한국생산기술연구원(원장 이낙규)이 날아오는 무인 드론을 근거리에서 격추시킬 정도로 강력한 레이저 출력을 낼 수 있는 ‘3킬로와트(㎾)급 광섬유 레이저 광원’을 국내 최초로 개발했다. ㎾급 고출력 레이저 가공기는 반도체·디스플레이·자동차·조선 등 제조 분야에서 절단·용접·드릴링과 같은 다양한 용도로 사용되고 있다.
장훈 생기원 디지털헬스케어연구 부문 박사와 김지원 한양대 ERICA캠퍼스 나노광전자학과 교수 공동 연구팀은 레이저의 비선형 현상 저감과 빔 품질 향상을 위한 이론 분석을 바탕으로 효과적인 방열 구조설계를 완성시켜 목표를 상회하는 3㎾급의 출력을 달성했다.
이 기술이 상용화되면 레이저 절단·용접 공정의 생산성을 높이고 기동식 대공방어 레이저 무기와 폭발물의 원거리 처리 용도에도 적용할 수 있다. 2개 이상의 광섬유 레이저 채널을 하나로 뭉치는 ‘파장 빔 결합’ 방식에도 유리해 100㎾ 이상의 더 높은 출력과 미사일 방어에도 활용할 수 있다. 이 연구는 지난 2019년 ㈜한화가 상용 광섬유만을 사용해 출력 제한을 2.5㎾까지 높일 수 있는 연구를 의뢰하며 시작됐다.
장 박사는 “이 기술은 산업에 바로 적용 가능한데 앞으로 단일 출력을 10㎾까지 끌어올릴 계획”이라며 “관련 부품인 특수 광섬유, 레이저다이오드, 신호광·펌프광 컴바이너 등의 국산화 연구도 기업과 병행 중”이라고 밝혔다.
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