짧은 펄스의 생성에는 일반적으로 펨토초(10^-15초)에서 피코초(10^-12초) 정도의 지속 시간을 갖는 광 펄스를 생성할 수 있는 기술이 포함됩니다. 짧은 펄스를 생성하는 주요 방법 중 하나는 모드 잠금(mode-locking)으로, 이는 레이저 공동의 다양한 세로 모드의 위상을 고정하여 초단 펄스를 생성하는 것을 포함합니다.

또한 처프 펄스 증폭(CPA)은 펄스를 일시적으로 늘리고 증폭한 다음 다시 원래 지속 시간으로 압축하여 고에너지 초단 펄스를 생성할 수 있는 또 다른 중요한 기술입니다. 이 원리는 초고속 레이저와 그 응용 분야에 혁명을 일으켰습니다.

고속 광학 분야의 응용

짧은 펄스 생성은 고속 광학, 특히 초고속 분광학 영역에서 광범위하게 사용됩니다. 짧은 펄스를 사용하여 연구자들은 분자 및 원자 수준에서 초고속 현상을 조사할 수 있으므로 전례 없는 시간 분해능으로 화학, 물리학 및 재료 과학 연구를 수행할 수 있습니다.

고속 통신 시스템에서 짧은 펄스 생성은 높은 데이터 전송 속도를 달성하고 광 시분할 다중화와 같은 기술을 구현하는 데 중요한 역할을 합니다. 광섬유 통신 네트워크의 정보 전달 용량을 최대화하려면 짧은 펄스의 정밀한 제어 및 조작이 필수적입니다.

포토닉스와의 관련성

광자를 생성, 감지 및 조작하는 과학 및 기술인 포토닉스는 생물학적 조직 및 물질의 고해상도 단면 이미징을 가능하게 하는 광간섭 단층촬영(OCT)과 같은 응용 분야에서 짧은 펄스 생성에 크게 의존합니다. .

또한, 비선형 광학 분야에서는 고조파 생성 및 매개변수 프로세스와 같은 비선형 현상을 탐색하려면 짧은 펄스가 필수적입니다. 초고속 포토닉스의 출현은 양자 광학에서 아토초 과학에 이르기까지 다양한 분야에서 획기적인 발전을 가져왔습니다.

단펄스 생성의 발전

짧은 펄스 생성의 발전은 레이저 기술, 비선형 광학 및 초고속 전자 장치의 혁신에 힘입어 이루어졌습니다. 향상된 안정성, 대역폭 및 에너지를 갖춘 모드 잠금 레이저의 개발로 인해 과학 연구, 산업 제조 및 의료 응용 분야에서 초고속 레이저가 널리 채택되었습니다.

또한, 단펄스 생성 기술을 작고 견고한 레이저 시스템에 통합함으로써 초고속 기술의 접근성이 확장되어 LiDAR, 재료 가공, 현미경과 같은 분야에서 새로운 응용이 가능해졌습니다.

도전과 미래 방향

짧은 펄스 생성의 상당한 진전에도 불구하고 더 짧은 펄스 지속 시간, 더 높은 에너지 및 더 넓은 파장 적용 범위를 달성하는 데에는 여전히 과제가 남아 있습니다. 연구 노력은 높은 피크 전력과 스펙트럼 대역폭을 유지하면서 펄스 지속 시간의 한계를 확장하는 데 중점을 두고 있습니다.

고속 광학 및 포토닉스 영역에서 단펄스 생성의 미래 방향은 초단펄스 생성을 위한 새로운 재료 개발, 새로운 펄스 성형 기술 탐구, 메타표면과 같은 새로운 광자 기술과 단펄스의 통합을 포함합니다. 및 광자 집적 회로.

결론

단펄스 생성은 고속 광학, 포토닉스, 광학 공학의 교차점에 있으며 과학적 탐구와 기술 혁신을 위한 흥미로운 환경을 제공합니다. 이 분야의 원리, 응용 및 발전을 탐구함으로써 연구자들은 초고속 과학 및 기술의 새로운 지평을 열고 획기적인 발견과 실질적인 발전을 위한 길을 열 수 있습니다.

참조: 짧은 펄스 생성