KR20230101551A - 광변조 레이저 펄스의 생성 시스템 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 일 실시예에 따른 광변조 레이저 펄스의 생성 시스템은 광변조 레이저 펄스를 발생시키는 광변조 레이저 펄스 생성기, 그리고 상기 광변조 레이저 펄스의 잔여 신호를 억제하는 외부 공진기를 포함한다.
Description
본 발명은 광변조 레이저 펄스의 생성 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 레이저 가공에 사용되는 광변조 레이저 펄스의 생성 시스템에 관한 것이다.
극초단 레이저 펄스는 짧은 펄스폭과 높은 첨두 출력으로 인해 보다 정밀도 높은 미세 가공이 가능하여 반도체, 디스플레이 등 정밀 부품 제작 및 가공에 활용되고 있다. 이러한 극초단 레이저 펄스는 일반적으로 모드 잠금 방법으로 생성하고 있다. 일반적인 모드 잠금 방법은 우연적으로 공진기 내부의 여러 모드들이 결맞음 상태를 유지하는 조건에서 극초단 레이저 펄스를 생성한다. 따라서, 공진기 내부의 요소 특성 또는 조건 변경에 따라 극초단 레이저 펄스의 특성 변경이 용이하며 공진기의 이득, 손실, 분산 등 공진기 내부의 특성을 변경함으로써 극초단 레이저 펄스의 성능을 최적화할 수 있다. 그러나, 모드 잠금 방법은 주변 환경 변화에 민감하고 생성 조건이 까다로워, 극초단 레이저 펄스를 안정적으로 생성하고 유지하기 어렵다. 반면, 광변조 방법은 안정적으로 펄스를 생성할 수 있으며 GHz 수준의 고반복률 극초단 레이저 펄스의 생성도 가능하다. 그러나, 극초단 레이저 펄스를 생성하기 위해 초단 레이저 펄스를 추가적으로 압축하는 과정에서 발생하는 비선형 현상, RF 신호원의 잡음 성능, 또는 신호 제어 등에 의해 극초단 레이저 펄스의 주변부에 불필요한 잔여 신호가 남아 있을 수 있어 최적화 작업이 필요할 수 있다. 이러한 광변조 방법은 공진기를 포함하지 않고 직접적으로 레이저 광원을 변조하여 극초단 레이저 펄스를 생성하므로 생성된 광변조 레이저 펄스의 최적화 작업이 필요하다.
광변조 방법에 의해 생성된 극초단 레이저 펄스, 즉 광변조 레이저 펄스의 잔여 신호를 억제하기 위해 편광이나 위상차 등 비선형 현상으로 발생한 펄스의 메인부와 주변부 간 투과율 차이를 이용할 수 있다. 비선형 편광을 이용한 방법은 편광 변화가 환경에 매우 민감하여 산업용 레이저 활용에 적합하지 않다. 비선형 위상차를 이용하는 방법은 사냑 루프(Sagnac loop) 내 서로 다른 방향으로 진행하는 두 빛의 세기에 따른 위상차를 이용하므로 사냑 루프 내부에서 충분한 양의 비선형 위상차가 발생해야 한다. 그 과정에서 루프의 길이가 수 m 수준으로 길어질 수 있어 원치 않는 고차 비선형 현상으로 고출력 펄스의 주변부 잔여 신호의 억제가 복잡해지기 쉬우며, 파장에 따라 투과율의 차이가 있어 광대역폭의 극초단 펄스에서 최적 길이를 결정하기 어렵다.
본 발명은 전술한 배경 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 광변조 레이저 펄스의 잔여 신호를 억제하고 간단한 구조로 광변조 레이저 펄스를 안정화시킬 수 있는 광변조 레이저 펄스의 생성 시스템을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 광변조 레이저 펄스의 생성 시스템은 광변조 레이저 펄스를 발생시키는 광변조 레이저 펄스 생성기, 그리고 상기 광변조 레이저 펄스의 잔여 신호를 억제하는 외부 공진기를 포함한다.
상기 외부 공진기는 상기 광변조 레이저 펄스가 입력 및 출력되는 입출력부, 상기 광변조 레이저 펄스를 반사시켜 공진시키는 미러부, 그리고 상기 잔여 신호를 억제하는 잔여 신호 억제부를 포함할 수 있다.
상기 미러부는 서로 마주보며 상기 입출력부를 통해 상기 외부 공진기로 입력된 상기 광변조 레이저 펄스를 공진시키는 제1 미러 및 제2 미러, 그리고 상기 제1 미러 및 제2 미러 중 어느 하나에 연결되며 상기 외부 공진기의 반복률을 조절하는 반복률 조절부를 포함하고, 상기 외부 공진기의 반복률은 상기 외부 공진기로 입력된 상기 광변조 레이저 펄스의 반복률과 일치하거나 유사한 공진 광변조 레이저 펄스의 반복률일 수 있다.
상기 잔여 신호 억제부는 포화 흡수체를 포함할 수 있다.
상기 포화 흡수체는 그래핀(graphene), 탄소나노튜브(Carbon NanoTube, CNT), 또는 반도체 포화 흡수거울(Semiconductor Saturable Absorber Mirror, SESAM) 중에서 선택된 어느 하나를 포함할 수 있다.
상기 외부 공진기는 상기 외부 공진기 내부에서 상기 광변조 레이저 펄스를 증폭시키는 신호 증폭부를 더 포함할 수 있다.
상기 신호 증폭부는 상기 광변조 레이저 펄스를 증폭시키는 이득 매질, 그리고 펌프광을 상기 이득 매질에 입사시키는 펌프광 결합기를 포함할 수 있다.
상기 외부 공진기는 상기 외부 공진기 내부의 총 분산을 조절하여 상기 포화 흡수체의 선택적 흡수능을 최적화하는 분산 조절부를 더 포함할 수 있다.
상기 외부 공진기에 연결되며, 상기 광변조 레이저 펄스의 반복률과 상기 외부 공진기의 반복률을 동기화시키는 반복률 제어기를 더 포함할 수 있다.
상기 반복률 제어기는 상기 입력부의 입력 광변조 레이저 펄스와 상기 출력부의 출력 광변조 레이저 펄스를 각각 검출하는 광 검출기, 상기 광 검출기에서 검출된 상기 입력 광변조 레이저 펄스와 상기 출력 광변조 레이저 펄스간의 주파수 차이를 출력하는 주파수 믹서, 그리고 상기 주파수 믹서에서 출력된 상기 주파수 차이를 이용하여 상기 반복률 조절부를 조절하는 서보 제어기를 포함할 수 있다.
상기 광변조 레이저 펄스 생성기는 연속파 레이저를 발생시키는 레이저 다이오드, 상기 연속파 레이저를 변조시켜 0.5GHz 이상의 반복률을 가지는 광 펄스로 변환하는 변조기, 그리고 상기 광 펄스를 압축하여 1 피코초(10-12s) 이하의 펄스폭을 가지는 광변조 레이저 펄스를 발생시키는 펄스 압축부를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 광변조 레이저 펄스의 생성 시스템은 잔여 신호 억제부를 포함하는 외부 공진기를 설치함으로써, 고반복률의 광변조 레이저 펄스의 잔여 신호를 억제하여 광변조 레이저 펄스의 특성을 개선할 수 있다.
또한, 외부 공진기가 신호 증폭부 및 분산 조절부를 포함함으로써, 잔여 신호 억제부의 선택적 흡수 현상을 극대화하여 광변조 레이저 펄스의 잔여 신호를 효과적으로 억제할 수 있다.
또한, 주입 잠금 현상에 의해 광변조 레이저 펄스의 반복률과 외부 공진기의 반복률을 동기화시켜 복잡한 반복률 제어기 없이 광변조 레이저 펄스를 안정화시킬 수 있다. 따라서, 광변조 레이저 펄스의 생성 시스템의 구조를 단순화시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 광변조 레이저 펄스의 생성 시스템의 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 광변조 레이저 펄스의 생성 시스템에서 주입 잠금 현상을 설명하는 그래프이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 광변조 레이저 펄스의 생성 시스템의 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 광변조 레이저 펄스의 생성 시스템에서 주입 잠금 현상을 설명하는 그래프이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 광변조 레이저 펄스의 생성 시스템의 도면이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 여러 실시예들에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예들에 한정되지 않는다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.
그러면 본 발명의 일 실시예에 따른 광변조 레이저 펄스의 생성 시스템에 대하여 도 1 및 도 2를 참고로 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 광변조 레이저 펄스의 생성 시스템의 도면이다.
도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 광변조 레이저 펄스의 생성 시스템은 광변조 레이저 펄스 생성기(100), 그리고 외부 공진기(200)를 포함한다.
광변조 레이저 펄스 생성기(100)는 광 변조 방법을 이용하여 0.5GHz 이상의 반복률 및 1 피코초(10-12s) 이하의 펄스폭을 가지는 극초단 레이저 펄스, 즉 광변조 레이저 펄스를 발생시킬 수 있다.
광변조 레이저 펄스 생성기(100)는 레이저 다이오드(Laser diode)(110), 변조기(Modulator)(120), 그리고 펄스 압축부(130)를 포함할 수 있다.
레이저 다이오드(110)는 순방향 반도체 접합 부재를 이용하여 연속파 레이저(1)를 발생시킬 수 있다. 그러나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며 다양한 방법으로 연속파 레이저를 발생시킬 수 있다.
변조기(120)는 연속파 레이저(1)를 변조시켜 0.5GHz 이상의 고반복률을 가지는 광 펄스(2)로 변환시킬 수 있다. 변조기(120)는 연속파 레이저(1)의 세기를 변조시키는 세기 변조기(intensity modulator)(121), 그리고 연속파 레이저(1)의 위상을 변조시키는 위상 변조기(phase modulator)(122)를 포함할 수 있다. 이 때, RF 신호원(RF)을 이용하여 0.5GHz 이상의 주파수로 세기 변조기(121) 및 위상 변조기(122)를 구동시킴으로써, 0.5GHz 이상의 고반복률을 가지는 광 펄스(2)를 생성할 수 있다.
펄스 압축부(130)는 광 펄스(2)를 압축하여 1 피코초(10-12s) 이하의 펄스폭을 가지는 광변조 레이저 펄스(3)를 발생시킬 수 있다.
이러한 광변조 레이저 펄스 생성기(100)에 의해 생성된 광변조 레이저 펄스(3)는 메인부(M)의 양측인 주변부(N)에 불필요한 잔여 신호(3a)를 가질 수 있다.
외부 공진기(200)는 광변조 레이저 펄스(3)의 주변부(N)의 잔여 신호(3a)를 억제하여 최소화할 수 있다.
외부 공진기(200)는 입출력부(210), 미러부(220), 잔여 신호 억제부(230), 신호 증폭부(240), 그리고 분산 조절부(250)를 포함할 수 있다.
입출력부(210)는 광변조 레이저 펄스(3)를 입력 및 출력시킬 수 있다. 입출력부(210)는 광변조 레이저 펄스(3)를 입력받는 입력부(211), 그리고 잔여 신호(3a)가 억제된 광변조 레이저 펄스(4)를 출력하는 출력부(212)를 포함할 수 있다.
미러부(220)는 광변조 레이저 펄스(3)를 반사시켜 공진시킬 수 있다. 미러부(220)는 제1 미러(221), 제2 미러(222), 그리고 반복률 조절부(223)를 포함할 수 있다.
제1 미러(221) 및 제2 미러(222)는 서로 마주보며 입출력부(210)를 통해 외부 공진기(200)로 입력된 광변조 레이저 펄스(3)를 공진시킬 수 있다.
반복률 조절부(223)는 제1 미러(221)에 연결되며 외부 공진기(200)의 반복률을 조절할 수 있다. 본 실시예에서는 반복률 조절부(223)가 제1 미러(221)에 연결되어 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며 반복률 조절부(223)가 제2 미러(222)에 연결되는 실시예도 가능하다. 반복률 조절부(223)는 제1 미러(221)의 위치를 조절하여 외부 공진기(200)의 반복률을 조절할 수 있다. 반복률 조절부(223)는 위치 조절 스테이지, 압전 소자(Piezoelectronic, PZT) 등을 포함할 수 있다.
이러한 반복률 조절부(223)를 이용하여 외부 공진기(200)의 반복률을 조절하여 특정 조건을 만족하는 경우 주입 잠금 현상이 발생할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 광변조 레이저 펄스의 생성 시스템에서 주입 잠금 현상을 설명하는 그래프이다. 도 2에는 외부 공진기(200)에 입력되는 입력 광변조 레이저 펄스(IP)의 반복률(r1)을 나타내는 그래프(G1), 외부 공진기(200)의 반복률(r2)을 나타내는 그래프(G2), 그리고 주입 잠금 현상에 의해 입력 광변조 레이저 펄스(IP)의 반복률(r1)과 외부 공진기(200)의 반복률(r2)이 일치된 상태를 나타내는 그래프(G3)가 도시되어 있다.
설명의 편의를 위해 외부 공진기(200)에 입력되는 광변조 레이저 펄스는 입력 광변조 레이저 펄스(IP), 입력 광변조 레이저 펄스(IP)가 외부 공진기(200) 내부에서 진행하며 변환된 광변조 레이저 펄스는 공진 광변조 레이저 펄스(RP), 그리고 주입 잠금 현상에 의해 입력 광변조 레이저 펄스(IP)의 반복률과 외부 공진기(200)의 반복률이 일치되어 외부 공진기(200)에서 출력되는 광변조 레이저 펄스는 출력 광변조 레이저 펄스(OP)로 정의한다. 여기서, 외부 공진기(200)의 반복률(r2)은 공진 광변조 레이저 펄스(RP)의 반복률일 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 입력 광변조 레이저 펄스(IP)의 파장 대역과 공진 광변조 레이저 펄스(RP)의 파장 대역이 유사하고, 공진 광변조 레이저 펄스(RP)의 주파수가 입력 광변조 레이저 펄스(IP)의 주파수의 소정 주파수 범위(t) 내에 위치하는 경우, 공진 광변조 레이저 펄스(RP)의 반복률(r2)이 입력 광변조 레이저 펄스(IP)의 반복률(r1)에 일치되도록 하는 주입 잠금 현상이 발생할 수 있다. 예컨대, 입력 광변조 레이저 펄스(IP)가 1 GHz의 반복률을 가지는 경우 소정 주파수 범위(t)는 10 MHz의 대역폭을 가질 수 있다. 따라서, 주입 잠금 현상에 의해 공진 광변조 레이저 펄스(RP)의 반복률(r2)이 입력 광변조 레이저 펄스(IP)의 반복률(r1)에 일치되어 출력 광변조 레이저 펄스(OP)로 외부 공진기(200)에서 출력될 수 있다.
이와 같이, 입력 광변조 레이저 펄스(IP)의 세기, 주파수, 외부 공진기(200)의 미러부(220)의 반복률 조절부(223) 등을 조절하여 주입 잠금 현상을 발생시킴으로써, 입력 광변조 레이저 펄스(IP)의 반복률(r1)과 외부 공진기(200)의 반복률(r2)을 동기화시켜, 출력 광변조 레이저 펄스(OP)를 안정화시킬 수 있다. 따라서, 복잡한 제어 시스템 없이도 광변조 레이저 펄스의 반복률과 외부 공진기(200)의 반복률을 동기화시켜, 광변조 레이저 펄스의 생성 시스템의 구조를 단순화시킬 수 있다.
잔여 신호 억제부(230)는 광변조 레이저 펄스(3)의 잔여 신호(3a)를 억제할 수 있다.
잔여 신호 억제부(230)는 포화 흡수체를 포함할 수 있다. 포화 흡수체는 그래핀(graphene), 탄소나노튜브(Carbon NanoTube, CNT), 또는 반도체 포화 흡수거울(Semiconductor Saturable Absorber Mirror, SESAM) 중에서 선택된 어느 하나를 포함할 수 있다.
포화 흡수체는 세기에 따라 다른 흡수율을 가지고 있어 광변조 레이저 펄스(3)의 메인부(M)는 대부분 통과 및 반사시키고 낮은 세기의 주변부(N)는 일정 부분 흡수함으로써, 광변조 레이저 펄스(3)의 주변부(N)에 남아있는 잔여 신호(3a)를 억제할 수 있다. 따라서, 고반복률 레이저 펄스 또는 넓은 대역폭의 레이저 펄스에도 적용 가능하다.
또한, 포화 흡수체의 회복 시간은 광변조 레이저 펄스(3)의 펄스폭보다 크고 반복률보다 작을 수 있다. 따라서, 포화 흡수체의 포화 시간 및 포화 플루언스(fluence)를 조절하여 광변조 레이저 펄스(3)의 잔여 신호(3a)의 억제 정도를 조절할 수 있다.
신호 증폭부(240)는 외부 공진기(200) 내부에서 광변조 레이저 펄스(3)를 증폭시킬 수 있다. 잔여 신호 억제부(230)를 이루는 포화 흡수체는 광변조 레이저 펄스(3)의 메인부(M)도 일부 흡수하여 억제시키므로, 잔여 신호 억제부(230)를 이용하여 잔여 신호(3a)를 충분히 억제하기 어렵다. 따라서, 신호 증폭부(240)를 이용하여 광변조 레이저 펄스(3)를 증폭시킴으로써, 잔여 신호(3a)를 충분히 억제할 수 있다.
신호 증폭부(240)는 광변조 레이저 펄스(3)를 증폭시키는 이득 매질(241), 그리고 증폭을 위한 펌프광을 이득 매질(241)에 입사시키는 펌프광 결합기(242)를 포함할 수 있다. 이러한 신호 증폭부(240)는 이터븀으로 도핑된 광섬유로 이루어진 이득 매질을 포함하는 이터븀 도핑 광섬유 증폭기(Ytterbium-doped fiber amplifier, YDFA), 어븀으로 도핑된 광섬유로 이루어진 이득 매질을 포함하는 어븀 도핑 광섬유 증폭기(Erbium-doped fiber amplifier, EDFA) 등을 포함할 수 있다. 그러나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 다양한 종류의 광섬유 증폭기 또는 크리스털 증폭기 등을 포함할 수 있다.
분산 조절부(250)는 외부 공진기(200) 내부의 총 분산을 조절하여 잔여 신호 억제부(230)를 이루는 포화 흡수체의 선택적 흡수능을 최적화할 수 있다. 분산 조절부(250)는 처프 광섬유 브래그 격자(Chirped Fiber Bragg Grating, CFBG), 처프 미러, 또는 다른 분산을 가지는 광섬유 등에서 선택된 어느 하나로 이루어질 수 있다. 이 때, 처프 광섬유 브래그 격자는 제1 미러(221) 또는 제2 미러(222)의 기능과 분산 조절부(250)의 기능을 동시에 수행할 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 광변조 레이저 펄스의 생성 시스템은 외부 공진기(200)가 신호 증폭부(240) 및 분산 조절부(250)를 포함함으로써, 잔여 신호 억제부(230)의 선택적 흡수 현상을 극대화하여 광변조 레이저 펄스(3)의 잔여 신호(3a)를 효과적으로 억제할 수 있다.
한편, 상기 일 실시예에서는 주입 잠금 현상으로 광변조 레이저 펄스의 반복률과 외부 공진기의 반복률을 동기화시켰으나, 반복률 제어기를 이용하여 광변조 레이저 펄스의 반복률과 외부 공진기의 반복률을 능동적으로 동기화시키는 다른 실시예도 가능하다.
이하에서, 도 3을 참고하여, 본 발명의 다른 실시예에 따른 광변조 레이저 펄스의 생성 시스템에 대해 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 광변조 레이저 펄스의 생성 시스템의 도면이다.
도 3에 도시된 다른 실시예는 도 1 및 도 2에 도시된 일 실시예와 비교하여 반복률 제어기의 구조만을 제외하고 실질적으로 동일한 바 반복되는 설명은 생략한다.
도 3에 도시한 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 광변조 레이저 펄스의 생성 시스템은 광변조 레이저 펄스 생성기(100), 외부 공진기(200), 그리고 반복률 제어기(300)를 포함한다.
광변조 레이저 펄스 생성기(100)는 광 변조 방법을 이용하여 0.5GHz 이상의 반복률 및 1 피코초(10-12s) 이하의 펄스폭을 가지는 극초단 레이저 펄스, 즉 광변조 레이저 펄스를 발생시킬 수 있다.
외부 공진기(200)는 광변조 레이저 펄스(3)의 주변부(N)의 잔여 신호(3a)를 억제하여 최소화할 수 있다. 이러한 외부 공진기(200)는 입출력부(210), 미러부(220), 잔여 신호 억제부(230), 신호 증폭부(240), 그리고 분산 조절부(250)를 포함할 수 있다.
반복률 제어기(300)는 외부 공진기(200)에 연결되며, 광변조 레이저 펄스의 반복률과 외부 공진기(200)의 반복률을 동기화시킬 수 있다.
반복률 제어기(300)는 광 검출기(310), 주파수 믹서(320), 서보 제어기(330), 밴드패스 필터(bandpass filter)(340), 제1 증폭기(351), 그리고 제2 증폭기(352)를 포함할 수 있다.
광 검출기(310)는 입력부(211)의 입력 광변조 레이저 펄스(IP)를 검출하는 제1 광 검출기(311), 그리고 출력부(212)의 출력 광변조 레이저 펄스(OP)를 검출하는 제2 광 검출기(312)를 포함할 수 있다. 제1 광 검출기(311) 및 제2 광 검출기(312)는 광 다이오드를 포함할 수 있다.
주파수 믹서(320)는 광 검출기(310)에서 검출된 입력 광변조 레이저 펄스(IP)와 출력 광변조 레이저 펄스(OP)간의 주파수 차이를 출력할 수 있다.
밴드패스 필터(bandpass filter)(340)는 주파수 믹서(320) 이전의 경로 상에 설치될 수 있다. 밴드패스 필터(340)는 광 검출기(310)에 의해 검출된 복수의 주파수 중 특정 주파수만 통과하게 하여 원하는 주파수 신호 간 차이를 출력할 수 있다.
제1 증폭기(351)는 광 검출기(310) 이후 또는 주파수 믹서(320) 이전 또는 이후 경로 상에 위치할 수 있다. 제1 증폭기(351)는 신호를 증폭하여 주파수 믹서(320)에서 충분한 세기의 주파수 신호간 차이를 획득하게 할 수 있다.
서보 제어기(330)는 주파수 믹서(320)에서 출력된 주파수 차이를 이용하여 반복률 조절부(223)를 능동적으로 조절할 수 있다.
제2 증폭기(352)는 서보 제어기(330)과 반복률 조절부(223) 사이의 경로 상에 위치할 수 있다. 제2 증폭기(352)는 반복률 조절부(223)에서 요구하는 신호 세기에 맞게 신호를 증폭시켜 반복률 조절부(223)를 원활하게 구동시킬 수 있다.
이와 같이, 반복률 제어기(300)를 이용하여 능동적으로 광변조 레이저 펄스의 반복률과 외부 공진기(200)의 반복률을 동기화시켜 광변조 레이저 펄스를 더욱 안정화시킬 수 있다.
본 발명을 앞서 기재한 바에 따라 바람직한 실시예를 통해 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되지 않으며 다음에 기재하는 특허청구범위의 개념과 범위를 벗어나지 않는 한, 다양한 수정 및 변형이 가능하다는 것을 본 발명이 속하는 기술 분야에 종사하는 자들은 쉽게 이해할 것이다.
100:
200: 외부 공진기
210: 입출력부 220: 미러부
230: 잔여 신호 억제부 240: 신호 증폭부
250: 분산 조절부 300: 반복률 제어기
210: 입출력부 220: 미러부
230: 잔여 신호 억제부 240: 신호 증폭부
250: 분산 조절부 300: 반복률 제어기
Claims (11)
- 광변조 레이저 펄스를 발생시키는 광변조 레이저 펄스 생성기, 그리고
상기 광변조 레이저 펄스의 잔여 신호를 억제하는 외부 공진기
를 포함하는 광변조 레이저 펄스의 생성 시스템. - 제1항에서,
상기 외부 공진기는
상기 광변조 레이저 펄스가 입력 및 출력되는 입출력부,
상기 광변조 레이저 펄스를 반사시켜 공진시키는 미러부, 그리고
상기 잔여 신호를 억제하는 잔여 신호 억제부
를 포함하는 광변조 레이저 펄스의 생성 시스템. - 제2항에서,
상기 미러부는
서로 마주보며 상기 입출력부를 통해 상기 외부 공진기로 입력된 상기 광변조 레이저 펄스를 공진시키는 제1 미러 및 제2 미러, 그리고
상기 제1 미러 및 제2 미러 중 어느 하나에 연결되며 상기 외부 공진기의 반복률을 조절하는 반복률 조절부
를 포함하고,
상기 외부 공진기의 반복률은 상기 외부 공진기로 입력된 상기 광변조 레이저 펄스의 반복률과 일치하거나 유사한 공진 광변조 레이저 펄스의 반복률인 광변조 레이저 펄스의 생성 시스템. - 제3항에서,
상기 잔여 신호 억제부는 포화 흡수체를 포함하는 광변조 레이저 펄스의 생성 시스템. - 제4항에서,
상기 포화 흡수체는 그래핀(graphene), 탄소나노튜브(Carbon NanoTube, CNT), 또는 반도체 포화 흡수거울(Semiconductor Saturable Absorber Mirror, SESAM) 중에서 선택된 어느 하나를 포함하는 광변조 레이저 펄스의 생성 시스템. - 제4항에서,
상기 외부 공진기는
상기 외부 공진기 내부에서 상기 광변조 레이저 펄스를 증폭시키는 신호 증폭부를 더 포함하는 광변조 레이저 펄스의 생성 시스템. - 제6항에서,
상기 신호 증폭부는
상기 광변조 레이저 펄스를 증폭시키는 이득 매질, 그리고
펌프광을 상기 이득 매질에 입사시키는 펌프광 결합기
를 포함하는 광변조 레이저 펄스의 생성 시스템. - 제4항에서,
상기 외부 공진기는 상기 외부 공진기 내부의 총 분산을 조절하여 상기 포화 흡수체의 선택적 흡수능을 최적화하는 분산 조절부를 더 포함하는 광변조 레이저 펄스의 생성 시스템. - 제3항에서,
상기 외부 공진기에 연결되며, 상기 광변조 레이저 펄스의 반복률과 상기 외부 공진기의 반복률을 동기화시키는 반복률 제어기를 더 포함하는 광변조 레이저 펄스의 생성 시스템. - 제9항에서,
상기 반복률 제어기는
상기 입력부의 입력 광변조 레이저 펄스와 상기 출력부의 출력 광변조 레이저 펄스를 각각 검출하는 광 검출기,
상기 광 검출기에서 검출된 상기 입력 광변조 레이저 펄스와 상기 출력 광변조 레이저 펄스간의 주파수 차이를 출력하는 주파수 믹서, 그리고
상기 주파수 믹서에서 출력된 상기 주파수 차이를 이용하여 상기 반복률 조절부를 조절하는 서보 제어기
를 포함하는 광변조 레이저 펄스의 생성 시스템. - 제1항에서,
상기 광변조 레이저 펄스 생성기는
연속파 레이저를 발생시키는 레이저 다이오드,
상기 연속파 레이저를 변조시켜 0.5GHz 이상의 반복률을 가지는 광 펄스로 변환하는 변조기, 그리고
상기 광 펄스를 압축하여 1 피코초(10-12s) 이하의 펄스폭을 가지는 광변조 레이저 펄스를 발생시키는 펄스 압축부
를 포함하는 광변조 레이저 펄스의 생성 시스템.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020210191741A KR102603290B1 (ko) | 2021-12-29 | 2021-12-29 | 광변조 레이저 펄스의 생성 시스템 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| KR1020210191741A KR102603290B1 (ko) | 2021-12-29 | 2021-12-29 | 광변조 레이저 펄스의 생성 시스템 |
Publications (2)
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|---|---|
| KR20230101551A true KR20230101551A (ko) | 2023-07-06 |
| KR102603290B1 KR102603290B1 (ko) | 2023-11-17 |
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ID=87185523
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| KR1020210191741A KR102603290B1 (ko) | 2021-12-29 | 2021-12-29 | 광변조 레이저 펄스의 생성 시스템 |
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| Country | Link |
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| KR (1) | KR102603290B1 (ko) |
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-
2021
- 2021-12-29 KR KR1020210191741A patent/KR102603290B1/ko active IP Right Grant
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| KR102603290B1 (ko) | 2023-11-17 |
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