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스포트라이트 [광학 특집] 인류 역사 뒤바꾼 光학, 더 밝은 미래를 전망하다

광학은 빛을 다루는 학문이다. 빛은 대상에 반사돼 눈이라는 기관에 들어온다. 시각 정보를 제공하는 빛이 없으면 인간은 아무것도 볼 수 없다. 오늘날 허블 망원경과 제임스 웹 망원경 등은 우주 관측에 활용되고 있다. 현미경은 역사적으로 전염병 극복에 결정적인 역할을 한 광학장치다. 미세한 물체를 확대해서 보는 기능 뿐만 아니라 반도체 공정에서도 사용되고 있다. 카메라는 인간이 기록을 남기고 보존하는 데 필요한 핵심 기구다. 광학 장치의 발전은 19세기 후반 레이저, 홀로그래피 등 기술이 등장하면서 관련된 빛의 개념이 서서히 정립됐고, 이를 발전시켜 광섬유, 컴퓨터가 등장하는 등 광학 산업이 발전하게 됐다. 제임스 웹 망원경은 디지털 기술과 아날로그 기술의 집합체로서, 인류의 '보는 욕구'가 집적된 광학장치다. 이를 통해 인류는 우주 기원을 찾기 위해 망원경을 우주로 보냈다. 광학 장치의 발전은 과학, 의학, 산업 등 다양한 분야에서 활용되고 있으며, 광학 산업은 계속해서 발전할 전망이다. 광학의 역사 망원경은 대표적인 광학 장치로, 1609년 갈릴레오는 이를 통해 불가침의 진리로 여겨지던 천동설을 무너뜨렸다. 천문학적 발견을 이루어냈다는 그 상징성으로 망원경은

이동재 기자 / 최재규 기자

2023-04-24 10:59

테크노트 그래핀으로 나노레이저 컬러 맘대로 바꾼다

최근 빛의 속도로 빠른 미래 컴퓨터인 광학컴퓨터를 개발하기 위한 연구가 활발히 이루어지고 있다. 여기서 광학컴퓨터란, 광신호로 작용하는 논리소자를 사용해 신호를 구성하여 전자가 아닌 빛에 의해 연산하는 컴퓨터를 말한다. 빛으로만 동작하므로 속도가 매우 빠르고 에너지 효율이 높다. 정보, 이미지 등을 빛으로 처리하려면 현재 전자 칩에 집적시킬 만큼 작은 레이저가 필요하며 이를 활용하기 위한 연구도 계속되고 있다. 그러한 가운데 그래핀이 나노미터 크기의 작은 레이저의 색깔을 자유자재로 바꿀 수 있다는 사실이 연구를 통해 밝혀졌다. 이와 관련해 얼마 전, 광학적 손실과 이득 사이의 상호작용을 이용한 신개념 광소자(빛을 발생시키고 제어하며 검출하는 소자로서 레이저, LED, 광검출기 등이 해당된다)가 제안됐다. 이 광소자는 수 마이크로미터 크기의 빛을 가두는 광 공진기로 이루어져 있으며, 광학적 이득과 손실이 공진기 안의 서로 다른 영역에 분포되도록 제작된다. 광학적 손실은 일반적으로 광소자의 성능을 낮추는 주된 요인이다. 하지만 공진기의 특정영역에 선택적으로 광학적 손실과 이득을 분포시키면 공진기의 성능이 낮아지는 대신 공진기 안 고유모드의 특성이 변화되는 특이점

2017-02-23 12:43