초미세 칩에서 1천조분의 1초 신호 발생 기술 개발…ICT에 적용

KAIST, 3㎜ 지름 마이크로 공진기 이용해 신호 생성

초미세 칩에서 1천조분의 1초 신호 발생 기술 개발…ICT에 적용

한국과학기술원(KAIST)은 이한석 교수와 김정원 교수 공동연구팀이 마이크로 공진기에서 펨토초 펄스 신호를 주기적으로 발생시킬 수 있는 기술을 개발했다고 16일 밝혔다.

펨토초(1천조분의 1초) 펄스는 기초과학 분야는 물론 산업 분야까지 초정밀 분야에서 다양하게 활용된다.

펨토초 펄스를 생산하기 위한 장비로 레이저가 주로 활용되는데, 최근 칩 규모의 마이크로 공진기 소자에서 펨토초 펄스를 생성하기 위한 연구가 활발히 진행되고 있다.

마이크로공진기는 특정 공진 주파수에서 공진을 일으킬 수 있도록 한 ㎛(마이크로미터·1천분의 1㎜)∼㎜ 크기의 소자이다.

레이저가 100㎒(메가헤르츠) 정도의 반복률을 가진 데 비해 마이크로 공진기 소자는 반복률이 수십 ㎓(기가헤르츠) 이상으로 높아 더 다양한 정보통신기술(ICT) 시스템 개발에 적용할 수 있다.

연구팀이 개발한 기술은 3㎜ 지름의 미세 칩에서 22㎓의 높은 반복률과 2.6 펨토초 이하의 매우 낮은 펄스 간 시간 오차를 갖는 광펄스를 발생시킬 수 있다.

초고속 광대역 아날로그 디지털 변환기, 5G·6G 통신용 초저잡음 신호원으로 활용할 수 있을 것으로 기대된다.

이한석 교수는 "펄스 발생 효율을 높이고 잡음 성능을 개선한 광소자 구성기법을 추가로 연구하고 있다"고 말했다.

이번 연구 성과는 국제 학술지 '옵티카'(Optica) 지난달 28일 자에 실렸다.