FiO 2017 후지이 슌

[JTu3A.14] 정상분산을 갖는 마이크로 공진기에서의 암흑 솔리톤과 노이달 파동
광카컴 이론에 강한 C. Menyuk 그룹의 포스터 발표. Cnoidal wave(크노이달파)는 생소한 단어이지만, 파동방정식의 주기해를 의미하는 것으로 보이며 Turing pattern (roll)과 기본적으로 같은 것으로 생각해도 좋을 것 같다. 자신의 포스터 발표에서 논의한 학생의 발표인데, 주로 정상분산 영역에서의 LLE의 주기해를 해석적으로 검토했다는 내용이었다. 비정상 분산 영역에서 검토한 논문이 JOSAB에서 publish되어 있고, 이와 관련된 연구였는데, 그 내용은 상당히 난해한 내용이었다. 결론적으로는 비정상 분산에서는 주기해가 쉽게 발견되는 반면, 정상 분산에서는 다크 솔리톤에 비해 주기해에 도달하는 것이 어렵다는 것이었다. 정성적으로 잘 알려진 현상이지만, 이러한 사항을 수학적으로 증명해 나가는 것은 가치가 있을 것이다. 타나베 연구소에서 하는 광카컴의 계산은 수학적 해석해를 구하는 것이 아니라 어디까지나 수치적으로 풀어나가는 것으로 접근 방식이 크게 다르다. 이런 종류의 이론 연구는 우리에게는 상당히 어렵게 느껴지기 때문에, 반대로 우리 연구에 대해 상대가 관심을 가져준 것은 의외였다.

[FTu4B.5] 22% 변환 효율로 효율적인 가시광선 주파수 마이크로콤 생성
알루미늄 나이트 라이드 공진기에서는 2차 비선형 광학 효과(포켈스 효과)와 3차 비선형 광학 효과(카 효과)가 모두 존재하기 때문에 1550 nm 대역에서 펌핑할 때 1550 nm와 780 nm 모두에서 광 카컴이 발생한다. 본 연구에서는 펌프 모드와 SH 모드가 비선형 과정을 통해 결합할 때 체렌코프와 같은 방사(분산파)가 발생한다는 점에 착안하여, 펌프광에서 가시광으로의 변환 효율 22%를 달성하였다. 고조파를 이용하여 가시광컴 발생을 목표로 한 연구는 여러 가지가 있지만, 모두 저효율이라는 문제점을 가지고 있었기 때문에 펌프 모드와 SH 모드의 파라메트릭 결합을 이용하여 고효율을 실현한 점이 흥미롭다. 현재는 낮은 Q값에 더해 임계치 파워가 높기 때문에 CW 레이저를 EO 변조한 10ns 스퀘어 펄스(증폭 후의 피크 파워 10W)로 여기하고 있다. 공진기 수명의 1ns보다 충분히 긴 펄스를 사용함으로써 유사 CW(quasi-CW) 펌프 상태이기 때문에 충분히 카컴의 발생이 가능하다고 한다. 그러나 결과적으로 펄스 여기라는 점과 재료의 열적 특성으로 인해 저코히어런스의 커컴이 발생하게 되는 것이 문제라고 했다. 시뮬레이션에서는 CW 펌프에 의한 솔리톤을 달성할 수 있어, 그 때 가시광대역의 코히어런스가 어떻게 될지 궁금하다.