탄소나노튜브 포화흡수체 모드잠금 레이저의 극초단 펄스 생성 및 응용에 관한 연구 = A study on the ultrashort pulse generation of a carbon-nanotube saturable absorber mode-locked laser and its application

Cited 0 time in webofscience Cited 0 time in scopus
  • Hit : 282
  • Download : 0
극초단 펄스 레이저는 여기-탐침 분광학, OCT, 테라헤르츠 분광학, 광통신 등의 다양한 과학 및 산업분야에 응용 가능하다. 또한 탄소나노튜브 포화흡수체 기반의 광섬유 모드 잠금 레이저는 편광 및 다양한 환경 변화에 둔감하며 소형화에 유리하기 때문에, 산업이나 야외 환경 조건에서 응용하는데 매우 큰 장점을 갖느다. 하지만 탄소나노튜브 포화흡수체 모드잠금 레이저의 경우 광대역의 스펙트럼과 매우 짧은 펄스폭을 갖는 펄스를 발진시키기가 매우 어렵다고 알려져 있다. 본 논문에서는 낮은 반전비를 갖는 이득 광섬유가 넓은 이득폭을 갖는다는 사실을 활용하여 극초단 펄스를 발진 시켰다. 원리적으로 높은 펄스에너지 또는 공진기의 총 분산이 0 근처인 극초단 펄스 발진 조건에서 공진기 안을 도는 펄스는 이득 광섬유의 강한 필터링 효과에 의해 불안정성이 생기게 되는데, 본 연구에서 설계한 공진기의 경우 이러한 필터링 효과를 감소시킴으로써 펄스 안정성을 향상시켰다. 따라서 포화흡수체의 낮은 변조깊이에도 불구하고 공진기 총분산 0 근처에서 안정적으로 펄스 발진이 가능하였고, 발진된 펄스는 매우 넓은 스펙트럼폭과 좁은 펄스폭을 형성 하였다. 이러한 안정성 향상에 대한 실험적 검증은 탄소나노튜브와 Na-CMC의 혼합체로 구성된 탄소나노튜브 포화흡수체를 제작한 뒤, 기존 설계안과 제안된 설계안으로 제작된 두 대의 레이저에 적용하여 펄스를 발진 시킨 뒤, 발진 된 펄스의 특성들을 비교 분석하여 진행 하였다. 각각의 레이저에 대해서 솔리톤 영역에서 펄스 에너지에 따른 안정성과, 공진기 총 분산에 따른 안정성을 비교하여 제안된 설계안이 실제로 펄스 안정성을 향상시킨다는 사실을 검증 하였으며, 최종적으로 공진기 총 분산이 $0.004 ps^2$ 인 영역에서 약 92 fs의 펄스폭과 47 nm의 스펙트럼폭을 갖는 매우 높은 성능의 펄스를 발진 시켰다. 이때 발진 된 펄스의 신호대 잡음비는 70 dB 이상이었다. 최종적으로 제작된 광섬유 기반 탄소나노튜브 포화흡수체 모드잠금 레이저를 테라헤르츠 시영역 분광 시스템에 응용하여 테라헤르츠 펄스를 획득하였으며, 신호처리 기술을 통해 실시간 측정 가능성에 대해 검토하였다.
Advisors
김수현researcherKim, Soohyunresearcher
Description
한국과학기술원 :기계공학과,
Publisher
한국과학기술원
Issue Date
2016
Identifier
325007
Language
kor
Description

학위논문(박사) - 한국과학기술원 : 기계공학과, 2016.2 ,[x, 110 p. :]

Keywords

탄소나노튜브; 펨토초 레이저; 모드잠금; 포화흡수체; 이득폭; carbon-nanotube; femtosecond laser; mode-locking; saturable absorber; gain bandwidth

URI
http://hdl.handle.net/10203/220555
Link
http://library.kaist.ac.kr/search/detail/view.do?bibCtrlNo=648094&flag=dissertation
Appears in Collection
ME-Theses_Ph.D.(박사논문)
Files in This Item
There are no files associated with this item.

qr_code

  • mendeley

    citeulike


rss_1.0 rss_2.0 atom_1.0