공명 광 격자 소자 및 비가역 비선형 광섬유 결합기의 스펙트럼 분석

Abstract

광학 분야에서 여전히 활발히 연구되고 있는 광 결정은 우리 주변과 자연에 서 쉽게 찾아 볼 수 있다. 광 결정은 특정 파장이나 주파수에서 빛이 투과하 지 않는 특성을 갖고 있다. 예를 들어 단백석, 모르포 나비, 누에나방에서 이 러한 특성을 관찰 할 수 있다. 또한 최근 많은 연구자들이 이러한 특성을 가 진 물질로 인공적으로 만든 메타표면을 연구하고 있다. 광학적 비가역성은 다양한 광학적 장치 구현의 필수적인 물리학이다. 특히 비선형 효과를 갖는 비보존계에서 특이점 Exceptional-Point (EP)을 우회하였 을 때 나타나는 효과는 초 광대역 광학적 장치를 확립하기 위한 기초를 제공 하였다. 본 논문에서는 첫 번째로 평평한 금속 표면의 유전체 격자 구조에서 관찰 되는 밴드특성을 실험을 통해 알아보기 위 해 각도 분해 스펙트럼 측정 시스 템을 구축했다. 1D 광 결정 샘플을 통해 입사되는 빛의 각도와 파장에 따른 투과 스펙트럼을 측정하고 Rigorous coupled wave analysis (RCWA) 분석방 법 결과와 비교 분석하여 밴드의 유사성을 확인했다. 두 번째로 비선형 효과 를 갖는 비보존계에서 특이점 Exceptional-Point (EP)을 우회할 때 나타나는 특성을 효율적으로 모방할 수 있는 비선형 2x2 광섬유 시스템을 제안한다. 또 한 증폭과정에서 필연적으로 발생하는 불포화 흡수가 비가역적 특성에 미치는 영향을 이론적, 실험적으로 분석했다. 이 특성이 이득 매질에 따라 다르지만 광대역 동작이 가능함을 확인했다.