지난 2001년 5월 설립된 광주과학기술원 고등광기술연구소(소장 이종민 apri.kjist.ac.kr)는 레이저 연구 관련 세계 6대 강국의 진입을 노리는 광 과학기술 전문 연구기관이다. 특히 광 관련 원천요소기술을 개발하는 동시에 석·박사급 고급 광기술 전문인력을 양성하는 선도적인 연구소 모델로 꼽히고 있다. 현재 연구소에는 펨토과학, 나노광학,레이저분광학, 비선형광학, 미세광학, 양자광학 연구실 등 10여 개의 특화연구실 및 공동연구센터가 설치돼 있다.
연구소가 수행중인 대표적인 국책 연구사업은 초고출력 레이저 시스템을 개발하는 ‘극초단 광양자빔 연구기반 및 이용기술 개발’이다. 이 사업은 지난 2003년부터 시작돼 2011년까지 9년간 국비 649억 원이 투입되는 대형 국책 프로젝트이다. 고출력 레이저 연구를 수행할 수 있는 세계 수준의 연구시설인 극초단 광양자빔 특수연구동을 건설하고, 이를 통해 IT·BT·NT와의 융합기술을 실용화하는 레이저 광원을 개발하는 연구를 진행 중이다.
극초단 광양자빔은 1초보다 1000조 배라는 찰나의 시간을 가르는 ‘펨토초’ 레이저를 이용해 광자와 전자를 조절할 수 있는 펨토기술을 연구하는데 쓰이는 시설이다. 초고속 물질현상을 분석할 수 있는 펨토기술은 생체고분자 구조의 정보를 원자수준에서 밝힐 수 있는 바이오 포토닉스뿐 만 아니라 나노포토닉스·초고속광통신·초미세 광학분야 등의 연구에도 응용될 수 있다. 지난 2004년 경제협력개발기구(OECD) 세계과학포럼(GSF)에서 초고출력 레이저가 5대 차세대 과학기술 분야 중 하나로 선정되기도 했다.
지난 2월 레이저연구의 본산이 될 극초단 광양자빔 특수연구동 기공식에 들어간 연구소는 차세대 융합기술의 연구에 필수적인 극초단 광양자빔 시설을 제공하고 관련 연구를 수행할 예정이다. 극초단 광양자빔 특수연구동은 궁극적으로 1000조 와트 급인 페타와트(Petawatt) 급까지의 다양한 레이저를 출력할 수 있는 연구시설 및 실험실을 갖출 예정이다. 이를 통해 의료 및 생체 영상 시스템 등 미래 블루오션 시장을 선점하고 관련 원천기술을 개발한다는 방침이다.
‘세계 최고 수준의 광 과학기술 전문연구소로 도약한다’는 비전을 제시하고 있는 연구소는 설립 6년 여 만에 세계 정상급 연구소와 어깨를 나란히 할 정도로 괄목할만한 연구성과를 선보이고 있다. 지난해 국내 최초로 레이저를 이용한 양성자 빔과 X-선 레이저 발진에 잇따라 성공했으며 정부로부터 ‘2003 - 2005 국가연구개발 우수성과 100선’에 선정되기도 했다. 또한, 아시아 고강도레이저 네트워크(Asian Intense Laser Network) 설립을 주도하고 영국 캐빈디쉬·스웨덴 왕립공대 등 세계적인 레이저 관련 연구소 및 기업과 잇따라 공동 연구 협약을 체결했다.
이종민 소장은 “우리나라가 향후 펨토과학기술의 선진국으로 진입할 수 있는 발판을 마련할 계획”이라며 “특히 2010년까지 국제수준의 광 전문 연구소로 성장해 새로운 광 과학기술을 창출하는 세계 일류 수준의 광 분야 종합연구소로 발전해 나가겠다”고 말했다.
광주=김한식기자@전자신문, hskim@