사업화 유망기술

모드 분리 현상을 이용한 링 공진기 센서 기술

굽힘 손실을 이용한 링 공진기 센서 기술

본 기술은 단일 모드 광 신호를 출력할 수 있는 기술

보유기관 : 중앙대학교       거래조건 : 협의 후 결정

기술개요

본 기술은 굽힘 손실을 이용한 모드 분리 현상을 이용하여 다중 모드 광신호의 고차 모드를 제거함으로써 단일 모드 광 신호를 출력할 수 있는 기술임

특허정보

특허명 특허번호 특허명세서
다중모드 도파로 기반의 링 공진기 센서 10-2206850

기술완성도

TRL01

기초 이론/
실험

  • 연구과제 탐색 및 기회 발굴 단계
TRL02

실용 목적의 아이디어/
특허 등 개념 정립

  • 실용 목적의 아이디어, 특허 등 개념 정립
TRL03

연구실 규모의
성능 검증

  • 연구실/실험실 규모의 환경에서 기본 성능이 검증될 수 있는 단계
  • 개발하려는 시스템/부품의 기본 설계도면을 확보하는 단계
  • 모델링/설계기술 확보
TRL04

연구실 규모의
부품/시스템 성능평가

  • 연구실 규모의 부품/시스템 성능 평가가 완료된 단계
  • 실용화를 위한 핵심요소기술 확보
TRL05

시제품 제작/
성능평가

  • 개발한 부품/시스템의 시작품(Prototype) 제작 및 성능 평가
  • 경제성(생산성)을 고려하지 않고, 우수한 시작품을 1개~수개 미만으로 개발
TRL06

Pilot 단계 시작품
성능 평가

  • 경제성(생산성)을 고려한, 파일로트 규모의 시작품 제작 및 평가
  • 시작품 성능평가
TRL07

Pilot 단계 시작품
신뢰성 평가

  • 시작품의 신뢰성 평가
  • 실제 환경(수요기업)에서 성능 검증이 이루어지는 단계
TRL08

시작품 인증/
표준화

  • 일부 시제품의 인증 및 인허가 취득 단계
    - 조선 기자재의 경우 선급기관 인증, 의약품의 경우 식약청의 품목 허가 등
TRL09

사업화

  • 본격적인 양산 및 사업화 단계

기술개요

- 본 기술은 굽힘 손실을 이용한 모드 분리 현상을 이용하여 다중 모드 광신호의 고차 모드를 제거함으로써 단일 모드 광 신호를 출력할 수 있는 기술임

- 계측의 정확성, 전자기파 무간섭, 환경 요인에 대한 고내구성 등의 장점으로 다양한 응용분야에 적용 가능함

대표도면

[링 공진기 센서 구조]

기존 기술 대비 우위성

- 대량 생산성이 떨어짐다중 모드 도파로 기반으로 링 공진기 센서를 형성함으로써 집적 광학 장치의 공정 비용 절감 가능

- 복합 센싱, 대량 생산 가능

- 광계측, 센서 및 바이오센서 산업 등 적용범위 확대 가능

구현 방법

본 기술에 따른 도파로 형성 및 광 신호의 고차 모드 제거는 아래와 같이 구현됨

- 도파로를 구성하는 반원의 호 영역에서 굽힘 손실로 인해 광신호의 고차 모드 제거
- 각 모드 별로 유효 굴절률이 서로 다른 값을 가지는 것에 착안하여 기본 모드와 고차 모드 간의 유효 굴절률 차이를 이용해 고차 모드 제거

기술동향

- 광계측 및 센서 분야는 빛을 생성하는 광원, 광을 송신/수신하는 광학계, 광학측정, 신호처리기술, 평가기술 등의 융복합 기술을 기반으로 피 측정물의 광학, 분광학, 물리, 화학, 생물학적인 양을 추출하는 모듈 및 시스템 분야 전반을 포함할 수 있음

- 센서는 최근 스마트폰에 고화질카메라, 모션센서, 지자기센서, 마이크로폰 등 10여개 이상 탑재되고 바이오/의료기기, 지능형 물류, USN 등 새로운 분야로 센서의 적용이 확대되고 있음

시장동향

- 광계측 및 센서 산업은 특성과 성능에 따라 다양한 시스템에 활용되기 때문에 다품종 소량생산의 전형적인 중소기업형 산업이었으나, 현재는 다품종 대량생산의 산업 형태를 보이고 있고, 높은 이익 창출이 가능한 산업구조로 변화함

- 광계측 및 센서산업으로 인해 제조업과 정보통신기술(ICT)의 융합 등 새로운 산업 형태가 창출될 것이며 전통적인 전자, 자동차, 의료 산업에 센서는 필수적으로 장착되고 이들간의 통신서비스도 스마트폰과 접목될 것으로 예상됨

- 센서 제품 관련된 직접적인 시장 외에도 서비스 시장을 포함한 지속적인 성장이 전망되며, 2021년까지 1조9천억 달러 규모로 성장이 전망됨

- 바이오센서 산업은 2016년 약 154억 달러 시장으로 연평균 9.2% 성장하여 2024년 약 310억 달러의 시장규모를 형성할 것으로 예상됨

[광계측 및 센서 분야의 세계 시장규모 및 전망(좌) / 글로벌 바이오센서 시장 트렌드(우)]

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