▲ 이응숙 박사

▷ 대용량 정보를 고속 전송할 수 있는 광통신용 광소자를 레이저를 이용하여 제작하는 첨단 시스템이 국내 최초 개발됨.

▷ 본 기술의 핵심인 레이저 직접 묘화 기법 (LDW : Laser-Beam Direct Writing)은 기존의 기법들이 필요로 하는 복잡한 공정 및 고가의 장비, 긴 공정시간 등을 극복하고, 저렴한 가격으로 다양한 형태의 광소자를 단기간에 제조할 수 있는 획기적인 첨단 기술임.

국내에서 처음으로 경제적으로 대용량 정보를 고속 전송할 수 있는 광통신용 대면적 폴리머 광소자 제작을 위한 ‘레이저 빔 직접 묘화 시스템 (LDWS : Laser Beam Direct Writing System)’이개발되었다.

한국기계연구원(원장 박화영) 나노공정장비연구센터 이응숙 박사팀은 정보통신부, 산업자원부의 지원을 받아 산·학·연 공동으로 광소자 제작를 위한 ‘레이저 직접묘화 시스템’을 개발 완료하고 광소자 제작용 공정, 시스템 설계, 시스템 제작 원천기술이 확보되었다고 밝혔다.

이 기술의 주요 핵심 원리인 ‘레이저 직접묘화 기술(LDW 기법)’은 고분자 필름에 레이저 빛을 조사하여 굴절률을 변화시킴으로서 광도파로 구현이 가능하며, 정밀하고 재현성 있는 이송장치 및 광학계를 이용하여 단일모드, 다중모드의 직선 또는 곡선형태의 광소자 제작이 가능할 뿐만 아니라, 고분자의 빔 전파 손실(Propagating Loss)도 0.1 dB/cm 이하로 세계 최고 수준을 달성하였다.

지금까지 광통신 분야에서 대용량의 광통신 및 정보기록과 정보처리의 초고속화 구현에 필요한 광소자 및 부품들은 반도체 재료와 무기 실리카 계열의 재료를 근간으로 현재 반도체 공정에 기반을 두고 생산되고 있으나 반도체 공정기법은 생산가격이 너무 높으며, 제작공정이 고온에서 이루어지고, 제작과정이 복잡하여 대량생산이 요구되는 상용화에는 부적합 하였음.

‘레이저 직접묘화 기술(LDW 기법)’은 복잡한 공정 및 고가의 장비, 긴 공정시간 등을 극복하고, 저렴한 가격으로 다양한 형태의 광소자를 단기간에 제조할 수 있는 획기적인 첨단 기술로서 광통신용 광도파로 소자의 저가격화 및 공정의 단순화를 실현시킬 수 있을 뿐 아니라, 마이크로 광학 요소의 굴절률 및 회절률의 변화를 주기 위한 미세 구조 제작에도 응용이 가능하며, 저가의 광통신 부품 및 구면/비구면 회절렌즈 광학부품 양산화가 가능함.

현재 공동연구기관인 (주)이노테크닉스에서는 이 시스템을 응용한 대용량의 광통신 및 정보기록과 정보처리의 초고속화 구현에 필요한 광소자 및 부품 제작에 적용할 예정이며 머지 않아 국내에서 이 기술을 응용한 상용화 제품이 선보일 예정이다.

이 시스템은 앞으로 대용량 광통신망 핵심 광도파로 소자, 다채널 광접속소자, 병렬 광접속모듈, 광백플레인, 광 CATV, 광 LAN용 저가격 광소자 제조, 회절격자 및 광학소자, 광파장 필터 제작에 직접 적용될 수 있으며 2008년에 수입대체 400억원, 수출 800억원, 2012년에는 수입대체 1000억원, 수출 4,000억원 기대 예상되며 광소자 제작용 시스템 분야에서 매우 경쟁력이 있을 것으로 기대되고 있다.

한편 연구진은 이번 연구의 결과를 국내외 유명 저널에 9편을 발표하였으며, 일본에서 열리는 The 4th International Congress on Laser Advanced Materials Processing (LAMP06)에서 발표할 예정이고, 특허도 9건을 출원 중에 있다고 밝혔다.

이번 연구결과는 5개 기관이 보유하고 있는 기술들을 공동활용하여 이루어낸 결과로 매우 큰 의미를 가지며 이러한 연구 모델은 앞으로 산·학·연의 활발한 연구교류를 유도하는데 좋은 본보기가 될 것으로 전망하고 있다.