• 제목/요약/키워드: frequency-stabilized laser

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Frequency-stabilized Femtosecond Mode-locked Laser for Optical Frequency Metrology

  • Yoon, Tai-Hyun;Kim, Eok-Bong;Park, Seong-Tae
    • Journal of the Optical Society of Korea
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    • 제7권3호
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    • pp.131-134
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    • 2003
  • We demonstrated an optical frequency synthesizer based on a femtosecond (fs) mode-locked Ti:sapphire (Ti:s) laser by simultaneously stabilizing the carrier-offset frequency, $f_{ceo}$, and repetition rate, $f_{ rep}$, referenced to the Cs atomic frequency standard. By using two wide-band digital phase-detectors we realized a phase-coherent link between $f_{rep} and f_{ceo} with the relation f_{ceo} = f_{AOM} 5/6f_{rep} ≡ 0, where f_{AOM} = 5/6f_{rep}$ is the phase-locked driving frequency of an acousto-optic modulator (AOM) in a self-referencing interferometer and $f_{rep}$ = 100 MHz. As a result, we could stabilize all components of the fs laser comb at once with an equal frequency separation $f_{rep}$ = 100 MHz with $f_{ceo}$ = 0. In our optical frequency synthesizer, the frequency of the nth component ($f_{n}$) is given exactly by the simple relation $f_n = nf_{rep}$, enabling us to use the fs laser comb as a frequency ruler in the optical frequency metrology.

2-종모드 레이저를 이용한 고분해능 헤테로다인 간섭계 (A High-Resolution Heterodyne Interferometer using Beat Frequency between Two-Axial Modes of a HeNe Laser)

  • 김민석;김승우
    • 한국정밀공학회지
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    • 제19권4호
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    • pp.195-201
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    • 2002
  • We propose a new scheme of high-resolution heterodyne interferometer that employs the two-axial mode He-Ne laser with an inter-mode beat frequency of 600~1000 MHz. An electronic RF-heterodyne circuit lowers the beat frequency down to 5 MHz, so that the phase change of the interferometer output is precisely measured with a displacement resolution of 0.1 nanometer without significant loss of dynamic bandwidth. A thermal control scheme is adopted to stabilize the cavity length with ainus to suppress frequency drifts caused by the phenomena of frequency pulling and polarization anisotropy of the two-axial made laser to a stability level of 2 parts in $10^9$. The two-axial mode HeNe laser yields a high output power of 2.0 mW, which allows us to perform multiple measurements of up to 10 machine axes simultaneously.

완화진동억압을 이용한 10 GHz 고조모드잠금된 고리형 어븀첨가 광섬유 레이저의 출력 안정화 및 특성 측정 (Stabilization and characterization of a 10 GHz harmonically mode-locked Er-doped fiber ring laser by suppression of relaxation oscillation)

  • 장지웅;이유승;전영민;임동건
    • 한국광학회지
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    • 제13권1호
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    • pp.58-64
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    • 2002
  • 마하젠더형 광세기 변조기를 이용하여 l0 GHz 고조모드잠금된 분산보상 어븀첨가 광섬유 레이저의 출력 안정화 되먹임 제어를 하고 출력의 안정도를 측정하였다. 레이저의 출력 불안정성이 발생하였을 때 나타나는 완화진동 주파수 성분을 억압하도록 공진기 길이를 조정하여 16시간 이상 출력 안정화를 시켰다. 이때, 안정화가 진행되는 동안 rms 위상잡음과 rms진폭잡음은 각각 260 fsec-524 fsec와 4-11.5%의 사이에 분포하였고, BER은 $10^{-13}$ 으로 측정되었다.

광간섭법을 이용한 정밀 위치측정 시스템 설계 (Design of Precision Position Measuring System using Laser Interferometry)

  • 김진상;정성종
    • 한국정밀공학회:학술대회논문집
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    • 한국정밀공학회 1997년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.145-149
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    • 1997
  • A laser mesurement system, a modified Michelson interferometer,which can accurately measure high speed length and position of servomechanisms by detecting a phase shift in the measurement beam using an optical interference was developed. A frequency stabilized laser source and a 20 fold frequency interpolation and digitizing circuit were applied to the system. The refractive index of the ambient air was calibrated through the Edlen's formula. The system achieved a resolution of .lambda./40,16nm, a maximum allowable measurement speed of 600 mm/sec, and a length measurement range of 1500mm. Performance of the system was evaluated on the machining center in short and long length measurements

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광간섭법을 이용한 변위/길이 측정시스템의 설계 및 해석 (Design and Analysis of Displacement/Length Measuring System Using Laser Interferometry)

  • 김진상;김승철;정성종
    • 한국정밀공학회지
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    • 제14권10호
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    • pp.151-156
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    • 1997
  • A laser measurement system, a modified Michelson interferometer, which can accurately measure high speed length and displacement of servomechanisms by detecting a phase shift in the measurement beam using an optical interference was developed. A frequency stabilized laser source and a 20 fold frequency interpolation and digitizing circuit were applied to the system. The refra- ctive index of the ambient air was calibrated through the Edlens formula. The system achieved a resolution of /40, 16nm, a maximum allow-able measurement speed of 600nm/sec, and a length measure- ment range of 1500 mm. Performance of the system was evaluated on the machining center in short and long length measurements.

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13C2H2 분자를 이용한 반도체 레이저 주파수 안정화 및 그 파장 측정 (Frequency stabilization of laser and absolute wavelength measurement of 13C2H2 for DWDM system)

  • 문한섭;서호성;이인원
    • 한국광학회지
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    • 제13권2호
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    • pp.123-127
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    • 2002
  • 본 연구에서는 1550nm 영역에서 $^{13}$C$_2$H$_2$분자의 회전-진동 모드에 대한 분광을 수행하고, 각 전이선들에 대한 파장을 측정하였다. 파장 측정을 위해서 각 흡수선의 피크에서 레이저주파수 변조를 시켜, 변조신호의 1차 하모닉 록킹법으로 레이저의 주파수를 안정화시키고, 광주파수 표준기로 사용되고 있는 요오드 안정화 헬륨-네온 레이저(KRISS-R70l)로 교정한 파장계를 사용하여 3$\times$$10^{-7}$ 의 정확도로 $^{13}$C$_2$H$_2$의 전이선들의 파장을 측정하였다. 그리고, 아세틸렌 분자 흡수선의 옆선에 주파수 안정화하는 방법을 이용하여 ITU-T 그리드의 절대 파장에 일치하는 표준광원 개발은 제안하였다.

횡자장하에서 633nm He-Ne 레이저의 주파수 안정화 (Frequency Stabilization of a 633 nm He-Ne Laser In a Transerse Magnetic Field)

  • 엄태봉
    • 한국광학회지
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    • 제4권4호
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    • pp.493-495
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    • 1993
  • 횡자장하에서 Zeeman 분리된 두 편광성분의 맥놀이 주파수와 출력 차를 이용하여 내부 반사경형 633nm He-Ne 레이저의 주파수를 각각 안정화시켰다. 맥놀이 주파수를 이용할 경우 주파수안정도(square root Allan variance)와 주파수 온도계수는 $7.0{\times}10^{-11}$$170 kHz/^{\circ}C$였으며, 출력차이를 이용할 경우에는 $1.1{\times}10^{-9}$$1.8 MHz/^{\circ}C$였다. 이 결과로부터 두 편광성분의 맥놀이 주파수를 이용한 안정화 방법이 출력차의 방법보다 10배 이상의 우수한 주파수 안정화 특성을 갖고 있음을 알 수 있었다.

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399 nm로 발진하는 주파수 안정화 다이오드 레이저의 제작 (Fabrication of Frequency Stabilized Diode Laser at 399 nm)

  • 김재인;박창용;염진용;윤태현
    • 한국광학회:학술대회논문집
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    • 한국광학회 2002년도 하계학술발표회
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    • pp.66-67
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    • 2002
  • 반도체 레이저는 가격이 저렴하고 크기가 작으며 주파수 조절이 용이하기 때문에 광통신, 분광학, 원자물리 등 다양한 분야에 사용되고 있다. 그러나, 반도체 레이저 자체는 수십 MHz 정도의 넓은 선폭을 갖고 주파수가 안정되지 않아 분광학이나 원자 냉각실험에 사용이 부적합하여 선폭 축소와 주파수 안정화가 필요하다. (중략)

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레이저를 이용한 정밀 길이 측정시스템 개발 (Development of a precision length measuring system by using laser)

  • 김진상;정성종
    • 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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    • 제어로봇시스템학회 1997년도 한국자동제어학술회의논문집; 한국전력공사 서울연수원; 17-18 Oct. 1997
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    • pp.1415-1418
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    • 1997
  • An accurate length measuring system has been develope by a modified Michelson interferometer. A frequency stabilized laser source and a 20 fold frequency interpolation and digitizing circuit were applied to the system. Resolutioin of .lambda./40, 16 nm, was achieved from the discrete length measuring system. In order to obtain a resoltuion of 1.mu.m a decimalizing module was designed for the 0.016.mu.m resolution system. The refractive index of the ambient air was calibrated on the decimalizing module through the Edlen's formula. Performance of the system was evaluated on the machining center in short and long length measruements.

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