차세대 초고속 광통신이나 광컴퓨터에 활용 가능한 2차원 광결정 나노레이저가 국내 연구진에 의해 개발됐다.
한국과학기술원(KAIST·원장 홍창선) 나노레이저연구실 이용희 교수(물리학과)팀은 과학기술부 국가지정연구실사업의 일환으로 빛의 파장보다 작고 전력소모가 거의 없는 극미세 2차원 광결정 나노레이저 개발에 성공했다고 18일 밝혔다.
광결정이란 서로 다른 두 개의 물질이 주기적으로 반복되는 구조를 말하며 레이저 내부에 빛을 효율적으로 가둬 놓기 위해서는 광결정 구조가 가장 효과적인 것으로 알려져 있다.
이번 광결정 나노레이저는 빛 파장 정도의 미세 광소자와 이를 응용한 광기술인 나노포토닉스의 핵심소자가 되는 것은 물론 빛이 주도하는 미래 초고속 정보사회에서의 고효율 광원의 기반기술이라고 연구팀은 설명했다.
특히 이번 광결정 나노레이저는 통신용 파장인 1550㎚에서 동작, 이론적으로 가능한 형태에 가장 근접한 것으로 전력소모가 매우 적고 초고속통신이 가능한 구조라는 점에서 그 의미가 더욱 크다. 또 고효율·저전력으로 레이저와 LED의 장점을 모두 갖춘 미래 광정보통신 또는 광컴퓨터 등에 핵심소자로 활용되고 광통신 관련 특수 광섬유소자 개발도 가능할 것으로 전망된다.
이와 함께 기존 광도파로에서는 불가능하던 90도 정도의 급격한 빛의 꺾임에도 광원의 전송이 가능하기 때문에 미국·일본·영국·프랑스 등 세계 각국에서 광결정소자 연구에 많은 예산을 투입, 활발한 연구를 진행하고 있다.
이번 연구 결과는 피지컬 리뷰 등 국제학술지에 10여차례 게재됐으며 국제학술대회에서 6회에 걸쳐 초청강연이 이뤄졌다. 이 교수는 올해도 7회의 초청강연을 가질 계획이며, 국제전기전자기술자협회(IEEE)지 5월호에 연구 결과가 특집으로 소개될 예정이다.
이용희 교수는 “빛이 주도하는 미래 초고속 정보사회에서 광결정레이저는 고효율 초고속 광원으로 그 중요성이 인식되고 있다”며 “이를 기반기술로 산업적으로 어떻게 활용할 수 있을 지를 연구할 계획”이라고 말했다.
<권상희기자 shkwon@etnews.co.kr>