KR102582114B1 - 광섬유 펨토초 레이저 장치 - Google Patents

광섬유 펨토초 레이저 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 광섬유 펨토초 레이저 장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 광섬유 펨토초 레이저 장치의 공진기에 광손실 조절부가 구비되어 파장에 따른 광손실을 조절함으로써, 상기 공진기를 구성하는 각 구성 부품에서의 특성 편차로 인하여 레이저의 중심 파장에 오차가 발생하더라도 이를 용이하게 조정할 수 있는 광섬유 펨토초 레이저 장치에 관한 것이다.
본 발명에서는, 공진기를 구비하여 레이저를 생성하는 광섬유 펨토초 레이저 장치에 있어서, 파장에 따른 증폭비로 레이저를 증폭하는 이득 광섬유(gain fiber); 상기 이득 광섬유가 구동될 수 있도록 펌핑하는 펌핑 광원(pumping light source); 및 파장에 따른 광손실을 조절하는 상기 광손실 조절부;를 포함하는 공진기를 구비하여, 상기 광손실 조절부를 이용해 상기 공진기에서의 파장에 따른 광손실을 조절하여, 모드잠금(mode-locking)에 의해 생성되는 레이저의 중심 파장을 조정하는 것을 특징으로 하는 광섬유 펨토초 레이저 장치를 개시한다.

Description

광섬유 펨토초 레이저 장치{FIBER FEMTOSECOND LASER APPARATUS}
본 발명은 광섬유 펨토초 레이저 장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 광섬유 펨토초 레이저 장치의 공진기에 광손실 조절부가 구비되어 파장에 따른 광손실을 조절함으로써, 상기 공진기를 구성하는 각 구성 부품에서의 특성 편차로 인하여 레이저의 중심 파장에 오차가 발생하더라도 이를 용이하게 조정할 수 있는 광섬유 펨토초 레이저 장치에 관한 것이다.
광섬유 펨토초 레이저 장치는 대부분이 광섬유로 구성되어 있어 구성이 간결하고, 쉬운 작동 방식과 환경변화에 둔감하여 장기간 작동이 가능하며, 통신 대역에서의 광섬유 구성품을 사용하여 낮은 가격과 통신대역에서의 활용 등의 산업적으로 응용하기 좋은 여러 장점을 가지고 있다.
보다 구체적으로, 광섬유 펨토초 레이저는 발진 파장의 대역에 따른 광섬유의 분산(dispersion) 값에 따라 정상 분산(normal dispersion) 영역과 비정상 분산(abnormal dispersion) 영역으로 구분할 수 있으며, 파장의 길이가 1300nm 보다 작은 경우에는 정상 분산 영역에 해당하여 분산값 D가 음수 값을 가지게 되므로 광섬유 펨토초 레이저에서 발생하는 극초단파(ultrashort pulse)의 시간축 상에서의 폭이 광섬유를 진행하면서 계속 넓어지게 된다. 이에 따라, 이러한 극초단파를 유지시키면서 이득을 얻어 광섬유 펨토초 레이저의 발진을 유도하기 위해서 피동형 모드잠금(passive mode locking)을 사용한다.
상기 피동형 모드잠금에서는 흡수 포화체(Saturable Absorber, SA), 반도체 기반 포화 흡수체 미러(SEmiconductor Saturable Absorber Mirror, SESAM), 비선형 편광 회전(Nonlinear Polarization Rotation, NPR) 등을 사용할 수 있으며, 일반적으로 포화 흡수체(SA) 또는 반도체 기반 포화 흡수체 미러(SESAM)를 주로 사용하여 링 타입(ring type)(도 1(a)) 또는 패브리-패롯 타입(Fabry-Parot type) (도 1(b))의 광섬유 펨토초 레이저 공진기를 구성하게 된다.
보다 구체적으로, 상기 광섬유 펨토초 레이저의 모드잠금은 공진기 내에 존재하는 여러 구성 부품들이 가지는 광학 특성에 따른 이득과 손실의 균형에 의하여 만들어지는 레이징 모드의 개수에 의해 발생한다.
그런데, 상기 모드잠금에 의해 생성되는 광섬유 펨토초 레이저의 중심 파장은 각 구성 부품에서의 특성 편차로 인하여 설계치 또는 계산치와 정확하게 일치하기 어려워 오차가 발생하게 된다.
나아가, 광섬유 펨토초 레이저 공진기를 마스터 오실레이터로 하고 고체 증폭단을 함께 사용하는 하이브리드 형태의 고출력 펨토초 레이저 시스템의 경우는 마스터 오실레이터와 고체 증폭단의 중심 파장을 일치시키는 것이 고출력을 얻기 위해 매우 중요하게 된다.
보다 구체적인 예를 들어, 고체 이득 매질로서 1030nm에서 높은 방출 스펙트럼 특성을 가지는 Yb:YAG 물질의 경우 이득이 높아 고출력 이득매질로 사용되고 있으나, 중심 파장이 1030nm이고 밴드폭이 4nm 이하이어야 하여 마스터 오실레이터의 중심 파장이 반드시 1030nm +/- 2nm 내에 있어야만 효율적인 증폭이 이루어질 수 있다는 어려움이 따른다.
이에 대하여, 광섬유 펨토초 레이저 공진기의 중심 파장을 정확하게 조정하기 위한 여러 기법들이 사용되고 있으며, 대표적인 예로서 격자(grating)를 이용하는 방법을 들 수 있으나, 이는 중심 파장이 1550nm 인 경우 등 격자 제작이 용이한 파장 대역에서만 적용이 가능할 뿐 아니라, 격자의 제작이 가능하더라도 비용과 안정성 면에서 여전히 문제가 남게 된다.
이에 따라, 모드잠금에 의해 생성되는 광섬유 펨토초 레이저의 중심 파장이 각 구성 부품에서의 특성 편차로 인하여 오차가 발생하더라도 이를 용이하게 조정할 수 있는 광섬유 펨토초 레이저 장치의 개발이 절실히 요구되고 있다.
대한민국 공개특허 제10-2012-0058275호(2012년 06월 07일 공개)
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로, 모드잠금에 의해 생성되는 광섬유 펨토초 레이저의 중심 파장이 각 구성 부품에서의 특성 편차로 인하여 오차가 발생하더라도 이를 용이하게 조정할 수 있는 광섬유 펨토초 레이저 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
그 외 본 발명의 세부적인 목적은 아래에 기재되는 구체적인 내용을 통하여 이 기술 분야의 전문가나 연구자에게 자명하게 파악되고 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 한 측면에 따른 광섬유 펨토초 레이저 장치는, 공진기를 구비하여 레이저를 생성하는 광섬유 펨토초 레이저 장치에 있어서, 파장에 따른 증폭비로 레이저를 증폭하는 이득 광섬유(gain fiber); 상기 이득 광섬유가 구동될 수 있도록 펌핑하는 펌핑 광원(pumping light source); 및 파장에 따른 광손실을 조절하는 상기 광손실 조절부;를 포함하는 공진기를 구비하여, 상기 광손실 조절부를 이용해 상기 공진기에서의 파장에 따른 광손실을 조절하여, 모드잠금(mode-locking)에 의해 생성되는 레이저의 중심 파장을 조정하는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 광손실 조절부는, 상기 공진기에 포함되는 광섬유의 굽힘 손실을 이용하여 상기 공진기에서의 광손실을 조절할 수 있다.
나아가, 상기 광손실 조절부는, 상기 공진기에 포함되는 광섬유의 곡률 또는 회전 턴수를 조절하여 상기 공진기에서의 광손실을 조절할 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 광손실 조절부는, 상기 광섬유의 곡률 또는 회전 턴수를 조절할 수 있는 광손실 조절 구조물을 이용하여 상기 공진기에서의 광손실을 조절할 수 있다.
또한, 상기 공진기는, 포화 흡수체(saturable absorber)를 포함하는 링 타입(ring type) 공진기일 수 있다.
또한, 상기 공진기는, 반도체 기반 포화 흡수체 미러(semiconductor saturable absorber mirror)를 포함하는 패브리-패롯 타입(Fabry-Parot type) 공진기일 수 있다.
또한, 상기 광섬유 펨토초 레이저 장치는, 상기 공진기에서 생성된 레이저를 증폭하는 고체형 증폭단을 더 포함하며, 상기 광손실 조절부는 상기 공진기의 중심 파장을 상기 고체형 증폭단과 중심 파장과 일치하도록 조절할 수 있다.
이에 따라, 본 발명의 일 실시예에 따른 광섬유 펨토초 레이저 장치에서는, 광섬유 펨토초 레이저 장치의 공진기에 광손실 조절부가 구비되어 파장에 따른 광손실을 조절함으로써, 상기 공진기를 구성하는 각 구성 부품에서의 특성 편차로 인하여 레이저의 중심 파장에 오차가 발생하더라도 이를 용이하게 조정할 수 있게 된다.
본 발명에 관한 이해를 돕기 위해 상세한 설명의 일부로 포함되는, 첨부도면은 본 발명에 대한 실시예를 제공하고, 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술적 사상을 설명한다.
도 1에서는 종래 기술에 따른 광섬유 펨토초 레이저 장치를 예시하고 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 광섬유 펨토초 레이저 장치의 구성도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 광섬유 펨토초 레이저 장치의 구현예를 도시하고 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 광섬유 펨토초 레이저 장치의 동작을 설명하고 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 광섬유 펨토초 레이저 장치에서의 광손실 조절부의 구현예를 도시하고 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 광섬유 펨토초 레이저 장치에 의한 중심 파장 이동을 보여주는 측정치를 도시하고 있다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 이하에서는 특정 실시예들을 첨부된 도면을 기초로 상세히 설명하고자 한다.
이하의 실시예는 본 명세서에서 기술된 방법, 장치 및/또는 시스템에 대한 포괄적인 이해를 돕기 위해 제공된다. 그러나 이는 예시에 불과하며 본 발명은 이에 제한되지 않는다.
본 발명의 실시예들을 설명함에 있어서, 본 발명과 관련된 공지기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 그리고, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다. 상세한 설명에서 사용되는 용어는 단지 본 발명의 실시 예들을 기술하기 위한 것이며, 결코 제한적이어서는 안 된다. 명확하게 달리 사용되지 않는 한, 단수 형태의 표현은 복수 형태의 의미를 포함한다. 본 설명에서, "포함" 또는 "구비"와 같은 표현은 어떤 특성들, 숫자들, 단계들, 동작들, 요소들, 이들의 일부 또는 조합을 가리키기 위한 것이며, 기술된 것 이외에 하나 또는 그 이상의 다른 특성, 숫자, 단계, 동작, 요소, 이들의 일부 또는 조합의 존재 또는 가능성을 배제하도록 해석되어서는 안 된다.
또한, 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되는 것은 아니며, 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
아래에서는, 본 발명의 일 실시예에 따른 광섬유 펨토초 레이저 장치(10)에 대한 예시적인 실시 형태들을 첨부된 도면을 참조하여 차례로 설명한다.
먼저, 도 2에는 본 발명의 일 실시예에 따른 광섬유 펨토초 레이저 장치(10)의 구성도가 도시되어 있다. 도 2에서 볼 수 있는 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 광섬유 펨토초 레이저 장치(10)는, 파장에 따른 증폭비로 레이저를 증폭하는 이득 광섬유(gain fiber)(110), 상기 이득 광섬유(110)가 구동될 수 있도록 펌핑하는 펌핑 광원(pumping light source)(120), 및 파장에 따른 광손실을 조절하는 상기 광손실 조절부(130)를 포함하는 공진기(100)를 구비하여, 상기 광손실 조절부(130)를 이용해 상기 공진기(100)에서의 파장에 따른 광손실을 조절하여, 모드잠금(mode-locking)에 의해 생성되는 레이저의 중심 파장을 조정하게 된다.
이때, 상기 광손실 조절부(130)는, 상기 공진기(100)에 포함되는 광섬유의 굽힘 손실(bending loss)을 이용하여 상기 공진기(100)에서의 광손실을 조절할 수 있다.
이에 따라, 본 발명의 일 실시예에 따른 광섬유 펨토초 레이저 장치(10)에서는, 광섬유 펨토초 레이저 장치(10)의 공진기(100)에 구비되는 광손실 조절부(130)를 이용하여 상기 공진기(100)에서의 파장에 따른 광손실을 조절함으로써, 상기 공진기(100)를 구성하는 각 구성 부품에서의 특성 편차로 인하여 레이저의 중심 파장에 오차가 발생하더라도 이를 용이하게 조정할 수 있게 된다.
보다 구체적으로, 도 3에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 광섬유 펨토초 레이저 장치(10)의 구현예를 도시하고 있다.
이하, 도 2 및 도 3을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 광섬유 펨토초 레이저 장치(10)를 각 구성별로 나누어 보다 자세하게 살핀다.
먼저, 상기 이득 광섬유(gain fiber)(110)는 파장에 따른 증폭비로 레이저를 증폭하여 공진기(100)에서 공진이 발생할 수 있도록 한다.
또한, 상기 공진기(100)에는 펌핑 광원(pumping light source)(120)이 구비되어 상기 이득 광섬유(110)가 구동될 수 있도록 펌핑하게 된다.
이때, 상기 공진기(100)에는 상기 펌핑 광원(120)을 상기 공진기(100)로 연결하는 파장 분할 다중기(wavelength division multiplexing)(140)가 구비될 수 있다.
또한, 상기 공진기(100)에는 생성된 레이저를 외부로 인출하기 위한 출력 커플러(150)가 구비될 수 있다.
나아가, 상기 공진기(100)에는 공진 타입에 따라 필요한 공진 구조 및 부품들이 사용될 수 있다. 보다 구체적으로, 링 타입(ring type)에서는 도 3(a)에서 볼 수 있는 바와 같이, 광섬유의 양 종단을 이어 붙임으로써 모드의 결맞음을 맞추고, 모드잠금에서 발생하는 펨토초 펄스가 유지될 수 하는 포화 흡수체(Saturable Absorber, SA)(160)와 아이솔레이터(170)가 구비된다.
또한, 패브리-패롯 타입(Fabry-Parot type)에서는 도 3(b)에서 볼 수 있는 바와 같이, 양 종단에 각각 반도체 기반 포화 흡수체 미러(SEmiconductor Saturable Absorber Mirror, SESAM)(180)와 미러(190)를 구비하여 공진 구조를 구성하게 된다.
이때, 상기 공진기(100)를 구성하는 각 부품의 위치와 조합은 고정된 것이 아니며, 적용 분야에 따라 다양한 형태로 변형되어 구성하는 것도 가능하다.
나아가, 본 발명의 일 실시예에 따른 광섬유 펨토초 레이저 장치(10)의 공진기(100)에는 광손실 조절부(130)가 구비되어 파장에 따른 광손실을 조절하게 된다.
이에 따라, 본 발명의 일 실시예에 따른 광섬유 펨토초 레이저 장치(10)의 공진기(100)에서는, 상기 광손실 조절부(130)를 이용하여 상기 공진기(100)에서의 파장에 따른 광손실을 조절하여, 모드잠금(mode-locking)에 의해 생성되는 레이저의 중심 파장을 효과적으로 조정할 수 있게 된다.
보다 구체적으로, 도 4에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 광섬유 펨토초 레이저 장치(10)의 동작을 설명하는 도면이 도시되어 있다.
즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 광섬유 펨토초 레이저 장치(10)의 공진기(100)에서는 상기 이득 광섬유(110)에 의한 이득과 기타 부품 및 광섬유 등에서의 손실이 나타나게 되면서, 도 4에서 볼 수 있는 바와 같이, 상기 공진기(100)의 이득 곡선(101)을 이루게 된다.
이때, 발진이 가능한 이득-손실의 차에 의해서 생성되는 레이저의 중심 파장일 결정될 수 있다. 여기서, 상기 손실은 공진기(100) 내에 존재하는 모든 종류의 손실을 의미하는 것으로, 공진기(100)를 구성하는 부품에 의한 이득과 손실의 정상 상태가 유지되면 그에 따라 생성되는 레이저의 중심 파장이 정해지게 된다.
또한, 상기 공진기(100)에서는 특정 파장의 배수로 결맞음을 이루게 되는 바, 도 4에서 볼 수 있는 바와 같이, 결국 상기 공진기(100)에서의 이득이 손실보다 큰 파장 영역과 상기 특정 파장의 배수로서 결맞음을 이루는 파장 영역이 중첩되는 모드의 개수에서 모드잠금이 가능하게 되어 공진이 이루어지면서 펨토초 레이저의 발생이 가능하게 된다.
나아가, 본 발명의 일 실시예에 따른 광섬유 펨토초 레이저 장치(10)에서는, 상기 광손실 조절부(130)를 이용하여 상기 공진기(100)에서의 파장에 따른 광손실을 조절하여, 생성되는 레이저의 중심 파장을 조정하게 된다.
즉, 상기 광손실 조절부(130)는 상기 공진기(100)에서의 파장에 따른 광손실을 조절하여, 도 4에서 볼 수 있는 바와 같이, 공진기(100)의 이득 곡선(101)을 변경(도 4의 (A))할 수 있으며, 이에 따라 상기 공진기(100)에서 모드잠금에 의해 생성되는 레이저의 중심 파장을 효과적으로 조정할 수 있게 된다.
본 발명의 일 실시예로서, 상기 광손실 조절부(130)는 상기 공진기(100)에 포함되는 광섬유의 굽힘 손실(bending loss)을 이용하여 상기 공진기(100)에서의 광손실을 조절할 수 있다.
보다 구체적인 실시예로서, 상기 광손실 조절부(130)는 상기 공진기(100)에 포함되는 광섬유의 곡률 또는 회전 턴수를 조절하여 상기 공진기(100)에서의 광손실을 조절할 수 있다.
나아가, 본 발명의 일 실시예에 따른 광섬유 펨토초 레이저 장치(10)에서, 상기 광손실 조절부(130)는 상기 광섬유의 곡률 또는 회전 턴수를 조절할 수 있는 광손실 조절 구조물(131)을 이용하여 상기 공진기(100)에서의 광손실을 조절할 수 있다.
이에 대하여, 도 5에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 광섬유 펨토초 레이저 장치(10)에서의 광손실 조절부(130)의 구현예를 도시하고 있다.
먼저, 도 5(a)에서 볼 수 있는 바와 같이, 상기 광손실 조절부(130)는 원추형(cone) 구조물(131)에 광섬유를 곡률 R로 감아주어 광섬유의 구부러짐에 따른 굽힘 손실(radiation loss 혹은 bending loss)을 이용하여 광손실을 조절할 수 있다.
이때, 상기 광섬유의 곡률 R을 조절하거나 회전 턴수를 조절하여 상기 공진기(100)에서의 광손실을 조절하는 것도 가능하다.
또한, 도 5(b)에서 볼 수 있는 바와 같이, 상기 광손실 조절부(130)는 직경이 다른 복수개의 원통을 구비하는 구조물(131)에 광섬유를 곡률 R로 감아주어 광섬유의 구부러짐에 따른 굽힘 손실(radiation loss 혹은 bending loss)을 이용하여 광손실을 조절할 수도 있으며, 마찬가지로 상기 광섬유의 곡률 R을 변겅하거나 회전 턴수를 조절하여 상기 공진기(100)에서의 광손실을 조절하는 것도 가능하다.
또한, 도 5(c)에서 볼 수 있는 바와 같이, 상기 광손실 조절부(130)는 미리 정해진 곡률 R로 광섬유를 구부릴 수 있는 구조물(131, 132)를 이용하여 광섬유에서의 광손실을 조절할 수도 있다.
나아가, 본 발명에서 광섬유를의 곡률 또는 회전 턴수를 조절하여 공진기(100)에서의 광손실을 조절하는 방법이 상기 도 5에서 나열한 경우에 한정되는 것은 아니며, 이외에도 적용 분야에 따라 다양한 구조로 상기 광섬유에서의 광손실을 조절하는 것이 가능하다.
또한, 도 6에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 광섬유 펨토초 레이저 장치(10)에서의 광손실 조절부(130)에 의한 중심 파장 이동을 보여주는 측정치를 도시하고 있다.
보다 구체적으로 도 6에서는 상기 광손실 조절부(130)를 이용하여 광섬유의 곡률을 줄여줌으로써 생성되는 레이저의 중심 파장을 1033nm에서 1030nm로 조정(도 6의 (B))한 경우의 측정치를 도시하고 있다.
도 6에서 볼 수 있는 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 광섬유 펨토초 레이저 장치(10)에서 광손실 조절부(130)는 광섬유의 굽힘 손실을 이용하여 공진기(100)에서의 광손실을 조절하여 줌으로써, 상기 공진기(100)를 구성하는 각 구성 부품에서의 특성 편차로 인하여 레이저의 중심 파장에 오차가 발생하더라도 이를 용이하게 조정할 수 있게 된다.
이에 따라, 본 발명의 일 실시예에 따른 광섬유 펨토초 레이저 장치(10)에서는, 기존의 광섬유 펨토초 레이저 장치가 중심 파장을 조정할 마땅한 방법이 없었던데 반하여, 공진기(100)에 포함도는 광섬유의 곡를을 조절하여 공진기(100) 내의 광손실을 제어하고, 이를 이용하여 광섬유 펨토초 레이저 장치(10)의 중심 파장을 조정할 수 있게 된다.
보다 구체적으로, 기존의 광섬유 펨토초 레이저 장치에서 격자(grating)이나 혹은 격자 미러(grating mirror) 혹은 미러(mirror) 등을 사용하는 경우에는 설계치에 따라 미러 손실(mirror loss)이 정해지게 되어 공진기를 구성하는 다른 부품과의 균형이 틀어지면서 조정하고자 했던 중심 파장으로 이동하는 것이 어려운 문제가 있었는데, 본 발명의 일 실시예에 따른 광섬유 펨토초 레이저 장치(10)에서는 간단하게 광섬유의 곡률의 변경하여 파장에 따른 광손실을 조절할 수 있고, 따라서 공진기(100)가 제작된 이후에도 생성되는 레이저의 중심 파장에 대한 조정이 가능하게 된다.
이에 따라, 본 발명에 따르면 종래에는 설계시에 목표로 했던 레이저의 중심 파장에 맞춰 공진기(100)를 구성하는 부품을 준비하여 광섬유 펨토초 레이저 장치(10)를 구성하더라도, 공진기(100)에서 모드잠금이 발생할 때 각 광부품(이득 광섬유(110), 펌핑 광원(120), 파장 분할 다중기(140), 출력 커플러(150), 포화 흡수체(SA)(160), 반도체 기반 포화 흡수체 미러(SESAM)(180) 등)의 특성 편차로 인하여 생성되는 레이저의 중심 파장이 설계치에서 벗어나더라도 간단하게 광섬유의 곡률 등을 조절하여 레이저의 중심 파장을 조정할 수 있게 된다.
특히, 본 발명의 일 실시예에 따른 광섬유 펨토초 레이저 장치(10)에서는 상기 공진기(100)에서 생성된 레이저를 증폭하는 고체형 증폭단이 합쳐진 하이브리드 타입(hybrid type)의 광섬유 펨토초 레이저 장치(10)를 구현하는 경우 중심 파장에 대한 정확한 조정(tuning)이 가능하여, 증폭단 설계와 제작이 보다 효과적으로 이루어질 수 있게 된다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서 본 발명에 기재된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의해서 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
10 : 광섬유 펨토초 레이저 장치
100 : 공진기
110 : 이득 광섬유
120 : 펌핑 광원
130 : 광손실 조절부
131, 132 : 광손실 조절 구조물
140 : 파장 분할 다중기
150 : 출력 커플러
160 : 포화 흡수체
170 : 아이솔레이터
180 : 반도체 기반 포화 흡수체 미러
190 : 미러

Claims (7)

  1. 공진기를 구비하여 레이저를 생성하는 광섬유 펨토초 레이저 장치에 있어서,
    파장에 따른 증폭비로 레이저를 증폭하는 이득 광섬유(gain fiber);
    상기 이득 광섬유가 구동될 수 있도록 펌핑하는 펌핑 광원(pumping light source); 및
    파장에 따른 광손실을 조절하는 광손실 조절부;를 포함하는 공진기를 구비하여,
    상기 광손실 조절부를 이용해 상기 공진기에서의 파장에 따른 광손실의 중심 파장을 조절하여, 모드잠금(mode-locking)에 의해 생성되는 레이저의 중심 파장을 조정하는 것을 특징으로 하는 광섬유 펨토초 레이저 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 광손실 조절부는,
    상기 공진기에 포함되는 광섬유의 굽힘 손실을 이용하여 상기 공진기에서의 광손실을 조절하는 것을 특징으로 하는 광섬유 펨토초 레이저 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 광손실 조절부는,
    상기 공진기에 포함되는 광섬유의 곡률 또는 회전 턴수를 조절하여 상기 공진기에서의 광손실을 조절하는 것을 특징으로 하는 광섬유 펨토초 레이저 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 광손실 조절부는,
    상기 광섬유의 곡률 또는 회전 턴수를 조절할 수 있는 광손실 조절 구조물을 이용하여 상기 공진기에서의 광손실을 조절하는 것을 특징으로 하는 광섬유 펨토초 레이저 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 공진기는,
    포화 흡수체(saturable absorber)를 포함하는 링 타입(ring type) 공진기인 것을 특징으로 하는 광섬유 펨토초 레이저 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 공진기는,
    반도체 기반 포화 흡수체 미러(semiconductor saturable absorber mirror)를 포함하는 패브리-패롯 타입(Fabry-Parot type) 공진기인 것을 특징으로 하는 광섬유 펨토초 레이저 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 공진기에서 생성된 레이저를 증폭하는 고체형 증폭단을 더 포함하며,
    상기 광손실 조절부는 상기 공진기의 중심 파장을 상기 고체형 증폭단과 중심 파장과 일치하도록 조절하는 것을 특징으로 하는 광섬유 펨토초 레이저 장치.
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