센싱을 위한 광마이크로병 공진기
- 전문가 제언
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○ 환경의 미세한 변화를 감지할 수 있는 광학 마이크로공진기는 센서의 기초가 되며 고도로 민감한 물리적, 화학적, 생물학적 센서를 위한 플랫폼을 구성할 수 있다. 마이크로병 공진기(MBR: microbottle resonator)는 일종의 속삭임 갤러리모드(WGM: whispering gallery mode) 광 마이크로공진기로서 실린더 및 구와 다른 공진기 특성을 가지면서 고유한 스펙트럼 특성을 나타낸다.
○ 속삭임 갤러리는 본래 영국 런던에 있는 세인트폴성당의 반구형 돔 아래에 있는 회랑으로서 한 구석에서 작은 목소리의 속삭임도 둥근 돔을 타고 공명되어 반대편에서 선명하게 들리는 현상에서 그 이름이 유래되었다. 이 원인으로는 음파가 둥근벽을 통하여 거듭 반사되어 멀리까지 잘 들리게 된다는 것을 1870년 Rayleigh경이 밝힌바 있다. 지금은 인도의 Gumbaz, 뉴욕의 Grand Central Terminal를 비롯하여 세계 각처에 Whispering Gallery가 다수 건립되어 있다.
○ 매우 높은 Q-값을 갖는 WGM 공진기는 민감한 굴절계, 화학 및 생물학적 센서로 제안되었다. 마이크로병은 끝이 점점 가늘어지는 섬유와 결합하여 깨끗한 스펙트럼을 얻는 장치에 응용되고 있으며 특히 속이 빈 광학유체 마이크로병은 그 속을 흐르는 액체나 가스를 감지하는데 이상적이다. 온도의 변화는 공진기의 변화를 가져온다. 에탄올 충전 마이크로버블에서 최대 0.20nm/K의 감도로 측정된다.
○ 국내에서도 WGM 공진모드를 적용하는 연구가 다양한 분야에서 수행되고 있다. 한진우(대구대) 연구팀은 공진기에서 은 입자의 섭동분석을(새물리64(2)), 권오대(포항공대) 연구팀은 광양자궤적 분석을, 주영상(한국원자력연구소)등은 핵연료봉 액체 누수탐지를 WGM 모드로 검출하는 연구 등을 보고하였으나 본 연구처럼 하나의 공진기로 물리, 화학, 생물현상 등 다양한 측정이 가능한 연구결과는 보고되지 않고 있다. 우리의 기초과학 연구 분야도 더욱더 확대되고 활성화되는 계기가 되기를 기대한다.
- 저자
- Pablo Bianucci
- 자료유형
- 니즈학술정보
- 원문언어
- 영어
- 기업산업분류
- 기초과학
- 연도
- 2016
- 권(호)
- 16()
- 잡지명
- Sensors
- 과학기술
표준분류 - 기초과학
- 페이지
- 00184101~00184110
- 분석자
- 윤*중
- 분석물
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