ETRI, 세계에서 가장 작은 테라헤르츠 분석기 개발

초고주파 이용한 계측 분석 가능…소형화·저전력으로 산업 적용 쉬워
영상·분광·통신 서비스 등에 활용…관련 기술 자체 개발로 기술 선도 기대

ETRI가 개발에 성공한 테라헤르츠파를 이용한 계측분석시스템의 개요도. <자료=ETRI 제공>

미개척 주파수 대역인 테라헤르츠(THz)를 활용한 분석기술이 국내 연구진에 의해 개발됐다.

ETRI(한국전자통신연구원·원장 김흥남)는 THz포토닉스창의연구센터가 선박용 페인트의 두께나 독성 가스 검출, 고문서 무늬 등을 확인할 수 있는 테라헤르츠 핵심 모듈을 개발했다고 27일 밝혔다.

테라헤르츠는 1초에 1조번을 진동하는 전자기파로 파장이 길어 빛이 지나가지 못하는 물체를 투과할 수 있어 차세대 주파수로 관심을 모으고 있다. ETRI가 개발한 모듈은 테라헤르츠를 대상물질에 대고 쏘면 물성을 분석할 수 있다.

지금까지 테라헤르츠를 이용한 시스템은 보급이 어려웠는데 기기들의 가격이 비싸고 부피가 크고 무거웠기 때문이다. ETRI는 레이저 광원 2개를 하나의 칩에 집적하고 빛을 전기로 변환시키는 광전변환기 포토믹서를 공책 한 권 크기로 만들었다. 또 저전력으로 설계돼 기존 산업과 융합형 산업에도 적용 가능하다는 것이 연구진의 설명이다.

ETRI가 개발에 성공한 테라헤르츠파를 이용한 계측분석을 할 수 있는 모듈을 동전과 비교한 모습. <사진ETRI 제공>

연구진은 소형 비팅(맥놀이) 광원 제작기술과 시스템 소형화가 핵심기술이며 이를 바탕으로 생산시설의 품질 모니터링이나 과학 수사의 물질 성분분석, 오일 속 성분 계측·분석 등에 활용될 수 있다고 설명했다.

특히 조선소 선박의 페인트 균등성이나 대도시 지하철역 독성 검출, 플라스틱, 종이를 투과하는 특성을 활용한 고문서 조사 등에도 사용될 전망이다.

박경현 THz포토닉스창의연구센터장은 "비교적 생소한 테라헤르츠 기술개발을 시작해 자체 개발에 성공한 핵심모듈을 다양한 산업현장에 적용할 계획"이라며 "이를 계기로 테라헤르츠 응용 분야 개척이 빠른 시일 내에 이뤄지길 바란다"고 말했다.

연구진은 테라헤르츠를 이용한 미래기술로 ▲언제 어디서나 실시간으로 연결되는 인터넷 ▲통신 환경을 위한 초 광대역 근접통신 ▲인간에 해로운 유독물질의 인지 및 추출 ▲다중 영상 기법을 통한 신개념 진단 기술 등으로 전망하고 있다.

이번 연구는 미래창조과학부와 산업통상자원부의 지원으로 개발됐고, ETRI는 이번 사업을 통해 SCI 논문 20여편과 국내·외 특허 50여건을 출원했다. 비팅 광원 제작기술은 국내 전문기업에게 기술이전 중이다.

ETRI가 이번 개발에 성공한 테라헤르츠파를 이용한 계측분석을 할 수 있는 시스템에 모듈이 내장되어 있는 모습. <사진=ETRI 제공>

 
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