고예리도 공진기를 이용한 펨토초 레이저 광빗으로부터 생성된 광 주파수의 안정화

Abstract

고 예리도 공진기는 가장 안정적인 주파수 기준 중 하나이며, 그 안정도는 1초에서 $10^{-15}$ 이다. 좁은 선폭의 레이저는 고 예리도 공진기에 직접적으로 안정화 될 수 있으나, 기존의 단일 모드 레이저는 자유로운 주파수 선택과 다주파수 생성이 어렵다는 문제가 있었다. 따라서 주파수 선택성을 높이기 위하여 광 주파수 발생기를 새로운 광원으로 제안하였다. 광 주파수 발생기는 펨토초 레이저 광 빗에서 하나의 모드를 추출 및 증폭하여 생성하는 단일 파장 레이저 광원이다. 광 빗은 루비듐 원자시계와 같은 라디오 대역의 주파수 기준에 안정화 할 수 있으며, 이 때 안정도는 1초에서 $10^{-12}$ 이다. 광 빗과 광 주파수 발생기의 주파수 안정도와 선폭특성이 동일하므로 광 주파수 발생기는 우수한 단일 파장 레이저가 된다. 더불어 광 빗의 모든 모드를 선택할 수 있으므로 자유로운 주파수 선택이 가능하며 다주파수 생성이 가능하다. 본 논문에서는 광 주파수 발생기를 고 예리도 공진기에 안정화함으로서 높은 주파수 안정도와 자유로운 주파수 선택이 가능한 레이저 광원을 얻어내었다.