한국원자력연구소, 자유전자레이저(FEL) 개발 성공

레이저광선의 파장을 자유롭게 조절해 레이저 응용분야를 획기적으로 넓힐수 있는 꿈의 레이저인 자유전자레이저가 국내 처음 개발됐다.

한국원자력연구소 이종민.이병철 박사팀(고출력 레이저 기술개발팀)은 10일 전자빔의 에너지에 따라 마이크로 파장에서부터 X선 영역에 이르기까지 광범 위하게 원하는 대로 임의의 파장을 얻을 수 있는 자유전자 레이저(FEL:freee lectron las-er)의 개발을 완료하고 최근 발진에 성공했다고 밝혔다.

이번에 개발된 자유전자 레이저는 탄산가스나 금속중기 또는 루비와 같은 기체 및 결정체를 매개체로 해 소스별로 한정된 파장을 얻을 수밖에 없는 기존레이저의 한계를 극복하고 레이저의 출력과 효율을 극대화해 폭넓은 분야에서의 이용이 가능하며, 특히 발진에 사용된 전자빔의 나머지 에너지를 회수 해 다시 사용할 수 있기 때문에 에너지 변환효율이 매우 높다는 특징이 있다. 이에 따라 자유전자 레이저가 실용화될 경우 광화학 반응을 이용해 방사성 폐기물로부터 고부가가치의 희귀자원을 추출, 자원화하는 등 원자력산업분야를 비롯, 복잡한 생체조직을 정밀하게 수술하거나 암을 치료하는 등의 의료 분야와 국방 등 여러 분야에서 폭넓게 이용할 수 있을 것으로 예상된다.

자유전자 레이저는 전자빔 가속기술과 레이저기술이 결합된 새로운 개념의 레이저로서 현재 선진 각국에서는 군사 및 산업목적으로 개발에 박차를 가하고 있으나 아직까지 실용화를 이루지 못하고 있는 최첨단 기술이다.

한국원자력연구소는 이번에 개발된 정전가속기용 자유전자 레이저의 출력을 수십 ㎻까지 높이고 효율을 50%이상 높이는 한편 고주파 선형가속기를 이용한 적외선 및 가시광선 영역의 자유전자레이저의 개발을 추진할 계획이다.

한편 원자력연구소 고출력 레이저개발팀은 이번 자유전자 레이저 개발과 관련 이에 적용할 수 있는 전자빔 회수형 정전가속기 등 4건의 특허를 출원했다. <양승욱 기자>