일반기술

광활성 이온이 함유된 코아-셀형 나노졸을 이용한 평면도파로형 광증폭기용 나노복합체 코팅막 조성물 및 이의 제조방법

*원리 및 구성본 발명은 광활성 이온이 함유된 코어-셀형 나노졸을 이용하여 평면도파로형 광증폭기용 나노 복합체 코팅막 제조에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 가수분해된 알킬실란화합물, 무기금속염 및 광활성 이온의 혼합물을 알칼리 수산화물의 pH 조절에 의한 방법으로 제조된 코아/셀형 나노 졸에 실라잔을 처리하여 수산기를 제거하고 불소로 치환된 광경화형 올리고머와 혼합하여 코팅하는 방법으로 평면 도파로형 광증폭기용 나노 복합체 제조에 관한 것이다. 상기 광활성 이온이 고르게 분산 및 배위되어 광활성 이온 간의 뭉침 현상이 최소화된 코어/셀형 재료에 광 발광을 감소시키는 수산기와 잘 반응하는 실라잔 혹은 트리메틸클로로실란 등으로 처리 제거하고, 여기에 광경화형이며 광도파에 대하여 저손실을 가지는 불소 치환형 올리고머를 일정량 혼합하는 방법으로 한번 코팅으로 5㎛ 이상의 코팅막 형성이 가능한 나노 복합체 코팅막 제조방법에 관한 것이다.*배경광증폭기는 광섬유를 통한 장거리 광신호 전송에 따른 광도파로, 커플릴 손실, 광분배기 등에서 일어나는 손실의 보전 뿐 아니라 광신호 변조, 광 분배, 광 스위칭 등의 신호 처리 과정의 광 손실을 보상하기 위하여 필수적으로 요구되는 광부품의 요소이다. 이러한 광손실의 보전 목적으로 사용되는 광증폭기는 일반적으로 수십 센티미터의 도파로에 에르븀(Er) 이온을 첨가한 광도파로형 광증폭기가 많이 사용되고 있으며, 이는 기존의 EDFA와 달리 매우 짧은 길이에 높은 증폭 효율을 얻기 위해 고농도의 에르븀(Er) 이온의 도핑을 필요로 한다. 그러나 일정한 양 이상의 에르븀(Er) 이온을 고농도로 도핑하면 이온간의 거리가 짧아져 에르븀(Er) 이온 사이에 비 발광성 에너지 전이(nonradiative energy transfer) 또는 역전이(upconversion) 현상이 발생하여 오히려 증폭 효율이 급격히 감소하게 된다. 이 같은 증폭 효율에 관한 문제점을 줄이면서 고농도 에르븀(Er) 이온을 매질에 첨가하기 위하여 미리 발광 이온 사이의 거리를 인위적으로 제어된 형태로 만들어 매질에 첨가하여 사용하는 것이 효과적이다.*제조방법 상의 특징본 발명은 a) 희토류계 광활성 이온이 배위된 무기산화물 코어와, 상기 코어의 표면에는 가수분해된 알킬실란화합물의 유기계 셀이 형성되어 있는 코어-셀형 구조의 나노졸과,b) 상기 코어-셀형 나노졸의 수산기 제거를 위한 실란계 화합물과, c) 불소로 치환된 광경화형 올리고머를 함유하는 나노복합체 코팅막 조성물에 그 특징이 있다. *특징 및 장점1)광활성 이온이 코어 재료에 고르게 분산 및 배위되어 광활성 이온 간의 뭉침 현상이 작음.2) 저손실의 불소 치환된 광경화형 올리고머와의 복합화에 의해 한번 코팅으로 5㎛ 이상의 코팅막 형성이 가능.3)자외선 패턴에 의하여 매우 간단한 공정으로 저가이면서 보다 소형의 광통신용 광증폭기 제조에 유용하게 사용되어짐.4)Er, Nd, Pr 등의 광활성 이온이 함유된 코아/셀형 나노 졸을 일정 비율로 올리고머에 첨가하는 방법으로 1300-1600nm 대역을 동시에 증폭이 가능한 광대역 평면도파로형 광증폭기용 나노 복합체 코팅막 제조가 가능.