KR101418014B1 - 축-비대칭 패브리 페롯 공진기 및 그 제작 방법 - Google Patents

축-비대칭 패브리 페롯 공진기 및 그 제작 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR101418014B1
KR101418014B1 KR1020120100302A KR20120100302A KR101418014B1 KR 101418014 B1 KR101418014 B1 KR 101418014B1 KR 1020120100302 A KR1020120100302 A KR 1020120100302A KR 20120100302 A KR20120100302 A KR 20120100302A KR 101418014 B1 KR101418014 B1 KR 101418014B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
mirrors
pair
mirror
fabry
perot resonator
Prior art date
Application number
KR1020120100302A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20140034402A (ko
Inventor
안경원
김준기
김동훈
송영훈
이문주
서원택
홍현규
Original Assignee
서울대학교산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 서울대학교산학협력단 filed Critical 서울대학교산학협력단
Priority to KR1020120100302A priority Critical patent/KR101418014B1/ko
Publication of KR20140034402A publication Critical patent/KR20140034402A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101418014B1 publication Critical patent/KR101418014B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/05—Construction or shape of optical resonators; Accommodation of active medium therein; Shape of active medium
    • H01S3/08—Construction or shape of optical resonators or components thereof
    • H01S3/08018—Mode suppression
    • H01S3/08022—Longitudinal modes
    • H01S3/08027—Longitudinal modes by a filter, e.g. a Fabry-Perot filter is used for wavelength setting
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/005—Optical devices external to the laser cavity, specially adapted for lasers, e.g. for homogenisation of the beam or for manipulating laser pulses, e.g. pulse shaping
    • H01S3/0071—Beam steering, e.g. whereby a mirror outside the cavity is present to change the beam direction
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/10—Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating
    • H01S3/106—Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating by controlling devices placed within the cavity
    • H01S3/1062—Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating by controlling devices placed within the cavity using a controlled passive interferometer, e.g. a Fabry-Perot etalon

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Mechanical Light Control Or Optical Switches (AREA)

Abstract

본 발명은 페브리 페롯(Fabry-Perot) 공진기 및 그 제작 방법에 관한 것으로서,
본 발명은: 패브리 페롯 공진기의 일 구성요소인 두 거울(또는 공진기 거울, 또는 cavity mirror)의 곡면을, 서로 다른 두 개의 교장곡률을 갖도록 회전 비대칭 형상으로 가공(연마, 또는 제작)하는 것이고; 또한, 두 거울(즉, 패브리 페롯 공진기의 일 구성요소) 각각의 일면을 일 방향으로 가공함으로써, 두 거울 각각의 회전 대칭성을 제거하고; 그 가공된 비대칭 형상의 곡면을 구비한 패브리 페롯 공진기를 이용하여, 좁은 선폭과 축퇴(degenerate) 제거된 고차 모드의 공진 주파수 들을 획득함으로써; 각 고차모드를 선택적으로 활용하는 것이다.

Description

축-비대칭 패브리 페롯 공진기 및 그 제작 방법 {AXIAL-ASYMMETRIC FABRY-PEROT RESONATOR AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}
본 발명은 페브리 페롯(Fabry-Perot) 공진기에 관한 것으로 보다 상세하게는 고차모드의 고유진동수 축퇴 제거된 축-비대칭 페브리 페롯 공진기에 관한 것이다.
페브리 페롯(Fabry-Perot) 간섭계(interferencer)는, 한쪽 면에 100%반사율의 거울을, 다른 한쪽 면에는 100%보다 약간 떨어지는 반사율을 가지는 거울을 특정거리를 두고 세우면, 2 n d sin(θ)= λ(여기서, n=두 거울면 사이의 굴절율, d = 두 거울사이의 거리, λ = 파장)를 만족시키는 파장만 남고 다른 파장은 없어진다.
이러한 페브리 페롯 간섭계의 원리를 이용하여 광학 필터 (filter) 등에 사용할 수 있으며, 레이저 빛을(단일 파장을 가지는 매우 강한 빛) 만들 때 페브리 페롯 간섭계의 원리를 이용한다. 특히, 페브리 페롯 공진기(Fabry-Perot resonator)는 레이저의 필수 부품으로 구성되며, 고해상 광학 스펙트럼 분석기에 적용된다.
패브리 페롯 공진기는 두 개의 구형거울을 마주보게 정렬하여 만든 공진기로 공진기 모드는 Hermite-Gaussian 함수(function)로 기술된다. 이때, 각 모드의 고유 진동수는 거울 간격과 거울의 두 교장 곡률에 의해 결정되며 그 식은 다음과 같다.
Figure 112012073154715-pat00001
수학식 1에서, Δζx와 Δζy가 두 교장곡률에 관계된 값으로 만약 거울이 회전대칭성이 깨져서 두 교장곡률이 바뀐다면 같은 l+m 값을 갖는 고차모드 간의 축퇴가 깨지게 된다.
도 1은 종래 기술(미국 특허공개번호 US 05418641)로서, 종래 페브리 페롯 공진기의 고차모드의 주파수 스펙트럼이다.
도 1은 두 개의 구면 거울을 마주보게 제작한 페브리 페롯 공진기의 스펙트럼이다. 그런데, 도 1에 도시된 바와 같이, 기준 진동수( 도 1에서 'TEM00') 주변에 고차모드에 해당하는 선 스펙트럼이 형성되는 것을 확인할 수 있다. 특히, 도 1의 스펙트럼은 축퇴를 제거하기 위하여 공진기 내부에 추가 광학소자를 더 구성된 페브리 페롯 공진기로부터 획득한 것이라는 기술적 한계가 있다. 또한, 도 1의 종래 기술은 공진기 휘도가 낮은 경우 선폭이 지나치게 커 고차모드를 구분할 수 없는 기술적 한계가 있다.
도 2는 종래 기술(미국등록특허 US 7415049)로서, 일정 곡면을 가지는 거울로 구성된 패브리 페롯 공진기이다.
도 2의 종래 기술은 패브리 페롯 공진기의 튜닝을 위해 두 거울(도 2에서 '210' 및 '212') 사이의 거리와 두 거울의 곡면을 조절한다.
상술한 도 1 및 도 2와 같은 종래 패브리 페롯 타입의 공진기는, 간단한 구조로 유용하게 사용되는 공진기이나 고차모드의 고유진동수가 겹쳐있어 고차 모드를 분리하여 응용하는 데에 어려움이 있다. 또한, 종래 패브리 페롯 공진기의 가장 낮은 차수 모드에 초점이 맞추어 있다. 따라서, 종래 패브리 페롯 공진기는 고차 모드의 축퇴(degenerate)가 남아 있어 개별적으로 활용하기 어렵거나, 부수적인 이유로 축퇴가 깨지더라도 분리된 정도나 주축의 방향을 제어할 수 없는 기술적 한계가 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 종래 패브리 페롯 공진기에서 고차모드의 고유 진동수가 겹쳐 있는 것을 분리하기 위해, 고차 모드의 축퇴(degenerate)를 깨고 고유 진동수를 크게 분리하여 그 활용 가능성을 높일 수 있는 패브리 페롯 공진기 및 그 제작 방법을 제안하는 것이다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위하여, 본 발명에 따른 패브리 페롯 공진기는,
두 개의 거울과, 압전 변환기를 구성하는 패브리 페롯 공진기에 있어서,
서로 다른 두 개의 교장곡률을 갖도록 비대칭 형상의 한 쌍의 거울을 포함하고,
상기 한 쌍의 거울 각각은 각 거울 면의 주축이 상기 한 쌍의 거울 각각의 가공 방향을 따라 정렬되도록 가공되는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 한 쌍의 거울은 서로 다른 교장곡률을 갖도록 거울면을 갈아 내어 압력을 가하여 가공된 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 한 쌍의 거울 각각은 각 거울 면의 주축이 거울의 가공방향을 따라 정렬되어 고차모드의 축이 가공방향과 일치하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 한 쌍의 거울 각각은 각 거울 면의 주축이 거울의 가공방향을 따라 정렬되어 고차모드의 축이 가공방향과 일치하고, 또한 고차모드의 고유진동수는 각 거울 면의 서로 다른 교장곡률에 의해 비대칭으로 축퇴 분리되는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 한 쌍의 거울은 비대칭 형상의 거울로 가공하기 위해 보호용 폴리머로 코팅되는 것을 특징으로 한다.
상기 또 다른 기술적 과제를 해결하기 위하여 상기된 본 발명에 따른 패브리 페롯 공진기 제작 방법은,
회전 대칭성을 깨트려 회전 비대칭 형상의 패브리 페롯 공진기의 거울을 제작하는 방법으로서,
(a) 패브리 페롯 공진기의 한 쌍의 거울을 보호용 폴리머로 코팅하는 단계와;
(b) 상기 보호용 폴리머로 코팅한 한 쌍의 거울의 일 면을 서로 다른 교장곡률을 갖도록 일 방향으로 가공하여 상기 한 쌍의 거울 각각을 회전 비대칭 형상의 거울로 가공하는 단계와;
(c) 상기 가공한 한 쌍의 거울을 그 가공된 방향이 일치하도록 상기 가공된 한 쌍의 거울을 마주 보도록 정렬하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 (b) 단계에서, 상기 한 쌍의 거울 각각은 각 거울 면의 주축이 상기 한 쌍의 거울 각각의 가공 방향을 따라 정렬되도록 가공되는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 (b) 단계에서, 상기 한 쌍의 거울 각각은 서로 다른 두 개의 교장곡률을 갖도록 가공되는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 (b) 단계에서, 상기 한 쌍의 거울 각각은 각 거울 면의 주축이 거울의 가공방향을 따라 정렬되어 고차모드의 축이 가공방향과 일치하고, 또한 고차모드의 고유진동수는 각 거울 면의 서로 다른 교장곡률에 의해 비대칭으로 축퇴 분리되도록 가공되는 것을 특징으로 한다.
종래 기술은 패브리 페롯 공진기의 고차모드의 축퇴가 남아있어 개별적으로 활용하기 어렵거나, 부수적인 이유로 축퇴가 깨지더라도 분리된 정도나 주축의 방향을 제어할 수 없었다.
그러나, 본 발명은 인위적인 방법으로 회전대칭성을 제거함으로써, 고차모드의 축을 정의하고 고유진동수의 간격을 종래 페브리 페롯 공진기의 선폭 보다 약 100배 가량 축퇴 분리시킬 수 있다.
도 1은 종래 기술로서, 종래 페브리 페롯 공진기의 고차모드의 주파수 스펙트럼이다.
도 2는 종래 기술로서, 일정 곡면을 가지는 거울로 구성된 패브리 페롯 공진기이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예로서, 본 발명에 따른 패브리 페롯 공진기의 제작 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예로서, 본 발명에 따른 패브리 페롯 공진기의 거울을 가공하는 거울판(mirror substrate) 도시한 것이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예로서, 도 4의 정면도이다.
도 6는 본 발명의 일 실시 예로서, 도 4의 측면도이다.
도 7는 본 발명의 일 실시 예로서, 본 발명에 따른 패브리 페롯 공진기의 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시 예로서, 도 8의 패브리 페롯 공진기의 3D 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시 예로서, 도 8의 정면도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시 예로서, 본 발명에 따른 공진기의 캐버티 모드의 가로 강도 분포의 CCD 이미지이다.
도 11에 본 발명의 일 실시 예로서, 본 발명에 따른 공진기의 Hermite-Gaussian 함수에 의한 고유 진동수 축퇴 분리를 보여주는 그래프이다.
도 12는 본 발명의 일 실시 예로서, 본 발명에 따른 패브리 페롯 공진기의 스펙트럼이다.
도 13은 본 발명의 일 실시 예로서, 종래 회전대칭성을 가진 공진기 모델과 본 발명에 따른 비대칭 공진기의 고유진동수를 비교한 그래프이다.
도 14는 본 발명의 일 실시 예로서, 본 발명에 따른 공진기의 모드 간 공진 주파수를 나타낸 테이블이다.
본 발명은 기하 및 파동 광학에 적용된다. 본 발명은: 예를 들어 원자의 위치를 여러 고차모드를 이용하여, 정밀제어 할 수 원자 리소그래피; 고차모드 단광자 양자광 발생소자인 양자광원소자; 공진기 고차모드를 이용하는 원자/분자 센서 등에 적용된다. 특히, 본 발명은 페브리 페롯 공진기 및 그 제작 방법에 적용된다. 그러나, 본 발명은 이에 한정하지 않고 본 발명의 기술적 사상이 적용될 수 있는 모든 기술 분야에 적용될 수도 있다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실 시예들을 상세히 설명한다. 이하 설명 및 첨부된 도면들에서 실질적으로 동일한 구성요소들은 각각 동일한 부호들로 나타냄으로써 중복 설명을 생략하기로 한다. 또한 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
또한, 본 발명은, 특허법 제30조의 공지되지 아니한 발명 주장의 기초가 되는 문헌으로서, 본 발명의 발명자가 발표한 논문 ("Prescibed nondegenerate high-order modes in an axial asymmetric high-finesse Fabry-Perot microcabity", May 1, 2012 / Vol. 37, No. 9 / OPTICS LETTERS)에 기재된 기술적 사상 및 실시 예들을 모두 포함하며, 또한 본 발명의 구체적인 일 실시 예로서 참조할 수 있다.
본 발명의 기본 개념은: 패브리 페롯 공진기의 일 구성요소인 두 거울(또는 공진기 거울, 또는 cavity mirror)의 곡면을, 서로 다른 두 개의 교장곡률을 갖도록 회전 비대칭 형상으로 가공(연마, 또는 제작)하는 것이고; 또한, 두 거울(즉, 패브리 페롯 공진기의 일 구성요소) 각각의 일면을 일 방향으로 가공함으로써, 두 거울 각각의 회전 대칭성을 제거하고; 그 가공된 비대칭 형상의 곡면을 구비한 패브리 페롯 공진기를 이용하여, 좁은 선폭과 축퇴(degenerate) 제거된 고차 모드의 공진 주파수 들을 획득함으로써; 각 고차모드를 선택적으로 활용하는 것이다.
이하, 도 3 내지 도 7를 참조하여 본 발명에 따른 패브리 페롯 공진기 및 그 제작(또는 가공, 또는 연마) 방법을 설명한다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예로서, 본 발명에 따른 패브리 페롯 공진기의 제작 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예로서, 본 발명에 따른 패브리 페롯 공진기의 거울을 가공하는 거울판(mirror substrate)을 도시한 것이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예로서, 도 4의 정면도이다.
도 6는 본 발명의 일 실시 예로서, 도 4의 측면도이다.
도 7는 본 발명의 일 실시 예로서, 본 발명에 따른 패브리 페롯 공진기의 도면이다.
도 3 내지 도 7을 참조하면, 회전 대칭성을 깨트려(breaking the axial symmetry) 회전 비대칭 형상의 패브리 페롯 공진기의 거울(cavity mirror)을 만들기 위해, 도 4에 도시된 바와 같이 거울(예를 들어, 반사율 0.9999984의 초고반사율 거울)(41)의 거울 면(mirror surface)(42)을 보호용 폴리머로 코팅한다(S30). 그리고, 다이아몬드 날(diamond wheel)을 이용하여 거울(41)의 옆면을 일 방향으로 천천히 가공(예를 들어, grinding 또는 압력을 가하여 가공)한다(S31). 이때, 거울 면(42)의 일부를 한 방향으로 갈아내어(grinding) 거울의 회전 대칭성을 제거함으로써, 본 발명에 따른 회전 비대칭 패브리 페롯 공진기의 거울을 형성한다. 특히, 거울면(42)의 두 개의 교장곡률(principal curvatures)(60 및 61)(즉, RX ≠ RY)이 서로 다르게 하기 위해, 거울면을 갈아내어 압력을 준다. 여기서, RX는 거울면에서 X축의 교장곡률이고, RY는 거울면에서 Y축의 교장곡률이다.
한편, 실제 공진기 모드에 기여하는 부분에 영향을 주지 않으면서도 최대한 거울면(42)에 압력을 주기 위하여 디자인된 도구(예를 들어, 다이아몬드 날)로 가공하여, 모드 두께의 약 10배 정도 되는 면적을 남기고 거울의 옆면을 갈아낸다. 도 4와 같이 가공하여 형성된 거울에서, 거울 면(42)의 중심(40)은, 저차 모드(low order cavity modes)가 위치한다.
한편, 도 5는 상기 공정(S31)을 통해 가공된 거울(41)의 정면도이다. 또한, 도 6은 상기 공정(S31)을 통해 가공된 거울판(41)의 측면도이다. 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 거울 면(42)은 한 방향으로 일정 각도를 유지하며 가공된 것을 알 수 있다. 도 5 및 도 6에서, 점선으로 표시된 부분(51)은 최초 거울(41)에서 상기 공정(S31)을 통해 제거된 부분을 표시한 것이다. 도 6에 도시된 바와 같이, 거울 면(42)은 서로 다른 두 개의 교장 곡률(60 및 61)로 가공되어 있다. 이때, 특히, 거울면(42)의 두 개의 교장곡률(principal curvatures)(60 및 61)은 서로 다르게 하기 위해, 거울면을 갈아내어 압력을 가함으로써, 거울면의 대칭성을 깨트린다.
상기 공정들(S30 및 S31)과 같은 방법으로, 한 쌍의 거울을 가공하고, 그 가공한 한 쌍의 거울을 가공된 방향이 일치하도록, 상기 가공된 한 쌍의 거울을 마주 보도록 도 7과 같이 정렬한다(S32).
상기 공정(S32)에서, 갈아낸 모서리(ground edge)에서 거울 중심(40)까지의 거리는 약 300 μm이고, 이 거리는 중심 지역에 영향을 주지 않고 스트레스를 최대화(maximize)할 수 있도록 선택된 것이다.
한편, 도 7에서 한 쌍의 거울 간의 공간(space)은 공진 주파수 스캔을 공진 주파수 스캔을 위한 압전 변환기 간극(piezoelectric transdurcer spacer)이다. 상기 공간의 거리(즉, 도 7에서 두 거울면(42) 간의 거리)는 1.09 ± 0.02 mm 이고, 공진기의 마이크로스코프 이미지로부터 얻을 수 있다. 도 8은 본 발명의 일 실시 예로서, 패브리 페롯 공진기의 3D 도면이고, 도 9는 본 발명의 일 실시 예로서, 도 8의 정면도이다. 도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 패브리 페롯 공진기는 두 개의 거울(일명, cavity mirror)(81 및 82)과; PZT 변환기(transducer)(또는 압전 변환기)(84)로 구성되고; 상기 패브리 페롯 공진기로 외부 라이트 필드(external light field)(즉, 레이저)(80)가 인가되면; 두 거울(81 및 82) 간의 간극에서 캐버티 모드 필드(cavity mode field)(83)가 형성된다. 이때, 상술한 바와 같이, 도 8 및 도 9에 도시된 한 쌍의 거울(81 및 82)은 상기 공정(S30 및 S31)을 통하여 서로 다른 두 개의 교장곡률을 갖도록 비대칭 형상의 거울로 가공된 것이다.
한편, 본 발명에 따른 패브리 페롯 공진기가 Hermite-Gaussian 모드(modes)에 상응하는지 확인하기 위해, 먼저 가로 강도 패턴 (transverse intensity pattern) 이미지를 획득한다. 이를 위해, 예를 들어 791.1 nm의 프로브 레이저(probe laser)의 전송 패턴(cavity transmission pattern)을, 각 모드의 공진에 튜닝을 하면서 고감도 CCD(high sensitive charge-coupled device) 상에 이미지화한다. 이러한 공진에 튜닝하여 이미지화한 결과는 도 10과 같다. 도 10에서, 각 모드의 패턴은 Hermite-Gaussian 모드(modes)에 상응함을 알 수 있다. 특히, 도 10에 있어서, HGlm 의 강도 분포(intensity distribution) 대해 수평 (또는 수직) 결과치는, 모드 가중치가 Wxo = (41.9 ± 0.6) μm [Wy0 = (42.5 ± 0.5)μm] 인 Hermite-Gaussian 함수에 잘 맞는 것을 확인할 수 있다. 단, 여기서 Hermite-Gaussian 함수(즉, 수학식 1)와 맞는 수학식 과정은 설명의 편의상 생략하기로 한다. 또한, 도 10 및 도 11에 도시된 바와 같이, 관측된 모드 패턴은 거울들의 축(즉, x축 및 y축) 방향으로 잘 정렬되어 있는 것을 보여주고 있다. 이는 본 발명의 따른 패브리 페롯 공진기의 거울면이 일방향으로 가공되어 거울의 축들이 잘 지정되어 있는 것을 가리킨다. 또한, 도 11에 도시된 바와 같이, 수평 점(즉, x 축) 및 수직 점(즉, y축)을 따라 각각 가로 강도 분포가 각 공진 주파수 간 분리되어 있는 것을 확인할 수 있다. 한편, 도 11에서, 점들은 데이터를 나타내고, 실선은 Hermite-Gaussian 함수를 가리킨다.
이상과 같이, 도 3 내지 도 11을 통하여, 상술한 공정들을 통해 가공한 한 쌍의 거울을 그 가공된 방향이 일치하도록 정렬하여, 휘네스 98만의 고휘도의 패브리 페롯 공진기를 제작할 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 패브리 페롯 공진기는, 거울 면의 주축이 거울의 가공방향을 따라 정렬되기 때문에 고차모드의 축이 가공방향과 일치하게 되며, 고차모드의 고유진동수는 변화한 교장곡률에 의해 도 12와 같이 분리된다. 다시 말해서, 본 발명에 따른 패브리 페롯 공진기의 고차모드는 가공면을 따라 정렬되기 때문에, 도 13 및 도 14의 테이블에 도시된 바와 같이 축퇴 분리된 고차모드 간의 간격은 130MHz를 넘어, 고차모드 간 선폭인 137kHz에 비해 크게 약 100 배 가량 분리되어 있음 알 수 있다.
이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (9)

  1. 두 개의 거울과, 압전 변환기를 구성하는 패브리 페롯 공진기에 있어서,
    한 쌍의 거울-여기서, 상기 한 쌍의 거울 각각은 서로 다른 값의 두 개의 교장곡률을 갖는 회전 비대칭 형상임-을 포함하고,
    상기 한 쌍의 거울 각각은 각 거울 면의 주축이 상기 한 쌍의 거울 각각의 가공 방향을 따라 정렬되도록 가공되는 것을 특징으로 하는 패브리 페롯 공진기.
  2. 제1항에 있어서, 상기 한 쌍의 거울 각각은
    서로 다른 교장곡률을 갖도록 거울면을 갈아 내어 압력을 가하여 가공된 것을 특징으로 하는 패브리 페롯 공진기.
  3. 제1항에 있어서, 상기 한 쌍의 거울 각각은
    각 거울 면의 주축이 거울의 가공방향을 따라 정렬되어 고차모드의 축이 가공방향과 일치하는 것을 특징으로 하는 패브리 페롯 공진기.
  4. 제3항에 있어서, 상기 한 쌍의 거울 각각은
    각 거울 면의 주축이 거울의 가공방향을 따라 정렬되어 고차모드의 축이 가공방향과 일치하고, 또한 고차모드의 고유진동수는 각 거울 면의 서로 다른 교장곡률에 의해 비대칭으로 축퇴 분리되는 것을 특징으로 하는 패브리 페롯 공진기.
  5. 제1항에 있어서, 상기 한 쌍의 거울 각각은
    비대칭 형상의 거울로 가공하기 위해 보호용 폴리머로 코팅되는 것을 특징으로 하는 패브리 페롯 공진기.
  6. 회전 대칭성을 깨트려 회전 비대칭 형상의 패브리 페롯 공진기의 거울을 제작하는 방법으로서,
    (a) 패브리 페롯 공진기의 한 쌍의 거울을 보호용 폴리머로 코팅하는 단계와;
    (b) 상기 보호용 폴리머로 코팅한 한 쌍의 거울의 일 면을 서로 다른 교장곡률을 갖도록 일 방향으로 가공하여 상기 한 쌍의 거울 각각을 회전 비대칭 형상의 거울로 가공하는 단계와;
    (c) 상기 가공한 한 쌍의 거울을 그 가공된 방향이 일치하도록 상기 가공된 한 쌍의 거울을 마주 보도록 정렬하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 패브리 페롯 공진기 제작 방법.
  7. 제6항에 있어서, 상기 (b) 단계에서
    상기 한 쌍의 거울 각각은 각 거울 면의 주축이 상기 한 쌍의 거울 각각의 가공 방향을 따라 정렬되도록 가공되는 것을 특징으로 하는 패브리 페롯 공진기 제작 방법.
  8. 제6항에 있어서, 상기 (b) 단계에서
    상기 한 쌍의 거울 각각은 서로 다른 두 개의 교장곡률을 갖도록 가공되는 것을 특징으로 하는 패브리 페롯 공진기 제작 방법.
  9. 제6항에 있어서, 상기 (b) 단계에서
    상기 한 쌍의 거울 각각은 각 거울 면의 주축이 거울의 가공방향을 따라 정렬되어 고차모드의 축이 가공방향과 일치하고, 또한 고차모드의 고유진동수는 각 거울 면의 서로 다른 교장곡률에 의해 비대칭으로 축퇴 분리되도록 가공되는 것을 특징으로 하는 패브리 페롯 공진기 제작 방법.
KR1020120100302A 2012-09-11 2012-09-11 축-비대칭 패브리 페롯 공진기 및 그 제작 방법 KR101418014B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120100302A KR101418014B1 (ko) 2012-09-11 2012-09-11 축-비대칭 패브리 페롯 공진기 및 그 제작 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120100302A KR101418014B1 (ko) 2012-09-11 2012-09-11 축-비대칭 패브리 페롯 공진기 및 그 제작 방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20140034402A KR20140034402A (ko) 2014-03-20
KR101418014B1 true KR101418014B1 (ko) 2014-07-14

Family

ID=50644815

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020120100302A KR101418014B1 (ko) 2012-09-11 2012-09-11 축-비대칭 패브리 페롯 공진기 및 그 제작 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101418014B1 (ko)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101533202B1 (ko) * 2014-12-29 2015-07-02 한국기초과학지원연구원 2차원 필터시스템을 위한 곡면 파브리-페로 캐버티 장치

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07270308A (ja) * 1994-03-31 1995-10-20 Japan Radio Co Ltd 光学式ガス分析装置
JPH10316871A (ja) * 1997-05-20 1998-12-02 Hitachi Ltd 組成物および該組成物を使用した光学および電子デバイス
KR100218086B1 (ko) 1996-11-27 1999-09-01 정명세 페브리페로 공동의 길이를 변조하여 공동의 손실을 측정하는 방법 및 그 장치
US20050195881A1 (en) * 2004-02-21 2005-09-08 Deutsches Zentrum Fur Luft- Und Raumfahrt E.V. Unstable optical resonator and laser device

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07270308A (ja) * 1994-03-31 1995-10-20 Japan Radio Co Ltd 光学式ガス分析装置
KR100218086B1 (ko) 1996-11-27 1999-09-01 정명세 페브리페로 공동의 길이를 변조하여 공동의 손실을 측정하는 방법 및 그 장치
JPH10316871A (ja) * 1997-05-20 1998-12-02 Hitachi Ltd 組成物および該組成物を使用した光学および電子デバイス
US20050195881A1 (en) * 2004-02-21 2005-09-08 Deutsches Zentrum Fur Luft- Und Raumfahrt E.V. Unstable optical resonator and laser device

Also Published As

Publication number Publication date
KR20140034402A (ko) 2014-03-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2824336B2 (ja) 光ファイバフィルタ及びその製造方法
Ricciardi et al. Broadband mirrors in the near-infrared based on subwavelength gratings in SOI
US11333551B2 (en) System for performing spectroscopy
JP7053925B2 (ja) 光学面を研磨する方法及び光学素子
CN111721712B (zh) 用于对化学强化透明基材中的应力进行表征的混合系统和方法
TW561242B (en) Opto-acoustic apparatus with optical heterodyning for measuring solid surfaces and thin films
KR20180114076A (ko) 레이저 빔 성형 장치, 제거 가공 장치, 및 윤대 위상 소자
KR101418014B1 (ko) 축-비대칭 패브리 페롯 공진기 및 그 제작 방법
Su et al. Reduced wafer-scale frequency variation in adiabatic microring resonators
US12032118B2 (en) Isotropic filters in spatial frequency domain by a photonic crystal slab
JP2012185132A (ja) 表面性状評価方法
US9341781B2 (en) Laser machining and mechanical control of optical microresonators
Jin et al. Wafer-level fabrication of Fabry-Pérot resonators with finesse exceeding one million
Omran et al. Deeply-etched 1 micron-thick silicon layers enabling 170-NM bandwidth highly-reflective Bragg mirrors
Fujii et al. Ultrahigh-Q crystalline microresonator fabricated with computer-controlled machining without polishing
JP6291339B2 (ja) 光偏向器の製造方法および光偏向器
Magno et al. Full optical confinement in 1D Mesoscopic Photonic Crystal-based microcavities: A preliminary experimental demonstration
Kubista A New Fiber Mirror Production Setup
JP2019520581A (ja) ダイヤモンド材料から作製された減衰全反射結晶
JP5419770B2 (ja) レーザ発振器
Gauthier-Lafaye et al. Graded CRIGF filters for tunable external cavity lasers
Tolmachev et al. The influence of light beam convergence on the stop-bands of a one-dimensional photonic crystal
Al-Sumaidae Building Blocks for Cavity Quantum Electrodynamics in On-chip Buckled Dome Microcavities
Zamora et al. Structuring of 2D photonic crystal on InP membranes as polarizing element for optical MEMS based sensor systems
Terentyev et al. Narrow-band fibre reflector based on a fibre Bragg grating reflection interferometer

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160224

Year of fee payment: 6