내 신청현황
종류	모집공고명	진행상태
신청내용이 없습니다.

첨단기술정보

home
알림마당
과학기술정보분석
첨단기술정보

단일 포톤의 비선형 포톤결합

전문가 제언: ○ 전자기파인 광파가 진공이 아닌 광학매질을 통과할 때 조화파인 전자기장이 원자에 속박된 전자들을 잡아당기고 밀어붙이기 때문에 분극과 자기화 현상이 일어난다. 전자기파의 세기가 원자장의 세기와 비교될 때는 분극이 전기장과 선형관계가 아니고 비선형관계로 기술되어 제 2,3 고조파를 발생시킬 수 있다.

○ 그러나 광파가 아닌 단일 포톤은 서로 간섭하지 않기 때문에 단일 포톤의 비선형효과를 응용할 수 있으면 양자 정보통신과학에 적용할 수 있는 여러 가지 도전과제를 해결할 수 있다. 그런데 스위스 제네바 대학과 미국 스탠퍼드 대학이 연합한 T. Guerreiro 연구그룹이 최근에 광학 도파관을 통해 통신파장의 포톤쌍이 비선형 상호작용에 의해 진동수가 배가되는 단일 포톤이 만들어짐을 보고하여 주목을 받고 있다. 이 리뷰는 이들의 실험결과(PRL 113(17), 173601(2014))를 정리한 것이다.

○ T. Guerreiro 연구자들은 비선형 결정체에서 진동수 결합 포톤발생시스템(SFG)과 매개변수하향변환방식(SPDC)으로 도파관에서 단일 포톤을 생성하는 데 성공하였다. 독립적으로 포톤 쌍을 만들고 스펙트럼 영역에 구애 받지 않고 포톤 트리플렛(triplets)을 만들었다. 고전적 광으로는 접근할 수 없는 포톤 상호작용을 실현한 것이다. 이 결과는 양자시스템에서 비선형광학 응용 연구를 더욱 더 활성화시킬 것으로 기대된다.

○ 비선형 양자광학과 양자정보에 대한 연구는 국내대학과 연구소에서도 폭넓게 연구되고 괄목할 만한 연구업적을 내고 있다. 결맞음 광원과 원자매질과의 상호작용을 이용한 EIT 연구도 서울대, 부산대, 포항공대에서 수행되고 있다. 포항공대의 김윤호 교수는 찬 루비듐 원자 앙상블에서 비고전적 포톤 쌍을 생성하는 연구결과를, 부산대 문한섭 교수는 PPKTP 결정체에서 비고전 상관관계의 포톤 쌍 연구를 발표하는 등 양자정보통신 분야에서 선도적 역량을 과시함으로써 광양자광학과 양자정보통신 연구 활성화가 기대되고 있다.

저자: T. Guerreiro et al
자료유형: 학술정보