사중경로 Ti : sapphire 레이저 증폭기의 증폭 특성과 자발방출에 의한 증폭

김규욱(Gyu Ug Kim),추한태(Han Tae Choo) 한국광학회 2000 한국광학회지 Vol.11 No.5

편광특성을 이용하여 일직선 위에서 네 번 통과하는 Ti:sapphire 레이저 증폭기를 구성하였다. 증폭기를 펌핑하는 Q-스위칭 된 Nd:YAG 레이저의 제2차 고조파 에너지가 188 mJ일 때 450 ㎽의 연속 발진 Ti:sapphire 레이저가 34 mJ의 에너지, 25 ㎱의 반치폭을 갖는 펄스로 증폭되었다. 한편 Ti:sapphire 결정의 방향을 조절하는 간단한 방법으로 자발방출에 의한 증폭을 최소화할 수 있었다. We have constructed a collinear four pass Ti:sapphire laser amplifier by using polarization effect. When we pumped the amplifier with 188 mJ second harmonics of Q-switched Nd:YAG laser, we observed that a 450 ㎽ incident cw Ti:sapphire laser beam is amplified to pulse with energy of 34 mJ and pulse width (FWHM) of 25 ㎱. We could minimize the amplified spontaneous emission by simple method of rotating the Ti:sapphire amplifier rod.

반도체 레이저로 종펌핑하를 946 nm Nd:YAG 레이저의 출력 특성

박차곤,추한태,김규욱,Park, Cha-Gon,Choo, Han-Tae,Kim, Gyu-Ug 한국광학회 2007 한국광학회지 Vol.18 No.4

광섬유가 연결된 레이저 다이오드로 펌핑하는 Nd:YAG 레이저의 공진기 길이를 14 mm로 구성하고 펌핑광의 세기에 따른 946 nm Nd:YAC 레이저의 출력 특성을 조사하였다. 이때 이득 매질의 온도는 열전 냉각기를 이용하여 일정하게 유지시켰다. 그 결과 이득 매질의 온도를 낮게 유지할수록 더 강한 출력을 얻을 수 있었으며, $5^{\circ}C$에서 9.95 W로 펌핑할 때 최고 870 mW의 출력을 확인하였다. 출력거울의 반사율 변화에 따른 펌핑광의 발진 문턱값을 측정하여 0.23의 공진기 손실값을 얻을 수 있었다. 또한 펌핑광의 세기가 10 W 이상일 때 이득매질의 열적인 효과로 인한 출력의 감소 현상을 확인할 수 있었다. We have investigated the output characteristics of the 946 nm Nd:YAG laser which is longitudinally pumped by a fiber coupled laser diode. The temperature of a Nd:YAG crystal mount was kept constant by a controller with thermoelectric cooler. As a result, we measured more intense output at a low temperature, and then the maximum output power was measured to be 870 mW when the pumping power and the temperature were 9.95 W and $5^{\circ}C$, respectively. It appeared that output was decreased above 10 W pump power because of the thermal effects in gain medium.

Z-형태의 대칭형 레이저 공진기 구조를 갖는 연속 발진 및 Kerr-렌즈 모드-록킹되는 티타늄 사파이어 레이저의 설계와 동작 특성

추한태,안범수,김규욱,이태동,윤병운,Choo, Han-Tae,Ahn, Bum-Soo,Kim, Gyu-Ug,Lee, Tae-Dong,Yoon, Byoung-Won 한국광학회 2002 한국광학회지 Vol.13 No.4

티타늄 사파이어 레이저에 대한 활용도를 높기 위하여 4개의 거울로 구성된 Z-형태의 대칭형 레이저 공진기를 구성하여 넓은 파장가변성을 갖는 고효율 연속 발진 티타늄 사파이어 레이저를 제작하였다. 또한 Kerr-렌즈 모드-록킹(KLM)을 일으키기 위한 KLM 강도 및 공진기 모드 크기가 Kerr 매질을 포함하는 Z-형태의 대칭형 공진기에 대하여 공진기 내의 위치, 내부 공진기 레이저 출력 및 안정 파라메터 등에 의존함을 확인하였고, 이를 근거로 하여 펌핑 효율이 높고 KLM 강도가 강한 KLM 티타늄 사파이어 레이저를 제작하여 출력 특성, 펄스폭 및 스펙트럼 반치폭 등을 측정하였다. 그 결과 연속 발진 티타늄 사파이어 레이저의 출력에 대한 기울기 효율은 31.3%이고, 5W의 Ar-이온 펌핑 레이저 출력에 대해 최대 1420㎽의 평균 출력을 얻을 수 있었으며, 파장가변 영역은 730㎚~908㎚까지 모두 700㎽ 이상의 평균 출력을 보였다. 자체-조리개 효과에 의한 KLM 동작 또한 쉽게 얻을 수 있었으며, KLM된 티타늄 사파이어 레이저로부터 출력에 대한 기울기 효율은 16%이고, 5W 펌핑 출력에 대해 최대 500㎽의 평균 출력을 얻었다. 또한 중심 파장 807㎚에서 스펙트럼 반치폭이 33㎚이며, 펄스 반복률이 82㎒인 27fs의 안정된 짧은 펄스를 얻을 수 있었다. We have constructed a high efficiency and broad tunable cw Ti:sapphire laser with a four-mirror symmetric Z-type laser cavity to increase the laser usability. From theoretical analyses and experimental data for a symmetric Z-type laser cavity containing a Kerr medium, the cavity mode size and the Kerr-lens mode-locking (KLM) strength for KLM lasers can be confirmed as function of the position in the cavity, the intracavity laser power, and the stability parameter. As a result, the slope efficiency and the maximum average output power of cw Ti:sapphire laser at 5 W pumping power of Ar-ion laser were 31.3% and 1420 ㎽ respectively. The tunablility was ranged from 730 ㎚ to 908 ㎚ with average output power above 700 ㎽. We obtained the KLM operation easily by self-aperturing effect in the Kerr medium and the slope efficiency and the maximum average output power of KLM Ti:sapphire laser was 16% and 550 ㎽ respectively. The spectral bandwidth was 33 ㎚ at the center wavelength of 807 ㎚ and the pulse width was 27 fs with a repetition rate of 82 ㎒.

638-㎚ 레이저 다이오드로 단면 펌프하는 연속발진 알렉산드라이트 레이저의 출력 특성

이건희(Kun Hee RHYEE),김규욱(Gyu Ug Kim),추한태(Tae Han CHOO),박석원(Seok Won PARK) 한국물리학회 2023 새물리 Vol.73 No.5

플래시 램프로 펌핑한 Nd:YAG 레이저의 1.444 ㎛ 출력 특성

李熙澈(Hee-Chul Lee),金奎旭(Gyu-Ug Kim),金東?(Dong-Hyun Kim),孔承煥(Sung-Hwan Gong),金容平(Yong-Pyung Kim) 대한전기학회 2006 전기학회논문지C Vol.55 No.12

We investigated the output characteristics of Nd:YAG lasers at wavelength of 1444 ㎚, which were pumped by 450 Xe-flashlamp, 700 torr Kr-flashlamp and 700 torr Kr-flashlamp. With a Xe-flashlamp of 700 torr of gas pressure, the pulse energy of 0.738 J was obtained with repetition rate of 9.16 ㎐ and pumping pulse width of 400 ㎳. In case pumping pulse width of 5 ㎳ and repetition rate of 1 ㎐, 700 torr Kr-flashlamp showed the highest pulse energy of 1.44 J.

비점수차가 보상된 Ar? 레이저로 펌핑하는 cw TiːSapphire 레이저

윤태현(Tai Hyun Yoon),김규욱(Gyu Ug Kim),조재홍(Jae Heung Jo),원종욱(Jong Wook Won) 대한전기학회 1990 대한전기학회 학술대회 논문집 Vol.1990 No.7

1064 nm Nd:YVO₄ 재생증폭기의 출력 특성

정혁(Hyuk Jeong),권도환(Dohwan Kwon),김규욱(Gyu Ug Kim) 한국물리학회 2024 새물리 Vol.74 No.3

ASLD 프로그램을 이용하여 1064 nm Nd:YVO₄ 재생증폭기에서 씨앗광의 증폭률과 출력을 계산하였다. 씨앗광이 없을 때 공진기 덤핑 발진기의 펌핑광의 사이즈와 출력을 계산한 결과, 888 nm 펌핑광의 집속렌즈와 이득 매질 Nd:YVO₄ 사이의 거리가 88 mm일 때, 펌핑광의 사이즈는 1.3 mm이었고, 출력은 최대 70.6 W로 나타났다. 그리고 씨앗광의 왕복 횟수가 증가함에 따라 1064 nm 펄스 에너지가 선형적으로 증가하는 것으로 나타났다. 이 결과를 바탕으로 재생증폭기 레이저의 광학계를 구성하고, 1064 nm 레이저의 출력, 빔의 질, 세기분포를 측정하였다. 증폭된 신호의 평균 출력은 24 W, 펄스에너지는 240 μJ이었고, 빔의 질은 M²<SUB>x</SUB> = 1.199, M²<SUB>y</SUB> = 1.172, 진원도는 93%로 측정되었다. We calculated the output power of the seed pulse amplified by the 1064 nm Nd:YVO₄ regenerative amplifier using ASLD program. In the absence of seed pulse, it was calculated that the maximum power of the cavity-dumped oscillator is 70.6 W and the radius of the pumping beam is 1.3 mm, when the distance between the focusing lens of the 888 nm pumping laser and the gain medium Nd:YVO₄ is 88 mm. And it was calculated that the 1064 nm pulse energy increased linearly as the number of round trips of the seed pulse increased. Based on these results, we constructed the optical system of the regenerative amplifier. We measured the output power, beam quality, and intensity distribution of the 1064 nm laser. The average power and pulse energy of the amplified seed pulse was 24 W and 240 μJ, respectively. The beam quality was measured to be M²<SUB>x</SUB> = 1.199, M²<SUB>y</SUB> = 1.172, and circularity was 93%.

Lithium Triborate(LiB₃O5, LBO) 결정을 이용한 파장가변 티타늄 사파이어 레이저의 내부공진기 진동수 배가

추한태(Han Tae Choo),박차곤(Park Cha Gon),김규욱(Gyu Ug Kim) 한국광학회 2001 한국광학회지 Vol.12 No.2

Lithium triborate(LiB₃O_5, LBO) 결정을 이용하여 파장가변 티타늄 사파이어 레이저로부터 내부공진기 구조를 이용한 진동수 배가를 수행하였다. 효과적인 진동수 배가를 수행하기 위해서 자체 개발한 파장가변 티타늄 사파이어 레이저를 이용하여 기본파의 중심 파장 및 파장 변화에 대한 LBO 결정의 스펙트럼 선폭 및 각선폭 등을 측정하였으며, 내부공진기 방법을 이용하여 진동수 배가된 제2고조파 출력 특성 및 파장 가변성 등을 측정하였다. 800 ㎚의 기본파 파장에서 LBO 결정의 θ-방향에 대한 스펙트럼 선폭 및 각선폭은 각각 1.54 ㎚ㆍ㎝ 및 3.8 mradㆍ㎝으로 확인되었다. 또한 내부공진기 구조를 이용한 진동수 배가 결과, 기본파의 출력이 800 ㎚에서 185 ㎽일 때, 400 ㎚에서 스펙트럼의 반치폭이 0.089 ㎚인 5.3 ㎽의 제2고조파 출력을 얻을 수 있었고, 진동수 배가된 출력의 파장가변 영역은 397 ㎚~403 ㎚로 확인되었다. We performed the intracavity frequency-doubling of a tunable continuous-wave Ti:sapphire laser using a lithium triborate (LiB3O5, LBO) crystal. For an efficient intracavity frequency-doubling, we measured the spectral and the angular bandwidth about the q-direction of LBO crystal. The measured values at a fundamental wavelength of 800 ㎚ were 1.54 ㎚ ㆍ ㎝ and 3.8 mradㆍ ㎝, respectively. As a result of an intracavity frequency-doubling, we obtained the second-harmonic generation output power of 5.3 ㎽ at 400 ㎚ with the full width at half maximum(FWHM) of 0.089 ㎚ from the fundamental output power of 185 ㎽ at 800 ㎚. The frequency-doubled output was tuned from 397 ㎚ to 403 ㎚.

열렌즈 효과가 Z-자형 Ti:Sapphire 레이저의 안정성과 비점수차 보정에 미치는 영향

김동익,김규욱,추한태,전윤환 金烏工科大學校 1999 論文集 Vol.20 No.-

We have used ABCD transfer matrix to investigate stability of Z-fold Ti:sapphire laser cavity. Especially, we have examined the effects of radius of concave mirrors and thermal lensing due to pumping laser power on the stability of laser cavity, beam size, astigmatic compensation, etc.

반도체 레이저로 펌핑하는 Nd:YVO₄레이저와 Cr:YAG 결정을 이용한 수동형 Q-Switching 특성

김규욱,추한태 금오공과대학교 산업기술개발연구원 2001 産業技術開發硏究 Vol.17 No.-

We report the characteristics of laser diode pumped Nd:YVO₄laser and its passive Q-Switching by using a Cr:YAG crystal. We have investigated the effects of cavity length of the Nd:YVO₄laser, pumping power of the laser diode, and transmission of the Cr:YAG crystal on the repetition rate and the width of Q-Switchied pulses. The periodic doubling phenomena were observed not only in the Q-Switchied pulses but also in the intracavity Q-Switching second harmonics which were generated by using a KTP nonlinear crystal.