국내 연구진이 세계에서 가장 작은 고효율·고성능 나노레이저 개발에 성공했다.
과학기술정보통신부는 서울대 박홍규(사진) 교수 연구팀이 호주국립대 키브샤 교수팀과 공동 연구로 고효율·고성능의 초소형 나노레이저 기술 개발에 성공했다고 27일 밝혔다. 나노레이저는 나노미터(㎚·10억분의 1ｍ) 크기의 레이저다. 이 기술은 대용량 광통신 및 양자 정보통신 등 첨단 광학 분야에 응용될 것으로 보인다.
이번 연구 성과는 국제 학술지 ‘네이처 포토닉스’에 게재됐다. 연구는 과기정통부 기초연구사업(중견 연구) 지원으로 수행됐다.
연구팀은 ‘디스클리네이션 광공진기(빛을 증폭시켜 레이저를 발생하는 장치)’라는 새로운 레이저 구조를 개발했다. 디스클리네이션은 결정 속 원자 배열에 일어나는 교란을 뜻한다. ‘회전 어긋나기’라고도 불린다.
연구팀은 또 레이저에서 나오는 빛이 시계 또는 반시계 방향으로 돌아가는 소용돌이 나노레이저를 구현하는 데 성공했다.
연구팀이 개발한 광공진기의 크기는 그동안 학계에 보고된 것에 비해 3.75배 더 작다. 레이저 효율은 24배 늘어났다. 박 교수는 “새로운 나노레이저는 편광(특정 방향으로 진동하는 빛)의 특성까지 원하는 대로 제어할 수 있어 새로운 고집적 광자 및 양자회로 연구에 그 가치가 클 것으로 예상된다”고 말했다.
최근 광학 분야에서는 빛의 특성을 제어하는 방법을 찾는 노력이 활발하다. 빛의 각운동량(회전하는 물체가 갖는 물리량)을 조절하는 기술은 대용량 광통신 등 여러 분야에 응용될 수 있다. 연구자들은 빛을 증폭하는 장치인 레이저 개발에 몰두하고 있다.
조민아 기자 minajo@kmib.co.kr