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온라인에서 조사해 보니 Fhys.org 웹사이트에서 이 기사를 찾았습니다. 원본 기사는 노르웨이 과학기술대학에서 발표되었습니다.
광섬유 연구를 통해 우리는 더 나은 의료 장비, 향상된 환경 모니터링, 더 많은 미디어 채널을 얻을 수 있고, 어쩌면 더 나은 태양광 패널도 얻을 수 있을 것입니다.
NTNU 물리학과의 우르술라 깁슨 교수는 "광섬유는 전송 과정에서 큰 손실 없이 신호를 전송하는 데 매우 뛰어납니다."라고 말했습니다.
하지만 "유리 섬유는 파장 3마이크론까지는 괜찮습니다. 그 이상은 좋지 않습니다."라고 그녀는 말합니다.
그리고 이것이 때로는 문제가 될 수 있습니다. 통신은 유리를 통과할 때 에너지 손실이 가장 적은 파장 스펙트럼의 근적외선 부분을 사용합니다.
하지만 더 긴 파장을 활용할 수 있다면, 더 나은 의학적 진단과 대기 중 가스 입자에 대한 더욱 정확한 환경 모니터링 등의 이점을 얻을 수 있을 것입니다. 또한, 현재 일반적으로 자유 공간 전송이 이루어지는 파장을 차지하기 위한 경쟁이 치열하기 때문에, 더 긴 파장은 미디어 채널의 활용 범위를 넓혀줄 수 있습니다.
광섬유는 순수한 유리로 만들어지지 않고, 신호를 전송하기 위해 다른 재료가 약간 섞인 코어가 필요합니다.
이는 분명히 달성하기 매우 복잡한 과정이며, 지난 50년 동안 그 방법들이 점진적으로 개선되어 왔습니다. NTNU의 여러 연구 그룹들은 현재 실리카 섬유에 사용되는 소량의 산화게르마늄 대신, 실리콘(Si)과 안티몬화갈륨(GaSb)으로 구성된 반도체 코어를 사용하는 광섬유 실험을 진행해 왔습니다. 연구진의 최신 연구 결과 중 일부는 Nature Communications에 게재되었습니다.
박사 과정생인 송승한 씨는 저명한 학술지에 게재된 논문의 제1저자입니다. 깁슨은 이 논문에서 "적외선을 방출할 수 있는 안티몬화갈륨 코어의 일부인 광섬유를 만드는 방법을 설명합니다. 그런 다음 광섬유를 레이저 처리하여 안티몬화물을 농축합니다."라고 설명했습니다.
이 공정은 실온에서 진행됩니다. 레이저 가공은 코어의 특성에 영향을 미칩니다.
실리콘은 태양광 패널에 가장 흔히 사용되는 재료로 잘 알려져 있습니다. 실리콘은 산소와 함께 유리 및 유리 섬유 케이블에서도 가장 흔히 사용되는 재료입니다.
갈륨 안티모나이드는 덜 일반적이지만, 다른 연구자들도 광학 기기에 동일한 조성을 사용해 왔습니다. 하지만 방식은 다릅니다.
이 새로운 방법을 사용하면 안티모나이드 갈륨이 실리콘 전체에 분산됩니다. 이는 다른 결정 성장 방법보다 간단하고 저렴하며, 다양한 응용 분야를 제공합니다.
깁슨은 "우리의 연구 결과는 무엇보다도 광섬유 전송을 위해 전자기파 스펙트럼의 더 넓은 부분을 개방하는 데 한 걸음 다가간 것입니다."라고 말했습니다.
유리 섬유의 반도체 소재의 기본적 특성에 대해 배우면 갈륨과 같은 희귀 자원을 보다 효율적으로 활용할 수 있습니다.
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