정보화 시대의 총아, 광통신망이 나노 크기의 레이저와 만났다.한국과학기술원(KAIST) 물리학과 이용희 교수는 최근 초미세 레이저 발생 장치인 ‘나노 레이저’를 개발했다.
반도체 레이저는 이미 광통신망과 의료기기 등 다양한 분야에서 사용되고 있다.
정보고속도로의 광섬유는 수십㎞ 단위로 구축되지만, 레이저 빛을 이용할 경우 일반 컴퓨터의 칩과 칩 사이에서도 빠른 정보전달이 가능하기 때문이다.
지금까지 알려진 재래식 레이저는 1차원 광결정 기술을 바탕으로 했다. 광결정은 두 가지 종류의 반도체를 계속 겹쳐 반복되도록 배열한 것.
1차원은 진주 목걸이를 일렬로 늘어놓은 것처럼 선의 형태로 나타나고, 2차원 광결정은 바둑판 모양의 면 형태로 반도체가 반복된다.
이 기술은 특히 원자 단위에서 빛을 제어할 수 있어 광통신이나 광컴퓨터의 핵심 소자로 사용할 수 있다.
그러나 1차원 광결정 기술에는 한계가 있었다.
초고속 광통신망이나 미래의 초고속 광컴퓨터에 이용하기 위해서는 빛이 나오는 다수의 광원(光源)을 동시에, 고속으로 작동시켜야 한다.
이 때 발생하는 열을 최소화하는 것이 기술의 관건.
실제로 전력 소모가 적으면서 광원으로서의 역할도 제대로 하는 장치는 레이저의 크기를 빛의 파장인 수백 나노미터(1 나노미터는 10억분의 1㎙) 정도로 작게 만들고, 빛이 거울 두 개 사이에서 왔다갔다하는 공진기에서 빛의 손실을 최소화하는 기술이 필요했다.
이번에 이 교수팀이 개발한 나노 레이저는 2차원 광결정 방식을 이용했고, 크기는 머리카락 굵기의 100분의 1 정도로 줄였다.
이 교수는 “미래 초고속 정보 사회는 빛이 주도할 것이다. 나노 레이저 발사장치는 고효율 초고속 광원을 만드는 데 유용한 기술”이라고 말했다.
정상원기자
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