포스텍·美 예일대 공동연구팀, 실리콘 광증폭 첫 구현

포스텍(총장 김도연)은 물리학과 신희득<사진> 교수와 美 예일대 피터 라키치(Peter Rakich) 교수 공동연구팀이 실리콘 칩 위에서 빛과 소리진동의 상호작용을 이용해 광 증폭을 처음으로 관측하는데 성공했다고 23일 밝혔다. 이 연구성과는 물질이 지닌 한계를 나노구조 설계로 극복함으로 생겨난 광증폭이라는 점에서 관심을 받고 있으며 향후 실리콘 기반의 새로운 광소자나 실리콘 레이저 소자를 개발할 수 있는 기반 기술로 주목받고 있다. 연구팀은 실리콘으로 빛이 흐르는 길을 만든 뒤 이 길이 기판 위에 떠 있을 수 있도록 했다. 그 결과 진동에너지 손실이 획기적으로 줄어들며 빛과 소리가 강력하게 결합하는 강한 광증폭에 성공할 수 있었다. 이 연구는 빛과 소리진동이라는 서로 다른 형태의 에너지를 결합해 기존에 볼 수 없었던 현상을 일으켰다는 점에서 학계의 큰 관심을 모으고 있다. 또 이 빛과 소리의 상호작용을 조절함에 따라 지금이라도 당장 응용이 가능한 새로운 소형 레이저나 광증폭기를 실리콘 기판 위에 만들어 새로운 광신호 처리기술로 발전시킬 수 있는 가능성을 열었다는 평가를 받고 있다. 이 연구는 미국방위고등연구계획국(DARPA)과 포스텍 연구비 지원 사업의 지원을 통해 수행됐으며 향후 네이처 포토닉스(Nature Photonics)지를 통해 발표된다.신희득 교수는 “물질 자체의 성질이 아니라 나노 구조 설계를 통해 실리콘에서 빛을 증폭시킨 연구”라며 “불가능을 가능하게 만든 이 실험은 빛과 소리진동의 결합이란 발상으로 광신호처리 연구의 새로운 패러다임을 열 것”이라고 전망했다.