실리콘 포토닉스 이중-병렬 마하-젠더 변조기를 이용한 집적 마이크로파/테라헤르츠 포토닉스

Abstract

모바일 단말기 수와 컨텐츠 용량이 늘어나며 무선 트래픽이 증가하고, 스텔스기나 드론 같이 레이더 반사 면적이 작은 비행체를 탐지할 수 있는 고 분해능 센서에 대한 수요가 증가함에 따라, 수십 기가헤르츠의 마이크로파 대역과 수백 기가헤르츠의 서브-테라헤르츠 대역을 활용하기 위한 연구가 활발히 진행되고 있다. 마이크로파와 테라헤르츠 대역의 신호를 발생시킬 때 기존 전자회로 기반 기술은 부품들의 제한적인 대역폭으로 인해 출력 파워, 대역폭, 위상 잡음 등의 측면에서 기술적인 한계점을 갖지만, 포토닉스 기반 기술은 주파수가 훨씬 높은 광 도메인을 활용하기 때문에 이러한 한계들을 극복할 수 있다. 최근에는 크기가 크고 확장성이 작은 광섬유 기반 포토닉스 부품들을 실리콘 기반 공정을 재사용하는 실리콘 포토닉스를 활용해 집적화하여 소형화, 경량화, 확장성을 확보하려는 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 연구에서는 다양한 기능을 수행할 수 있는 집적 광 회로인 실리콘 포토닉스 이중-병렬 마하-젠더 변조기를 이용해 단측파대 변조, 고주파 마이크로파 신호 생성, 테라헤르츠 신호 생성 및 무선 통신 등의 다양한 마이크로파/테라헤르츠 포토닉스 기술들의 집적화 가능성을 실험적으로 검증했다.