○ 최종 목표 : 포토닉스 기반의 테라헤르츠 안테나의 특성을 이해하여 그 대역폭 및 출력을 향상시키고, 포토닉 밴드갭 구조와 메타 물질을 조합하여 실리콘 렌즈 없는 지향성 높은 평판형 안테나를 개발하여 저손실, 고이득의 새로운 테라헤르츠 안테나를 저가, 소형으로 구현이 가능하도록 한다.
○ 세부 목표
1. 포토닉스 기반의 테라헤르츠 안테나 구조에 따른 펄스파의 시간 영역 해석 및 펄스파 성형 기술 연구
→ 다양한 광대역 테라헤르츠 안테나 구조 분석 및 구조에 따른 시간축 펄스 형상 분석 및 성형 기술
→ 고효율 테라헤르츠 펄스파/연속파 이중모드 시스템 구현 기술 연구
2. 테라헤르츠 연속파 안테나 효율 향상 연구
→ 안테나 관점에서 포토믹서에서의 테라헤르츠 발생 원리 연구
→ 안테나 구조 개발을 통한 포토믹서와 안테나 사이의 부정합 효율 개선 연구
→ 안테나 방사 효율 향상 연구 : 방사 효율 높은 안테나 구조 연구, 표면파를 제거하고 유효 유전율이 감소시킬 수 있는 포토닉밴드갭 구조의 기판 연구, 메타 구조를 이용한 저손실 테라헤르츠 안테나 기판 연구
？ 저온 성장 광전도체 박막을 이용한 안테나 연구 : 신개념 안테나 구조 연구
3. 실리콘 렌즈 없는 고이득 평판형 안테나 구조 연구
→ 고이득 Fabry-Perot 공진기 안테나 연구 : 메타 물질 안테나 상부 덮개 (superstrate) 연구
→ 인공자기도체 (AMC) 구조의 반사판을 이용한 테라헤르츠 안테나 연구
→ 메타 물질 연구 및 이를 이용한 안테나 이득 향상 연구 : 주파수 선택적 표면 (FSS: Frequency Selective Surface) 구조, 전자기적 밴드 갭 (EBG: Electromagentic Bandgap) 구조, 부분적 반사 표면 (PRS: Partially Reflective Surface) 구조, 왼손잡이 물질 (LHM: Left-Handed Material) 구조 연구
→ AMC 반사판, 메타 물질 상부 덮개 (superstrate), 저온 성장 광전도체 박막을 모두 이용한 포토닉스
기반의 테라헤르츠 안테나 연구
본 과제는 매우 높은 주파수 영역인 THz파를 활용해 소자 성능을 정확히 측정하고, 이를 바탕으로 이미징, 분광, 무선 통신에 응용되는 CMOS 기반 THz 시스템 개발을 지원하기 위한 측정 플랫폼을 구축하는 연구임.
연구 목표는 Plasma wave transistor 기반 THz 소자와 회로의 특성 측정 환경을 마련하는 데 있음. 핵심 내용은 0.1~0.5 THz 대역의 on-wafer 측정 환경과 자유 공간 측정 환경 구축, 0.5~1 THz 광학기반 송신기 및 광대역 측정 시스템 구축, 그리고 Bolometer 기반 출력 측정 환경 구축임. 기대 효과는 국내 THz 소자 개발 인프라 확보, 핵심 소자 국산화 가능성 제고, 그리고 저가·소형 THz 무선 통신 및 영상 시스템 실현을 통한 보안·검사 분야 확장임.