Ultrafast Third-Order Optical Nonlinearity of Indigo Carmine Excited by Pico-second Pulsed Laser at 405 nm

초록

본 논문에서는 인디고 카민 염료의 초고속 3차 비선형 광학적 성질에 대한 연구를 다루기 위해 특히 선형 흡수가 약하게 일어나는 405 nm 파장대에서 100 피코초 레이저를 이용하여 Z-scan 테크닉을 수행하였다. 인디고 카민은 자가비포집의 특성을 보였으며 이는 음의 부호를 갖는 비선형 굴절 현상에 기인한다. 또한 인디고 카민은 405 nm 파장대에서 역 포화 흡수 형태의 비선형 흡수현상을 보였으며, 마치 3차 비선형 흡수현상인 이중 광자 흡수현상과 비슷한 특성을 보였다. 405 nm 파장대에서의 비선형 흡수/굴절 계수는 선형 흡수가 잘 일어나는 633 nm 파장대에서 보다 그 크기가 작은 것으로 보이지만, 비선형 무기 반도체의 비선형 흡수/굴절 계수들보다는 훨씬 큰 결과를 얻었다. 본 논문에서는 405 nm 파장대에서의 초고속 3차 비선형성에 대한 실험결과들을 633 nm 파장대에서의 기존 결과와 비교하여 논의할 것이다. 405 nm 파장대에서는 광 파워 제한기능을 보유하는 물질을 일반적으로 찾기 힘들지만, 인디고 카민의 경우에는 405 nm 파장대에서 선형 흡수에 의한 빛 에너지 감쇄없이 광 파워 제한자로서 기능을 수행할 수 있는 잠재성이 있음을 본 논문에서 확인할 수 있었다.

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