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펨토초 레이저 가공에 의한 광학재료 개발

전문가 제언: ○ 최근 인터넷 이용의 증가와 함께 화상통신, 전자상거래, 재택근무, 웹 TV 등이 실현되면서 대용량의 정보 전송을 위한 초고속 광통신망의 구축이 불가피하게 됨에 따라 초고속, 광대역 통신 시스템과 신호처리 시스템에서 광회로의 고집적화가 요구되어 평판 광소자의 역할이 커질 전망이다. 특히, 근년 WDM(파장분할다중) 방식이 개발됨에 따라 정보 전송속도를 현재보다 훨씬 증가시키는 것이 가능하게 되어 이를 활용할 수 있도록 경제성과 양산성을 만족할 수 있는 저 손실 광도파로 및 초고속 광 신호처리 소자의 개발이 절실하다. 이에 대응하여 전자세라믹 분야에서도 새로운 물리현상을 이용한 신규재료 및 프로세스의 개발이 활발하게 추진되고 있다.

○ 본 논문은 일본의 NEDO(신 에너지산업기술종합개발기구)가 2001년부터 나노기술 프로그램으로 추진한 “나노유리 기술 프로젝트”의 일환으로 펨토초 레이저(femtosecond laser)를 이용한 나노유리의 제조에 관한 연구개발 실적을 소개한 자료이다. K. Miura 등은 기존의 레이저 가공의 경우 가공주변부위에 열적 손상이 일어나는데 반해 펨토초 레이저 가공은 열에 의한 가공소재의 손상 없이 소재 내부에 국소적으로 선택하여 광도파로의 형성 등 구조개질을 할 수 있는 점에 착안하여 펨토초 레이저에 의한 유리 내부의 국소가공(구조개질)법을 개발하였다. 이 기술의 확립은 향후의 초고속, 광대역 통신 시스템과 신호처리 시스템에서 요구되는 광회로의 집적화 등 고기능의 광소자 개발에 크게 기여할 것으로 기대된다.

○ 펨토초 레이저에 의한 가공은 현재 다양한 분야에 걸쳐 연구되고 있어 장래성은 크다고 생각된다. 향후의 과제로는 레이저 장치의 안정성, 견고성의 향상이 필요하며, 또한 가공 메커니즘에 대한 명확한 규명 등을 들 수 있다. 우리나라의 경우, 아직까지는 펨토초 레이저를 이용한 나노구조체 연구에 대한 성과가 미진하지만 현재 고등광기술연구소를 비롯하여 서울대학교, 표준과학연구원, 한국기계연구원, 한국과학기술원 등에서 다양한 분야에 걸친 연구가 진행되고 있어 조만간 가시적인 성과가 나올 것으로 기대된다.

저자: Kiyotaka Miura, Kazuyuki Hirao
자료유형: 학술정보