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포토닉 결정에 의한 전광 제어의 진전

전문가 제언: ○ 포토닉 결정은 광의 파장 정도의 주기성을 가진 인공구조로, 앞으로 광 집적회로의 플랫폼으로 기대되고 있다. 특히 포토닉 결정을 기반으로 하는 광 공진기는 모드체적이 0.1㎛3정도로 매우 적고 광 밀폐강도의 지표인 Q값이 매우 높다. 이제까지는 실리콘을 이용한 포토닉 결정 공진기를 이용하여 광의 전파속도의 지연과 광의 물질 상호작용의 증강 에 대한 연구를 하였다.

○ 근래에는 종래 광기술의 약점을 타파하는 새로운 광 제어기술의 개발을 목표로, 통신파장 대역에서 비선형 광학효과가 큰 것 등 실리콘에는 없는 특징을 가진 새로운 화합물 반도체(InGaAsP, AlGaAs 등)에 대한 연구를 수행하고 있다.

○ 본고에서는 초소형으로 Q가 높은 공진기를 이용한 광제어연구로 광의전파속도 제어에 의한 슬로 라이트 응용과 광 비선형효과의 증강을 이용한 광 스위치, 광메모리에 의한 온 칩(on chip)형 전광처리(全光處理)의 사례를 소개하였다. 또 긴 광자수명을 가진 소형공진기로 가능한 단열튜닝이라고 하는 새로운 광제어법에 대하여 기술하였다.

○ 일본 NTT에서는 포토닉 결정의 강한 광 밀폐효과를 가진 인공주기구조(人工週期構造)를 이용하여 광의 파장과 동일한 정도의 광 나노공진기를 칩 내에 대규모로 결합한 구조를 최근에 처음으로 실현하여 광신호의 전파속도를 감속시키는 데 성공하였다.

○ 초소형 광 공진기의 대규모 결합구조는 결정중의 원자 결합구조에 유사한 특성이 있다. 따라서 이 특성을 이용하여 광의 전파속도를 지연시키는 슬로 라이트 도파로(導波路)에 적용하는 연구를 하고 있다. 또한 다수의 초소형 공진기를 결합시키는 것은 기술적으로 어려움이 있어 앞으로 이에 대한 많은 연구가 필요하다.

저자: Masaya NOTOMI
자료유형: 학술정보