• 제목/요약/키워드: Femtosecond laser

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긴 공진기형 펨토초 티타늄 사파이어 레이저 (Long cavity femtosecond Ti:sapphire laser)

  • 성재희;차용호;홍경한;남창희
    • 한국광학회:학술대회논문집
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    • 한국광학회 2000년도 하계학술발표회
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    • pp.106-107
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    • 2000
  • 현재 많이 사용되고 있는 펨토초 레이저는 일반적으로 수 nJ의 펄스 에너지를 가지고 반복률 100MHz의 수백 kW의 첨두 출력을 가지고 있다. 이러한 레이저에서는 짧은 레이저 펄스폭에 높은 첨두 세기를 가지고 있음에도 불구하고 높은 반복률을 가지기 때문에 평균 출력이 높다는 단점을 가지고 있다. 이를 해결하기 위해 공진기 덤핑을$^{(1-2)}$ 사용할 수 있지만 이 또한 복잡한 기술을 요하기 때문에 별 도움이 되지 못한다. 그래서 레이저 공진기로부터 직접 낮은 반복률과 높은 첨두 출력의 빔을 얻기위해 공진기의 길이를 길게하는 방법을 사용하게 되었다$^{(3)}$ . (중략)

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Design of a Femtosecond Ti:sapphire Laser for Generation and Temporal Optimization of 0.5-PW Laser Pulses at a 0.1-Hz Repetition Rate

  • Sung, Jae-Hee;Yu, Tae-Jun;Lee, Seong-Ku;Jeong, Tae-Moon;Choi, Il-Woo;Ko, Do-Kyeong;Lee, Jong-Min
    • Journal of the Optical Society of Korea
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    • 제13권1호
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    • pp.53-59
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    • 2009
  • A chirped-pulse amplification Ti:sapphire laser system has been designed using a 10-Hz 100-TW Ti:sapphire laser to generate 0.1-Hz 0.5-PW laser pulses and optimize their temporal qualities such as temporal contrast and pulse duration. A high-energy booster amplifier to be added is expected to produce an energy above 30 J through the parasitic lasing suppression and the efficient amplification. To improve the temporal contrast of the laser pulses, a high-contrast 1-kHz amplifier system is used as a front-end. A grating stretcher which makes the laser pulse have 1-ns duration is used to prevent optical damages due to high pulse energy during amplification. A grating compressor has been designed with group delay analysis to obtain the recompressed pulse duration close to the transform-limited pulse duration. The final laser pulses are expected to have energy above 20 J and duration below 40 fs.

레이저 초음파를 이용한 체적종파의 박막 내 전파특성 연구 (Propagation of Bulk Longitudinal Waves in Thin Films Using Laser Ultrasonics)

  • 김윤영
    • 비파괴검사학회지
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    • 제36권4호
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    • pp.266-272
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    • 2016
  • 본 논문에서는 나노스케일 금속박막 내에서 체적종파가 전파하는 특성을 연구하였다. 실리콘(100) 기판 위에 150 nm 두께의 크로뮴 혹은 알루미늄 박막을 적층하여 시편을 제작하였으며, 펨토초 레이저 시스템으로 구성된 시간영역 열반사율 기법(time-domain theromoreflectance technique)을 이용하여 박막 표면으로부터 여기된 탄성파가 박막과 기판의 계면에서 반향될 때 발생하는 신호를 검출하였다. 체적종파의 거동을 모사하는 열탄성 방정식을 수치해석적으로 풀어 측정값과 곡선맞춤함으로써 박막의 체적종파 속도와 탄성계수를 평가할 수 있었으며, 결과를 문헌값과 비교하여 그 타당성을 검증하였다. 본 연구로부터 확립된 레이저 계측법은 나노재료의 특성평가에 적합함을 보여주며, 이는 기존의 접촉식 파괴식 검사법의 한계를 뛰어넘을 대안을 제시한다.

Laser Microfabrication for Silicon Restrictor

  • Kim, Kwang-Ryul;Jeong, Young-Keun
    • 한국분말재료학회지
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    • 제15권1호
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    • pp.46-52
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    • 2008
  • The restrictor, which is a fluid channel from a reservoir to a chamber inside a thermal micro actuator, has been fabricated using ArF and KrF excimer lasers, Diode-Pumped Solid State Lasers (DPSSL) and femtosecond lasers for a feasibility study. A numerical model of fluid dynamics for the actuator chamber and restrictor is presented. The model includes bubble formation and growth, droplet ejection through nozzle, and dynamics of fluid refill through the restrictor from a reservoir. Since an optimized and well-fabricated restrictor is important for a high frequency actuator, some special beam delivery setups and post processing techniques have been researched and developed. The effects of variations of the restrictor length, diameter, and tapered shapes are simulated and the results are analyzed to determine the optimal design. The numerical results of droplet velocity and volume are compared with the experimental results of a cylindrical-shaped actuator. It is found that the micro actuators having tapered restrictors show better high frequency characteristics than those having a cylindrical shape without any notable decrease of droplet volume. The laser-fabricated restrictors demonstrate initial feasibility for the laser direct ablation technique although more development is required.

펨토초 레이저를 이용한 나노 스케일 초전도 재료의 열전도율 평가 (A Femtosecond Laser Metrology on the Thermal Conductivity of a Nanoscale Superconductor Material)

  • 김윤영
    • 비파괴검사학회지
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    • 제35권5호
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    • pp.314-320
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    • 2015
  • 본 연구에서는 펨토초의 펄스폭을 갖는 극초단 레이저를 이용하여 나노 스케일 초전도 재료의 열전도율을 측정하였다. 95 nm 두께의 이트륨바륨구리산화물($YBa_2Cu_3O_7-x$)을 티탄산스트론튬($SrTiO_3$) 기판 위에 펄스레이저 증착법으로 적층하여 시편을 제작하였으며, 유한차분법으로 1차원 과도 열전도 방정식의 해를 구하여 측정결과와 비교하였다. 곡선맞춤을 통하여 1.2 W/mK의 열전도율을 얻었으며, 이는 동일 재료의 벌크(bulk) 물성치에 비하여 낮은 값으로 확인된다. 본 연구는 마이크로/나노소자의 열설계를 위한 초전도 나노재료의 특성을 규명한다.

금속의 펨토초 어블레이션의 수치해석 (Numerical analysis of fs laser ablation of metals)

  • 오부국;김동식;김재구;이제훈
    • 한국정밀공학회:학술대회논문집
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    • 한국정밀공학회 2006년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.657-658
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    • 2006
  • Although there are many numerical models to simulate fs laser ablation of metals, no model can analyze the ablation phenomena over a wide range of fluence. In this work, a numerical code for simulating the fs laser ablation phenomena of metals has been developed. The two temperature model is employed to predict the ablation rate and the crater shape of metals using phase explosion mechanism in the relatively high fluence regime. Also, the ultrashort thermoelastic model is used for the low fluence regime to account for spallation of the sample by high strain rate. It has been demonstrated that the thermoelastic stress generated within the sample can exceed the yield stress of the material even near the threshold fluence. Numerical computation results are compared with the experiment for Cu and Ni and show good agreement. Discussions are made on the hydrodynamic model considering phase change and hydrodynamic flow.

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Femto Second Laser Pulse에 의한 유리의 결정화 및 기계적 특성 (Mechanical Property and Crystallization of Glass by Femtosecond Laser Pulses)

  • 차재민;문필용;김동현;박성제;조성학;류봉기
    • 한국세라믹학회지
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    • 제42권6호
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    • pp.377-383
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    • 2005
  • Generally, the strength achieved of glass-ceramics is higher as is the fracture toughness, as compared with the original glass. This improvement is due to the microstructure consisting of very small crystals. In this study, Ag-doped $45SiO_2-24CaO-24Na_2O-4P_2O_5$ glasses were irradiated to strengthen by the crystallization using Femto second laser Pulses. Through the UV/VIS spectroscope, XRD, Nano-indenter and SEM etc., heat-treated and irradiation of laser pulses without heat-treated samples were analyzed. Two kinds of samples, heat-treated and laser irradiated without heat-treated samples, showed the peaks in the same wavelength near 360 nm. Especially, samples irradiated by 140 mW laser with XYZ stage having at the rate of 100$\~$l000 $\mu$m/s had the largest absorption peak among them, and heat-treated samples was shown lower absorption range than over 90 mW laser irradiated samples. Moreover, samples irradiated by laser had higher values ($4.4\~4.56{\times}10^{-3}(Pa)$) of elastic modulus which related with strength of glass than values of heat-treated samples and these are 1.2$\~$1 .5 times higher values than them of mother glass.