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Title Page
Abstract
Contents
Chapter 1. Introduction 13
1. Motivation 13
2. Organization of the dissertation 15
Chapter 2. Fiber lasers 16
1. Rare earth doped fiber 16
2. 2 ㎛ fiber lasers 20
3. Power limitation of fiber lasers 23
4. Q-switching of fiber lasers 26
5. Mode-locking of fiber lasers 30
6. Saturable absorbers 36
Chapter 3. Q-switched thulium-doped fiber laser 39
1. Passively Q-switched fiber laser employing carbon nano tube 39
2. Actively Q-switched laser using a variable optical attenuator 47
Chapter 4. Mode-locked thulium-doped fiber laser 55
1. Graphene oxide deposited D-shaped fiber 55
2. Tungsten disulfide deposited D-shaped fiber 66
3. Gold-deposited D-shaped fiber 74
Chapter 5. Conclusion 81
Reference 84
Author's Publications 96
국문초록 104
Table 1. Parameters of mode locked fiber laser 32
Table 2. The recovery time of various saturable absorbers. 38
Figure 1. Energy level diagram of ytterbium ions 16
Figure 2. Absorption and emission spectrum of ytterbium doped fiber 17
Figure 3. Energy level diagrams of erbium ions 17
Figure 4. Absorption and emission spectrum of erbium doped fiber 18
Figure 5. Atmospheric transmission spectrum 20
Figure 6. Energy level diagram of Thulium ions. 21
Figure 7. Absorption and Emission cross section of TDF 22
Figure 8. Configuration of Double clad fiber 23
Figure 9. CW High power Laser for various wavlengths 24
Figure 10. Power limitation of thulium-doped fiber laser 25
Figure 11. Q-switching operations schematic 27
Figure 12. (a) out of phase state, (b) In phase state of mode. 31
Figure 13. (a) mode-locked fiber laser diagram and (b) pulse duration of output pulses. 33
Figure 14. Calculated (a) optical spectrum with phase and (b) pulse parameter of resonator... 34
Figure 15. Compressed pulse width and peak power of output pulses. 35
Figure 16. Saturable absorber energy diagrams. 36
Figure 17. The reflectivity fitting of saturable absorber. 37
Figure 18. The laser schematic 40
Figure 19. The nonlinear absorption of the CNT-based saturable absorber at 1562 ㎚. 41
Figure 20. (a) The optical spectrum and (b) the oscilloscope trace of the laser output at a... 42
Figure 21. (a) The output power variation as a function of the pump power and (b) the... 45
Figure 22. The temporal characteristic variation of the output pulses measured every ten... 46
Figure 23. Experimental schematic of the Q-switched THDF laser. 47
Figure 24. (a) Optical attenuation of the Si-based VOA as a function of driving voltage,... 48
Figure 25. Measured (a) oscilloscope trace, and (b) optical spectrum of Q-switched pulses at... 49
Figure 26. (a) Measured average output power and pulse peak power versus pump power at... 52
Figure 27. (a) Measured average output power and pulse peak power as a function of... 54
Figure 28. (a) The laser schematic. (b) Measured linear absorption spectrum: Insets: Measured... 56
Figure 29. Measured (a) oscilloscope trace and (b) optical spectrum of the output pulses. 59
Figure 30. (a) Theoretically calculated first-order Kelly sideband position relative to the center... 61
Figure 31. Measured (a) optical spectra and (b) autocorrelation traces of the optical pulses... 63
Figure 32. Measured pulse width and average optical power of the amplified pulses as a... 65
Figure 33. (a) Schematic of the ultrasonication used to prepare the nanostructured WS₂... 67
Figure 34. Measured (a) SEM image and (b) AFM image of the prepared WS₂ solution. 67
Figure 35. Measured (a) absorbance, (b) Raman spectrum of the prepared WS₂ particles. 68
Figure 36. (a) Schematic and (b) photograph of the WS₂-deposited side-polished fiber. 68
Figure 37. (a) Measurement setup and (b) measured nonlinear transmission of the WS₂-based... 70
Figure 38. Tm-Ho co-doped fiber-based mode-locked laser configuration. 71
Figure 39. (a) Optical spectrum and (b) oscilloscope trace of the output pulses. 72
Figure 40. (a) Autocorrelation of the output pulses. (b) Electrical spectrum of the output... 73
Figure 41. Schematic of passively mode-locked laser 74
Figure 42. Measured (a) oscilloscope trace, (b) optical spectrum and (c) electrical spectrum of... 76
Figure 43. Amplified (a) optical and (b) autocorrelator of the output pulses. 78
Figure 44. Measured pulse width and average output power of the amplified pulses as a... 79
Figure 45. Pulse energy and pulse peak power 80
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본 논문에서는 툴륨 첨가 광섬유 기반 Q 스윗칭과 모드 잠금 레이저에 대해 전반적으로 연구하였다. 첫 번째로, 능동 및 수동 Q 스위칭 광섬유 레이저 원리에 대해서 다음으로는 Carbon nano tube를 이용한 광섬유 기반 수동형 Q 스윗칭 툴륨 첨가 광섬유 연구결과를 보였다. 또한 실리콘 기반의 광 감쇄기를 이용한 능동형 Q 스윗칭 광섬유 레이저를 성공적으로 수행하고 이를 검증하였다. 사용된 실리콘 기반 광 감쇄기는 1.5 마이크로에서 2 마이크로 까지 광 대역에서 동작하는 것을 확인 하였으며 낮은 전력 손실을 가지는 우수한 광 소자임을 실험적으로 검증하였다.
모드 잠금 레이저에서는 두가지 종류의 포화 흡수체와 편광기를 이용하여 공진기를 구성하였다. 툴륨 홀륨 첨가 광섬유 링 레이저 공진기에 포화 흡수체를 삽입후 공진기 길이를 조절하여 초단 펄스를 얻어내었다. 툴륨 첨가 광섬유 기반 증폭기를 구성 후 이를 이용하여 오토콜리레이터에 입사하여 이의 펄스 폭을 비교 분석 하였다.
참고문헌 (66건) : 자료제공( 네이버학술정보 )더보기
원문구축 및 2018년 이후 자료는 524호에서 직접 열람하십시요.
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