실리카 ZIPPER형 광공진기를 이용한 광경로 변환 응용 제안

빛은 운동량을 가지고 있기 때문에 물질에 부딪힐 때 압력을 발생시킨다. 이 압력을 광방사압이라고 하는데, 매우 약한 힘이기 때문에 소자 연구에 이용되는 경우는 거의 없었다. 그러나 최근 미세 광공진기 기술의 발달로 광복사 압력을 효율적으로 증가시켜 공진기 구조를 제어하는 옵토메카닉스 연구 분야가 발전하고 있습니다. 우리는 실리카 지퍼형 광공진기를 이용하여 광복사 압력을 동작 원리로 하는 새로운 전광 스위치를 이론적으로 검토하였다.

실리카 지퍼형 광공진기는 그림 1 (a)와 같이 두 개의 나노빔형 광공진기가 근접한 구조를 가지고 있으며, 지퍼 공진기는 그 중심부에 빛을 가두어 강화하기 때문에 두 개의 가교 구조 사이에 강한 광복사 압력이 발생한다. 이 광복사 압력이 충분히 강해지면 공진기 구조가 변위되어 두 개의 나노빔 공진기 사이의 간격이 변하게 된다. 우리는 이 동작을 동적으로 제어할 수 있는 방향성 커플러에 이용하는 것을 생각했다. 방향성 결합기는 두 개의 광 도파관이 근접한 구성을 가진 빛의 합분파에 이용되는 소자로, 이때 도파관 간격을 적절히 변화시킴으로써 빛의 경로 변경에 이용할 수 있다(Fig. 1 (b)). 이 도파관을 zipper 공진기로 대체하면 도파관 간격을 광복사 압력으로 변경하여 동작하는 광로 변환 스위치를 실현할 수 있다. 이와 같이 광방사압으로 구동하는 전광 스위치는 세계 최초의 연구이며, 우리는 MOMS(Micro Opto-Mechanical system) 스위치라고 명명하였다.