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실리콘(Si) 세선 도파로를 이용한 초고속광 스위치와 Si 기판 상에 화합물 반도체 발광재료 형성

전문가 제언: ○ 오늘날의 초고속 대용량화 정보통신시대는 나날이 정보량이 증가하여 광자에 의한 전광시대(全光時代)로 진입하고 있다. 이러한 전광시대의 집적 광회로에 들어가기 위해서는 광원이나 레이저 또는 증폭기 등의 핵심 광 부품이 평판 광소자로 되어야 하고, 광 도파로화가 필수적이다.

○ 실리콘 산화막(SiO2) 위에 생성된 SOI는 적외선 영역에서 자연적으로 광 도파로를 형성한다. 기존의 실리콘 제조기술을 통해 고품질의 단일모드 광 도파로를 용이하게 생성할 수 있으며, 실리콘의 전자적 성능을 이용하여 전자적 광 스위치와 변조기 등을 용이하게 제작할 수 있다.

○ 광 도파로의 도파손실을 측정하기 위한 종래의 방법으로는 재현가능한 도파손실 측정과 미세 도파로 측정이 곤란하였다. 그래서 광 도파로를 가열하여 굴절률을 변화시키면서 출력되는 광의 세기로 광 도파로의 손실계수를 측정하고, 광 도파로에서 출력되는 광을 촬영하여 광의 모드 패턴을 측정함으로써 기존 방법의 단점을 보완하였다.

○ 최근 들어 실리콘(Si)을 비롯하여 다양한 재료와 구조를 이용한 초고속광 스위치 소자들이 발표되고 있다. 예를 들어 싱가포르 난양공대의 연구진은 실리콘 나노 구조를 이용하는 광 스위치 소자를 발표한 바 있다. 또 네덜란드 원자분자물리연구소의 연구 그룹은 실리콘 포토닉스를 이용한 광결정 스위치를 개발한 바가 있다.

○ 우리나라의 광 스위치 개발동향을 보면 2001년 4월에 MEMS(Micro Electro Mechanical System) 전문업체인 MZN이 국내최초로 MEMS 기반 2×2 광 스위칭 모델을 개발하였다. 세계 광 스위치 시장규모는 수천억 원에 달하고 있으며, 2004년의 국내 시장규모만 해도 약 500억 원에 달하였다.

저자: Tak-Keung LIANG, Kouichi AKAHANE, Naokatsu YAMAMOTO, Luis Romeu NUNES, Tetsuya KAWANISHI, Masahiro TSUCHIYA
자료유형: 학술정보