KR101296284B1 - 포화흡수체 커넥터 간의 거리 조절을 통해 다양한 펄스파를 발생시키는 장치 - Google Patents

포화흡수체 커넥터 간의 거리 조절을 통해 다양한 펄스파를 발생시키는 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 포화흡수체 커넥터 간의 거리 조절을 통해 다양한 펄스파를 발생시키는 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 포화흡수체를 이용한 수동모드잠금 광섬유 레이저 발생장치에서 탄소나노튜브 포화흡수체 부분에 관한 것으로 포화흡수체 사이의 거리조절을 능동적으로 제어함으로써, 공진기의 열린 공간이 존재할 수밖에 없었던 단점, 또는 광섬유 부품을 바꾸어야 한다는 단점을 완벽히 보완할 수 있으며, 또한 광섬유 레이저 공진기의 일부분인 포화흡수체 부분만 설계하면 되므로 광섬유 레이저 공진기 전체의 설계가 간단한 포화흡수체 커넥터 간의 거리 조절을 통해 다양한 펄스파를 발생시키는 장치에 관한 것이다.

Description

포화흡수체 커넥터 간의 거리 조절을 통해 다양한 펄스파를 발생시키는 장치 {A device which produces various types of pulses by controlling the distance between the saturable absorber connectors}
본 발명은 포화흡수체 커넥터 간의 거리 조절을 통해 다양한 펄스파를 발생시키는 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 포화흡수체를 이용한 수동모드잠금 광섬유 레이저 발생장치에서 탄소나노튜브 포화흡수체 부분에 관한 것으로 포화흡수체 사이의 거리조절을 능동적으로 제어함으로써, 공진기의 열린 공간이 존재할 수밖에 없었던 단점, 또는 광섬유 부품을 바꾸어야 한다는 단점을 완벽히 보완할 수 있으며, 또한 광섬유 레이저 공진기의 일부분인 포화흡수체 부분만 설계하면 되므로 광섬유 레이저 공진기 전체의 설계가 간단한 포화흡수체 커넥터 간의 거리 조절을 통해 다양한 펄스파를 발생시키는 장치에 관한 것이다.
최근 여러 문헌과 특허들을 보면 탄소나노튜브 포화흡수제를 이용하여 수동모드 잠금을 통해 짧은 펄스를 만드는 광섬유 레이저(fiber laser)에 관한 성공적인 연구들을 볼 수 있다. 하지만 이제까지의 종래 기술들을 살펴보면 광섬유 레이저에 대해 능동적으로 손쉽게 펄스의 특성을 다양하게 변화시키고 제어할 수 있는 기술이 존재하지 않아 펄스 가변을 위해 더 많은 수고가 필요했다.
이러한 종래 기술의 일례로 미국공개특허(2010/0296527A1)인 "Passively Modelocked Fiber Laser Using Carbon Nanotubes"가 있으며, 이 경우 펄스파의 반복률을 공진기 길이를 조절함에 따라 변화가 가능하도록 되어 있다. 하지만 공진기 전체가 광섬유로 이루어져 있기 때문에 그 길이를 능동적으로 조절하는 것은 불가능하며, 이에 광섬유 등의 광학 부품 일부를 교체함으로써 공진기 길이를 수동적으로 조절하여 316Mhz~415Mhz까지의 반복률 변화를 만들어냈다.
그리고 Highly stable, frequency-controlled mode-locked erbium fiber laser comb(J.-L. Peng, H. Ahn, R.-H. Shu, H.-C. Chui and J.W. Nicholson, APPLIED PHYSICS B: LASERS AND OPTICS, 86, 49-53, 2007)의 논문을 보면 앞서 살펴본 미국특허와 비슷한 원리를 통해서 펄스레이저의 반복률을 안정화하는 시스템을 보여준다. 광섬유 끝부분에 장착된 압전소자(PZT)를 이용해 공진기 길이(cavity length)를 능동적으로 미세하게 조절하여 반복률을 제어할 수 있다. 하지만 이러한 시스템의 경우 공진기 전체가 광섬유로 이루어진 것이 아니라, 집광 렌즈 등의 광학 부품 등을 사용하여 대기 중으로 펄스가 광섬유를 빠져나와 진행하는 구간이 생기기 때문에 시스템의 불안정성을 초래한다.
또한, Multiple pulsing and harmonic mode-locking in an all-normal-dispersion
Figure 112012003002259-pat00001
laser using a nonlinear mirror (J-H Lin, K-H Lin, J. Phys. B: At. Mol. Opt. Phys. 43 065402, 2010)의 논문에서는 다중화 펄싱(multiple pulsing)을 위해 이차 비선형성을 가지는 KTP 결정체(KTP crystal) 소자를 이용하여 2차조화파(second harmonic generation)를 발생시킨다. 발생된 2조화파는 원래의 기본파(fundamental wave)와 군속도 불일치(Group velocity mismatch)를 일으키는데, KTP 결정체와 출력광커플러(output coupler) 사이의 거리를 능동적으로 조절하여 3차, 4차, 5차 조화파를 만들어내고 있다. 하지만 이 방법은 KTP 결정체 같은 2차 비선형성 소자가 필요하고 그것의 위치를 조절해야 하기 때문에 전체 시스템이 광섬유 기반인 시스템에서는 사용이 불가능하다는 문제점이 있다.
US 2010/0296527 A1
Highly stable, frequency-controlled mode-locked erbium fiber laser comb(J.-L. Peng, H. Ahn, R.-H. Shu, H.-C. Chui and J.W. Nicholson, APPLIED PHYSICS B: LASERS AND OPTICS, 86, 49-53, 2007)
Figure 112012003002259-pat00002
Multiple pulsing and harmonic mode-locking in an all-normal-dispersion laser using a nonlinear mirror (J-H Lin, K-H Lin, J. Phys. B: At. Mol. Opt. Phys. 43 065402, 2010)
본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 일반적으로 사용되는 대기 중 펄스 전달 구간을 만든 후 공진기 길이(cavity length)를 조절하여 반복률과 옵셋주파수를 제어하는 것이 아닌, 대기 중 펄스 전달 구간이 없는, 전체가 광섬유로 이루어진 링 공진기(cavity) 기반을 유지하면서도 광학 용품의 직접적인 교체 없이 탄소나노튜브 포화흡수체의 커넥터간 미세 거리를 능동적으로 조절하여 다양한 반복률과 옵셋주파수를 가진 펄스파를 발생시킬 수 있도록 포화흡수체 커넥터 간의 거리 조절을 통해 다양한 펄스파를 발생시키는 장치를 제공하는 것이다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 포화흡수체 커넥터 간의 거리 조절을 통해 다양한 펄스파를 발생시키는 장치는, 일측에는 포화흡수체(110)가 결합되고 타측에는 광섬유(120)가 결합되는 포화흡수체 장착부(100), 상기 포화흡수체 장착부(100)가 일측에 결합되는 광섬유 고정부(200), 및 상기 광섬유 고정부(200)의 타측에 결합되어 상기 광섬유 고정부(200)를 좌우로 이동시키는 미세 구동부(300), 를 포함하여 이루어지는 포화흡수체 이동 유닛(500); 일측에는 포화흡수체(110)가 결합되고 타측에는 광섬유(120)가 결합되는 포화흡수체 장착부(100), 및 상기 포화흡수체 장착부(100)가 일측에 결합되는 광섬유 고정부(200), 를 포함하여 이루어지며, 상기 포화흡수체 이동 유닛(500)과 일정거리 이격되어 고정되는 포화흡수체 고정 유닛(600); 및 상기 포화흡수체 이동 유닛(500)과 포화흡수체 고정 유닛(600) 사이에 구비되어 고정되는 광섬유 연결부(700); 를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 포화흡수체 이동 유닛(500)의 광섬유 고정부(200)는, 미세 구동부(300)에 일측이 결합되어 좌우로 이동되는 고정부 하판(210); 및 상기 고정부 하판(210)에 일측이 결합되고 타측은 상기 포화흡수체 장착부(100)가 고정되는 수직 고정부(220); 를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 포화흡수체 이동 유닛(500)의 광섬유 고정부(200)는 상기 미세 구동부(300)와 구동축(310)으로 결합되어, 상기 구동축(310)의 회전시 상기 광섬유 고정부(200)가 좌우로 이동되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 미세 구동부(300)는 피에조모터인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 포화흡수체 커넥터 간의 거리 조절을 통해 다양한 펄스파를 발생시키는 장치는, 포화흡수체간의 거리조절을 능동적으로 조절함으로써 하나의 수동모드잠금 광섬유 레이저 장치에서 간단하게 다양한 펄스파를 획득할 수 있다. 이것은 기존의 연구의 문제점이었던 공진기의 열린 공간이 존재할 수밖에 없었던 단점, 또는 광섬유 부품을 바꾸어야 한다는 단점을 완벽히 보완할 수 있다. 또한 광섬유 레이저 공진기의 일부분인 포화흡수체 부분만 설계하면 되므로 광섬유 레이저 공진기 전체의 설계가 기존과 크게 다르지 않아 간단한 설계로 본 발명을 현실화 할 수 있다.
도 1은 본 발명의 포화흡수체 커넥터 간의 거리 조절을 통해 다양한 펄스파를 발생시키는 장치를 나타낸 개략도.
도 2는 본 발명의 포화흡수체 커넥터 간의 거리 조절을 통해 다양한 펄스파를 발생시키는 장치를 이용한 링 형태의 수동모드잠금 광섬유 레이저 시스템의 개략도.
도 3은 포화흡수체 사이의 거리를 모드잠금 거리보다 크게 한 경우에 파장별 스펙트럼, 출력 신호의 시간 특성 및 RF 스펙트럼을 나타낸 그래프.
도 4는 포화흡수체 사이의 거리와 모드잠금 거리가 같은 경우에 파장별 스펙트럼, 출력 신호의 시간 특성 및 RF 스펙트럼을 나타낸 그래프.
도 5 및 도 6은 포화흡수체 사이의 거리를 모드잠금 거리보다 작게 한 경우에 파장별 스펙트럼, 출력 신호의 시간 특성 및 RF 스펙트럼을 나타낸 그래프.
이하, 상기한 바와 같은 본 발명의 포화흡수체 커넥터 간의 거리 조절을 통해 다양한 펄스파를 발생시키는 장치를 첨부된 도면을 참고하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 포화흡수체 커넥터 간의 거리 조절을 통해 다양한 펄스파를 발생시키는 장치를 나타낸 개략도이다.
도시된 바와 같이 본 발명의 포화흡수체 커넥터 간의 거리 조절을 통해 다양한 펄스파를 발생시키는 장치는, 일측에는 포화흡수체(110)가 결합되고 타측에는 광섬유(120)가 결합되는 포화흡수체 장착부(100), 상기 포화흡수체 장착부(100)가 일측에 결합되는 광섬유 고정부(200), 및 상기 광섬유 고정부(200)의 타측에 결합되어 상기 광섬유 고정부(200)를 좌우로 이동시키는 미세 구동부(300), 를 포함하여 이루어지는 포화흡수체 이동 유닛(500); 일측에는 포화흡수체(110)가 결합되고 타측에는 광섬유(120)가 결합되는 포화흡수체 장착부(100), 및 상기 포화흡수체 장착부(100)가 일측에 결합되는 광섬유 고정부(200), 를 포함하여 이루어지며, 상기 포화흡수체 이동 유닛(500)과 일정거리 이격되어 고정되는 포화흡수체 고정 유닛(600); 및 상기 포화흡수체 이동 유닛(500)과 포화흡수체 고정 유닛(600) 사이에 구비되어 고정되는 광섬유 연결부(700); 를 포함하여 이루어진다.
우선, 본 발명의 포화흡수체 커넥터 간의 거리 조절을 통해 다양한 펄스파를 발생시키는 장치는 크게 포화흡수체 이동 유닛(500), 포화흡수체 고정 유닛(600) 및 광섬유 연결부(700)로 이루어진다.
상기 포화흡수체 이동 유닛(500)은 일측에 포화흡수체(110)가 결합되어 좌우로 이동될 수 있도록 구성된다.
상기 포화흡수체(110)는 포화흡수체 장착부(100)의 일측에 결합되고, 상기 포화흡수체 장착부(100)의 타측에는 광섬유(120)가 결합된다.
그리고 상기 포화흡수체 장착부(100)의 일측이 상기 광섬유 고정부(200)에 결합된다. 이때, 상기 광섬유 고정부(200)는 도시된 바와 같이 고정부 하판(210) 및 상기 고정부 하판(210)에서 상측으로 연장 형성되는 수직 고정부(220)를 포함하여 이루어지며, 상기 수직 고정부(220)의 상측에 상기 포화흡수체 장착부(100)가 결합되어 고정된다. 또한, 상기 고정부 하판(210)은 일측에 미세 구동부(300)가 결합되어 상기 고정부 하판(210)이 좌우로 이동될 수 있도록 구성된다. 이때, 상기 미세 구동부(300)는 도시되지 않았지만 일측이 고정되며, 상기 미세 구동부(300)가 작동되면 상기 미세 구동부(300)가 고정된 상태에서 상기 고정부 하판(210)이 좌우로 작동된다. 그리하여 상기 고정부 하판(210)에 연결된 상기 포화흡수체 장착부(100)가 함께 이동되므로 일측에 결합된 상기 포화흡수체(110)를 좌우로 이동시킬 수 있다.
그리고 상기 포화흡수체 이동 유닛(500)과 일정거리 이격되도록 상기 포화흡수체 고정 유닛(600)이 고정된다.
이때, 상기 포화흡수체 고정 유닛(600)은 상기 포화흡수체 이동 유닛(500)에서 미세 구동부(300)을 제외한 나머지 구성과 동일하게 이루어진다.
즉, 상기 포화흡수체 고정 유닛(600)은 상기 포화흡수체(110)가 일측에 결합되고 타측에 광섬유(120)가 결합되는 포화흡수체 장착부(100)가 광섬유 고정부(200)에 결합되어 고정되며, 상기 광섬유 고정부(200)는 하측의 고정부 하판(210)이 몸체 등에 고정되어 상기 포화흡수체(110)가 고정된 상태가 유지된다.
여기에서 상기 포화흡수체 이동 유닛(500)과 포화흡수체 고정 유닛(600)의 사이에 상기 광섬유 연결부(700)가 구비되며, 상기 광섬유 연결부(700)는 상기 포화흡수체 이동 유닛(500) 및 포화흡수체 고정 유닛(600)을 기계적으로 결합시켜 공진기를 구성한다.
이와 같이 구성되는 본 발명의 포화흡수체 커넥터 간의 거리 조절을 통해 다양한 펄스파를 발생시키는 장치는, 포화흡수체간의 거리조절을 능동적으로 조절할 수 있어 하나의 수동모드잠금 광섬유 레이저 장치에서 간단하게 다양한 펄스파를 획득할 수 있다.
그리고 본 발명의 다른 실시예로, 상기 포화흡수체 이동 유닛(500)의 광섬유 고정부(200)는 상기 미세 구동부(300)와 구동축(310)으로 결합되어, 상기 구동축(310)의 회전시 상기 광섬유 고정부(200)가 좌우로 이동되도록 구성될 수 있다.
즉, 상기 미세 구동부(300)가 작동하여 상기 구동축(310)이 회전하면, 상기 구동축(310)의 회전운동을 직선운동으로 바꾸어 고정부 하판(210)이 좌우로 이동될 수 있도록 구성될 수 있다.
이를 위해 상기 구동축(310)은 볼 스크류, 나사 또는 웜과 웜기어 형태로 상기 광섬유 고정부(200)와 결합되어, 상기 미세 구동부(300)의 회전운동을 직선 운동으로 변환하여 상기 광섬유 고정부(210)로 전달할 수 있다. 그리하여 포화흡수체(110)간의 거리를 보다 정밀하게 조절할 수 있다.
이때, 상기 미세 구동부(300)로 피에조모터가 구성될 수도 있다. 즉, 피에조모터를 이용하면 상기 포화흡수체(110)간의 거리를 더욱 미세하게 조절할 수 있는 장점이 있다.
이하에서는 본 발명의 본 발명의 포화흡수체 커넥터 간의 거리 조절을 통해 다양한 펄스파를 발생시키는 장치(이하 '펄스파 발생장치'라고 함)를 광 공진기에 적용한, 링 형태의 수동모드잠금 광섬유 레이저 시스템에 대해 설명한다.
도 2를 참조하면 우선, 광 공진기는 링 형태로 구성되며 일측에 형성되는 입력 펌프 레이저(10, pump laser)에서 빛을 발생시킨다. 그리고 발생된 빛은 파장 분할 다중화기(20, WDM : wavelength division multiplexer)와 에르븀 첨가 광섬유(30, Er-doped fiber)를 거쳐 레이저가 방출되어 링 형태의 광 공진기를 돌게 된다. 그리고 편광 제어기(50, polarization controller), 아이솔레이터(60, isolator) 및 본 발명의 펄스파 발생장치(1000)를 거치며 순환하게 된다.
그리고 본 발명의 펄스파 발생장치(1000)의 포화흡수체 이동 유닛(500) 및 포화흡수체 고정 유닛(600)의 광섬유(120)가 링 형태의 광 공진기에 연결되며, 펄스파 발생장치(1000)는 아이솔레이터(60)와 파장 분할 다중화기(20) 사이에 결합된다.
이때, 펄스파 발생장치(1000)에서 모드잠금된 레이저가 생성되며, 출력광커플러(40, output coupler)를 통해 특정한 세기의 레이저가 광 공진기의 외부로 출력된다.
그리고 상기와 같이 구성되는 본 발명의 펄스파 발생장치(1000)가 장착된 광 공진기를 통해 발생되는 레이저의 실험 예에 대하여 설명한다.
<실험 예 1>
도 3은 포화흡수체 사이의 거리를 모드잠금 거리보다 크게 한 경우에 파장별 스펙트럼, 출력 신호의 시간 특성 및 RF 스펙트럼을 나타낸 그래프이다.
이는 공진기가 닫힌 상태로 존재하기 시작된 상태로써 1550nm 대역에서의 발광 스펙트럼이 측정된다. 오실로스코프에서는 DC 신호만을 획득할 수 있다.
<실험 예 2>
도 4는 포화흡수체 사이의 거리와 모드잠금 거리가 같은 경우에 파장별 스펙트럼, 출력 신호의 시간 특성 및 RF 스펙트럼을 나타낸 그래프이다.
이때에는 모드잠금이 발생하였으며 넓은 대역의 파장별 스펙트럼을 획득할 수 있다. 오실로스코프에서는 약 70MHz의 주파수로 발진되는 펄스를 획득할 수 있으며 RF 스펙트럼에서는 0에서 1.5GHz 범위 내에서 70MHz의 정수배에 해당하는 종방향 모드를 측정할 수 있다.
<실험 예 3>
도 5 및 도 6은 포화흡수체 사이의 거리를 모드잠금 거리보다 작게 한 경우에 파장별 스펙트럼, 출력 신호의 시간 특성 및 RF 스펙트럼을 나타낸 그래프이다.
도 5의 그래프의 경우 조화 모드잠금(HML : harmonic mode-locking) 현상이 발생하게 되며 그 결과 파장별 스펙트럼이 좁아지게 된다. 1558nm 근처에서 피크(peak)가 나타나는 것을 알 수 있는데, 이는 모드잠금 신호와 연속파 레이저(CW 레이저 : continuous wave laser) 신호가 함께 발생함에 따라 나타나는 현상이다. 오실로스코프에서는 약 282MHz의 주파수로 발진되는 펄스를 획득할 수 있었으며 이는 정상적인 모드잠금으로부터 발생한 70MHz의 펄스에 비해서 약 4배 높은 주파수로 발진되는 것이다.
도 6의 그래프를 보면 도 5 보다 포화흡수체 간의 거리가 더욱 작아진 경우이며, Q 스위칭(Q-switching : 레이저 공진기의 Q값이 떨어진 상태에서 여기하여 레이저 매질에 충분한 에너지를 축적한 후 갑자기 Q값을 올리면 발진이 시작되어 축적되었던 에너지는 빠르고 예리한 광 펄스로 방출되도록 하는 방법) 현상이 발생한다. 파장별 스펙트럼의 경우 중심 파장이 커지며 파장폭은 좁아진다. 오실로스코프에서는 약 109.3kHz의 느린 주파수로 발진되는 넓은 펄스폭을 가지는 펄스를 획득할 수 있었다.
이와 같이 실험 예 1,2,3을 통해 포화흡수체간 거리조절을 통해서 모드잠금 펄스레이저, Q-swithcing 펄스, HML 펄스, CW 레이저를 능동적으로 발생시킬 수 있다는 것을 확인했다.
본 발명은 상기한 실시 예에 한정되지 아니하며, 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이다.
1000 : (본 발명의) 포화흡수체 커넥터 간의 거리 조절을 통해 다양한 펄스파를 발생시키는 장치
100 : 포화흡수체 장착부
110 : 포화흡수체 120 : 광섬유
200 : 광섬유 고정부
210 : 고정부 하판 220 : 수직 고정부
300 : 미세 구동부
310 : 구동축
500 : 포화흡수체 이동 유닛
600 : 포화흡수체 고정 유닛
700 : 광섬유 연결부
10 : 입력 펌프 레이저
20 : 파장 분할 다중화기(WDM : Wavelength Division Multiplexer)
30 : 에르븀 첨가 광섬유(Er-doped fiber)
40 : 출력광커플러(Output coupler)
50 : 편광 제어기(Polarization controller)
60 : 아이솔레이터(Isolator)

Claims (4)

  1. 일측에는 포화흡수체(110)가 결합되고 타측에는 광섬유(120)가 결합되는 포화흡수체 장착부(100), 상기 포화흡수체 장착부(100)가 일측에 결합되는 광섬유 고정부(200), 및 상기 광섬유 고정부(200)의 타측에 결합되어 상기 광섬유 고정부(200)를 좌우로 이동시키는 미세 구동부(300), 를 포함하여 이루어지는 포화흡수체 이동 유닛(500);
    일측에는 포화흡수체(110)가 결합되고 타측에는 광섬유(120)가 결합되는 포화흡수체 장착부(100), 및 상기 포화흡수체 장착부(100)가 일측에 결합되는 광섬유 고정부(200), 를 포함하여 이루어지며, 상기 포화흡수체 이동 유닛(500)과 일정거리 이격되어 고정되는 포화흡수체 고정 유닛(600); 및
    상기 포화흡수체 이동 유닛(500)과 포화흡수체 고정 유닛(600) 사이에 구비되어 고정되는 광섬유 연결부(700); 를 포함하여 이루어지는 포화흡수체 커넥터 간의 거리 조절을 통해 다양한 펄스파를 발생시키는 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 포화흡수체 이동 유닛(500)의 광섬유 고정부(200)는, 미세 구동부(300)에 일측이 결합되어 좌우로 이동되는 고정부 하판(210); 및 상기 고정부 하판(210)에 일측이 결합되고 타측은 상기 포화흡수체 장착부(100)가 고정되는 수직 고정부(220); 를 포함하여 이루어지는 포화흡수체 커넥터 간의 거리 조절을 통해 다양한 펄스파를 발생시키는 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 포화흡수체 이동 유닛(500)의 광섬유 고정부(200)는 상기 미세 구동부(300)와 구동축(310)으로 결합되어, 상기 구동축(310)의 회전시 상기 광섬유 고정부(200)가 좌우로 이동되는 것을 특징으로 하는 포화흡수체 커넥터 간의 거리 조절을 통해 다양한 펄스파를 발생시키는 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 미세 구동부(300)는 피에조모터인 것을 특징으로 하는 포화흡수체 커넥터 간의 거리 조절을 통해 다양한 펄스파를 발생시키는 장치.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101501509B1 (ko) * 2013-10-28 2015-03-11 한국표준과학연구원 이중 광빗 펨토초 광섬유 레이저

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104348078A (zh) * 2013-08-01 2015-02-11 冯勇 一种脉冲激光束受控于径向步进距离的装置
CN103441416A (zh) * 2013-08-27 2013-12-11 北京工业大学 液体可饱和吸收体锁模光纤激光器
US10177523B2 (en) * 2015-09-14 2019-01-08 National Applied Research Laboratories Recovering a rare-earth-doped optical fiber under irradiation
CN106785844A (zh) * 2017-01-20 2017-05-31 中国科学院物理研究所 一种采用反射镜结构的二维纳米材料锁模全光纤激光器
CN106654832B (zh) * 2017-03-08 2020-05-26 南开大学 基于石墨烯的双波长同步调q光纤激光器
CN107248692B (zh) * 2017-05-19 2020-01-14 武汉理工大学 一种超窄线宽波长可调的复合腔光纤激光器
US10170304B1 (en) 2017-10-25 2019-01-01 Globalfoundries Inc. Self-aligned nanotube structures
CN107800035A (zh) * 2017-11-14 2018-03-13 北京信息科技大学 一种波长可切换的锁模光纤激光装置
CN110994346B (zh) * 2019-12-20 2022-01-25 长春理工大学 一种复合薄膜及其制备方法和自启动锁模光纤激光装置

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2000036718A1 (en) 1998-12-15 2000-06-22 Nortel Networks Corporation Generation of short optical pulses using strongly complex coupled dfb lasers
JP2005322864A (ja) 2004-05-11 2005-11-17 Shinji Yamashita 短パルス光源
KR101027321B1 (ko) 2009-10-19 2011-04-08 고려대학교 산학협력단 비색수차 사분 파장판을 가진 환경적으로 안정된 광섬유 모드록 레이저 발생 장치
US20110158265A1 (en) 2009-12-30 2011-06-30 Industrial Technology Research Institute Ring or linear cavity of all-fiber-based ultra short pulse laser system and method of operating the same

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6097741A (en) * 1998-02-17 2000-08-01 Calmar Optcom, Inc. Passively mode-locked fiber lasers
US8571075B2 (en) * 2010-11-29 2013-10-29 Imra America, Inc. Frequency comb source with large comb spacing

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2000036718A1 (en) 1998-12-15 2000-06-22 Nortel Networks Corporation Generation of short optical pulses using strongly complex coupled dfb lasers
JP2005322864A (ja) 2004-05-11 2005-11-17 Shinji Yamashita 短パルス光源
KR101027321B1 (ko) 2009-10-19 2011-04-08 고려대학교 산학협력단 비색수차 사분 파장판을 가진 환경적으로 안정된 광섬유 모드록 레이저 발생 장치
US20110158265A1 (en) 2009-12-30 2011-06-30 Industrial Technology Research Institute Ring or linear cavity of all-fiber-based ultra short pulse laser system and method of operating the same

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101501509B1 (ko) * 2013-10-28 2015-03-11 한국표준과학연구원 이중 광빗 펨토초 광섬유 레이저

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