KR20190134087A - 알칼리증기레이저 광이득 조절방법 및 그 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명의 일 실시 예는, 펌프광원으로부터 펌프광을 수신하고, 상기 수신된 펌프광을 편광시키는 펌프광편광단계, 상기 편광된 펌프광이 복수의 전자석에 의한 자기장이 인가된 알칼리원자증기영역을 통과하도록 제어하는 펌프광통과제어단계, 상기 알칼리원자증기영역을 통과하여 발생된 알칼리증기레이저를 반사거울로 반사하는 레이저반사단계 및 상기 반사된 알칼리증기레이저를 편광시켜서 출력하는 레이저출력단계를 포함하는 알칼리증기레이저 광이득 조절방법을 개시한다.

Description

알칼리증기레이저 광이득 조절방법 및 그 시스템 {Method for controlling photogain of alkali vapor laser and system thereof}

본 발명은 알칼리증기레이저의 광이득을 조절하는 방법 및 그 방법을 구현하기 위한 시스템에 관한 발명으로서, 보다 구체적으로는, 펌프광원에서 출력되는 펌프광의 에너지를 낭비하지 않고 효율적으로 알칼리증기레이저를 얻기 위해서 광이득을 조절하는 방법 및 그 시스템에 관한 것이다.

최근 레이저(LASER)는 군사, 재료 가공, 핵융합, 기초 과학 등을 목적으로 활발히 연구되고 있다. 특히 전력-광출력 전환 효율 및 펌프광-출력광 전환 효율을 향상을 위해 기존 레이저 이득매질보다 양자 효율이 월등히 높은 알칼리 원자를 증기 상태로 만들어 광이득 매질로 사용하는 연구가 선진국을 중심으로 활발히 진행 중이다.

알칼리 원자 증기는 물리적 특성상 95% 이상의 양자효율을 갖는 이득 물질이지만, 알칼리 원자를 효율적으로 여기(pump)시키기 위해서는 알칼리 원자의 광흡수 선폭과 비슷하게 매우 좁은 선폭을 갖는 협대역 광원이 반드시 필요하다는 한계점이 있다.

도 1은 알칼리 원자를 여기시키기 위해 광을 방출하는 펌프 광원이 협대역 광원이 되어야 하는 이유를 설명하기 위한 도면이다.

먼저, 펌프광원이 방출한 펌프광이 세슘(Cs) 가스 주머니를 통과하기 전의 파장 대 세기의 그래프를 참조하면, 50GHz의 선폭을 갖는 펌프광이 사용된다는 것을 알 수 있다.

이어서, 펌프광이 세슘 가스 주머니를 통과한 후의 파장 대 세기의 그래프를 참조하면, 약 10GHz의 선폭만이 흡수되어 나머지 부분인 약 80%에 해당하는 부분은 세슘 가스 주머니에 흡수되지 못하고 낭비되는 것을 알 수 있다. 위와 같은 특성을 고려하여, 펌프 광원을 협대역 광원으로 채택하면, 펌프 광원의 대부분이 세슘 가스 주머니에 흡수될 수 있지만, 협대역 광원을 제작하는 비용이 과도하여 현실적으로는 펌프 광원을 협대역 광원으로 채택하지 않거나, 여기광원의 출력 선폭을 줄이기 위한 방법으로 볼륨 홀로그래픽 그레이팅(volume holographic grating)과 같은 협대역 광필터를 사용하여 여기 레이저 공진기를 구성하였다.

또한, 위와 같은 한계점을 극복하기 위한 다른 방법으로서, 알칼리 증기에 완충 가스를 추가하여 원자간 충돌을 촉진하고, 이를 통해 알칼리 원자의 유효 광흡수 선폭을 확대하는 방식이 사용되기도 했다.

다만, 종래의 완충 가스를 이용한 방법은 온도 조절 및 가스 농도제어가 필수적이라서 이 제어과정에서 발생되는 비용이 적지 않으며, 종래의 완충 가스를 이용한 방법으로도 여전히 여기광원은 수 GHz 이하의 선폭을 가져야만 하는 한계점이 존재하므로, 종래기술이 갖는 한계점을 극복한 기술의 필요성이 대두된다.

대한민국 등록특허 제10-1624482호 (2016.05.04 공개)

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 펌프광원이 방출하는 펌프광의 선폭을 지나치게 협대역으로 줄이지 않더라도 높은 출력의 알칼리증기레이저를 얻을 수 있는 알칼리증기레이저의 광이득 조절 방법 및 그 시스템을 제공하는 데에 있다.

상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시 예에 따른 방법은, 펌프광원으로부터 펌프광을 수신하고, 상기 수신된 펌프광을 편광시키는 펌프광편광단계; 상기 편광된 펌프광이 복수의 전자석에 의한 자기장이 인가된 알칼리원자증기영역을 통과하도록 제어하는 펌프광통과제어단계; 상기 알칼리원자증기영역을 통과하여 발생된 알칼리증기레이저를 반사거울로 반사하는 레이저반사단계; 및 상기 반사된 알칼리증기레이저를 편광시켜서 출력하는 레이저출력단계;를 포함한다.

상기 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 다른 일 실시 예에 따른 시스템은, 광을 출력하는 펌프광원으로부터 펌프광을 수신하는 펌프광수신부; 펌프광 또는 알칼리증기레이저를 편광시키는 편광제어부; 편광된 펌프광이 복수의 전자석에 의한 자기장이 인가된 알칼리원자증기영역을 통과하여 알칼리증기레이저를 발생시키도록 제어하는 레이저발생제어부; 상기 발생된 알칼리증기레이저를 반사하여 상기 반사된 알칼리증기레이저가 상기 편광제어부에 의해 편광되도록 제어하는 반사거울; 및 상기 편광된 알칼리증기레이저를 선택적으로 투과하는 출력거울을 포함한다.

본 발명에 따르면, 펌프광원에서 출력되는 펌프광의 선폭이 매우 좁으면서 출력(세기)은 매우 높지 않더라도, 알칼리증기 가스 주머니에서 모두 흡수되어 펌프광이 낭비되는 비율이 극도로 낮아지게 됨으로써, 고출력의 레이저가 얻어질 수 있다.

본 발명에 따르면, 다양한 파장의 알칼리증기레이저를 얻을 수 있게 되며, 서로 다른 파장의 레이저들은 빔결합(beam coupling)되어 고출력레이저를 제작하는 데에 활용될 수 있다.

본 발명에 따르면, 알칼리증기레이저를 제작하기 위해 사용되는 펌프광원이 매우 좁은 협대역 광원으로 한정될 필요가 없으므로, 유도방출천이를 통한 알칼리증기레이저를 제작하는 비용을 현저히 낮출 수 있다.

도 1은 알칼리 원자를 여기시키기 위해 광을 방출하는 펌프 광원이 협대역 광원이 되어야 하는 이유를 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 알칼리증기레이저의 광이득 조절방법의 개선된 효과를 도식적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 알칼리증기레이저의 광이득 조절시스템의 일 예의 세부구성을 도식화한 도면이다.
도 4는 세슘 원자에 자기장을 인가하였을 때의 확장된 에너지 준위 스펙트럼을 도식화한 도면이다.
도 5는 반사거울이 이동됨에 따라 다양한 파장의 알칼리증기레이저가 출력될 수 있는 효과를 구체적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명에 따른 알칼리증기레이저의 광이득 조절시스템의 다른 일 예의 블록도를 도식화한 도면이다.
도 7은 본 발명에 따른 알칼리증기레이저의 광이득 조절방법의 일 예의 흐름도를 도시한 도면이다.

본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명의 효과 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 다양한 형태로 구현될 수 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예들을 상세히 설명하기로 하며, 도면을 참조하여 설명할 때 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

이하의 실시 예에서, 제1, 제2 등의 용어는 한정적인 의미가 아니라 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하는 목적으로 사용되었다.

이하의 실시 예에서, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

이하의 실시 예에서, 포함하다 또는 가지다 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 또는 구성요소가 존재함을 의미하는 것이고, 하나 이상의 다른 특징을 또는 구성요소가 부가될 가능성을 미리 배제하는 것은 아니다.

어떤 실시 예가 달리 구현 가능한 경우에 특정한 공정 순서는 설명되는 순서와 다르게 수행될 수도 있다. 예를 들어, 연속하여 설명되는 두 공정이 실질적으로 동시에 수행될 수도 있고, 설명되는 순서와 반대의 순서로 진행될 수 있다.

도 2는 본 발명에 따른 알칼리증기레이저의 광이득 조절방법의 개선된 효과를 도식적으로 설명하기 위한 도면이다.

먼저, 도 2의 펌프광원이 방출한 펌프광이 세슘(Cs) 증기 가스 주머니를 통과하기 전의 파장 대 세기의 그래프를 참조하면, 50GHz의 선폭을 갖는 펌프광이 사용된다는 것을 알 수 있다.

이어서, 펌프광이 세슘 가스 주머니를 통과한 후의 파장 대 세기의 그래프를 참조하면, 세슘 증기 가스 주머니의 선폭이 50GHz까지 넓어지게 되어, 펌프 광원의 펌프광이 모든 대역에 걸쳐서 흡수되므로, 도 1과 대조하였을 때 낭비되는 부분이 전혀 없다는 것을 알 수 있다. 본 발명에서의 세슘 가스 주머니에도 완충 가스를 추가하여 원자간 충돌을 촉진하는 방법은 적용된다.

위와 같이, 본 발명에 따르면, 펌프광원에서 출력되는 펌프광의 선폭이 매우 좁으면서 출력(세기)은 매우 높지 않더라도, 알칼리증기 가스 주머니에서 모두 흡수되어 펌프광이 낭비되는 비율이 극도로 낮아지게 된다. 또한, 본 발명에 따르면, 알칼리 원자의 광흡수 선폭이 전자석의 자기장에 의해서 대폭 넓어짐에 따라서, 더 낮은 제작비용을 갖는 펌프광원을 사용하여 펌프광의 선폭이 다소 넓고 출력이 낮더라도 우수한 알칼리증기레이저를 발생시킬 수 있다. 위와 같은 효과를 발생시키기 위한 구체적인 구성은, 도 3 내지 도 4를 통해서 설명하기로 한다.

도 3은 본 발명에 따른 알칼리증기레이저의 광이득 조절시스템의 일 예의 세부구성을 도식화한 도면이다.

도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 알칼리증기레이저의 광이득 조절시스템(300)은 펌프광원(310), 편광조절기(320), 렌즈(330), 편광빔스플리터(340), 전자석(350), Cs증기셀(360), 반사거울(370) 및 출력거울(380)을 포함하는 것을 알 수 있다.

펌프광원(310)은 50GHz의 선폭을 갖는 3와트(W) 출력의 펌프광을 방출한다.

편광조절기(320)는 입사되는 펌프광이 편광빔스플리터(340)에 편광될 수 있도록 미리 조절하는 기능을 수행하고, 렌즈(330)는 미리 설정된 렌즈의 광학파라미터에 따라서 입사되는 펌프광을 굴절 또는 산란시키는 방식으로 펌프광의 광특성을 변경시킨다.

편광빔스플리터(340)는 펌프광을 편광시켜서 Cs증기셀(360)에 전달하는 기능을 수행한다.

전자석(350)은 Cs증기셀(360)의 주위에 적어도 두 개 이상 배치되어 Cs증기셀(360)에서 형성된 Cs증기에 자기장을 인가한다. 인가된 자기장은 Cs증기셀(360)에 입사되어 Cs증기셀(360)에서 출력되는 광의 광이득 특성이 조절된다.

종래 알려진 기술에 따르면, 세슘 원자 증기에서 D2 천이에 해당하는 중심 파장 852nm에서 수 GHz 정도 선폭을 갖는 펌프광원을 사용하여, D1 천이에 해당하는 중심 파장 894nm에서 수 GHz 선폭을 갖는 출력레이저를 얻을 수 있다. 이때, D2 천이와 정확히 일치하는 중심 파장과 수 GHz선폭은 펌프광원의 필수조건이 되며, D1 천이에서 얻어지는 레이저 출력도 매우 협대역으로서, 종래의 방법으로는 다파장 레이저를 얻는 것이 불가능하였다.

반면, 본 발명의 일 실시 예로서, 5000가우스의 자기장을 Cs증기셀(360)의 세슘 원자 증기에 인가하는 경우, 축퇴되어 있던 에너지 준위가 미세한 에너지 준위로 분화되면서, 바닥 상태 에너지 준위

는 약 20GHz의 선폭으로 확장된다. 또한, 지이만 효과에 의해 펌프광이 흡수될 수 있는 에너지 준위

는 약 30GHz로 확장되어, D2천이가 가능한 에너지 준위의 선폭이 약 50GHz로 확대되는 효과가 있다. 위와 같은 효과는, 펌프광원의 협대역 조건을 대폭 완화시키며, 이에 대한 도식적인 설명은 도 1 및 도 2를 통해 이미 설명한 바 있다.

또한, 유도 방출 천이에 해당하는 D1천이의 경우에도

에너지 준위의 선폭은 본 발명에 의해 5GHz 수준으로 확대되어 알칼리증기레이저의 출력도 25GHz의 선폭을 갖게 된다. 여기서, 알칼리증기레이저의 출력의 선폭이 넓어진다는 것은 알칼리증기레이저의 다파장 발진이 가능해진다는 것을 의미한다.

도 4는 세슘 원자에 자기장을 인가하였을 때의 확장된 에너지 준위 스펙트럼을 도식화한 도면이다.

도 4를 참조하면, 전술한 내용과 같이 세슘 원자 증기에 5000가우스의 자기장을 인가함으로써, 에너지 준위 스펙트럼이 확장된 것을 알 수 있으며, 확장된 에너지 준위 스펙트럼에 따라서, 자기장이 인가되지 않을 때에 균질 확장 특성을 갖는 알칼리증기레이저가, 본 발명에 따르면, 광이득에 비균질 확장이 일어나서 넓은 선폭의 광원을 흡수, 방출할 수 있게 된다. 위와 같은 특성은, 광이득이 최고치를 보이는 특정한 단일 파장에 대해서만 레이저를 얻을 수 있는 물리적 특성에 기인한 것이며, 비균질 확장 광이득이 얻어지면 다파장 레이저의 발진이 가능하게 된다.

Cs증기셀(Cesium Vapor Shell)(360)은 알칼리 원자 중 세슘 원자 증기가 갇혀 있는 주머니로서, 진공 쳄버, 유리 실린더, 유리관, 유리 광섬유 등으로 구성될 수 있다. Cs증기셀(360)은 세슘 원자의 농도를 조절하기 위해서 온도 조절장치가 내장 또는 외장될 수 있으며, 실시 예에 따라서, 세슘 원자 증기와 완충 가스를 순환시키는 장치를 추가로 포함할 수도 있다. 또한, 설명의 편의를 위해 도 3에서는 세슘 원자로 한정되어 있으나, 실시 예에 따라서, 세슘 원자는 루비듐(Rb) 원자 또는 칼륨(K) 원자로 대체될 수 있으며, 대체되는 경우에는 펌프광원에서 방출되는 펌프광의 선폭이나 알칼리증기레이저의 선폭이 달라질 수 있다.

반사거울(370)은 Cs증기셀(360)을 통과한 펌프광이 도달하는 위치에 있는 거울로서, 펌프광 파장에 대해서는 높은 투과효율을 가지면서, 알칼리증기레이저 파장에는 높은 반사효율을 갖는 광학특성을 가진다. 그러므로, 편광빔스플리터(340)를 거쳐서 Cs증기셀(360)의 세슘 증기를 통과한 후에도 남아있는 852nm 파장의 펌프광은 반사거울(370)을 그대로 투과하게 되지만, 유도방출천이에 따른 알칼리증기레이저(세슘증기레이저)는 반사거울(370)에 의해 반사되어 편광빔스플리터(340)에 도달하게 된다.

선택적 일 실시 예로서, 반사거울(370)은 이동시킬 수 있는 스테이지(이동식스테이지)에 탑재될 수도 있다. 이동식스테이지는 반사거울(370)의 위치가 이동될 수 있도록 하며, 보다 구체적으로는, 반사거울(370)이 편광빔스플리터(340), Cs증기셀(360), 출력거울(380)과 동시에 수평거리가 가까워지거나 멀어질 수 있도록 하는 기능을 수행한다. 이동식스테이지에 의해 반사거울(370)과 반사거울을 제외한 나머지 구성들간의 거리가 멀어짐에 따라서, 출력거울(380)로부터 출력되는 알칼리증기레이저가 다양한 파장을 가질 수 있게 된다.

도 5는 반사거울이 이동됨에 따라 다양한 파장의 알칼리증기레이저가 출력될 수 있는 효과를 구체적으로 설명하기 위한 도면이다.

도 5는 Cs증기의 방출영역과 본 발명에 따른 알칼리증기레이저 광이득 조절시스템(300)에서의 반사거울의 위치에 따른 출력가능파장에 대한 모식도를 나타내며, 도 5를 참조하면, Cs증기셀에 자기장을 인가하였을 때의 알칼리증기레이저의 출력가능한 영역(510)과 Cs증기셀에 자기장에 인가하지 않았을 때의 알칼리증기레이저의 출력가능한 영역(530)이 서로 다르다는 것을 알 수 있다.

도 5에서 각각의 주파수에 걸쳐서 촘촘하게 배열된 초록색 그래프는 알칼리증기레이저 광이득 조절시스템(300)의 길이에 따라서 얻어질 수 있는 출력가능파장(출력가능주파수)을 표시한다. 여기서, 알칼리증기레이저 광이득 조절시스템(300)의 길이는 반사거울(370)로부터 반사거울을 제외한 나머지 구성간의 수평거리를 의미한다. 실시 예에 따라서, 반사거울(370)과 편광빔스플리터(340)간의 거리, 또는, 반사거울(370)과 출력거울(380)간의 거리가 될 수 있다.

본 발명에 따라 Cs증기셀에 자기장을 인가하였을 경우, 알칼리증기레이저의 출력가능한 영역(510)은 자기장을 인가하지 않았을 경우의 알칼리증기레이저의 출력가능한 영역(530)보다 훨씬 넓은 범위를 갖게 된다.

수학식 1과 수학식 2는 각각 알칼리증기레이저의 광이득 조절시스템(300)의 길이에 따라서 얻어질 수 있는 출력가능주파수(출력가능진동수) 및 출력가능파장에 대한 수식을 나타낸다. 수학식 1 및 수학식 2에서,

은 m번째 출력가능주파수,

은 m번째 출력가능파장, m은 자연수, c는 빛의 속도, L은 알칼리증기레이저의 광이득 조절시스템(300)의 길이를 의미한다.

도 5에서, L에 따른 초록색 그래프와 자기장 인가시 출력가능한 영역(510) 또는 초록색 그래프와 자기장 인가 전 출력가능한 영역(530)이 겹치는 영역에서만 알칼리증기레이저의 발진이 가능하므로, 자기장을 인가하기 전의 Cs 원자의 출력가능파장영역은 약 10GHz, 자기장을 인가한 후의 Cs 원자의 출력가능파장영역은 약 25GHz가 되어, 본 발명에 따라 Cs증기셀에 일정한 크기의 자기장을 인가하였을 때에 그렇지 않았을 때에 비해 파장선택범위가 약 2.5배 정도 증가함을 알 수 있다.

본 발명에 따르면, 수학식 1 및 수학식 2에 따라서, 이동식스테이지에 탑재된 반사거울(370)을 이동시킴으로써, 다양한 파장의 알칼리증기레이저를 얻을 수 있게 되며, 서로 다른 파장의 레이저를 빔결합(beam coupling)하여 고출력레이저를 제작하는 데에 활용할 수 있다.

출력거울(380)은 반사거울(370)에 의해 반사되어 알칼리증기레이저가 편광빔스플리터(340)에 도달하면 편광되면, 알칼리증기레이저를 선택적으로 투과하여 출력시키는 기능을 수행한다. 출력거울(380)은 편광된 알칼리증기레이저에 대해서 높은 투과효율을 갖는 광학특성을 가진다. 도 3에 따르면, 출력거울(380)을 통해서 출력되는 알칼리증기레이저의 파워는 1.5W로서, 종래기술에 따라 Cs증기셀(360)에 전자석의 자기장을 인가하지 않았을 때의 알칼리증기레이저의 파워인 0.3W보다 더 높은 출력이다. 본 발명에 의해 고출력의 레이저가 얻어질 수 있는 것은, 도 1 및 도 2에서 설명한 바와 같이 알칼리증기원자의 방출 및 흡수 선폭이 대폭 넓어짐에 따라 동일한 입력펌프광에 대해서 낭비되는 부분이 현저하게 줄어드는 것에 기인한다.

도 6은 본 발명에 따른 알칼리증기레이저의 광이득 조절시스템의 다른 일 예의 블록도를 도식화한 도면이다.

도 6을 참조하면, 본 발명에 따른 알칼리증기레이저의 광이득 조절시스템(600)은 펌프광수신부(610), 편광제어부(630), 레이저발생제어부(650), 반사거울(670) 및 출력거울(690)을 포함할 수 있다는 것을 알 수 있다. 도 6의 블록도는 도 3에서 설명한 시스템의 세부구성을 보다 명확하게 설명하기 위한 것으로서, 도 3에서 설명한 것과 중복되는 설명은 생략하기로 하고, 이하에서는, 도 3을 참조하여 설명하기로 한다.

펌프광수신부(610)는 광을 출력하는 펌프광원으로부터 펌프광을 수신한다.

실시 예에 따라, 펌프광수신부(610)는 도 3에서 설명한 편광조절기(320) 및 렌즈(330)를 포함할 수 있다.

편광제어부(630)는 펌프광 또는 알칼리증기레이저를 편광시킨다. 실시 예에 따라, 편광제어부(630)는 도 3에서 설명한 편광빔스플리터(340)를 포함할 수 있다.

레이저발생제어부(650)는 편광된 펌프광이 복수의 전자석에 의한 자기장이 인가된 알칼리원자증기영역을 통과하여 알칼리증기레이저를 발생시키도록 제어한다. 알칼리원자증기영역은 도 3에서 설명한 Cs증기셀(360) 내부에 형성된 알칼리원자증기가 존재하는 영역을 의미한다. 레이저발생제어부(650)는 도 3에서 설명한 전자석(350) 및 Cs증기셀(360)을 포함할 수 있으며, 실시 예에 따라, Cs증기셀(360)은 Rb증기셀, K증기셀로 대체될 수 있다. 보다 구체적으로, 레이저발생제어부(650)는 유도방출천이에 따라 발생된 알칼리증기레이저가 반사거울(670)에 전달되도록 설계된다.

반사거울(670)은 알칼리증기레이저를 반사하여, 반사된 알칼리증기레이저가 편광제어부(630)에 의해 편광되도록 제어한다. 선택적 일 실시 예로서, 반사거울(670)은 펌프광을 편광시키는 편광제어부(630) 및 알칼리원자증기영역을 포함하는 레이저발생제어부(650)와 동시에 수평거리가 가까워지거나 멀어질 수 있도록 이동식스테이지에 탑재될 수 있으며, 이동식스테이지를 적어도 2회 이상 서로 다른 위치로 이동시켜서 서로 다른 중심파장을 갖는 알칼리증기레이저가 발생되도록 제어할 수 있다.

출력거울(690)은 편광된 알칼리증기레이저를 선택적으로 투과시킨다. 반사거울(670) 및 출력거울(690)은 도 3에서 설명한 반사거울(370) 및 출력거울(380)과 동일한 기능을 수행할 수 있다.

도 7은 본 발명에 따른 알칼리증기레이저의 광이득 조절방법의 일 예의 흐름도를 도시한 도면이다.

도 7에 따른 방법은 도 6에 따른 시스템에 의해 구현될 수 있으므로, 도 6을 참조하여 설명하기로 하며, 이하에서는, 도 3 또는 도 6에서 설명한 내용과 중복된 설명은 생략하기로 한다.

펌프광수신부(610)는 펌프광원으로부터 펌프광을 수신하고, 편광제어부(630)는 수신된 펌프광을 편광시킨다(S710).

레이저발생제어부(650)는 편광된 펌프광이 복수의 전자석에 의한 자기장이 인가된 알칼리원자증기영역을 통과하도록 제어한다(S730).

반사거울(670)은 알칼리원자증기영역을 통과하여 발생된 알칼리증기레이저를 반사거울로 반사한다(S750).

편광제어부(630)는 반사된 알칼리증기레이저를 편광시키고, 출력거울(690)은 편광된 알칼리증기레이저를 출력한다(S770).

이상 설명된 본 발명에 따른 실시 예는 컴퓨터상에서 다양한 구성요소를 통하여 실행될 수 있는 컴퓨터 프로그램의 형태로 구현될 수 있으며, 이와 같은 컴퓨터 프로그램은 컴퓨터로 판독 가능한 매체에 기록될 수 있다. 이때, 매체는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체, CD-ROM 및 DVD와 같은 광기록 매체, 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical medium), 및 ROM, RAM, 플래시 메모리 등과 같은, 프로그램 명령어를 저장하고 실행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치를 포함할 수 있다.

한편, 상기 컴퓨터 프로그램은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것이거나 컴퓨터 소프트웨어 분야의 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수 있다. 컴퓨터 프로그램의 예에는, 컴파일러에 의하여 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용하여 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드도 포함될 수 있다.

본 발명에서 설명하는 특정 실행들은 일 실시 예들로서, 어떠한 방법으로도 본 발명의 범위를 한정하는 것은 아니다. 명세서의 간결함을 위하여, 종래 전자적인 구성들, 제어 시스템들, 소프트웨어, 상기 시스템들의 다른 기능적인 측면들의 기재는 생략될 수 있다. 또한, 도면에 도시된 구성 요소들 간의 선들의 연결 또는 연결 부재들은 기능적인 연결 및/또는 물리적 또는 회로적 연결들을 예시적으로 나타낸 것으로서, 실제 장치에서는 대체 가능하거나 추가의 다양한 기능적인 연결, 물리적인 연결, 또는 회로 연결들로서 나타내어질 수 있다. 또한, "필수적인", "중요하게" 등과 같이 구체적인 언급이 없다면 본 발명의 적용을 위하여 반드시 필요한 구성 요소가 아닐 수 있다.

본 발명의 명세서(특히 특허청구범위에서)에서 "상기"의 용어 및 이와 유사한 지시 용어의 사용은 단수 및 복수 모두에 해당하는 것일 수 있다. 또한, 본 발명에서 범위(range)를 기재한 경우 상기 범위에 속하는 개별적인 값을 적용한 발명을 포함하는 것으로서(이에 반하는 기재가 없다면), 발명의 상세한 설명에 상기 범위를 구성하는 각 개별적인 값을 기재한 것과 같다. 마지막으로, 본 발명에 따른 방법을 구성하는 단계들에 대하여 명백하게 순서를 기재하거나 반하는 기재가 없다면, 상기 단계들은 적당한 순서로 행해질 수 있다. 반드시 상기 단계들의 기재 순서에 따라 본 발명이 한정되는 것은 아니다. 본 발명에서 모든 예들 또는 예시적인 용어(예들 들어, 등등)의 사용은 단순히 본 발명을 상세히 설명하기 위한 것으로서 특허청구범위에 의해 한정되지 않는 이상 상기 예들 또는 예시적인 용어로 인해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다. 또한, 당업자는 다양한 수정, 조합 및 변경이 부가된 특허청구범위 또는 그 균등물의 범주 내에서 설계 조건 및 팩터에 따라 구성될 수 있음을 알 수 있다.

Claims (10)

1. 펌프광원으로부터 펌프광을 수신하고, 상기 수신된 펌프광을 편광시키는 펌프광편광단계;
   상기 편광된 펌프광이 복수의 전자석에 의한 자기장이 인가된 알칼리원자증기영역을 통과하도록 제어하는 펌프광통과제어단계;
   상기 알칼리원자증기영역을 통과하여 발생된 알칼리증기레이저를 반사거울로 반사하는 레이저반사단계; 및
   상기 반사된 알칼리증기레이저를 편광시켜서 출력하는 레이저출력단계;를 포함하는 알칼리증기레이저 광이득 조절방법
2. 제1항에 있어서,
   상기 알칼리원자증기는 세슘, 루비듐 및 칼륨 중 어느 하나를 기초로 생성된 알칼리원자증기인 것을 특징으로 하는 알칼리증기레이저 광이득 조절방법.
3. 제1항에 있어서,
   상기 전자석에 의한 자기장의 세기가 5000 가우스인 것을 특징으로 하는 알칼리증기레이저 광이득 조절방법.
4. 제1항에 있어서,
   상기 펌프광의 중심 파장은 852nm이고,
   상기 레이저출력단계에서 출력되는 알칼리증기레이저의 중심파장은 894nm인 것을 특징으로 하는 알칼리증기레이저 광이득 조절방법.
5. 제1항에 있어서,
   상기 반사거울은,
   상기 펌프광을 편광시키는 편광빔스플리터 및 상기 알칼리원자증기영역을 포함하는 레이저발생제어부와 동시에 수평거리가 가까워지거나 멀어질 수 있도록 이동식스테이지에 탑재되고,
   상기 레이저반사단계는,
   상기 이동식스테이지를 적어도 2회 이상 서로 다른 위치로 이동시켜서, 서로 다른 중심파장을 갖는 알칼리증기레이저가 발생되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 알칼리증기레이저 광이득 조절방법.
6. 광을 출력하는 펌프광원으로부터 펌프광을 수신하는 펌프광수신부;
   펌프광 또는 알칼리증기레이저를 편광시키는 편광제어부;
   편광된 펌프광이 복수의 전자석에 의한 자기장이 인가된 알칼리원자증기영역을 통과하여 알칼리증기레이저를 발생시키도록 제어하는 레이저발생제어부;
   상기 발생된 알칼리증기레이저를 반사하여 상기 반사된 알칼리증기레이저가 상기 편광제어부에 의해 편광되도록 제어하는 반사거울; 및
   상기 편광된 알칼리증기레이저를 선택적으로 투과하는 출력거울을 포함하는 알칼리증기레이저 광이득 조절시스템.
7. 제6항에 있어서,
   상기 알칼리원자증기는 세슘, 루비듐 및 칼륨 중 어느 하나를 기초로 생성된 알칼리원자증기인 것을 특징으로 하는 알칼리증기레이저 광이득 조절시스템.
8. 제6항에 있어서,
   상기 전자석에 의한 자기장의 세기가 5000 가우스인 것을 특징으로 하는 알칼리증기레이저 광이득 조절시스템.
9. 제6항에 있어서,
   상기 펌프광의 중심 파장은 852nm이고,
   상기 출력거울을 통해 출력되는 알칼리증기레이저의 중심파장은 894nm인 것을 특징으로 하는 알칼리증기레이저 광이득 조절시스템.
10. 제1항에 있어서,
    상기 반사거울은,
    상기 펌프광을 편광시키는 편광제어부 및 상기 알칼리원자증기영역을 포함하는 레이저발생제어부와 동시에 수평거리가 가까워지거나 멀어질 수 있도록 이동식스테이지에 탑재되고,
    상기 이동식스테이지를 적어도 2회 이상 서로 다른 위치로 이동시켜서, 서로 다른 중심파장을 갖는 알칼리증기레이저가 발생되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 알칼리증기레이저 광이득 조절시스템.

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