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동향 기본정보
플라즈몬을 이용한 소형 레이저 개발
동향 개요
| 기관명 | NDSL |
|---|---|
| 작성자 | KISTI 미리안 글로벌동향브리핑 |
| 작성일자 | 2017-10-14 00:00:00.000 |
| 내용 | 국립 표준 기술 연구소 (NIST)의 과학자들은 빛이 개방된 금속 트렌치의 바닥을 따라 안내되는 최초의 소형 레이저를 개발했다. 레이저는 환경에서 오염 물질 및 기타 화학 물질을 감지하거나 의학 진단을 위해 생체 분자의 표면 결합을 감지하는 나노 크기 장치로 작동할 수 있다. 새로운 레이저의 개발은 빛의 입자인 광자와 금속의 표면을 따라 떠 다니는 전자 바다 사이의 상호 작용에 의존한다. 전자 바다에서 광자와 잔물결 사이의 상호 작용은 표면의 플라즈몬 폴라리톤 (SPP)이라고 불리는 특수한 형태의 광파를 만들어 내는데, 이것은 금속 표면을 따라 단단히 밀폐되어 있다. 이 구속은 SPP를 금속 표면에 있는 모든 것에 매우 민감하게 만든다. 소형 레이저를 제작하기 위한 첫 걸음으로, 연구팀은 SPP가 공명을 낼 수 있는 작은 트렌치 모양의 열린 구멍을 은으로 만들어 냈다. 공동 (cavity)은 표면 파동을 앞뒤로 반사하는 작은 거울 모양의 측벽으로 둘러싸인 평평한 표면이다. 제작을 통해, 공명 공동은 두 가지 주요 특성을 지니고 있었다. 모든 내부 표면은 원자 수준에서 매끄럽고 두께는 몇 나노 미터가 넘지 않았고 그 측벽은 편평한 공동 층과 수직이었다. 정밀하게 패터닝된 실리콘 템플릿을 사용하여 은을 몰딩함으로써 가능해진 이 디자인은 SPP가 오랜 시간 동안 순수한 음을 유지하는 기타 끈과 같이 상당한 에너지를 잃지 않고 수백 배의 공간에서 앞뒤로 튀어 오르게 했다. 높은 품질 요소 또는 높은 Q로 알려진 이 특성은 레이저를 구성하는데 필수적이다. 팀이 측정한 Q는 SPP 만 사용하는 가시광 공명기의 경우 현재까지 최고의 값이다. 또한 높은 Q는 공동이 SPP를위한 매우 선택적 필터로 작용할 수 있게 해 주었다. 좁은 밴드 내에 있는 파장을 가진 필터만이 공동에서 공명할 수 있었다. 좁은 범위는 공진 공동이 (레이저의 일부가되기 전에도) 미립자 물질의 존재 또는 공동의 바닥에 얇은 필름의 추가와 같은 환경의 작은 변화를 감지하는 매우 민감한 탐지기가 될 수 있기 때문에 중요하다. 이러한 변화는 공동에서 공진할 파장 대역의 중심을 이동시킨다. 좁은 공명을 달성함으로써 파장의 변화가 명확하고 개방 공동이 매우 민감한 감지기의 역할을 할 수 있다. 공동이 센서로 사용될 수 있음을 입증한 후 연구팀은 설계를 레이저로 바꾸기 위해 노력했다. 그들은 구조를 통해 이동하는 SPP의 강도를 증폭시키는 공동에 초박막 코팅을 추가했다. 단일 평판 금속 표면을 주행하는 SPP를 조작하여 최초로 제조된 최초의 나노 크기 레이저이다. 시뮬레이션 결과에 따르면 SPP 레이저는 단지 공진 공동을 사용하는 것보다 생물학적, 화학적 및 환경적 물질에 대해 훨씬 더 민감한 검출기가 될 수 있다. 또한 레이저의 설계는 광 회로에 쉽게 통합될 수 있으며, 빛의 양자 특성과 물질의 나노 스케일 상호 작용인 양자 플라즈몬의 새로운 연구를 가능하게 할 수도 있다. |
| 출처 | |
| 원문URL | http://click.ndsl.kr/servlet/OpenAPIDetailView?keyValue=03553784&target=TREND&cn=GTB2017003182 |
| 첨부파일 |
추가정보
| 과학기술표준분류 | |
|---|---|
| ICT 기술분류 | |
| 주제어 (키워드) | 1. 레이저,플라즈몬 폴라리톤,공명,공동,은,실리콘 템플릿 2. laser, plasmon polariton, resonance, cavity, silver, silicon template |