나노기술 및 정책 정보

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­ 마이크로 나노 광자학은 주로 마이크로 나노 스케일의 광학과 물질과의 상호 역할 법칙 및 빛의 발생, 전송, 조절 제어, 측정, 감지 등 분야에서의 응용을 연구하는 학과에 속한다. 마이크로 나노 광자학 서브 파장(Subwavelength) 장치는 광자 집적도를 효과적으로 향상시킬 수 있어 전자 칩과 같은 광자부품을 사이즈가 매우 작은 단일 광학 칩에 집적시킬 수 있도록 한다. 새로운 마이크로 나노 광자학 영역에 속하는 나노 표면 플라즈마학은 주로 금속 나노 구조에서 빛과 물질 간의 상호 역할을 연구한다. 나노 표면 플라즈마는 사이즈가 작고 속도가 빠르며 회절 한계를 극복할 수 있어 전자학과 광자학을 나노 스케일에서 완벽하게 결합시킬 수 있는 차세대 혁신적인 광전자기술 발전을 위해 플랫폼을 제공하게 될 것으로 전망된다.

­ 금속-매체-금속F-P 캐비티(Cavity)는 기본적인 나노 플라즈마 도파(Waveguide)구조로서 로컬필드(Local field) 강화와 공진 필터의 특성을 보유하고 있어 나노필터, 파장 분할 다중화 장치(WDM), 광 스위치, 레이저 등 마이크로 나노 광 부품을 개발하는 기반으로 된다. 하지만 나노 플라즈마 구조 중, 금속 캐비티의 고유 손실과 에너지 반사로 인해 F-P 캐비티는 파장 분할 다중화 장치 응용에서 투과 효율이 낮은 관계로 인해 실제 응용과는 거리가 있는 상황이다.

­ 이런 문제점을 해결하기 위해 중국 산시성(陝西省) 시안시(西安市)에 위치하여 있는 ‘중국과학원(中国科学院)’ 산하 ‘시안 광학 정밀기계 연구소(西安光学精密机械研究所)’의 ‘순간 광학 및 광자 기술(transient optics and photonics) 국가 중점 실험실’ 류쉐밍(劉雪明), 루화(陸華), 궁융캉(宮永康) 연구원 연구팀은 관련 연구를 추진하여 최근 새로운 연구개발 성과를 달성하여 이슈가 되고 있다.

­ 연구팀은 지금까지의 연구결과를 정리하여 Optics Express, Optics Letters, J. Opt. Soc. Am. B, Applied Physics B 등 학술지에 약 10편의 과학연구 논문을 발표하였다. 최근 연구팀은 표면 플라즈마 F-P 캐비티 파장 분할 다중화 장치의 투과 효율을 향상시키는 '더블 캐비티 역방향 간섭 상(相) 제거 방법'을 개발하였다. 동 '방법'은 캐비티의 에너지 반사를 효과적으로 극복할 수 있어 입사광이 완전히 채널 쪽으로 투과 가능하도록 하여 투과 효율을 극대화시켰다.

­ '더블 캐비티 역방향 간섭 상 제거 방법'은 소음광의 피드백에 대해서도 효과적으로 억제하는 효과를 보고 있다. 연구팀은 '결합 모드 방법'을 응용하여 '더블 캐비티 역방향 간섭 상 제거 방법'의 타당성을 입증하였다. 파장 분할 다중화 장치는 현재 보도된 F-P 단일 캐비티 공진필터 기반의 파장 분할 다중화 장치의 투과효율을 50% 이상 향상시킨 것으로 나타났다.

­ 관련 연구개발 성과를 정리한 과학연구 논문은 2011년 6월 20일 Optics Express에 공식 발표되었다. 논문 테마는 Enhancement of transmission efficiency of nanoplasmonic wavelength demultiplexer based on channel drop filters and reflection nanocavities이다.

­ 동 논문은 '미국 광학학회(Optical Society of America, OSA)'의 주목을 받았으며 6월 27일에 'Image of the week'에 선정되었다고 한다.

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'더블 캐비티 역방향 간섭 상(相) 파장 분할 다중화 장치(WDM)'

출처 : http://www.cas.cn/ky/kyjz/201107/t20110701_3299304.shtml