KR20160035283A - Saturable absorber based polarization-maintaining pulse laser - Google Patents

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Abstract

According to an embodiment of the present invention, a polarization-maintaining saturable absorber based pulse laser comprises: a polarization-maintaining saturable absorbing unit which forms one section of a laser resonator, a closed loop shaped optical waveguide, and is an asymmetric optical waveguide; and a wavelength division multiplexing optical coupling unit for providing light generated from a pump light source to the inside of the laser resonator. According to an embodiment of the present invention, the polarization-maintaining saturable absorber has a structure that a saturable absorbing special material is coated on the asymmetric optical waveguide. Therefore, the pulse laser can maintain polarization characteristics of the pulse laser, thereby stably outputting laser.

Description

편광유지 포화흡수체 기반 펄스레이저{Saturable absorber based polarization-maintaining pulse laser}[0001] The present invention relates to a polarization maintaining laser,

편광유지 포화흡수체 기반 펄스레이저가 개시된다. 보다 상세하게는, 편광유지 포화흡수부가 비대칭형의 광도파로에 포화흡수 특수 물질이 코팅되는 구조를 가짐으로써 높은 복굴절성으로 인해 편광 유지 특성을 구비할 수 있으며 따라서 펄스레이저의 편광 특성을 유지할 수 있어 레이저 출력을 안정적으로 할 수 있는 편광유지 포화흡수체 기반 펄스레이저가 개시된다.
A polarization maintaining saturated absorber based pulse laser is disclosed. More specifically, the polarization maintaining saturable absorber has a structure in which an asymmetric optical waveguide is coated with a specific material for a saturated absorption, so that polarization retention characteristics can be provided due to high birefringence, and thus polarization characteristics of a pulse laser can be maintained A polarization maintaining saturated absorber based pulse laser capable of stabilizing the laser output is disclosed.

펄스레이저 기술은 의료 및 생명공학 산업, 자동차 및 선박 산업, 반도체 및 정보통신 산업, 군사용 무기 기술 등 다양한 분야의 원천 기술로 인식되고 있으며 그 응용 범위가 확장되고 있기 때문에 차세대 주요 산업을 이끌 핵심 기술이다. Pulsed laser technology is recognized as a core technology in various fields such as medical and biotechnology industry, automobile and ship industry, semiconductor and information communication industry, military weapon technology, and its application range is expanding, .

펄스레이저는 출력광이 시간적으로 발진 또는 정지가 있는 레이저를 말하며 에너지의 시간적 집속성을 매우 높일 수 있다. 펄스레이저를 구현하기 위해서는 특정 시간 간격을 가지고 빛을 흡수, 방출하기를 반복하는 포화흡수체가 필수적이며 이러한 포화흡수체로는 semiconductor saturable absorption mirror (SESAMs), carbon nano-tube (CNT)와 같은 소자들이 사용된다. 이러한 펄스레이저의 출력값을 안정적으로 얻기 위해서는 레이저 공진기 내부와 출력부를 진행하는 광의 편광을 유지해야 하며 이를 위해 기존의 기술들은 편광유지광섬유를 이용하여 레이저 공진기를 구성한다.A pulse laser is a laser whose output light is oscillated or stopped in time and can greatly enhance the temporal coherence of energy. In order to realize a pulsed laser, a saturated absorber that repeats the absorption and emission of light at a specific time interval is essential. Such saturable absorbers include semiconductor saturable absorption mirrors (SESAMs) and carbon nano-tubes (CNTs) do. In order to stably obtain the output value of such a pulsed laser, the polarization of the light traveling in and out of the laser resonator must be maintained. Conventional techniques constitute a laser resonator using a polarization maintaining optical fiber.

한편, 의료 분야에서의 펄스레이저 기술은 악성 종양의 제거와 같은 수술, laser-assisted in situ keratomileusis(LASIK)과 같은 안과용 시술 및 optical coherence tomography(OCT) 등의 생체조직 계측 진단기기 등에 사용되고 있다. 광센서 분야에서는 전자파 장해에 의한 신호 왜곡이 없고 장기간의 내구성 및 신뢰성을 확보할 수 있는 안정된 광신호가 절실히 필요하므로 펄스레이저 기술에 대한 필요성이 증가하고 있다. Pulsed laser technology in the medical field has been used for surgery such as removal of malignant tumors, ophthalmologic procedures such as laser-assisted in situ keratomileusis (LASIK), and biomedical instrumentation such as optical coherence tomography (OCT). In the field of optical sensors, there is a need for pulsed laser technology because there is no signal distortion due to electromagnetic interference, and stable optical signals are required to ensure long-term durability and reliability.

또한, 무선 통신 분야에서 가입자에게 전달되는 최종 신호가 마이크로파에 실려 가입자의 무선 단말기로 연결되고 있는데 대용량의 데이터를 처리하기 위해서 펄스레이저 기술을 이용한 초고속 마이크로파 생성을 위한 연구가 활발히 진행되고 있고, 산업 분야에서는 고출력의 펄스레이저를 사용한 강판 및 실리콘 웨이퍼의 정밀 절삭 또는 마킹에 응용되고 있으며 더 나아가 이러한 고출력 펄스레이저 광기술은 차세대 군사용 위성용 무기 응용을 위하여 미국, 영국, 일본 등지에서 다양한 연구 개발이 진행되고 있다.In addition, in the field of wireless communication, a final signal transmitted to a subscriber is connected to a subscriber's wireless terminal on the basis of a microwave. In order to process a large amount of data, researches for ultra-high speed microwave generation using pulsed laser technology are actively conducted, Is applied to precision cutting or marking of steel sheets and silicon wafers using high power pulsed lasers. Furthermore, such high power pulsed laser photonics has been undergoing various research and development in USA, UK, Japan and the like for next generation military satellite application.

그런데, 종래의 펄스레이저 기술에 있어서는, 편광상태가 유지되지 않을 때 전체 펄스레이저의 출력값이 외부 변인에 의해 크게 영향을 받을 수 있다는 한계가 있습니다. 전술한 SESAMs 방식의 펄스레이저는 출력 파워를 안정화하기 위해 레이저 공진기로 편광유지 광섬유를 사용하여 외부 변인으로부터 공진기 내부를 공진하는 광의 편광을 유지시키지만 포화흡수체부는 편광유지를 위한 마땅한 방법이 없는 실정이다.However, in the conventional pulse laser technology, there is a limit that the output value of the entire pulse laser can be greatly influenced by external factors when the polarization state is not maintained. In the SESAMs type pulse laser, the polarization maintaining optical fiber is used as the laser resonator to stabilize the output power, but the saturated absorption portion does not have a suitable method for maintaining the polarization.

이에, 이러한 문제를 해결하기 위해, 비반전 분극화 회전 방식의 펄스레이저가 제안되었지만 이 방식은 편광조절기 2개, 비선형 광도파도 등이 요구되어 구조가 복잡하고 여러 소자로 인한 광 손실이 크며, 편광 조절이 매우 어려운 한계가 있다.
In order to solve such a problem, a non-inverting polarized rotation type pulse laser has been proposed. However, this method requires two polarization controllers and nonlinear optical waveguide, which complicates the structure, has a large optical loss due to various devices, This is a very difficult limit.

본 발명의 실시예에 따른 목적은, 편광유지 포화흡수부가 비대칭형의 광도파로에 포화흡수 특수 물질이 코팅되는 구조를 가짐으로써 높은 복굴절성으로 인해 편광 유지 특성을 구비할 수 있으며 따라서 펄스레이저의 편광 특성을 유지할 수 있어 레이저 출력을 안정적으로 할 수 있는 편광유지 포화흡수체 기반 펄스레이저를 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to provide a polarization maintaining saturable absorber having a structure in which an asymmetric optical waveguide is coated with a specific material for a saturated absorption so that polarization retention characteristics can be provided due to high birefringence, Maintaining the characteristics of the polarized light, and thereby stabilizing the laser output.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 다른 목적은, 비대칭형의 광도파로에 포화흡수 특수 물질을 코팅하는 단순 구조에 의해 편광유지 포화흡수부를 구성할 수 있어 전체적인 구성을 간소화할 수 있는 편광유지 포화흡수체 기반 펄스레이저를 제공하는 것이다.
Another object of the present invention is to provide a polarized light holding and saturable absorber capable of constituting a polarization maintaining saturated absorption portion by a simple structure in which an asymmetrical optical waveguide is coated with a saturated specific absorption material, Based pulse laser.

본 발명의 실시예에 따른 편광유지 포화흡수체 기반 펄스레이저는, 폐루프 형상의 광도파로로 마련되는 레이저 공진기의 일 구간을 형성하며, 비대칭형의 광도파로로 마련되는 편광유지 포화흡수부; 및 펌프광원으로부터 발생되는 광을 상기 레이저 공진기 내부로 공급하기 위한 파장분할 다중화 광결합부;를 포함할 수 있으며, 이러한 구성에 의해서, 편광유지 포화흡수부가 비대칭형의 광도파로에 포화흡수 특수 물질이 코팅되는 구조를 가짐으로써 높은 복굴절성으로 인해 편광 유지 특성을 구비할 수 있으며 따라서 펄스레이저의 편광 특성을 유지할 수 있어 레이저 출력을 안정적으로 할 수 있다.The polarization maintaining saturable absorber based pulse laser according to an embodiment of the present invention includes a polarization maintaining saturable absorber forming a section of a laser resonator provided as a closed loop optical waveguide and provided as an asymmetric optical waveguide; And a wavelength division multiplexed optical coupler for supplying the light generated from the pump light source to the inside of the laser resonator. According to this configuration, the polarized-light saturated absorption part is provided with an asymmetric optical waveguide, By having a structure to be coated, polarization retention characteristics can be provided due to high birefringence, so that the polarization characteristics of the pulse laser can be maintained, and the laser output can be stabilized.

일측에 따르면, 상기 비대칭형의 광도파로에는 코어에 종축 방향으로 한 쌍의 원형 홈이 구비되며, 상기 한 쌍의 원형 홈에 의해 코어 모드의 종축 모드는 소산파가 확장되어 외부 공기와 결합하여 상기 코어 모드의 종축 모드는 횡축 모드에 비해 유효굴절률이 낮아지고 이로 인해 복굴절을 높일 수 있다.According to one aspect of the present invention, in the asymmetric optical waveguide, the core is provided with a pair of circular grooves in the longitudinal axis direction, and the longitudinal modes of the core mode are extended by the pair of circular grooves, The longitudinal mode of the core mode has a lower effective refractive index than the transverse mode and can increase birefringence.

일측에 따르면, 상기 비대칭형 광도파로는 H형, 직사각형, 물방울형 또는 PANDA형의 비대칭 단면을 갖도록 마련될 수 있다. According to one aspect, the asymmetric optical waveguide may be provided to have an asymmetrical cross section of H type, rectangular, water droplet type, or PANDA type.

일측에 따르면, 상기 편광유지 포화흡수부는 상기 비대칭형의 광도파로의 외면에 포화흡수 특성 물질이 구비될 수 있다. According to one aspect, the polarization maintaining saturable absorber may be provided with a saturated absorption characteristic material on an outer surface of the asymmetric optical waveguide.

일측에 따르면, 상기 포화흡수 특성 물질은 희토류 금속 합성 물질, CNT, Graphene, SESAM 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.According to one aspect, the saturable absorptive material may comprise at least one of a rare earth metal compound, CNT, Graphene, and SESAM.

일측에 따르면, 상기 희토류 금속 합성 물질은, 어븀, 이터븀, 줄륨, 홀뮴, 네오듐, 프라세오디뮴, 디스프로슘 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.According to one aspect, the rare earth metal synthesis material may include at least one of erbium, ytterbium, therium, holmium, neodymium, praseodymium, and dysprosium.

일측에 따르면, 상기 레이저 공진기의 경로 상에 구비되는 편광유지 이득 매질을 더 포함할 수 있다.According to one aspect of the present invention, the polarization maintaining gain medium may be further provided on the path of the laser resonator.

일측에 따르면, 상기 편광유지 이득 매질은 편광유지 희토류 첨가 광섬유, 희토류 첨가 비대칭형 도파로, 염료가 코팅된 비대칭형 도파로 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.According to one aspect, the polarization maintaining gain medium may include at least one of a polarization maintaining rare earth doped optical fiber, a rare earth added asymmetric waveguide, and a dye coated asymmetric waveguide.

한편, 본 발명의 실시예에 따른 편광유지 포화흡수체 기반 펄스레이저는, 선형의 레이저 공진기의 일 구간을 형성하며, 비대칭형의 광도파로 기반의 편광유지 포화흡수부; 펌프광원으로부터 발생되는 광을 상기 레이저 공진기 내부로 공급하기 위한 파장분할 다중화 광결합부; 및 상기 레이저 공진기의 양단에 각각 구비되는 한 쌍의 미러;를 포함할 수 있다.Meanwhile, the polarization maintaining saturable absorber based pulse laser according to an embodiment of the present invention forms a section of a linear laser resonator, and includes an asymmetric optical waveguide-based polarization maintaining saturated absorption part; A wavelength division multiplexed optical coupler for supplying light generated from a pump light source into the laser resonator; And a pair of mirrors respectively provided at both ends of the laser resonator.

일측에 따르면, 상기 편광유지 포화흡수부는 외면에 포화흡수 특성 물질이 부착될 수 있다.According to one aspect, the polarized-light saturated absorption portion may be attached to the outer surface with a saturated absorption characteristic material.

일측에 따르면, 상기 한 쌍의 미러는 반사율이 90 내지 100% 범위의 균일 광섬유 브래그 격자(uniform fiber Bragg grating) 또는 처핑된 광섬유 브래그 격자(chirped fiber Bragg grating)로 마련될 수 있다.According to one aspect, the pair of mirrors may be provided with a uniform fiber Bragg grating or a chirped fiber Bragg grating with a reflectance ranging from 90 to 100%.

일측에 따르면, 상기 한 쌍의 미러 중 일단에 놓인 상기 미러는 반사율이 90 내지 100% 범위를 갖는 균일 광섬유 브래그 격자(uniform fiber Bragg grating) 또는 처핑된 광섬유 브래그 격자(chirped fiber Bragg grating)로 마련되고, 타단에 놓인 상기 미러는 80 내지 90% 범위를 갖는 균일 광섬유 브래그 격자(uniform fiber Bragg grating) 또는 처핑된 광섬유 브래그 격자(chirped fiber Bragg grating)로 마련될 수 있다.According to one aspect, the mirror placed at one end of the pair of mirrors is provided with a uniform fiber Bragg grating or a chirped fiber Bragg grating having a reflectance ranging from 90 to 100% , And the mirror placed at the other end may be provided with a uniform fiber Bragg grating or a chirped fiber Bragg grating having a range of 80 to 90%.

일측에 따르면, 상기 한 쌍의 미러 중 일단에 놓인 상기 미러는 패러데이 미러로 마련되고, 타단에 놓인 상기 미러는 90 내지 100% 범위를 갖는 균일 광섬유 브래그 격자(uniform fiber Bragg grating) 또는 처핑된 광섬유 브래그 격자(chirped fiber Bragg grating)로 마련될 수 있다.According to one aspect, the mirror placed at one end of the pair of mirrors is provided with a Faraday mirror, and the mirror placed at the other end is provided with a uniform fiber Bragg grating or a chirped optical fiber Bragg grating having a 90 to 100% Or a chirped fiber Bragg grating.

일측에 따르면, 상기 한 쌍의 미러 중 일단에 놓인 상기 미러는 패러데이 미러로 마련되고, 타단에 놓인 상기 미러는 80 내지 90% 범위를 갖는 균일 광섬유 브래그 격자(uniform fiber Bragg grating) 또는 처핑된 광섬유 브래그 격자(chirped fiber Bragg grating)로 마련될 수 있다.
According to one aspect, the mirror placed at one end of the pair of mirrors is provided with a Faraday mirror, and the mirror placed at the other end is provided with a uniform fiber Bragg grating or a chirped optical fiber Bragg grating having a range of 80 to 90% Or a chirped fiber Bragg grating.

본 발명의 실시예에 따르면, 편광유지 포화흡수부가 비대칭형의 광도파로에 포화흡수 특수 물질이 코팅되는 구조를 가짐으로써 높은 복굴절성으로 인해 편광 유지 특성을 구비할 수 있으며 따라서 펄스레이저의 편광 특성을 유지할 수 있어 레이저 출력을 안정적으로 할 수 있다.According to the embodiment of the present invention, the polarization maintaining saturable absorber has a structure in which the asymmetric optical waveguide is coated with the saturated specific absorption material, so that the polarization maintaining property can be provided due to the high birefringence, So that the laser output can be stabilized.

또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 비대칭형의 광도파로에 포화흡수 특수 물질을 코팅하는 단순 구조에 의해 편광유지 포화흡수부를 구성할 수 있어 전체적인 구성을 간소화할 수 있다.
Further, according to the embodiment of the present invention, the polarization maintaining saturation absorbing portion can be constituted by a simple structure in which the asymmetric optical waveguide is coated with the saturated specific absorption material, so that the overall structure can be simplified.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 편광유지 포화흡수체 기반 펄스레이저의 구성을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 편광유지 포화흡수체 기반 펄스레이저의 구성을 도시한 도면이다.1 is a diagram showing the configuration of a polarization maintaining saturated absorption absorber based pulse laser according to an embodiment of the present invention.
Fig. 2 is a diagram showing the configuration of a polarization maintaining saturated absorber-based pulse laser according to another embodiment of the present invention.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 구성 및 적용에 관하여 상세히 설명한다. 이하의 설명은 특허 청구 가능한 본 발명의 여러 태양(aspects) 중 하나이며, 하기의 기술(description)은 본 발명에 대한 상세한 기술(detailed description)의 일부를 이룬다. Hereinafter, configurations and applications according to embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The following description is one of many aspects of the claimed invention and the following description forms part of a detailed description of the present invention.

다만, 본 발명을 설명함에 있어서, 공지된 기능 혹은 구성에 관한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략하기로 한다.In the following description, well-known functions or constructions are not described in detail for the sake of clarity and conciseness.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 편광유지 포화흡수체 기반 펄스레이저의 구성을 도시한 도면이다.1 is a diagram showing the configuration of a polarization maintaining saturated absorption absorber based pulse laser according to an embodiment of the present invention.

이에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 편광유지 포화흡수체 기반 펄스레이저(100)는, 광을 발생시키는 펌프광원(110)과, 펌프광원(110)과 파중분할 다중화 광결합부(120)에 의해 연결되며, 폐루프(closed loop) 형상의 광도파로로 마련되는 레이저 공진기(130)와, 레이저 공진기(130)의 일 구간을 형성하며 비대칭형 광도파로(141)로 마련되는 편광유지 포화흡수부(140)와, 레이저 공진기(130)의 경로 상에 배치되는 분산보상 모듈(150), 편광유지 이득 매질(160) 그리고 광분할부(170)를 포함할 수 있다. 아울러 광이 일방향으로만 이동할 수 있도록 하는 아이솔레이터(180)를 포함할 수 있다.As shown, the polarization maintaining saturated absorption absorber based pulse laser 100 according to an embodiment of the present invention includes a pump light source 110 for generating light, a pump light source 110, a wavelength division multiplexing optical coupling unit A laser resonator 130 connected to the laser resonator 130 by an optical waveguide 130 and provided as an optical waveguide in a closed loop shape; A dispersion compensating module 150 disposed on the path of the laser resonator 130, a polarization maintaining gain medium 160, and a light splitting unit 170. [ And may include an isolator 180 for allowing light to move only in one direction.

각 구성에 대해 설명하면, 먼저 본 실시예의 펌프광원(110)은, 펌프광을 발생시키는 것으로서, 분기된 광도파로(111)에 의해 폐루프의 레이저 공진기(130)에 연결될 수 있다.First, the pump light source 110 of this embodiment generates pump light and can be connected to the laser resonator 130 of the closed loop by the branched optical waveguide 111. [

펌프광원(110)과 연결된 광도파로(111)와 레이저 공진기(130)가 만나는 부분에는 파장분할 다중화 광결합부(120)가 배치된다. 파장분할 다중화 광결합부(120)는 펌프광원(110)으로부터 제공된 펌프광을 레이저 공진기(130) 내부로 공급하는데, 이 때 펌프광을 파장 분할에 의해 다중화하여 레이저 공진기(130) 내부에 제공할 수 있다. The wavelength division multiplexed optical coupler 120 is disposed at a portion where the optical waveguide 111 connected to the pump light source 110 and the laser resonator 130 meet. The wavelength division multiplexed optical coupler 120 supplies the pump light provided from the pump light source 110 to the inside of the laser resonator 130. At this time, the pump light can be multiplexed by wavelength division and provided in the laser resonator 130 .

한편, 레이저 공진기(130)는 폐루프 형상을 가지며, 다수의 구성이 장착되는 경로를 형성한다. 이러한 레이저 공진기(130)에는 아이솔레이터(180)가 결합되어 레이저 공진기(130)의 경로 상에서 광이 일방향으로만 이동될 수 있다.On the other hand, the laser resonator 130 has a closed loop shape and forms a path in which a plurality of structures are mounted. An isolator 180 is coupled to the laser resonator 130 so that light can be moved only in one direction on the path of the laser resonator 130.

본 실시예의 분산보상 모듈(150)은, 도 1에 도시된 것처럼, 레이저 공진기(130)의 경로 상에 장착되며, 레이저 공진기(130) 내부의 분산을 보상하여 펄스의 폭을 줄이는 역할을 한다. 이에 따라 광으로부터 발생되는 신호의 왜곡을 완화시킬 수 있다.1, the dispersion compensating module 150 of the present embodiment is mounted on the path of the laser resonator 130 and compensates dispersion inside the laser resonator 130 to reduce the width of the pulse. This can alleviate the distortion of the signal generated from the light.

한편, 본 실시예의 편광유지 이득 매질(160)은, 펌프광원(110)으로부터 레이저 공진기(130)로 유입된 펌프광을 받아 레이저 파장을 방출하는 역할을 한다. 이러한 편광유지 이득 매질(160)은 레이저 공진기(130)의 전체 내부를 순환하는 광의 편광 특성을 유지해야 하기 때문에, 희토류 첨가 편광유지 광섬유가 사용될 수 있다. 다만, 편광유지 이득 매질(160)의 종류가 이에 한정되는 것은 아니며, 예를 들면, 희토류 첨가 비대칭형 도파로, 염료가 코팅된 비대칭형 도파로 등이 적용될 수 있음은 당연하다.Meanwhile, the polarization maintaining gain medium 160 of the present embodiment receives the pump light from the pump light source 110 to the laser resonator 130 and emits a laser wavelength. Since the polarization maintaining gain medium 160 must maintain the polarization characteristic of the light circulating throughout the laser resonator 130, a rare earth-added polarization maintaining optical fiber can be used. However, the type of the polarization maintaining gain medium 160 is not limited to this, and it is natural that, for example, an asymmetric waveguide with a rare earth addition and an asymmetric waveguide coated with a dye can be applied.

본 실시예의 광분할부(170)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 레이저 공진기(130)와 그와 연결된 광도파로(171)의 연결 부분에 장착되어 레이저 공진기(130) 내부에서 발진하는 광의 일부만을 출력시키는 역할을 한다.1, the light splitting unit 170 of the present embodiment is installed in a connection portion between the laser resonator 130 and the optical waveguide 171 connected thereto, so that only a part of the light oscillated in the laser resonator 130 And outputs it.

한편, 전술한 것처럼, 레이저 공진기(130) 내부를 공진하는 광의 편광을 유지해야 하는 것이 필수적인데 종래 기술의 경우 포화흡수체가 그 역할을 감당하지 못하였을 뿐만 아니라 이로 인해 비반전 분극화 회전 방식이 적용된 펄스레이저가 제안되었지만 구조가 복잡함은 물론 편광 유지가 정확하게 이루어지지 않는 한계가 있었다. Meanwhile, as described above, it is essential to maintain the polarization of the light resonating within the laser resonator 130. In the prior art, the saturated absorber has not been able to fulfill its role, and thus, the pulse applied with the non- Although a laser has been proposed, the structure is complicated and the polarization maintenance is not accurately performed.

이에, 본 실시예의 펄스레이저(100)는 편광 유지를 위하여 비대칭형의 광도파로 기반의 편광유지 포화흡수부(140)를 포함한다.Accordingly, the pulse laser 100 of this embodiment includes an asymmetric optical waveguide-based polarization maintaining saturation absorbing portion 140 for maintaining polarization.

본 실시예의 편광유지 포화흡수부(140)는, 높은 복굴절 특성을 갖는 비대칭형의 광도파로(141)를 포함한다. 그리고 비대칭형의 광도파로(141)의 주변에는 포화흡수 특성 물질(145)이 구비된다. 즉, 비대칭형 광도파로(141)의 외면에 포화흡수 특성 물질(145)이 코팅되는 것이다. The polarization maintaining saturable absorber 140 of this embodiment includes an asymmetrical optical waveguide 141 having high birefringence characteristics. The saturable absorptive material 145 is provided around the asymmetric optical waveguide 141. That is, the outer surface of the asymmetric optical waveguide 141 is coated with the saturated absorption characteristic material 145.

비대칭형의 광도파로(141)에는 코어에 종축 방향으로 한 쌍의 원형 홈이 구비되며, 한 쌍의 원형 홈에 의해 코어 모드의 종축 모드는 소산파가 확장되어 외부 공기와 결합하여 코어 모드의 종축 모드는 횡축 모드에 비해 유효굴절률이 낮아지고 이로 인해 복굴절을 높일 수 있다.In the asymmetrical optical waveguide 141, a pair of circular grooves is provided in the longitudinal axis direction in the core, and in the longitudinal mode of the core mode by the pair of circular grooves, the dissipated wave is expanded to combine with the outside air, Mode has a lower effective refractive index than the transverse mode and can increase birefringence.

여기서 비대칭형 광도파로(141)의 비대칭은 여러 형상으로 마련될 수 있는데, 예를 들면, 고복굴절 특성을 갖는 H형, 직사각형, 물방울형 또는 PANDA형 등의 단면을 갖도록 마련될 수 있다. The asymmetric optical waveguide 141 may have various asymmetric shapes. For example, the asymmetric optical waveguide 141 may have a cross section such as an H-shape, a rectangle, a waterdrop or a PANDA type having high birefringence characteristics.

그리고 포화흡수 특성 물질(145)은, 희토류 금속 합성 물질, CNT, Graphene, SESAM 등을 사용할 수 있다. 다만 이에 한정되는 것은 아니다.The saturable absorptive material 145 may be a rare earth metal synthetic material, CNT, Graphene, SESAM, or the like. However, the present invention is not limited thereto.

여기서, 희토류 금속 합성 물질은, 어븀, 이터븀, 줄륨, 홀뮴, 네오듐, 프라세오디뮴, 디스프로슘 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.Here, the rare earth metal synthesis material may include at least one of erbium, ytterbium, thorium, holmium, neodymium, praseodymium, and dysprosium.

이와 같이, 본 발명의 실시예에 따르면, 편광유지 포화흡수부(140_가 비대칭형의 광도파로(141)에 포화흡수 특수 물질(145)이 코팅되는 구조를 가짐으로써 높은 복굴절성으로 인해 편광 유지 특성을 구비할 수 있으며 따라서 펄스레이저(100)의 편광 특성을 유지할 수 있어 레이저 출력을 안정적으로 할 수 있는 장점이 있다.As described above, according to the embodiment of the present invention, the polarized-light saturated absorption portion 140_ has a structure in which the asymmetric optical waveguide 141 is coated with the saturated absorption special material 145, And thus it is possible to maintain the polarization characteristics of the pulse laser 100 and to stabilize the laser output.

아울러, 비대칭형의 광도파로(141)에 포화흡수 특수 물질(145)을 코팅하는 단순 구조에 의해 편광유지 포화흡수부(140)를 구성할 수 있어 전체적인 구성을 간소화할 수 있는 장점이 있다.In addition, the polarization maintaining saturation absorbing part 140 can be formed by a simple structure in which the asymmetric optical waveguide 141 is coated with the saturated absorption special material 145, which is advantageous in that the overall structure can be simplified.

한편, 이하에서는 본 발명의 다른 실시예에 따른 편광유지 포화흡수체 기반 펄스레이저에 대해 설명하되 전술한 일 실시예의 펄스레이저와 실질적으로 동일한 부분에 대해서는 그 설명을 생략하기로 한다.Hereinafter, the polarized-light-saturated absorber-based pulse laser according to another embodiment of the present invention will be described with reference to portions substantially identical to those of the pulse laser of the above-described embodiment.

도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 편광유지 포화흡수체 기반 펄스레이저의 구성을 도시한 도면이다.Fig. 2 is a diagram showing the configuration of a polarization maintaining saturated absorber-based pulse laser according to another embodiment of the present invention.

이에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 포화흡수체 기반 펄스레이저(200)는, 레이저 공진기(230)가 폐루프 형상을 갖는 것이 아니라 선형의 레이저 공진기(230)로 마련되며, 이러한 레이저 공진기(230)의 일 구간을 비대칭형의 광도파로(241)로 마련되는 편광유지 포화흡수부(240)가 형성한다. 비대칭형의 광도파로(241)에는 포화흡수 특성 물질(245)이 코팅된다.As shown, the saturated absorber-based pulse laser 200 according to another embodiment of the present invention is configured such that the laser resonator 230 does not have a closed loop shape but is provided with a linear laser resonator 230, One section of the resonator 230 is formed by the polarization maintaining saturation absorber 240 provided as an asymmetrical optical waveguide 241. The asymmetrical optical waveguide 241 is coated with the saturable absorbing material 245.

그리고 파장분할 다중화 광결합부(220)에 의해 펌프광원(210)이 연결되어 펌프광원(210)의 펌프광이 레이저 공진기(230)의 내부로 공급될 수 있다. 아울러, 레이저 공진기(230)의 경로 상에 분산보상 모듈(250), 편광유지 이득 매질(260) 그리고 광분할부(270)가 장착된다.The pump light source 210 is connected by the wavelength division multiplexing optical coupler 220 so that the pump light of the pump light source 210 can be supplied to the inside of the laser resonator 230. The dispersion compensation module 250, the polarization maintaining gain medium 260, and the light splitting unit 270 are mounted on the path of the laser resonator 230.

한편, 본 실시예의 레이저 공진기(230)의 양단에는 광을 반사시키는 한 쌍의 미러(280)가 구비된다. 이러한 구성에 의해서 광의 반사되어 레이저 출력을 생성할 수 있다.On the other hand, a pair of mirrors 280 for reflecting light are provided at both ends of the laser resonator 230 of the present embodiment. With this configuration, light can be reflected and a laser output can be generated.

여기서, 한 쌍의 미러(280)는 반사율이 90 내지 100% 범위의 (바람직하게는 100%의) 균일 광섬유 브래그 격자(uniform fiber Bragg grating) 또는 처핑된 광섬유 브래그 격자(chirped fiber Bragg grating)로 마련될 수 있다. Here, the pair of mirrors 280 are formed of a uniform fiber Bragg grating having a reflectance of 90 to 100% (preferably 100%) or a chirped fiber Bragg grating .

또는, 한 쌍의 미러(280) 중 일단에 놓인 미러(280)는 반사율이 90 내지 100% 범위를 갖는 (바람직하게는 100%의) 균일 광섬유 브래그 격자(uniform fiber Bragg grating) 또는 처핑된 광섬유 브래그 격자(chirped fiber Bragg grating)로 마련되고, 타단에 놓인 미러(280)는 80 내지 90% 범위를 갖는 균일 광섬유 브래그 격자(uniform fiber Bragg grating) 또는 처핑된 광섬유 브래그 격자(chirped fiber Bragg grating)로 마련될 수 있다.Alternatively, the mirror 280 placed at one end of the pair of mirrors 280 may be a uniform fiber Bragg grating having a reflectance in the range of 90 to 100% (preferably 100%) or a chirped optical fiber Bragg grating And the mirror 280 placed at the other end is provided with a uniform fiber Bragg grating having a range of 80 to 90% or a chirped fiber Bragg grating. .

또는, 한 쌍의 미러(280) 중 일단에 놓인 미러(280)는 패러데이 미러로 마련되고, 타단에 놓인 미러(280)는 90 내지 100% 범위를 갖는 (바람직하게는 100%의) 균일 광섬유 브래그 격자(uniform fiber Bragg grating) 또는 처핑된 광섬유 브래그 격자(chirped fiber Bragg grating)로 마련될 수도 있다.Alternatively, the mirror 280 placed at one end of the pair of mirrors 280 is provided as a Faraday mirror, and the mirror 280 placed at the other end is provided as a uniform optical fiber Bragg grating having a range of 90 to 100% (preferably, 100% Or may be provided with a uniform fiber Bragg grating or a chirped fiber Bragg grating.

또는, 한 쌍의 미러(280) 중 일단에 놓인 미러(280)는 패러데이 미러로 마련되고, 타단에 놓인 미러(280)는 80 내지 90% 범위를 갖는 균일 광섬유 브래그 격자(uniform fiber Bragg grating) 또는 처핑된 광섬유 브래그 격자(chirped fiber Bragg grating)로 마련될 수도 있다.Alternatively, the mirror 280 placed at one end of the pair of mirrors 280 is provided as a Faraday mirror, and the mirror 280 placed at the other end is provided as a uniform fiber Bragg grating having a range of 80 to 90% Or may be provided with a chirped fiber Bragg grating.

이와 같이, 본 발명의 실시예에 따르면, 편광유지 포화흡수부(240)가 비대칭형의 광도파로(241)에 포화흡수 특수 물질(245)이 코팅되는 구조를 가짐으로써 높은 복굴절성으로 인해 편광 유지 특성을 구비할 수 있으며 따라서 펄스레이저(200)의 편광 특성을 유지할 수 있어 레이저 출력을 안정적으로 할 수 있는 장점이 있다.As described above, according to the embodiment of the present invention, the polarized-light saturated absorption portion 240 has a structure in which the asymmetric optical waveguide 241 is coated with the saturated absorption special material 245, And thus it is possible to maintain the polarization characteristic of the pulse laser 200 and to stabilize the laser output.

한편, 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 수정예 또는 변형예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.
It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit and scope of the invention. Accordingly, such modifications or variations are intended to fall within the scope of the appended claims.

100 : 편광유지 포화흡수체 기반 펄스레이저
110 : 펌프광원
120 : 파장분할 다중화 광결합부
130 : 레이저 공진기
140 : 편광유지 포화흡수부
141 : 비대칭형 광도파로
145 : 포화흡수 특수 물질
150 : 분산보상 모듈
160 : 이득 매질
170 : 광분할부
180 : 아이솔레이터100: polarization-maintaining saturable absorber-based pulsed laser
110: pump light source
120: wavelength division multiplexing optical coupler
130: laser resonator
140: Polarization maintaining saturated absorption part
141: Asymmetric optical waveguide
145: Saturated absorption special material
150: dispersion compensation module
160: gain medium
170:
180: Isolator

Claims (14)

폐루프 형상의 광도파로로 마련되는 레이저 공진기의 일 구간을 형성하며, 비대칭형의 광도파로로 마련되는 편광유지 포화흡수부; 및
펌프광원으로부터 발생되는 광을 상기 레이저 공진기 내부로 공급하기 위한 파장분할 다중화 광결합부;
를 포함하는 편광유지 포화흡수체 기반 펄스레이저.
A polarization maintaining saturable absorber forming a section of the laser resonator provided as a closed loop optical waveguide and provided as an asymmetrical optical waveguide; And
A wavelength division multiplexed optical coupler for supplying light generated from a pump light source into the laser resonator;
/ RTI > wherein the polarizing beam splitter is a polarizing beam splitter.
제1항에 있어서,
상기 비대칭형의 광도파로에는 코어에 종축 방향으로 한 쌍의 원형 홈이 구비되며, 상기 한 쌍의 원형 홈에 의해 코어 모드의 종축 모드는 소산파가 확장되어 외부 공기와 결합하여 상기 코어 모드의 종축 모드는 횡축 모드에 비해 유효굴절률이 낮아지고 이로 인해 복굴절을 높일 수 있는 편광유지 포화흡수체 기반 펄스레이저.
The method according to claim 1,
The asymmetrical optical waveguide is provided with a pair of circular grooves in the longitudinal axis direction of the asymmetric optical waveguide, and the longitudinal mode of the core mode is extended by the pair of circular grooves, Mode polarized saturated absorber based pulsed laser capable of increasing birefringence due to lower effective refractive index than the transverse mode.
제2항에 있어서,
상기 비대칭형 광도파로는 H형, 직사각형, 물방울형 또는 PANDA형의 비대칭 단면을 갖도록 마련되는 편광유지 포화흡수체 기반 펄스레이저.
3. The method of claim 2,
Wherein the asymmetric optical waveguide is configured to have an asymmetric cross section of H, rectangular, water drop, or PANDA type.
제1항에 있어서,
상기 편광유지 포화흡수부는 상기 비대칭형의 광도파로의 외면에 포화흡수 특성 물질이 구비되는 편광유지 포화흡수체 기반 펄스레이저.
The method according to claim 1,
Wherein the polarization maintaining saturable absorber is provided with a saturated absorption characteristic material on an outer surface of the asymmetrical optical waveguide.
제4항에 있어서,
상기 포화흡수 특성 물질은 희토류 금속 합성 물질, CNT, Graphene, SESAM 중 적어도 어느 하나를 포함하는 편광유지 포화흡수체 기반 펄스레이저.
5. The method of claim 4,
Wherein the saturable absorptive material comprises at least one of a rare earth metal synthesis material, CNT, Graphene, and SESAM.
제5항에 있어서,
상기 희토류 금속 합성 물질은, 어븀, 이터븀, 줄륨, 홀뮴, 네오듐, 프라세오디뮴, 디스프로슘 중 적어도 어느 하나를 포함하는 편광유지 포화흡수체 기반 펄스레이저.
6. The method of claim 5,
Wherein the rare earth metal composite material comprises at least one of erbium, ytterbium, thulium, holmium, neodymium, praseodymium, and dysprosium.
제1항에 있어서,
상기 레이저 공진기의 경로 상에 구비되는 편광유지 이득 매질을 더 포함하는 편광유지 포화흡수체 기반 펄스레이저.
The method according to claim 1,
And a polarization maintaining gain medium disposed on a path of the laser resonator.
제7항에 있어서,
상기 편광유지 이득 매질은 편광유지 희토류 첨가 광섬유, 희토류 첨가 비대칭형 도파로, 염료가 코팅된 비대칭형 도파로 중 적어도 어느 하나를 포함하는 편광유지 포화흡수체 기반 펄스레이저.
8. The method of claim 7,
Wherein the polarization maintaining gain medium comprises at least one of a polarization maintaining rare earth doped optical fiber, a rare earth doped asymmetric waveguide, and a dye coated asymmetric waveguide.
선형의 레이저 공진기의 일 구간을 형성하며, 비대칭형의 광도파로 기반의 편광유지 포화흡수부;
펌프광원으로부터 발생되는 광을 상기 레이저 공진기 내부로 공급하기 위한 파장분할 다중화 광결합부; 및
상기 레이저 공진기의 양단에 각각 구비되는 한 쌍의 미러;
를 포함하는 편광유지 포화흡수체 기반 펄스레이저.
An optical waveguide-based polarization maintaining saturable absorber forming a section of a linear laser resonator and having an asymmetric shape;
A wavelength division multiplexed optical coupler for supplying light generated from a pump light source into the laser resonator; And
A pair of mirrors provided at both ends of the laser resonator;
/ RTI > wherein the polarizing beam splitter is a polarizing beam splitter.
제9항에 있어서,
상기 편광유지 포화흡수부는 외면에 포화흡수 특성 물질이 부착되는 편광유지 포화흡수체 기반 펄스레이저.
10. The method of claim 9,
Wherein the polarized-light-saturated absorber is attached to the outer surface with a saturated absorptive material.
제9항에 있어서,
상기 한 쌍의 미러는 반사율이 90 내지 100% 범위의 균일 광섬유 브래그 격자(uniform fiber Bragg grating) 또는 처핑된 광섬유 브래그 격자(chirped fiber Bragg grating)로 마련되는 편광유지 포화흡수체 기반 펄스레이저.
10. The method of claim 9,
Wherein the pair of mirrors are provided with a uniform fiber Bragg grating or a chirped fiber Bragg grating having a reflectance in the range of 90 to 100%.
제9항에 있어서,
상기 한 쌍의 미러 중 일단에 놓인 상기 미러는 반사율이 90 내지 100% 범위를 갖는 균일 광섬유 브래그 격자(uniform fiber Bragg grating) 또는 처핑된 광섬유 브래그 격자(chirped fiber Bragg grating)로 마련되고, 타단에 놓인 상기 미러는 80 내지 90% 범위를 갖는 균일 광섬유 브래그 격자(uniform fiber Bragg grating) 또는 처핑된 광섬유 브래그 격자(chirped fiber Bragg grating)로 마련되는 편광유지 포화흡수체 기반 펄스레이저.
10. The method of claim 9,
The mirror placed at one end of the pair of mirrors is provided with a uniform fiber Bragg grating or a chirped fiber Bragg grating having a reflectance in the range of 90 to 100% The mirror is provided with a uniform fiber Bragg grating or a chirped fiber Bragg grating having a range of 80 to 90%.
제9항에 있어서,
상기 한 쌍의 미러 중 일단에 놓인 상기 미러는 패러데이 미러로 마련되고, 타단에 놓인 상기 미러는 90 내지 100% 범위를 갖는 균일 광섬유 브래그 격자(uniform fiber Bragg grating) 또는 처핑된 광섬유 브래그 격자(chirped fiber Bragg grating)로 마련되는 편광유지 포화흡수체 기반 펄스레이저.
10. The method of claim 9,
The mirror placed at one end of the pair of mirrors is provided with a Faraday mirror and the mirror placed at the other end is provided with a uniform fiber Bragg grating or a chirped fiber grating having a 90 to 100% Bragg grating. ≪ / RTI >
제9항에 있어서,
상기 한 쌍의 미러 중 일단에 놓인 상기 미러는 패러데이 미러로 마련되고, 타단에 놓인 상기 미러는 80 내지 90% 범위를 갖는 균일 광섬유 브래그 격자(uniform fiber Bragg grating) 또는 처핑된 광섬유 브래그 격자(chirped fiber Bragg grating)로 마련되는 편광유지 포화흡수체 기반 펄스레이저.10. The method of claim 9,
The mirror placed at one end of the pair of mirrors is provided with a Faraday mirror and the mirror placed at the other end is provided with a uniform fiber Bragg grating or a chirped fiber grating having a range of 80 to 90% Bragg grating. ≪ / RTI >
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