목차 일부
Part 1. 원자의 빛의 상호작용
원자와 빛의 상호작용 : 반고전적 이론 / 제원호 ... 3
Ⅰ. 서론 ... 3
Ⅱ. 반고전 이론 ... 4
1. 시스템 기술(반고전적 계) ... 4
2. 도플러 효과와 되튕김(recoil) 효과 ... 6
3. 전기 쌍극자 근사 ... 8
...
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Part 1. 원자의 빛의 상호작용
원자와 빛의 상호작용 : 반고전적 이론 / 제원호 ... 3
Ⅰ. 서론 ... 3
Ⅱ. 반고전 이론 ... 4
1. 시스템 기술(반고전적 계) ... 4
2. 도플러 효과와 되튕김(recoil) 효과 ... 6
3. 전기 쌍극자 근사 ... 8
4. 자기 쌍극자 및 전기 사극자 근사 ... 10
5. 비공명(Non-resonant) 원자-전자기파 상호작용 ... 11
6. 공명(Resonant) 원자-전자기파 상호작용 ... 16
7. 불연속 준위와 연속 준위와의 상호작용 : 광이온화 현상 ... 20
Ⅲ. 요약 ... 22
레이저를 이용한 원자기체의 냉각 및 포획 / 노흥렬 ; 고광훈 ... 25
Ⅰ. 서론 ... 25
Ⅱ. 레이저 냉각 ... 26
1. 제만 감속기를 사용한 원자빔의 일차원 냉각 ... 28
2. 제만 감속기의 기본 원리 ... 29
3. 일차원 냉각 장치 ... 31
4. 일차원 냉각 ... 33
Ⅲ. 자기광학적 포획장치 ... 37
1. 레이저 광력 ... 37
2. MOT의 기본 원리 ... 40
3. 포획되는 원자의 개수 ... 45
4. 나트륨 원자의 포획 영역 ... 47
Ⅳ. 속빈 레이저를 이용한 저온의 원자 조작 ... 50
1. 속이 빈 파이버를 이용한 속빈 레이저광 생성 ... 51
2. 원자 가이딩 ... 52
3. 원자 분수에의 응용 ... 58
4. 2개의 속빈 레이저를 이용한 광포획장치 ... 63
Ⅴ. 결론 ... 65
참고문헌 ... 67
원자 결맞음 / 박종대 ... 71
Ⅰ. 서론 ... 71
Ⅱ. 원자의 결맞음의 결과로 나타나는 현상 ... 72
1. 결맞음 밀도 포획(Coherent Population Trapping : CPT) ... 72
2. 밀도 혼합 상태 - <?import namespace ... m ur
3. 전자기 유도 투과(Electromagnetically Induced Transparency) ... 80
4. 전자기 유도 흡수(Electromagnetically Induced Absorption) ... 82
5. 밀도 반전 없는 레이저 발진(Lasing without Inversion) ... 83
6. 원자의 결맞음으로 인한 굴절률의 변화 ... 85
7. 원자의 가간간섭성을 이용한 비선형 광학 ... 87
8. 결맞음 원자 밀도 이송(Coherent Atomic Population Transfer) ... 88
9. 속도 선택 다광자 공진(Velocity Selective Multi-Photon Resonances) ... 93
Ⅲ. 원자 결맞음을 계산하기 위한 도구 ... 100
1. 밀도 행렬 방정식(Density Matrix Equation) ... 100
2. Mathematica 프로그래밍 ... 103
Ⅳ. 결론 ... 114
참고문헌 ... 115
Part 2. 레이저 분광학을 이용한 물성연구
희토류 증기에서의 결맞은 레이저 광전파 / 이종훈 ... 121
Ⅰ. 소개 ... 121
Ⅱ. 이테르븀(Yb) 원자매질에서의 SIT ... 122
1. SIT 실험 장치 ... 123
2. SIT 실험 결과 및 논의 ... 124
Ⅲ. 원자매질에서의 공명 자체접속(on-resonance self-focusing) ... 133
Ⅳ. 결론 ... 137
참고문현 ... 139
희토류 원소의 Doppler-free 고 분해능 분광법 / 박현민 ... 141
Ⅰ. 소개 ... 141
Ⅱ. Doppler-free 분광법의 기본 원리 ... 142
Ⅲ. 희토류 원소의 고분해 분광학을 위한 실험 장치 ... 147
1. 고분해 분광용 광원 ... 147
2. 희토류 원소의 원자화 장치 ... 149
Ⅳ. Doppler-free 분광법을 이용한 희토류 원소의 분광 실험 예 - 사마리움(Sm) 원자의 동위원소 이동값 측정 ... 151
Ⅴ. 결론 ... 155
참고문헌 ... 157
초고속 레이저와 그 응용 / 임용식 ; 백문구 ... 159
Ⅰ. 서론 ... 159
Ⅱ. 이중처핑된 반사경을 이용한 티타늄 사파이어 레이저에서 10펨토초 미만의 펄스발생 ... 161
Ⅲ. 초고속 레이저를 이용한 반도체 결맞는 포논 분광학 ... 174
1. 반도체 시료에서의 결맞는 포논의 특성 ... 174
2. GaAs/AlGaAs 양자우물구조에서 결맞는 종방향 광학적 포논모드의 발생기저 ... 177
3. 에너지 띠보다 낮은 광자에너지의 펨토초 펄스를 이용한 ZnSe 결정에서의 결맞는 광학적 포논진동 ... 186
4. 에너지 띠에서 훨씬 낮은 에너지 광자의 펨토초 펄스를 이용한 GaN 결정에서의 결맞는 광학적 포논진동 ... 189
Ⅳ. 초강력 레이저장에서의 물리현상 ... 198
1. 다광자이온화와 ATI ... 198
2. 안정화(stabilization) 현상 ... 203
3. 고차조화파발생(High-order Harmonic Generation : HHG) ... 208
Ⅴ. 결론 ... 216
참고문헌 ... 218
근접장 현미경 및 분광학 / 제원호 ... 225
Ⅰ. 서론 ... 225
Ⅱ. 근접장 현미경 : 단일 반도체 양자점의 형광 측정 ... 226
1. 실험 ... 227
2. 결과 ... 232
3. 토의 ... 234
Ⅲ. 근접장 레이저 분광학 : 단일 반도체 양자점의 TRPL 에서의 지연효과 관측 ... 236
1. 어두운 엑시톤 효과 ... 236
2. 실험 ... 237
3. 결과 ... 239
4. 토의 ... 241
Ⅳ. 결론 ... 244
참고문헌 ... 245
Part 3. 원자-전자기장 상호작용
단원자/다원자 미소 레이저에서의 공진기 양자전기역학 / 안경원 ... 251
Ⅰ. 서론 - 역사적 배경을 중심으로 ... 251
Ⅱ. 공진기 양자전기역학의 최근 실험 ... 253
1. 자발방출억제/향상 ... 253
2. 강결합조건 아래에서 원자-공진기 체계의 분광학 ... 254
3. 공진기 QED의 응용 - 단원자/다원자 레이저 실험 ... 260
Ⅲ. 정상상태 단원자 레이저 이론 ... 269
1. 다준위 단원자 레이저 이론 ... 269
2. Jaynes-Cummings 사다리 레이저 - 다광자 비공진 현상 ... 272
3. 광자수 상태 레이저 ... 274
Ⅳ. 전망/결론 ... 276
참고문헌 ... 279
양자광학의 응용 : 얽힘상태, 양자암호, 원격이동 / 윤선현 ... 281
Ⅰ. 소개 ... 281
Ⅱ. 얽힘(Entanglement) ... 282
1. 스핀방향이 결정되어 진 후 양쪽으로 진행하는 경우 ... 285
2. 초기에 스핀 방향이 결정되지 않은 경우 ... 286
Ⅲ. 양자 암호와 기술 ... 289
Ⅳ. 양자 원격 이동(Quantum Teleportation) ... 295
Ⅴ. 요약 ... 302
참고문헌 ... 303
Part 4. 신개념 광학 소자 및 레이저
회절 광학 소자 / 고춘수 ... 307
Ⅰ. 서론 ... 307
Ⅱ. 회절 광학 소자의 설계 ... 308
1. 위상 함수 ... 308
2. 위상 함수의 형상화 ... 309
3. 위상 함수의 최적화 ... 311
4. 회절 광학 소자의 굴절 특성 ... 313
Ⅲ. 회절 격자형 광 저대역 통과 필터 ... 314
1. 회절 격자형 공간 주파수 필터의 MTF 특성 ... 315
2. 회절 격자형 공간 주파수 필터의 실장 실험 결과 ... 321
3. 회절 격자형 공간 주파수 필터의 과제와 전망 ... 322
참고문헌 ... 324
미소공진기에서의 비선형 분광학 / 문희종 ... 325
Ⅰ. 서론 ... 325
Ⅱ. Droplet 발생 및 droplet에서의 레이징 ... 327
Ⅲ. Shell 구조의 미소공진기 레이저 ... 333
Ⅳ. 표면감쇠파형 실린더 레이저 ... 342
Ⅴ. 결론 및 전망 ... 346
참고문헌 ... 348
초고품위 미소구 레이저, 미소공진기에서의 양자혼돈 / 안경원 ... 351
Ⅰ. 서론 ... 351
Ⅱ. 초고품위 표면감쇠파이득 미소구 레이저 ... 352
1. 미소구의 제작 ... 352
2. 프리즘과의 결합을 통한 미소구의 품위값 측정 ... 353
3. 표면감쇠파이득결합에 의한 미소구 레이저의 구현 ... 357
4. 미소구 레이저의 초품위값 측정 ... 360
Ⅲ. 미소 공진기에서의 양자혼돈 : 상흔 ... 364
1. 찌그러진 실린더형 공진기에서의 레이저 실험 ... 365
2. 찌그러진 공진기에서의 상흔 모드 레이저 ... 369
Ⅳ. 결론 및 전망 ... 372
참고문헌 ... 374
최신 레이저 기술(Novel lasers) / 고도경 ; 임창환 ... 375
Ⅰ. 서론 ... 375
Ⅱ. 파장가변 레이저 기술 ... 375
1. Ti:sapphire 레이저에서의 자기파종(self-seeding) 기술 ... 375
2. 결합공진기에서의 단일종모드 발진 및 모드선택성 ... 382
3. 고체색소 레이저 기술개발 ... 387
Ⅲ. 비선형 현상을 이용한 파장가변 광원 개발 ... 397
1. 광매개 발진기(Optical parametric oscillator) ... 397
2. 유도 라만 산란을 이용한 파장가변 기술 개발 ... 409
Ⅳ. 준 3준위계 레이저(quasi-3 level lasers) ... 411
1. Yb:YAG 레이저 ... 411
2. Tm:YAG 레이저 ... 424
참고문헌 ... 434
Part 5. 의학물리에의 응용
생체 조직의 광학적 특성과 그 측정법 / 남기봉 ... 443
Ⅰ. 서론 ... 443
Ⅱ. 빛의 전파 모델 ... 444
1. 조직에 의한 빛의 감쇠 ... 444
2. 확산이론 ... 447
Ⅲ. 광 특성 상수의 측정 ... 452
1. 직접 측정법 ... 453
2. 간접 측정법 ... 454
Ⅳ. 생체 조직 구성체의 광학적 특성 ... 456
1. 피부의 광학적 특성 ... 456
2. 물 ... 462
3. 지질(脂質 Lipids) ... 462
4. 헤모글로빈 ... 463
5. 기타 ... 464
Ⅴ. 맺음말 ... 464
참고문헌 ... 466
분광학의 의학에의 응용 / 조창호 ... 469
Ⅰ. 서론 ... 469
Ⅱ. 조직 속의 광의 전파 ... 470
1. 조직 특성 ... 470
2. 조직의 탄성-광 산란특성 ... 471
3. 조직의 광 흡수특성 ... 475
Ⅲ. 분광학을 이용하기 위한 설치 기구 ... 478
1. 광원 ... 478
2. 파장 선택 ... 479
3. 검출기 ... 479
4. 광의 집속과 전달 ... 480
Ⅳ. 호흡의 구성요소 ... 481
1. 헤모그로빈[Wahr et al 1995, Wieben 1997] ... 483
2. 미요그로빈[Cooper 1997] ... 483
3. 사이토크롬 씨 옥시데이즈(Cytochrome c oxidase : Cyt) ... 484
4. 글리코즈와 락테이트[Matcher 1995, Marbach 1993] ... 484
Ⅴ. 신체 구조를 이루는 성분 ... 485
Ⅵ. 맺음말 ... 487
참고문헌 ... 488
Part 1. 원자의 빛의 상호작용
원자와 빛의 상호작용 : 반고전적 이론 / 제원호 ... 3
Ⅰ. 서론 ... 3
Ⅱ. 반고전 이론 ... 4
1. 시스템 기술(반고전적 계) ... 4
2. 도플러 효과와 되튕김(recoil) 효과 ... 6
3. 전기 쌍극자 근사 ... 8
4. 자기 쌍극자 및 전기 사극자 근사 ... 10
5. 비공명(Non-resonant) 원자-전자기파 상호작용 ... 11
6. 공명(Resonant) 원자-전자기파 상호작용 ... 16
7. 불연속 준위와 연속 준위와의 상호작용 : 광이온화 현상 ... 20
Ⅲ. 요약 ... 22
레이저를 이용한 원자기체의 냉각 및 포획 / 노흥렬 ; 고광훈 ... 25
Ⅰ. 서론 ... 25
Ⅱ. 레이저 냉각 ... 26
1. 제만 감속기를 사용한 원자빔의 일차원 냉각 ... 28
2. 제만 감속기의 기본 원리 ... 29
3. 일차원 냉각 장치 ... 31
4. 일차원 냉각 ... 33
Ⅲ. 자기광학적 포획장치 ... 37
1. 레이저 광력 ... 37
2. MOT의 기본 원리 ... 40
3. 포획되는 원자의 개수 ... 45
4. 나트륨 원자의 포획 영역 ... 47
Ⅳ. 속빈 레이저를 이용한 저온의 원자 조작 ... 50
1. 속이 빈 파이버를 이용한 속빈 레이저광 생성 ... 51
2. 원자 가이딩 ... 52
3. 원자 분수에의 응용 ... 58
4. 2개의 속빈 레이저를 이용한 광포획장치 ... 63
Ⅴ. 결론 ... 65
참고문헌 ... 67
원자 결맞음 / 박종대 ... 71
Ⅰ. 서론 ... 71
Ⅱ. 원자의 결맞음의 결과로 나타나는 현상 ... 72
1. 결맞음 밀도 포획(Coherent Population Trapping : CPT) ... 72
2. 밀도 혼합 상태 - <?import namespace ... m ur
3. 전자기 유도 투과(Electromagnetically Induced Transparency) ... 80
4. 전자기 유도 흡수(Electromagnetically Induced Absorption) ... 82
5. 밀도 반전 없는 레이저 발진(Lasing without Inversion) ... 83
6. 원자의 결맞음으로 인한 굴절률의 변화 ... 85
7. 원자의 가간간섭성을 이용한 비선형 광학 ... 87
8. 결맞음 원자 밀도 이송(Coherent Atomic Population Transfer) ... 88
9. 속도 선택 다광자 공진(Velocity Selective Multi-Photon Resonances) ... 93
Ⅲ. 원자 결맞음을 계산하기 위한 도구 ... 100
1. 밀도 행렬 방정식(Density Matrix Equation) ... 100
2. Mathematica 프로그래밍 ... 103
Ⅳ. 결론 ... 114
참고문헌 ... 115
Part 2. 레이저 분광학을 이용한 물성연구
희토류 증기에서의 결맞은 레이저 광전파 / 이종훈 ... 121
Ⅰ. 소개 ... 121
Ⅱ. 이테르븀(Yb) 원자매질에서의 SIT ... 122
1. SIT 실험 장치 ... 123
2. SIT 실험 결과 및 논의 ... 124
Ⅲ. 원자매질에서의 공명 자체접속(on-resonance self-focusing) ... 133
Ⅳ. 결론 ... 137
참고문현 ... 139
희토류 원소의 Doppler-free 고 분해능 분광법 / 박현민 ... 141
Ⅰ. 소개 ... 141
Ⅱ. Doppler-free 분광법의 기본 원리 ... 142
Ⅲ. 희토류 원소의 고분해 분광학을 위한 실험 장치 ... 147
1. 고분해 분광용 광원 ... 147
2. 희토류 원소의 원자화 장치 ... 149
Ⅳ. Doppler-free 분광법을 이용한 희토류 원소의 분광 실험 예 - 사마리움(Sm) 원자의 동위원소 이동값 측정 ... 151
Ⅴ. 결론 ... 155
참고문헌 ... 157
초고속 레이저와 그 응용 / 임용식 ; 백문구 ... 159
Ⅰ. 서론 ... 159
Ⅱ. 이중처핑된 반사경을 이용한 티타늄 사파이어 레이저에서 10펨토초 미만의 펄스발생 ... 161
Ⅲ. 초고속 레이저를 이용한 반도체 결맞는 포논 분광학 ... 174
1. 반도체 시료에서의 결맞는 포논의 특성 ... 174
2. GaAs/AlGaAs 양자우물구조에서 결맞는 종방향 광학적 포논모드의 발생기저 ... 177
3. 에너지 띠보다 낮은 광자에너지의 펨토초 펄스를 이용한 ZnSe 결정에서의 결맞는 광학적 포논진동 ... 186
4. 에너지 띠에서 훨씬 낮은 에너지 광자의 펨토초 펄스를 이용한 GaN 결정에서의 결맞는 광학적 포논진동 ... 189
Ⅳ. 초강력 레이저장에서의 물리현상 ... 198
1. 다광자이온화와 ATI ... 198
2. 안정화(stabilization) 현상 ... 203
3. 고차조화파발생(High-order Harmonic Generation : HHG) ... 208
Ⅴ. 결론 ... 216
참고문헌 ... 218
근접장 현미경 및 분광학 / 제원호 ... 225
Ⅰ. 서론 ... 225
Ⅱ. 근접장 현미경 : 단일 반도체 양자점의 형광 측정 ... 226
1. 실험 ... 227
2. 결과 ... 232
3. 토의 ... 234
Ⅲ. 근접장 레이저 분광학 : 단일 반도체 양자점의 TRPL 에서의 지연효과 관측 ... 236
1. 어두운 엑시톤 효과 ... 236
2. 실험 ... 237
3. 결과 ... 239
4. 토의 ... 241
Ⅳ. 결론 ... 244
참고문헌 ... 245
Part 3. 원자-전자기장 상호작용
단원자/다원자 미소 레이저에서의 공진기 양자전기역학 / 안경원 ... 251
Ⅰ. 서론 - 역사적 배경을 중심으로 ... 251
Ⅱ. 공진기 양자전기역학의 최근 실험 ... 253
1. 자발방출억제/향상 ... 253
2. 강결합조건 아래에서 원자-공진기 체계의 분광학 ... 254
3. 공진기 QED의 응용 - 단원자/다원자 레이저 실험 ... 260
Ⅲ. 정상상태 단원자 레이저 이론 ... 269
1. 다준위 단원자 레이저 이론 ... 269
2. Jaynes-Cummings 사다리 레이저 - 다광자 비공진 현상 ... 272
3. 광자수 상태 레이저 ... 274
Ⅳ. 전망/결론 ... 276
참고문헌 ... 279
양자광학의 응용 : 얽힘상태, 양자암호, 원격이동 / 윤선현 ... 281
Ⅰ. 소개 ... 281
Ⅱ. 얽힘(Entanglement) ... 282
1. 스핀방향이 결정되어 진 후 양쪽으로 진행하는 경우 ... 285
2. 초기에 스핀 방향이 결정되지 않은 경우 ... 286
Ⅲ. 양자 암호와 기술 ... 289
Ⅳ. 양자 원격 이동(Quantum Teleportation) ... 295
Ⅴ. 요약 ... 302
참고문헌 ... 303
Part 4. 신개념 광학 소자 및 레이저
회절 광학 소자 / 고춘수 ... 307
Ⅰ. 서론 ... 307
Ⅱ. 회절 광학 소자의 설계 ... 308
1. 위상 함수 ... 308
2. 위상 함수의 형상화 ... 309
3. 위상 함수의 최적화 ... 311
4. 회절 광학 소자의 굴절 특성 ... 313
Ⅲ. 회절 격자형 광 저대역 통과 필터 ... 314
1. 회절 격자형 공간 주파수 필터의 MTF 특성 ... 315
2. 회절 격자형 공간 주파수 필터의 실장 실험 결과 ... 321
3. 회절 격자형 공간 주파수 필터의 과제와 전망 ... 322
참고문헌 ... 324
미소공진기에서의 비선형 분광학 / 문희종 ... 325
Ⅰ. 서론 ... 325
Ⅱ. Droplet 발생 및 droplet에서의 레이징 ... 327
Ⅲ. Shell 구조의 미소공진기 레이저 ... 333
Ⅳ. 표면감쇠파형 실린더 레이저 ... 342
Ⅴ. 결론 및 전망 ... 346
참고문헌 ... 348
초고품위 미소구 레이저, 미소공진기에서의 양자혼돈 / 안경원 ... 351
Ⅰ. 서론 ... 351
Ⅱ. 초고품위 표면감쇠파이득 미소구 레이저 ... 352
1. 미소구의 제작 ... 352
2. 프리즘과의 결합을 통한 미소구의 품위값 측정 ... 353
3. 표면감쇠파이득결합에 의한 미소구 레이저의 구현 ... 357
4. 미소구 레이저의 초품위값 측정 ... 360
Ⅲ. 미소 공진기에서의 양자혼돈 : 상흔 ... 364
1. 찌그러진 실린더형 공진기에서의 레이저 실험 ... 365
2. 찌그러진 공진기에서의 상흔 모드 레이저 ... 369
Ⅳ. 결론 및 전망 ... 372
참고문헌 ... 374
최신 레이저 기술(Novel lasers) / 고도경 ; 임창환 ... 375
Ⅰ. 서론 ... 375
Ⅱ. 파장가변 레이저 기술 ... 375
1. Ti:sapphire 레이저에서의 자기파종(self-seeding) 기술 ... 375
2. 결합공진기에서의 단일종모드 발진 및 모드선택성 ... 382
3. 고체색소 레이저 기술개발 ... 387
Ⅲ. 비선형 현상을 이용한 파장가변 광원 개발 ... 397
1. 광매개 발진기(Optical parametric oscillator) ... 397
2. 유도 라만 산란을 이용한 파장가변 기술 개발 ... 409
Ⅳ. 준 3준위계 레이저(quasi-3 level lasers) ... 411
1. Yb:YAG 레이저 ... 411
2. Tm:YAG 레이저 ... 424
참고문헌 ... 434
Part 5. 의학물리에의 응용
생체 조직의 광학적 특성과 그 측정법 / 남기봉 ... 443
Ⅰ. 서론 ... 443
Ⅱ. 빛의 전파 모델 ... 444
1. 조직에 의한 빛의 감쇠 ... 444
2. 확산이론 ... 447
Ⅲ. 광 특성 상수의 측정 ... 452
1. 직접 측정법 ... 453
2. 간접 측정법 ... 454
Ⅳ. 생체 조직 구성체의 광학적 특성 ... 456
1. 피부의 광학적 특성 ... 456
2. 물 ... 462
3. 지질(脂質 Lipids) ... 462
4. 헤모글로빈 ... 463
5. 기타 ... 464
Ⅴ. 맺음말 ... 464
참고문헌 ... 466
분광학의 의학에의 응용 / 조창호 ... 469
Ⅰ. 서론 ... 469
Ⅱ. 조직 속의 광의 전파 ... 470
1. 조직 특성 ... 470
2. 조직의 탄성-광 산란특성 ... 471
3. 조직의 광 흡수특성 ... 475
Ⅲ. 분광학을 이용하기 위한 설치 기구 ... 478
1. 광원 ... 478
2. 파장 선택 ... 479
3. 검출기 ... 479
4. 광의 집속과 전달 ... 480
Ⅳ. 호흡의 구성요소 ... 481
1. 헤모그로빈[Wahr et al 1995, Wieben 1997] ... 483
2. 미요그로빈[Cooper 1997] ... 483
3. 사이토크롬 씨 옥시데이즈(Cytochrome c oxidase : Cyt) ... 484
4. 글리코즈와 락테이트[Matcher 1995, Marbach 1993] ... 484
Ⅴ. 신체 구조를 이루는 성분 ... 485
Ⅵ. 맺음말 ... 487
참고문헌 ... 488
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