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작성일 : 16-03-03 13:08
Few-cycle pulse
 글쓴이 : 관리자
조회 : 2,236  

■  퓨-사이클 펄스, 극소(수) 사이클 펄스

   Few-cycle pulse, Few-cycle optical pulse, Few-cycle laser pulse, Few-cycle pulse laser

 

10 ps ~ 수10 fs 극초간 지속되는 순간펄스를 극초단펄스(ultrashort pulse) 또는 초고속펄스 (ultrafast pulse) 라고 하며, 극초단펄스를 발생하는 레이저를 극초() 펄스레이저 또는 초고속 레이저라고 합니다(피코초 1ps=0.000,000,000,001초, 펨토초 fs=1/1,000 ps)

대표적인 예가 당사에서 판매중인 Tsunami, Maitai 같은 초고속 Ti:sapphire 레이저입니다

 

펄스발생 기술이 진보하여 현재는 이보다 훨씬 더 짧은 10fs 미만의 extreme ultrashort pulse 를 발생할 수 있는 레이저 또는 OPA 같은 제품이 개발 시판되고 있고, 아토초 과학 같은 분야에서 응용폭을 넗히고 있습니다

이러한 수100 as ~ 10 fs 펄스폭의 ultrashort pulse 를 extreme ultrashort pulse 또는 few-cycle pulse 로 차별화하여 구분하고 있습니다. (아토초, 1as = 1/1000 fs)


Few-cycle pulse 용어자체는 이미 20 여년전부터 전문학술지에 사용되어 왔으며, 광사이클 몇개 정도에 불과한 극한의 극초단펄스를 의미하므로 "극소(수)사이클 펄스" 정도로 번역될 수 있습니다. 


아래 그림은 4.7fs 광펄스의 전기장이 생겼다가 사라지는 순간을 간접 관측한 실험결과 입니다. 



fewcyclepulse.jpg

(이미지출처, 구글이미지 (Max-Planck Institute))



☎ 왜 Few-cycle pulse 라고 합니까 ?


간단한 예를 들겠습니다. 파장 0.8um 인 광펄스의 전기장이 단순히 1회 사이클하는 시간을 계산해 보면 다음과 같습니다.


1 사이클 주기=1/주파수=파장/광속=0.8x10(-6)m/3.0x10(8)m/s ~2.7x10(-15)s = 2.7fs


당사에서 시판중인 Rainbow Ti:sapphire 레이저는 6 fs 미만의 펄스출력을 냅니다. 펄스폭 6 fs 는 파장 0.8um 광파진동의 2.2 사이클 (6fs/2.7fs~2.2)에 해당합니다. 따라서 6fs 펄스 레이저는 2.2-사이클 펄스레이저라고 할 수 있습니다. 



펄스폭이 극한으로 접근함에 따라 광펄스 지속시간 (envelope) 동안에 광파가 (carrier) 어떤 순간에 존재하느냐가 (phase), 즉 Carrier Envelope Phase (CEP) 가 few-cycle pulse 의 핵심 파라미터로 부각되었습니다. 

CEP2.jpg

CEP 는 별도의 주제로 다루겠습니다.