[2015 국제광산업전시회]광산업 R&D허브-광기술원 나노광전연구센터

한국광기술원은 국내 유일 광산업 전문 생산기술연구소로 중소기업 공동 기술개발과 광산업 성장 분야 R&D를 집중 지원하고 있다.

광기술원은 1100억여원 예산을 들여 826대에 이르는 광 관련 첨단장비와 인프라를 구축해 시험생산, 인증, LED실증센터 등 기업지원 토털서비스를 제공하고 있다. LED 분야 에피, 칩, 패키지, 조명제품, 시험인증, 실증 등 세계 최고 수준 광 분야 인프라를 구축하고 있다.

한국광기술원 나노광전연구센터는 지역 중소기업과 함께 동반성장을 꾀하고 있다.

40G급 능동 광케이블을 비롯해 20G급 초박형 광연결 모듈 등 광연결 분야와 장거리 고정밀 계측용 광섬유 기반 분포형 광센서 개발 등이 대표 사례다.

현재 인터넷 데이터센터(IDC), 서버 시스템에 사용되는 고속 능동 광케이블(AOC) 모듈과 초박형 디스플레이 등 컨슈머 가전기기에 적용되는 수밀리미터급 초박형 대용량 광연결 모듈은 독자 기술개발이 완료된 상태다.

선진국 수준 상용화 기술을 확보하기 위해 국내 기업과 공동연구도 활발히 수행하고 있다.

센터는 교량, 터널 등 국가 기반 시설물이나 가스, 화학 등 산업 시설물 안전 진단을 위한 광섬유 기반 분포형 광센서 개발에 집중하고 있다.

성과도 쏠쏠하다. 센터는 지난해 눈에 보이지 않는 건축물 균열현상을 실시간으로 파악해 안전사고를 사전에 예방할 수 있는 ‘진단용 광섬유 브래그 격자 센서 시스템’ 2종 센서기술을 개발했다.

초저가형과 고정밀형으로 개발된 이 시스템은 전자식 센서의 물리적 한계로 적용하기 어려운 혹독한 환경이나 장거리 대면적 범위 등에서 온도, 변위, 진동, 압력, 화학물질 등 다양한 복합적 물리량을 정밀하게 측정할 수 있다.

수입대체 효과와 가격 경쟁력도 확보했다. 현재 해외수입에 의존하고 있는 관련 제품 평균 가격은 수천만원대인 반면에 이 시스템은 초저가형 50만원, 고정밀형 2000만원 수준이다.

미국 마이크론옵틱스와 영국 스마트파이버스 등에서 개발한 기존 고정밀형 광섬유센서 시스템 제품은 주변 온도변화를 보정하고 시스템 정밀도를 유지하기 위한 시스템이 복잡하다. 하지만 이 시스템은 광학성능이 해외 제품과 동일하면서도 온도 영향에 대한 안정성이 100배 이상 향상됐다. 비용이 저렴한데다 성능이 배가되면서 업계 관심이 이어지고 있다.

저가격화된 광섬유격자 인터로케이터와 분포형 온도센서 국산화에도 성공했다.

이 제품들은 국내 기업과 기술이전 협의를 진행 중이다. 최근에는 주파수 영역 고정밀 분포형 광센서와 광음향 센서 등 첨단 제품 기술 개발도 추진하고 있다.

이 프로젝트는 한국광기술원 ‘최첨단 레이저기술’과 전자부품연구원 정보통신기술(ICT)이 접목돼 국방산업을 비롯해 해양, 환경오염, 방사능위험 지역 등 틈새 개척으로 주목받고 있다.

센터는 전자부품연구원 IT융합부품센터와 함께 중장거리 이동객체에 대한 고출력레이저 기반 무선전력전송 시스템기술 개발도 추진 중이다. 이 기술은 2년여 선행연구 끝에 40W급 레이저 전력전송에 성공해 상용화에 관심이 높아가고 있다. 무선전력전송 분야 관련특허도 출원한 상태다.

레이저를 이용한 무선전력전송기술은 군사용 무인항공기, 해저탐사용 로봇 등 중장거리 전력전송이 요구되는 분야에 적용되고 있다. 미국과 유럽 등 일부 선진국이 선점하고 있는 분야로 국내에서는 한국광기술원과 전자부품연구원이 기초연구와 원천기술 확보에 도전장을 내밀었다.

레이저 기반 무선전력전송을 위해서는 고출력 연속발진 레이저 광원과 칩·패키징, 초정밀광학계, 고출력 레이저 구동회로 기술이 접목이 필요하다. 1㎞ 이상 장거리 전력전송을 위해 전력변환기술, 고속이동물체 트래킹 기술, 양방향 통신기술이 요구된다.

노병섭 한국광기술원 나노광전연구센터장은 “광연결 모듈 및 분포형 광센서 관련 기업 수요를 조사해 현재 기업에 필요한 상용화 기술에 초점을 맞춰 제품 개발을 집중하고 있다”며 “향후 기업과 공동 기술개발과 기업 자체 기술개발을 지원하여 광산업체 매출과 수익 증대에 기여하는 방향으로 나아갈 것”이라고 말했다.

광주=서인주기자 sij@etnews.com