극화 격원 레이저 기 개념도.（The Korea Advanced Institute of Science and Technology (KAIST)）
[대기원 2021년 07월 16일 뉴스](대기원 기자 가오웬썬 편역)양자세계는 항상 일반적인 인식에 반하는 법칙을 가지고 있으며, 여러 가지 기묘한 현상으로 나타난다.과학자들은 최근 실온에서 작동할 수 있을 뿐만 아니라 에너지 손실이 증가함에 따라 레이저를 생성하는 데 필요한 에너지는 줄어드는 양자 레이저를 고안했다.
한국과학기술원(Korea Advanced Institute of Science and Technology, 약칭 KAIST)의 물리학자가 개발한 레이저를 만드는 시스템은 육각형의 미세강을 통과하게 한다.이 미강 안에는 질화규소 안감이 코팅되어 있다.연구에 따르면 이 코팅에 사용된 재료는 육각형 미세강의 디자인과 배합되어 레이저 에너지 손실을 제어하는 역할을 한다.
실온에서 작동하는 폴라리톤 레이저(polariton laser)를 만들 수 있도록 설계됐다.극화격원 레이저는 최근 몇 년 동안 첨단 레이저 기기로 레이저를 발생시키는 임계밸브의 값이 전통적인 광자 레이저 기보다 낮지만, 일반적으로 저온 환경에서 필요로 한다.이것이 이 기술의 한 가지 포인트이다.
연구진은 이 설계가 일반적인 인식에 어긋나는 또 다른 특성이 있다는 것을 발견했다.일반적으로 레이저를 작동시키는 과정에서 에너지가 손실될 수 있다.하지만 이 시스템 안에서 손실 에너지가 많아지면서 레이저를 생성하는 에너지도 줄어든다.이 특성을 이용해 고효율·저에너지 밸브 값의 레이저를 만들어 미래의 다양한 양자 광학 장비에 활용할 수 있다.
"시간 반전의 대칭성(parity-time reversal symmetry)이라는 개념을 적용했다"는 조용훈 KAIST 물리학과 조용훈(Yong-Hoon Cho) 교수는 "이 플랫폼은 에너지 손실을 수익으로 활용할 수 있어 전통적인 광학 기기와 센서, 양자 기기의 레이저 에너지 한계값을 낮추고 빛의 방향을 제어하는 데 사용될 수 있다"고 말했다.
이 연구는 네이처 포토닉스(Nature Photonics) 저널 6월 10일자에 발표됐다.
출처: 대기원
