우주 광 통신, 원자력 발전소 등 극한 환경은 광자 집적 장치의 신뢰성과 안정성에 엄격한 요구를 제시합니다. 기존 실리콘 기반 웨이브가이드는 이러한 상황에서 고유의 방사선 내성 부족 및 화학적 민감성으로 인해 심각한 성능 저하 위험에 직면해 있습니다. 이에 본 논문은 Ta₂O₅를 기반으로 한 방사선 내성과 화학적 안정성을 갖춘 새로운 광 웨이브가이드를 설계하고 연구하였습니다. 고전 전자기 이론에 기반해 웨이브가이드 구조를 설계 최적화하였으며, 실험을 통해 낮은 손실과 이상적인 광 모드 제한 능력을 검증하였습니다. 또한, 제조 공정이 기존 반도체 기술과 호환되며 우수한 집적 잠재력을 지니고 있어 FP(파브리-페로 공동), 격자 웨이브가이드 등 모드 선택 장치로 제작하여 광자 전송 및 제어가 가능합니다. 본 연구는 강한 방사선 및 고부식성 환경에서 안정적으로 작동하는 광 통신 및 센서 시스템을 위한 고성능, 고신뢰성 웨이브가이드 솔루션을 제공하며, 넓은 응용 가능성을 보여줍니다.

오산화탄탈; 다층 박막; 광 웨이브가이드; 모드 분석