광통신의 핵심기술인 중저가형 근거리 및 중거리용 차세대 광원소자가 국내 연구진에 의해 상용화 수준으로 개발됐다.
이번에 개발된 광원소자는 그동안 인터넷 광통신망에 사용되던 고가의 장거리용 광송신기를 대체할 것으로 보여 대단위 아파트단지를 중심으로 보급되던 초고속 광인터넷이 일반가정으로 확대될 전망이다.
한국전자통신연구원(ETRI) 집적광원소자팀(팀장 유병수 박사)은 정보통신부 과제의 일환으로 지난 99년부터 지난해 말까지 3년간 14억5000만원을 지원받아 초고속 광인터넷의 새로운 신호광원기술로 각광받고 있는 ‘1.55㎛ 대역 표면방출 레이저(VCSEL:Vertical-Cavity Surface-Emitting Laser)’를 1년 내 상용화할 수 있는 수준으로 개발했다고 27일 밝혔다.
이번에 개발된 레이저는 광교환기 등 모든 광통신에 가장 널리 사용되는 광송신기를 구현할 수 있는 핵심 광소자기술로 유기금속화학기상증착법(MOCVD)을 채택한 상용화 수준의 광소자가 개발되기는 세계 처음이다.
표면방출레이저는 기판 측면에서 레이저가 방출되는 기존 기술과는 달리 수직방향으로 빛을 방출하기 때문에 광섬유를 통한 빛의 전달이 쉽고 레이저 광원을 원하는 모양으로 평면에 배열하는 2차원 어레이 광원의 제작이 가능하다. 또 소자의 제작 및 실장(패키징) 비용이 저렴해 초고속광통신시스템의 저가형 차세대 광원으로 각광받고 있는 기술이다.
기존에 나와 있는 ‘표면방출 레이저’는 850㎚의 파장을 방출하는 광원기술로 상용화돼 광 시스템의 내부 배선과 LAN으로 활용되고 있으나 전송거리가 짧고 고가여서 일반 가정의 인터넷광통신망 구축에는 사용하기 어려운 단점이 있었다.
그러나 이번에 개발된 1.3∼1.55㎛대의 장파장 표면방출 레이저 기술은 화합물 반도체 물질로 레이저 기판을 제조하는 것이 쉽고 빠른 MOCVD를 적용, 공정상 품질과 특성을 일정하게 유지하는 재현성이 뛰어나다.
또 레이저가 방출되는 ‘전류 구경’을 생성시키는 과정에 자체 개발한 산화막생성기술을 적용해 제작 공정의 안정성과 신속성을 획기적으로 개선했다.
이와 함께 ETRI는 1.55㎛ 표면방출 레이저 소자기술을 바탕으로 일정한 파장 간격의 8개 레이저를 방출, 8개 채널의 광신호를 생성하는 ‘파장분할다중(WDM) 표면방출 레이저 어레이 제작기술’도 개발했다.
이 기술은 ‘선택적 식각방법’을 이용해 공진거리를 일정하게 조절하는 독창적인 방법으로 8개 채널에서 일정한 파장 간격의 레이저 어레이 발진 구조를 상용화 수준으로 구현, ‘WDM 표면방출 레이저 어레이’를 담은 1개의 패킷만으로 광송신기를 만들 수 있기 때문에 생산원가를 최대 4분의 1까지 절감할 수 있다.
유병수 팀장은 “이번 개발로 올해 세계 시장 규모가 6400만달러로 예측되며 오는 2004년에는 4억8600만달러로 매년 100% 이상 증가할 것으로 전망되는 레이저 송신기 및 광통신용 광소자 시장 진출의 기반이 마련된 셈”이라고 말했다.
<대전=박희범기자 hbpark@etnews.co.kr>