경상국립대(GNU·총장 권진회) 자연과학대학 물리학과 정미윤 교수팀(최현종 석사과정, 남영우 교수, 알바트레이스 곽금철 박사 공동 연구)이 광자결정(photonic crystal)인 콜레스테릭액정(cholesteric liquid crystal, CLC)이 채워진 웨지형태의 CLC 웨지셀(wedge cell)에, 단 한 번의 낮은 전압(< 6Vrms)을 인가해 이 CLC 셀 내의 웨지방향으로 전기장 세기 구배(electric field gradient)를 형성해 온도 구배를 형성함으로써, 가시광선 전체 범위(450-673nm)에서 연속적으로 레이저의 파장을 조정 가능한 레이저 어레이를, 단 10분 이내에 구현하는 데 세계 최초로 성공했다.

또한 연구팀은 CLC 셀 내에서 형성되는 광 밴드갭(photonic bane gap)의 위치를 500nm 이상의 파장 영역에서 조정이 가능함을 보였다. 이 광학적 특성을 이용하면 파장가변 레이저뿐만 아니라 다기능성(Multifunctional) 광학 소자(원형 편광기, 광 밴드 패스 필터, 광 노치필터, 미러 등의 기능을 동시에 가짐)를 만들 수 있다.

이 연구 결과는 국내 특허등록을 완료해 원천기술 권한을 확보했고, 레이저 소자 생산 비용을 획기적으로 낮출 수 있고 레이저 성능과 효율은 높임으로써 상용화 가능성을 높였다.

이 기술은 앞으로 능동 파장가변 레이저를 필요로 하는 광(光)산업(파장가변 레이저, 광통신 시스템, 분광학, 센서, 의료 진단 등)의 혁명적인 발전을 가져올 수 있을 것으로 기대된다.

이 연구 결과는 7월 국제 저명 학술지 '레이저 및 포토닉스 리뷰(Laser & Photonics Reviews'(Research article, Citation Impact(2023 CiteScore (Scopus): 14.2, 2023 Journal Impact Factor (Clarivate): 9.8)에 게재됐다. 또한 이 논문의 우수성과 가치를 인정받아 저널의 뒤표지(백 커버: Back Cover)로 선정되어 온라인에 게재됐다.

진주=강연만 기자 kk77@kukinews.com