Kim, Min-Ho;Jin, Jung-Il;Lee, Chul-Joo;Kim, Nak-Joong;Park, Ki-Hong
Bulletin of the Korean Chemical Society
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제23권7호
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pp.964-970
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2002
We synthesized three kinds of chromophores incorporating aromatic quinoline unit as a $\pi-conjugated$ bridge in order to prepare more thermally stable nonlinear optical (NLO) chromophores than general stilbene unit. The NLO poly(methylmethacrylate) copolymer, polyimides, and polyester were successfully synthesized by these corresponding quinoline-based monomers. Their physical and optical properties were investigated by thermogravimetry, gel permeation chromatography, ultraviolet-visible spectroscopy, second harmonic generation (SHG) and electro-optic (EO) measurement. All the polymers exhibited better thermal stability,however their NLO activity was a little lower than that of general stilbene-based NLO polymers. Among three kinds of polymers, the PMMA copolymer with quinoline chromophores had the largest SHG coefficient d33 value of 27 pm/V (at 1.064 $\mu\textrm{m})$ and EO coefficient r33 value of 6.8 pm/V (at 1.3 $\mu\textrm{m}$).
L-Arginine semi-oxalate (LASO) single crystal has been grown by solution growth technique at room temperature. The crystal structure and lattice parameters were determined for the grown crystal by single crystal X-ray diffraction studies. Photoluminescence studies confirm the violet fluorescence emission peak at 395 nm. Optical constants like band gap, refractive index, reflectance, extinction coefficient and electric susceptibility were determined from UV-VIS-NIR spectrum. The dielectric constant, dielectric loss and ac conductivity of the compound were calculated at different temperatures and frequencies to analyze the electrical properties. The solid state parameters such as plasma energy, Penn gap, Fermi energy and polarizability were calculated to analyze second harmonic generation (SHG). Nonlinear optical property was discussed to confirm the SHG efficiency of the grown crystal.
N. Y. Ha;S. H. Han;H. J. Chang;J. S. Hwang;D. W. Jeon;Jung, Chi-Sup;Park, Byoungchoo;J W. Wu
한국광학회:학술대회논문집
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한국광학회 2003년도 하계학술발표회
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pp.168-169
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2003
We have determined the orientational distribution functions (OBFs) at both air and substrate isotropic interfaces of a chiral chitosan bio-polymer film by the measurements of surface second-harmonic generation (SHG). It was shown that the simultaneous SHG analysis of both interfaces, based on the macroscopic and microscopic relations, provides all the informations on the nonlinear optical (NLO) activity. (omitted)
제2조화파 발생용으로 사용되는 볼록평면거울로 구성된 비대칭 불안정 공진기형 Nd:YAG 레이저의 빔질 특성을 수치적으로 분석하였다. 분석은 $M^2$, 공진기 내에서의 빔허리 직경, 모드 부피의 계산을 통해서 이루어 졌다. 수치적 계산 결과는 레이저 헤드가 볼록레이저 거울 근방에 위치한 비대칭 공진기 구조가 될 때 고효율의 제2조화파를 발생할 수 있는 조건이잘 충족됨을 보였다.
In this paper, we have obtained information about the orientational distribution (polar and azimuthal) of the surface molecules on backward rubbed polyimide. Using the second-harmonic genration tecnique, the nonlinear susceptibility tensor components were induced. And, the orientational distribution function was estimated without a prior assumptions, using the maximum entropy method. The polar angle of surface molecules befor rubbing is isotropic. The polar angle of surface molecules after rubbing is anisotropic along the rubbing direction. The polar angle of surface molecules after several rubbing is determined by the last rubbing direction.
광굴절률 현상은 optical signal processing과 홀로그램 기억소자로 널리 응용 될 수 있기 때문에 지금까지 광범위하게 연구되어져 왔다. 광굴절률 현상에서 중요한 변수는 빛이 있는 동안 drift, diffusion 과 photovoltaic current와 같은 전하 운반 메카니즘을 통해서 local charge의 재분포에 따른 공간전하장(Space-charge field, $E_{sc}$ )이다. 지금까지 single beam에 의한 공간전하장을 측정하는 방법으로 birefringenc $e^{1.2}$ 와 interference metho $d^{3}$을 이용하여 굴절률 변화를 측정함으로써 얻을 수 있었다. 그러나 이런 방법들은 공간전하장의 변화를 측정하기위해서 전기광학계수를 측정하여 얻는 간접적인 방법이고 또한 실험방법도 다소 복잡하다. 따라서 본 투고에서는 이미 발표된 광굴절률 현상시 제 2 고조파 세기(SHG)의 변화로부터 공간전하장을 간단하게 측정하는 방법을 이용하여 congruent, MgO가 4mole%, F $e_2$O가 0.1mole% 첨가된 LiNb $O_3$ 단결정의 공간전하장에 대해서 연구를 하였다. 이 방법은 전기광학물질인 LiNb $O_3$에서 SHG 위상정합조건이 dc 전기장에 의존하는 성질을 이용한 것이다. 그리고 온도가 일정할 경우 전기장의 변화에 따라 SHG의 크기가 변함을 이용하였다. (중략)
고전압 펄스를 인가시켜서 주기적으로 도메인을 반전시키는 공정을 검토하였으며, 이를 적용해서 제작된 Ti 확산 리튬나오베이트 채널광도파로(Ti:PPLN) 기반의 의사 위상정합 2차 조화파 발생을 체계적으로 측정하였다. 2차 조화파 발생을 위해서 $16.6{\mu}m$ 분극 주기와 49 mm 길이의 Ti:PPLN 채널광도파로를 제작하였으며, 473(%/W) 변환효율이 측정되었다.
주기적으로 분극 반전된 비선형 결정 중에 하나인 PPLN(Periodically Poled MgO(5%) doped Lithium Niobate)과 수 W급의 고출력 연속발진형 파장가변 적외선 레이저 시스템인 DOFA(Diode Laser Oscillator & Fiber Amplifier) 시스템을 이용하여, 이 결정에서 펌핑광을 한번 통과시키는 단일통과와 두 번 통과시키는 이중통과에서의 효율적인 제2고조파 발생 조건을 실험적으로 구하였다. 단일통과에서는 최적의 위상정합온도 $108.9^{\circ}C$에서 최대 출력 2.45 W의 적외선(파장 = 1070 nm) 펌핑광을 사용하여 최대 245 mW의 녹색광원(파장 = 535 nm)인 제 2고조파를 만들었고, 이때의 주파수 변환 효율은 10%였다. 또한 제 2고조파 발생의 효율을 증가시키기 위해서 되 반사용 오목거울과 위상보정을 위한 쐐기유리판을 이용하여 이중통과의 제2고조파 발생장치를 구성하였다. 이때 최적의 위상정합온도 $108.5^{\circ}C$에서 최대 출력 2.45 W의 적외선(파장 = 1070 nm) 펌핑광을 사용하여 최대 383 mW의 녹색광원(파장 = 535 nm)인 제 2고조파를 만들었다. 이때의 변환 효율은 15.6%로써 단일통과에서의 제 2고조파 발생 효율보다 크게 증가함을 확인하였다.
200MHz 응향광변조기 (AOM: Acousto-Optic Modulator)는 제 2고조파(SHG: Second Harmonic Generation)녹색 레이저와 함께 DVDR(Digital Video Disk Recorder)에 적용되어 고밀도 광기록용으로 사용되었다. 이러한 고밀도 광기록 장치로써 사용되기 위해서는 고출력 레이저의 사용이 필수적이며, 레이저 빔이 통과하는 각 광학 소자들의 코팅막은 고출력 레이저 빔에 대해 높은 레이저 damage threshold를 가져야 한다. AOM의 음향공학재료로 사용되는 $TeO_{2}$단결정에 코팅막의 종류 및 증착조건을 변화시키며 E-beam 증착법으로 A/R코팅 시편을 준비하였다. 0.55W의 입력 power를 갖는Ar레이저를 사용하여 코팅의 광손상 정도를 확인하였다. $AI_{2}O_{3}$막에 비해 $ZrO_{2}$와 $SiO_{2}$막을 사용한 경우 레이저 damage threshold는 크게 향상되었다. 또한 AOM모듈을 제작 후 구동회로와 연결하여 약 20mW의 SHG power를 입력시키며 출력 power long term안정성을 측정하였다.
Silica glass is a core material for optical fiber in optical telecommunications, but its centrosymmetry eliminates the second order nonlinearity. But it is experimentally well known that the space charge polarization induces the Second Harmonic Generation (SHG) when a strong DC voltage is applied to silica glass for a long period time with metal blocking electrodes. In this research, a theoretical calculation of the nonlinear optical property caused by the space charge polarization is performed, and a model of a numerical analysis to predict the small change in nonlinear optical property as functions of time and space is provided.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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