우주용 광섬유 펨토초 레이저 및 핵심 광섬유 부품의 우주방사선 환경평가

Abstract

본 연구에서는 광섬유 펨토초 레이저 및 핵심 광섬유 부품에 대한 우주 검증을 위하여 우주방사선 환경평가를 수행하였다. 광섬유 펨토초는 광결정기반의 펨토초 레이저에 비해 소형이며 진동에 둔감하고 효율이 높다는 장점이 있다. 이러한 장점을 갖는 광섬유 펨토초 레이저는 우주환경에서 활용도가 높을 것으로 기대된다. 광섬유 펨토초 레이저의 우주활용에 앞서, 광부품 및 레이저 시스템 전체에 대하여 우주 방사선 실험이 선행되어야 한다. 부품 단위 실험에서는 광 검출기, 레이저 다이오드와 포화 흡수체를 실험하였으며 광섬유 펨토초 레이저의 우주 방사선환경 실험 또한 수행하였다. 포화 흡수체는 150 krad 의 감마선이 조사되었을 때, 포화 플루언스는 40uJ/cm^2 에서 105 uJ/cm^2 로 증가하였고, 변조 깊이는 6 %에서 3 % 로 감소하였다. 포화 흡수체의 완화시간은 방사선 환경에서 유지되었다. 200 krad 의 방사선이 조사되는 동안 레이저 다이오드의 출력은 5 %, 광 검출기의 이득은 3.24 % 감소하였다. 광섬유 펨토초 레이저는 31 krad 의 방사선에 노출되는 동안 모드 잠금이 유지되었으며, 출력은 5.8 mW 에서 1.5 mW 로 감소하였고, 펄스폭은 550 fs 를 유지하였다.