기초과학

서안광학정밀기기연구소 투과율 높은 파장분할 다중화기 개발

발행일 : 2011 / 04 / 12

표면플라즈몬 폴라리톤(Surface Plasmon Polaritons,SPPs)은 외부 자기장과 금속표면의 자유전자와의 상호작용으로 형성된 일종의 간섭성 공명으로 거대한 로컬필드 증강효과를 지닌다. SPPs는 회절극한을 극복할 수 있어 많은 새로운 광학현상을 일으키는데, 예를 들면 부정굴절(negative refraction), 완벽프리즘, 스텔스(stealth) 등의 현상이 그러하다. 이러한 복잡한 현상은 가능하게 새로운 원리나 이론 또는 신기술이 내포되어 있음을 나타낸다. SPPs는 신형의 광자소자, 광대역통신시스템, 데이터기록, 현미경, 태양전지, 신형의 광자센서 등의 발전을 위해 가능성을 제공했다. 현재 SPPs기반의 서브파장광학은 광학과 광자학가운데 가장 빠르게 발전하는 인기연구분야로 떠올랐다.

중국과학원 서안광학정밀기기연구소의 과도광학 및 광자기술 국가중점실험실의 연구원은 SPPs 연구과정에 금속-매체-금속 나노캐비티가 극히 강한 로컬공명과 양호한 여파특성을 지니는 현상을 발견했다. 이러한 효과를 토대로 연구원은 SPPs 나노 Resonator의 멀티채널 파장분할 다중화기(WDM)를 설계해냈다. 나노캐비티의 반경, 결합길이, 굴절률 등의 물리변수와 SPPs 공명 투과율간의 관계에 대한 측정결과 파장분할 다중화기(WDM)는 구조가 타이트하고 파장을 조절가능하며, 투과율이 높은 등이 장점이며, 그 투과율은 현재 국제적으로 보도된 최고치보다 무려 2배정도 높은 것으로 나타났다. 이러한 파장분할 다중화기는 광통신, 광학컴퓨팅, 광정보처리 등의 분야에 응용된다.

이 연구성과는 미국광학학회(OSA)의 주목을 받았으며, 논문은 Optics Express에 발표되었다. 논문제목은 ‘Tunable multi-channel wavelength demultiplexer based on MIM plasmonic nanodisk resonators at telecommunication regime’이며, OSA에 의해 “Image of the week”에 선정되었다.

7 Views