ETRI, 편광 선택 가능한 광소자 개발 성공

국내 연구진이 사람의 피부에서 느끼는 촉각이나 압력을 보다 정밀하고 정확하게 제어할 수 있는 소자 원천기술 개발에 성공했다.

한국전자통신연구원(ETRI)은 빛의 편광 현상을 이용해 전송 용량을 2배 증가시키는 광소자 개발에 성공했다고 4일 밝혔다.

편광 현상이란 빛이 진행할 때 빛의 전기장 진동방향이 한쪽 방향으로만 존재하는 것을 말한다.

ETRI는 나노미터(nm) 두께의 극초박막 형태 신물질로 큰 관심을 끌고 있는 이차원(2D) 반도체 물질 그래핀과 평면형 광회로 소자를 접목해 능동적으로 편광을 조절하는 소자의 핵심 기술을 개발했다.

여기에는 기존 연구진이 보유하고 있던 그래핀 합성기술과 광학적 제어 원천기술이 활용됐다.

연구진은 마이크로 광기계 시스템 기술 Micro-Opto-Mechanical Systems을 활용, 하나의 소자에서 수평과 수직 어느 방향으로도 자유로이 선택해서 쓸 수 있는 소자를 만들었다.

이를 통해 편광 선택을 가능하게 만들어 광신호마다 수직, 수평 편광에 각기 다른 신호를 실어 정보를 동시에 송·수신할 수 있는 광통신 시스템을 구현, 전송량을 획기적으로 증가시켰다.

또 연구진은 본 기술의 응용범위를 넓혀 ‘광학식 압력센서’를 개발하고 사람의 몸에 부착할 수 있을 정도로 대면적화를 실현시킨다는 계획이다.

광소자의 경우, 전기는 읽는 데만 사용하고 빛을 중간 매개체로 활용해 소자의 강도가 달라지는 것을 방지한다.

이번 기술을 응용하면 인공 피부에 적용하는 것도 가능하다.

압축이 잘되는 고무나 스프링 등 압력 제어 물질에 광학식 압력 센서를 부착하면 누르는 정도에 따라 달라지는 광신호를 감지할 수 있기 때문이다.

연구진은 이처럼 광학식 압력 센서기술이 발전되면 향후 로봇의 인공피부 적용 및 개발이 보다 손쉬워질 것이라 전망했다.

김승환 ETRI 바이오IT연구본부장은 “향후 인공피부에 적용 가능토록 본격적인 연구개발을 추가로 진행할 계획”이라며 “촉각센서를 개발해 보다 넓은 범위에서 미끄러짐이나 압력을 인공적으로 구현하는 것이 최종 목표”라고 말했다.

한편, 이번 성과는 독일 와일리(Wiley-VCH) 출판사의 광학 기술 국제학술지 ‘레이저 광학 리뷰’(LPOR) 온라인에 지난 8월 초 등재됐다.