학과소식

김승우 교수 연구팀, 고차조화파 생성 현상을 이용한 비선형 감수율 측정법 개발

관리자 2019.08.08

기계공학과 정밀측정연구실 (지도교수: 김승우) 박사후 연구원 한승회 박사와 김현웅 박사가 고차조화파 생성현상을 이용하여 고체 물질의 비선형 감수율(nonlinear susceptibility)을 측정하는데 성공하였습니다.
비선형 감수율은 페타헤르츠 수준의 신호 조작을 가능하게 해주는 초고속 광파 구동 광전장치의 개발을 가능하게 하는 핵심 요소기술입니다. 기존의 관현 연구들에서는 강한 전기장이 매질을 통과하면서 일어나는 비선형 반응과, 비교적 약한 전기장이 통과하면서 일어나는 선형 반응의 차이를 비교하여 3차 비선형 감수율까지 측정한 바 있습니다. 본 연구에서는 고차조화파 생성 현상의 높은 비선형성을 이용하여, 사파이어 결정의 7차, 9차 그리고 11차 비선형 감수율을 측정하였습니다. 측정된 감수율은 물질의 결정 방위에 따라 변화하는 밴드 구조의 주기성을 그대로 가져, 입사된 레이저 편광 각도에 따라 값이 달라지는 것을 확인하였습니다. 해당 연구는 부산대학교 김승철 교수 및 독일 막스-플랑크 복잡계 물리학 연구소(Max-Planck Institute for Physics of Complex Systems)의 알렉산드라 렌즈만 박사 연구팀과의 공동연구로 이루어 졌으며, 향후 레이저 편광에 의해 제어되는 초고속 다중 채널 신호 프로세싱 기술 개발에 응용될 수 있습니다.
이번 연구는 한국연구재단의 국가과학자지원 사업의 지원 등을 받아 수행되었습니다. 그리고 이 연구 결과는 2019년 7월 22일에 국제학술지 Nature Communications(IF: 11.880)에 “Extraction of higher-order nonlinear electronic response in solids using high harmonic generation”의 제목으로 게재되었습니다.