광학 통신 장치에서 "자기 투과성"의 개념을 소개 - 메타 물질이 구현 된 광학 변조기를 성공적으로 개발했습니다 -

2015 년 3 월 23 일

도쿄 기술 연구소
Riken Research Institute
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[키 포인트]
◆ INP 광학 통신 플랫폼에 대한 자기 카지노 슬롯 머신 종류 개념을 성공적으로 도입했습니다
◆ 광학 주파수 대역에서 전압을 제어 할 수있는 특수 메타 물질을 달성합니다
◆ 광학 변조기의 크기는 현재 크기의 약 1/100으로 줄일 수 있습니다

[요약]● 연구 배경 및 역사
모든 재료에는 재료를 특성화하는 일종의 매개 변수가 있지만 유전 상수 및 자기 투과성의 두 가지 개념은 전자기파 (빛)에 특히 중요합니다. 그러나 일반적인 광학 통신 교과서에는 유전 상수에 대한 설명이 있지만 투과성은 전혀 나타나지 않습니다. "광학 통신에 사용 된 것과 같은 고주파 조명의 경우 모든 재료의 상대 투과성은 1이라는 순수한 사실이 있기 때문입니다. 반면, 현재 광학 통신은 그렇지 않으면 제어 할 수있는 매개 변수를 사용하지 않습니다.
기존 광학 통신에 사용되는 레이저, 변조기 및 광 스위치와 같은 다양한 장치는 주로 INP 기반 재료로 만들어 지지만 위에서 언급 한 "일정한 자기 투과성"제약 조건을 초과하는 것이 중요합니다. 특히, 다음 두 지점은 광학 통신의 세계로 새로운 프론티어를 여는 데 기여합니다 (그림 1 참조).

1. 기존 장치의 지원 소형화 및 성능 향상
   두 개의 매개 변수를 동시에 유전 상수 및 자기 카지노 슬롯 머신 종류을 동시에 제어함으로써, 원래 가변적 인 굴절률이 좁은 INP 기반 장치에서 매우 큰 굴절률 변화를 달성 할 수있다 [참고 4]. 이로 인해 기존 장치의 크기와 성능이 크게 줄어 듭니다.
2. 기존 기술의 프레임 워크를 넘어서는 속성을 구현할 수 있습니다
   유전 상수 및 자기 카지노 슬롯 머신 종류을 적절한 값으로 설정하면 INP 기반 플랫폼에서 네거티브 굴절률과 같은 이전 기술의 프레임 워크를 넘어서는 속성을 생성 할 수 있습니다. 광학 메모리 및 광학 무선 안테나가 응용 프로그램으로 가능합니다.

● 연구 결과
연구 그룹은 세계 최초의 광학 통신에서 가장 일반적 인 INP 플랫폼에서 자기 카지노 슬롯 머신 종류 개념을 성공적으로 도입 한 최초의 사람이었습니다. 구체적으로, INP 기반 Mach-Zehnder 광학 변조기를 기반으로 장치 내부에 특수한 메타 물질 [참고 6]이 설치됩니다 [주 5]. 이 장치는 전압의 적용과 관련된 자기 카지노 슬롯 머신 종류의 변화를 이용하여 전송 된 광의 강도를 성공적으로 조절했으며, 이는 장치의 크기가 크게 줄어들 수 있음을 나타냅니다.
두 가지 주요 결과는 트라이 게이트 메타 물질과 아래에 나열된 메타 물질 통합 Mach-Zehnder 변조기입니다.

TRI-GATE Metamaterial : INP 기반 화합물 반도체에 얕은 트렌치를 파고 내부 나노 스케일 금속 구조를 만들어 전압으로 제어 할 수있는 특수한 메타 물질을 성공적으로 개발했습니다 (그림 2 참조). 이 구조에서, 반도체 내의 캐리어 밀도는 상단에서 전압을 적용함으로써 변경 될 수 있으며, 결과적으로 금속 미세 구조 (= 메타 물질의 특성) 변화의 반응 (캐리어 발현의 원리는 3 차원 트랜지스터의 원리와 동일하다). 이를 통해 전압이 적용되는지 여부에 따라 자기 카지노 슬롯 머신 종류을 제어 할 수 있습니다.
Metamaterial Integrated Mach-Zehnder 변조기 : 광학 통신 장치에서 3 개 게이트 메타 물질 기술을 구현함으로써 "자기 투과성 제어를 갖는 메타 물질 로딩 변조기"(그림 3 참조). 이 요소는 Mach-Zehnder 간섭계의 각 암에 트레이드 메타 물질이 내장 된 구조를 가지고 있으며, 요소의 상단에서 전압이 적용되어 ARM 부분의 자기 투과성을 변경하여 강도 변조를 수행합니다.
자기 카지노 슬롯 머신 종류을 제어함으로써, 원래 좁은 가변 굴절률을 갖는 INP 기반 장치에서 큰 굴절률 변화를 달성 할 수 있으며, 장치 길이 200 μm의 대략 7.0 dB (데시벨)의 변조 특성을 얻는 데 성공했습니다. 유전 상수 및 자기 카지노 슬롯 머신 종류을 모두 사용함으로써, 더 높은 성능을 달성 할 수 있으며, 앞으로는 기존 장치와 동일한 성능을 실질적으로 유지하면서 크기를 약 1/100으로 줄일 수있을 것으로 예상됩니다.

● 미래 개발
대부분의 현재 메타 물질 연구는 물리 물질 또는 기본 엔지니어링 분야에서 수행됩니다. 특히, 2010 년경까지 "메타 물질의 고유 특성"에 대한 연구가 이루어졌지만 현재는 많은 사람들이 장치 응용 프로그램으로 향하고 있습니다. 실제로, 캐나다의 Kymeta 및 MTI (Metamaterial Technologies Inc)와 같은 벤처 회사도 출시되었으며 회사는 마침내 실제 사용을 향해 나아가기 시작했습니다. 이 추세에서 볼 수 있듯이 엔지니어링 위치의 연구가 향후 점점 더 중요해질 것임이 분명합니다.
이 연구는 레이저 변조기를 포함한 INP 광학 통신 플랫폼에 대한 자기 카지노 슬롯 머신 종류의 개념을 소개하기위한 세계 최초의 연구가 특징입니다. 광학 조절기뿐만 아니라 INP 기반 광학 장치에도 널리 사용될 수 있으므로 다양한 장치의 소형화, 고성능 및 특수 작동에 기여할 것으로 예상됩니다.

[용어집](주 1) INP 기반 광 통신 플랫폼 : 레이저와 같은 많은 광학 통신 장치는 인듐 (IN), 갈륨 (GA), 알루미늄 (AL), 비소 (AS) 및 인쇄물 (P)과 같은 원하는 요소를 결합한 화합물 반도체 필름을 퇴적하여 만들어집니다.(주 2) 자기 카지노 슬롯 머신 종류 : 사고 전자기파 (이 연구에서의 빛)와 관련하여 재료의 자화의 용이성을 나타내는 상수 (재료의 고유 자기 특성을 나타냅니다). 상대 카지노 슬롯 머신 종류은 진공의 카지노 슬롯 머신 종류의 비율이다.(주 3) 유전 상수 : 사고 전자기파에 대한 재료의 편이성을 나타내는 상수 (이 연구의 빛) (재료의 고유 한 전기적 특성을 나타냅니다). 상대 유전율은 진공의 유전율의 비율입니다.(주 4) "굴절률"과 "상대 유전 상수/상대 투과성"의 관계 : 굴절률 n과 상대 유전 상수 ε 및 상대 자기 투과성 μ,관계가 있습니다. 상대 유전 상수 및 상대 자기 카지노 슬롯 머신 종류, 2 개의 파라미터를 동시에 제어함으로써, 기존의 상대 유전 상수 만 사용하여 굴절률 변화 () ().(주 5) Mach-Zehnder 변조기 : 전기 신호에 의해 전송 된 빛의 강도를 변화시키는 외부 조명 변조기의 유형. 두 광학 경로 사이의 간섭을 활용함으로써 빛의 강도가 변경됩니다.(참고 6) 메타 물질 : "메타"는 "초월"을 의미하며 "재료"는 "재료"를 의미하며, 메타 물질은 인위적으로 "초과 물질"또는 "유사 물질"을 의미합니다. 다시 말해, 그것은 자연에서 발견되지 않는 속성을 가진 인공적인 "물질과 같은 것"입니다. 요소 및 화합물의 특성을 변화시키기 위해 자연의 변화에 ​​화학적 조성이 필요하지만, 메타 물질은 원자재의 물리적 특성을 유지하면서 초경형 형상 패턴 또는 모양으로 특성을 변경할 수 있습니다. 이 프레젠테이션에서, 본질적으로 통제 할 수없는 것으로 알려진 투과성은 메타 물질을 사용하여 제어 될 수있다.
[종이 정보]
게시 : 과학 보고서
종이 제목 : 삼선 메타 물질을 갖춘 카지노 슬롯 머신 종류 제어 광 변조 : INP 기반 광자 통합 플랫폼에서의 카지노 슬롯 머신 종류 제어
저자 : T. Amemiya, A. Ishikawa, T. Kanazawa, J. Kang, N. Nishiyama, Y. Miyamoto, T. Tanaka 및 S. Arai

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[contact]
도쿄 기술 연구소 양자 나노 전자 연구 센터
Arai Shigehisa 조교수

Riken Tanaka Metamaterial Laboratory
Tanaka Takuo 부사장 최고 연구원

카지노 슬롯 머신 종류 Natural Sciences 대학원 (기술)
Ishikawa Atsushi
전화 : 086-251-8140