우리는 외부공진분광법을 이용하여 $^{13}$C$_2$H$_2$ 분자의 회전-진동전이의 V$_1$+V$_3$ 밴드 P(16)전이선의 포화흡수신호를 관측하고, 이 포화 흡수 스펙트럼을 이용하여 1550 nm 영역에서 반도체 레이저 주파수 안정화를 수행하였다. 측정된 포화흡수 스펙트럼의 크기는 선형 흡수에 대해서 약 7%이고, 선폭은 약 1.8 MHz로 측정되었다. 반도체 레이저 주파수를 $^{13}$C$_2$H$_2$ 분자P(16) 전이선에 안정화했을 때 안정화된 레이저의 상대주파수 흔들림은 게이트 시간 0.1 s에서 약 $\pm$20 KHz로 측정되었다.
Using the external cavity spectroscopy method, we have observed the saturated absorption spectrum of the P(16) line of the v$_1$+v$_3$ band of $^{13}C$_2$H$_2$$. The frequency of a laser has been stabilized to the saturated absorption spectrum. The relative contrast of the saturation spectrum is about 7% with respect to the linear absorption and the linewidth is about 1.8 MHz. The frequency fluctuation of the stabilized LD is about $\pm$ 20 KHz for a sampling time of 100 ms.
본 연구는 543 nm 헬륨네온 레이저의 주파수 안정화를 위한 $^{127}I_2$ 포화흡수분광 장치의 설계와 제작에 관한 것이다. 온도와 PZT 변화에 의한 레이저관 길이 가변을 이용하여 543 nm 헬륨네온 레이저의 주파수를 주사시켰다. 3차 고조파 신호을 얻기 위해 PZT 변조 가능한 레이저 출력경을 이용하여 주파수 변조를 하였다. 그 결과, $^{127}I_2$용 B-X 시스템의 R(12) 26-0에서 R(106) 28-0의 천이를 가지는 초미세구조 분광은 포화흡수분광기를 사용한 3차 미분신호에서 관찰되었다. 또한, 전형적인 초미세구조 분광 신호의 신호대 잡음비는 약 30:1 로 얻어졌다.
포화흡수분광(saturated apsorption spectroscopy)$^{[1]}$ 은 원자나 분자의 도플러 선폭확대를 제거할 수 있는 고분해 분광법 중의 하나이다. 이 방법은 조사하려는 매질에 서로 반대방향으로 진행하는 펌프광과 조사광을 비추어, 펌프광의 주파수가 원자의 에너지 준위에 공진 될 때, 매질 내에서 조사광의 흡수가 달라지는 현상을 이용하는 것이다. 특히 알카리 원자의 경우, 바닥상태에 두 개의 초미세준위를 가지고 있고 들뜬상태의 수명이 짧으므로 약한 펌프광에 의해서도 쉽게 이 현상을 관찰할 수가 있다(그림 1 (a), 그림 2 (a)). (중략)
세슘 $D_1$전이선에 해당하는 파장 894 nm의 레이저시스템을 제작하여 포화흡수광 실험을 하였다. 포화흡수증기셀 내에서 조사광을 펌프광에 대해 일정한 각도로 교차시켜서 속도선택적인 포화흡수분광신호를 관찰하였다. 이신호는 펌프광과 조사광의 교차하는 각도와 위치에 따라 변했다. 이때 두 개의 조사광에 의해 만들어진 속도선택 포화흡수분광신호들의 차이를 측정함으로써 분산모양의 주파수 분별신호를 만들 수 있었다. 이를 이용하여 주파수 변조없이 반도체 레이저의 주파수를 안정화할수 있었다. 그 결과 주파수 안정도$\sigma_y(\tau=1s)=7$\times10^{-12}$, $\sigma_f(\tau=1s)=2.4kHz$ 이었다.
A new bis-Ru(II) complex, in which two [Ru(1,10-phenanthroline)$_2$dipyrido[3,2-a:2',3'-c]phenazine]$^{2+}$ were tethered by a 1,3-bis(4-pyridyl)propane linker, was synthesized and its binding mode and stoichiometry to DNA was investigated by optical spectroscopy including linear dichroism (LD) and fluorescence intensity measurement. The magnitude of the negatively reduced LD signal of the bis-Ru(II) complex in the dipyrido[3,2-a:2',3'-c]phenazine (DPPZ) ligand absorption region appeared to be similar compared to that in the DNA absorption region, which is considered to be a diagnostic for DPPZ ligand intercalation. The binding stoichiometry measured from its LD magnitude and enhanced fluorescence intensity corresponds to one ligand per three DNA bases, effectively violating the nearest neighbouring site exclusion model for classical DNA intercalation. This observation is in contrast with monomer analogue [Ru(1,10-phenanthroline)$_2$dipyrido[3,2-a:2',3'-c]phenazine]$^{2+}$, which is saturated at the DPPZ ligand to DNA base ratio of 0.25, or one DPPZ ligand per four nucleobases.
루비듐-87 원자의 $D_2$ 전이선에 대해 Nakayama의 광펌핑 효과를 고려한 포화분광이론을 적용하여 공진신호의 상대적인 크기를 펌프광과 조사광의 편광 조합에 따라 계산하였고, 선폭 축소된 반도체 레이저를 사용한 실험결과와 비교해 보았다. 그 결과, 지자장을 차례했을 때의 실험결과와 계산 결과는 잘 일치하는 것을 알았다.
Electrochemical impedance spectroscopy (EIS)를 이용하여 에폭시 수지 조성물이 코팅된 알루미늄 패드의 부식거동을 연구하였다. 에폭시 수지 조성물은 반도체 패키지 봉지용으로써 80 wt%의 충전재를 포함하고 있으며, $100^{\circ}C$의 끊는 가혹 조건에서 탈이온수 (deionized water)를 사용하여 에폭시 조성들에 침투시켰다. 흡습이 진행되면서 에폭시 조성물 및 알루미늄/에폭시 계면에서의 저항 감소와 커패시턴스 증가가 관찰되었으며 , 약 170 시간까지는 물분자와 유기물로부터 발생된 이온이 에폭시 조성물에 포화되고, 그 이후에는 계면에 침투하여 금속의 부식을 발생시키는 것을 알 수 있었다. 수분 흡습에 따른 에폭시 조성물/금속간의 접착강도 측정으로부터 계면에 물분자 및 이온이 포화됨에 따라 접착강도가 감소하는 것을 예상할 수 있었으며, 반도체 패키지용 에폭시 수지 조성물에 의한 알루미늄 전극의 부식을 방지하기 위해서는 충전재의 함량증가가 필수적이라는 것을 알 수 있었다.
외부 공진기형 반도체 레이저를 주레이저로 하여 종레이저로 사용한 상용 반도체 레이저에 광 주입-잠금을 수행하고, 주입-잠금된 종레이저의 모드 특성을 조사하였다. 루비듐 원자의 D1 전이선에서 포화흡수분광 스펙트럼과 주입-잠금된 종레이저의 모드를 측정하였다. 주입-잠금 대역폭 내에 있는 종레이저가 주레이저의 주파수와 선폭이 동기되는 것을 확인하였고, 주입되는 광의 세기에 따른 주입-잠금 대역폭을 측정하였다. 특히, 주입되는 광의 세기, 그리고 주레이저와 종레이저의 주파수 차이에 따른 주입-잠금 과정에 종레이저의 모드 변화를 공초점 패브리-페로 간섭계를 이용하여 측정했다. 불완전 주입-잠금 상태에서는 종레이저의 모드가 두 개 이상의 다중 모드로 발진하는 것을 확인할 수 있었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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