광기술이 발전됨에 따라 광집적회로(photonic integrated circuit) 구성에 요구되는 고기능성소자 등 나노포토닉스(nano-photonics) 기술에대한 요구가 급격히 증대되고 있습니다. 나노포토닉스는 그 어휘가 의미하는데로 나노구조의 재료나 소자를 활용하는 광자기술을 통칭한다고 보면 될 것입니다.(중략)
낮은 도핑의 silicon은 광통신에서 사용하는 1.3 및 1.55 um의 광파장 영역에서 0.01dB/cm 이하의 낮은 흡수 손실을 가짐으로 인해, core 층으로 silicon을 사용하며 상부 및 하부 cladding 층으로 SiO$_2$와 같은 유전체 박막 구조를 갖는 SOI (Silicon on Insulator)를 사용한 수동광소자에 대한 연구가 1990년대부터 진행되고 있다. 또한 silicon의 특성상 SOI는strain에 의한 영향이 낮고, 광학적 비등방성이 적어서 polymer 및 silica를 이용한 광소자에 비해 편광의존도가 낮은 광소자를 구현할 수 있는 장점이 있다. 현재까지 연구되어온 SOI 수동광소자의 연구결과는 TE/TM 편광차에 따른 채널분리도가 약 0.04nm, 누화특성이 23dB 인 8채널 AWG의 연구결과가 있었으며, 스위칭시간 < 1msec, 소광비 17 dB의 광결합기와 마하젠더가 혼합된 광변조기 및 Bookham사에서 개발한 RX/TX 양방향 송수신 광모듈에 적용된 1.3/l.55 um 파장선택적 분리기, Silicon-CMOS 증폭기와 집적화된 4channel 광다중 수신기등에 대한 연구결과가 있었다. (중략)
액정표시소자(Liquid Crystal Device)가 흑백의 문자표시소자로 개발된 이래로, 설계 기술 및 제조기술의 발전으로 그 응용분야도 현저히 확대퇴고 있다. 그 응용분야 가운데 노트북 컴퓨터, 휴대전화, IMT-2000, 전자책(e-book)등 최근 현저한 진보를 보이고 있는 정보통신기기들은 그 휴대성 때문에 좀더 가볍고, 얇으며, 소비전력이 적은 디스플레이 소자를 요구하고 있다. 이러한 조건을 만족시키기 위해 무겁고 전력소모가 많은 배면조명을 사용하지 않는 반사형 액정표시소자 연구가 활발하다. (중략)
고분자 광도파로소자 기술은 광통신에 사용되는 광도파로소자들을 고분자를 이용하여 구현하는 기술로써, 실리카에 비하여 제조장비가 간소하기 때문에 제조단가를 줄일 수 있으며, 열광학효과가 10배정도 크기 때문에 동작전력을 1/10 이하로 줄일 수 있고, 소자제작공정이 40$0^{\circ}C$ 이하에서 이루어지기 때문에 다른 소자와의 집적이 유리한 점 등 다양한 장점이 있다. 또한 실리카와 달리 고분자는 실리콘뿐만 아니라 다양한 고분자 기판을 사용할 수 있기 때문에 고분자 기판의 열팽창계수와 도파로물질의 열광학계수를 잘 조합하면 온도의 변화에 따른 파장변화와 편광의존성을 근본적으로 해결할 수 있다. (중략)
광소자 설계 시 TE/TM 분극에 대한 민감도는 매우 중요한 요소로 작용을 한다. 이러한 민감도를 줄이기 위해 많은 광소자에 다중모드 간섭기가 이용되고 있다. 다중모드 간섭기에 입력되는 신호는 TE와 TM 두 모드의 분극으로 이루어져 있으며, 각각은 도파로 내에 존재하는 모드에 실려 50:50의 파워 분배를 가지고 진행하게 된다. 그러므로 광소자를 제작하기 위해 TE 또는 TM 모드만을 고려하는 것은 소자의 효율을 떨어뜨리는 요인으로 작용한다. (중략)
광섬유 브래그 격자(fiber Bragg grating)는 광섬유 코어의 굴절율을 주기적으로 변조하여 특정 파장의 빛을 반사시키는 광섬유 소자로써 광섬유와의 연결 손실이 작고 파장 선택도가 높으며 편광에 무관한 특성 등으로 현재 전세계적으로 광통신용 소자나 광섬유 센서 등으로 활발히 연구되고 있다. 본 기술 해설에서는 이러한 광섬유 격자의 역사, 형성 원리 및 종류 등에 관해 알아보고, 단주기, 장주기 그리고 chirped 광섬유 격자의 특성에 대해 기술하였으며, 또한 광섬유 격자소자의 중요한 응용 분야인 광섬유 센서, 광섬유 레이저, 그리고 광통신에의 응용에 관해 소개하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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