원적외선 FEL방출장치 개발

한국원자력연구소 레이저팀(이종만, 정영욱박사)은 4일 소형 마이크로트론을 이용, 원적외선 자유전자레이저를 발진 시키는데 성공했다고 밝혔다.이 소형 자유전자레이저는 세계적으로도 아직 미개척 파장영역인 원적외선(일명 테라헤르츠) 영역에서 작동되는 것으로, 다른 방법에 의한 광원보다 100만배 이상의 높은 출력을 내면서도 구조가 간단하고 제작비가 낮아 상업화의 전망이 밝다.

특히 장치 소형화에 결정적 역할을한 마이크로트론을 이용하는 자유전자레이저를 미국, 일본, 이탈리아, 러시아 등 다른 경쟁국에 앞서 발진시키는데 성공함으로써 국내 기술의 우수성을 널리 알리는 쾌거로 평가된다.

이번에 개발된 원적외선 레이저는 적외선과 밀리미터파 사이에 있는 파장의 빛으로서, 현재까지 적당한 고출력 광원이 개발돼있지 않아 미개척 상태로 남아 있었다.

최근 이 파장영역의 광원이 반도체, 생물물리, 신소재, 고체물리, 플라즈마 연구, 비파괴 검사 등 다양한 분야에서 광범위하게 이용될 것으로 기대됨에 따라, 선진국들은 연구개발비를 집중적으로 투자하고 있으나 아직 소형화에 성공한 예가 없다.

이종만 박사는 "대형 가속기 대신에 지름 70CM에 불과한 소형 마이크로트론을 이용, 파장 100-300㎛의 원적외선 레이저를 발진시킨 것은 세계적으로 처음" 이라며 "이번에 개발된 자유전자레이저장치는 그 규모가 다른 장치에 비해 1/3~1/10 정도이고, 가격도 1/3~1/5밖에 안돼 자유전자레이저이용의 활성화에 크게 기여할 것으로 전망된다"고 밝혔다.

원자력연구소 레이저팀은 앞으로 파장영역을 20-600㎛로 확대하는데 연구를 주력할 계획이다.

임동석기자[e-mail]