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레이저 공진기 내부 빔의 편광 상태를 이용한 정상 분산 소자로 구성된 광섬유 레이저의 모드 잠금 안정 영역 분석 연구

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Author(s)
장명재
Issued Date
2023
Keyword
fiber laser, Mode-locking, ANDi laser
Abstract
본 연구에서는 공진기 내부 빔의 편광을 측정하여 얻은 출력경의 투과도 지도를 이용하여 모든 정상 분산(ANDi) 광섬유 레이저의 모드 잠금 안정 영역을 조사하였다. 이때 투과도 지도는 공진기 내부의 1/2 파장판과 1/4 파장판의 회전각도 함수이다. 레이적 공진기 내부에 설치된 1/2 파장판과 1/4 파장판의 회전 각도 변화에 따른 모드 잠금 안정 영역을 측정하였다. 측정 결과 안정 적인 모드 잠금 펄스를 생성하는 ANDi 광섬유 레이저의 파장판들의 회전 각도 범위를 쉽게 찾을 수 있었다. 또한 연속파 상태에서 얻은 투과도와 모드 잠금 상태의 투과도를 비교 분석하였다. 그 결과 안정적인 모드 잠금 펄스는 양의 피드백 조건을 만족할 때만 발생하는 것을 확인하였다.|In this study, we investigate the stable mode-locking region of an all normal dispersion (ANDi) optical fiber laser using the transmittance map of the output coupler obtained by measuring the polarization of the beam inside the resonator. The obtained transmittance map is a function of the rotation angles of the half
and quarter-wave plates installed inside the laser resonator. We measured the mode-locking region according to the change in the rotation angles of these two wave plates. By a comparative analysis of the measured mode-locking region and the obtained transmittance map, we found the transmittance conditions for the
ANDi fiber laser to generate an stable mode-locking pulse. That is, with the transmittance map, we can easily find the rotation angles of the wave plates at which a stable mode-locking pulse generates. We also compare the transmittance obtained under continuous wave state conditions with the transmittance under
mode-locking state conditions. The comparative analysis results show that stable mode-locking pulse only occurs when they satisfy positive feedback conditions.
Alternative Title
Mode-locking stability analysis of an optical fiber laser composed of all normal dispersion element using beam polarization state inside the laser resonator
Alternative Author(s)
Myeong Jae Jang
Affiliation
조선대학교 일반대학원
Department
일반대학원 광기술공학과
Advisor
김현수
Awarded Date
2023-02
Table Of Contents
ABSTRACT

제1장 서 론 1
제1절 연구 배경 1

제2장 이 론 4
제1절 정상 분산 소자로 구성된(ANDi : All Normal Dispersion) 광섬유 레이저의 모드 잠금 원리 4
제2절 광의 편광 표현 7
2.1 광의 편광 표현 7
2.2 존스 벡터(Jones vector) 10
2.3 스토크스 매개변수(Stokes parameter) 12
제3절 광 세기 자기상관기를 이용한 펄스폭 측정 15
제4절 선행 연구 분석 16
4.1 HQ ANDi 광섬유 공진기 실험 구조의 이론 분석 20
4.2 QH ANDi 광섬유 공진기 실험 구조의 이론 분석 22

제3장 실험 결과 및 분석 24
제1절 HQ ANDi 광섬유 레이저 구성 및 제작 24
제2절 공진기 내부의 편광 상태 측정을 위한 시스템 설계 26
2.1 편광 상태 측정을 위한 부분 반사 거울 제작 및 삽입 26
2.2 편광 측정기(Stokesmeter) 제작 및 검증 28
제3절 HQ ANDi 광섬유 공진기 내부 빔의 편광 상태 측정을 통한 모드 잠금 안정 영역 분석 및 레이저 출력 특성 32
3.1 공진기 내부 빔의 편광 상태 측정 32
3.2 광섬유 공진기 출력단에서 투과도와 위상 정보 지도 제작 35
3.3 투과도와 위상 지도를 이용한 모드 잠금 안정 영역 분석 38
3.4 출력단에서 CW 빔과 ML 펄스 빔의 투과도 비교를 통한 모드 잠금 발진 조건 해석 40
3.5 모드 잠금된 HQ ANDi 광섬유 레이저 출력 특성 42
제4절 ANDi 광섬유 공진기 구조 변경 및 공진 빔의 타원 편광 회전 방향 변화에 따른 모드 잠금 안정 영역 변화 분석 48
4.1 공진기 내의 파장판 배열 순서 변화에 따른 모드 잠금 안정 영역 분석 48
4.2 HQ ANDi 광섬유 공진기 구조에서 광섬유로 입사하는 편광의 회전 방향 변화에 따른 모드 잠금 안정 영역 분석 54
4.3 QH ANDi 광섬유 공진기 구조에서 광섬유로 입사하는 편광의 회전 방향 변화에 따른 모드 잠금 안정 영역 분석 61
4.4 이론 분석 결과와 실험 결과 비교 분석 66

제4장 결 론 70

[참고문헌] 71
Degree
Master
Publisher
조선대학교 대학원
Citation
장명재. (2023). 레이저 공진기 내부 빔의 편광 상태를 이용한 정상 분산 소자로 구성된 광섬유 레이저의 모드 잠금 안정 영역 분석 연구.
Type
Dissertation
URI
https://oak.chosun.ac.kr/handle/2020.oak/17642
http://chosun.dcollection.net/common/orgView/200000650770
Appears in Collections:
General Graduate School > 3. Theses(Master)
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  • AuthorizeOpen
  • Embargo2023-02-24
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