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레이저 통과효율이 80%에 달하는 플라즈마 렌즈 시공간 필터 개발
  • 등록일2020.04.24
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중국과학원 상하이광학정밀기계연구소 고출력레이저물리연합실험실 주젠창(朱健強) 연구팀은 이스라엘 예루살렘히브리대학 연구팀과 공동으로 반복 주파수 조건에서 사용 가능한 시공간 플라즈마 광학장치-"플라즈마 렌즈 시공간 필터(STPLF)"를 개발하였다. 해당 성과는 "Optics Letters"에 게재되었다.
고출력 초단펄스 레이저는 극한적 조건의 물질 연구, 미시적 시스템의 과도현상 탐측에 있어 중요한 도구이다. 초단펄스 레이저의 펄스 지속시간은 피코초/펨토초급으로 매우 짧다. 신호대잡음비는 초단펄스 레이저의 주요 특성이다. 신호대잡음비가 좋지 않은 펄스는 비교적 강한 리딩에지 잡음(leading edge noise)을 보유하기에 타깃 위에서 프리플라즈마(Pre-plasma)를 발생할 수 있고 또한 레이저와 물질의 상호작용 과정을 파괴하므로 초단펄스 신호대잡음비 향상은 매우 중요하다.
연구팀은 플라즈마 광학과 공간 필터를 결합시켜 반복 주파수 조건에서 사용가능한 시공간 플라즈마 광학장치 STPLF를 개발하였다. STPLF는 초단펄스의 시간적 신호대잡음비를 증강시키는 동시에 레이저빔 근접장 품질을 최적화함으로써 공간적 신호대잡음비를 높인다.
1Hz 반복 주파수 단펄스(short pulse) 레이저 조건에서 STPLF의 레이저 통과효율은 80%에 달했을 뿐만 아니라 프리펄스(prepulse) 및 잡음플로어(noise floor)는 사라졌고 메인펄스 라이징 에지(rising edge)는 더 가파로워졌으며 신호대잡음비는 2개 수량급 높아졌고 빔의 근접장 품질도 향상되었다.
STPLF은 레이저 통과효율이 높고 성능 향상 효과 및 내구성이 좋은 등 장점을 보유한다. 해당 기술은 반복 주파수 초단펄스 레이저 시공간적 신호대잡음비를 높이는 새로운 방안이다. 높은 시공간적 신호대잡음비를 보유한 반복 주파수 초단펄스 레이저는 관련 분야 첨단과학 및 응용연구 발전을 촉진시킬 전망이다.

정보출처 : http://digitalpaper.stdaily.com/http_www.kjrb.com/kjrb/html/2020-04/23/content_443728.htm?div=-1