We introduce and fabricate new deformed disks to get the directionality. The new deformed disk is cut along a chord. The isotropic radiation from circular microdisks and the anisotropic radiation from deformed disks are monitored by surrounding scatterers. The shape of scatterer is a ring-shaped mess laid down surrounding the disk. The lasing action of the deformed disk is observed with the threshold comparable to that of the circular disk.
본 학위 논문에서는 미소원반에서 만들어지는 속삭이는 회랑 모드에 관한 연구를 바탕으로 한다. 미소원반 공진기에서 만들어지는 모드에서 공진기 밖으로 나오는 빛은 공진기가 갖는 회전 대칭성으로 인하여 등방적인 특성을 갖고 있는데 이는 여러 응용의 면에서 단점을 지적되고 있다. 미소원반에서 출력빛의 방향성을 얻기 위하여 공진기가 갖는 대칭성을 파괴하여 비대칭적인 공진기가 제안되고 있는데 본 연구에서는 미소원반의 한 현을 따라 잘린 형태의 공진기를 제안하고 유한 요소 시간 영역 방법의 전산 모사를 통하여 변형된 공진기의 모드를 분석하고 그 특징을 연구하였으며 실제 제작을 통하여 전산 모사와 일치하는 것을 확인하였다. 변형된 공진기에서 형성된 모드는 특정 축에 대하여 상이 같은 우함수의 형태와 특정 축에 대하여 상이 반대가 되는 기함수의 형태로 나뉘는데 각각의 모드는 미소원반에 비하여 출력빔의 방향성을 갖고 있다. 우함수 모드는 기함수 모드에 비하여 더 좋은 방향성을 가지고 있지만 품위값이 작다. 실제로 변형된 공진기에서 형성된 모드는 기함수 형태의 모드로 변형의 반대 쪽으로 2개의 엽을 갖고 있다. 실제 제작을 하기 위하여 InP 기판에 InGaAsP 양자 우물을 갖는 웨이퍼에 전자선 리소그라피를 이용하여 원하는 모양을 웨이퍼 위에 전사하였다. 이온 빔 식각, 묽은 염산용액을 이용하여 습식 식각 등의 방법을 이용하여 미소원반을 지지하는 지주를 만들었다. 실제 광학 실험 장치에서 사용되는 대물렌즈의 제한 때문에 미소원반에서 방출되는 빛을 모아서 그 방향성을 확인할 수 없다. 이런 단점을 보안하기 위하여 미소원반 둘레에 원형 모양의 산란체를 두어 산란되는 빛을 대물렌즈로 모아 그 방향성을 CCD 이미지로 확인할 수 있었다. 원형의 미소원반에서는 등 간격을 갖는 산란된 빛을 확인할 수 있었으며 변형된 미소원반에서 변형의 반대 방향에서 두 개의 엽을 갖는 기함수 형태의 모드가 발진되는 것을 확인할 수 있었다.
