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고속광통신에서 광섬유 비선형문제의 극복

전문가 제언: ○ 1960년 레이저가 개발된 후 비선형광학현상에 대한 연구가 활발히 진행되고 있는데, 비선형광학은 비선형광학특성을 이용한 광 소자재료 개발이나 광 스위치와 같은 광 정보처리 기술에 널리 이용되고 있다.

○ 물질에 외부장(external field)이 가해지면 분극(polarization)이 유도되는데 이때 외부장과 분극사이에 가해진 장의 세기가 약하면 선형함수로 되지만 강할 때에는 물질의 분극은 선형함수만으로 표현될 수 없고 외부 장에 대한 멱급수(polynomial series)로 표현되어져야한다.

○ 현재 실용화된 2차비선형소자는 대부분 무기결정인데 무기결정의 단점은 결정을 얻기가 어렵고 레이저문턱손상(laser threshold damage)값이 유기결정에 비해 낮고 유전상수가 높아서 감응시간(response time)이 매우 늦다는 것이다.

○ 3차 비선형광학성질은 2차에서는 비선형광학성질을 갖기 위해 필요한 비대칭중심이 필요 없어 2차에서 큰 문제로 지적되는 이완문제가 없기 때문에 많은 연구가 진행되고 있으나, 고차 항으로 갈수록 그 크기가 감소하기 때문에 현재까지는 2차에 비해 그렇게 활발하게 진행되고 있지 않고, 이에 대한 이론 정립도 아직 미진한 상태이다.

○ 본문에서 설명한 바와 같이 광섬유 중의 비선형효과를 억제하기 위한 다양한 기술개발이 현재 많이 진행되고 있다. 이러한 다양한 기술이 효과적으로 활용되기 위해서는, 기술 포토폴리오를 명확하게 하는 것도 앞으로 기술개발 진행에 매우 중요하다. 이러한 것을 바탕으로 비선형효과와 그 억제기술을 더욱 연구하여 향후 광 전송시스템의 실용화에 크게 기여하기를 바라는 바이다.

저자: Katsuhiro SHIMIZU ; Takashi MIZUOCHI ; Kazuyuki ISHIDA ; Kuniaki MOTOSHIMA
자료유형: 학술정보