빛의 거동을 이용한 3차원 광결정의 제조

KISTI 미리안『글로벌동향브리핑』 2010-03-05

최근 독일 뮌스터대(University of Muenster) 및 인도기술원(Indian Institute of Technology)의 연구진은 비선형 광 재료(nonlinear optical material)의 거동에 의해 다양한 기하형태와 형상을 갖는 3차원 광결정(3D photonic crystals) 및 준결정을 최초로 제조할 수 있었다. 이러한 광학 재료는 재배치 뿐 아니라 크기가 변환될 수 있는 결정 및 준결정을 형성할 수 있다. 인공 구조에 의한 빛의 조작 및 조절은 광학 분야에서 가장 실제적인 궁금증 중 하나인데, 광학 정보 처리는 빛의 웨이브가이드, 저장, 처리를 위한 새로운 지평을 열 것으로 기대된다. 사실 3차원 구조는 복잡한 형성법 혹은 적절한 재료의 부족으로 최근까지 매우 어려운 과제였었다. 특히 보다 우수한 투과 특성의 조절 및 균일하게 분포된 밴드갭의 형성 등 다양한 장점을 갖는 준결정의 제조는 실질적인 문제였었다. 하지만, 최근 빛에 의해 형성된 복잡한 3차원 준결정성 광결정 구조를 제조할 수 있는 방식이 보고되었다. 연구진은 비선형 광학 재료인 소위 광굴절 재료(photorefractive- material)에서 빛의 거동을 이용하였다. 빛 자체로 광결정을 제조하는 것은 빛-물질 상호작용이 어떻게 이용되는지에 대한 훌륭한 예이다. 광학 디바이스 집적을 위한 재배치 특성을 갖는 새로운 3차원 광구조는 본 분야에서 뜨거운 감자이다. 빛이 빛을 조절한다는 원리를 이용함으로써 복잡한 3차원 광학 준결정은 재배치될 수 있는 플랫폼을 형성하여 비선형 빛-물질 상호작용의 연구를 가능케 한다. 공간 광학 변조기를 통해 레이저 빔을 변형하고, 이러한 광 구조를 통해 비선형 광학 재료를 추가적으로 조절함으로써 연구진은 인공 굴절률을 갖는 광학 구조를 용이하게 제조할 수 있었다. 추가적인 광학 요소 혹은 실험 구성의 변형 없이도 다양한 구조로 재배치가 가능했다. 위와 같이 다양한 형태의 제조 성공은 대규모 준결정성 광학 재료의 대량 생산을 위한 초석을 마련할 것으로 기대된다. 또한 고효율 평판 디스플레이와 같은 분야에 적용하기 위해 복잡한 인공 광학 밴드갭 구조의 실현이 가능할 것으로 예상된다. 출처 : http://www.nanowerk.com/news/newsid=15159.php