초록 ▼

□ 연구개요
차세대 초고속/대용량 광학 유/무선 통신, LiDAR, 6G, 테라헤르쯔파 응용, 군용 보안 통신, 3차원 이미징, 동적 홀로그램을 포함하는 다양한 응용 분야에서 핵심 기술인 광학적 위상 배열 기술의 이중 기능(=ranging 및 무선 광통신) 및 빔보안성 향상 기술 개발 연구를 제안한다. 본 연구진은 광주입형 반도체 레이저 기술을 기반으로 이중 기능 및 향상된 빔보안 성능을 동시에 가지는 광학적 위상 배열 기술 개발을 제안한다. 이는 기존 기술과 비교하여 1) 종레이저의 스마트 변조를 통한 ranging 및 통신

□ 연구개요
차세대 초고속/대용량 광학 유/무선 통신, LiDAR, 6G, 테라헤르쯔파 응용, 군용 보안 통신, 3차원 이미징, 동적 홀로그램을 포함하는 다양한 응용 분야에서 핵심 기술인 광학적 위상 배열 기술의 이중 기능(=ranging 및 무선 광통신) 및 빔보안성 향상 기술 개발 연구를 제안한다. 본 연구진은 광주입형 반도체 레이저 기술을 기반으로 이중 기능 및 향상된 빔보안 성능을 동시에 가지는 광학적 위상 배열 기술 개발을 제안한다. 이는 기존 기술과 비교하여 1) 종레이저의 스마트 변조를 통한 ranging 및 통신용 이중 기능성 달성, 2) 종 레이저 배열 소자의 진폭 제어를 통한 빔보안성 향상, 3) 레이저 능동 소자 이용 원천성에서 파생된 높은 전력 효율성 및 구조의 단순성, 4) 광학 위상 배열 개별 소자의 전기적 제어를 통한 초고속 동작 가능의 차별화된 장점을 지니고 있다. 세부 내용은 1) 광학적 위상 배열기 단위 소자에 대한 정밀도 높은 변조 이론 개발, 2) ranging-통신 다중 기능을 실현하기 위한 변조 기법 개발, 3) 빔보안 성능 향상을 위한 스마트 변조 기술 구현으로 이루어진다.

□ 연구 목표대비 연구결과
가. 스마트 변조 기술 개발을 위한 기본 이론 구축
○ 광주입 레이저의 목표 변조값 달성을 위한 효율적인 주입조건 이론 정밀 해석 (기존의 비율 방정식 알고리즘 수정)
○ 도출된 이론을 통한 광진폭/위상/빔조향 달성 (광주입 조건 look-up 테이블 및 locking map 구축)
○ 광주입 반도체 레이저의 모델 검증을 위한 실험 계측 및 수행
나. 스마트 변조를 통한 배열기의 이중 기능 달성
○ 기본 이론에서 도출된 정밀 주입 조건 기반의 광주입 레이저 어레이를 이용한 광학적 위상 배열 모델링
○ 광주입 레이저 기반의 광학 위상 배열 구조의 이중 기능을 위한 종 레이저의 직접 변조 이론 구축 (스마트 변조 이론 완성)
○ 스마트 변조 기법에 기반한 광주입 레이저 어레이 실험 입증
다. 이중 기능 광학 배열기의 빔보안 강화 달성
○ 빔보안 강화를 위한 광학적 위상 배열의 표준 성능 지표 탐색/설정
○ 광학적 위상 배열 기술의 이중 기능 이론 완성 및 이에 대한 보안 및 통신 기능 성능 시뮬레이션 평가
○ 기보유 칩 레벨 어레이 레이저를 이용한 빔보안이 강화된 광학적 위상 배열의 구현 실험

□ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성)
광학적 위상 배열(optical phased array, OPA) 기술은 무인 자동차 기술의 대중화를 맞이하여 광학 기술의 응용에서 최근 많은 관심을 받고 있다. 본 기술은 무인 자동차로 대변되는 ranging 분야 뿐 아니라 동일 플랫폼으로 무선 고속 광통신에 적용 가능하므로 본 연구 제안에서는 먼저 스마트 변조를 통한 이중 기능을 제안한다. 이중기능 달성과 더불어 최근 개인 정보 유출 방지 및 군사용 목적으로 신호 보안의 중요성이 매우 중요한 기술 요소로 자리하고 있으므로 빔보안성 강화에 대한 기술 확보 또한 필수적인 상황이다. 제안 기술 연구는 산업적 측면 뿐 아니라 레이저를 이용하는 원천 기술 측면에서의 국가 기술력 확보 및 이에 수반하는 인력 양성, 교육, 학술적 측면에서도 그 파급효과가 크다고 할 수 있다.

(출처 : 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행내용 ... 5
• 가. 1단계: 스마트 변조 기술 개발을 위한 기본 이론 구축 (2021년도) ... 5
• 나. 2단계: 스마트 변조를 통한 배열기의 이중 기능 달성 (2022년도) ... 7
• 다. 3단계 : 이중 기능 광학 배열기의 빔보안 강화 달성 및 무선 광통신 기능 검증 (2023년도) ... 9
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 수준 ... 13
• 1) 정성적 연구개발성과(연구개발결과) ... 13
• 2) 세부 정량적 연구개발성과 ... 13
• 3) 목표 달성 수준 ... 13
• 4. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도(연구개발결과의 중요성) ... 14
• 5. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 14
• a) 산업적 측면 ... 14
• b) 학술/연구적 측면 ... 14
• c) 교육적 측면 ... 14
• 6. 자체점검표 ... 14
• 7. 참고문헌 ... 15
• 끝페이지 ... 29