Rhodamine 560을 이용한 rhodamine 6G 색소 레이저의 출력 증가

장원권,이민희 한국광학회 1994 한국광학회지 Vol.5 No.2

The output power and the energy of Rh-6G dye laser were enhanced by the mixture of Rh-560 dye whose fluorescence spectrum was coincident with the absorption spectrum of Rh-6G. The argon filled coaxial flashlamp used for pulsed pumping and argon laser for CW pumping. The concentration of Rh-6G dye was optimized in each pumping method before Rh-560 dye was mixed in Rh-6G dye solution. In the coaxial flash lamp pumped Rh-6G laser the output energy was increased about 30% when Rh-560 was mixed at 1% of Rh-6G concentration. In the case of argon laser pumping with multiline, the output power was increased 18% at the concentration of 2.5%. In the single line laser pumping, the output power was enhanced more efficiently. The power enhancements were 72% and 88% when the pumping wavelengths were 488 nm and 514.5 nm respectively. ively. 형광 스펙트럼이 Rhodamine 6G의 흡수 스펙트럼과 일치하는 Rhodamine 560을 첨가 색소로 하여 Rhodamine 6G 색소 레이저의 에너지 전달에 의한 출력 증가를 조사하였다. 펌핑 광원으로 펄스형의 경우 아르곤 기체를 주입한 동축 섬광관을 실험실에서 제작하여 사용하였으며 연속형은 아르곤 레이저를 이용하였다. 펄스형의 경우 주색소인 Rhodamine 6G의 종도가 $1\times10^{-4}mol/l$일 때 첨가 색소인 Rhodamine 560의 농도가 Rhodamine 6G농도의 1% 정도에서 에너지 전달효율이 가장 높았다. 연속형의 경우는 Rhodamine 6G의 종도가 $2\times10^{-3}mol/l$ 일 때 Rhodamine 560의 농도가 Rhodamine 6G 농도의 2.5%에서 에너지 전달효율이 가장 높았다. 아르곤 레이저의 multiline발진에 의한 출력이 3.6W일 때 18% 정도 출력이 증가하였으며 488nm와 514.5nm의 단색광으로 펌핑할 경우 아르곤 레이저의 최대 출력이 1.6W일 때 각각 72%와 88%의 출력 증가율을 보였다.

Nd3+:LaSc3(BO3)4 마이크로칩 레이저에서 3F3/2 준위로의 펌핑

장원권,유명문 한국물리학회 2002 새물리 Vol.45 No.5

Single crystals of neodymium-doped lanthanum scandium borate were grown for microchip laser fabriction. The space group of grown crystal was found to be C2/c, and the crystal lattice parameters were a=7.7 angstrom, b=9.8 angstrom, c=12.0 angstrom, and beta=105.4 degree. The fluorescent lifetime, and the absorption and the emission spectra for various neodyminm doping concentrations were investigated and compared to those of other neodymuim-doped single crystals. The fundamental lasing experiment to observe its potential as an the efficient microchip laser at 808 nanometer, the wavelength that is easy to access with a commercial diode laser, was done with a Ti:sapphire laser. Also, we showed that direct pumping to the 4F3/2 level gave an improved slope efficiency and threshold compared to the results of conventional pumping to the 4F5/2 level of the absorption band. Direct pumping contributed to a reduction in the dissipative heat generation in the microchip laser crystal beacuse its quantum efficiency is higher than that of the conventional pumping to the 4F5/2 level. 마이크로칩 레이저를 만들기 위하여, Nd3+:LaSc3(BO3)4 단결정을 성장하였다. 공간 군은 C2/c이며, 결정격자상수는 a=7.7 angstrom, b=9.8 angstrom, c=12.0 angstrom, and beta=105.4 degree이었다. 네오디뮴 이온 도핑률에 따른 형광수명, 흡수 및 형광 스펙트럼 등이 조사되었고, 다른 네오디뮴 도핑 결정들과 비교되었다. 마이크로칩 레이저의 효용성을 알아보기 위해 상업용 다이오드 레이저의 발진 파장에 적합한 808 nanometer의 파장에서 Ti:sapphire 레이저를 펌핑 광원으로 기본파 레이저 발진에 대한 실험을 하였다. 또한, 4F3/2의 준위로 직접 펌핑할 경우 4F5/2의 준위로 펌핑할 경우와 비교할 때 기울기 효율의 증가와 문지방이 낮아지는 특성을 보였으며, 이러한 4F3/2의 준위로의 직접 펑핌은 4F5/2의 준위로의 펌핑과 비교하여 높은 양자효율 때문에 마이크로 칩 레이저 매질에서 소모적 열의 발생을 줄일 수 있음을 보였다.

Er과 Yb이 동시 도핑된 YCa₄B₃O₁₀의 광 특성

장원권,유영문,Jang, Won-Kweon,Yu, Young-Moon 한국전기전자재료학회 2007 전기전자재료학회논문지 Vol.20 No.12

Optical characteristics of $YCOB(YCa_4B_3O_{10})$, known as a crystal of self frequency doubling, was investigated when Yb and Er ions were co-doped 20 % and 2 %, respectively. The absorption cross section of Er,Yb:YCOB crystal at $1.0\;{\mu}m$ was larger than that of Yb:YCOB, which means that the former was profitable for more energy absorption than the latter. The fluorescent lifetime at $1.5\;{\mu}m$ was measured to be 1.27 ms at room temperature, and lengthened to 1.54 ms and 1.62 ms at low temperatures of 77 K and 6 K, respectively. The line widths of fluorescent spectrum at $1.5\;{\mu}m$ were getting narrower as lowering temperature. However, we didn't observe a temperature dependent peak wavelength shift.

Nd:LSB 마이크로 칩 레이저 연구

장원권,김태훈,유영문 한국광학회 2002 한국광학회지 Vol.13 No.6

초소형 마이크로 칩 형태의 새로운 레이저 매질인 Nd:LSB(Nd$^{3+}$ :Lasc$_3$(BO$_3$)$_4$/. lanthanum scandium borate)chralski pulling method에 의해 성장하여 광학 특성 조사 및 레이저 발진 실험을 하였다. 광학적, 화학적, 역학적 특성을 모두 그대로 유지한 채 높은 농도로 Nd$^{3+}$ 이온의 도핑이 가능한 Nd:LSB의 결정 특성 및 광학 특성을 기존의 다른 Nd형 레이저 매질과 비교하고, 흡수 및 형광 스펙트럼과 형광 수명 등을 조사하였으며. 결정 구조를 분석하였다. 또한 Ti:sapphi e 레이저를 펌핑 광원으로 하였을 때 레이저 발진 특성을 조사하였다. A new laser material, Nd:LSB $(Nd${3}:LaSc_3(BO_3)_4$, lanthanum scandium borate), of microchip type was grown by the Czochralski pulling method, and tested for optical and lasing properties. Nd:LSB, able to be highly doped with $Nd^{3+}$ ions while maintaining good optical, chemical, mechanical properties, was compared to another Nd-type laser material. The absorption and fluorescence spectra, and fluorescence lifetime were measured, and the crystal structure was analyzed. The lasing characteristics were investigated by using Ti:sapphire laser as a pumping light source.

저전압 초소형 전자 칼럼에서 이중 편향기의 효과

장원권(Jang, Won-Kweon) 한국산학기술학회 2009 한국산학기술학회논문지 Vol.10 No.10

초소형 전자 칼럼에서 이중 편향기는 칼럼의 왜곡 수차의 최소화 및 FOV(field of view)의 극대화 효과를 위 하여 사용하고 있다. 이러한 효과를 관찰하기 위하여 이중 편향기에 서로 반대로 전압을 인가한 상태에서 FOV와 주 사 폭의 변화에 대한 실험을 진행하였으며, 최대 FOV와 주사 폭에 대한 적정 조건을 얻기 위한 각 편향기의 인가 전압과 전자 방출 팁 전압의 관계를 조사하였다. 또한 전자 방출 팁 전압에 의한 줌 기능의 선형성과 줌 한계를 측정 하여 분석하였다. In a double deflector employed microcolumn, the variation of FOV and scan field width was investigated in mode of conversely biased double deflector to eliminate barrel distortion caused by aberration. The relationship between biased voltage of each deflector and electron emission tip voltage was studied for the maximum FOV and scan field width. The limitation and the linearity of zooming current image are also estimated as a function of electron emission tip voltage.

YCOB(YCa₄O(BO₃)₃)의 제2조화파 발생

장원권(Won Kweon Jang) 한국광학회 1999 한국광학회지 Vol.10 No.4

Czochralski pulling method에 의해 성장된 새로운 광학결정 YCOB(YCa₄O(BO₃)₃)의 파장에 따른 위상 정합 조건을 제시하였으며, Nd:YAG 레이저의 1064 ㎚의 출력을 기본파로 하였을 때 제2조화파 발생 효율을 조사하였다. 또한 Yb³+ 이온과 Nd³+ 이온이 도핑된 YCOB의 제2조화파 발생효율을 조사하여 희토류 이온 도핑에 따른 비선형성의 변화를 조사하였다. The phase matching conditions of the new optical crystal grown by Czochralski pulling method, YCOB(YCa₄O(BO₃)₃) with wavelength were suggested, and the second harmonic generation efficiency for the fundamental of Nd : YAG laser of 1064 ㎚ was investigated. The variation of nonlinearity with rare earth ion doping was also investigated by measuring the second harmonic generation efficiencies of Yb³+ and Nd³+ ion doped YCOBs.

에너지 전환에 의한 동축 섬광관 펌핑 Rhodamine 6G 색소 레이저의 출력 증가

장원권(Won Kweon Jang),이민희(Min Hee Lee),박대윤(Dae Yoon Park) 한국광학회 1993 한국광학회지 Vol.4 No.2

Rh-6G(Rhodamine 6G)를 주색소로 하고 C-546(Coumarin 545)를 첨가색소로 하는 펄스형 혼합 색소레이저의 출력을 조사하였다. 동축형의 섬광관을 펌핑 광원으로 이용하였으며 Rh-6G 단일 색소로 발진할 경우 전기 입력 에너지가 346 J일 때 첨두 출력과 에너지는 각각 27 ㎾, 50 mJ이었다. Rh-6G의 흡수스펙트럼과 일치하는 형광 스펙트럼을 갖는 C-545를 에너지 주개로 선택하였다. Rh-6G의 농도를 최적농도인 1×10-⁴ ㏖/l로 고정하고 C-545의 농도를 1×10^(-7) ㏖/l부터 변화시키면서 혼합 색소에 대한 레이니저의 출력 특성을 조사하였다. C-545의 농도가 Rh-6G 농도의 0.4%일 때 출력 에너지는 약 70% 증가하였다. The output energy of Rh-6G dye laser was enhanced by the energy transfer in the mixture of Rh-6G and C-545. The laser was pumped by coaxial flashlamp filled argon gas. The optimum concentration of Rh-6G was 10-⁴ ㏖/l without mixing. The output energy was enhanced about 70 % at 0.4% C-545 mixture with respect to the concentration of Rh-6G. The peak output power and the output energy were 27 ㎾ and 50 mJ at the pumping energy of 346 J.

마이크로 전자렌즈의 광학적 정렬과 조립

박종선,장원권,김호섭,Park, Jong-Seon,Jang, Won-Kweon,Kim, Ho-Seob 한국광학회 2006 한국광학회지 Vol.17 No.4

적층으로 구성되는 초소형 전자렌즈의 실리콘 렌즈와 절연체인 파이렉스는 접합과 정렬을 동시에 수행하여야 한다. 이를 위한 방법으로 회절을 이용한 정렬과 레이저 접합을 이용하였으며, source 렌즈와 Einzel 렌즈의 정렬오차는 가장 큰 개구를 기준으로 최대 $\pm$4% 이내에서 이루어졌다. 정렬 조건과 레이저 접합 조건을 제시하였으며, 접합을 견고히 하기 위한 양극 접합 방식을 기술하였다. 전류영상화를 통해 선폭이 9 $\mu$m인 Cu grid를 시험한 결과 완성된 전자렌즈는 감속모드보다 가속모드에서 분해능이 좋았으며, 작은 개구를 가진 렌즈의 정밀한 정렬과 조합으로 높은 분해능을 믿을 수 있었다. A silicon lens and an insulator of pyrex, components of a micro-electron column, should be assembled by aligning and stacking simultaneously. An optical alignment of a diffraction beam and a laser welding were employed for the assembly of a source lens and an Einzel lens with precision within $\pm$4% for the maximum aperture size. The experimental condition for optical alignment and laser welding are explained. Anodic bonding was used to assist in stacking lenses. A micro-electron column of smaller apertures assembled with precise alignment and fabrication was tested with a current image of a Cu grid of 9$\mu$m in linewidth, and showed a higher resolution in acceleration mode.

편광판 없는 공진기에서 λ/4-판에 의한 열복굴절 보상 및 TEM00모드 출력의 향상

신성숙,장원권 한국물리학회 2004 새물리 Vol.49 No.3

Thermally induced birefringence was successfully compensated and the beam quality of the TEM$_{00}$ mode was improved by placing a $\lambda$/4 plate into a plan - parallel continuous - wave high - power Nd : YAG laser resonator not containing a polarizer. From the non-polarized single - module resonator, a maximum multi-mode output power of 130 W could be obtained with an output coupler of 80 \% reflectance.As optical conversion efficiency, a slope efficiency, and the beam-quality factor the M$^2$ value were 38.3 \%, 58.2 \% and 26.7 \%, respectively. The TEM$_{00}$ mode oscillation obtained with a 1.2 mm - diameter aperture showed an output of 23 W, but inserting a $\lambda$/4 plate with a 1.5 mm aperture improved the output to 30.3 W. Inserting a $\lambda$/4 plate into a resonator without polarizer improves TEM$_{00}$ mode generation by 31.7 \% in the output power. 편광판 없는 다이오드 펌핑 평행-평판 고출력 연속발진 Nd : YAG 레이저 공진기에 \lambda$/4-판을 삽입하여 열복굴절을 보상하고 TEM$_{00}$ 단일모드 발진출력및 빔 질을 향상시켰다. 단일 모듈로 구성된 무편광 공진기는 80 \%의 반사율을 가진 출력경을 이용하였을 때 다중모드에서 최대 출력이 130 W였으며, 이때 광 변환효율은38.3 \%, 기울기 효율은 58.2 \%, 빔질 인자 M$^2$값은 26.7이었다. TEM$_{00}$ 모드의 출력을 얻기 위해 직경 1.2 mm의 개구를 공진기 내에 삽입하였을 때 얻은 출력은 23 W였으나, $\lambda$/4-판이 직경 1.5 mm의 개구와 함께 공진기 내에 삽입되어 얻은 출력은 30.3 W로 TEM$_{00}$ 단일모드의 출력이 31.7 \% 향상되었다.

$YCa_4O(BO_3)_3$ 비선형광학 단결정 성장 및 Second Harmonic Generation 소자 제조에 관한 연구

유영문,장석종,장원권,임기수 한국결정학회 2000 韓國結晶學會誌 Vol.11 No.1

(Yb/sub x/Y/sub 1-x/)Ca₄O(BO₃)₃ single crystals where x=0.3,8,15,20% were grown by Czochralski Method. The crystals grown under the optimum conditions were transparent and colorless with good crystal form. Using polarizing microscope, crystal defects such as parasite crystals and bubbles were detected depending on the composition of melts and pulling rates. The optimum growth parameters for high quality of single crystals were 15∼20 rpm of rotation rate and 2mm/h of pulling rate at the flow rate of 2 l/min of Nitrogen gas. The relationship between crystal axes and optical axes was investigated by optical crystallographic method, polarization technique and single crystal X-ray method. From the spectroscopic measurements, it was confirmed that there were strong absorption bands at 900 and 976.4 nm and strong emission band at 976.4 nm in Yb/sup 3+/ ion doped YCa₄O(BO₃)₃ crystal. For the application of second harmonic generation of 1.064 ㎛ laser, non-linear optical devices with θ=32.32° and Ψ=0°, λ/10 of flatness and the size of 6x8x5.73 mm were fabricated from the grown YCa₄O(BO₃)₃ crystal.