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- 저자 : 정민완 (검색결과 6 건)
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정민완,Jae Hyun Shin,전영민,Ju Han Lee 한국광학회 2010 Current Optics and Photonics Vol.14 No.4
The pair-induced quenching (PIQ) effect in a highly doped bismuth oxide-based erbium-doped fiber amplifier (EDFA) was theoretically and experimentally investigated. In the theoretical investigation, the bismuth oxide-based EDFA was modeled as a 6-level amplifier system that incorporated clustering-induced concentration quenching, cooperative up-conversion, pump excited state absorption (ESA), and signal ESA. The relative number of paired ions in a highly doped bismuth oxide EDF was estimated to be ~6.02%,determined by a comparison between the theoretical and the experimentally measured gain values. The impacts of the PIQ on the gain and the noise figure were also investigated.
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금 증착 측면연마 광섬유를 이용한 1.93㎛ 모드잠금 펨토초 전광섬유 MOPA 레이저
정민완,구준회,이주한,Jung, Minwan,Koo, Joonhoi,Lee, Ju Han 한국광학회 2014 한국광학회지 Vol.25 No.6
We experimentally demonstrate the use of a gold-deposited side-polished fiber as a $2-{\mu}m$-band polarizing device to produce mode-locked pulses from a thulium/holmium-codoped fiber ring cavity. The mode-locking effect was induced by nonlinear transmission caused by the gold-deposited side-polished fiber, due to nonlinear polarization rotation of the oscillated beam within the fiberized cavity. It is also shown that ~558-fs pulses with a peak power of ~6.7 kW could readily be produced at a wavelength of 1935 nm through subsequent thulium/holmium-codoped fiber amplification, due to the higher-order soliton compression effect. 본 논문에서는 금이 증착된 측면연마 광섬유를 $2{\mu}m$ 대역 편광기로 이용하여 Thulium/Holmium 첨가 광섬유 기반 링 캐비티로부터 모드 잠금 레이저를 구현할 수 있음을 실험적으로 보였다. 모드 잠금 현상은 광섬유로 구성된 공진기 내부에서 진행하는 빔이 겪는 Nonlinear Polarization Rotation 현상에 기반하여 삽입된 금 증착 측면연마 광섬유에서 발생되는 Nonlinear Transmission 반응에 의해 유도되었다. 또한 공진기로부터 발생되는 출력 $1.93{\mu}m$ 파장의 광펄스를 Thulium/Holmium 첨가 광섬유 증폭기를 통과시켜 Higher Order Soliton Effect를 통해 압축시킴으로써 최대 첨두 출력 ~6.7 kW를 갖는 펄스폭 ~558 fs의 고출력 펨토초 펄스를 얻을 수 있음을 실험적으로 보였다.
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고농도로 도핑된 Bismuth 기반 어븀첨가 광섬유 증폭기의 이론적 모델링 기법에 관한 연구
신재현,정민완,이주한,Shin, Jae-Hyun,Jung, Min-Wan,Lee, Ju-Han 한국광학회 2010 한국광학회지 Vol.21 No.4
본 논문에서는 고농도로 도핑된 Bismuth 기반 어븀첨가 광섬유 증폭기의 이득 및 노이즈 특성을 정확히 예측하기 위하여 필요한 이론적 모델링 기법에 대한 연구를 수행 하였다. 고농도의 Erbium 이온이 첨가되었을 때 발생하는 Clustering 현상에 기인한 Inhomogeneous Broadening현상, Cooperative Upconversion 현상, Pump Excited State Absorption과 Signal Excited State Absorption 현상 등 모든 현상을 고려하여 6 레벨 증폭기 System Model을 제시하고 이를 전산모사하여 실험치와 비교함으로써 제시된 모델의 유효성을 검증하였다. A complete modeling of erbium-doped Bismuth-oxide fibers with a high doping concentration is presented. A 6-level amplifier system that incorporated clustering-induced concentration quenching, cooperative upconversion, pump excited state absorption (ESA), and signal ESA, was adopted for the modeling. The accuracy of the modeling was verified by comparing the calculated gain and noise figure with experimentally obtained ones.
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선편광된 10 GHz 선폭의 1 kW급 20/400-㎛ 이터븀 첨가 광섬유 레이저
정예지,정민완,이강인,김태우,김재인,이용수,조준용,Jung, Yeji,Jung, Minwan,Lee, Kangin,Kim, Taewoo,Kim, Jae-Ihn,Lee, Yongsoo,Cho, Joonyong 한국광학회 2021 한국광학회지 Vol.32 No.3
본 연구에서는 다파장 빔결합을 위한 master oscillator power amplifier (MOPA) 구조의 선편광 고출력 이터븀 첨가 광섬유 레이저를 개발하였다. 유도 브릴루앙 산란(stimulated Brillouin scattering, SBS)을 억제하기 위하여 pseudo-random binary sequence (PRBS) 신호로 위상 변조 및 비트길이를 최적화한 선폭 약 10 GHz의 시드 레이저를 구현하였으며, 이를 이용하여 3단 증폭을 하였다. 주 증폭단에서는 모드 불안정성 현상(mode instability, MI)의 문턱값을 높이기 위하여 코어 및 클래딩의 직경이 각각 20 ㎛, 40 ㎛인 편광유지(polarization maintaining, PM) 이터븀 첨가 광섬유를 이용하고 지름이 약 9-12 cm인 나선형 홈에 적용하였다. 그 결과, 입사된 여기광 대비 기울기 효율이 83.7%인 1.004 kW의 레이저 출력을 얻었다. 또한, 빔품질(M<sup>2</sup>)과 편광소광율(polarization extinction ratio, PER)은 각각 1.12와 21.5 dB로 측정되었다. 더욱이, 역방향 스펙트럼의 레일리 신호와 SBS 신호의 첨두 세기 비율은 2.36 dB로 관측되어, SBS가 완화된 레이저 구현을 확인하였다. 또한 증폭 출력에 따라 기울기 효율 및 빔품질의 저하가 없어 모드불안정이 발생하지 않음을 확인하였다. We have developed a linearly polarized high-power Yb-doped fiber laser in the master oscillator power amplifier (MOPA) scheme for efficient spectral beam combining. We modulated the phase of the seed laser by pseudo-random binary sequence (PRBS), with the bit length optimized to suppress stimulated Brillouin scattering (SBS), and subsequently amplified seed power in a 3-stage amplifier system. We have constructed by coiling the polarization-maintaining (PM) Yb-doped fiber, with core and cladding diameters of 20 ㎛ and 400 ㎛ respectively, to a diameter of 9-12 cm for suppression of the mode instability (MI). Finally, we obtained an output power of 1.004 kW with a slope efficiency of 83.7% in the main amplification stage. The beam quality factor M<sup>2</sup> and the polarization extinction ratio (PER) were measured to be 1.12 and 21.5 dB respectively. Furthermore, the peak-intensity difference between the Rayleigh signal and SBS signal was observed to be 2.36 dB in the backward spectra, indicating that SBS is successfully suppressed. In addition, it can be expected that the MI does not occur because not only there is no decrease in slope efficiency, but also the beam quality for each amplified output is maintained.
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3단 MOPA 시스템에서 2.5 GHz 선폭을 가지는 편광유지 단일모드 400 W 이터븀 첨가 광섬유 레이저 연구
박영호,윤영석,정민완,전창수,유봉안,신우진,Park, Young Ho,Youn, Young Seok,Jung, Min Wan,Jun, Changsu,Yu, Bong-Ahn,Shin, Woojin 한국광학회 2018 한국광학회지 Vol.29 No.4
본 논문에서는 3단으로 구성된 전광섬유(all-fiber) Master Oscillator Power Amplifier (MOPA) 구조의 협대역 이터븀 첨가 편광 유지 광섬유 레이저 증폭에 대해 보고한다. 편광유지 단일모드 출력은 85%의 기울기 효율을 가지는 400 W 출력을 얻을 수 있었고, 레이저 반치폭은 2.5 GHz였다. 더불어, 이득매질 광섬유를 11 cm 지름으로 코일링하여 모드 불안정성을 완화할 수 있었다. 추가적으로 레이저 출력 증가를 위한 방법들에 대해 논하였다. In this paper, we report on the high power amplification of a narrow-linewidth Yb-doped polarization-maintained (PM) fiber laser in a 3-stage, all-fiber master oscillator power amplifier (MOPA) system. The linearly polarized single-mode output power was 400 W with an 85% slope efficiency, with a linewidth of 2.5 GHz (full width at half maximum). Furthermore, mitigation of mode instability (MI) has been demonstrated by tightly coiling the gain fiber to a diameter of 11 cm. In addition, methods for higher power scaling are discussed.
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고출력 광섬유 레이저 냉각판 설계과정에서 나타난 열전달 이론, CFD 및 실험 결과값의 비교
김태우,이강인,정민완,정예지,고광웅,이용수 한국군사과학기술학회 2021 한국군사과학기술학회지 Vol.24 No.6
For the stabilization of laser output power and wavelength of the high power fiber laser, the cooling plate must be properly taken into account. In this study, three analyzing methods which are heat transfer theory, CFD and experiment are used to analyze cooling plate performance by measuring pump Laser Diode(LD) temperature. Under limited operating conditions of a cooling plate, the internal flow of cooling plate is transitional flow so that the internal flow is assumed to be laminar and turbulence flow and conducted theoretical calculation. Through CFD, temperature of pump LD and characteristics of the internal flow were analyzed. By the experiment, temperature of pump LD was measured in real conditions and the performance of the cooling plate was verified. The results of this study indicate that three analyzing methods are practically useful to design the cooling plate for the high power fiber laser or similar things.
DBpia
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