Plasmonic high-order harmonic generation (HHG) is used in nanoscale optical applications because it can help in realizing a compact coherent ultrashort pulse generator on the nanoscale, using plasmonic field enhancement. The plasmonic amplification of nanostructures induces nonlinear optical phenomena such as second-order harmonic generation, third-order harmonic generation, frequency mixing, and HHG. This amplification also causes damage to the structure itself. In this study, the plasmonic amplification according to the design of a metal-coated sapphire conical structure is theoretically calculated, and we analyze the effects of this optical amplification on HHG and damage to the sample.
A regenerative Er-doped fiber amplifier system for a high-repetition-rate optical pulse train is investigated for the first time. A signal pulse train with a wavelength tuning range of 18 nm is produced by a passive mode-locked fiber laser based on a nonlinear polarization rotation technique. In order to realize the amplification, an optical delay-line is used to achieve time match between the pulses' interval and the period of pulse running through the regenerative amplifier. The 16 dB gain is obtained for an input pulse train with a launching power of -30.4 dBm, a center wavelength of 1563.4 nm and a repetition rate of 15.3 MHz. The output properties of signal pulses with different center wavelengths are also discussed. The pulse amplification is found to be different from the regenerative amplification system for CW signals.
타원형 모양의 모드 형태를 갖는 펄스형 레이저 다이오드 (laser diode)의 펄스 형태를 유지하면서 단일 모드 및 Gaussian 형태로 광 모드 변환을 유도하고 광출력을 증폭할 수 있는 기술에 대해서 연구하였다. 실험에서 사용한 펼스형 레이저 다이오드의 구경이 가로는 $300{\mu}m$이며, 세로는 $2{\mu}m$이고 출력은 $1.1mW/cm^2$이다. 렌즈형 광섬유를 사용하여 광결합을 유도하여 단일 모드 및 Gaussian 형태의 출력으로 변환시켰다. 그러나, 다중모드의 펄스형 레이저 다이오드의 출력을 단일모드 렌즈형 광섬유에 결합시키면 출력이 급격하게 감소한다. 따라서 master oscillator power amplifier (MOPA) 기반의 광증폭 기술을 이용하여 레이저 다이오드의 광출력을 증폭시켰다. 증폭 후에도 펄스 성질은 그대로 유지되었고, MOPA구조를 지나 증폭된 광 출력은 $29mW/cm^2$로 측정되었다.
Kim, Jincheol;Lee, Hae-June;Kim, Guang-Hoon;Kim, Changbum;Kim, Jong-Uk;Hyyong Suk
한국광학회:학술대회논문집
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한국광학회 2002년도 하계학술발표회
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pp.230-231
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2002
Recently, analysis of transient Raman backscattering in a plasma reported(2.3) that it is possible to reach 10$\^$17/ W/cm$^2$ for 1 micrometer wavelength laser pulse with a counter-propagating pump pulse. The basic mechanism is like this : whorl the two counter-propagating waves in a plasma satisfy the condition of Raman backscattering, w$\_$0/ : w$\_$1/ + w$\_$p/, energy is transferred from the long pulse to the short pulse via three wave interaction(4). (omitted)
Additive-pulse modelocking 시법을 이용하여 레이저 다이오드에 의해 펌핑된 Nb:YLF 레이저에서 1.5 ps의 펄스폭을 갖는 펄스를 얻었으며, Kerr-lens modelocking 기법에 의해 Ti:S 레이저에서 27fs의 펄스를 얻었다. 이러한 극초단 레이저의 구성과 모드록팅 원리를 설명하며, 이들을 효울적을 증폭하여 극초단 고출력 레이저로 구성하는 Chirped pulse amplification 기법에 대해 설명한다.
A chirped-pulse amplification Ti:sapphire laser system has been designed using a 10-Hz 100-TW Ti:sapphire laser to generate 0.1-Hz 0.5-PW laser pulses and optimize their temporal qualities such as temporal contrast and pulse duration. A high-energy booster amplifier to be added is expected to produce an energy above 30 J through the parasitic lasing suppression and the efficient amplification. To improve the temporal contrast of the laser pulses, a high-contrast 1-kHz amplifier system is used as a front-end. A grating stretcher which makes the laser pulse have 1-ns duration is used to prevent optical damages due to high pulse energy during amplification. A grating compressor has been designed with group delay analysis to obtain the recompressed pulse duration close to the transform-limited pulse duration. The final laser pulses are expected to have energy above 20 J and duration below 40 fs.
We have characterized the optical parametric chirped-pulse amplification of femtosecond Ti:sapphire laser pulses by using a BBO crystal. It is numerically verified that a high gain and a broad gain bandwidth can be obtained with a 532-nm pump laser. The dependence of the gain profile of OPA on phase matching angles, pump intensity, and crystal length is numerically investigated. Experimental results shows that the temporal fluctuation of a pump laser causes the modulation of an amplified spectrum in OPCPA.
The inertial fusion research at ILE, Osaka moves to the fast ignition scheme with using PW laser system to achieve hot core plasma of keV-temperature by heating additionally the dense plasma imploded by the multi-beam Gekko laser system. The solid-state lasers have been developed of the peak-power from TW to PW region with the chirped pulse amplification (CPA) and optical parametric amplification (OPA) technology. (omitted)
EIT 구도에 비결맞음 광펌핑(incoherent optical pumping) 과정을 더하여 구성된 밀도 반전 없는 광증폭(Amplification without inversion; AWI)매질에서 광펄스의 전파 과정에 대한 이론적인 분석을 실시하였다 펌핑광의 세기를 변화시킴으로써 광펄스의 군속도를 제어할 수 있음을 실험적으로 관측한 논문[Kim et al., J. Phys. B, 36 (2003)]을 이론적으로 설명하기 위차여 5 준위 원자계를 모형으로 선택하여 밀도행렬방정식을 적용하였다. 특히,본 연구에서 분석한 AWI 구도는 지금까지 연구되어 온 구도와 달리 EIT 구도 밖의 독립적인 에너지 준위들 사이의 전이선을 이용함으로써 보다 많은 원자들이 상호작용에 기여할 수 있는 구도이다. AWI증폭 효율에 결정적인 영향을 미치는 것은 바닥 준위 사이의 충돌에 의한 밀도 전이가 주요하다는 사실을 확인할 수 있었으며, 보다 많은 원자들을 상호작용에 참여시킴으로써 광펄스의 속도를 효과적으로 조절할 수 있음이 수치해석 결과를 통해 밝혔고. 이는 실험 결과와 정성적으로 일치함을 알 수 있었다.
Kerr cell 광스위치를 옥소 레이저 증폭단에서 짧은 펄스를 발생시키는 광절단기로서 그리고 이후의 증폭기들을 광학적으로 분리하는 격리기로 사용하였다. Kerr cell 양단에 인가된 전위차에 따른 편광의 회전에 의해 입사된 펄스를 자를 수 있음을 보였으며 회로의 전기적 특성을 이용하여 케이블의 길이차에 의해 5ns와 1ns 펄스를 발생시켰다. 공진기에서 펄스폭이 긴 펄스가 발생한 경우 한개 이상의 단축된 출력 펄스가 발생함을 확인하였다. 또한 Kerr cell의 동작전압을 변화시켜 얻은 투과도를 Kerr 이론과 비교하였다. 단축된 펄스를 옥소레이저 전 증폭기를 통해 증폭하여 4ns 펄스에서 2J의 출력을 얻어 0.5GW의 최종출력을 얻었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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