오랫동안 미개척 주파수 대역이었던 테라헤르츠 대역은 소자 및 시스템 기술 연구성과의 축적과 기술 성숙 과정을 거쳐, 최근 다수의 상용화 시스템이 출시되는 등 산업 분야에의 응용이 확산되었다. 특히, 투과 이미징이 가능한 테라헤르츠 이미징 시스템은 산업 분야에서 비접촉 비파괴 품질검사 분야 등에 많은 응용이 기대되고 있다. 이밖에 분광 기술에 기반을 둔 막 두께 측정 시스템, 초고속 통신 시스템 등도 향후 중요한 테라헤르츠 기술 응용 분야로 여겨지고 있다. 본고에서는 테라헤르츠 응용 기술에 관한 최근의 연구 동향을 간략히 살펴보고, 한국전자통신연구원 전파위성연구본부 테라헤르츠 창의원천연구실에서 주력해 온 포토닉스 기반 테라헤르츠 소자 및 시스템에 관해 상세히 소개한다.
글로벌 마케팅 '총력전' 광주 광관련 기업들이 해외시장 개척에 안간힘을 쏟고 있다. LED 불황이 장기화되고 있는데다 기존 조명에 비해 현격히 높은 가격 부담이 발목을 잡아 국내 시장에서는 수요가 거의 발생하지 않기 때문이다. 당초 예상보다 LD시장의 개화가 더뎌지고 있고 유럽 금융위기 등 각종 악재로 전세계적인 경기불황이 나타남에 따라 공급계약이 취소되는 등 시장도 위축도고 있다. 이에따라 기업들은 유럽시장과 일본, 미국, 동남아 등 해외시장 개척에 사활을 걸고 있다. 광주시와 한국광산산업진흥회는 중소기업 판로개척을 위해 '광산업글로벌마케팅지원사업'을 추진중이다. 온실가스 절감이 화두로 제기된 유럽시장과 FTTH 바람이 불고 있는 미국과 중국 등이 주요타깃이다. 광주지역 360곳의 기업들이 수요조사와 LED, 광통신, 광융합제품 기술시장동향을 꼼꼼히 파악해 매년 20명 규모의 무역 사절단을 파견하고 있다. 실제 초이스라이텍, 고려오트론, 포토닉스트레이드그룹, 인탑스LED는 지난달 21일부터 30일까지 스페인, 체코, 독일을 잇따라 방문해 신흥시장 개척에 나섰다.
샌디에이고 국제 광학 및 포토닉스 박람회(SPIE Optics + Photonics)가 지난 8월 12일부터 16일까지 남부 캘리포니아의 아름다운 항구도시 샌디에이고(San Diego)에서 개최됐다. 한미자유무역협정(FTA)이 발효되었는데도 단 하나의 국내 기업만이 전시장에 출품하는 실정이다. 따라서 협회는 회원사들의 미국 진출을 지원할 수 있는 신규 사업을 조속히 시작할 필요가 있다. 최근 삼성과 애플의 미국 특허소송에서 삼성전자가 완패해 천문학적인 배상금을 지불해야 한다는 충격적인 뉴스가 전해졌다. 이로 인해 애플사는 미국 주식 역사상 가장 비싼 시가총액 세계 1위 기업으로 등극했다. 창의력이 중요한 이 시대에 아직도 국내 산업, 경제, 정치가 1980년대를 주름잡았던 무조건 밀어붙이면 된다는 식의 '쌍팔년도 사고(思考)'에서 벗어나지 못하고 특허전쟁에서 완패당했다고 생각하면 안타까운 심정을 금할 수 없다. 이번 삼성과 애플의 특허전쟁이 국내 제조업계가 창조적으로 환골탈태하는 계기가 될 수 있을 것이다. 국내 광학업체들이 일본, 대만, 중국 등과의 치열한 경쟁으로 정신없이 바쁘더라도 해외 전람회에 창조적이고 감성적인 신제품을 출품해야 세계 최고의 글로벌 기업으로 도약할 수 있을 것이라고 생각한다.
인쇄회로기판과 표면실장기술, LED, 인쇄전자, 기능성 필름, 광학 및 레이저기기 등 전자 제조산업 전반에 걸친 기술들을 총집결한 국내 최대 산업전문전시회인 'Electronics Manufacturing Korea 2012(이하 EMK2012)'가 지난 4월 11일부터 13일까지 코엑스 Hall C, D에서 펼쳐졌다. EMK2012는 SMT/PCB & NEPCON KOREA, LED Packaging EXPO, Film Technology Show와 함께 올해부터 Printed Electronics & Electronic Materials Show과 Photonics Seoul(포토닉스 서울)이 추가돼 총 5개의 전시회가 동시에 열렸다. 약 25개국 300업체가 1000부스 규모로 참가한 이번 전시회는 기존의 SMT, PCB, 전자부품, FPD 생산기자재와 더불어 LED 생산기자재, 광학기기, 레이저 산업 등 전자산업 관련 각종 생산기자재와 제품 등을 선보이며 최신 기술을 교류하는 기회였다.
The prosperity of modern society is heavily depending on communication technology. Communication is now expanding its roles from personal convenience to social/industrial functioning. Photonics was first introduced to communication in longdistance transmission area since it provided wide bandwidth cost-effectively. However, nowadays, photonics is not only a harmonious collaborator with electronics, but has its own exclusive playgrounds in various parts of communication. Limit-zero network pursues a network that can provide abundant capacity and efficiency using very limited resources. Photonics is the most promising candidate to accomplish the goal. In this article, we review the current status and predict the future contributions of photonics to limit-zero network.
최근 테라헤르츠 펄스 기술을 근간으로 하는 테라헤르츠 포토닉스 분야는 새로운 연구 주제로서 전세계적으로 큰 관심을 모으고 있다. 단지 순수과학적 측면에서 뿐만 아니라 상업적 응용 가능성이 높아짐에 따라 많은 선진국에서는 테라헤르츠 포토닉스의 발전을 위해 지대한 노력을 경주하고 있다. 저명한 국제 학술지와 국제 학회에서 테라헤르츠 펄스 기술에 대한 논문의 수가 폭발적으로 증가하고 있다는 것은 이러한 사실을 뒷받침하고 있다. 테라헤르츠 응용 기술은 테라헤르츠 펄스 광원과 검출기, 그리고 관련된 수동 소자의 개발이 선행되어야 한다. 따라서 본 논문에서는 테라헤르츠 광전도 안테나, 광정류, 준위상 정합 기반 차주파수 발생, 전광 샘플링, 고속 실시간 측정, 테라헤르츠 전송선, 그리고 각종 도파로 구조와 같은 기초적이면서 핵심적인 소자와 측정 기술에 대하여 간략히 기술하고자 한다.
Pb(In1/2Nb1/2)O3-Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-PbTiO3계 압전 단결정의 유전특성과 압전특성을 전계 및 압축응력 인가 조건 하에서 33-모드 방식으로 측정하였다. 110~140℃ 영역에서 저온 rhombohedral 구조에서 고온 tetragonal 구조로의 상전이가 관찰되었으며, cubic 구조로 변화하는 큐리온도는 165℃ 정도로 나타났다. 압축응력 및 전계 변화에 따른 분극의 크기변화를 측정하였다. 전계인가 분극 곡선의 기울기로부터 비유전율을 계산하였고, 인가되는 응력의 크기가 증가할수록 계산된 비유전율의 크기는 증가하고, 인가되는 전계의 크기가 증가할수록 비유전율의 크기는 감소하는 경향성을 나타내었다. 압축응력 및 전계 변화에 따른 변위 거동을 측정하였으며, 곡선의 기울기로부터 압전상수를 계산하였고 압력인가에 따른 상전이를 확인하였다. 수중 또는 의료용 초음파 발진자로 실제 응용할 경우 선형성을 유지하여 구동이 가능하기 위하여 소자 기구물을 형성하는 단계에서 인가하게 되는 압축응력의 크기와 구동 전계의 DC 바이어스의 크기를 적절하게 설계할 필요가 있다.
Metamaterials, artificially structured nanomaterials, have enabled unprecedented phenomena such as invisibility cloaking and negative refraction. Especially, hyperbolic metamaterials also known as indefinite metamaterials have unique dispersion relation where the principal components of its permittivity tensors are not all with the same signs and magnitudes. Such extraordinary dispersion relation results in hyperbolic dispersion relations which lead to a number of interesting phenomena, such as super-resolution effect which transfers evanescent waves to propagating waves at its interface with normal materials and, the propagation of electromagnetic waves with very large wavevectors comparing they are evanescent waves and thus decay quickly in natural materials. In this abstract, I will focus discussing our efforts in achieving the unique optical property overcoming diffraction limit to achieve several extraordinary metamaterials and metadevices demonstration. First, I will present super-resolution imaging device called "hyperlens", which is the first experimental demonstration of near- to far-field imaging at visible light with resolution beyond the diffraction limit in two lateral dimensions. Second, I will show another unique application of metamaterials for miniaturizing optical cavity, a key component to make lasers, into the nanoscale for the first time. It shows the cavity array which successfully captured light in 20nm dimension and show very high figure of merit experimentally. Last, I will discuss the future direction of the hyperbolic metamaterial and outlook for the practical applications. I believe our efforts in sub-wavelength metamaterials having such extraordinary optical properties will lead to further advanced nanophotonics and nanooptics research.
본 연구는 다기능의 광 네트워크에 있어서 256 위상 Opto-ULSI 프로세서를 구현하는 최적위상 디자인을 제안한다. 이미 구성된 8 위상 프로세서에 대한 디자인의 실험 특성을 바탕으로 하여 본 연구에서 액정의 비선형성을 보정하며 최적의 위상을 찾아 대용량의 Opto-ULSI 프로세서를 구현할 수 있다. 이 연구는 최적의 위상 특성을 조사하고 액정의 비선형성 보정방법에 대한 개발을 통해 초기의 8 위상 Opto-ULSI 프로세서 개발을 중심으로 통합된 지능형 포토닉스 시스템 (IIPS)을 위한 광선제어 Opto-ULSI (BS) 프로세서 (OUP) 구현을 목표로 한다.
전계 흡수 변조기가 집적된 이중 전극 분포 궤환형 레이저를 사용하여 광신호의 변조 응답 향상을 실현하였다. 이 중 전극 구조의 분포 궤환형 반도체 레이저는 자려 펄스 발진 현상으로 인해 수 기가 헤르쯔의 모드 간격을 가진 다중 광모드 발진 현상을 보인다. 이 현상을 이용하여 RF 신호에 대한 광원의 변조 특성을 6 GHz 변조 신호에 대하여 약 20 dB 향상 시켰으며, 이러한 변조 성능 향상에 대하여 7 GHz의 주파수 가변 영역을 얻었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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