Nanophotonics for Versatile Applications Laboratory (NOVA LAB)

Quantum Photonics 양자광학
우리 연구실은 양자통신등 양자기술에 활용가능한 단광자원 (Single photon emitters)을 개발하고 있습니다. 특히 2차원 물질을 활용하여 상온구동가능한 단광자원을 구현 및 이를 디바이스화 하는데 주력합니다. 본 연구실에서는 2차원 물질로 광공진기 (optical cavity), 광도파로 (optical waveguides)를 구현하고, 이를 양자 광원과 결합하는 연구에 여러 노하우를 보유하고 있습니다. 본 연구주제는 IBS 이차원 양자헤테로 구조체 연구단에서 함께 합니다. 

Small (2021), Advanced Materials (2021), Nature Comm (2018) 등 다수논문

Chiral Photonics 카이럴광학
우리 연구실에서는 물질과 빛의 카이럴리티를 연구합니다. 다양한 바이오물질과 화학분자 (특히 약으로 사용되는 합성분자)들이 카이럴리티를 지니고 있기 때문에, 아주 작은 시료의 카이럴리티를 판별하는 센서등의 응용분야를 가지고 있습니다. 특히 카이럴센싱에 많이 활용되는 Circular Dichroism뿐만 아니라, Helical Dichroism (HD를 메타소자와 결합한 결과는 국제적으로도 출판된 논문이 많지 않음.  그중 두편을 우리그룹에서 발간하였음)을 활용함으로써 더 감도 높은 센서를 구현할수 있습니다. 

Nanoscale Horizons (2025), Advanced Optical Materials (2024)

AI for Photonics 인공지능을 활용한 광학

광학에 인공지능을 활용하는 연구들은 현재 초창기 단계로 블루오션인 연구분야라고 할수 있습니다. 최근 빠르게 발달한 머신러닝과 딥러닝등을 넓은 광학연구분야중 어디에 적용할지 찾아내는 것이 매우 흥미로울 것입니다. 본연구실에서는 그중에서 딥러닝을 이용한 연구, Adjoint Optimization (한양대 공동연구)을 이용한 연구를 수행했고, 현재 출간을 준비중인 연구로는 Optical Neural Network 연구가 있습니다. 옵티컬 뉴럴 네트워크는 빛의 병렬성과 초고속 전송 특성을 활용해 전력 소모를 크게 줄이고, 기존 전자 기반 칩보다 훨씬 빠른 연산 속도를 구현할 수 있다는 장점이 있습니다. 앞으로 이 분야를 함께 개척해 나갈 학생들을 환영합니다. 

Nanoscale Horizons (2025), ACS Photonics (2024)

2D-material Photonics 이차원 물질 광학

2차원 물질들은 지난 10년동안 가장 활발하게 연구된 신물질중 하나입니다. 2차원 물질에서는 몇년마다 새로운 물리적인 현상들이 발견되고 있습니다. 본 연구실에서는 2차원 반도체 물질을 이용해서 광컴퓨팅에 활용하기 위한 연구 (Optical Valleytronics), 2차원 절연체 물질을 이용해서 상온구동 가능한 양자 광원을 만드는 연구, 2차원 물질을 이용해서 광볼텍스 (Optical Vortex)를 만드는 연구등을 수행하고 있습니다. 

Light: Science & Applications (2025), Small (2020)