| 학회 | 한국재료학회 |
| 학술대회 | 2018년 봄 (05/16 ~ 05/18, 삼척 쏠비치 호텔&리조트) |
| 권호 | 24권 1호 |
| 발표분야 | F. 광기능/디스플레이 재료 분과 |
| 제목 | Physically Reconfigurable Graphene Electro-Optic Modulators |
| 초록 | 미래의 초고속 통신망을 갖춘 사회에서는 초대용량 데이터 저장과 초고속 데이터 관리가 절실하게 요구된다. 이를 구현하기 위해서는 고도로 직접화된 광학 소자의 개발이 필요하고, 그에 따라 높은 광학적 비선형성을 가진 나노 물질의 사용이 필연적이다. 그 중에서도 그래핀의 고유한 전-광 특성은 광범위한 대역폭에서 초고속 동작이 가능한 칩 사이즈의 변조기 구현을 가능하게 한다. 그러나 지금까지 보고된 그래핀의 전-광 특성을 기반으로 한 소자들은 광도파로에 고정된 형태로, 소자 수준에서 광 네트워크의 확장성과 유연성을 제한한다는 단점이 있다. 보다 효율적인 동적 광 네트워크를 위해서는, 광학적 데이터 채널의 수와 위치를 맞춤형으로 제어하여 한정된 소자로도 데이터 처리 기능을 극대화 하는 것이 필요하다. 이를 위해서는 전-광 변조기가 광도파로에 유동적으로 적용 가능해야 하고, 추가적으로 소자의 간단한 구조 및 신뢰성 높은 동작, 높은 제작 효율성 그리고 유지, 보수 측면에서의 용이한 관리가 필수적이다. 본 연구에서는, 탈착이 가능하고 멀티 채널을 동시에 변조할 수 있는 나노소재 기반의 광변조 소자를 개발하는데 있어서, 물리적인 접촉 방식으로 광섬유 도파로에 적용된 그래핀 기반의 전-광 변조기를 구현하고 그 동작 특성을 분석하였다. 단순화 된 공정을 통해 제작된 그래핀 기반의 전-광 변조기를 D-shaped fiber의 연마된 표면에 근접 함으로써 광섬유 내부로 진행하는 빛과의 상호작용을 유도하였다. 그래핀에 가해진 전압에 따른 그래핀의 페르미 에너지 레벨의 이동을 통해, 소자를 투과하는 빛의 세기를 조절함으로써, 광섬유 안에서 진행하는 빛을 변조하였다. 결과적으로 최대 16.5 dB의 점멸비와 MHz 수준의 동작 속도를 가진, 광도파로에 적용될 수 있는 그래핀 기반의 전-광 변조기를 구현하였으며, 개발 된 그래핀 전-광 변조기는 임의의 탈착과 교체, 그리고 이동이 가능하다. |
| 저자 | 이성재1, 김진태2, 송용원3 |
| 소속 | 1한국과학기술(연), 2과학기술연합대, 3한국전자통신(연) |
| 키워드 | 2D 나노물질; graphene; electro-optic modulator; graphene modulator |
