수동 모드 잠금된 100 MHz Cr4+:YAG 레이저에서의 펨토초 펄스 발생

Abstract

Cr:YAG 레이저 매질을 사용하여 실온영역에서 안정적으로 수동 모드 잠금된 근적외선 펨토초 레이저를 제작하고, 그 특성을 분석하였다. 공진기 내부에 설치된 프리즘의 조절만으로 손쉬운 파장 조절이 가능하였으며, 연속 발진시 1400 nm 부터 1510 nm 까지 110 nm 정도, 모드 잠금 경우 1500 nm 부근에서 30 nm 정도의 파장 조절이 가능함을 확인하였다. 1.5 %의 투과율을 지닌 출력거울을 사용하였으며, 연속 발진시 흡수 파워가 7.6 W 일 때 최대 810 mW 이상의 출력을 측정하였다. 공진기 내에서 발생된 분산을 보상하기 위하여 적외선용 프리즘 쌍을 사용하였으며, 100 MHz의 반복률에서 푸리에 변환 한계에 근접한 64 fs의 극초단 펄스 방출이 가능하였다. 레이저의 중심파장이 1510 nm 일 때 스펙트럼의 반치폭은 44 nm였다. 모드 잠금이 꺼지지 않고 장시간 안정적으로 작동이 가능한 레이저 제작을 위해 공진기 내부의 광 경로에 관을 설치하고 질소가스를 순환시켰으며, 평균출력 250 mW로 최적화하였다.