펨토초 레이저를 이용한 정밀거리측정을 위한 분산 보상 제어에 관한 연구

Abstract

이 논문은 펨토초 레이저를 이용하여 정밀거리측정의 분산보상제어에 관한 연구이다. 긴 거리 뿐만 아니라 위성레이저레인징에서 mm보다 더 좋은 정밀도를 얻기 위하여 네오디늄 야그 레이저 (Nd:YAG) 레이저 보다 더 좋은 분해능을 갖고 있는 펨토초 레이저의 적용 가능성을 검토하였다. 넓은 스펙트럼 때문에, 공기중에서 펨토초 레이저의 펄스 폭은 퍼짐 현상이 발생한다. 그러므로, 펨토초 레이저의 분산 보상은 위성러이저레인징에서 매우 중요하다. 이 논문에서 펨토초 레이저의 분산 보상 제어에 대하여 분석하고 실험하였다. 큰 일정한 분산은 분산보상광섬유를 사용하여 보상하며, 작은 실시간 분산을 위한 정밀한 보상은 프리즘 쌍을 사용하였다. 실시간 분산 보상 시스템의 안정도는 표준편차로 7 fs 로 측정이 되었다. 36.5 fs펄스 폭 변화를 갖는 유리 블락 (BK7)을 이용하여 펄스 폭 변화를 주었을 때 400 fs의 목표 제어 폭에 대하여 실시간으로 펄스 폭 제어 실험을 수행한 결과 400 fs로 제어가 잘 됨을 확인하였다. 긴 거리 측정에서 단일모드광섬유 (SMF)와 분산보상광섬유 (DCF) 조합이 사용되었으며, 펄스 폭은 250 fs 제어 펄스 폭에 대하여 247.3 fs로 측정되었으며, 표준편차는 11.3 fs로 측정되었다.