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동향 기본정보
음파로 증폭시킨 새로운 실리콘 레이저
동향 개요
| 기관명 | NDSL |
|---|---|
| 작성자 | KISTI 미리안 글로벌동향브리핑 |
| 작성일자 | 2018-06-08 00:00:00.000 |
| 내용 | 예일 대학의 과학자들은 음파를 사용하여 빛을 증폭시키는 새로운 유형의 실리콘 레이저를 만들었다. 이 발견에 관한 연구는 사이언스 저널의 최근 게재되었다. 최근 몇 년 사이에 광섬유 및 자유 공간 레이저와 같은 광학 기술을 작은 광 또는 '포토닉' 집적 회로로 변환하는 것에 대한 관심이 증가하고 있다. 집적 회로에 전기가 아닌 빛을 사용하면 기존 전자 장치로는 불가능한 속도로 정보를 전송 및 처리할 수 있다. 연구팀은 기존의 마이크로 일렉트로닉스와의 호환성 덕분에 실리콘 포토닉스 (실리콘 칩을 기반으로 한 광 회로)가 이러한 기술의 주요 플랫폼 중 하나라고 말한다. 지난 수년간 실리콘 광 기술의 성장이 폭발적으로 증가한 것을 보아왔다. 이러한 기술이 데이터 센터가 완벽하게 작동하는데 도움이 되는 상용 제품에 들어가기 시작했을 뿐만 아니라 바이오 센싱에서부터 칩의 양자 정보에 이르기까지 모든 것을 변형시킬 수 있는 새로운 광 소자 및 기술을 발견하고 있다. 연구팀은 이 급속한 성장으로 인해 새로운 회로에 전력을 공급하기 위해 새로운 실리콘 레이저가 절실히 요구되어 왔으며 이는 실리콘의 간접적인 밴드 갭으로 인해 현재까지 어려웠던 문제였다. 실리콘의 고유한 특성은 많은 칩 스케일 광학 기술에 매우 유용하지만 전류를 사용하여 레이저 광을 생성하는 것은 극히 어려웠다. 이 문제를 해결하기 위해 빛을 증폭하는 다른 방법을 찾아야 하며 연구팀은 빛과 음파의 조합을 사용한다. 레이저 디자인은 원형 트랙 형태로 트래핑 (trapping)하는 레이스 트랙 (racetrack) 형태로 빛을 증폭한다. 이 레이스 트랙 디자인은 혁신의 핵심 부분이었다. 이 방법으로 빛의 증폭을 최대화하고 레이저 발생에 필요한 피드백을 제공할 수 있다. 소리로 빛을 증폭시키기 위해 실리콘 레이저는 연구팀에 의해 개발된 특별한 구조를 사용한다. 본질적으로 빛과 음파를 철저히 차단하고 상호 작용을 극대화하도록 설계된 나노 스케일 도파로이다. 이 도파관의 독특한 점은 빛이 전파되는 두 개의 별개의 채널이 있다는 것이다. 이것은 매우 견고하고 유연한 레이저 디자인을 허용하는 방식으로 빛-소리 결합을 형성할 수 있게 해준다. 연구팀은 이러한 유형의 구조가 없으면 소리를 이용한 빛의 증폭이 실리콘에서 가능하지 않다고 설명했다. 이러한 광학 회로에 사실상 없는 빛의 상호 작용을 취해 실리콘에서 가장 강력한 증폭 메커니즘으로 변형시켰다. 이제 10 년 전에 생각하지 못했던 새로운 유형의 레이저 기술에 이 기술을 사용할 수 있게 되었다. 새로운 레이저를 개발하는데 있어 두 가지 주요한 문제점이 있다. 우선, 증폭이 손실을 능가하는 장치를 설계하고 제작한 다음 이 시스템의 반 직관적 역동성을 알아내는 것이다. 연구팀이 관찰한 것은 시스템이 분명히 광학 레이저임에도 불구하고 매우 일관된 극 초음속 파를 생성한다는 것이다. 연구팀은 이러한 특성이 집적화 진동기에서 정보 인코딩 및 디코딩을 위한 새로운 기법에 이르는 다양한 잠재적 어플리케이션에 이르게 할 것이라고 말했다. 실리콘을 사용하여 독특한 역학 및 잠재적인 응용 분야를 가진 수 많은 레이저 설계를 만들 수 있다. 이러한 새로운 기능은 회로 광 회로 실리콘 빛을 제어하고 모양을 극적으로 확장시킨다. |
| 출처 | |
| 원문URL | http://click.ndsl.kr/servlet/OpenAPIDetailView?keyValue=03553784&target=TREND&cn=GTB2018004104 |
| 첨부파일 |
추가정보
| 과학기술표준분류 | |
|---|---|
| ICT 기술분류 | |
| 주제어 (키워드) | 1. 레이저,실리콘,음파,레이스 트랙 2. laser,silicon,sound,racetrack |