광섬유 비선형·편광 특성 제어 및 광통신 보안 소자 설계 연구

Fiber Nonlinearity and Polarization Control for Secure Optical Communication

연구 내용

클래딩 스트리퍼의 backscattering을 구조·거칠기 모델로 억제하고, 편광 유지 이중 클래드 광섬유의 birefringence를 수치 해석으로 최적화하며, 초연속 생성 및 WDM-QKD 보안 링크로 연결하는 연구

본 분야는 고출력 광섬유 시스템에서 광손실과 편광 열화를 제어하기 위해, 광섬유 구조 설계와 비선형 광특성 모델링을 통합합니다. periodically grooved cladding light stripper에서 ray-tracing 기반으로 backscattering과 표면 거칠기 관계를 정리하고, 국소 가열을 줄이기 위한 절개 구간 설계를 제안합니다. 또한 polarization-maintaining large-mode-area double clad fiber의 SAP 위치·직경 및 B2O3 농도에 따른 stress 분포를 FEM으로 분석하여 birefringence 열화 요인을 완화합니다. 더 나아가 waveguide의 dispersion과 tunable nonlinearity를 조절해 supercontinuum 생성을 제어하고, 이를 WDM-QKD 및 양자암호 기반 도청방지 링크의 물리 계층 설계로 확장합니다.

관련 프로젝트

1건

연구 흐름

초기 연구는 periodically grooved CLS에서 표면 거칠기와 backscattering의 상관을 이론적으로 정리하고, 실험을 통해 stripping 성능과 열화 현상을 함께 검증하는 방향으로 진행되었습니다. 이후 high-power 적용 관점에서 PM 대형 모드 면적 이중 클래드 섬유의 birefringence가 구조 변수와 재료 조성에 의해 어떻게 변하는지 수치 해석으로 규명했습니다. 최근에는 waveguide 기반 초연속 생성에서 dispersion 및 비선형 계수를 조절하여 스펙트럼 품질을 관리하는 연구로 확장하고, 병행하여 QKD-over-DWDM 환경에서 채널 간섭 저감과 저잡음 전송 구성을 목표로 한 보안 통신 과제 수행으로 연결하고 있습니다.

활용 가능성

활용 가능성은 알앤디써클 특화 AI 에이전트가 생성한 내용으로, 실제 연구 가능 여부는 연구실과의 논의가 필요합니다.

클래딩 광추출 모듈
저백스캐터링 CLS 구조
고출력 편광 유지 섬유
Birefringence 예측 모델
초연속 스펙트럼 광원
파장 변환용 분산 제어
비선형 기반 광펄스 생성
WDM-QKD 멀티플렉싱
채널 간섭 저감 설계
양자암호 송수신 인터페이스