국내 연구진이 액정의 3차원 나노 구조를 이용해 하나의 레이저 발진장치로 다양한 파장의 레이저를 발생시키는 액정레이저 제작에 성공했다. 간단한 온도 조절만으로 다양한 파장의 레이저를 만들어 의료기기·광통신·디스플레이 등에 활용되는 레이저 발진장치의 소형화에 기여할 전망이다.
최석원 경희대 정보전자신소재공학과 교수와 송명훈 울산과학기술대 교수 연구팀의 이번 연구 성과는 재료분야 권위지 `어드밴스트 머티리얼스` 온라인판 게재에 이어 표지 논문을 장식할 예정이다.
일반적으로 레이저소자 하나가 한 가지 파장의 빛을 발생시키기 때문에 여러 파장의 레이저광을 얻으려면 여러 개의 레이저 발진장치가 필요하다. 최근에는 하나의 레이저장치로 다양한 파장대의 빛을 발생시키고, 초소형화에 적합한 액정을 매질로 하는 액정레이저에 연구가 활발하다.
하지만 현재 차세대 액정재료인 `BP(Blue Phase)`는 온도 1~2도만 변해도 액정상태를 잃어버리는 등 안정성이 낮고 발생 레이저의 파장가변성이 20nm 미만으로 제한적이다.
연구팀은 자체 개발한 3차원 나노 구조를 가지는 BP의 광결정 가능성에 착안해 이를 공진기 거울처럼 이용했다. BP에 굽은형 분자를 혼합해 유연성을 크게 높여 25도 이상의 온도변화에도 액정상태를 유지하는 액정재료를 개발했다. 이 액정재료에 발광색소를 혼합해 온도에 따라 다양한 파장의 레이저를 발생시킬 수 있음도 확인했다. 최 교수는 “연구 결과는 의료용, 홀로그래피, 광통신, 차세대 레이저 디스플레이 등 다양한 분야 적용이 가능하다”고 밝혔다.
홍기범기자 kbhong@etnews.com
