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초정밀 레이저를 이용한 렌즈일체형 광섬유 제작연구

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Author(s)
임기동
Issued Date
2017
Keyword
펨토초 레이저","CO2 레이저","렌즈일체형 광섬유
Abstract
Recently, the studies to simplify complex optical systems have been done in the fields such as an interferometer, a fiber laser, etc. using optical fibers. When the light beam traveling through an optical fiber exits from the optical fiber core, the light beam diverges according to a numerical aperture (NA) value of the optical fiber. Therefore, to converge the light, a lens is installed in front of the fiber. In order to overcome this complexity, researches have been conducted to fabricate a lens-integrated optical fiber that allows light beams emitted from the optical fiber to converge. Femtosecond and CO2 lasers which can cleave precisely and melt easily a silica-based optical fiber, respectively were used.
A lens-integrated optical fiber can be fabricated by attaching a single mode optical fiber to core less silica fiber (CSF) with the radius curvature at the end of the CSF. For a converging lensed optical fiber, the length between the end of the single mode optical fiber and the CSF end and the radius of curvature are important. In order to fabricate a lensed optical fiber with a focal length, experiments cleaving a single mode optical fiber using a femtosecond laser have been done. In addition to these experiments, experiments to melt the end of the optical fiber using a CO2 laser to generate a radius of curvature depending on CO2 laser powers and exposure times were carried out. We get conditions for Lc(the distance from the front surface of the lens to the single-mode fiber core) and the radius curvature R using a MATLAB program. Using those parameters a lensed fiber was fabricated. We measured the focal length of the lens-integrated fiber using the power density of the light beam returning to the lens-integrated optical fiber from a circulator and a mirror. The comparisons between theoretically estimated and measured focal length has been done.
Alternative Title
Study on micromachined lensed optical fiber using an ultra-precision laser
Alternative Author(s)
Im, kidong
Department
일반대학원 광기술공학과
Advisor
김진태
Awarded Date
2018-02
Table Of Contents
제 1장 서 론 1
제 1절 연구 배경 1
제 2절 연구 목적 3

제 2장 이 론 6
제 1절 초정밀 레이저 가공 6
1. 펨토초 레이저 6
2. CO2 레이저 8
제 2절 렌즈일체형 광섬유 10
1. ABC 행렬을 이용한 렌즈일체형 광섬유에서 광선 추적 10
2. 렌즈일체형 광섬유 곡률 측정 13

제 3장 실험장치 및 방법 17
제 1절 실험 장치 17
1. 펨토초 레이저 17
2. CO2 레이저 18
3. 레이저 가공 시스템 19
제 2절 실험 방법 24
1. 초정밀 레이저를 이용한 렌즈일체형 광섬유 제작 방법 24
2. 펨토초 레이저를 이용한 광섬유 클리빙 방법 25
3. CO2 레이저를 이용한 광섬유 끝단 곡률 제작 방법 26
4. ABC 행렬을 이용한 렌즈일체형 광섬유 시뮬레이션 방법 27
5. 렌즈일체형 광섬유 초점거리 측정 방법 29

제 4장 실험 결과 31
제 1절 초정밀 레이저를 이용한 렌즈일체형 광섬유 제작 31
1. 펨토초 레이저를 이용한 광섬유 클리빙 결과 31
2. CO2 레이저를 이용한 광섬유 끝단 곡률 제작 결과 36
3. CSF 광섬유 융착을 통한 렌즈일체형 광섬유 제작 결과 41
제 2절 렌즈일체형 광섬유 특성 연구 43
1. ABCD 행렬을 이용한 렌즈일체형 광섬유 초점거리 계산 43
2. 렌즈일체형 광섬유 초점거리 측정 47
3. 렌즈일체형 광섬유 빔 크기 측정 결과 49


제 5장 결 론 50

【참고 문헌】 51

【감사의 글】 53
Degree
Master
Publisher
조선대학교 대학원
Citation
임기동. (2017). 초정밀 레이저를 이용한 렌즈일체형 광섬유 제작연구.
Type
Dissertation
URI
https://oak.chosun.ac.kr/handle/2020.oak/13538
http://chosun.dcollection.net/common/orgView/200000266774
Appears in Collections:
General Graduate School > 3. Theses(Master)
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  • AuthorizeOpen
  • Embargo2018-02-09
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