분산 보정 용도를 위한 Highly-Dispersive Ultrafast Mirror

안녕하십니까, 에드몬드 옵틱스에서 극초단 광학을 맡고 있는 레이저 옵틱스 프로덕트 라인 매니저, Tony Karam입니다. 에드몬드 옵틱스의 TECHSPEC® Ultrafast Highly-Dispersive Mirrors는 전체적으로 처핑 처리된 멀티레이어 코팅이 결합된 다수의 견고한 공진기(cavity)를 가지고 있어 극초단 레이저 용도에서 고성능 펄스 압축과 분산 보정을 가능하게 합니다. Ultrafast Highly-Dispersive Mirror는 피코, 펨코, 아토초 단위의 펄스 지속 시간을 가지고 있는 레이저와 사용하도록 설계된 특수한 유형의 미러입니다. 이러한 유형의 레이저는 극초단 레이저로도 알려져 있습니다. 극초단 레이저는 극미세 단위의 펄스 지속을 가지고 있기 때문에 나노초 레이저와 같이 이전에 사용되었던 기술보다 더욱 정밀하고 섬세하게 조직 및 기타 물질을 제거할 수 있습니다. 이에 따라 극초단 레이저는 감염의 위험을 줄이고 회복 시간을 단축할 수 있어 시력 교정술과 같은 수술 절차를 보다 안전하게 집도해야 하는 의료 응용 분야에 사용됩니다. 또한 극초단 레이저는 기타 유형의 레이저보다 정밀도와 효율성이 높기 때문에 첨단 소재 가공 및 미세한 특징을 마이크로머시닝하는 데도 사용됩니다. 이처럼 바이오메디컬 및 소재 가공 산업 외에도, Ultrafast Highly-Dispersive Mirror는 의료 기기의 3D 프린팅, 비선형 이미징, 분광학 등 매우 다양한 응용 분야에서 사용됩니다. 극초단파 펄스의 넓은 에너지 대역폭은 불확정성 원리에 기인합니다. 이는 시간 에너지의 정밀도가 푸리에 변환(Fourier transform)에 의해 제한되는 광자 고유의 파동 특성으로부터 비롯되며, 광자가 다른 물질로 이동할 때 극초단 펄스의 시간적 분산을 초래합니다. 따라서 극초단 레이저로 작업할 경우에는 일반적으로 펄스 압축과 분산 보정이 필요합니다. 다행히도 Ultrafast Highly-Dispersive Mirror는 음의 GDD(group delay dispersion) 값이 크고 넓은 대역폭에 걸쳐 손실이 낮은 미러 코팅을 가지고 있어 이와 같은 분산을 보정할 수 있습니다. 값이 큰 GDD는 chirped mirror와 Gires-Tournois Interferometer mirror로 알려진 두 가지 단순 미러 코팅 기술을 결합하여 효과를 최적화함으로써 달성됩니다. 기존의 chirped mirror는 침투 깊이에 따른 파장과의 의존 관계를 사용해 음의 GDD 값을 달성합니다. 다만 이 기술은 페브리-페로 공진기(Fabry-Perot resonator)와 유사한 파장 의존형 GDD 진동을 유발할 뿐만 아니라 제한된 음의 GDD만을 달성할 수 있습니다. Gires-Tournois Interferometer mirror는 공진 공동 구조를 바탕으로 각도 의존형 음의 GDD를 달성합니다. 그럼에도 이와 같은 기술은 매우 좁은 대역폭에만 적용할 수 있으며 3차 및 고차수 분산을 유도합니다. 이 두 가지 기술을 최적화하면 멀티레이어 코팅의 두께를 증가시키지 않고도 기존의 chirp mirror나 GTI mirror보다 낮은 손실로 더 넓은 대역폭에서 GDD의 값이 훨씬 큰 코팅을 만들어 낼 수 있습니다. Ultrafast Highly-Dispersive mirror에 관한 기타 자세한 정보 및 관련 어플리케이션은 www.edmundoptics.co.kr/highly-dispersive-mirrors/ 참조하시기 바랍니다.