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근접장 광과 비선형 광학

전문가 제언: □ 근접장 광은 진행하지 않는 영역의 빛으로 회절한계를 초월할 수 있기 때문에 새로운 나노 크기의 광자 디바이스를 제작할 수 있는 가능성이 보고 되면서 근접장 광학은 새로운 방향으로 급속히 발전하고 있다.

○ 금속 나노 입자는 전도전자(傳導電子)의 공명집합진동(共鳴集合振動)을 가지고 있으며, 외부의 빛에 의해 에너지를 받게 되면 이러한 전자들의 진동은 광학적으로 여기(勵起)되어 나노 입자에 묶여 있는 표면 플라즈몬 폴라리톤(SPP)을 형성한다.
- 은이나 금의 표면에 SPP가 여기 되면 강하게 증강되어 표면으로부터 수백nm 이내의 범위에 국부적으로 존재하는 전장(電場)이 유기(誘起)된다.
- 이와 같이 금속 표면에 국부적으로 존재하는 전자장(또는 광)이 근접장 광학에서 관심의 초점이 되고 있다.

□ 한편, 비선형 광학은 펨토 초 레이저, X-레이 레이저 개발과 같은 신개념으로 레이저 개발의 기초가 되고, 광통신에서 중요한 광학의 원리가 될 뿐만 아니라 새로운 분광학 기법의 개발, 양자광학의 실험적 방법을 제공하는 관계로 미국, 일본, 유럽 등 선진국은 물론 국내에서도 활발한 연구가 수행되고 있다.

○ Y. Inouye 등은 비선형 광학효과를 효율적으로 높이기 위해서는 높은 포톤 밀도가 필요하기 때문에, 근접장 광학에서 이용되는 금속 탐침 프로브가 금속 나노 구조에 의한 플라즈몬 폴라리톤을 유기하여 포톤 밀도를 증폭하는 것에 착안하여, 이것의 활용에 의한 상승적 효과의 추구는 상당히 기대가 큰 발상이라 할 수 있다.

저자: Y. Inoue
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