• 한국광학회지
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• 제29권4호
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• pp.159-165
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• 2018

본 논문에서는 3단으로 구성된 전광섬유(all-fiber) Master Oscillator Power Amplifier (MOPA) 구조의 협대역 이터븀 첨가 편광 유지 광섬유 레이저 증폭에 대해 보고한다. 편광유지 단일모드 출력은 85%의 기울기 효율을 가지는 400 W 출력을 얻을 수 있었고, 레이저 반치폭은 2.5 GHz였다. 더불어, 이득매질 광섬유를 11 cm 지름으로 코일링하여 모드 불안정성을 완화할 수 있었다. 추가적으로 레이저 출력 증가를 위한 방법들에 대해 논하였다.

• Journal of the Optical Society of Korea
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• 제12권4호
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• pp.298-302
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• 2008

We have developed a 270-W 15-kHz MOPA system based on side-pumped rod-type Nd:YAG gain modules. The master oscillator is a 3-W 15-kHz $TEM_{00}$ $Nd:YVO_4$ laser with a pulse duration of 30 ns. To preserve the high beam quality during the amplification, we use image relay and polarization rotation which can simultaneously compensate for thermal lensing and thermal birefringence generated in the rod-type gain modules. After the amplification to 270 W with six rod-type gain modules, the beam quality factor ($M^2$) of the amplified laser beam is 5-10, and the pulse duration is maintained at 30 ns.

• Current Optics and Photonics
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• 제7권3호
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• pp.297-303
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• 2023

In this paper, we demonstrated a high-energy (285 mJ) mid-infrared flashlamp-pumped electro-optically 𝚀-switched Er:YAG master oscillator power amplifier (MOPA) system and comprehensively investigated its temporal, spectral, and spatial characteristics. To increase the output energy, we optimized the delay between the timings at which the flashlamps of the master oscillator and power amplifier were triggered. In addition, the output energy was improved while minimizing thermal effects by cooling the MOPA system to a temperature slightly above the dew point. Consequently, the MOPA structure boosted the output energy without damaging the lithium niobate Pockels cell, which is a crucial element in 𝚀-switching. This design realized pulses with energies up to 0.285 J and pulse durations of approximately 140 ns at a wavelength of 2,936.7 nm. This high-energy mid-IR Er:YAG MOPA system can be used for various scientific, engineering, and military underwater applications.

• 한국광학회지
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• 제27권3호
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• pp.95-100
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• 2016

본 논문에서는 이터븀(Yb)이 첨가된 이중 클래딩 광섬유를 이용한 고출력 고품질 준연속 레이저 시스템에 대한 연구 개발과 레이저 특성에 대해 보고한다. 이론적 수치 모사를 통해 최적화된 준연속 레이저 발진 조건을 찾았고, 그것을 바탕으로 공진기 구조와 MOPA (Master-Oscillator Power-Amplifier) 구조를 가진 광섬유 레이저 시스템을 각각 구축하였다. 두 레이저 시스템 모두 10 Hz 반복률, 10 ms로 작동시킬 때 최고 평균 출력 >150 W, 첨두 출력 >1.5 kW 이상의 준연속 레이저 빔을 발생시키는데 성공하였고, 레이저 발진 특성 및 빔 특성을 각각 비교하였다. 그리고 향후 더 높은 출력을 얻기 위한 방법과 전망에 대해 논의할 것이다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2016년도 추계학술대회
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• pp.172-175
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• 2016

시간 정보를 이용하여 거리 측정 및 물체 탐지 등에 사용되고 있는 Time of Flight(ToF) LiDAR(Light Detection And Ranging) 기술이 자율 주행 자동차, 지형 분석 같이 보다 정밀 측정이 필요한 분야에 응용되면서 ToF 시간 정보 추출에 대한 중요성이 높아지고 있다. 본 논문에서는 ToF 시간 정보의 정확성의 지표로 timing jitter를 사용하였고, 약 31M free space 환경에서 1.5um 파장의 MOPA LASER와 InGaAs Avalanche Photodiode(APD)로 이루어진 Single-Shot LiDAR system(SSLs)을 통해 측정 및 분석하였다. 또한 SSLs를 통해 측정된 데이터에 curve fitting 방법인 spline interpolation과 반복 측정된 피크 데이터를 이용하는 multiple-shot averaging 방법을 적용하여 timing jitter 개선결과를 제시하였다.

• 한국광학회지
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• 제32권3호
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• pp.120-125
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• 2021

본 연구에서는 다파장 빔결합을 위한 master oscillator power amplifier (MOPA) 구조의 선편광 고출력 이터븀 첨가 광섬유 레이저를 개발하였다. 유도 브릴루앙 산란(stimulated Brillouin scattering, SBS)을 억제하기 위하여 pseudo-random binary sequence (PRBS) 신호로 위상 변조 및 비트길이를 최적화한 선폭 약 10 GHz의 시드 레이저를 구현하였으며, 이를 이용하여 3단 증폭을 하였다. 주 증폭단에서는 모드 불안정성 현상(mode instability, MI)의 문턱값을 높이기 위하여 코어 및 클래딩의 직경이 각각 20 ㎛, 40 ㎛인 편광유지(polarization maintaining, PM) 이터븀 첨가 광섬유를 이용하고 지름이 약 9-12 cm인 나선형 홈에 적용하였다. 그 결과, 입사된 여기광 대비 기울기 효율이 83.7%인 1.004 kW의 레이저 출력을 얻었다. 또한, 빔품질(M²)과 편광소광율(polarization extinction ratio, PER)은 각각 1.12와 21.5 dB로 측정되었다. 더욱이, 역방향 스펙트럼의 레일리 신호와 SBS 신호의 첨두 세기 비율은 2.36 dB로 관측되어, SBS가 완화된 레이저 구현을 확인하였다. 또한 증폭 출력에 따라 기울기 효율 및 빔품질의 저하가 없어 모드불안정이 발생하지 않음을 확인하였다.

• 한국광학회지
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• 제31권3호
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• pp.142-147
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• 2020

본 연구에서는 Yb 광섬유 레이저 MOPA (master oscillator power amplifier) 시스템을 구축하여 고출력, 고효율의 근적외선 레이저 빔을 발진시키고, 이를 주기분극반전 준위상정합 비선형 광학 소자인 MgO:PPSLT에 단일 통과시키는 방식을 통하여 고출력 고효율 연속발진 녹색 레이저 빔을 생성하는 방법을 보고한다. 자발 펄싱을 억제할 수 있는 패브리-패롯 피드백 공진기 구조를 사용한 광섬유 레이저 주공진기를 사용하여 선폭이 좁고 선형 편광된 1064 nm 레이저 씨앗 빔을 안정적으로 생성할 수 있었으며, 이를 Yb 광섬유 증폭단에서 고출력으로 증폭시켰다. 증폭된 레이저 빔을 MgO:PPSLT에 통과시켜 고출력 고효율의 이차조화파를 얻을 수 있었는데, 이때 얻은 532 nm 레이저의 최고 출력은 기본 입사광의 출력이 25.0 W일 때 11.1 W였으며, 변환 효율은 44.4%를 얻었다.

• 한국광학회지
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• 제30권4호
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• pp.167-173
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• 2019

본 논문에서는 고출력 광섬유 레이저의 유도 브릴루앙 산란 억제 특성을 분석하기 위하여, 구형파, 사인파, 임의파 조건의 온도구배 기구부를 설계 및 제작하였다. 또한 전광섬유 MOPA (master oscillator power amplifier) 구조의 이터븀 첨가 편광유지 광섬유 증폭기를 제작하였으며, 온도구배 조건별 역반사 스펙트럼 및 출력을 측정하였다. 구형파 조건의 온도구배에 의해 유도 브릴루앙 산란이 가장 효과적으로 억제되었으며, PRBS (pseudo-random binary sequence) 위상변조 조건과 온도구배 간의 유도 브릴루앙 산란 특성에 끼치는 상호 영향성을 분석하였다.