• 한국광학회지
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• 제10권5호
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• pp.430-438
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• 1999

근적외선 파장영역에서 시분해 분광용 레이저 광원개발을 위해 발진파장이 반사경의 파장 선폭에 의해 제한된 수십 펨토초 펄스폭의 고출력 티타늄 사파이어 레이저를 개발하였다. 한쪽 프리즘 끝에 미세 stepping-motor로 제어되는 kniff-edge slits를 사용하여 발진파장을 선택하였으며, 파장가변영역은 770nm~870nm이었고, 이 파장영역에서 얻은 펄스폭은 40 fs 미만이었다. 가장 짧은 펄스폭은 약 17 fs 이었으며 이때의 파장중심은 820nm이고 선폭은 72nm이었다. 약 5W 출력의 아르곤 레이저 여기광을 사용하여 위의 파장영역에서 얻은 평균출력은 440 mW~580 mW 이었다. 연속발진 경우와 Kerr-lens mode locking 경우의 이득매질에서의 빔의 크기를 계산하여 이득변조값 ${\lambda}=2.5{\times}10_{-8}$ W을 수치적으로 얻었고, 이로부터 Ginzberg Landau 방정식을 사용하여 40 fs 미만의 펄스폭이 발생됨을 보였다.

• 한국광학회지
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• 제15권5호
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• pp.455-460
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• 2004

1.064 $\mu\textrm{m}$ 파장의 연속발진 Nd:YAG 레이저를 펌핑 광원으로 하여 적외선 영역에서 광대역으로 파장 가변되는 연속발진 및 극초단펄스 C $r^{4+}$ :YAG 레이저를 자체 제작하였다. C $r^{4+}$ :YAG 레이저의 연속발진 및 펄스의 출력특성과 파장 가변 영역은 다음과 같다. 연속발진일 경우 1.436 $\mu\textrm{m}$에서 600 mW의 평균출력을 보였으나, 복굴절 필터를 삽입했을 경우는 1.492 $\mu\textrm{m}$근처에서 400 mW의 평균출력을 보였다. 펄스발진일 경우 1.436 $\mu\textrm{m}$에서 최초로 평균출력 320 mW의 모드록킹된 펄스가 발생하였지만 물 흡수대의 영향으로 불안정함을 피할 수 없었다. 따라서, 복굴절 필터를 사용하여 중심파장을 1.492 $\mu\textrm{m}$로 이동시켰으며 이 영역에서 안정한 상태의 모드록킹된 43 fs의 극초단 펄스를 생성하였다. 이 때의 평균출력은 280 mW이고, 반치폭(FWHM)은 45 nm이었다.

• 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)

• 한국광학회:학술대회논문집
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• 한국광학회 2003년도 제14회 정기총회 및 03년 동계학술발표회
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• pp.40-41
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• 2003

(self-focusing)을 이용한 커렌즈 모드록킹(Kerr-lens mode-locking； KLM) 방법을 이용하면 간단한 구조를 갖는 공진기로 100 펨토초(femto=10-13) 미만의 레이저 펄스를 생성할 수 있다. KLM 티타늄사파이어(Ti：sapphire) 레이저의 발달로 10 펨토초 영역의 레이저 펄스를 간단하게 생성할 수 있게 되었으며 특히, 넓은 스펙트럼 폭을 가지는 처프거울(chirped mirror)의 사용과 정확한 분산의 보정을 통한 5 펨토초(800 nm 파장의 두 주기에 해당) 영역의 레이저 펄스 생성도 보고되고 있다.

• 한국광학회지
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• 제13권4호
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• pp.347-355
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• 2002

티타늄 사파이어 레이저에 대한 활용도를 높기 위하여 4개의 거울로 구성된 Z-형태의 대칭형 레이저 공진기를 구성하여 넓은 파장가변성을 갖는 고효율 연속 발진 티타늄 사파이어 레이저를 제작하였다. 또한 Kerr-렌즈 모드-록킹(KLM)을 일으키기 위한 KLM 강도 및 공진기 모드 크기가 Kerr 매질을 포함하는 Z-형태의 대칭형 공진기에 대하여 공진기 내의 위치, 내부 공진기 레이저 출력 및 안정 파라메터 등에 의존함을 확인하였고, 이를 근거로 하여 펌핑 효율이 높고 KLM 강도가 강한 KLM 티타늄 사파이어 레이저를 제작하여 출력 특성, 펄스폭 및 스펙트럼 반치폭 등을 측정하였다. 그 결과 연속 발진 티타늄 사파이어 레이저의 출력에 대한 기울기 효율은 31.3%이고, 5W의 Ar-이온 펌핑 레이저 출력에 대해 최대 1420㎽의 평균 출력을 얻을 수 있었으며, 파장가변 영역은 730㎚~908㎚까지 모두 700㎽ 이상의 평균 출력을 보였다. 자체-조리개 효과에 의한 KLM 동작 또한 쉽게 얻을 수 있었으며, KLM된 티타늄 사파이어 레이저로부터 출력에 대한 기울기 효율은 16%이고, 5W 펌핑 출력에 대해 최대 500㎽의 평균 출력을 얻었다. 또한 중심 파장 807㎚에서 스펙트럼 반치폭이 33㎚이며, 펄스 반복률이 82㎒인 27fs의 안정된 짧은 펄스를 얻을 수 있었다.

• 한국광학회지
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• 제17권5호
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• pp.447-454
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• 2006

Brewster 각으로 양면이 가공된 $Cr^{4+}$ : YAG 결정이 장치된 Z자형 공진기의 안정영역에 대하여 열 렌즈 효과를 고려하지 않았을 때와, 고려하였을 때의 경계값의 해석적 해를 구하였다. 또한 수차 변환 행렬들을 사용하여 공진기의 안정성, 빔 허리, 그리고 비점수차 보상에 대한 열 렌즈 효과가 미치는 영향도 알아보았다. 결정이 오목거울 사이의 중간 위치에 놓이고, 오목거울과 반사거울 및 출력거울의 거리가 같을 때에는 공진기의 안정영역에 미치는 열 렌즈 효과의 영향은 적으나, 빔 허리는 반사거울에서 구결면보다 자오면에서의 영향이 더 크므로 열 렌즈 효과가 있을 때의 비점수차 보상은 더 어려워진다. 이러한 결과는 Kerr 렌즈 모드 잠금에서도 열 렌즈 효과가 고려되어야 함을 보인다.