Singly resonant optical parametric oscillator의 output coupling의 반사율 변화에 따른 출력 특성 연구
- 발행기관 서강대학교 일반대학원
- 지도교수 이범구
- 발행년도 2015
- 학위수여년월 2015. 8
- 학위명 석사
- 학과 및 전공 일반대학원 물리학과
- 실제URI http://www.dcollection.net/handler/sogang/000000056047
- 본문언어 한국어
- 저작권 서강대학교 논문은 저작권보호를 받습니다.
초록/요약
본 연구 논문에서는 고출력의 광 매개 발진기 (optical parametric oscillator : OPO)를 구성하여 output coupling mirror 의 반사율에 따른 출력의 변화 특성을 관찰하였다. 실험적으로 first-order quasi-phase matching을 만족시키는 주기 32.7 ㎛의 periodically poled Mg-doped stoichiometric LiTaO3 (PPMgSLT)를 사용하여, signal파와 idler파에 각각 공진시키고 pump 파는 출력거울에서 전부 되 반사시키는 double-pass singly resonant oscillator (DPSRO)를 구성하고 출력 거울의 반사율 조건을 바꾸어가며 pump 파의 에너지 함수로 발생되는 total OPO, signal, idler power를 각각 측정하였다. OPO cavity는 flat dichroic 거울 두 개를 45 mm 간격을 두어 구성하였고, 매개 물질인 PPMgSLT 크리스탈의 양 표면은 AR 코팅 하지 않았다. Input coupling mirror는 pump 파에 대해 98% 투과하고 signal과 idler 파에 대해 98% 반사시키는 반면, output coupling mirror는 pump 파에 대해 98% 반사율을 가진다. OPO는 85 ns 의 펄스폭과 10 kHz의 반복률을 갖는 1.064 ㎛ 파장대의 Nd:YAG 레이저로 pumping 시켰다. Signal 파장과 idler 파장을 각각 1.98 ㎛, 2.3 ㎛ 이 되도록 크리스탈의 위상정합 조건을 맞추었으며, pump power의 최대값은 약 21 W 로써 6가지의 다른 반사율을 가지는 output coupler를 사용하여 각각 실험을 실시하였다. Idler파의 출력 파워 안정성은 1.5% 이내로 안정적이었다. 본 실험 결과로부터 최대효율을 주는 거울 조건을 이해할 수 있었고, periodically poled LiNbO3 (PPLN)을 이용하여 수행된 다른 OPO 실험들의 최근 데이터와 비교했을 때 pump power 대비 높은 OPO 출력 값 (conversion efficiency) 을 얻는 데 있어서 더 우수하다는 것을 증명할 수 있었다.
more초록/요약
Output characteristics of a double-pass singly-resonant optical parametric oscillator (OPO) resonant for both signal and idler waves are investigated as a function of reflectivity of the output coupler based on periodically poled Mg-doped stoichiometric LiTaO3 (PPMgSLT) with a period of 32.7 ㎛ for the first-order quasi-phase matching. A configuration of plane-parallel cavity is employed and the crystal surfaces are not coated. Our OPO was of a simple linear extra-cavity structure, formed by two flat dichroic mirrors with a separation of ~45 mm. The input coupling mirror had a high transmission of 98% for the pump, high reflectance of 98% at the signal and idler wavelengths, whereas the output coupler had a high reflectance of 98% at the pump wavelength. The OPO was pumped by a Nd:YAG laser which provides 85-ns-long-pulses with a repetition rate of 10 kHz. In our experiment, the wavelengths of signal and idler are 1.98 and 2.3 ㎛ and the maximum available pump power is ~21 W. We measured the total, signal and idler power as a function of the pumping power of Nd:YAG laser for six different output couplers. The fluctuations in the idler root-mean-square output power were measured to be below 1.5%. Our result is comparable (even better) with the recent one based on periodically poled LiNbO3 (PPLN) in terms of conversion efficiency.
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