default_top_notch
default_news_top
default_news_ad1
default_nd_ad1

빛을 가둬 원하는 대로 색깔 바꾸는 광소자 개발

기사승인 2020.01.17  10:59:10

공유
default_news_ad2
 


(대전=글로벌코리아) = 한국연구재단(이사장 노정혜)은 고려대 물리학과 박홍규 교수와 호주국립대 키브샤(Kivshar) 교수 연구팀이 나노실린더 구조에 빛을 가둬 빛의 색깔을 원하는 대로 바꿀 수 있는 광소자를 개발했다고 17일 밝혔다.

빛을 제어하는 방법으로는 광섬유 경계면에서 일어나는 전반사와 광결정에서 나타나는 특정 파장 빛의 반사 이 두 가지가 전부였다.

21세기에 들어서 아주 작은 나노구조에 빛을 집속시켜 빛을 제어하고 빛의 파장을 바꾸는 제3의 방법이 이론적으로 제안됐지만 이를 입증하는 실험적 결과는 없었다.

이에 연구팀은 머리카락보다 100배 가느다란 나노실린더에 적외선 영역의 빛을 가두자 적외선이 아닌 가시광선 영역의 빛이 출력되는 현상을 직접 관측했다.

붉은 빛이 극한의 좁은 공간에 갇히면 청색의 빛으로 빠져나오는 빛의 비선형성을 강화시킨 결과다.

입사한 빛을 여러 다른 색깔(파장)의 빛으로 변환시킬 수 있는 가능성을 실험을 통해 실제 확인한 것이다.

연구팀은 나노실린더 구조와 크기를 최적화하고 입사되는 빛을 도넛 모양으로 만들어 파장변환이 극명하게 나타나도록 함으로써 실험적인 관찰이 가능했다.

약한 빛이 입사하더라도 나노실린더를 이루는 화합물 반도체(AlGaAs)와 강하게 상호작용 하면서 빛의 파장변환 효율이 크게 높아지도록 설계한 것.

연구팀은 나노광소자를 이용해 기존 나노구조체 대비 빛의 파장변환 효율을 100배 이상 높일 수 있었다.

연구팀은 작은 공간에 빛을 가둔다는 측면에서 광소자와 레이저의 동작 원리가 같은 만큼 향후 나노실린더 구조를 활용한 나노레이저 연구도 추진할 계획이다.

연구팀은 향후 빛 알갱이 하나의 색깔까지 바꿔 양자 암호 통신에 응용될 수 있을 것으로 전망했다.

과학기술정보통신부와 한국연구재단이 추진하는 기초연구지원사업(리더연구)의 지원으로 수행된 이번 연구 성과는 국제학술지 ‘사이언스(Science)’에 17일 게재됐다.

 

 

 

뉴스1 <뉴스커넥트>를 통해 제공받은 컨텐츠로 작성되었습니다.
default_news_ad5
default_side_ad1
default_nd_ad2

인기기사

default_side_ad2

포토

1 2 3
set_P1
default_side_ad3

섹션별 인기기사 및 최근기사

default_side_ad4
default_nd_ad6
default_news_bottom
default_nd_ad4
default_bottom
#top
default_bottom_notch