본 연구는 소형 무인 항공기(UAV)에 탑재하여 대기 중 메탄 농도를 정밀하고 신속하게 측정할 수 있는 초경량 중적외선 레이저 분광 센서를 개발했습니다. 이 센서는 단순하고 소형화된 설계가 특징이며, 개방형 경로 구성의 헤리엇(Herriott)형 다중 통과 셀을 통합합니다.
단일 보드 컴퓨터에 두 개의 온칩 마이크로프로세서 유닛을 탑재하여 빠른 데이터 획득과 온보드 파장 변조 분광법을 가능하게 함으로써, 센서는 독립형 턴키 장비로 작동합니다. 전용 배터리를 포함하여 총 무게는 1.2 kg이며, 표준 실험실 조건에서 최대 11 W의…
중적외선(mid-IR)은 3~8 마이크로미터 파장대로 가스 감지 및 열화상 등 다양한 분야에 중요하지만, 재료 난제로 인해 재구성 가능한 광학 소자 개발이 미진했습니다. 본 연구에서는 전기적으로 제어 가능한 메타표면을 통해 2차원 공간에서 코히어런트 및 인코히어런트 중적외선 복사를 변조하는 기술을 선보입니다.
이 소자는 인듐 주석 산화물(ITO) 박막과 갭 플라즈몬 공진기를 결합하여, ITO의 전계 효과 자유 전하 고갈을 이용한 광학 변조를 달성합니다. 32개의 개별 소자를 제어하여 코히어런트 중적외선 반사광의 가변 회절을 구현했…
메타표면은 센싱, 비선형 광학, 양자 포토닉스 등 다양한 분야에서 빛을 서브파장 수준으로 제어할 수 있게 하지만, 낮은 Q 인자와 약한 진폭 대비 간의 상충 관계, 그리고 주로 정적인 특성으로 인해 활용에 제약이 있었습니다. 특히 중적외선(mid-IR) 영역에서는 저손실 재료의 부족으로 성능과 확장성 문제가 더욱 심화되었습니다.
본 연구에서는 고 Q 공명, 강력한 진폭 대비, 그리고 웨이퍼 규모 제조 가능성을 겸비한 능동 조절형 단결정 실리콘 막 메타표면을 개발했습니다. 이 플랫폼은 중적외선 영역에서 최대 3000에 이르는 기록적…
2 μm 이상의 중적외선 스펙트럼(0.62 eV 미만 광자 에너지)에서 단일 광자를 검출하는 능력은 라이다 원격 감지, 분자 분광학, 암흑 물질 탐지 등 다양한 신흥 과학 응용 분야를 개척하는 데 필수적입니다. 그러나 기존의 단일 광자 검출기는 낮은 광자 에너지에서 민감도가 저하되는 한계가 있습니다.
이러한 한계를 극복하기 위해 특성 에너지 갭이 훨씬 낮은 초전도 물질이 유망한 대안으로 부상하고 있습니다. 본 논문은 초전도 나노와이어 단일 광자 검출기(SNSPD)의 최근 발전에 초점을 맞춰, 최대 29 μm(0.043 eV)까지 …