This work provides the fundamental knowledge of energy transport characteristics during very short-pulse laser heating of semiconductors from a microscopic viewpoint. Based on the self-consistent hydrodynamic equations, in-situ interactions between carriers, optical phonons, and acoustic phonons are simulated to figure out energy transport mechanism during ultrafast pulse laser heating of a silicon substrate through the detailed information on the time and spatial evolutions of each temperature for carriers, longitudinal optical (LO) phonons, acoustic phonons. It is found that nonequilibrium between LO phonons and acoustic phonons should be considered for ultrafast pulse laser heating problem, two-peak structures become apparently present for the subpicosecond pulses because of the Auger heating. A substantial increase in carrier temperature is observed for lasers with a few picosecond pulse duration, whereas the temperature rise of acoustic and phonon temperatures is relatively small with decreasing laser pulse widths. A slight lagging behavior is observed due to the differences in relaxation times and heat capacities between two different phonons. Moreover, the laser fluence has a significant effect on the decaying rate of the Auger recombination.
본 논문에서는 Time Prism을 이용한 초고속 광지연을 위한 시스템을 구성하고 그 성능ㅇ르 분석하였다. 초고속 광지연을 위해 구성된 시스템은 1310nm의 15ps 펄스폭을 갖는 펄스 레이저와 광위상 변조기를 사용하여 구성하였다. 구성된 광지연 시스템은 광섬유형태로 매우 안정되며, 광위상 변조기 변조 신호의 변화를 통해 지연 시간의 조정이 가능하였다.
With the recent advent of various ultrashort pulse lasers, time-resolved laser spectroscopic techniques have been widely recognized as versatile tools to study ultrafast phenomena in many research areas. These techniques are currently being employed not only to study atomic and molecular physics but to characterize the excited state or the carrier dynamics on surfaces of semiconductors, metals and thin layer materials. Also the sweetching speed measurement of ultrafast electro-optic devices using ultrashort laser pulses becomes important in high-speed electronics. Here, some principles of spectroscopic techniques with ps or fs lasers and their applications are summarized briefly.
전자 산업의 발달과 더불어 더욱 더 작은 구조물의 제작을 위한 새로운 물질공정 기술에 대한 수요가 증가하고 있다. 물질 고유의 물리적인 성질을 유지하면서 초미세 공정이 필용한 시점에서 기존의 전통적으로 사용하여 왔던 기계적인 방법과 레이저 공정은 공정 분해능의 한계와 물리화학적인 변형 때문에 최종 부품의 성능저하와 불량률을 증가시켜 많은 문제점을 내포하고 있다. 반면에 고출력 펨토초 레이저 기반물질 공정 기술은 기존 레이저 공정에 비해 열적 손상이 매우 작기 때문에 최근 많은 분야에서 큰 관심을 불러일으키고 있다. 본 해설 논문에서는 박형 실리콘 기판의 마이크로 패키징 및 게르마늄 표면 공정을 통한 나노구조체 형성에 대해 본 연구진에서 발표한 최근의 개발 내용을 중심으로 관련 연구 분야를 소개하고자 한다.
We developed a path algorithm for ultrafast/wide area laser processing. Demands for high precision laser processing with a wide area has been increasing for a number of applications such as in solar cell battery, display parts, electronic component and automobile industry. Expansion of the area in which laser processing is an important factor to handle the ultrafast/wide area processing, it will require a processing path. Processing path is path of 2- axis stage and stage of change in velocity can be smooth as possible. In this paper, we proposed a smoothingnurbs method of improved speed profile. This method creates soft path from edge part, it is main purpose that scan area ($50mm{\times}50mm$) inside processing path makes path of topology of possible straight line. We developed a simulation tool using Visual C++.
Current electronic products are dominated by the laser processing and the application will be extended this time. Especially, demands for high precision laser processing with a large area has been increasing for a number of applications such as in solar cell battery, display parts, electronic component and automobile industry. In this paper we designed an on-the-fly system for ultrafast/high precision/large area laser processing. In addition, we have developed the path algorithm for large area. Expansion of the area in which laser processing is an important factor to handle the ultrafast/wide area processing, it will require a processing path. Processing path is path of 2- axis stage and stage of change in velocity can be smooth as possible. We proposed a path of the user concept using NURBS(Non-Uniform Rational B-Spline)method. Through our experiment with the chopper, was to prove the continuity of edge parts. Through basic shape experiments, we proved that large area can be processed using laser. We developed a simulation tool using Visual C++.
본 논문은 고속 비행체용 안테나를 보호하기 위해 사용되는 안테나 커버(cover)를 새로운 제조 방식으로 제작하여 시뮬레이션과 실험을 통해 성능을 평가하였다. 안테나 커버용 소재는 사용 환경인 $600^{\circ}C$ 이상의 온도와 구조적 안정성을 가져야할 뿐만 아니라, 전파 투과성이 우수한 저유전율 소재여야만 한다. 고온, 고습의 환경의 변화에 따른 유전율을 토대로 모의실험을 통해 안테나 커버의 특성을 평가하였으며, 최적의 소재인 테프론 코팅된 세라믹 복합체를 안테나 커버에 적용하여 우수한 물리적 및 전기적 특성을 실험적으로 증명하였다.
Diamond Like Carbon (DLC) is a metastable form of amorphous carbon that have superior material properties such as high mechanical hardness, chemical inertness, abrasion resistance, and biocompatibility. Furthermore, its material properties can be tuned by additional doping such as nitrogen or boron. However, either pure DLC or doped DLC show poor adhesion property that makes it difficult to apply contact processing technique. Therefore we propose ultrafast laser micromachining which is non-contact precision process without mechanical degradation. In this study, we developed precision machining process of DLC thin film using an ultrafast laser by investigating the process window in terms of laser fluence and laser wavelength. We have also demonstrated various patterns on the film without generating any microcracks and debris.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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