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UV 레이저 조사에 의한 Ag 함유 광섬유의 광흡수 변화 원문보기

한국광학회 2006년도 하계학술발표회 논문집, 2006 July 01, 2006년, pp.507 - 508  

부성재 (한국생산기술연구원(KITECH) 광주연구센터) ,  김복현 (광주과학기술원(GIST) 정보통신공학과) ,  정채환 (한국생산기술연구원(KITECH) 광주연구센터) ,  한원택 (광주과학기술원(GIST) 정보통신공학과)

초록
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Sol-gel 및 MCVD 공정을 사용하여 Ag 가 함유된 광섬유를 제조하였다. KrF 엑시머 레이저에서 출력된 248 nm 의 UV 빔을 광섬유에 조사한 경우 450 nm 를 중심으로 광흡수가 6 dB/cm 로 급격히 증가하는 것을 확인할 수 있었으며, 이는 UV 레이저 조사에 의한 Ag 나노입자 형성에 따른 것으로 추측된다.

AI 본문요약
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제안 방법

  • 본 연구에서는 졸겔법을 이용하여 Ag이온이 함유된 용액을 제조하고 용액첨가법(Solution Doping Method) 및 MCVD(Modified Chemical Vapor Deposition)공정을 이용하여 광섬유를 제조하였다. Ag 나노입자 형성을 위하여 제조된 광섬유에 KrF 엑시머 레이저를 조사하고 광흡수 스펙트럼의 변화를 측정하였다.
  • Ag이온이 첨가된 졸겔용액 및 MCVD 공정을 사용하여 Ag+가 함유된 광섬유를 제조하였고, 248 nm 엑시머 펄스레이저를 조사하여 Ag 나노입자를 형성하였다. 제조된 광섬유는 450 nm 부근에서 광흡수 특성을 보였고, 형성된 Ag 나노입자의 평균반지름은 약 1.
  • 광섬유 코팅을 벗긴 후 248 nm 펄스형 KrF 엑시머 레이저 (Lambda Physik, COMPex 120)로 5 min 동안 조사하였다 (에너지밀도 150 mJ/cm2, 조사빈도 10 Hz, 조사된 광섬유 길이 4cm). UV 레이저 조사에 의한 Ag 함유 광섬유 특성으로서 광흡수 스펙트럼의 변화를 측정하였다.
  • 제조된 광섬유모재를 2050℃의 온도에서 광섬유로 인출하고 Optical Spectrum Analyzer (ANDO, AQ-6315B) 를 사용하여 광흡수 스펙트럼을 측정하였다. 광섬유 코팅을 벗긴 후 248 nm 펄스형 KrF 엑시머 레이저 (Lambda Physik, COMPex 120)로 5 min 동안 조사하였다 (에너지밀도 150 mJ/cm2, 조사빈도 10 Hz, 조사된 광섬유 길이 4cm). UV 레이저 조사에 의한 Ag 함유 광섬유 특성으로서 광흡수 스펙트럼의 변화를 측정하였다.
  • 6 mm의 광섬유모재를 제조하였다. 제조된 광섬유모재를 2050℃의 온도에서 광섬유로 인출하고 Optical Spectrum Analyzer (ANDO, AQ-6315B) 를 사용하여 광흡수 스펙트럼을 측정하였다. 광섬유 코팅을 벗긴 후 248 nm 펄스형 KrF 엑시머 레이저 (Lambda Physik, COMPex 120)로 5 min 동안 조사하였다 (에너지밀도 150 mJ/cm2, 조사빈도 10 Hz, 조사된 광섬유 길이 4cm).

대상 데이터

  • 다음 150℃에서 300℃로 서서히 승온시키며 실리카 망목형성 및 건조를 유도하였다. 1100 ~ 2300℃의 온도에서 소결공정 및 압축공정을 거쳐 직경 15.6 mm의 광섬유모재를 제조하였다. 제조된 광섬유모재를 2050℃의 온도에서 광섬유로 인출하고 Optical Spectrum Analyzer (ANDO, AQ-6315B) 를 사용하여 광흡수 스펙트럼을 측정하였다.
  • 2이며, 이 졸겔용액을 상온(~25℃)에서 2일 동안 보관 후 80℃에서 30분간 숙성(aging)시켰다. 광섬유모재는 MCVD공정을 이용하였고 제조하였는데, 먼저 고순도 석영유리 튜브(diameter, 19x25 mm) 내부에 SiCl4 및 GeCl4를사용하여 1650℃에서 미세유리입자(soot)를 증착시켰다. 이어서 1350℃에서 soot를 부분소결시킨 후 졸겔용액에 1 시간동안 침적시켜 Ag가 함유된 졸겔용액이 soot 내부로 침투되도록 하였다.

이론/모형

  • 졸겔(sol-gel)공정은 저온에서 균질한 유리형성이 가능하다는 장점으로 인해 특수광섬유 제작을 위한 이온 첨가에 용이하다. 본 연구에서는 졸겔법을 이용하여 Ag이온이 함유된 용액을 제조하고 용액첨가법(Solution Doping Method) 및 MCVD(Modified Chemical Vapor Deposition)공정을 이용하여 광섬유를 제조하였다. Ag 나노입자 형성을 위하여 제조된 광섬유에 KrF 엑시머 레이저를 조사하고 광흡수 스펙트럼의 변화를 측정하였다.
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