In this study, properties of laser parameters to realize various pulsed laser using graphene saturable absorber has been investigated. The graphene saturable absorber was transferred onto side polished fiber to make interaction between graphene and light propagating in the fiber. Using this device, theoretical and experimental investigation of mode-locking, Q-switching, Q-switched mode-locking was conducted.
First, high repetition rate laser has been investigated using mode-locking method. The parameters, that should be considered to get mode-locked laser operation when cavity length is shortened, has been studied, comparing with typical erbium doped fiber ring laser having length of few meters. We expect that this study provides guideline of parameters for shortening cavity length to make high repetition rate mode-locked lasers.
Second, mode-locking, Q-switching, Q-switched mode-locking was manipulated in a laser cavity by tuning the modulation depth of graphene saturable absorber optically. Increasing the modulation depth, laser operated in from mode-locking through Q-switched mode-locking to Q-switching. By simulating laser dynamics, it was checked that experimental results are consistent with theoretical expectation.
그래핀 포화흡수체를 이용하여 펄스 레이저를 구현하기 위한 레이저 변수들의 특성에 대해 연구하였다. 그래핀 포화흡수체는 측면 연마된 광섬유에 도포하여 광섬유 내부를 진행하는 빛의 소멸파와 상호작용하도록 하였으며, 이를 이용해 모드 잠금 방식을 포함하여, 큐 스위칭, 큐 스위치드 모드 잠금을 구현하기위한 이론적 배경 연구과 실험적 검증을 진행하였다.
그중 첫째로, 모드 잠금 방식을 이용한 고반복률 레이저에 관한 연구를 진행하였다. 수 미터 이상의 공진기 길이를 가지는 일반적인 광섬유 레이저와 비교하여, 고반복률 레이저를 구현하기 위해 필요한 변수들의 최적화 과정에 대해서 연구하였다. 이 연구는 공진기길이를 줄여 고반복률 모드 잠금 레이저를 제작하는데 필요한 변수들의 지표를 제공할 수 있을 것이라 기대한다.
둘째로, 그래핀 포화흡수체의 변조깊이를 광학적으로 조절하여, 모드 잠금, 큐 스위칭, 큐 스위치드 모드 잠금 레이저를 하나의 공진기 안에서 전환이 가능하도록 하였다. 포화흡수체의 변조깊이가 가장 낮을 때부터 높아짐에 따라 순서대로, 모드잠금, 큐 스위치드 모드잠금, 큐 스위칭레이저가 발진하는 것을 확인하였고, 컴퓨터를 이용한 전산모사를 통해, 이론적으로 부합하는 결과임을 확인하였다.
