• 제목/요약/키워드: Femtosecond laser pulses

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수동 모드 잠금된 100 MHz Cr4+:YAG 레이저에서의 펨토초 펄스 발생 (Generation of Femtosecond Pulses in a Passively Mode-Locked 100 MHz Cr4+:YAG Laser)

  • 조원배;이상민;김종두;전민용;서호성
    • 한국광학회지
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    • 제16권6호
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    • pp.535-541
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    • 2005
  • $Cr^{4+}:YAG$ 레이저 매질을 사용하여 실온영역에서 안정적으로 수동 모드 잠금된 근적외선 펨토초 레이저를 제작하고, 그 특성을 분석하였다. 공진기 내부에 설치된 프리즘의 조절만으로 손쉬운 파장 조절이 가능하였으며, 연속 발진시 1400 nm부터 1510 nm까지 110 nm 정도, 모드 잠금 경우 1500 nm 부근에서 30 nm 정도의 파장 조절이 가능함을 확인하였다. $1.5 \%$의 투과율을 지닌 출력거울을 사용하였으며, 연속 발진시 흡수 파워가 7.6 W 일 때 최대 810 mW 이상의 출력을 측정하였다. 공진기 내에서 발생된 분산을 보상하기 위하여 적외선용 프리즘 쌍을 사용하였으며, 100 MHz의 반복률에서 푸리에 변환한계에 근접한 64 fs의 극초단 펄스 방출이 가능하였다. 레이저의 중심파장이 1510 nm 일 때 스펙트럼의 반치폭은 44 nm였다. 모드 잠금이 꺼지지 않고 장시간 안정적으로 작동이 가능한 레이저 제작을 위해 공진기 내부의 광 경로에 관을 설치하고 질소가스를 순환시켰으며, 평균출력 250 mW로 최적화하였다.

펨토초 레이저를 이용한 박막 재료 및 기판 변화에 따른 가공 특성에 관한 연구 (Characteristic of FS-laser ablation of metal thin film with respect to the variation of material and substrate)

  • 김병희;신홍규;이종길;정세채
    • 한국정밀공학회:학술대회논문집
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    • 한국정밀공학회 2006년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.671-672
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    • 2006
  • We have investigated the behavior of the ultrafast laser ablation of chromium films (200nm) on the silicon and pyrex-glass(corning 7740) substrate with respect to the laser fluence and the number of laser pulses. In addition, several experiments about ITO thin film were carried out with femto-second Ti:Sapphire laser (150fs). Finally, we introduce the ablation characteristic in accordance with materials of thin film and substrate.

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지속시간 펨토초 수준의 빛펄스틀 재는 이차조화파발생 프로그(SHG FROG) 장치 개발 (Development of FROG Hardware and Software System for the Measurement of Femto-Seconds Ultrashort Laser Pulses)

  • 양병관;김진승
    • 한국광학회지
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    • 제15권3호
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    • pp.278-284
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    • 2004
  • 지속시간이 펨토초 수준에 이르는 빛펄스의 전기장 및 위상의 시간적 변화를 잴 수 있는 "이차조화파 발생 프로그(SHG FROG: Second Harmonic Generation Frequency Resolved Optical Gating)" 장치 및 소프트웨어를 개발하고 성능을 확인하였다. 이 장치를 써서 잰 실험값으로부터 빛펄스를 복원하는데는 "주요성분 일반 투영(PCGP: Principal Component Generalized Projection)" 방식에 더하여 프로그 궤적의 주파수 및 시간지연 "한계값(marginal)"과 이차조화파의 분광분포에 대한 조건을 덧붙임으로써 복원과정의 안정성과 수렴속도를 개선하였다.

시간 분해 직렬 펨토초 결정학을 위한 3차원 프린팅 기반의 초고속 믹싱 및 인젝팅 시스템 (3D Printing-Based Ultrafast Mixing and Injecting Systems for Time-Resolved Serial Femtosecond Crystallography)

  • 지인서;강전웅;김태영;강민서;권순범;홍지우
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제60권2호
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    • pp.300-307
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    • 2022
  • 매우 짧은 펄스 폭의 X선 자유전자 레이저(XFEL)를 이용한 시간 분해능 연속 펨토초 결정학(time-resolved serial femtosecond crystallography, TR-SFX)기법에서 반응 물질과 생체분자 결정 샘플간의 혼합률(mixing rate)과 결정 샘플과 X선 레이저 간의 충돌률(hit rate)은 생체분자의 시분해 구조 변화에 대한 정확한 이미지 획득 및 효율적인 샘플소비와 같은 TR-SFX의 분석 성능을 결정짓는 핵심인자이다. 본 연구에서는 극초단 내 일어나는 생체분자의 시분해 구조 변화 해석을 위해 초고속 믹싱 기능을 가짐과 동시에 공압 기반의 주문형 액적 젯팅이 가능한 두 가지 다른 방식의 샘플 전달시스템을 고안하였다. 한 방식은 이중 노즐을 통해 토출된 액적의 고속 충돌에 유발된 관성 믹싱을 기반으로 하고 있으며, 다른 방식은 마이크로믹서가 내장된 공압 젯팅을 기반으로 하고 있다. 먼저, 이중 노즐을 통해 토출된 액적의 충돌에 대한 동적 거동 및 액적 내부 관성 유동에 대한 믹싱에 대한 실험 및 수치해석적 연구를 수행하였다. 다음으로 마이크로믹서가 내장된 공압 젯팅 시스템의 성능을 유사한 방법을 통해 평가하였다. 본 연구에서 개발한 샘플 전달시스템은 질환을 유발하는 특정 단백질들의 기작을 규명하거나, 항체 의약품과 신약 후보 물질 탐색하는 데 있어 필수적인 3차원 생체 분자 구조분석 연구에 매우 유용하게 활용될 수 있을 것이다.

펨토초 레이저 펄스의 시간특성 측정과 제어 (Measurement and Control of the Temporal Characteristics of Femtosecond Laser Pulses)

  • 홍경한;이용수;성재희;남창희
    • 한국광학회:학술대회논문집
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    • 한국광학회 2003년도 제14회 정기총회 및 03년 동계학술발표회
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    • pp.34-35
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    • 2003
  • 펨토초 레이저의 개발은 커렌즈 모드록킹 (Kerr-lens mode-locking; KLM) 기술이 티타늄사파이어 이득매질에 적용되면서 1990년대에 들어 급격하게 이루어졌다. 구조가 간단하면서 안정적인 KLM 티타늄사파이어 레이저는 현재 펨토초 레이저 광원의 표준을 이루고 있으며, 처프펄스 증폭 (chirped-pulse amplification; CPA) 방식을 이용하여 소규모의 테라와트급 고출력 펨토초 레이저 제작에도 이용되고 있다. 특히, 1990년대 말에는 CPA 증폭단을 갖춘 KLM 티타늄사파이어 레이저가 상용화되면서 물리, 화학과 같은 기초 분야에서뿐만 아니라 의료용, 산업용으로도 활용이 확대되고 있다. (중략)

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극초단 펄스 레이저의 파장변환을 위한 이축 비선형 광학 결정에서 분산의 새로운 계산법 (A novel method for calculation of dispersions in biaxial crystals for frequency conversion of short pulse lasers)

  • Park Jae U;Yun Chun Seop
    • 한국광학회:학술대회논문집
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    • 한국광학회 2003년도 제14회 정기총회 및 03년 동계학술발표회
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    • pp.222-223
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    • 2003
  • As laser pulse width becomes shortened from nanoseconds to femtoseconds, the effects caused by the dispersions of nonlinear optical mediums, such as group velocity mismatch and group velocity dispersion become considerably significant. The group velocity mismatch and group velocity dispersion are the major factors that lead to a decrease of frequency conversion efficiency and pulse spreading for picosecond and femtosecond pulses. (omitted)

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주파수 위상 간섭계를 이용한 펨토초 레이저 펄스의 시간적 특성 연구 (Temporal Characterization of Femtosecond Laser Pulses using Spectral Phase Interferometry for Direct Electric-field Reconstruction)

  • 강용훈;홍경한;남창희
    • 한국광학회:학술대회논문집
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    • 한국광학회 2001년도 제12회 정기총회 및 01년도 동계학술발표회
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    • pp.240-241
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    • 2001
  • 주파수 위상 간섭계를 이용한 전기장 재구성 방법(SPIDER)은 현재의 전자장치로 분해 해낼 수 없는 짧은 펄스의 시간적 특성을 광학적 방법을 사용하여 분해 해내는 기술이며, 다음과 같은 순서로 시간 영역의 펄스를 재구성한다 : 1)주파수 간섭계(spectral inteferometry)를 사용하여 일정한 시간지연을 갖는 동일한 펄스 쌍을 만든다. 2)분산이 큰 물질(highly dispersive material)이나 에돌이 발 쌍(pairs of gratings)을 사용하여 크게 chirping되며 200배 전후로 펄스폭을 늘인 펄스를 생성한다. (중략)

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Direct Time-domain Phase Correction of Dual-comb Interferograms for Comb-resolved Spectroscopy

  • Lee, Joohyung
    • Current Optics and Photonics
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    • 제5권3호
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    • pp.289-297
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    • 2021
  • We describe a comb-mode resolving spectroscopic technique by direct time-domain phase correction of unstable interferograms obtained from loosely locked two femtosecond lasers. A low-cost continuous wave laser and conventional repetition rate stabilization method were exploited for locking carrier and envelope phase of interferograms, respectively. We intentionally set the servo control at low bandwidth, resulting in severe interferograms' fluctuation to demonstrate the capability of the proposed correction method. The envelope phase of each interferogram was estimated by a quadratic fit of carrier peaks to correct timing fluctuation of interferograms in the time domain. After envelope phase correction on individual interferograms, we successfully demonstrated 1 Hz linewidth of RF comb-mode over 200 GHz optical spectral-bandwidth with 10-times signal-to-noise ratio (SNR) enhancement compared to the spectrum without correction. Besides, the group delay difference between two femtosecond pulses is successfully estimated through a linear slope of phase information.

Temperature Dependent Terahertz Generation at Periodically Poled Stoichiometric Lithium Tantalate Crystal Using Femtosecond Laser Pulses

  • Yu, N.E.;Kang, C.;Yoo, H.K.;Jung, C.;Lee, Y.L.;Kee, C.S.;Ko, D.K.;Lee, J.
    • Journal of the Optical Society of Korea
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    • 제12권3호
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    • pp.200-204
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    • 2008
  • Coherent tunable terahertz generation was demonstrated in periodically poled stoichiometric lithium tantalate crystal via difference frequency generation of femtosecond laser pulses. Simultaneous forward and backward terahertz radiations were obtained around 1.35 and 0.63 THz, respectively at low temperature. By cooling the crystal to reduce losses caused by phonon absorptions, the generated THz bandwidth was as narrow as 23GHz at the center frequency of 0.63 THz. The measurement result of temperature-dependent showed gradual intensity increase of the generated terahertz pulse and red shift of the center frequency as the temperature decrease from 291 to 143 K, but insignificant reduction of the spectral bandwidth. Furthermore, the stoichiometric crystal was very suitable for the suppression of THz loss at low temperature compared to the congruent $LiNbO_3$ crystal.