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다층 은 입자에서 전자기파

전문가 제언: ○ 전자기파는 기계적인 파동과는 달리 공간을 매질 없이도(진공) 전파할 수 있는 전기장과 자기장의 두 가지 성분으로 구성된 파동으로 공간을 광속으로 전파한다. 즉 전자기파는 광자를 매개로 전달되며 파장에 따라 전파, 적외선, 가시광선, 자외선, x선 및 감마선 등으로 구분한다. 빛은 가시광선으로 전자기파의 일부가 된다. 또한 전자기파의 속도는 전파하는 매질의 종류에 따라서 변한다.

○ 이러한 전자기파의 특성에서 WGM(Whispering Gallery Mode) 공진은 원형대칭 유전체 입자에서 일어나는 전자기 공진현상으로, 전자기파는 입자표면 내에서 바로 원형궤도 내에 갇힌 광에 해당된다. 광은 표면에서 계속하여 전부 내부에서 반사되는데 이러한 상태에서 입자중의 광의 누설은 극히 낮다. WGM은 광전자, QED(Quantum Electrodynamics), 원자광학 및 통신 분야의 응용가능성 때문에 많은 관심을 받고 있다.

– 또한 과학 및 기술 분야에서 응용으로 마이크로 레이저, 좁은 필터, 광 스위치, 초정밀 센싱, 변위측정, 고 분해능의 분광계, Raman 소스 및 비선형 광학효과의 연구 등이 있다. 마이크로 레이저의 경우를 예를 들면, 미소구체(micro-sphere)는 펌프 파워를 크게 감소시키고 광섬유결합은 광 파워를 전송하는 데 편리한 방법을 제공한다.

○ 이 글은 구형 은 입자(직경: 500㎚) 내의 전자기파 파동(WGM)에 대하여 Mie 이론(Mie scattering)으로 설명하였는데, 셸 두께가 증가하면 좁은 WGM 공진기가 되고 공진파장에서 청색전이가 일어나는 것을 보여주었다. 또한 입사파장의 1%보다 작은 두께의 진공 공동(vacuum cavity)내에서 전자기파는 TE(Transverse Electric) 모드에서만 여기 하는 것을 보여주고 있다. 이러한 연구결과는 서브파장(sub-wavelength)공간 또는 귀금속 나노센서의 개발에서 제어 가능한 전자기파의 연구에 많은 도움이 될 것이다.

저자: Shengli Zou
자료유형: 학술정보