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

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

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

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

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

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

본 연구 성과는 ‘ACS Nano’ 지에 게재됨