2광자 중합 나노프린팅으로 제작한 포토닉 랜턴, 자유공간 성능 평가

연구진은 1050nm 파장에서 동작하도록 설계된 소형 포토닉 랜턴(photonic lantern)을 2광자 중합 방식으로 제작하고 자유공간 광학 장치로 특성을 평가한 결과를 발표했다. 이 소자는 다중모드 입력을 5개의 단일모드 출력 도파로로 변환하도록 설계됐으며, Ansys Lumerical MODE의 고유모드 전개 시뮬레이션으로 삽입 손실과 출력 채널 간 출력 불균일을 최소화하는 형상을 최적화하고 Nanoscribe Photonic Professional GT2 장비로 폴리머 도파로 부품 형태로 제작했다. 특성 평가는 예비 측정용 635nm 레이저와 집광·초점 광학계, 카메라 기반 전송 영상 촬영으로 이뤄졌고, 광 투과율과 출력 세기 분포, 광 가이딩 성능을 측정했다. 연구진은 시뮬레이션과 측정값의 차이가 파장 불일치, 제작 공차, 재료 및 표면 산란 손실, 정렬 오차 등에서 비롯될 수 있다고 설명했으며, 이 결과가 향후 고대비 외계행성 직접촬영 장비를 위한 자유공간 결합 애스트로포토닉스 시스템으로 가는 경로를 제시한다고 밝혔다.