• 제목/요약/키워드: nonlinear optics.

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반도체 광 증폭기가 삽입된 광섬유 루프 미러를 이용한 NRZ 데이터에 대한 새로운 파장 변환기 (New wavelength converter for optical NRZ data signal using SOA-loop-mirror)

  • 이혁재
    • 한국광학회지
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    • 제16권1호
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    • pp.27-33
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    • 2005
  • 본 논문에서는 반도체 광 증폭기가 삽입된 광섬유 루프 미러를 이용한 NRZ(NonReturn to Zero) 데이터에 대한 새로운 파장 변환기를 제안하고 실험적으로 검증한다. 기존의 비선형 광섬유 루프 미러는 RZ-to-RZ, NRZ-to-RZ, 그리고 RZ-to-NRZ 데이터 형태 변환이 가능한데 반해, 아직까지 NRZ-to-NRZ 변환에 대해 제안된 바 없다. 본 논문에서는 1300 nm 대역 반도체 광 증폭기의 편광의존 이득 특성과 광섬유 루프 미러를 이용하여 1.5 Gbps 속도를 갖는 1300 nm 대역의 NRZ 데이터 신호를 1550 nm 대역의 NRZ 데이터 신호로 바꾸어 주는 NRZ-to-NRZ 파장 변환 실험을 성공적으로 수행하였다.

10GHz로 고조모드록킹된 고리형 어븀첨가 광섬유 레이저의 이론적 해석 및 향상된 공진기 설계 (Theoretical analysis improved cavitity design of a 10 GHz harmonically mode-locked Er-doped fiber laser)

  • 이유승
    • 한국광학회지
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    • 제11권5호
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    • pp.353-359
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    • 2000
  • 마하젠더 광세기 변조기를 이용해 10GHz의 능동적 고조모드록킹된 어븀첨가 광섬유 레이저의 출력특성을 측정하여, 이를 모델로 레이저 공진기를 이론적으로 해석하였다. 능동형으로 모드록킹된 레이저에서의 비선형 슈뢰딩거 방정식을 통해 공진기에서 나타나는 비선형 효과인 자기위상변조(Self Phase Modulation)와 군속도 분산(Group Velocity Dispersion)을 고려하여 레이저의 각각의 구성부붐들이 레이저 펄스에 미치는 영향을 계산하여 이론적으로 해석하였다. 또한 그 해석을 바탕으로 chi게 파라메터를 줄이면서 펄스폭을 최소화하는 방향으로 펄스의 세기와 필터의 대역폭을 변화시켜가면서 기존의 것에 비해 chirp 파라메터는 2배, 펄스폭은 4배 줄일 수 있는 조건을 찾아 향상된 특성의 레이저 공진기를 설계하였다.

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Active Focusing of Light in Plasmonic Lens via Kerr Effect

  • Nasari, Hadiseh;Abrishamian, Mohammad Sadegh
    • Journal of the Optical Society of Korea
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    • 제16권3호
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    • pp.305-312
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    • 2012
  • We numerically demonstrate the performance of a plasmonic lens composed of an array of nanoslits perforated on thin metallic film with slanted cuts on the output surface. Embedding Kerr nonlinear material in nanoslits is employed to modulate the output beam. A two dimensional nonlinear-dispersive finite-difference time-domain (2D N-D-FDTD) method is utilized. The performance parameters of the proposed lens such as focal length, full-width half-maximum, depth of focus and the efficiency of focusing are investigated. The structure is illuminated by a TM-polarized plane wave and a Gaussian beam. The effect of the beam waist of the Gaussian beam and the incident light intensity on the focusing effect is explored. An exact formula is proposed to derive electric field E from electric flux density D in a Kerr-Dispersive medium. Surface plasmon (SPs) modes and Fabry-Perot (F-P) resonances are used to explain the physical origin of the light focusing phenomenon. Focused ion beam milling can be implemented to fabricate the proposed lens. It can find valuable potential applications in integrated optics and for tuning purposes.

87Rb D1 전이선에서 원자결맞음을 이용한 비선형 광자기 효과 신호의 특성 (The characteristics of nonlinear magneto-optical effect based on coherent population trapping in the D1 line of Rh atoms)

  • 이림;문한섭;김중복
    • 한국광학회지
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    • 제17권1호
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    • pp.1-6
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    • 2006
  • 우리는 6.7 kPa의 네온 버퍼가스가 포함된 루비듐 증기셀을 이용하여 $^{87}Rb$원자 $D_1$ 전이선에서 레이저의 세기, 증기 셀의 온도, 전이 선에 따른 비선형 광자기 신호(NMOE)의 특성을 조사하였다. 비선형 광자기 신호는 레이저의 세기와 증기셀의 온도가 증가함에 따라 F=2$\to$F'=2 전이선에서는 광자기 신호의 크기와 선폭이 증가하였지만, F=2$\to$F'=1 전이선에서는 확대 없이 신호의 크기만 증가됨으로써 자장 측정 민감도가 향상되는 것을 확인하였으며, 이러한 효과를 자기부준위 사이에서의 원자결맞음 구도의 차이로 설명하였다. 관측된 최적 조건에서 자기장변화에 대한 민감도는 $70pT/\sqrt{Hz}$ 이하로 계산되었다.

Maker fringe 방법에 의한 전도성 박막의 3차 비선형 광학 감수율의 측정 (Measurement of the Third Order Nonlinear Optical Susceptibility of the Conducting Polymer Film by Maker Fringe Method)

  • 이건준;유성규;김동호
    • 한국광학회지
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    • 제5권1호
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    • pp.18-24
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    • 1994
  • 전도성 고분자 박막의 스펙트럼, 가간섭 길이 및 3차 비선형 광학 감수율의 측정방법을 연구했다. 시료박막의 대한 Maker fringe를 용융석영에 대한 것과 비교하고 선형 굴절률에 의한 효과를 보정하여 3차 비선형 광학 감수율값을 계산했다. 선형 굴절률값의 계산을 위하여는 투과율 스펙트럼에서 투과율의 극대(극소) 값의 포락선이 사용되었다. Spin coating 방법을 사용하여 제작된Poly((1,4-phenylenevinylene$)_{0.34}$-co-(2-methoxy-1,4-phen ylene vinylene$)_{0.66}$) [PP$V_{0.34}$-PMP$V_{0.66}$] 박막에 대해서 투과율 스텍트럼과 Maker fringe를 측정한 후, 이들 data로부터 구한 1907 nm 펌프 파장에 대한 굴절률, 가간섭길이 및 3차 비선형 광학 감수율 값은 각각 1.786, 17.86 ${\mu}m$ 및 5.8${\times}10^{12}$esu였다.

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Nonlinear Amplifying Loop Mirror를 사용하여 모우드 록킹된 Erbium 첨가 광섬유 레이저에서 발생하는 솔리톤 펄스 (Solitin Pulse Generation with Mode-Locked Erbium-Doped Fiber Laser Using Nonlinear Amplifying Loop Mirror)

  • 박희갑;임경아
    • 한국광학회지
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    • 제6권2호
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    • pp.142-147
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    • 1995
  • 광섬유 loop mirror를 사용하여 수동형 모우드 록킹된 '8'자 고리형 erbium 첨가 광섬유 레이저로부터 솔리톤 광펄스 출력을 얻었다. 광섬유 loop mirror는 loop내의 한쪽 끝에 erbium 첨가 광섬유를 포함하는 증폭형 loop mirror 형태로 구성되었으며 비선형 매질로서 길이 504m의 분산천이 광섬유가 사용되었다. 파장 $1.48{\mu}m$의 반도체레이저로 펌핑하고 공진기내 편광조절기를 조절함으로써 공진기 일주시간에 해당하는 기본주기로 반복되는 솔리톤 펄스군을 얻을 수 있었다. 솔리톤 펄스군은 중심파장 1574nm, 파장폭 1.2nm로 나타났으며 기본주기내에서 임의 시간간격의 펄스패턴을 가지고 있었다. 자기상관계를 이용하여 2.4ps의 펄스 폭을 측정하였는데 이는 이론에 의한 예측치와 거의 일치하는 값이다. 또한 펄스폭과 주파수 대역폭의 곱이 0.348로서 transform limit에 가까운 펄스임을 알 수 있었다.

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늦은 용액증발법으로 제작한 유기단결정 para-toluene sulfonate의 비선형 광학상수 측정 (Measurement of nonlinear optical constant of organic single crystal para-toluene sulfonate prepared by slow solution evaporation method)

  • 황보창권
    • 한국광학회지
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    • 제9권2호
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    • pp.76-85
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    • 1998
  • 서서히 용액을 증발시키는 늦은 용액증발법을 이용하여 유기단결정 p-toluene sulfonate(PTS) 덩어리와 박막을 제작하였다. 유기 단결정 PTS 덩어리는 Z-scan 방법을 이용하여 1600 nm, 95fs 레이저 광으로 3차와 5차 비선형 굴절률 $n_{2}$$n_{3}$를 측정하였으며, PTS 박막 도파관에서는 다중모드 출력을 관측하였다. 입력광의 세기가 2~5 GW/$cm^{2}$영역에서 PTS의 비선형 광학계수는 $n_{2}=6{\times}10^{-4}cm^{2}$/GW, $n_{3}=-7{\times}10^{-5}cm^{4}/GW^{2}$이고 2광자 흡수와 3광자 흡수는 없었다. 빛의 세기가 강한 5~16 GW/$cm^{2}$영역에서는 비선형 슈레딩거식과 빠른 푸리에변환 광전파방법을 이용하여 시료 내에서 전파광의 모양이 가우시안 광에서 왜곡되어 전파되는 것을 전산모의하였다.

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파라핀이 코팅된 Rb 증기 셀에서 비선형 광자기 효과 신호 (Nonlinear Magneto-optic Effect in the Paraffin Coated Rb Vapor Cell)

  • 이현준;유예진;배인호;문한섭
    • 한국광학회지
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    • 제20권4호
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    • pp.249-254
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    • 2009
  • 본 연구에서는 파라핀이 코팅된 Rb원자 증기 셀을 이용하여 $^{87}Rb$ $D_1$전이선의 Hanle스펙트럼과 비선형 광자기 효과 신호를 조사하였다. 파라핀 코팅 증기 셀의 효과에 의한 좁은 스펙트럼 폭을 가진 영역과 순수 증기 셀에서 얻을 수 있는 넓은 스펙트럼폭을 가진 이중구조의 Hanle 스펙트럼을 관측할 수 있었다. 스펙트럼에 나타난 이중구조에서 좁은 선폭 영역의 선폭은 1 kHz로 측정되었고, 스펙트럼 크기는 전체 스펙트럼에 대해서 10%로 측정되었다. 또한, Hanle 스펙트럼에 대응되는 이중 미분형태의 비선형 광자기 신호를 관측하였으며, 기울기가 급격하게 변하는 비선형 광자기 신호의 기울기는 레이저의 출력이 $200{\mu}W$일 때 대략 10 mV/${\mu}T$였다.

비선형 광 곁가지를 갖는 고분자계의 증대된 비선형 특성 (Enhanced nonlinearity of nonlinear optical side-chain polymers)

  • 이종하;이황운;원영희;이석현
    • 한국광학회지
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    • 제11권1호
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    • pp.25-32
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    • 2000
  • 순수 N-(4-nitrophenyl)-(L)-prolinol (NPP)와 NPP를 곁가지로 갖는 poly(methyl metharcrylate) (PMMA) 및 poly(p-phenlene terephthalates) (PPT) 고분자계의 제 1차 초편극도 $\beta$를 전기장 인가 제 2고조파 발생(EFISHG)방법과 hyper-Rayleigh 산란(HRS) 방법으로 측정하여 비교하였다. 1,1,2,2,-tetrachloroethane 용액속의 순수 NPP와 NPP-PMMA 경우, 두 방법으로 구한 $\beta$측정값은 실험오차 이내에서 유사하였다. 그러나 1,1,2,2,-tetrachloroethane 용액속의 HNPP-PPT 고분자 경우 $\beta$측정 결과는 순수 NPP에 비하여 EFISHG에서는 9.7배 증대되고 HRS에서는 2.4배 증대되었다. 이 결과는 견고한 고분자 주사슬에 비선형 광 발색단을 곁가지로 갖는 고분자계에서는 직류 전기장속에서 발색단들이 고분자 2차 비선형 특성에 상호 보강적으로 기여하여 극성 고분자 사슬에서와 같이 증대된 것으로 해석하였다.

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Theoretical Investigation on Collinear Phase Matching Stimulated Polariton Scattering Generating THz Waves with a KTP Crystal

  • Tan, Lian;Yuan, Bin;Li, Yongjun;Wang, Silei;Zhang, Hongtao;Bing, Pibin;Yao, Jianquan;Li, Zhongyang
    • Current Optics and Photonics
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    • 제3권4호
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    • pp.342-349
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    • 2019
  • We present a theoretical research concerning terahertz (THz) wave generation with $KTiOPO_4$ (KTP) by collinear phase matching (CPM) stimulated polariton scattering (SPS). Both CPM and corresponding nonzero nonlinear coefficients can be simultaneously realized with $s{\rightarrow}f+f$ in yz plane, $s{\rightarrow}f+s$ with ${\theta}$ < ${\Omega}$ in xz plane and $s{\rightarrow}f+f$ with ${\theta}$ < ${\Omega}$ in xz plane. The effective nonlinear coefficients including electronic nonlinearities and ionic nonlinearities are calculated. Based on the parameter values of refractive indices, absorption coefficients and effective nonlinear coefficients, we simulate THz wave intensities generated with CPM SPS by solving coupled wave equations and give the relationship among the maximum THz wave intensity, optimal crystal length and the angle ${\theta}$. The calculation results demonstrate that CPM SPS with KTP can generate THz waves with high intensities and quantum conversion efficiencies.