KR101891486B1 - Method of manufacturing saturable absorber and saturable absorber and laser generating apparatus using the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 3차원 프린팅을 이용한 포화 흡수체의 제조 방법 및 이를 이용한 포화 흡수체 및 레이저 생성 장치에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는 포화 흡수체를 제조하는 공정의 균일성을 보장할 수 있고, 액체 상태의 포화 흡수체를 이용하는 것에 따른 건조 또는 열처리와 같은 공정을 생략할 수 있고, 다양한 재료를 이용하여 포화 흡수체를 제조할 수 있으며, 포화 흡수체의 대량 생산을 실현할 수 있으며, 광 섬유에 포화 흡수체를 부착하는 과정에서 발생하는 오염을 최소화할 수 있는 것인 3차원 프린팅을 이용한 포화 흡수체의 제조 방법 및 이를 이용한 포화 흡수체 및 레이저 생성 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a method of manufacturing a saturated absorber using three-dimensional printing and a saturated absorber and a laser generating apparatus using the method. More specifically, it is possible to ensure uniformity of a process for producing a saturated absorber, It is possible to manufacture a saturated absorbent by using various materials, mass production of a saturated absorbent can be realized, and it is possible to produce a saturated absorbent in the process of attaching a saturated absorbent to an optical fiber The present invention relates to a method of manufacturing a saturated absorber using three-dimensional printing, and a saturated absorber and a laser generating apparatus using the same.
광 섬유 레이저는 기존의 벌크 레이저에 비해서 빔 정렬이 간편하고, 빔 풀질이 우수하며, 유지 보수 비용이 낮다는 장점을 가진다. 특히 펄스 레이저는 광학 측정,레이저 가공,LIDAR(Light Detection And Ranging), 초광대역 광원, 광 센서, 비선형 광학 및 레이저 수술과 같은 다양한 용도로 이용되고 있다. 일반적으로 펄스 레이저는 Q-스위칭 방식과 모드 잠금 방식으로 구분된다. Q-스위칭 방식은 레이저 공진기 내의 Q값을 조절하여 수 마이크로초 이내의 펄스를 생성하는 기술이며, 모드 잠금은 레이저의 공진 모드를 동기화하여 수 피코초 이내의 펄스를 생성하는 기술이다.The optical fiber laser is advantageous in that the beam alignment is simple, the beam splitting is excellent, and the maintenance cost is low as compared with the conventional bulk laser. In particular, pulsed lasers are used in a variety of applications such as optical measurement, laser processing, light detection and ranging (LIDAR), ultra-wideband light sources, optical sensors, nonlinear optical and laser surgery. Generally, pulsed lasers are classified into Q-switching and mode locking. The Q-switching scheme is a technique for generating pulses within a few microseconds by adjusting the Q value in the laser resonator. Mode locking is a technique for generating pulses within a few microseconds by synchronizing the resonance mode of the laser.
Q-스위칭 방식과 모드 잠금 방식은 각각 능동형 방법과 수동형 방법으로 분류될 수 있다. 능동형 방법은 외부 변조기를 이용하는 방법으로 펄스의 반복률 및 펄스의 폭과 같은 파라미터를 용이하게 조절할 수 있다는 장점이 있다. 그러나 능동형 방법은 일반적으로 고가인 외부 변조기 및 RF 신호 발생기를 이용하기 때문에, 전체 레이저 시스템의 부피가 커지고 가격이 비싸지는 단점을 가진다.The Q-switching method and the mode locking method can be classified into an active method and a passive method, respectively. The active method is advantageous in that parameters such as pulse repetition rate and pulse width can be easily controlled by using an external modulator. However, since the active method generally uses an expensive external modulator and an RF signal generator, the entire laser system is bulky and expensive.
수동형 방법은 포화 흡수체를 이용하는 방법이다. 포화 흡수체는 빛의 세기에 비례해서 광학적 투과가 증가하는 소자를 지칭한다. 수동형 방법에 의해서 구현된 Q-스위칭 레이저 시스템 또는 모드 잠금 레이저 시스템은 능동형 방법에 의해 구현된 Q-스위칭 레이저 시스템 또는 모드 잠금 레이저 시스템과 비교할 때 소형화가 가능하며, 적은 비용으로 구현할 수 있다는 장점이 있다.The passive method is a method using a saturated absorber. A saturated absorber refers to a device whose optical transmission increases in proportion to the intensity of light. The Q-switching laser system or the mode locking laser system implemented by the passive method is advantageous in that it can be downsized and can be realized at a low cost as compared with the Q-switching laser system or the mode locking laser system implemented by the active method .
포화 흡수체는 예컨대 제1 광 섬유의 단부에 금속 나노 물질 입자를 포함하는 액체를 도포하고, 제1 광 섬유의 단부를 가열하고, 제1 광 섬유의 단부와 제2 광 섬유의 단부를 접속하는 것에 의해서 제조될 수 있다.The saturated absorber may be formed by, for example, applying a liquid containing metal nanomaterial particles to the end of the first optical fiber, heating the end of the first optical fiber, connecting the end of the first optical fiber and the end of the second optical fiber ≪ / RTI >
예컨대 서울시립대학교 산학협력단에 의해서 2015년10월29일자로 출원되고 2017년3월2일자로 등록된 "펄스 레이저를 위한 포화 흡수체, 펄스 레이저를 위한 포화 흡수체의 제조 방법 및 펄스 레이저 생성 장치"이라는 명칭의 한국등록특허 제10-1713627호는 액체 상태의 포화 흡수체를 이용하는 포화 흡수체의 제조 방법을 개시하고 있다.A saturated absorber for pulsed laser, a method of manufacturing a saturated absorber for pulsed laser, and a pulsed laser generator "filed on October 29, 2015 and registered on Mar. 2, 2017 by Seoul National University, Korean Patent No. 10-1713627 titled discloses a method of producing a saturated absorber using a liquid saturated absorber.
그러나 한국등록특허 제10-1713627호에 개시된 방법에 따르면, 액체 상태의 포화 흡수체를 광 섬유의 단부에 도포하는 방식을 이용하기 때문에, 건조 또는 열처리와 같은 공정이 필수적으로 수행되어야 한다. 또한 포화 흡수체를 소량 생산하는 경우에는 적용될 수 있으나, 특히 작업자의 스킬에 따라서 변동되는 사항이 많으므로, 포화 흡수체를 제조하는 공정의 균일성을 보장할 수 없고 포화 흡수체를 대량 생산하는 경우에는 적용될 수 없다는 단점이 있다.However, according to the method disclosed in Korean Patent No. 10-1713627, since a method of applying a liquid saturated absorber to an end portion of an optical fiber is used, a process such as drying or heat treatment must be performed indispensably. In addition, it can be applied to the case of producing a small amount of saturated absorber. However, it is not possible to ensure the uniformity of the process of producing the saturated absorber, since it varies depending on the skill of the operator. There is no disadvantage.
포화 흡수체로서 또한 반도체 물질 기반의 포화 흡수체가 사용될 수 있다. 비록 능동형 방법에 비해서 적은 비용으로 구현할 수 있지만, 반도체 물질 기반의 포화 흡수체를 제작하기 위해서는 고가의 반도체 공정 설비가 필요하다. 또한 포화 흡수체의 동작 파장이 수십nm까지로 제한된다는 단점을 가지고 있다.Saturable absorbers based on semiconductor materials can also be used as the saturated absorber. Though it can be implemented at a lower cost than the active method, expensive semiconductor processing equipment is required to fabricate a semiconductor material-based saturated absorber. And the operating wavelength of the saturated absorber is limited to several tens of nanometers.
이를 개선하기 위해서 탄소 나노 튜브 및 그래핀(Graphene)과 같은 물질을 포화 흡수체로 이용하는 방식이 제안되었고, 탄소 나노 튜브와 그래핀과 같은 물질을 이용하여 Q-스위칭 레이저 및 모드 잠금 레이저와 같은 광 섬유 펄스 레이저를 구현하는 것이 실험적으로 입증되었다. 예컨대 아주대학교 산학협력단에 의해서 2010년07월09일자로 출원되고 2011년12월15일자로 등록된 "단층그래핀을 포함하는 포화 흡수체 및 그의 제조 방법"이라는 명칭의 한국등록특허 제10-1097175호는 포화 흡수체, 특히 그래핀을 포함하는 포화 흡수체를 개시하고 있다. 탄소 나노 튜브 및 그래핀과 같은 물질을 포화 흡수체로 이용하면, 넓은 파장대역에서 동작하는 포화 흡수체를 제작할 수 있다.In order to improve this, a method using a carbon nanotube and a material such as Graphene as a saturable absorber has been proposed. Using a material such as carbon nanotubes and graphene, an optical fiber such as a Q-switching laser and a mode- It has been experimentally proven to implement a pulsed laser. Korean Patent No. 10-1097175 entitled " Saturated Absorbent Containing Single-Layer Graphene and Its Manufacturing Method "filed on Jul. 09, 2010 and published on Dec. 15, 2011 by Ajou University Industry & Discloses a saturated absorber, in particular a saturable absorber comprising graphene. When a material such as carbon nanotubes and graphene is used as a saturated absorber, a saturated absorber that operates in a wide wavelength band can be manufactured.
한편 광 섬유의 소산장과 그래핀의 상호 작용을 이용한 포화 흡수체는 편광 의존성을 가진다. 이를 이용한 펄스 레이저는, 레이저 공진기 내의 편광 상태를 조절하는 것에 의해서 동일한 레이저 공진기를 이용하여, 연속 발진 레이저, Q-스위칭 레이저 및 모드 잠금 레이저로 동작할 수 있다는 것이 확인되었다.On the other hand, the saturable absorber using the interaction of graphene with graphene fiber has polarization dependence. It has been confirmed that the pulse laser using the pulse laser can operate as a continuous oscillation laser, a Q-switching laser and a mode locking laser by using the same laser resonator by adjusting the polarization state in the laser resonator.
예컨대 Eun Jung Lee 등에 의해서 발표된 "Active control of all-fibre graphene devices with electrical gating"이라는 명칭의 논문에서는, 측면이 연마된 광 섬유 상에 그래핀 기반의 트랜지스터가 형성된 포화 흡수체가 개시된다.For example, in a paper entitled " Active control of all-fiber graphene devices with electrical gating ", published by Eun Jung Lee et al., A saturated absorber in which graphene-based transistors are formed on side-polished optical fibers is disclosed.
상기 논문에 따르면, 게이트 전압에 따라서 레이저의 동작 상태는 연속 레이저, Q-스위칭 레이저 및 모드 잠금 레이저로 변경될 수 있다. 그러나 트랜지스터가 형성되어야 하므로, 상기 논문에 따른 구조는 매우 복잡하고 고가의 반도체 공정 설비가 필요하다는 단점이 있다. 또한 그래핀은 예컨대 진공 상태에서 제조된다. 따라서 진공 상태에서 제조된 그래핀을 예컨대 광 섬유에 부착하는 과정에서 오염일 발생할 수 있으므로, 포화 흡수체의 특성에 악영향을 미칠 수 있다.According to the above paper, the operating state of the laser according to the gate voltage can be changed to a continuous laser, a Q-switching laser and a mode locking laser. However, since a transistor has to be formed, the structure according to the above paper has a disadvantage that a very complicated and expensive semiconductor processing equipment is required. The graphene is also produced, for example, in a vacuum state. Therefore, contamination may occur during the process of attaching graphene produced in a vacuum state to, for example, an optical fiber, and this may adversely affect the characteristics of the saturated absorption body.
본 발명의 목적은 포화 흡수체를 제조하는 공정의 균일성을 보장할 수 있고, 액체 상태의 포화 흡수체를 이용하는 것에 따른 건조 또는 열처리와 같은 공정을 생략할 수 있고, 다양한 재료를 이용하여 포화 흡수체를 제조할 수 있으며, 포화 흡수체의 대량 생산을 실현할 수 있으며, 광 섬유에 포화 흡수체를 부착하는 과정에서 발생하는 오염을 최소화할 수 있는 것인 3차원 프린팅을 이용한 포화 흡수체의 제조 방법을 제공하는 데 있다.It is an object of the present invention to provide a process for producing a saturated absorbent which can ensure the uniformity of the process for producing a saturated absorbent and which can omit processes such as drying or heat treatment by using a saturated absorbent in a liquid state, The present invention provides a method of manufacturing a saturated absorber using three-dimensional printing, which can realize mass production of a saturated absorber and minimizes contamination occurring in the process of attaching a saturated absorber to an optical fiber.
본 발명의 다른 목적은 상기 3차원 프린팅을 이용한 포화 흡수체의 제조 방법을 이용한 포화 흡수체 및 레이저 생성 장치를 제공하는데 있다.It is another object of the present invention to provide a saturated absorber and a laser generating apparatus using the method of manufacturing a saturated absorber using the 3D printing.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명은 (a) 기판 상에 광 섬유를 고정하는 단계; (b) 상기 단계 (a)가 수행된 후, 상기 광 섬유에 포화 흡수체 부착 영역을 형성하는 단계; (c) 포화 흡수 물질을 포함하는 필라멘트를 준비하는 단계; (d) 상기 단계 (b)가 수행된 후, 상기 포화 흡수체 부착 영역에 3차원 프린팅을 이용하여 상기 필라멘트를 출력하는 단계를 포함하되, 상기 단계 (c)는, (c-1) 펠렛(pellet)을 용매를 이용하여 액상화하는 단계; (c-2) 상기 액상화된 펠렛에 상기 포화 흡수 물질을 첨가하는 단계; 및 (c-2) 상기 포화 흡수 물질이 첨가된 상기 펠렛을 압출하여 상기 필라멘트를 형성하는 단계를 포함하는 것인 3차원 프린팅을 이용한 포화 흡수체의 제조 방법을 제공한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a semiconductor device, including: (a) fixing optical fibers on a substrate; (b) after the step (a) is performed, forming a saturated absorber attachment region on the optical fiber; (c) preparing a filament comprising a saturated absorbent material; and (d) outputting the filament using three-dimensional printing to the saturated absorber attachment region after the step (b) is performed, wherein the step (c) comprises: (c-1) Liquefying it with a solvent; (c-2) adding the saturated absorbing material to the liquefied pellet; And (c-2) extruding the pellet to which the saturated absorbent material is added to form the filament. The present invention also provides a method for producing a saturated absorber using three-dimensional printing.
본 발명에 따른 3차원 프린팅을 이용한 포화 흡수체의 제조 방법에 있어서, 상기 단계 (b)는, (b-1) 상기 광 섬유의 일부를 상기 광 섬유의 코어가 노출되지 않도록 연마하여 상기 포화 흡수체 부착 영역을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.In the method of manufacturing a saturated absorber using three-dimensional printing according to the present invention, the step (b) includes the steps of: (b-1) polishing a part of the optical fiber so that the core of the optical fiber is not exposed, To form a region.
또한 본 발명에 따른 3차원 프린팅을 이용한 포화 흡수체의 제조 방법에 있어서, 상기 단계 (b)는, (b-2) 상기 광 섬유의 일부를 상기 광 섬유의 코어가 노출되지 않도록 에칭하여 상기 포화 흡수체 부착 영역을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.In the method of manufacturing a saturated absorber using three-dimensional printing according to the present invention, the step (b) includes the steps of: (b-2) etching a part of the optical fiber so that the core of the optical fiber is not exposed, And forming an attachment region.
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또한 본 발명에 따른 3차원 프린팅을 이용한 포화 흡수체의 제조 방법에 있어서, 상기 펠렛은 PLA(Poly Lactic Acid) 수지, ABS(Acrylonitrile Butadiene Styrene) 수지 및 PC(Polycarbonate) 수지 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.In the method of manufacturing a saturated absorber using three-dimensional printing according to the present invention, the pellet may include at least one of PLA (Poly Lactic Acid) resin, ABS (Acrylonitrile Butadiene Styrene) resin and PC (Polycarbonate) .
또한 본 발명에 따른 3차원 프린팅을 이용한 포화 흡수체의 제조 방법에 있어서, 상기 포화 흡수 물질은, 탄소 나노 튜브, 그래핀, 위상 절연체, 전이 금속 칼코겐화합물, 필드 스쿠터루다이트(Filled Skutterudites), 흑린(Black Phosphorus), 금 나노 입자 및 전이 금속 산화물 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.Also, in the method of manufacturing a saturated absorber using three-dimensional printing according to the present invention, the saturated absorption material may include carbon nanotubes, graphenes, phase insulators, transition metal chalcogen compounds, Filled Skutterudites, (Black Phosphorus), gold nanoparticles, and transition metal oxides.
또한 본 발명은 (a) 기판 상에 그 표면에 포화 흡수체 부착 영역이 형성된 광 섬유를 고정하는 단계; (b) 포화 흡수 물질을 포함하는 필라멘트를 준비하는 단계; 및 (c) 상기 단계 (a)가 수행된 후, 상기 포화 흡수체 부착 영역에 3차원 프린팅을 이용하여 상기 필라멘트를 출력하는 단계를 포함하되, 상기 단계 (b)는, (b-1) 펠렛을 용매를 이용하여 액상화하는 단계; (b-2) 상기 액상화된 펠렛에 상기 포화 흡수 물질을 첨가하는 단계; 및 (b-3) 상기 포화 흡수 물질이 첨가된 상기 펠렛을 압출하여 상기 필라멘트를 형성하는 단계를 포함하는 것인 3차원 프린팅을 이용한 포화 흡수체의 제조 방법을 제공한다.The present invention also provides a method of manufacturing a semiconductor device, comprising the steps of: (a) fixing an optical fiber on a surface of which a saturable absorber- (b) preparing a filament comprising a saturated absorbent material; And (c) after the step (a) is performed, outputting the filament using three-dimensional printing to the saturated absorbent attachment region, wherein step (b) comprises: (b-1) Liquefaction using a solvent; (b-2) adding the saturated absorbing material to the liquefied pellet; And (b-3) extruding the pellet to which the saturated absorbent material is added to form the filament. The present invention also provides a method of manufacturing a saturated absorber using three-dimensional printing.
또한 본 발명에 따른 3차원 프린팅을 이용한 포화 흡수체의 제조 방법에 있어서, 상기 단계 (a)에서, 상기 포화 흡수체 부착 영역은 상기 광 섬유의 일부를 상기 광 섬유의 코어가 노출되지 않도록 연마하거나 또는 에칭하여 형성될 수 있다.In the method of manufacturing a saturated absorber using three-dimensional printing according to the present invention, in the step (a), the saturable absorber-adhering region may be formed by polishing a part of the optical fiber such that the core of the optical fiber is not exposed, .
또한 본 발명에 따른 3차원 프린팅을 이용한 포화 흡수체의 제조 방법에 있어서, 상기 단계 (a)에서, 상기 포화 흡수체 부착 영역은 상기 광 섬유의 일부가 테이퍼된(tapered) 것일 수 있다.Further, in the method of manufacturing a saturated absorber using three-dimensional printing according to the present invention, in the step (a), the saturated absorber-attaching area may be a part of the optical fibers tapered.
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또한 본 발명에 따른 3차원 프린팅을 이용한 포화 흡수체의 제조 방법에 있어서, 상기 펠렛은 PLA 수지, ABS 수지 및 PC 수지 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.In addition, in the method of producing a saturated absorber using three-dimensional printing according to the present invention, the pellet may include at least one of PLA resin, ABS resin, and PC resin.
또한 본 발명에 따른 3차원 프린팅을 이용한 포화 흡수체의 제조 방법에 있어서, 상기 포화 흡수 물질은, 탄소 나노 튜브, 그래핀, 위상 절연체, 전이 금속 칼코겐화합물, 필드 스쿠터루다이트, 흑린, 금 나노 입자 및 전이 금속 산화물 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.Also, in the method of manufacturing a saturated absorber using three-dimensional printing according to the present invention, the saturated absorbing material may be a carbon nanotube, a graphene, a phase insulator, a transition metal chalcogenide, a field scooter lidite, And transition metal oxides.
또한 본 발명은 전술한 3차원 프린팅을 이용한 포화 흡수체의 제조 방법에 따라서 제조된 포화 흡수체를 제공한다.The present invention also provides a saturated absorber produced according to the above-described method for producing a saturated absorber using three-dimensional printing.
또한 본 발명은 전술한 3차원 프린팅을 이용한 포화 흡수체의 제조 방법에 따라서 제조된 포화 흡수체를 포함하는 레이저 생성 장치를 제공한다.The present invention also provides a laser producing apparatus comprising a saturated absorber produced according to the above-described method for producing a saturated absorber using three-dimensional printing.
본 발명에 따르면 포화 흡수체를 제조하는 공정의 균일성을 보장할 수 있고, 액체 상태의 포화 흡수체를 이용하는 것에 따른 건조 또는 열처리와 같은 공정을 생략할 수 있고, 다양한 재료를 이용하여 포화 흡수체를 제조할 수 있으며, 포화 흡수체의 대량 생산을 실현할 수 있으며, 광 섬유에 포화 흡수체를 부착하는 과정에서 발생하는 오염을 최소화할 수 있다.According to the present invention, it is possible to ensure the uniformity of the process for producing a saturated absorbent, to omit the process such as drying or heat treatment by using a saturated absorbent in a liquid state, and to produce a saturated absorbent using various materials Mass production of the saturated absorber can be realized, and contamination occurring in the process of attaching the saturated absorber to the optical fiber can be minimized.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 3차원 프린팅을 이용한 포화 흡수체의 제조 방법의 예시적인 흐름도.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 3차원 프린팅을 이용한 포화 흡수체의 제조 방법에 있어서, 기판 상에 광 섬유가 고정된 상태의 평면도를 도시한 도면.
도 3 내지 도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 3차원 프린팅을 이용한 포화 흡수체의 제조 방법에 있어서, 광 섬유에 포화 흡수체 부착 영역이 형성된 상태를 나타낸 도면으로서, 도 2의 A-A'선을 따른 단면의 일부를 도시한 도면.
도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 3차원 프린팅을 이용한 포화 흡수체의 제조 방법에 있어서, 포화 흡수 물질을 포함하는 필라멘트를 준비하는 단계의 예시적인 흐름도.
도 6은 본 발명의 제1 실시예에 따른 3차원 프린팅을 이용한 포화 흡수체의 제조 방법에 있어서, 포화 흡수체 부착 영역에 3차원 프린팅을 이용하여 필라멘트를 출력한 상태를 도시한 도면
도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 3차원 프린팅을 이용한 포화 흡수체의 제조 방법의 예시적인 흐름도.
도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 3차원 프린팅을 이용한 포화 흡수체의 제조 방법에 있어서, 광 섬유의 일부가 테이퍼되는 것에 의해 형성된 포화 흡수체 부착 영역을 도시하는 도면.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 3차원 프린팅을 이용한 포화 흡수체의 제조 방법에 따라서 제조된 포화 흡수체의 비선형 투과 곡선을 도시한 도면.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 3차원 프린팅을 이용한 포화 흡수체의 제조 방법을 이용하여 제조된 포화 흡수체를 포함하는 레이저 생성 장치의 예시적인 블록도.
도 11은 본 발명의 레이저 생성 장치에 의해서 생성된 Q-스위칭 펄스를 도시한 도면.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Figure 1 is an exemplary flow chart of a method of manufacturing a saturated absorber using three-dimensional printing according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a plan view showing a state in which optical fibers are fixed on a substrate in a method of manufacturing a saturated absorber using three-dimensional printing according to a first embodiment of the present invention. FIG.
3 to 4 are views showing a state in which a saturated absorber attachment region is formed on an optical fiber in a method of manufacturing a saturated absorber using 3D printing according to the first embodiment of the present invention, ≪ RTI ID = 0.0 > a < / RTI >
5 is an exemplary flow chart of a step of preparing a filament comprising a saturated absorbent material in a method of making a saturated absorber using three-dimensional printing according to a first embodiment of the present invention.
6 is a view illustrating a state in which a filament is output using three-dimensional printing in a saturated absorber attachment region in a method of manufacturing a saturated absorber using three-dimensional printing according to the first embodiment of the present invention
7 is an exemplary flow chart of a method of manufacturing a saturated absorber using three-dimensional printing in accordance with a second embodiment of the present invention.
8 is a view showing a saturated absorber attachment region formed by tapering a part of an optical fiber in a method of manufacturing a saturated absorber using three-dimensional printing according to a second embodiment of the present invention.
9 illustrates nonlinear transmission curves of a saturated absorber produced according to a method of making a saturated absorber using three-dimensional printing according to an embodiment of the present invention.
10 is an exemplary block diagram of a laser producing device including a saturated absorber fabricated using a method of making a saturated absorber using three-dimensional printing in accordance with an embodiment of the present invention.
11 illustrates Q-switching pulses generated by the laser generation apparatus of the present invention.
이하, 본 발명의 3차원 프린팅을 이용한 포화 흡수체의 제조 방법 및 이를 이용한 포화 흡수체 및 레이저 생성 장치의 실시예를 첨부한 도면을 참조로 보다 구체적으로 설명한다. 한편 본 발명의 실시예를 설명하기 위한 도면들에서, 설명의 편의를 위해서 실제 구성 중 일부만을 도시하거나 일부를 생략하여 도시하거나 변형하여 도시하거나 또는 축척이 다르게 도시될 수 있다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a method of manufacturing a saturated absorber using three-dimensional printing according to the present invention, and embodiments of a saturated absorber and a laser generating apparatus using the same will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the drawings for explaining embodiments of the present invention, for the sake of convenience of explanation, only a part of the actual structure is shown or a part thereof is omitted or shown, or the scales may be shown differently.
<제1 실시예>≪ Embodiment 1 >
이하 본 발명의 제1 실시예를 설명한다.Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 3차원 프린팅을 이용한 포화 흡수체의 제조 방법의 예시적인 흐름도이다.1 is an exemplary flow chart of a method of manufacturing a saturated absorber using three-dimensional printing according to a first embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 우선 기판 상에 광 섬유를 고정한다(S110).Referring to FIG. 1, an optical fiber is fixed on a substrate (S110).
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 3차원 프린팅을 이용한 포화 흡수체의 제조 방법에 있어서, 기판 상에 광 섬유가 고정된 상태의 평면도를 도시한 도면이다.2 is a plan view showing a state in which optical fibers are fixed on a substrate in a method of manufacturing a saturated absorber using three-dimensional printing according to a first embodiment of the present invention.
도 2를 참조하면, 기판(190) 상에 광 섬유(100)가 고정된다.Referring to FIG. 2, an
기판(190)으로서, 예컨대 글래스 기판 또는 실리콘 기판과 같은 기판이 이용될 수 있다. As the
광 섬유(100)는 기판(190) 상에 접착 물질을 이용하여 접착되거나, 열 용융에 의해서 융착될 수 있다.The
광섬유(100)는 예컨대 실리카 광섬유에 어븀을 첨가한 어븀 첨가 광섬유일 수 있으며, 실리카 광섬유에 툴륨-홀뮴을 첨가한 툴륨-홀륨 첨가 광섬유 혹은 실리카 광섬유에 이터븀을 첨가한 이터븀 첨가 광섬유일 수도 있다. 또는 광섬유(100)는 전술한 광섬유 이외의 기존에 광섬유 레이저 등을 위해서 사용되는 다른 광섬유일 수도 있다.The
다시 도 1을 참조하면, 단계 S110이 수행된 후, 광 섬유에 포화 흡수체 부착 영역을 형성한다(S130).Referring again to FIG. 1, after step S110 is performed, a saturated absorber attachment region is formed on the optical fiber (S130).
도 3 내지 도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 3차원 프린팅을 이용한 포화 흡수체의 제조 방법에 있어서, 광 섬유에 포화 흡수체 부착 영역이 형성된 상태를 나타낸 도면으로서, 도 2의 A-A'선을 따른 단면의 일부를 도시한 도면이다. 도 3에서 기판(190)은 도시를 생략하며, 도 3에 도시된 광 섬유(100) 및 포화 흡수체 부착 영역의 축척 및 형상은 설명을 위해서 실제 축척 또는 모양과는 완전히 일치하지 않을 수도 있다.3 to 4 are views showing a state in which a saturated absorber attachment region is formed on an optical fiber in a method of manufacturing a saturated absorber using 3D printing according to the first embodiment of the present invention, 1 is a view showing a part of a section along a line. The
도 3을 참조하면, 단계 S130에 따라서, 광 섬유(100)의 일부를 광 섬유(100)의 코어(110)가 노출되지 않도록 연마하여 포화 흡수체 부착 영역(130)을 형성한다.Referring to FIG. 3, according to step S130, a part of the
즉 광 섬유(100)의 코어(110)가 노출되지 않도록 광 섬유(100)의 클래딩(120, 125) 부분의 일부만을 연마 장치(미도시)에 의해서 연마하는 것에 의해서, 광 섬유(100)에 포화 흡수체 부착 영역(130)이 형성된다. 도 3을 참조하면, 광 섬유(100)의 클래딩(120, 125) 중 상부의 클래딩(120) 부분의 일부만이 연마되어 포화 흡수체 부착 영역(130)이 형성된다.Only a part of the
한편 광 섬유(100)의 일부를 연마하는 것에 아니라, 광 섬유(100)를 에칭하는 것에 의해서 포화 흡수체 부착 영역(130)을 형성할 수도 있다.On the other hand, the saturated
도 4를 참조하면, 단계 S130에 따라서, 광 섬유(100)의 일부를 광 섬유(100)의 코어(110)가 노출되지 않도록 에칭하여 포화 흡수체 부착 영역(130)을 형성한다.Referring to FIG. 4, according to step S130, a part of the
즉 광 섬유(100)의 코어(110)가 노출되지 않도록 광 섬유(100)의 클래딩(120, 125) 부분의 일부만을 에칭하는 것에 의해서, 광 섬유(100)에 포화 흡수체 부착 영역(130, 135)이 형성된다. 도 3을 참조하면, 광 섬유(100)의 클래딩(120, 125) 중 일부만이 연마되어 포화 흡수체 부착 영역(130)이 형성된다. 도 3과는 다르게, 광 섬유(100)의 하부의 클래딩(125)에 대응되는 부분도 에칭되어 포화 흡수체 부착 영역(130, 135)이 형성된다.That is, only the part of the
다시 도 1을 참조하면, 포화 흡수 물질을 포함하는 필라멘트를 준비한다(S150).Referring again to FIG. 1, a filament containing a saturated absorbent material is prepared (S150).
도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 3차원 프린팅을 이용한 포화 흡수체의 제조 방법에 있어서, 포화 흡수 물질을 포함하는 필라멘트를 준비하는 단계의 예시적인 흐름도이다.5 is an exemplary flow chart of a step of preparing a filament comprising a saturated absorbent material in a method of making a saturated absorber using three-dimensional printing according to a first embodiment of the present invention.
도 5를 참조하면, 우선 펠렛(pellet)을 용매를 이용하여 액상화한다(S151).Referring to FIG. 5, first, the pellet is liquefied by using a solvent (S151).
펠렛은 PLA 수지, ABS 수지 및 PC 수지 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.The pellet may comprise at least one of PLA resin, ABS resin and PC resin.
용매는 예컨대 유기 용매이다.The solvent is, for example, an organic solvent.
다음에는, 단계 S151을 통하여 액상화된 펠렛에 포화 흡수 물질을 첨가한다(S153).Next, a saturated absorption material is added to the liquefied pellet through step S151 (S153).
포화 흡수 물질은, 탄소 나노 튜브, 그래핀, 위상 절연체, 전이 금속 칼코겐화합물, 필드 스쿠터루다이트, 흑린, 금 나노 입자 및 전이 금속 산화물 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.The saturated absorbing material may include at least one of carbon nanotubes, graphene, phase insulators, transition metal chalcogen compounds, field scooter lidites, black lumps, gold nanoparticles, and transition metal oxides.
다음에는, 단계 S151을 통하여 포화 흡수 물질이 첨가된 펠렛을 압출하여 필라멘트를 형성한다(S155).Next, the pellet to which the saturated absorbent material is added is extruded through step S151 to form filaments (S155).
단계 S155는 예컨대 필라멘트 제조기를 이용하여 수행될 수 있다.Step S155 may be performed using a filament maker, for example.
단계 S150은 예컨대 단계 S110 또는 S130이 수행되기 전, 수행되는 도중 또는 수행된 후에 수행될 수 있다.Step S150 may be performed before, during or after, for example, step S110 or S130.
다시 도 1을 참조하면, 단계 S130이 수행된 후, 포화 흡수체 부착 영역에 3차원 프린팅을 이용하여 필라멘트를 출력한다(S170).Referring again to FIG. 1, after step S130 is performed, the filament is output using the three-dimensional printing on the saturated absorber-adhered area (S170).
도 6은 본 발명의 제1 실시예에 따른 3차원 프린팅을 이용한 포화 흡수체의 제조 방법에 있어서, 포화 흡수체 부착 영역에 3차원 프린팅을 이용하여 필라멘트를 출력한 상태를 도시한 도면이다.FIG. 6 is a view illustrating a state in which filaments are output using three-dimensional printing in a region where a saturated absorber is attached in a method of manufacturing a saturated absorber using three-dimensional printing according to the first embodiment of the present invention.
도 6을 참조하면, 도 3을 참조로 도시된 포화 흡수체 부착 영역(130)에 필라멘트(150)가 부착된 상태가 도시된다.Referring to FIG. 6, there is shown a state in which the
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 제1 실시예에 따라서 포화 흡수체가 제조될 수 있다.As described above, according to the first embodiment of the present invention, a saturated absorber can be manufactured.
<제2 실시예>≪ Embodiment 2 >
이하 본 발명의 제2 실시예를 설명한다.A second embodiment of the present invention will be described below.
도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 3차원 프린팅을 이용한 포화 흡수체의 제조 방법의 예시적인 흐름도이다. 본 발명의 제2 실시예에 따른 3차원 프린팅을 이용한 포화 흡수체의 제조 방법은 본 발명의 제1 실시예에 따른 3차원 프린팅을 이용한 포화 흡수체의 제조 방법과의 차이점을 위주로 설명한다.7 is an exemplary flow chart of a method of manufacturing a saturated absorber using three-dimensional printing according to a second embodiment of the present invention. The method of manufacturing a saturated absorber using 3D printing according to a second embodiment of the present invention will be described focusing on differences from the method of manufacturing a saturated absorber using 3D printing according to the first embodiment of the present invention.
도 7을 참조하면, 우선 기판 상에 그 표면에 포화 흡수체 부착 영역이 형성된 광 섬유를 고정한다(S210).Referring to FIG. 7, first, an optical fiber on which a saturable absorber attachment region is formed is fixed on a substrate (S210).
본 발명의 제1 실시예에 따른 3차원 프린팅을 이용한 포화 흡수체의 제조 방법에서와는 달리, 본 발명의 제2 실시예의 단계 S210은 기판 상에 그 표면에 포화 흡수체 부착 영역이 형성된 광 섬유를 고정하는 것이다. 즉 본 발명의 제1 실시예의 단계 S110 및 단계 S130 대신에, 본 발명의 제2 실시예에 따르면, 단계 S210이 수행된다.Unlike the method of producing a saturated absorber using three-dimensional printing according to the first embodiment of the present invention, step S210 of the second embodiment of the present invention is to fix the optical fiber on which a saturated absorber- . That is, instead of steps S110 and S130 of the first embodiment of the present invention, according to the second embodiment of the present invention, step S210 is performed.
그 표면에 포화 흡수체 부착 영역이 형성된 광 섬유는 기판 상에 접착 물질을 이용하여 접착되거나, 열 용융에 의해서 융착될 수 있다.The optical fiber having the saturated absorber-adhered region formed on its surface can be bonded onto the substrate using an adhesive material or fused by thermal melting.
그 표면에 포화 흡수체 부착 영역이 형성된 광섬유는, 전술한 바와 같이 예컨대 실리카 광섬유에 어븀을 첨가한 어븀 첨가 광 섬유일 수 있으며, 실리카 광 섬유에 툴륨-홀륨을 첨가한 툴륨-홀륨 첨가 광 섬유, 혹은 실리카 광섬유에 이터븀을 첨가한 이터븀 첨가 광섬유일 수도 있으며, 기존에 광섬유 레이저 등을 위해서 사용되는 다른 광 섬유일 수도 있다.The optical fiber in which the saturable absorber attachment region is formed on the surface thereof may be, for example, an erbium-doped optical fiber doped with erbium in a silica optical fiber, a thulium-holmium-doped optical fiber doped with thulium- It may be a ytterbium-doped silica fiber doped with ytterbium, or may be another optical fiber used for a conventional fiber laser.
예컨대, 포화 흡수체 부착 영역은 광 섬유의 일부를 광 섬유의 코어가 노출되지 않도록 연마하거나 또는 에칭하여 형성된 것일 수 있다. 예컨대 도 3 또는 도 4에 도시된 바와 갈이 포화 흡수체 부착 영역(130, 135)이 그 표면에 형성된 광 섬유가 기판 상에 고정된다.For example, the saturable absorber attaching region may be formed by polishing or etching a part of the optical fiber such that the core of the optical fiber is not exposed. For example, as shown in FIG. 3 or FIG. 4, the optical fibers on which the saturable absorber-adhered
한편, 단계 S210에서, 포화 흡수체 부착 영역은 광 섬유의 일부가 테이퍼된(tapered) 것일 수도 있다.On the other hand, in step S210, the saturated absorber-attaching area may be a part of the optical fibers tapered.
도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 3차원 프린팅을 이용한 포화 흡수체의 제조 방법에 있어서, 광 섬유의 일부가 테이퍼되는 것에 의해 형성된 포화 흡수체 부착 영역을 도시하는 도면이다.8 is a view showing a saturated absorber attachment region formed by tapering a part of optical fibers in a method of manufacturing a saturated absorber using three-dimensional printing according to a second embodiment of the present invention.
도 8을 참조하면, 광 섬유(100)의 일부가 테이퍼되는 것에 의해서 포화 흡수체 부착 영역(130, 135)이 형성된다. 예컨대 광 섬유(100)를 열을 가하면서 길게 연장시키는 것에 의해서, 포화 흡수체 부착 영역(130, 135)이 형성될 수 있다Referring to Fig. 8, the saturable
단계 S210을 통하여, 그 표면에 포화 흡수체 부착 영역이 형성된 광 섬유가 기판 상에 고정되므로, 제1 실시예에서 단계 S110 및 단계 S130로 구분되어 수행되던 것이 하나의 단계 S210을 통하여 수행될 수 있다.Through step S210, since the optical fiber on which the saturable absorber-adhered area is formed is fixed on the substrate, what has been performed in steps S110 and S130 in the first embodiment can be performed through one step S210.
다만, 그 표면에 포화 흡수체 부착 영역이 형성된 광 섬유는 파손 가능성이 일반적인 광 섬유에 비해서 높다. 따라서, 본 발명의 제2 실시예에 따른 3차원 프린팅을 이용한 포화 흡수체의 제조 방법은 본 발명의 제1 실시예에 따른 3차원 프린팅을 이용한 포화 흡수체의 제조 방법보다 제한적인 환경에서, 즉 전술한 파손 가능성이 낮은 환경에서 적용될 수 있다.However, the optical fiber in which the saturable absorber-adhered region is formed on the surface thereof is higher in breakage probability than the ordinary optical fiber. Therefore, the method of manufacturing a saturated absorber using three-dimensional printing according to the second embodiment of the present invention is more restrictive than the method of manufacturing a saturated absorber using three-dimensional printing according to the first embodiment of the present invention, It can be applied in an environment with low possibility of breakage.
다시 도 7을 참조하면, 포화 흡수 물질을 포함하는 필라멘트를 준비한다(S250). 본 발명의 제2 실시예의 단계 S250은 본 발명의 제1 실시예의 단계 S150과 실질적으로 동일하다. 따라서 본 발명의 제2 실시예의 단계 S250은 상세한 설명을 생략한다.Referring again to FIG. 7, a filament containing a saturated absorbing material is prepared (S250). Step S250 of the second embodiment of the present invention is substantially the same as step S150 of the first embodiment of the present invention. Therefore, step S250 of the second embodiment of the present invention is not described in detail.
다시 도 7을 참조하면, 단계 S210이 수행된 후, 포화 흡수체 부착 영역에 3차원 프린팅을 이용하여 필라멘트를 출력한다(S270). 본 발명의 제2 실시예의 단계 S270은 본 발명의 제1 실시예의 단계 S170과 실질적으로 동일하다. 따라서 본 발명의 제2 실시예의 단계 S270은 상세한 설명을 생략한다.Referring again to FIG. 7, after step S210 is performed, the filament is output using the three-dimensional printing on the saturated absorber-adhered area (S270). Step S270 of the second embodiment of the present invention is substantially the same as Step S170 of the first embodiment of the present invention. Therefore, step S270 of the second embodiment of the present invention is not described in detail.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 제2 실시예에 따라서 포화 흡수체가 제조될 수 있다.As described above, according to the second embodiment of the present invention, a saturated absorber can be manufactured.
<본 발명의 실시예에 따라서 제조된 포화 흡수체 및 이를 이용한 레이저 생성 장치>≪ Saturable absorber manufactured according to an embodiment of the present invention and a laser generating device using the same [
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 3차원 프린팅을 이용한 포화 흡수체의 제조 방법에 따라서 제조된 포화 흡수체의 비선형 투과 곡선을 도시한 도면이다.9 is a diagram showing a nonlinear transmission curve of a saturated absorber manufactured according to a method of manufacturing a saturated absorber using three-dimensional printing according to an embodiment of the present invention.
도 9의 비선형 투과 곡선을 도출하기 위해서, 본 발명의 제1 실시예에 따라서 포화 흡수체가 제조되었으며, 입사 광원은 1560nm 대역의 모드 잠금 레이저를 이용하였다. 모드 잠금 레이저의 펄스 폭은 800fs 정도이며, 펄스 반복율은 22MHz정도였다. 도 9를 참조하면, 측정된 포화 흡수체의 비선형 투과 곡선은 입사 빔의 세기가 낮은 경우에는 투과 정도가 낮고, 입사 빔의 세기가 세질수록 투과도가 점점 증가하는 전형적인 포화 흡수체의 비선형 투과 특성을 나타낸다. 변조 깊이는 60.5%정도로 측정되었다.In order to derive the nonlinear transmission curve of FIG. 9, a saturated absorber was manufactured according to the first embodiment of the present invention, and a mode locking laser in the 1560 nm band was used as the incident light source. The pulse width of the mode locking laser was about 800 fs, and the pulse repetition rate was about 22 MHz. Referring to FIG. 9, the nonlinear transmission curve of the measured saturated absorber exhibits a nonlinear transmission characteristic of a typical saturated absorber in which the transmittance is low when the intensity of the incident beam is low, and the transmittance is gradually increased with the intensity of the incident beam. The modulation depth was measured to be about 60.5%.
따라서 본 발명의 3차원 프린팅을 이용한 포화 흡수체의 제조 방법에 따라서 제조된 포화 흡수체는 포화 흡수체로서 동작이 가능하다는 것을 확인할 수 있다.Therefore, it can be confirmed that the saturated absorber produced according to the method of producing a saturated absorber using the three-dimensional printing of the present invention can operate as a saturated absorber.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 3차원 프린팅을 이용한 포화 흡수체의 제조 방법을 이용하여 제조된 포화 흡수체를 포함하는 레이저 생성 장치의 예시적인 블록도이다.10 is an exemplary block diagram of a laser generating device including a saturated absorber fabricated using a method of making a saturated absorber using three-dimensional printing in accordance with an embodiment of the present invention.
도 10을 참조하면, 레이저 생성 장치(300), 즉 레이저 공진기는, 전술한 본 발명의 실시예에 따른 3차원 프린팅을 이용한 포화 흡수체의 제조 방법을 이용하여 제조된 포화 흡수체(200)와, 이득 물질(210)과, 아이솔레이터(isolator)(220)와, 편광 조절기(PC)(230)와, 커플러(240)와, 파장 분할 다중화기(wavelength division multiplexer, WDM)(250)와, 광원(260)을 포함한다.Referring to FIG. 10, the
이득 물질(210)로서, 예컨대 2.3m의 어븀 첨가 광 섬유가 사용되었다. 아이솔레이터(220)가 단일 방향의 빔 진행을 위해서 이용되었다.As the
편광 조절기(230)를 이용하여 레이저 공진기 내의 편광 상태를 확인하였다.The
커플러(240)로서, 90:10 커플러를 이용하여 레이저 빔의 10%를 출력으로 하였다.As the
파장 분할 다중화기(250)로서 예컨대 980/1550nm 파장 분할 다중화기가 사용되었다.As the
광원(260)으로서는 980nm 펌프 레이저 다이오드가 예시적으로 사용되었다.As the
도 10을 참조로 한 레이저 생성 장치(300)는 예시적인 구성일 뿐이며, 본 발명에 따른 포화 흡수체(200)를 사용하는 것을 제외하면 종래 구성과 유사하므로 상세한 설명을 생략한다.10 is merely an exemplary configuration and is similar to the conventional configuration except that the
도 10을 참조로 한 레이저 생성 장치(300)의 구성은 예시적인 것일 뿐이므로, 본 발명의 권리 범위가 이에 한정되지 않는다는 것은 말할 필요도 없다. 즉 본 발명에 따른 레이저 생성 장치는 도 10에 도시된 구성 뿐만 아니라 다양하게 변경된 구성에도 적용될 수 있으며, 특히 본 발명에 따른 포화 흡수체(200)를 구비하는 레이저 생성 장치에 적용될 수 있다.It is needless to say that the scope of the present invention is not limited to this because the configuration of the
이하 도 10의 예시적인 구성을 기초로 실험한 결과를 설명한다.The results of experiments based on the exemplary configuration of FIG. 10 will be described below.
도 11은 본 발명의 레이저 생성 장치에 의해서 생성된 Q-스위칭 펄스를 도시한 도면이다.11 is a diagram showing Q-switching pulses generated by the laser generating apparatus of the present invention.
레이저 공진기의 펌프 파워를 서서히 증가시키며 레이저의 출력을 광 스펙트럼 분석기 및 오실로스코프를 이용하여 측정하였다. 레이저 공진기의 펌프 파워가 60 mW 이상이 되었을 때부터 레이저 공진기는 Q-스위칭 펄스를 생성하였다. Q-스위칭 펄스는 레이저 공진기 내의 편광 상태와 무관하게 발진되었으며, 펌프 파워가 150 mW에 도달했을 때 더 이상 생성되지 않았다.The pump power of the laser resonator was gradually increased and the output of the laser was measured using an optical spectrum analyzer and an oscilloscope. Since the pump power of the laser resonator became more than 60 mW, the laser resonator generated a Q-switching pulse. The Q-switching pulse was oscillated irrespective of the polarization state in the laser resonator and no longer produced when the pump power reached 150 mW.
도 11은 특히 펌프 파워 80mW에서 측정된 Q-스위칭 펄스를 도시한다. 출력된 Q-스위칭 레이저의 중심 파장은 1559nm 정도였으며, 출력 평균 파워는 0.7 mW 로 측정되었다. 펄스 폭과 반복률은 각각 6.5 마이크로세컨드(μs), 33.9 kHz 정도였다.Figure 11 shows Q-switching pulses measured at a pump power of 80 mW in particular. The center wavelength of the output Q-switching laser was about 1559 nm, and the average output power was measured at 0.7 mW. The pulse width and repetition rate were about 6.5 microseconds (μs) and 33.9 kHz, respectively.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면 포화 흡수체를 제조하는 공정의 균일성을 보장할 수 있고, 액체 상태의 포화 흡수체를 이용하는 것에 따른 건조 또는 열처리와 같은 공정을 생략할 수 있고, 다양한 재료를 이용하여 포화 흡수체를 제조할 수 있으며, 포화 흡수체의 대량 생산을 실현할 수 있으며, 광 섬유에 포화 흡수체를 부착하는 과정에서 발생하는 오염을 최소화할 수 있다.As described above, according to the present invention, it is possible to ensure the uniformity of the process for producing a saturated absorbent, and omitting processes such as drying or heat treatment by using a saturated absorbent in a liquid state, The saturable absorber can be manufactured, mass production of the saturated absorber can be realized, and contamination occurring in the process of attaching the saturable absorber to the optical fiber can be minimized.
비록 본 발명의 구성이 구체적으로 설명되었지만 이는 단지 본 발명을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가지는 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변형이 가능할 것이다.Although the present invention has been described in detail, it should be understood that the present invention is not limited thereto. Those skilled in the art will appreciate that various modifications may be made without departing from the essential characteristics of the present invention. Will be possible.
따라서 본 명세서에 개시된 실시예들은 본 발명을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 사상과 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 범위는 아래의 청구범위에 의해 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.Therefore, the embodiments disclosed in the present specification are intended to illustrate rather than limit the present invention, and the scope and spirit of the present invention are not limited by these embodiments. The scope of the present invention should be construed according to the following claims, and all the techniques within the scope of equivalents should be construed as being included in the scope of the present invention.
본 발명에 따르면 포화 흡수체를 제조하는 공정의 균일성을 보장할 수 있고, 액체 상태의 포화 흡수체를 이용하는 것에 따른 건조 또는 열처리와 같은 공정을 생략할 수 있고, 다양한 재료를 이용하여 포화 흡수체를 제조할 수 있으며, 포화 흡수체의 대량 생산을 실현할 수 있으며, 광 섬유에 포화 흡수체를 부착하는 과정에서 발생하는 오염을 최소화할 수 있다.According to the present invention, it is possible to ensure the uniformity of the process for producing a saturated absorbent, to omit the process such as drying or heat treatment by using a saturated absorbent in a liquid state, and to produce a saturated absorbent using various materials Mass production of the saturated absorber can be realized, and contamination occurring in the process of attaching the saturated absorber to the optical fiber can be minimized.
100: 광 섬유 110: 코어
120, 125: 클래딩 130, 135: 포화 흡수체 부착 영역
150: 필라멘트 190: 기판
200: 포화 흡수체 210: 이득 물질
220: 아이솔레이터 230: 편광 조절기
240: 커플러 250: 파장 분할 다중화기
260: 광원 300: 레이저 생성 장치100: optical fiber 110: core
120, 125:
150: filament 190: substrate
200: Saturated absorber 210: Gain material
220: Isolator 230: Polarization controller
240: Coupler 250: Wavelength Division Multiplexer
260: light source 300: laser generating device
Claims (14)
(b) 상기 단계 (a)가 수행된 후, 상기 광 섬유에 포화 흡수체 부착 영역을 형성하는 단계;
(c) 포화 흡수 물질을 포함하는 필라멘트를 준비하는 단계;
(d) 상기 단계 (b)가 수행된 후, 상기 포화 흡수체 부착 영역에 3차원 프린팅을 이용하여 상기 필라멘트를 출력하는 단계
를 포함하되,
상기 단계 (c)는,
(c-1) 펠렛(pellet)을 용매를 이용하여 액상화하는 단계;
(c-2) 상기 액상화된 펠렛에 상기 포화 흡수 물질을 첨가하는 단계; 및
(c-2) 상기 포화 흡수 물질이 첨가된 상기 펠렛을 압출하여 상기 필라멘트를 형성하는 단계
를 포함하는 것인 3차원 프린팅을 이용한 포화 흡수체의 제조 방법.(a) fixing optical fibers on a substrate;
(b) after the step (a) is performed, forming a saturated absorber attachment region on the optical fiber;
(c) preparing a filament comprising a saturated absorbent material;
(d) after the step (b) is performed, outputting the filament using three-dimensional printing to the saturated absorber-
, ≪ / RTI &
The step (c)
(c-1) liquefying the pellet with a solvent;
(c-2) adding the saturated absorbing material to the liquefied pellet; And
(c-2) extruding the pellet to which the saturated absorbent material is added to form the filament
Wherein the method comprises the steps of:
상기 단계 (b)는,
(b-1) 상기 광 섬유의 일부를 상기 광 섬유의 코어가 노출되지 않도록 연마하여 상기 포화 흡수체 부착 영역을 형성하는 단계
를 포함하는 것인 3차원 프린팅을 이용한 포화 흡수체의 제조 방법.The method according to claim 1,
The step (b)
(b-1) polishing a part of the optical fibers so as not to expose the core of the optical fiber to form the saturated absorber-attaching area
Wherein the method comprises the steps of:
상기 단계 (b)는,
(b-2) 상기 광 섬유의 일부를 상기 광 섬유의 코어가 노출되지 않도록 에칭하여 상기 포화 흡수체 부착 영역을 형성하는 단계
를 포함하는 것인 3차원 프린팅을 이용한 포화 흡수체의 제조 방법.The method according to claim 1,
The step (b)
(b-2) etching a portion of the optical fiber such that the core of the optical fiber is not exposed to form the saturated absorber-adhering region
Wherein the method comprises the steps of:
상기 펠렛은 PLA(Poly Lactic Acid) 수지, ABS(Acrylonitrile Butadiene Styrene) 수지 및 PC(Polycarbonate) 수지 중 적어도 하나를 포함하는 것인 3차원 프린팅을 이용한 포화 흡수체의 제조 방법.The method according to claim 1,
Wherein the pellet comprises at least one of PLA (Poly Lactic Acid) resin, ABS (Acrylonitrile Butadiene Styrene) resin and PC (Polycarbonate) resin.
상기 포화 흡수 물질은, 탄소 나노 튜브, 그래핀, 위상 절연체, 전이 금속 칼코겐화합물, 필드 스쿠터루다이트(Filled Skutterudites), 흑린(Black Phosphorus), 금 나노 입자 및 전이 금속 산화물 중 적어도 하나를 포함하는 것인 3차원 프린팅을 이용한 포화 흡수체의 제조 방법.The method according to claim 1,
Wherein the saturated absorbing material comprises at least one of carbon nanotubes, graphene, phase insulators, transition metal chalcogen compounds, Filled Skutterudites, Black Phosphorus, gold nanoparticles and transition metal oxides ≪ RTI ID = 0.0 > 3-dimensional < / RTI >
(b) 포화 흡수 물질을 포함하는 필라멘트를 준비하는 단계; 및
(c) 상기 단계 (a)가 수행된 후, 상기 포화 흡수체 부착 영역에 3차원 프린팅을 이용하여 상기 필라멘트를 출력하는 단계
를 포함하되,
상기 단계 (b)는,
(b-1) 펠렛을 용매를 이용하여 액상화하는 단계;
(b-2) 상기 액상화된 펠렛에 상기 포화 흡수 물질을 첨가하는 단계; 및
(b-3) 상기 포화 흡수 물질이 첨가된 상기 펠렛을 압출하여 상기 필라멘트를 형성하는 단계
를 포함하는 것인 3차원 프린팅을 이용한 포화 흡수체의 제조 방법.(a) fixing an optical fiber on the substrate on which a saturated absorber-adhered region is formed;
(b) preparing a filament comprising a saturated absorbent material; And
(c) after the step (a) is performed, outputting the filament using three-dimensional printing to the saturated absorbent attachment region
, ≪ / RTI &
The step (b)
(b-1) liquefying the pellet with a solvent;
(b-2) adding the saturated absorbing material to the liquefied pellet; And
(b-3) extruding the pellet to which the saturated absorbent material is added to form the filament
Wherein the method comprises the steps of:
상기 단계 (a)에서, 상기 포화 흡수체 부착 영역은 상기 광 섬유의 일부를 상기 광 섬유의 코어가 노출되지 않도록 연마하거나 또는 에칭하여 형성된 것인 3차원 프린팅을 이용한 포화 흡수체의 제조 방법.8. The method of claim 7,
Wherein in the step (a), the saturable absorber-adhering region is formed by polishing or etching a part of the optical fiber so that the core of the optical fiber is not exposed.
상기 단계 (a)에서, 상기 포화 흡수체 부착 영역은 상기 광 섬유의 일부가 테이퍼된(tapered) 것인 3차원 프린팅을 이용한 포화 흡수체의 제조 방법.8. The method of claim 7,
Wherein in the step (a), the saturable absorber attachment region is tapered at a portion of the optical fibers.
상기 펠렛은 PLA 수지, ABS 수지 및 PC 수지 중 적어도 하나를 포함하는 것인 3차원 프린팅을 이용한 포화 흡수체의 제조 방법.8. The method of claim 7,
Wherein the pellet comprises at least one of PLA resin, ABS resin and PC resin.
상기 포화 흡수 물질은, 탄소 나노 튜브, 그래핀, 위상 절연체, 전이 금속 칼코겐화합물, 필드 스쿠터루다이트, 흑린, 금 나노 입자 및 전이 금속 산화물 중 적어도 하나를 포함하는 것인 3차원 프린팅을 이용한 포화 흡수체의 제조 방법.8. The method of claim 7,
Wherein the saturated absorbing material comprises at least one of carbon nanotubes, graphene, phase insulators, transition metal chalcogen compounds, field scooter lidites, black rinses, gold nanoparticles and transition metal oxides. A method of manufacturing an absorber.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020170068790A KR101891486B1 (en) | 2017-06-02 | 2017-06-02 | Method of manufacturing saturable absorber and saturable absorber and laser generating apparatus using the same |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110391583A (en) * | 2019-07-03 | 2019-10-29 | 浙江大学 | Saturable absorber and preparation method thereof based on non-stoichiometric transition metal oxide film |
CN114986882A (en) * | 2022-05-30 | 2022-09-02 | 深圳技术大学 | Preparation system and method of ultrasonic sensor based on laser curing printing technology |
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-
2017
- 2017-06-02 KR KR1020170068790A patent/KR101891486B1/en active IP Right Grant
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