| 학회 | 한국재료학회 |
| 학술대회 | 2017년 봄 (05/17 ~ 05/19, 목포 현대호텔) |
| 권호 | 23권 1호 |
| 발표분야 | 7. 플라즈모닉 소재의 응용(Applications of Plasmonic Materials) |
| 제목 | 플라즈모닉 금속 나노디스크 어레이형 광학필터 제작 및 on-chip 분광계 응용가능성 평가 |
| 초록 | 최근 필터어레이 기반의 on-chip 분광계가 저렴한 가격 및 소형화로 인해 많은 관심을 받고 있다. 기존에 주로 사용되던 분광계는 프리즘, 회절격자 등 고가의 광학부품으로 인해 가격이 비싸고 광 경로가 길기 때문에 부피가 큰 단점이 있어서 용도의 한계가 있다. 반면에 칩형 분광계의 경우 CCD 혹은 CMOS 이미징 소자에 특정 파장대역의 빛을 필터링하는 광학필터를 어레이 형태로 결합하여 사용하는 방식으로서, 휴대성이 높아 실시간 현장 분석 및 감지에 유리한 장점이 있다. 초소형 on-chip 분광계 구현을 위한 필터어레이 응용을 위해 우수한 파장 가변성은 물론, 제작공정이 단순한 플라즈모닉스 기반의 광학 필터가 주목 받고 있다. 이 중에서, 나노디스크 어레이 구조의 광학 필터는 주기 및 직경에 따른 공명 파장 가변이 용이함에도 불구하고 저지대역형 필터 특성을 나타내어 이를 on-chip 분광계 구현에 응용한 연구가 아직까지 보고된 바 없다. 본 연구에서는 가시광~근적외선 파장영역에 대응하도록 주기적 격자구조를 갖는 플라즈모닉 나노디스크 필터어레이를 나노임프린트 리소그래피 공정을 통해 제작하였다. 제작된 필터어레이의 스펙트럼을 측정하여 필터의 주기 및 직경에 따른 스펙트럼의 변화를 관찰하였고 이를 유한차분 시간영역법 기반의 시뮬레이션 결과와 비교하였다. 그리고 측정된 필터어레이 스펙트럼을 이용하여 디지털 신호처리 과정을 통해 측정하고자 하는 대상체 스펙트럼 신호의 복원을 시도하였다. 이를 통하여 플라즈모닉 저지대역형 필터어레이 기반의 초소형 on-chip 분광계 구현이 가능함을 입증하였다. |
| 저자 | 임형섭1, 김현철1, 성태연2, 황규원1, 이경석1 |
| 소속 | 1한국과학기술(연), 2고려대 |
| 키워드 | On-chip 분광계; 플라즈모닉 저지대역형 필터; 필터어레이; 나노임프린트 리소그래피; 유한차분 시간영역법; 디지털 신호처리 |
