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Ti-Sapphire 고강도 초단레이저 시스템과 광학소자

전문가 제언: ○ 1988년에 상용이 시작된 Ti:Sapphire 레이저는 취급의 용이성, 우수한 초단펄스성, 넓은 파장가변성, 높은 발진효율, 높은 열전도율로 냉각이 용이하며, 화학적 안전성과 역학적 강도를 가지므로 강한 광 여기에 견디고 이득대역폭이 300nm 이상으로 넓기 때문에 가장 많이 활용되고 있다.

○ 고강도 초단펄스광을 발생하기 위해서는 고체매질에서 반드시 처프펄스증폭(CPA)을 해야 하지만, 증폭을 하면 이득의 포화치보다 더 적은 에너지밀도(fluence)에서 매질파괴 문턱값보다 펄스광의 최대강도가 높아지는 문제가 발생한다.

○ 일본의 산기총연구소는 문턱값이 높은 유전체 S-TIH6와 스펙터클 협착 보상소자 등을 이용하여, 박막을 여러 층으로 석영기판에 증착 도포한 처프거울과 Ofner형 Stretcher를 개발하여 GD, GDD로 발생하는 진동문제와 스펙터클 협착문제를 해결하여 펄스폭 11.3fs의 고강도 초단레이저 시스탬의 성공을 SPIDER와 자기상관측정으로 확인하였다.

○ 우리나라는 KAIST 등 많은 연구소에서 다방면으로 광기술 연구가 진행 중이다. 1KHz로 작동하는 8fs, 0.03TW의 Ti:sapphire 레이저를 자체개발하여 고차조화파 등으로 이용되고 있다.

○ 고강도 초단펄스레이저를 원자에 입사시키면 100차 이상의 고차조화파 X-선이 발생되어, X-선 홀로그래피 광원으로 이용되며 암치료, 미세가공 등 광범위하게 인간생활에 응용되고 있다.

○ 아토초 펄스폭 고강도레이저 달성을 위하여 많은 연구가 세계적으로 진행되고 있다. 무한한 광학소자들을 어떠한 방법으로 이득을 높일 수 있을지 앞으로 전개 될 빛과의 경쟁과 발달이 경이롭기만 하다.

저자: Yasuo NABEKAWA
자료유형: 학술정보