KIST, 광통신 속도 1만배 높이는 기술 개발

송용원 박사팀, 펄스 레이저 발생장치에 그래핀 접목
데이터 속도 수MHz→57.8GHz… "안정화 연구 계속"

그래핀을 융합한 펄스 레이저 발생장치와 작동원리./KIST 제공

한국과학기술연구원(KIST)은 송용원 박사팀이 기존 대비 1만배 빠른 광통신을 구현할 수 있는 펄스 레이저 발진기를 개발했다고 3일 밝혔다.

펄스 레이저는 깜빡이는 형태로 출력되는 레이저다. 빛이 켜질 때는 1, 꺼질 때는 0에 대응시키면 펄스 1개가 1비트(bit)를 구현할 수 있다. 펄스의 깜빡임이 빠를수록 같은 시간에 담을 수 있는 비트 수가 많아지고 결국 광통신 속도도 높아지게 된다.

광통신 속도는 펄스의 초당 깜빡임 횟수를 나타내는 ‘헤르츠(Hz)’ 단위로 표현된다. 현재 광통신 속도는 수 메가헤르츠(MHz·100만헤르츠) 정도다.

연구팀은 펄스를 발생시키는 발진기의 일부 부품 소재로 그래핀을 사용했다. 그래핀은 약한 빛은 흡수에서 없애고 강한 빛만 통과시키는 특성이 우수하다고 평가받는다. 그래핀 기반의 발진기에서 만들어진 펄스는 기존보다 광증폭 과정을 빨리 해낼 수 있어, 높은 Hz를 구현할 수 있다. 성능 측정결과 기존보다 1만배 높은 57.8기가헤르츠(GHz·10억헤르츠)의 속도를 보였다.

연구팀은 안정성을 늘리기 위한 후속연구에 들어갈 계획이다. 펄스 레이저는 온도 등 주변환경의 영향을 받아 쉽게 변형되는데, 이 문제를 해결해 실제 광통신에 쓰일 수 있도록 하겠다는 것이다.

제1저자로 참여한 이성재 KIST 연구원은 "데이터 트래픽에 대한 수요가 계속 폭발적으로 증가하고 있는 현시점에서 새로운 방안을 제시한 것"이라고 말했다.

연구성과는 미국화학회지(ACS)가 발간하는 국제학술지 ‘ACS 나노(ACS Nano)’ 최신호에 게재됐다.

김윤수 기자(kysme@chosunbiz.com)

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