초록 ▼

검은공진이라는 양자광학현상을 광통신 광소자에 적용하여 양자스위칭 연구를 목적으로 했던 본 연구는 최초 1단계 2년 6개월 (창의사업단장 이직으로 조기중단)동안 당초 목표했던 1. 희토류 도핑된 물질에서 양자변조현상, 2. 희토류 도핑된 물질에서 양자스위칭 현상, 그리고 3. 반도체 양자우물구조에서의 양자광학현상 - 검은공진의 세가지 목표중 처음 두가지를 자체적으로 완료하고 세 번째 목표는 다른기관에 의해 증명되어 종합적으로 목표 모두가 완료되었다. 또한, 2차년도 연구기간 중 고체를 이용한 빛정지 및 재생실험에 성공함으로써 위 목표

검은공진이라는 양자광학현상을 광통신 광소자에 적용하여 양자스위칭 연구를 목적으로 했던 본 연구는 최초 1단계 2년 6개월 (창의사업단장 이직으로 조기중단)동안 당초 목표했던 1. 희토류 도핑된 물질에서 양자변조현상, 2. 희토류 도핑된 물질에서 양자스위칭 현상, 그리고 3. 반도체 양자우물구조에서의 양자광학현상 - 검은공진의 세가지 목표중 처음 두가지를 자체적으로 완료하고 세 번째 목표는 다른기관에 의해 증명되어 종합적으로 목표 모두가 완료되었다. 또한, 2차년도 연구기간 중 고체를 이용한 빛정지 및 재생실험에 성공함으로써 위 목표달성에 추가하여 양자컴퓨터/양자통신분야에 획기적인 전기를 마련하는 개가를 올렸으며 이로써 다음단계로의 연구를 확신속에 지속할 수 있게 되었다. 당초 목표설정은 현 광통신에 쓰이는 광소자의 속도한계 (<100 GHz)를 양자광학현상인 검은공진현상을 이용하여 극복하려는 최초의 시도였으며 이론과 실험모두 본 연구단에서 최초로 발표하였고 그에 대한 실험적 증명을 위 연구기간동안 완벽하게 증명하여, THz영역의 광소자 개발에 착수할 수 있는 기초기반이 확립되엇다. 이것은 첫째 광변조기에 있어 반도체를 사용할 경우 (검은 공진은 실험적으로 이미 증명됨), DC-10THz 영역에서 속도를 자유롭게 선택할 수 있음으로 해서 기존의 변조영역제한이나 변조속도제한문제를 극복할 수 있는 대안을 제공하였고, 광스위치에 있어서는 DC-10THz 영역에서 자유자재로 시간적인 스위칭뿐만 아니라 공간적인 스위칭도 (라우팅) 가능하게 하여 새로운 광통신 영역으로의 전환점이 되었다. 빛 정지 및 재생실험의 의의는 지난 10여년간 지속되어온 양자정보분야의 괄목할만한 성장에 부가하여 거시양자컴퓨터라는 새로운 원리를 제공하여 양자컴퓨터분야의 활력을 제공하는 역할을 하였다.

Abstract ▼

The 21st century should be a society of information and knowledge, which Eleven Topple wrote already in his famous book, "the third wave". The society of information and knowledge is rooted on the inforamtion tele-communications based on the internet, and it needs an optical switch that can processe

The 21st century should be a society of information and knowledge, which Eleven Topple wrote already in his famous book, "the third wave". The society of information and knowledge is rooted on the inforamtion tele-communications based on the internet, and it needs an optical switch that can processes massive information in high speed, which the amount of information increases unexpectedly. The current optical switches are limited by either the speed or the ability of information processing. Therefore, socio-economically, the development of ultra-high-density, ultra-high-speed optical switch is necessary to construct a society of information and knowledge safely and quickly. For the ultra-high-density optical switches MEMS optical switches have littleproblem technically, but its switching speed is as slow as MHz not to be suitable to the optical communications need more than dozens of Gbps in total communication processing. On the contrary, Mach-Zehnder optical switch is as fast as GHz, but has fundamental drawback of slowing down in switching speed exponentially as the channel number increases. Therefore, the science and technology of ultra-high-speed (THz) optical switch is urgently needed for mass information (10~100Tbps) processing. The quantum switch published in PRL recently by the author and a colleague of the US Air Force Research Laboratory is best candidate to satisfy the requirements mentioned above. The author thinks, therefore, the research of quantum switch is very timely.

목차 Contents

• 제 1 장 연구개발과제의 개요...10
• 제 2 장 국내외 기술개발 현황...12
• 제 3 장 연구개발수행 내용 및 결과...14
• 제 4 장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도...15
• 제 5 장 연구개발결과의 활용계획...17
• 제 6 장 연구개발과정에서 수집한 해외과학기술정보...18
• 제 7 장 참고문헌...19