• 제목/요약/키워드: optical pumping

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루비듐-87 원자 $D_2$ 전이선에 대한 광펌핑 포화분광 (Saturation Spectroscopy with Optical Pumping in $^{87}RD D_2$ Lines)

  • 이호성
    • 한국광학회지
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    • 제4권2호
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    • pp.188-194
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    • 1993
  • 루비듐-87 원자의 $D_2$ 전이선에 대해 Nakayama의 광펌핑 효과를 고려한 포화분광이론을 적용하여 공진신호의 상대적인 크기를 펌프광과 조사광의 편광 조합에 따라 계산하였고, 선폭 축소된 반도체 레이저를 사용한 실험결과와 비교해 보았다. 그 결과, 지자장을 차례했을 때의 실험결과와 계산 결과는 잘 일치하는 것을 알았다.

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집속광학계의 설계 (Design of a Focusing Optical System)

  • 이동희
    • 한국광학회:학술대회논문집
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    • 한국광학회 2000년도 제11회 정기총회 및 00년 동계학술발표회 논문집
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    • pp.220-221
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    • 2000
  • 본 연구에서 목표로 하는 집속광학계는 레이저 다이오드의 emitting area가 50$mu extrm{m}$$\times$1.0$\mu\textrm{m}$ 이고 pumping 매질인 crystal의 TE $M_{00}$ mode 발생을 위한 최소 입사빔의 단면도가 단축과 장축의 직경이 각각 206$\mu\textrm{m}$, 204$\mu\textrm{m}$인 타원이어야 하기 때문에 수직 방향으로는 200배 수평 방향으로는 4배의 확대를 할 수 있는 광학계 이어야 한다. 일반적으로 레이저 다이오드용 집속광학계는 레이저다이오드의 수직 수평 emitting area가 다르기 때문에 실린더형, 원통형 또는 toroidal형의 렌즈를 조합하여 구성한다. 그러나 우리의 경우는 emitting area의 수직 수평비 즉 집속광학계의 수직 수평의 굴절능( power )의 비가 50:1 이어야 하기 때문에 그림1과 같은 일반적인 실린더형, 원통형 또는 toroidal형의 렌즈의 조합으로 집속광학계를 구성하기에는, 렌즈 power비를 50:1로 하기 위해 필요로 하는 공간이( 첫번 렌즈와 마지막 렌즈까지의 거리 ) 커지는 점, 필요로 하는 렌즈의 매수가 많아지는 점, 집속 beam의 형상 즉 단면의 이심률이 커져서 pumping에 비효율적이라는 점 등에서, 부적절하다. (중략)략)

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^{87}Rb D_2$ 전이선에 대한 원편광 분광 연구 및 레이저 주파수 안정화 (Circular Polarization Spectroscopy in ^{87}Rb D_2$ line and Laser Frequency Stabilization)

  • 문한섭;김승일;김현아;김중복;이호성
    • 한국광학회지
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    • 제6권4호
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    • pp.317-323
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    • 1995
  • 선폭 축소된 반도체 레이저를 이용하여 루비듐 원자의 $D_{2}$ 전이선에 대해 도플러 효과가 제거된 편광분광을 실시하고 광펌핑 편광 분광 이론과 비교하였다. 펌프광이 충분히 약했을 때 실험에서 얻어진 분산모양의 스펙트럼은 단일 주기 광펌핑 이론과 잘 일치하였다. 또한 편광 분광 신호를 직접 오차신호로 사용하여 공진기 길이를 보상한 결과, 주파수 변조를 하지 않고서도 레이저 주파수를 원자의 초미세 전이선에 안정화시킬 수 있었다.

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Comparative Measurement of Transverse Nuclear Magnetization of Polarized 129Xe and 131Xe by Spin-exchange Optical Pumping

  • Yu, Ye Jin;Min, Seong Ho;Moon, Han Seb
    • Current Optics and Photonics
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    • 제4권6호
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    • pp.466-471
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    • 2020
  • We analyze the transverse nuclear magnetizations of 129Xe and 131Xe in a vapor cell containing natural Xe, 87Rb, and buffer gases. Th e Xe atoms are polarized th rough spin-exch ange optical pumping (SEOP) with Rb atoms under low-magnetic-field conditions. From the free-induction-decay (FID) signal, we measure the nuclear magnetization of the Xe atoms in the Xe-Rb vapor cell. Furthermore, we measure the dependence of the gyromagnetic ratio on the magnetization of 129Xe and 131Xe by examining the amplitude of the FID signal of each isotope, and we evaluate the relationship between the magnetic field gradient and transverse relaxation rate for both of the 129Xe and 131Xe isotopes.

밀도 반전 없는 증폭 매질에서 광펄스 군속도의 제어 과정 분석 (Analysis on optical pulse propagation in atomic medium for amplification without inversion)

  • 김행화;김경대;이림;안문희;김중복
    • 한국광학회지
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    • 제14권5호
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    • pp.483-490
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    • 2003
  • 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.

Energy Transfer From Yb to Tm in Yb/Tm-doped Optical Fiber Amplifier

  • Watekar, Pramod R.;Ju, Seong-Min;Lin, Aoxiang;Han, Won-Taek
    • 한국광학회:학술대회논문집
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    • 한국광학회 2006년도 하계학술발표회 논문집
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    • pp.9-10
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    • 2006
  • We report the realization of the Yb/Tm co-doped silica glass optical fiber amplifier operating at 1470 nm upon 980 nm pumping. The energy transfer coefficient from Yb to Tm was estimated using the threshold condition of the optical amplifier.

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Separating nanocluster Si formation and Er activation in nanocluster-Si sensitized Er luminescence

  • 김인용;신중훈;김경중
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2009년도 제38회 동계학술대회 초록집
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    • pp.109-109
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    • 2010
  • $Er^{3+}$ ion shows a stable and efficient luminescence at 1.54mm due to its $^4I_{13/2}\;{\rightarrow}\;^4I_{15/2}$ intra-4f transition. As this corresponds to the low-loss window of silica-based optical fibers, Er-based light sources have become a mainstay of the long-distance telecom. In most telecom applications, $Er^{3+}$ ions are excited via resonant optical pumping. However, if nanocluster-Si (nc-Si) are co-doped with $Er^{3+}$, $Er^{3+}$ can be excited via energy transfer from excited electrical carriers in the nc-Si as well. This combines the broad, strong absorption band of nc-Si with narrow, stable emission spectra of $Er^{3+}$ to allow top-pumping with off-resonant, low-cost broadband light sources as well as electrical pumping. A widely used method to achieve nc-Si sensitization of $Er^{3+}$ is high-temperature annealing of Er-doped, non-stoichiometric amorphous thin film with excess Si (e.g.,silicon-rich silicon oxide(SRSO)) to precipitate nc-Si and optically activate $Er^{3+}$ at the same time. Unfortunately, such precipitation and growth of nc-Si into Er-doped oxide matrix can lead to $Er^{3+}$ clustering away from nc-Si at anneal temperatures much lower than ${\sim}1000^{\circ}C$ that is necessary for full optical activation of $Er^{3+}$ in $SiO_2$. Recently, silicon-rich silicon nitride (SRSN) was reported to be a promising alternative to SRSO that can overcome this problem of Er clustering. But as nc-Si formation and optical activation $Er^{3+}$ remain linked in Er-doped SRSN, it is not clear which mechanism is responsible for the observed improvement. In this paper, we report on investigating the effect of separating the nc-Si formation and $Er^{3+}$ activation by using hetero-multilayers that consist of nm-thin SRSO or SRSN sensitizing layers with Er-doped $SiO_2$ or $Si_3N_4$ luminescing layers.

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반도체 레이저 측면 여기 Nd:YAG 매질에서의 열영향 (Thermal effect at Nd:YAG using a laser-diode side-pumping)

  • 양동옥;김병태
    • 한국광학회지
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    • 제14권1호
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    • pp.44-50
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    • 2003
  • 반도체 레이저 측면 여기시 Nd:YAG 레이저 매질에서 발생하는 열영향에 대해 분석하였다. 열영향을 고감도로 측정하기 위해 편광자와 Nd:YAG 매질 사이에 λ/4판을 삽입하여 여기 파워에 따라 발생하는 depolarization양을 측정하였다. CCD로 는 열영향에 의한 매질 내에서의 탐침광 분포 변화를 측정하고 해석하여 반도체 레이저 측면 여기시 발생하는 열영향을 최소화하기 위한 공진기 설계의 효과적인 방법을 제시하였다.

$Ar^+$ 레이저로 펌핑되는 Nd:glass 레이저의 발진특성 (Investigation on the lasing characteristics of an $Ar^+$ laser-pumped Nd:glass laser)

  • 이종무;강응철;남창희
    • 한국광학회지
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    • 제3권4호
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    • pp.222-226
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    • 1992
  • $Ar^{+}$레이저로 펌핑되는 Nd:glass레이저를 제작하여 그 특성을 조사하였다. 레이저 공진기는 오목거울 두 개와 98% 고반사 평면경, 그리고 Brewster 각도로 놓인 Nd:glass 의 이득 매질로 구성되었으며, 효율적인 펌핑을 위해서 $Ar^{+}$레이저 광선을 공진기 길이 방향으로 입사하여 공진모우드의 beam waist에서 초점이 맺히도록 하였다. Nd:glass의 열존도도가 작아서 흡수된 펌핑빔에 의해 생성된 잔열로 인한 매질의 손상이 우려되기 때문에 mechanical chopper 로 펌핑빔을 100Hz로 끊어서 입사하여 잔열의 생성을 줄였다. 1.5W로 펌핑될 때 Nd:glass 레이저의 출력은 70mW이었고 발진이 되는 문턱에서의 펌핑파워는 520mW이었으며 slope efficiency는 7.4%이었다.

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