• 제목/요약/키워드: Mode-Locking

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Numerical Simulation of Soliton-like Pulse Formation in Diode-pumped Yb-doped Solid-state Lasers

  • Seong-Yeon, Lee;Byeong-Jun, Park;Seong-Hoon, Kwon;Ki-Ju, Yee
    • Current Optics and Photonics
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    • 제7권1호
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    • pp.90-96
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    • 2023
  • We numerically solve the nonlinear Schrödinger equation for pulse propagation in a passively mode-locked Yb:KGW laser. The soliton-like pulse formation as a result of balanced negative group-delay dispersion (GDD) and nonlinear self-phase modulation is analyzed. The cavity design and optical parameters of a previously reported high-power Yb:KGW laser were adopted to compare the simulation results with experimental results. The pulse duration and energy obtained by varying the small-signal gain or GDD reproduce the overall tendency observed in the experiments, demonstrating the reliability and accuracy of the model simulation and the optical parameters.

새로운 요소분해방법에 의한 쉘 유한요소의 개발 (FORMULATION OF SHELL RINITE ELEMENTS BASED ON A NEW METHOD OF ELEMENT DECOMPISITION)

  • 이재영
    • 전산구조공학
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    • 제1권1호
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    • pp.67-78
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    • 1988
  • 이 연구에서는 새로운 쉘요소분해의 방법을 정립하고, 이에 의거하여 간단하고, 효율성이 높고, 보편성이 큰 쉘 유한요소를 개발하고자 하였다. 실제의 요소는 개념적인 Translational Element와 Difference Element로 분해되며, 요소의 변위함수는 이 두 성분요소의 변위함수를 결합하여 얻는다. 요소분해의 기본가정을 달리함에 따라서 세가지의 기본형요소에 도달할 수 있다. 기본형요소를 보완하여 Locking현상을 제거하고 수렴성을 높히는 방안으로서 감착적분, 내용자유도의 추가 및 Mixed Fomulation을 검토하였으며, 요소의 Spurious Mode를 제어하는 방법을 고안하였다. 수치분석을 통해서 요소의 유효성과 효율성을 검정하였다.

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Tunable Photonic Microwave Delay Line Filter Based on Fabry-Perot Laser Diode

  • Heo, Sang-Hu;Kim, Junsu;Lee, Chung Ghiu;Park, Chang-Soo
    • Current Optics and Photonics
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    • 제2권1호
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    • pp.27-33
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    • 2018
  • We report the physical implementation of a tunable photonic microwave delay line filter based on injection locking of a single Fabry-Perot laser diode (FP-LD) to a reflective semiconductor optical amplifier (RSOA). The laser generates equally spaced multiple wavelengths and a single tapped-delay line can be obtained with a dispersive single mode fiber. The filter frequency response depends on the wavelength spacing and can be tuned by the temperature of the FP-LD varying lasing wavelength. For amplitude control of the wavelengths, we use gain saturation of the RSOA and the offset between the peak wavelengths of the FP-LD and the RSOA to decrease the amplitude difference in the wavelengths. From the temperature change of total $15^{\circ}C$, the filter, consisting of four flat wavelengths and two wavelengths with slightly lower amplitudes on both sides, has shown tunability of about 390 MHz.

A function space approach to study rank deficiency and spurious modes in finite elements

  • Sangeeta, K.;Mukherjee, Somenath;Prathap, Gangan
    • Structural Engineering and Mechanics
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    • 제21권5호
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    • pp.539-551
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    • 2005
  • Finite elements based on isoparametric formulation are known to suffer spurious stiffness properties and corresponding stress oscillations, even when care is taken to ensure that completeness and continuity requirements are enforced. This occurs frequently when the physics of the problem requires multiple strain components to be defined. This kind of error, commonly known as locking, can be circumvented by using reduced integration techniques to evaluate the element stiffness matrices instead of the full integration that is mathematically prescribed. However, the reduced integration technique itself can have a further drawback - rank deficiency, which physically implies that spurious energy modes (e.g., hourglass modes) are introduced because of reduced integration. Such instability in an existing stiffness matrix is generally detected by means of an eigenvalue test. In this paper we show that a knowledge of the dimension of the solution space spanned by the column vectors of the strain-displacement matrix can be used to identify the instabilities arising in an element due to reduced/selective integration techniques a priori, without having to complete the element stiffness matrix formulation and then test for zero eigenvalues.

가정변형도 쉘요소를 이용한 보강된 쉘구조의 기하학적 비선형해석 (Geometrically Nonlinear Analysis of Stiffened Shell Structures Using the Assumed Strain Shell Element)

  • 최명수;김문영;장승필
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제13권2호
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    • pp.209-220
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    • 2000
  • 보강된 판 및 쉘구조의 기하학적 비선형해석을 수행하기 위하여, total lagrangian formulation에 근거한 증분 평형방정식을 적용하고, 강도행렬 산정시 회전각의 2차항을 포함시켜 기하학적 비선형 해석시 해의 수렴성을 향상시켰으며, 보강된 쉘 구조의 해석시 보강재를 쉘 요소로 모델링하고 주부재와 보강재의 연결점에서 일반적인 변환관계를 이용하였다. 등매개 쉘 유한요소의 단점인 locking 현상을 극복하기 위하여 가정 변형률장을 적용하여 감차적분 또는 선택적분시 나타날 수 있는 제로 에너지 모드를 제거하였다. 수치해석 예제를 통하여 가정 변형률장에 근거한 쉘유한요소에 대한 효율성 및 적용성을 확인하였다.

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Effective modeling of beams with shear deformations on elastic foundation

  • Gendy, A.S.;Saleeb, A.F.
    • Structural Engineering and Mechanics
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    • 제8권6호
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    • pp.607-622
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    • 1999
  • Being a significant mode of deformation, shear effect in addition to the other modes of stretching and bending have been considered to develop two finite element models for the analysis of beams on elastic foundation. The first beam model is developed utilizing the differential-equation approach; in which the complex variables obtained from the solution of the differential equations are used as interpolation functions for the displacement field in this beam element. A single element is sufficient to exactly represent a continuous part of a beam on Winkler foundation for cases involving end-loadings, thus providing a benchmark solution to validate the other model developed. The second beam model is developed utilizing the hybrid-mixed formulation, i.e., Hellinger-Reissner variational principle; in which both displacement and stress fields for the beam as well as the foundation are approxmated separately in order to eliminate the well-known phenomenon of shear locking, as well as the newly-identified problem of "foundation-locking" that can arise in cases involving foundations with extreme rigidities. This latter model is versatile and indented for utilization in general applications; i.e., for thin-thick beams, general loadings, and a wide variation of the underlying foundation rigidity with respect to beam stiffness. A set of numerical examples are given to demonstrate and assess the performance of the developed beam models in practical applications involving shear deformation effect.

비적합 변위모드를 이용한 4절점 평판휨요소의 개발 (Development of 4-node Plate Bending Element using Nonconforming Displacement Modes)

  • 박용명;최창근
    • 전산구조공학
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    • 제10권2호
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    • pp.179-188
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    • 1997
  • 본 논문에서는 평판 구조물의 효율적인 해석을 위한 4절점 평판휨 요소를 개발하였다. 이 요소는 전단변형을 고려하기 위해 Mindlin평판이론에 의하여 유도하였다. 평판휨 문제에서 4절점요소와 같은 저차의 등매개변수 Mindlin평판요소는 전단강성을 실제보다 강하게 평가하기 때문에 얇은 평판에서는 요소의 기능을 발휘하지 못한다. 이러한 문제점을 극복하기 위해 4절점 요소에 5개의 비적합변위모드를 추가함으로써 개선된 결과를 얻을 수 있었으며, 개발된 요소는 유사영에너지모드를 발생시키지 않는다. 아주 얇은 평판에서도 요소의 형상과 무관하게 전단구속현상을 극복하였으며, 예제 해석으로부터 변위의 신속한 수렴성과 단면력의 분포가 양호한 결과를 얻을 수 있었다. 또한 요소형상비가 매우 큰 경우에도 좋은 결과를 얻을 수 있었다.

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고출력 다이오드 레이저의 주입-잠금 과정 연구 (Characteristics of Injection-Locked High Power Diode Laser)

  • 문한섭;김중복;이호성;양성훈;김점술
    • 한국광학회지
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    • 제6권3호
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    • pp.222-227
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    • 1995
  • Littman방식의 grating feedback 다이오드 레이저를 주레이저로 사용하여, 100mW 출력의 단일 종모드로 발진하는 고출력 다이오드 레이저를 주입-잠금 하였다. 불완전 주입-잠금 상태에서 종레이저는 두 주파수가 동시에 발진하는 것을 관찰할 수 있었고 두 주파수 성분의 출력비와 주파수이동이 주입광의 세기의 제곱에 비례한다는 것을 알 수 있었다. 완전 주입-잠금 상태에서 (주입된 광의 세기)/(종레이저광의 세기)가 양 $10^{-3}$ 일 때 주입-잠금 대역폭은 약 1.4GHz로 측정되었다. 주입-잠금 대역폭은 주입광세기의 제곱근에 비례하여 증가하는 것을 보여주는데, 이것은 이론과 일치하는 결과이다. 주입-잠금 상태의 선폭은 자유 동작 상태의 선폭 보다 약 5배 좁아져 2.5MHz 이하였다.

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Defect-free 4-node flat shell element: NMS-4F element

  • Choi, Chang-Koon;Lee, Phill-Seung;Park, Yong-Myung
    • Structural Engineering and Mechanics
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    • 제8권2호
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    • pp.207-231
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    • 1999
  • A versatile 4-node shell element which is useful for the analysis of arbitrary shell structures is presented. The element is developed by flat shell approach, i.e., by combining a membrane element with a Mindlin plate element. The proposed element has six degrees of freedom per node and permits an easy connection to other types of finite elements. In the plate bending part, an improved Mindlin plate has been established by the combined use of the addition of non-conforming displacement modes (N) and the substitute shear strain fields (S). In the membrane part, the nonconforming displacement modes are also added to the displacement fields to improve the behavior of membrane element with drilling degrees of freedom and the modified numerical integration (M) is used to overcome the membrane locking problem. Thus the element is designated as NMS-4F. The rigid link correction technique is adopted to consider the effect of out-of-plane warping. The shell element proposed herein passes the patch tests, does not show any spurious mechanism and does not produce shear and membrane locking phenomena. It is shown that the element produces reliable solutions even for the distorted meshes through the analysis of benchmark problems.

반도체 포화 흡수체 거울에 입사되는 광의 크기에 따른 모드 잠금된 Yb 첨가된 광섬유 레이저 출력 특성 (Dependence of Mode Locked Yb-doped Fiber Laser Output on the Size of the Beam Incident upon a Semiconductor Saturable Absorber Mirror)

  • 문동준;김명진;안철용;김남성;김현수
    • 한국광학회지
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    • 제23권3호
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    • pp.103-107
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    • 2012
  • 본 논문에서는 반도체 포화 흡수체 거울 (SESAM)에 입사되는 단위 면적당 광세기 변화에 따른 이터븀 첨가 광섬유 레이저의 모드 잠금 출력 특성을 고찰하였다. 단위 면적당 광세기를 변화시키기 위해 공진기 내부에 설치된 렌즈의 초점거리를 조절하여 SESAM에 입사되는 광의 크기를 변화시켰다.