Cr4+ : YAG 레이저에서 열 렌즈 효과에 따른 공진기의 안정영역과 빔 허리 및 비점수차의 보상

이봉연 한국광학회 2006 한국광학회지 Vol.17 No.5

Brewster 각으로 양면이 가공된 Cr4+ :YAG 결정이 장치된 Z자형 공진기의 안정영역에 대하여 열 렌즈 효과를 고려하지 않았을 때와,고려하였을 때의 경계값의 해석적 해를 구하였다.또한 수차 변환 행렬들을 사용하여 공진기의 안정성, 빔 허리, 그리고 비점수 차 보상에 대한 열 렌즈 효과가 미치는 영향도 알아보았다. 결정이 오목거울 사이의 중간 위치에 놓이고, 오목거울과 반사거울 및 출력거울의 거리가 같을 때에는 공진기의 안정영역에 미치는 열 렌즈 효과의 영향은 적으나, 빔 허리는 반사거울에서 구결면보다 자오면에서의 영향이 더 크므로 열 렌즈 효과가 있을 때의 비점수 차 보상은 더 어려워진다.이러한 결과는Kerr 렌즈 모드 잠금에서도 열 렌즈 효과가 고려되어야 함을 보인다.

다중모드 간섭현상을 이용한 1 × 16 마하젠더 스위치 개발

김성원,홍종균,이상선 한국광학회 2006 한국광학회지 Vol.17 No.5

본 논문에서는 실리카 기반의 다중모드 간섭기를 이용하여 적은 초과손실을 갖는 1×16 마하젠더 스위치에 대한 설계 및 측정결과 에 대하여 논하였다. 제작된 1×16 마하젠더 스위치는 마하젠더 간섭계(Mach-Zehnder Interferometer, MZI) 구조를 갖는 2×2 열광학 스위치를 단위소자로 하였으며, 15개의 단위소자를 이용하여 4단(stage)으로 구성하였다. 먼저 광분배기와 2×2 MZI 열광학 스위치 등의 개별적인 특성을 파악하였고, 그 결과를 전체 소자의 설계에 적용함으로써 보다 좋은 성능을 얻을 수 있었다. 제작된 다중모드 간섭기를 이용한 MZI 구조의 단위스위치 당 초과손실은 최소 -0.5dB로 측정되었다.

광섬유 레이저 센서

김향균 한국광학회 1993 한국광학회지 Vol.4 No.4

희토류 첨가 광섬유 레이저의 편광모우드간의 맥놀이 주파수를 출력으로 하는 광섬유 레이저 센서를 제안하였고 이의 타당성을 실험을 통하여 증명하였다. N$d^{3+}$ 첨가 원형코어 광섬유 레이저를 이용하여 lateral stress를 측정하여 4.8kHz/gram의 선형적인 비례 상수를 얻었다. 또한 N$d^{3+}$ 첨가 첨가 편광유지 광섬유를 이용하여 온도 및 인장을 측정한 결과 30 kHz/$^{\circ}C$ -cm, 43 kHz/${\mu}m$의 선형적인 비례상수를 얻었다. We propose and demanstrate a fiber laser as a sensor, whose output is the frequency of beat signals between eigenpolarization modes of the fiber laser. For the measurement of lateral stress, proportional constant of 4.8 kHz/gram is obtained with a good linearity. For the measurements of temperature and longitudinal strain applied to the polarization maintaining fiber laser, proportional constants of 30 kHz/$^{\circ}C$ -cm, and 43 kHz/${\mu}m$, respectively, are obtained.

회절무늬의 세기와 간격을 이용한 회절격자의 주기 예측에 대한 모형 및 실험

문현주 한국광학회 1993 한국광학회지 Vol.4 No.1

주기가 일정하지 않은 다중 슬릿의 회절 무늬에 대한 식을 유도하고, 여러 가지 주기의 data값에 대하여 컴퓨터를 이용하여 회절 무늬를 시뮬레이션 해 보았다. 두 개의 주기가 혼합되어 있는 회절격자의 회절무늬시뮬레이션 결과 세가지 경향이 관찰되었다. 첫째는 각각의 위치에 peak형태의 회절무늬가 나오는 경우이고 둘째는 두 주기의 평균의 위치에 peak형태의 회절무늬가 나오는 경우이고 셋째는 두 주기의 합의 위치에 peakgudxo의 회절무늬가 나오는 경우이다. 이러한 결과를 이용하여 관측된 회절무늬에 위치에서부터 회절격자의 형태를 예측하는 것이 가능하게 되었다. The formula of the diffraction patterns which were made by the grating with the variable periods were derived. The diffraction patterns which had the various data value of the variable periods were simulated by the IBM PC., and the characteristics of the patterns were discussed. The purposes of this study was to find the periods of the real grating and their degree of variation by using the results of the experiment.

패턴 분해능 및 초점심도 향상에 대한 사입사 조명

박정보,이성묵 한국광학회 1999 한국광학회지 Vol.10 No.6

본 연구에서는 파장 0.248$\mu$m의 KrF Eximer Laser를 광원으로 하고 NA가 0.65인 광학계를 사용하는 리소그래피 시스템에서, 환형(annular)조명과 4구(quadrupole)조명의 조건들을 바꾸어 가며 구현하고자 하는 패턴의 분해능과 초점심도 향상에 어떠한 영향을 주는지 알아보았다. 그 결과, 환형 조명에서는 원형 마스크와 광학적 근접효과를 보정하기 위해 보조 패턴을 삽입한 마스크의 경우, 최적의 분해능과 초점심도를 보이는 조명조건이 다름을 알 수 있었다. 또한, 사구 조명의 경우에는 일반적으로 사용되는 45$^{\circ}$위치의 X자형 배치를 주요 패턴의 방향에 따라 적절히 바꾸어 주면 분해능과 초점심도를 향상시킬 수 있음을 확인하였다. In this paper, we have studied on the effects of annular and quadrupole illuminations by changing their conditions for enhancing the pattern resolution and depth of focus (OaF) in the optical lithography system using KrF Eximer laser 0.248$\mu$m and 0.65 NA. As a result, it is revealed that each illumination condition to optimize the resolution and the OaF for the mask containing the assistance pattern is different under the annular illumination. And in case of quadrupole illumination, we could ascertain that the resolution and the OaF would be enhanced through changing the arrangement of each pole from the conventional X type (45 degrees) to some proper type according to the main pattern direction. ction.

가시광 다이오드 레이저의 스펙트럼 및 주입-잠금 특성분석

남병호,박기수,권진혁 한국광학회 1994 한국광학회지 Vol.5 No.2

가시광 디이오드 레이저의 온도와 주입 전류에 따른 발진 스펙트럼의 특성을 분석하고 주입-잠금 실험을 수행하여 잠금 특성을 분석하였다. 다이오드 레이저의 온도와 주입전류에 따른 스펙트럼 분석 결과 모드 도약이 일어나는 것을 관찰할 수 있었으며 모드 도약이 일어나지 않는 영역에서의 온도와 주입 전류의 변화에 대한 주파수 변화율이 각각 약 $33 GHz/^{\circ}C$, 6.6 GHz/mA로 나타남을 알 수 있었다. 일반적인 근적외선 AlGaAs 다이오드 레이저에서 순간적인 모드 도약이 일어나는 것과는 달리 가시광 다이오드 레이저는 모드 도약의 영역이 넓고 다중 모드로 동작하여 불량한 스펙트럼을 나타냈다. 이러한 특성을 갖는 다이오드 레이저를 이용한 주입-잠금 실험 결과 주입 강도가 $0~25\muW$에 대하여 잠금 대역폭은 0~5 GHz로 나타남을 알 수 있었다. 또한 주입 강도를 약 $25\muW$로 고정시키고, 편광 방향을 회전시키며 주입-잠금 대역폭을 측정한 결과 편광 방향에 의존함을 알 수 있었다. 주입-잠금된 광파의 위상 변화를 측정하기 위하여 주 레이저와 종 레이저를 간섭시켜 종 레이저의 주입 전류의 변화에 대한 간섭 무늬의 이동으로 위상의 변화를 조사하였다. We investigated the spectral characteristics for temperature and driving current change in visible laser diode. As a result of spectrum analysis, the ratio of frequency change for temperature and driving current change were about $33 GHz/^{\circ}C$, 6.6 GHz/mA in the region which was not mode hopping range. Compared to the sharp mode hopping in the near IR single mode AlGaAs lasers, the visible laser diode showed relatively broad multimode operation in the mode hopping region. We performed the experiment of injection-locking characteristics analysis for visible laser diode. Locking half bandwidth(LHBW) was measured 0~5.0 GHz for $0~25\muW$ input power and it was dependent on the input power. Also, LHBW for polarization angle was dependent on the difference of polarization angle between master laser and slave laser. The phase change of injection-locked output beam of the slave laser diode as a function of the drive current was measured in the interferometer which was composed of master laser and slave laser. The ratio of phase change with the slope of 5.0~1.3 rad/mA was obtained within injection-locking range for the change of $2~25\muW$ input power. power.

두 종모드 레이저 빛 사이의 맥놀이 신호를 이용한 간섭계에 의한 유효 광학 두께 측정

윤신영,조규만,이용산 한국광학회 1997 한국광학회지 Vol.8 No.1

서로 수직으로 편광되고 두개의 종모우드로 발진하는 주파수가 안정화된 He-Ne 레이저를 이용하여 넓은 측정 범위를 갖는 헤테로다인 간섭계를 구성하였다. 두 모우드 사이의 맥놀이 주파수인 684MHz에 대한 라디오 주파수 간섭을 이용하여 약 .+-.1.74.mu.m의 분해능으로 광학매질의 광학두께를 측정할 수 있는 장치를 구성하였다. 이와 같은 측정장치를 이용하여 Nd:YAG 레이저의 수동형 Q-스위칭에 포화흡수체로 사용되고 있는 유기염료 박막의 두께와 국부적인 광학두께의 변화에 대한 map을 구할 수 있었다. A wide dynamic range heterodyne interferometer scheme using intermode beat between a stabilized, dual frequency He-Ne laser beam has been applied for a measurement of optical thickness of an optical medium. Resolution of the optical thickness measurement is about $\pm$ 1.74 ${\mu}{\textrm}{m}$. Using this technique, we are able to determine the optical thickness of an organic dye film. We also obtain a map of the optical thickness variations over a surface of the film

횡자장하에서 633㎚ He - Ne 레이저의 주파수 안정화

엄태봉(Tae Bong Eom),박진원(Jin Won Park),정명세(Myung Sai Chung),양준묵(Joon Mook Yang) 한국광학회 1993 한국광학회지 Vol.4 No.4

횡자장하에서 Zeeman 분리된 두 편광성분의 맥놀이 주파수와 출력 차를 이용하여 내부 반사경형 633㎚ He-Ne 레이저의 주파수를 각각 안정화시켰다. 맥놀이 주파수를 이용할 경우 주파수안정도(square root Allan variance)와 주파수 온도계수는 7.0×10-¹¹ 과 170㎑/℃였으며, 출력차이를 이용할 경우에는 1.1×10^(-9) 과 1.8㎒/℃였다. 이 결과로부터 두 펀광성분의 맥놀이 주파수를 이용한 안정화 방법이 출력차의 방법보다 10배 이상의 우수한 주파수 안정화 특성을 갖고 있음을 알 수 있었다. The frequency of the 633 nm internal mirror He-Ne laser has been stabilized by using the beat frequency and the intensity difference between two Zeeman split components in a transverse magnetic field. The frequency stability and the frequency temperature coefficient for the beat frequency method was 7.0×10-¹¹ and 170㎑/℃, respectively, and those for the intensity difference was 1.1×10^(-9) and 1.8㎒/℃, respectively.

위상천이특성을 이용한 새로운 Phase-Only CGH 계산

김태현,김봉식,박우상,Kim, Tae-Hyeon,Kim, Bong-Sik,Park, Woo-Sang 한국광학회 2016 한국광학회지 Vol.27 No.3

본 논문에서는 푸리에 변환의 위상천이 특성을 이용하여 기존의 계산방법보다 처리 속도가 빠르고, 이상적인 CGH의 재생이미지와의 차이가 크지 않은 Phase-only CGH의 새로운 최적화 계산방법을 제시한다. 기존의 수치적인 해를 얻는 접근과는 다르게 푸리에 변환 자체의 위상천이 특성을 이용하여 노이즈를 선택적으로 필터링하는 방법으로 Phase-only CGH를 얻기 때문에 계산속도를 현저하게 줄일 수 있다. 이상적인 CGH와 기존의 방법, 그리고 새로운 계산방법을 통한 CGH를 시뮬레이션을 통하여 각각 SLM에 저장하여 수렴렌즈를 이용한 푸리에 홀로그램 방식으로 이미지를 재생하였다. 그리고 시뮬레이션 재생 이미지를 비교하여 본 연구의 타당성을 살펴보았다. 기존의 방법과 비교하였을 때, 이미지 물체의 질감과 예리도가 이상적인 CGH와 비슷한 정도의 수준으로 향상되었고, 계산속도 또한 크게 줄었음을 알 수 있다. In this study we propose the novel optimization method of the phase-only computer-generated hologram (CGH), to improve calculation speed compared to the conventional method. While the conventional method is calculated using numerical analysis, the novel method is calculated using the phase-shift characteristic of Fourier transformation. In addition, the selectivity of noise filtering lets it decrease the calculation time. The validity of the reconstructed image using the novel method is verified by comparing simulation results to ideal and conventional data, and the improvement of texture and sharpness of the reconstructed image is confirmed by simulation.

마이켈슨 간섭계형 현미경의 특성 연구

김경신,권남익 한국광학회 1999 한국광학회지 Vol.10 No.5

마이켈슨 간섭계를 이용한 간섭계형 현미경을 구성하고 특성을 조사하였다. 본 마이켈슨 간섭계형 현미경은 시료 표면의 반사 신호와 거울의 반사 신호가 합쳐져서 일어난 간섭 신호를 이용해서 3차원 영상을 얻는다. He-Ne(λ=633 nm)레이저를 사용한 마이켈슨 간섭계는 반파장 (312.5 nm)의 경로차가 생길 때마다 같은 무늬가 반복해져 나타난다. 본 마이켈슨 간섭계형 현미경은 이러한 간섭 신호를 이용하기 때문에 white-light interferometer 수준의 수직 해상도를 얻을 수 있었다. 구성한 마이켈슨 간섭계형 현미경으로 얻은 영상을 공초점 현미경의 영상과 비교 분석하였다. We have constructed an interferometric microscopy using a Michelson interferometer and a He-Ne laser. The three dimensional image was obtained by the interference from the reflected signal by a sample surface and from the reflected signal by a mirror. The axial resolution obtained by Michelson interferometric microscopy is as good as that of the white-light interferometer, but the same fringe is obtained when optical path difference is half-wavelength. The image from Michelson interferometric microscopy was compared with the images from the various types of confocal microscopy.