의 윤곽선을 고화시켜서 연속적으로 적층하여 구조물을 제작하는 공정으로 기존의 리소그래피 공정과 달리 복잡한 형상제작이 가능하다. 형상제작은 펨토초 레이저를 이용하여 이광자 흡수 색소가 첨가된 아크릴레이트 계열의 단량체에 이광자 중합반응으로 제작하였으며 선 폭 정밀도는 150 nm수준이었다. 이광자 광중합법으로 윤곽선을 고화시켜 쉘(shell) 형태로 3차원 형상을 제작할 때에는 기계적 강성이 약하여 고화 후에 용매로 중합반응이 일어나지 않는 부분을 제거할 때 변형이 쉽게 발생하게 된다. 본 연구에서는 이러한 문제점을 해결하고자 윤곽 쉘 두께를 증가시켜 윤곽선을 중첩으로 제작하는 이중 윤곽선 스캐닝 방법(double contour scanning)을 시도하였으며 이를 통하여 제작된 형상의 강도가 향상됨을 확인할 수 있었다.

레이저 기반 테라헤르츠 시간영역 분광 및 영상 기술 (Laser-based THz Time-Domain Spectroscopy and Imaging Technology)

  • 강광용;권봉준;백문철;강경곤;조수영;김장선;이승철;이대성
    • 센서학회지
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    • 제27권5호
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    • pp.317-327
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    • 2018
  • THz 시간 영역 분광학(TDS)은 이제 성숙한 분야가 되었고, 그 기술은 전 세계적으로 수백 개의 연구실에서 사용되고 있지만, THz 시스템의 개선에 대한 여지는 아직 많이 남아있다. 도전과제의 핵심은 모드-잠김 에지 방사(edge emitting) 반도체방출 반도체 레이저와 광전도 반도체 양자 구조의 개선이다. 또한 대량 생산을 위한 기술과 3D 프리팅과 같은 혁신적인 제조 기술도 매우 효과적이다. 최근에 상용제품으로 출시된 OSCAT 시스템과 ASOPS 시스템을 이용하여 분광/영상기법을 반도체 패키지 칩에 적용하기도 하였다. 한편, THz 분광법이 정적(static)이거나 또한 시간-분해적이든 간에 모두 반도체 소재 및 반도체 나노 구조의 특성을 평가하는 데 있어서 선도적인 기법이 될 것이다. 향후에는 점점 더 좁은 영역을 탐구하는 방법이나 THz 응용 시스템을 평형상태에서 벗어나게 하는 툴(tool)로써 사용될 가능성도 높다. 또한 메타(meta) 물질을 이용하여 THz 시스템에 적용할 경우, 가변 필터와 같은 순시적인 광학 부품이 가능하므로 광여기(photoexcited) 반도체 소자(신호원)으로 이용하는 구상/디자인도 할 수 있다.

Revealing the Spatial Distribution of Inorganic Elements in Rice Grains

  • Jeon, Ji Suk;Choi, Sung Hwa;Lee, Ji Yeon;Kim, Ji A;Yang, Young Mi;Song, Eun Ji;Kim, Jae Sung;Yang, Jung Seok;Kim, Kyong Su;Yoo, Jong Hyun;Kim, Hai Dong;Park, Kyung Su
    • Bulletin of the Korean Chemical Society
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    • 제35권11호
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    • pp.3289-3293
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    • 2014
  • Femtosecond laser ablation (fs LA) was used in this study to identify pollution by heavy metals and the distribution of elemental nutrients at different rice milling ratios. Polished rice (degrees of milling of 3, 5, 7, 9, and 11) was collected from major Korean supermarkets and one sample thereof was selected. An internal quality control experiment was conducted using a rice flour certified reference material from the Korea Research Institute of Standards and Science (KRISS CRM) for the evaluation of the efficacy. To assess the effectiveness of the analysis method, the reliability was validated using a food analysis performance assessment scheme (FAPAS), with chili powder serving as an external quality control. The results of the analysis of the inorganic elements Ti, Ca, Al, Fe and Mn in white and brown rice with degrees of milling of 3, 5, 7, 9 and 11 using ICP-MS, ICP-OES and AAS revealed contents of 0.40, 49.2, 2.43, 5.36 and 10.3 mg/kg in white rice and 0.59, 78.0, 7.52, 11.0 and 18.5 mg/kg in brown rice, respectively. Among the elements, there were remarkable differences in the measured contents. By comparing the contents of the elements at different degrees of milling, Ti, Co, As, Ca, Al, Cu, Fe, and Mn were determined to be distributed on the surface of the rice grains, whereas the contents of Cd and Pb increased toward the center of the rice grains, and Si was evenly distributed. After the quantitative analysis of rice samples polished to different degrees of milling, Ca and Al, which were contained in large amounts, and Si were analyzed with specificity by fs LA. The results show that Ca and Al were distributed in the rice husk (protective covering of rice) and Si was distributed in all parts of the rice.

분자동역학을 이용한 박막의 열경계저항 예측 및 실험적 검증 (Molecular Dynamics Simulation on the Thermal Boundary Resistance of a Thin-film and Experimental Validation)

  • 석명은;김윤영
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제32권2호
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    • pp.103-108
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    • 2019
  • 본 논문에서는 비평형 분자동역학 시뮬레이션 기법을 사용하여 알루미늄 박막과 실리콘 웨이퍼 간 열경계저항을 예측하였다. 실리콘의 끝 단 고온부에 열을 공급하고, 같은 양의 열을 알루미늄 끝 단 저온부에서 제거하여 경계면을 통한 열전달이 일어나도록 하였으며, 실리콘 내부와 알루미늄 내부의 선형 온도 변화를 계산함으로써 경계면에서의 온도 차이에 따른 열저항 값을 구하였다. 300K 온도에서 $5.13{\pm}0.17m^2{\cdot}K/GW$의 결과를 얻었으며, 이는 열유속 조건의 변화와 무관함을 확인하였다. 아울러, 펨토초 레이저 기반의 시간영역 열반사율 기법을 사용하여 열경계저항 값을 실험적으로 구하였으며, 시뮬레이션 결과와 비교 검증하였다. 전자빔 증착기를 사용하여 90nm 두께의 알루미늄 박막을 실리콘(100) 웨이퍼 표면에 증착하였으며, 유한차분법을 이용한 수치해석을 통해 열전도 방정식의 해를 구해 실험결과와 곡선맞춤 함으로써 열경계저항을 정량적으로 평가하고 나노스케일에서의 열전달 현상에 관한 특징을 살펴보았다.