나노기술 및 정책 정보

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  광주과학기술원은 산하 고등광기술연구소 이종민 교수팀이 세계 최고 출력의 펨토초 초강력 레이저 개발에 성공했다고 14일 밝혔다. 이 교수팀은 티타늄 사파이어 레이저를 이용, 세계 최고 출력 기록을 달성했으며 이 결과는 광학 및 레이저 분야 최고 전문지인‘옵틱스 레터스(Optics Letters)’최신호에 소개됐다. 이 교수팀은 티타늄 사파이어(Ti:sapphire) 레이저 시스템으로부터 펄스폭이 30 펨토초(1천조분의 1초), 펄스당 에너지 30 J(Jule) 이상을 얻어 1페타와트(Petawatt, 1천조와트) 이상의 첨두출력(尖頭出力)을 달성했다.
  원자 내부의 전자 움직임까지 잡아내려면 펨토초(1천조분의 1초)나 나노미터(10억분의 1미터)의 극초단 엑스선 레이저 펄스(파장)가 필요하다.
  이 초강력 레이저를 물체에 입사시켜 발생된 다양한 2차선원(二次線原)을 이용하면 너무 작고 빨라서 눈으로 볼 수 없는 미시(微視) 세계의 현상을 사람이 걸어 다니고 자동차가 지나가는 것처럼 관찰할 수 있게 된다.
  이 교수는“이 기술을 활용하면 원자, 전자, 반입자(反粒子·반물질)등 물리학의 근간을 이루는 입자에 대한 생성과 가속, 우주·천체·물리 등 관련 분야 발전에도 기여할 것으로 예상된다”고 말했다.

  특히 기존에는 1천조 와트 이상의 레이저 출력 달성을 위해서는 미식축구장 정도의 공간이 필요하지만 이번에 개발된 초강력 레이저는 펄스 폭이 아주 짧아 작은 실내체육관 규모(35m × 55m)에서 출력을 낼수 있는 차세대 레이저 시스템이다. 이 교수는 지난 2006년 국내 최초로 레이저를 이용한 양성자빔(Proton beam) 및 X-선 레이저 발생에 성공했다.
  고등광기술연구소는 현재 구축중인 극초단 광양자빔 연구시설이 최종 완성되면, 국내외 연구진에게 시설을 개방, 펨토과학기술 개발의 중심지 역할을 하도록 할 계획이다. 이 교수는“펨토초 초강력 레이저를 이용, 초소형 전자 가속기 개발, 의료용 소형 양성자 및 이온 가속기 실용화, 의료 및 과학용 고분해능 X-선 레이저 현미경 실용화 개발등 다양한 분야에 활용할 수 있을 것”이라고 말했다.