Single-walled carbon nanotubes have been utilized as a saturable absorber due to its nonlinear property of absorption decrease for increased incident optical intensity. Among the semiconducting carbon nanotubes being frequently applied as saturable absorbers, the film type carbon nanotube polymer composite has been the representative as it can be produced at ease and shows superior performance. Despite the advantages, the polymer is highly vulnerable to thermal degradation, limiting its usage in long term operations. Although various attempts have been made to improve its thermal durability, there has been no quantitative analysis of the polymer. This thesis proposes a method of ultrasonicating carbon nanotubes for individualization and partial functionalization to uniformly distribute it within the polymer and a quantitative evaluation of it has been performed. A saturable absorber mode-locked fiber laser has been built based on the thermal degradation-resistant carbon nanotube polymer composite as a saturable absorber and has been utilized as a source for a two-photon excited fluorescence light source.
단일벽 탄소나노튜브는 우수한 광학적 비선형성 때문에 광의 세기가 증가함에 따라 흡수율이 감소하는 포화흡수체로 활용될 수 있다. 반도체성 탄소나노튜브를 포화흡수체로 활용하는 많은 연구가 진행됐는데, 그 중 필름형 탄소나노튜브 폴리머 복합체가 가장 대표적인 형태로 쉽게 제작 가능하면서 우수한 성능을 보인다. 하지만 열화에 대한 문제점이 보고됐고 높은 파워에서 장시간 안정적인 운영이 제한됐다. 이를 해결하긴 위한 다양한 방법들이 제시됐지만 정량적인 분석이 이뤄지지는 못했다. 본 학위논문에서는 초음파를 이용해 탄소나노튜브를 개별화 및 부분적으로 기능화하여 폴리머와 균일하게 결합시키는 방법을 제시하고 이를 정량적으로 평가한다. 또한 열화에 강인한 포화흡수체를 기반으로 모드동기 광섬유 레이저를 구현하고, 이광자 여기 형광에 대한 광원으로의 활용에 대해 서술한다.
