In this research, newly proposed heat source equations were calculated to predict micro distortion of small structure in laser welding and compared with experimental results which were measured using laser speckle metrology. A finite element code, ABAQUS is used for the heat transfer analysis with a three-dimensional plane assumption. The results suggest that weld distortion is varied according to the heat source of the. laser beam.
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.
본 연구에서는 펨토초의 펄스폭을 갖는 극초단 레이저를 이용하여 나노 스케일 초전도 재료의 열전도율을 측정하였다. 95 nm 두께의 이트륨바륨구리산화물($YBa_2Cu_3O_7-x$)을 티탄산스트론튬($SrTiO_3$) 기판 위에 펄스레이저 증착법으로 적층하여 시편을 제작하였으며, 유한차분법으로 1차원 과도 열전도 방정식의 해를 구하여 측정결과와 비교하였다. 곡선맞춤을 통하여 1.2 W/mK의 열전도율을 얻었으며, 이는 동일 재료의 벌크(bulk) 물성치에 비하여 낮은 값으로 확인된다. 본 연구는 마이크로/나노소자의 열설계를 위한 초전도 나노재료의 특성을 규명한다.
A compact and two-dimensional atomic force microscope (AFM) using an orthogonal sample scanner, a calibrated homodyne laser interferometer and a commercial AFM head was developed for use in the nano-metrology field. The x and y position of the sample with respect to the tip are acquired by using the laser interferometer in the open-loop state, when each z data point of the AFM head is taken. The sample scanner which has a motion amplifying mechanism was designed to move a sample up to $100{\times}100{\mu}m^2$ in orthogonal way, which means less crosstalk between axes. Moreover, the rotational errors between axes are measured to ensure the accuracy of the calibrated AFM within the full scanning range. The conventional homodyne laser interferometer was used to measure the x and y displacements of the sample and compensated via an X-ray interferometer to reduce the nonlinearity of the optical interferometer. The repeatability of the calibrated AFM was measured to sub-nm within a few hundred nm scanning range.
The measurement in the manufacturing process of curved ship hull plates still depends on wooden templates as a standard instrument. The metrology-enabled automation in the shipbuilding process has been challenged instead of line measurement with wooden templates. The developed measurement system consists of a CCD camera, multiple structured laser sources and 3-DOF motion device. The system carries out measurement of curved profiles for large scale plates by an optical triangulation method. The results of experiment conducted in a manufacturing shop demonstrate the accurate and robust performance.
We discuss two possibilities of using femtosecond pulse lasers as a new interferometric light source for enhanced precision surface-profile metrology. First, a train of ultra-fast laser pulses yields repeated low temporal coherence, which allows unequal-path scanning interferometry, which is not feasible with white light. Second, the high spatial coherence of femtosecond pulse lasers enables large-sized optics to be tested in nonsymmetric configurations with relatively small-sized reference surfaces. These two advantages are verified experimentally using Fizeau and Twyman-Green type scanning interferometers.
A robust all-fiber nonlinear amplifying loop-mirror-based mode-locked femtosecond laser is demonstrated. Power-dependent nonlinear phase shift in a Sagnac loop enables stable and power-efficient mode-locking working as an artificial saturable absorber. The pump power is adjusted to achieve the lowest intensity noise for stable long-term operation. The minimum pump power for mode-locking is 180 mW, and the optimal pump power is 300 mW. The lowest integrated root-mean-square relative intensity noise of a free-running mode-locked laser is 0.009% [integration bandwidth: 1 Hz-10 MHz]. The long-term repetition-rate instability of a free-running mode-locked laser is 10-7 over 1,000 s averaging time. The repetition-rate phase noise scaled at 10-GHz carrier is -122 dBc/Hz at 10 kHz Fourier frequency. The demonstrated method can be applied as a seed source in high-precision real-time mid-infrared molecular spectroscopy.
Every year, the last products from most important builders of high bandwidth digitizers are tested in our laboratory which is specialized in the design and the characterization of fast links used in large laser facility. The purpose of this article is to describe the series of tests conducted during the characterization of such digitizers. More particularly, it takes an interest in the metrology of instruments with more than 5 GHz of bandwidth. It presents the different methods used and the kind of conclusion that we can give after such study. Such metrology campaign which usually takes one month of work, allows us to observe the smallest details and characteristics that usually builders don't give in their tables specifications. After the campaign, a copy of our technical report is written and sends to the builder. This report can be used by the technical team to ameliorate the points we noted.
In this paper a very brief review of historical development of optical science and technology in China is presented. More attention has been pain on Modem Optics, which developed since 1950s. The recent development of optical science and technology in following fields are introduced. 1. Optical engineering and instrumentation (tracking theodolites, high speed cameras, satellite laser ranging systems, satellite flying attitude control, cameras for remote sensing, astronomical optical instrument) 2. Applied optics (adaptive optics, optical metrology, infrared optics, optical processing, optical holography) 3. Laser science and technology (ultrashort pulse lasers, UV-X ray lasers, high power laser facilities and laser fusion, laser isotope separation) 4. Laser and nonlinear materials (rare earth elements doped laser glasses and crystals, tunable laser crystals, borate series and organic nonlinear crystals) 5. Optoelectronic science and technology (Optical communication, optical data storage, optical computing) The current situation and developing prospect of optical and optoelectronic industry in China are presented. Furthermore it points out that the optical industry could be developed vigorously only if products development capacity is enhanced and new products industrialization is heightened. The main research and education institutions in the optics field in China, as well as the Chinese Optical Society (COS) are introduced.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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