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펨토초 레이저의 주파수 모드를 이용한 게이지 블록의 정밀 길이 측정 = Precision length metrology of gauge blocks using the optical comb of a femtosecond pulse laser
서명 / 저자 펨토초 레이저의 주파수 모드를 이용한 게이지 블록의 정밀 길이 측정 = Precision length metrology of gauge blocks using the optical comb of a femtosecond pulse laser / 진종한.
발행사항 [대전 : 한국과학기술원, 2006].
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8017618

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초록정보

We report an exploitation of the optical comb of a femtosecond pulse laser as the wavelength ruler for the task of absolute length calibration of gauge blocks. To that end, the optical comb was stabilized to an Rb clock and an optical frequency synthesizer was constructed by tuning an external single-frequency laser to the optical comb. The absolute height of gauge blocks was measured by means of multi-wavelength interferometry using multiple beams of different wavelengths consecutively provided by the optical frequency synthesizer. The wavelength uncertainty was measured $1.9\times10^{-10}$ that leads to an overall calibration uncertainty of 17 nm (k=1) in determining the absolute length of gauge blocks.

게이지 블록의 절대 길이 교정에 있어서 안정화된 펨토초 레이저의 광 빗을 파장 단위의 표준 자로써 사용하였다. 펨토초 레이저의 광 빗은 두 개의 독립적인 요소인 주파수간 간격(repetition rate)과 옵셋 주파수(offset frequency)로 정의된다. 여기서 광 빗의 두 독립적인 요소는 주파수 표준 중의 하나인 루비듐(rubidium, Rb) 원자 시계를 통해 안정화되었고, 안정화된 광 빗에 파장 가변 단일 주파수 발진 레이저인 외부 공진기 레이저 다이오드(external cavity laser diode, ECLD)를 통합해 광 주파수 합성기를 구현하였다. 광 주파수 합성기에 의해 구현되는 서로 다른 파장들을 이용하여 다파장 간섭계의 원리를 적용하여 게이지 블록의 절대 길이 교정을 수행하였다. 측정에 사용한 광원은 777 nm, 778 nm, 780 nm, 781 nm로 모두 네 개의 파장이며, 간섭 무늬로부터 푸리에 변환(Fourier transform) 방법을 사용하여 소수부를 얻어 내었다. 공기 중에서의 온도, 습도, 압력, 이산화탄소 농도 등의 여러 환경 변수들을 동시에 측정하여 에들린 식(Edlen equation)을 통해 공기 굴절률을 계산하였으며, 합치법(exact fraction method)을 통해 게이지 블록의 절대 길이를 얻었다. 광 주파수 합성기에 의해 얻어지는 파장 불확도는 $1.9\times10^{-10}$ 이고, 25 mm 게이지 블록을 측정했을 경우 절대 길이 교정 길이는 25.999980 mm 이고, 전체 합성 표준 불확도는 17 nm (k=1)이다."

서지기타정보

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청구기호 {DME 06050
형태사항 vi, 67 p. : 삽도 ; 26 cm
언어 한국어
일반주기 저자명의 영문표기 : Jong-Han Jin
지도교수의 한글표기 : 김승우
지도교수의 영문표기 : Seung-Woo Kim
학위논문 학위논문(박사) - 한국과학기술원 : 기계공학전공,
서지주기 참고문헌 : p. 59-62
주제 정밀 길이 측정
광 주파수 합성기
펨토초 펄스 레이저
Precision length metrology
optical frequency synthesizer
femtosecond pulse laser
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