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홀버닝 광메모리用 Littman型 파장가변 다이오드 레이저 시스템에 관한 연구
상용 반도체 다이오드 레이저에 Littman型 외부공진기를 결합하여 파장가변 다이오드 레이저 시스템을 제작하였다. 외부공진기 내의 회절격자에 의한 0차 회절광은 단일 종모드로 동작하며 1㎒이하의 선폭을 보였고, 다이오드의 구동전류 140㎃ 및 동작온도 25℃의 조건에서 거울을 마운트의 회전나사로 회전시키는 성긴튜닝時 약 3.475㎚의 파장가변 범위를 보였으며, PZT에 톱니파 전압을 인가해서 거울을 회전시키는 미세튜닝時 0.042㎚의 범위 내에서 200㎐의 빠른 속도로 연속적인 파장가변이 가능하였다. 본 논문의 Littman型 파장가변 다이오드 레이저 시스템은 다이오드 레이저의 구동전류와 동작온도를 적절하게 조정하여, 가변하고자 하는 파장범위의 중심파장에 맞추어 놓은 후, 0.042㎚의 범위내에서 미세한 주파수(파장)-스위핑이 가능하다. 또한 다이오드 레이저의 간단한 교체로 응용범위에 해당하는 중심파장에서 파장가변이 가능한 장점을 지니고 있다. 본 연구에서 제작된 Littman型 파장가변 다이오드 레이저 시스템은 홀버닝 광메모리用 광원으로 사용되고 있으며, 향후 광원의 선폭이 좁고 파장가변이 요구되는 응용분야에 본 시스템이 유용하게 사용될 것으로 기대된다. 홀버 닝 광메모리用 광원으로 사용시에는, 흡수매질의 전체적인 흡수도와 스펙트럴 홀을 생성시키기 위해서 빠르고 안정된 주파수-스위핑된 광원이 필수적으로 필요하며, 이러한 광원으로 정확하게 파장가변을 하여야 함을 알 수 있다. 본 연구에서는 하나의 광원으로 홀버닝 광메모리용 Littman型 파장가변 다이오드 레이저 시스템을 구성하였으며, 이러한 시스템의 응용으로 포토다이오드를 이용한 검출시스템을 구성하여 주파수-선택성 매질의 불균일 흡수선폭 측정 및 스펙트럴 홀의 형성에 관한 실험을 하여 보았다. 현재까지는 노이즈와 정확하고 미세한 파장의 튜닝이 문제가 되어 불균일 흡수선폭을 디지털 전압계를 사용하여 입력빔세기와 출력빔세기의 비율로 측정하였으나, 향후 모드호핑의 문제점을 개선하고 정확한 검출을 위하여 디지털 오실로스코프를 사용하고, 주파수 안정화와 정렬상의 문제를 고려하여 보다 정확한 흡수도와 스펙트럴 홀을 측정할 수 있는 시스템을 구현할 수 있을 것으로 예상된다. 또한 본 시스템을 개선하여 안정화된 주파수-스위핑 빔으로 기준빔과 신호빔을 형성한다면, 주파수-선택성 매질 내에 간섭패턴을 형성하여 2진 정보로 이용할 수 있는 영구적 스펙트 럴 홀을 저장·복원도 가능할 것으로 기대된다. As the growth of information society, data processing capacity of hundreds of Tera-bytes is demanded more and more. In order to achieve this demand, in this paper, we introduce a system of the hole burning optical memory using the spectral holography. The extremely high data densities that, in theory, can be obtained by holography have made it an attractive alternative to DRAMs or optical data disks. Using spectral hole burning, as many as 105 bits can be recorded in a single 1-㎛ cube, allowing surface densities of more than 1 million bits/㎛2 with relatively thin holographic coating. Practical prototype of more modest systems will be made in future for achieving demands of numerous information. To construct this fundamental system, we make a system with a tunable laser diode source and PIN photodiode detector for the spectral hole in the Tm3+:YAG crystal. For the hole burning optical memory system, A Littman type tunable external-cavity diode laser system was developed. The laser output which is the 0th-order diffracted beam from diffraction grating in external cavity is a single longitudinal mode and its FWHM was measured as 1㎒. With the diode driving current of 140㎃ and operating temperature 25℃, the coarse tuning range of 3.475㎚ was measured. And the fine tuning experiment in which an external mirror was rotated by PZT driven by a sawtooth wave was performed, and its tuning range of 0.042㎚ was measured. This system can be applied to many field and we used it for observing a total absorption of Tm3+:YAG crystal. The inhomogeneous linewidth was measured as about 58.16㎓. We could not detect spectral holes, but we could suggest the possibility of extremely high data density optical memory sy stem as using the Littman type tunable laser diode system we developed in this paper.
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AOD를 채용한 디지털 홀로그래픽 광 메모리 시스템에 관한 연구 :
'Rapid growth of computer communication service and internet users is demanding the computer memories which can deal with data in close to real time. Because data of computer communication and internet is large image data. Therefore, the next-generation computer memory that can perform fast storage fast storage and retrieval of large image data is required. As one of the promising candidates, the research is progressing actively on optical memory system using holography technique. High data density storage system can be realized by adopting three-dimensional such as photorefractive crystal as a recoding medium and various multiplexing(angular/spatial/phase code/wavelength) technique. Also this system has rapid access time by parallelism of laser beam. Therefore, this system is profitable for storage and retrieval of large image data(still image or moving image). Especially, digital holographic recoding and retrieval technique improve quality of retrieved image. Also, it has potential as memory that overcome I/O bottleneck of digital computer. In this paper, angular multiplexing technique was described. Angular multiplexing is divided mechanical method and electrical method. Mechanical method using step motor is to prone system design. But it has not rapid access time and accurate repeatable setting of reference beam. Electrical method using AOD offers rapid access time and accurate repeatable setting of reference beam. Therefore, in this paper, digital holographic optical memory system was realized by recording and retrieval multiple binary encoded by Reed-Solomon code images in photorefractive crystal utilizing angurlar multiplexing technique using step motor and AOD. Also, compression algorithm was adopted. Therefore, capability of digital holographic optical memory of high data density was proposed.
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A more efficient method for encoding detour phase computer generated hologram(CGH) that reconstructs two objects simultaneously is suggested. This was done without increasing the mask spatial resolution or size. This encoding algorithm can be utilized for a matched filter in an optical correlator. In this research, we compared two type computer generated holograms and expanded that two type hologram to two channel hologram. One is Pixel-oriented hologram and the other is Detour-phase hologram. In the Pixel-oriented hologram, quantization method was used direct binary quantization. We compared two hologram patterns and we were able to find that Pixel-oriented CGH pattern is more effective than Detour phase hologram. The two holograms were adapted 128×128 image.
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