KR101067368B1 - 광섬유 인듐비소 박막 테라헤르츠파 발생 장치 및 제조 방법 - Google Patents

광섬유 인듐비소 박막 테라헤르츠파 발생 장치 및 제조 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR101067368B1
KR101067368B1 KR1020090109168A KR20090109168A KR101067368B1 KR 101067368 B1 KR101067368 B1 KR 101067368B1 KR 1020090109168 A KR1020090109168 A KR 1020090109168A KR 20090109168 A KR20090109168 A KR 20090109168A KR 101067368 B1 KR101067368 B1 KR 101067368B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
thin film
terahertz wave
optical fiber
indium arsenide
wave generator
Prior art date
Application number
KR1020090109168A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20110052219A (ko
Inventor
안재욱
이강희
이민우
임종석
조영달
홍영빈
정지훈
Original Assignee
한국과학기술원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국과학기술원 filed Critical 한국과학기술원
Priority to KR1020090109168A priority Critical patent/KR101067368B1/ko
Publication of KR20110052219A publication Critical patent/KR20110052219A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101067368B1 publication Critical patent/KR101067368B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/10—Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating
    • H01S3/105—Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating by controlling the mutual position or the reflecting properties of the reflectors of the cavity, e.g. by controlling the cavity length
    • H01S3/1051—Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating by controlling the mutual position or the reflecting properties of the reflectors of the cavity, e.g. by controlling the cavity length one of the reflectors being of the type using frustrated reflection
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S1/00—Masers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the microwave range
    • H01S1/02—Masers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the microwave range solid
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/30—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region
    • H01S5/32—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising PN junctions, e.g. hetero- or double- heterostructures
    • H01S5/321—Structure or shape of the active region; Materials used for the active region comprising PN junctions, e.g. hetero- or double- heterostructures having intermediate bandgap layers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S2304/00—Special growth methods for semiconductor lasers
    • H01S2304/02—MBE

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)

Abstract

본 발명은 광섬유를 이용하는 테라헤르츠파 발생 장치에 관한 것으로써, 인듐비소(InAs) 박막을 광섬유에 붙인 형태의 테라헤르츠파 발생 장치를 개시한다. 또한, 상기 테라헤르츠파 발생 장치를 사용하여 현미경 광학계, 인체 내시경 등을 구현하기 위한 개량된 형태의 테라헤르츠파 발생 장치를 개시한다.
테라헤르츠 시간 도메인 분광(terahertz time domain spectrum), 테라헤르츠 발생(Terahertz emission), 포토 뎀버 효과(Photo-Dember effect), 광섬유(Optical fiber), 인듐비소(InAs), 테라헤르츠 내시경(terahertz endoscope), 레이저 테라헤르츠 발생 현미경(Laser terahertz emission microscope, LTEM)

Description

광섬유 인듐비소 박막 테라헤르츠파 발생 장치 및 제조 방법{DEVICE FOR TERAHERTZ EMITTER USING THIN INDIUM ARSENIC FILM OPTICAL FIBER AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}
본 발명은 테라헤르츠파 파장영역을 이용하여 영상을 획득할 때에 쓰일 수 있는 원격 테라헤르츠파 발생 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 테라헤르츠파 발생을 위한 기술은 크게 3가지로 구분 될 수 있다. 첫째는 비선형 물질에 펄스 빛을 때려 테라헤르츠파를 발생시키는 광정류 기법이고, 둘째는 반도체 위의 좁은 전극 사이에 전압을 걸고 펄스 빛이 반도체에 맞았을 때 저항이 떨어져 전하를 가속하는 현상을 이용하는 광전도 안테나(PCA) 방식이며, 셋째는 InAs와 같은 낮은 밴드 갭(band gap) 반도체에서 전자와 홀의 mobility 차이에 의해 생기는 포토 뎀버 효과(Photo-Dember effect)를 이용한 방식이다.
한편, 내시경 등에서 테라헤르츠파를 활용하기 위해 광섬유를 통해 테라헤르츠파를 원격으로 발생시키는 경우, 전압을 걸어주어야 하는 수고를 해야 함에도 불구하고 주로 광전도 안테나를 사용한다. 이는, 광정류 기법을 쓰기에는 충분한 펄스 빛이 전송되기 어려운 점이 있으며, 반도체의 표면 전류 효과를 이용하는 것은 테라헤르츠 파가 반도체를 투과하지 않고 반사되기 때문이다. 광전도 안테나를 이용한 기법에 대해서는 많은 곳에서 연구가 이루어졌으며 Optics Express, A miniaturized fiber-coupled terahertz endoscope system, Young Bin Ji, Eui Su Lee, Sang-Hoon Kim, Joo-Hiuk Son, and Tae-In Jeon, 2009, Vol.17, P.17082와 같은 논문들이 그 예라고 할 수 있다.
레이저 테라헤르츠 발생 현미경(laser terahertz emission microscope)은 테라헤르츠파가 발생하는 부분이 회절 한계보다 훨씬 작은 것을 이용하여 고 분해능 영상을 얻는 이미지 기법이다. 반도체에 전극이 있는 경우 전극에 전압을 걸어 영상을 얻거나 광정류 기법을 이용하는 방법들이 알려져 있다. Opticis Letter ,Laser terahertz-emission microscope for inspecting electrical faults in integrated circuits, Toshihiko Kiwa, Masayoshi Tonouchi, Masatsugu Yamashita and Kodo Kawase, 2003, Vol.28, P.2058은 전극에 전압을 걸어 회로의 전극을 조사하는 방법이다. 상기 방법은 해상도는 좋으나 진정한 의미에서의 현미경이라고 하기 어렵고 상당히 제한된 부분에서만 효용성이 있다고 할 수 있다. Optics Express, THz emission Microscopy with sub-wavelength broadband source, Romain Lecaque, Samuel Gr'esillon and Claude Boccara, 2008, Vol.16, P.4731 은 광정류기법을 이용한 레이저 테라헤르츠파 발생 현미경에 대한 기존 연구이다. 이 경우는 전극과는 상관이 없으나 이때 광정류 기법을 이용하기 위한 테라헤르츠파 발생 장치는 두께가 상당히 두꺼워야 하므로 샘플을 테라헤르츠파가 발생하는 곳에 바로 두기가 어려워져서 해상도 향상에 어려움이 있다.
본 발명의 일실시예는, 인듐비소 박막에 광섬유를 붙여 테라헤르츠파를 발생시킴으로써, 간단한 방식과 저렴한 가격으로 테라헤르츠파를 발생시키는 테라헤르츠파 발생 장치 및 제조 방법을 제공한다.
본 발명의 일실시예는, 테라헤르츠파가 발생되는 부분의 두께가 박막이므로 측정하고자 하는 샘플을 테라헤르츠파가 발생하는 부분에서 매우 가까이 둠으로써, 테라헤르츠파 회절 한계를 극복하는 테라헤르츠 현미경을 제공한다.
본 발명의 일실시예에 따른 테라헤르츠파 발생 장치는, 광섬유의 일측면을 사선으로 절단한 절단부, 상기 절단부에 부착되는 인듐비소 박막 및 상기 광섬유에 고속 펄스 빛을 전송하는 광전송부를 포함한다
본 발명의 일측면에 따르면, 상기 인듐비소 박막은, 포토 뎀버 효과(photo-Dember effect)가 발생 가능한 두께로 형성될 수 있다.
본 발명의 일측면에 따르면, 상기 고속 펄스 빛은 800nm의 파장대를 갖는 티타늄 사파이어 레이저 또는 1500nm의 파장대를 갖는 섬유(fiber)용 펄스 레이저를 사용할 수 있다.
본 발명의 일측면에 따르면, 상기 인듐비소 박막과 절단부의 사이에 위치하는 광투과 기판 및 상기 인듐비소 박막의 상단에 위치하는 인듐비소 커버를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일측면에 따르면, 상기 광투과 기판은, 상기 광섬유에서 출력되는 고속 펄스 빛과 상기 인듐비소 박막까지 거리를 조절하여 상기 인듐비소 박막에 도달하는 고속 펄스 빛의 스팟 크기를 조절할 수 있다.
본 발명의 일측면에 따르면, 상기 인듐비소 커버는, 인듐비소 박막의 유해성을 감소시키는 물질로 구성될 수 있다.
본 발명의 일측면에 따르면, 상기 인듐비소 커버는, 테플론으로 구성될 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 테라헤르츠파 발생 장치의 제조 방법은, 광섬유의 일측면을 사선으로 절단하는 단계 및 상기 광섬유의 절단된 부위에 인듐비소 박막을 부착하는 단계를 포함한다
본 발명의 일측면에 따르면, 상기 인듐비소 박막을 부착하는 단계는, 포토 뎀버 효과(photo-Dember effect)가 발생 가능한 두께의 인듐비소 박막을 부착할 수 있다.
본 발명의 일측면에 따르면, 상기 인듐비소 박막을 부착하는 단계는, MBE(molecular beam epitaxy) 방식으로 인듐비소 박막을 증착(deposition)할 수 있다.
본 발명의 일측면에 따르면, 상기 인듐비소 박막을 부착하는 단계는,
상기 광섬유의 절단된 부위에 빛이 투과하는 광 에폭시(optical epoxy)를 부착하는 단계 및 상기 광 에폭시를 에칭(etching)하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 일측면에 따르면, 상기 에칭(etching)하는 단계는, 화학 에 칭(chemical etching)을 수행할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 테라헤르츠파 발생 장치의 제조 방법은, 광섬유의 일측면을 사선으로 절단하는 단계, 갈륨비소 기판, 안티몬화 알루미늄 버퍼, 및 인듐비소 박막으로 구성되는 샘플을 생성하는 단계, 상기 광섬유의 절단된 일측면에 상기 샘플을 부착하는 단계 및 상기 갈륨비소 기판을 화학 에칭으로 갈아내는 단계를 포함한다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 인듐비소 박막에 광섬유를 붙여 테라헤르츠파를 발생시킴으로써, 간단한 방식과 저렴한 가격으로 테라헤르츠파를 발생시키는 테라헤르츠파 발생 장치 및 제조 방법이 제공될 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 테라헤르츠파가 발생되는 부분의 두께가 박막이므로 측정하고자 하는 샘플을 테라헤르츠파가 발생하는 부분에서 매우 가까이 두어, 테라헤르츠파 회절 한계를 극복하는 테라헤르츠 현미경을 제공할 수 있다.
이하, 첨부된 도면들에 기재된 내용들을 참조하여 본 발명의　실시예들을 상세하게 설명한다. 다만, 본 발명이 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다. 광섬유 인듐비소 박막 테라헤르츠파 발생 방법은 광섬유 인듐비소 박막 테라헤르츠파 발생 장치를 구성하는 구성 요소에 의해 수행될 수 있다.
도 1은 인듐비소 박막에서의 투과형 테라헤르츠파 발생을 설명하기 위해 나 타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 인듐비소 단결정(10)에서의 테라헤르츠파 발생은 인듐비소 단결정(10)에 초고속 펄스 레이저 빔이 조사 되었을 때 홀과 전자의 모빌리티(mobility)차이에 의해 쌍극자(dipole)가 형성되고, 상기 형성된 쌍극자에서부터 테라헤르츠파가 발생되며, 이를 포토 뎀버 효과(photo-Dember effect)라고 한다. 이때 발생하는 테라헤르츠파는 보통의 쌍극자에 의한 전자기파 복사 패턴(radiation pattern)을 따르므로 아래의 [수학식1]을 따라 형성될 수 있다.
Figure 112009069580416-pat00001
이때, P는 복사 되는 power,
Figure 112009069580416-pat00002
는 solid angle,
Figure 112009069580416-pat00003
는 빛의 속도,
Figure 112009069580416-pat00004
는 자유공간에서의 임피던스,
Figure 112009069580416-pat00005
는 복사되는 전자기파의 파수,
Figure 112009069580416-pat00006
는 형성되는 쌍극자의 크기,
Figure 112009069580416-pat00007
는 형성되는 쌍극자와 전자기파의 방향이 이루는 각도를 각각 의미한다.
상기에서 나타난 바와 같이, 복사 패턴은 사인함수의 제곱과 비례하고, 쌍극자의 방향은 항상 인듐비소 단결정(10)의 표면의 수직인 방향에 해당하게 되므로, [수학식 1]에 의해 테라헤르츠파는 인듐비소 단결정(10) 표면에 수직인 방향으로 나올 수 없고 도 1에서 도시된 바와 같이, 일정 각도를 가지고 발생될 수 있다.
그러나, 이론과 달리 실제에 있어서는, 테라헤르츠파 복사 패턴이 [수학식 1]을 따르는 것은 아니다. 왜냐하면, 쌍극자에 의해 복사가 되더라도 인듐비소 단결정(10) 주위의 인듐비소에 의해 방해받기 때문이다. 도 1에서 검은색 영역으로 도시한 부분이 이를 나타낸다.
이때, 도 1의 인듐비소 박막(20)과 같이 인듐비소를 충분히 얇게 만들어 주게 되면 주위의 인듐비소에 의해 방해받는 효과가 줄어들게 된다. 따라서, 이 경우는 인듐비소 박막(20)을 투과하면서 테라헤르츠파가 발생 할 수 있게 되는 것이다.
본 발명은 상기한 원리를 응용한 것으로, 인듐비소를 얇게 만들고 광섬유를 수직이 아닌 각도가 있게 만들어 붙이게 되면 원격형 테라헤르츠파 발생 장치가 구성되므로 수많은 테라헤르츠 광학계에서 응용할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 있어서, 광섬유 인듐비소 박막 테라헤르츠파 발생장치(30)를 도시한 도면이다.
도 2를 참고하면, 광섬유 인듐비소 박막 테라헤르츠파 발생 장치(30)는, 광섬유(40)의 일측면을 사선으로 절단한 절단부(41), 절단부(41)에 부착되는 인듐비소 박막(20) 및 상기 광섬유에 고속 펄스 빛을 전송하는 광전송부(미도시)를 포함할 수 있다.
여기서, 인듐비소 박막(20)은, 포토 뎀버 효과(photo-Dember effect)가 발생 가능한 두께로 형성될 수 있고, 상기 고속 펄스 빛은 800nm의 파장대를 갖는 티타늄 사파이어 레이저 또는 1500nm의 파장대를 갖는 섬유(fiber)용 펄스 레이저를 사용할 수 있다.
또한, 광섬유 인듐비소 박막 테라헤르츠파 발생장치(30)를 만들기 위해서는 다음의 과정이 필요하다. 먼저, 광섬유(40)를 수직이 아닌 각도를 갖도록 자를 수 있다. 다음으로, 잘라진 절단부(41)에 인듐비소 박막(20)을 얇게 올릴 수 있다. 이때, 인듐비소 박막(20)을 얇게 올리기 위한 2가지 방법이 존재할 수 있다. 첫 번째 방식은 쌓는 방식(deposition)으로 MBE(molecular beam epitaxy) 방식이 사용될 수 있다. 두 번째 방식은 빛이 투과하는 광 에폭시(optical epoxy)등을 붙이고 상기 붙여진 광 에폭시를 깎는 방식(etching)을 사용할 수 있다. 이때, 광 에폭시를 깍아내기 위해서는 화학 에칭(chemical etching) 방식을 사용할 수 있다.
상기 두 가지 방법을 별도로 사용하는 방법뿐만 아니라, 상기 두 가지 방법을 같이 사용하는 방식도 적용될 수 있다. 이때, 어떠한 방식을 사용하든, 포토 뎀버 효과가 일어나는 효과는 대략 1 마이크로미터 정도이므로 그 정도의 두께로 박막을 만들어서 사용할 수 있다.
도 3는 본 발명의 일실시예에 있어서, 광섬유 인듐비소 박막 테라헤르츠파 발생장치(30)를 만드는 과정을 예시하여 도시한 도면이다.
도 3을 참고하면, 광섬유 인듐비소 박막 테라헤르츠파 발생 장치(30)를 생성하기 위해, 갈륨비소 기판(21) 위에 안티몬화 알루미늄 버퍼(22)를 깔고 인듐비소 박막(20)을 1 마이크로미터 정도의 두께로 올린 샘플을 사용할 수 있다. 즉, 빛이 투과 하는 광 에폭시(optical epoxy)를 이용하여 상기 샘플을 광섬유(40)에 붙이고 갈륨비소 기판(21)을 화학 에칭(chemical etching)으로 갈아낼 수 있다. 이때, 안티몬화 알루미늄 버퍼(22)가 에칭되는 속도가 갈륨비소 기판(21)보다 훨씬 느리므로 쉽게 갈륨비소 기판(21)만 없앨 수 있다. 조금 남아 있는 안티몬화 알루미늄 버퍼(22)는 굉장히 얇고, 또한 테라헤르츠파가 투과될 수 있으므로 광섬유 인 듐비소 박막 테라헤르츠파 발생 장치(30)의 성능에는 영향을 미치지 않는다.
여기서, 광섬유(40)를 통해 초고속 펄스 빛을 넣어주게 되면 초고속 펄스 빛은 광섬유(40)를 따라 전송되고 이것이 인듐비소 박막(20)에 전송이 되었을 때 테라헤르츠파가 발생될 수 있다. 여기서, 상기 초고속 펄스 빛은 800nm 정도의 파장 대를 갖는 티타늄 사파이어 레이저 또는 1500nm 정도의 파장 대를 갖는 fiber용 펄스 레이저를 사용할 수 있다. 그러나, 티타늄 사파이어 레이저를 사용하는 경우는 섬유(fiber)의 길이에 맞추어 군속도 분산을 보상해 줄 필요가 있을 수 있다.
도 4는 광섬유 인듐비소 박막 테라헤르츠파 발생 장치(30)를 인체 내시경 등과 같은 용도로 쓰기 위해 개량하여 나타낸 도면이다. 광섬유(40)을 통해 전달되는 초고속 펄스 빛이 바로 인듐비소 박막(20)에 맞을 경우, 인듐비소 박막(20)에 맞는 빛의 스팟 크기는 광섬유(40)의 코어 크기에 해당하므로 문제가 될 수 있다. 왜냐하면 테라헤르츠파가 발생하는 부분이 작을 경우 회절에 의해 생성되는 테라헤르츠파가 작아지며, 초고속 펄스 빛이 지나치게 집적되어 인듐비소 박막(20)이 탈 수도 있다. 때문에 사파이어나 유리 같은 빛이 투과하는 광투과 기판(32)을 인듐비소 박막(20)을 붙이기 전에 광섬유에 붙임으로써 광섬유에서 나온 빛이 좀 더 퍼져서 인듐비소 박막(20)에 조사 되도록 할 수 있다. 또한 인듐비소가 인체에 유해하므로 인체 내시경 등의 활용을 할 때는 인듐비소 커버(33)를 인듐비소 박막(20)에 씌울 필요가 있다. 이때의 인듐비소 커버(33)은 테라헤르츠파가 투과하는 테플론 등의 물질이 사용될 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 광섬유 인듐비소 박막 테라헤르츠파 발생 장 치(30)를 사용하여, 도 5와 같은 반사형 광학계 및 도 6과 같은 투과형 광학계를 구성할 수 있으므로, 이하 보다 상세하게 살펴본다.
도 5는 광섬유 인듐비소 박막 테라헤르츠파 발생 장치(30)를 테라헤르츠파 발생 장치로 사용하여, 테라헤르츠파 이미지를 반사 형으로 측정하는 광학계를 개략적으로 도시한 도면이다.
상기 광학계는 기존의 원격 테라헤르츠파 측정기와 유사한 구조로 이루어 질 수 있다. 상기 광학계에서 사용되는 테라헤르츠파 발생 장치(30)는 광섬유 인듐비소 박막 테라헤르츠파 발생 장치를 사용할 수 있고, 광섬유 인듐비소 박막 테라헤르츠파 발생 장치에서 테라헤르츠파를 발생시켜, 측정하고자 하는 샘플(60)에 맞고 반사한 테라헤르츠파 빛을 광전도 안테나(50)와 광섬유(40)를 이용한 측정기로 측정하도록 할 수 있다. 여기서, 광전도 안테나(50)와 광섬유(40)는 기존에 사용하는 광전도 안테나 및 광섬유를 사용할 수 있다. 도 5에서는 가장 간단한 구조로 도시하였으나 이러한 구조로만 광섬유 인듐비소 박막 테라헤르츠파 발생 장치가 사용될 수 있는 것은 아니고 상기 광학계에 파라볼라 미러 또는 렌즈를 추가하여 만든 광학계, 측정기를 바꾼 광학계 등에서도 이용될 수 있다. 이 경우 테라헤르츠파 발생 장치(30)에 광전도 안테나(PCA)와 같이 기하학적으로 패턴을 넣어야 하는 발생 장치를 사용하지 않고도 테라헤르츠파 발생이 가능하므로 더욱 소형화가 가능해 질뿐만 아니라 제작 가격도 낮아질 수 있다. 뿐만 아니라 테라헤르츠파 발생 장치(30)에 테라헤르츠파 발생을 위해 전압을 걸어줄 필요가 없게 되고 따라서 전체적인 시스템도 훨씬 간단해 질 수 있다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 있어서, 광섬유 인듐비소 박막 테라헤르츠파 발생 장치를 테라헤르츠파 발생 장치(30)로 사용하여 테라헤르츠파 이미지를 투과 형으로 얻는 광학계를 개략적으로 도시한 도면이다.
상기 광학계는 광섬유 인듐비소 테라헤르츠파 발생 장치를 테라헤르츠파 발생 장치(30)로 사용하고, 발생된 테라헤르츠파 빛이, 측정하고자 하는 샘플(60)을 지나 광섬유(40)와 광전도 안테나(50)로 이루어진 측정기를 통해 측정될 수 있다. 상기 도 5의 반사형 광학계와 마찬가지로 광학계에 렌즈 등이 추가되거나 측정기가 바뀌는 광학계가 되더라도 본 발명의 일실시예에 따른 광섬유 인듐비소 테라헤르츠파 발생 장치는 얼마든지 이용될 수 있다. 또한 이 경우도 상기와 마찬가지로, 테라헤르츠파 발생 장치(30)에 광전도 안테나(PCA)와 같이 기하학적으로 패턴을 넣어야 하는 발생 장치를 사용하지 않고도 테라헤르츠파 발생이 가능하므로 더욱 소형화가 가능해 질뿐만 아니라 제작 가격도 낮아질 수 있으며, 테라헤르츠파 발생 장치(30)에 테라헤르츠파 발생을 위해 전압을 걸어줄 필요가 없게 되고 따라서 전체적인 시스템도 훨씬 간단해 질 수 있다.
특히 본 발명의 일실시예를 도 6과 같은 형태로 구성하면 레이저 테라헤르츠 발생 현미경(laser terahertz emission microscope)에 매우 뛰어난 응용이 가능해 질 수 있다. 왜냐하면 매우 얇은 인듐비소 박막(20)에서 테라헤르츠파가 발생하므로 기존의 광정류법을 이용할 때 보다 테라헤르츠파가 발생하는 부분을 샘플에 매우 가깝게 두는 것이 가능하고, 테라헤르츠파가 발생하는 부분을 광섬유(40)의 코어 지름 정도로 작게 하는 것이 가능하므로 거의 코어 지름에 해당하는 고 해상 도의 이미지를 얻는 것이 가능해 질 수 있다. 광섬유(40)의 코어의 지름이 대략 수 마이크로미터이고 테라헤르츠파의 파장에 의한 회절 한계가 수백 마이크로미터인 것을 생각하면 해상도를 대략 100배 정도 좋게 만들 수 있다. 따라서 매우 단순하게 테라헤르츠 현미경을 만드는 것이 가능해질 수 있다. 뿐만 아니라, 전극을 걸어줘야 되는 기존의 레이저 테라헤르츠파 발생 현미경과 달리 전극을 걸어주어야 하는 제약도 없다. 이때 테라헤르츠파를 매우 좁은 영역에서 발생시키므로 회절 현상이 심하게 일어날 수 있고, 따라서 이를 측정하는 측정기는 최대한 가깝게 두도록 할 수 있다.
상기와 같이, 인듐비소 박막에 광섬유를 붙여 테라헤르츠파를 발생시킴으로써, 간단한 방식과 저렴한 가격으로 테라헤르츠파를 발생시키는 테라헤르츠파 발생 장치를 제공할 수 있다.
또한, 광섬유의 코어 사이즈가 테라헤르츠 파장에 비해 훨씬 작도록 함으로써, 고성능의 테라헤르츠 현미경을 제공할 수 있다. 즉, 광섬유 인듐비소 테라헤르츠파 발생 장치를 이용하여 테라헤르츠 파장에 따른 회절한계를 능가하는 현미경 광학계를 구성할 수 있다.
이상과 같이 본 발명의 일실시예는 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명의 일실시예는 상기 설명된 실시예에 한정되는 것은 아니며, 이는 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.　 따라서, 본 발명의 일실시예는 아래에 기재된 특허청구범위에 의해서만 파악되어야 하고, 이의 균등 또는 등가적 변형 모두는 본 발 명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
도 1은 인듐비소 박막에서 투과 형태로 테라헤르츠파가 발생함을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 있어서, 광섬유 인듐비소 박막 테라헤르츠파 발생장치를 도시한 도면이다.
도 3는 본 발명의 일실시예에 있어서, 광섬유 인듐비소 박막 테라헤르츠파 발생장치를 만드는 과정을 예시하여 도시한 도면이다.
도 4은 본 발명의 일실시예에 있어서, 광섬유 인듐비소 박막 테라헤르츠파 발생 장치를 인체 내시경용 등의 용도에 맞추어 개량 가능한 형태를 도시한 도면이다.
도 5는 광섬유 인듐비소 박막 테라헤르츠파 발생 장치를 테라헤르츠파 발생 장치로 사용하여, 테라헤르츠파 이미지를 반사 형으로 측정하는 광학계를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 있어서, 광섬유 인듐비소 박막 테라헤르츠파 발생 장치를 테라헤르츠파 발생 장치로 사용하여 테라헤르츠파 이미지를 투과 형으로 얻는 광학계를 개략적으로 도시한 도면이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10: 인듐비소 단결정
20: 인듐비소 박막
21: 갈륨비소 기판
22: 안티몬화 알루미늄 버퍼
30: 광섬유 인듐비소 박막 테라헤르츠파 발생 장치
32: 광투과 기판
33: 인듐비소 방지 커버
40: 광섬유
50: 광전자 측정 안테나
60: 측정하고자 하는 샘플

Claims (14)

  1. 광섬유의 일측면을 사선으로 절단한 절단부;
    상기 절단부에 부착되는 인듐비소 박막;
    상기 광섬유에 고속 펄스 빛을 전송하는 광전송부;
    상기 인듐비소 박막과 절단부의 사이에 위치하는 광투과 기판; 및
    상기 인듐비소 박막의 상단에 위치하는 인듐비소 커버
    를 포함하는 테라헤르츠파 발생 장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 인듐비소 박막은,
    포토 뎀버 효과(photo-Dember effect)가 발생 가능한 두께인 1 마이크로미터 두께로 형성되는 것을 특징으로 하는 테라헤르츠파 발생 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 고속 펄스 빛은 800nm의 파장대를 갖는 티타늄 사파이어 레이저 또는 1500nm의 파장대를 갖는 섬유(fiber)용 펄스 레이저를 사용하는 것을 특징으로 하 는 테라헤르츠파 발생 장치.
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    상기 광투과 기판은,
    상기 광섬유에서 출력되는 고속 펄스 빛과 상기 인듐비소 박막까지 거리를 조절하여 상기 인듐비소 박막에 도달하는 고속 펄스 빛의 스팟 크기를 조절하는 것을 특징으로 하는 테라헤르츠파 발생 장치.
  7. 삭제
  8. 청구항 8은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제1항에 있어서,
    상기 인듐비소 커버는,
    테플론으로 구성되는 것을 특징으로 하는 테라헤르츠파 발생 장치.
  9. 광섬유의 일측면을 사선으로 절단하는 단계; 및
    상기 광섬유의 절단된 부위에 인듐비소 박막을 부착하는 단계
    를 포함하고,
    상기 인듐비소 박막을 부착하는 단계는,
    MBE(molecular beam epitaxy) 방식으로 인듐비소 박막을 증착(deposition)하는 것
    을 특징으로 하는 테라헤르츠파 발생 장치의 제조 방법.
  10. 삭제
  11. 광섬유의 일측면을 사선으로 절단하는 단계; 및
    상기 광섬유의 절단된 부위에 인듐비소 박막을 부착하는 단계
    를 포함하고,
    상기 인듐비소 박막을 부착하는 단계는,
    상기 광섬유의 절단된 부위에 빛이 투과하는 광 에폭시(optical epoxy)를 부착하는 단계; 및
    상기 광 에폭시를 에칭(etching)하는 단계
    포함하는 것
    을 특징으로 하는 테라헤르츠파 발생 장치의 제조 방법.
  12. 제9항 또는 제11항에 있어서,
    상기 인듐비소 박막을 부착하는 단계는,
    포토 뎀버 효과(photo-Dember effect)가 발생 가능한 두께인 1 마이크로미터 두께의 인듐비소 박막을 부착하는 것
    을 특징으로 하는 테라헤르츠파 발생 장치의 제조 방법.
  13. 청구항 13은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.
    제11항에 있어서,
    상기 에칭(etching)하는 단계는,
    화학 에칭(chemical etching)을 수행하는 것을 특징으로 하는 테라헤르츠파 발생 장치의 제조 방법.
  14. 광섬유의 일측면을 사선으로 절단하는 단계;
    갈륨비소 기판, 안티몬화 알루미늄 버퍼, 및 인듐비소 박막으로 구성되는 샘플을 생성하는 단계;
    빛이 투과하는 광 에폭시(optical epoxy)를 이용하여 상기 광섬유의 절단된 일측면에 상기 샘플을 부착하는 단계; 및
    상기 갈륨비소 기판을 화학 에칭으로 갈아내는 단계
    를 포함하는 테라헤르츠파 발생 장치의 제조 방법.
KR1020090109168A 2009-11-12 2009-11-12 광섬유 인듐비소 박막 테라헤르츠파 발생 장치 및 제조 방법 KR101067368B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020090109168A KR101067368B1 (ko) 2009-11-12 2009-11-12 광섬유 인듐비소 박막 테라헤르츠파 발생 장치 및 제조 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020090109168A KR101067368B1 (ko) 2009-11-12 2009-11-12 광섬유 인듐비소 박막 테라헤르츠파 발생 장치 및 제조 방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20110052219A KR20110052219A (ko) 2011-05-18
KR101067368B1 true KR101067368B1 (ko) 2011-09-23

Family

ID=44362366

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020090109168A KR101067368B1 (ko) 2009-11-12 2009-11-12 광섬유 인듐비소 박막 테라헤르츠파 발생 장치 및 제조 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101067368B1 (ko)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102518160B1 (ko) 2021-06-11 2023-04-06 주식회사 팬직 방재팬

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004289040A (ja) 2003-03-25 2004-10-14 Aisin Seiki Co Ltd テラヘルツ電磁波光源
JP2005019472A (ja) * 2003-06-23 2005-01-20 Hamamatsu Photonics Kk 半導体装置、テラヘルツ波発生装置、及びそれらの製造方法
JP2005261826A (ja) * 2004-03-22 2005-09-29 Pentax Corp 内視鏡システム
KR20090095464A (ko) * 2008-03-04 2009-09-09 소니 가부시끼 가이샤 테라헤르쯔 분광 장치

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004289040A (ja) 2003-03-25 2004-10-14 Aisin Seiki Co Ltd テラヘルツ電磁波光源
JP2005019472A (ja) * 2003-06-23 2005-01-20 Hamamatsu Photonics Kk 半導体装置、テラヘルツ波発生装置、及びそれらの製造方法
JP2005261826A (ja) * 2004-03-22 2005-09-29 Pentax Corp 内視鏡システム
KR20090095464A (ko) * 2008-03-04 2009-09-09 소니 가부시끼 가이샤 테라헤르쯔 분광 장치

Also Published As

Publication number Publication date
KR20110052219A (ko) 2011-05-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Hu et al. Free‐space radiation from electro‐optic crystals
US6734974B2 (en) Terahertz imaging with dynamic aperture
US7615787B2 (en) Photo-semiconductor device and method of manufacturing the same
Moon et al. Bias field tailored plasmonic nano-electrode for high-power terahertz photonic devices
Mitrofanov et al. Near-field microscope probe for far infrared time domain measurements
US10288478B2 (en) Photoconductive antenna for terahertz waves, method for producing such photoconductive antenna and terahertz time domain spectroscopy system
JP2011257222A (ja) 欠陥検査方法および欠陥検査装置
KR20090095466A (ko) 테라헤르쯔 분광 장치
KR102208964B1 (ko) 근접장 렌즈 및 이를 포함하는 영상 장치
US8618486B2 (en) Image forming apparatus
JP2010048721A (ja) テラヘルツ計測装置
Henri et al. Fabrication and characterization of an 8× 8 terahertz photoconductive antenna array for spatially resolved time domain spectroscopy and imaging applications
KR101868147B1 (ko) 테라헤르츠 연속파 발생용 집적형 안테나 소자 모듈 및 그 제조방법
KR20130064684A (ko) 테라헤르츠 연속파 시스템 및 그것의 3차원 영상 획득 방법
JP3856468B2 (ja) 顕微鏡の電磁放射線トランスミッタまたは電磁放射線検出装置
KR101067368B1 (ko) 광섬유 인듐비소 박막 테라헤르츠파 발생 장치 및 제조 방법
Li et al. A 63-pixel plasmonic photoconductive terahertz focal-plane array
JP2013080939A (ja) 光伝導基板およびこれを用いた電磁波発生検出装置
KR102534878B1 (ko) 테라헤르츠 소자
Nagel et al. Photoconductive microprobe enabled on-chip and wafer-scale Terahertz sensing applications
CN208350204U (zh) 单光子检测设备
KR102098284B1 (ko) 반도체 물질의 전기광학적 특성 비접촉식 측정 시스템
Guivernau et al. High-performance akinetic parallel light field sensor for 3D imaging
JP2005099453A (ja) テラヘルツ電磁波発生素子
KR101341706B1 (ko) 전광물질을 이용한 테라헤르츠 광섬유 일점 검출장치 및 그 제조 방법

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140827

Year of fee payment: 4

LAPS Lapse due to unpaid annual fee