광주과학기술원(GIST·원장 선우중호) 정보기전공학부 한원택 교수팀은 기존 전류센서 단점인 측정범위의 한계 등을 크게 개선할 수 있는 차세대 전류센싱용 특수 광섬유 개발에 성공했다고 9일 밝혔다.
한교수팀은 화합물 반도체인 카드뮬 셀레나이드(CdSe)가 나노크기의 양자점으로 함유된 광섬유 모재를 제작한 뒤 화학증착공법(MCVD) 및 광섬유 인출장비인 도로윙 타워(Drawing Tower)를 통해 특수 광섬유를 개발했다.
연구팀은 광섬유를 통과하는 선형 편광된 빛이 자장과 평행한 방향으로 진행할 때 선형 편광의 각도가 자장의 세기에 비례해 회전하는 패러데이(Faraday) 효과를 극대화시키기 위해 나노크기의 CdSe 양자점을 광섬유 코어 속에 함유시켜 편광면 회전 변화를 나타내는 광학상수(Verdet Constant)가 높은 특수 광섬유를 개발했다.
이러한 기법으로 개발된 특수 광섬유를 측정 대상에 감아서 전류를 검출하는 방식이기 때문에 기존 센서가 갖는 측정 대상의 규모 및 장거리 전송의 한계를 극복할 수 있다. 또 기존의 광 네트워크 인프라를 활용할 수 있어 제어 및 감시 시스템의 고도화에 기여할 수 있을 것으로 예상된다.
연구팀은 이번에 개발한 센서를 하이브리드형 및 수소 연료형 친환경 자동차의 발전기 및 컨버터 등의 전류 변환 장치에 사용할 수 있을 것으로 기대하고 있다. 또 신재생 에너지인 태양광·풍력·지열 등을 활용한 대규모 발전소 및 변전소, 원자력 발전소 등과 같은 대규모 설비의 고압·고전류를 측정하고 감시하는 데 수요를 예상하고 있다.
한원택 교수는 “고민감도 광섬유 전류 센서를 이용한 광섬유형 전류센서의 개발은 홈네트워킹 및 유무선 모니터링 시스템과 연계가 가능하기 때문에 유비쿼터스 시대의 거대한 센서시장에 큰 영향을 끼칠 것으로 기대하고 있다”고 말했다.
광주=김한식기자 hskim@etnews.co.kr
