반도체 레이저의 장점은 그대로, 단점을 극복할 수 있는 레이저가 수퍼컨티늄입니다.


Supercontinuum이란

Super(초) + continuum(연속체) 의 합성어

• 고출력의 초단파 펄스 레이저를 통해 광범위하고 연속적인 스펙트럼 형성
• Blue range(470nm) ~ infrared(2130nm)에 이르는 스펙트럼
• 495THz 이상의 넓은 대역폭
• 충분한 변조 대역폭을 가짐
• CD, DVD부터 Blue-ray 디스크, OCT 및 Lidar까지 활용도가 매우 높음

반도체 레이저 특성상 대규모 시설투자 필요,
부피가 큰 비선형 미디어와 광섬유 등을 통해서만 구현이 가능한 제약이 존재

TriPleX로 단점을 극복한 Supercontinuum

이러한 제약을 우리의 독자적인 TriPleX기술을 적용하여 극복할 수 있습니다.

• 질화규소(Si3N4)의 광도파로가 광 손실없이 도파로를 통과시킴
• 넓은 영역의 파장에 투명한 도파로를 제공
• 확대되어 짧아지는 영역의 파장까지 잡아줌
• 가시광선 영역(470nm 파장)에서 적외선 영역(2130nm 파장)까지의 넓은 스펙트럼
• 495THz 이상의 넓은 대역폭을 구현가능
• CMOS 공정과의 호환, 기존의 설비만으로 대량 생산 가능
• OCT에 저렴한 비용으로 고효율의 수퍼컨티늄을 구현가능
• 슈퍼컨티늄은 라벨링 없이 현미경사용
• 넓은 파장의 튜닝이 가능한 레이저가 필요한 제품까지 폭넓게 사용될 수 있음


초연속대를 칩에서 구현하기 위한 세팅 실험



맨 좌측에 보이는 Yb 광섬유 레이저에서 초단파 펄스가 사용되어 빛을 보내줍니다. 이 펄스 파워를 반 파장의 플래이트가 조절해주면 PBS가 편광을 유지하여 빔을 나눠주고 렌즈를 투과한 빛이 실리콘 나이트라이드 도파로를 지나게 되는데, 이 때 d가 빛이 산란되어 뒤로 돌아오는 것을 막아주어 빛이 거의 손실되지 않고 렌즈일체형 파이버를 통과해 광 분광 분석기에 들어가게 됩니다. 그 결과를 아래에서 확인할 수 있습니다.

그림에서 펄스에너지(Ep)가 증가함에 따라 스펙트럼(분광)이 연속적으로 넓어지는 것을 관찰할 수 있습니다. 파워가 증가함에 따라 피크는 462pJ 에서 635nm에 다다를 때까지 짧은 파장 영역으로 움직입니다.

여러 광도파로의 폭에 따른 수퍼컨티늄이 생성되는 것을 볼 수 있습니다. (넓어지는 도파로에 따른 얻어지는 분광의 확장을 눈에 띄게 나타내기 위해 점진적 상쇄(20dB)가 추가되었습니다)
측정치가 초연속 스펙트럼의 대역폭이 펄스 에너지와 도파로 폭에 연계되어 증가하는 것을 보여주며, 이는 보다 효율적인 초연속체 구현이 가능하고 분광 대역폭을 추가로 증가시킬 수 있음을 나타냅니다.

결과적으로, 펄스 에너지와 대역폭이 넓어질수록 더 넓은 수퍼컨티늄을 구현할 수 있는 것을 확인할 수 있습니다.


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