"나노광학 지평 넓혔다"…전헌수 서울대 교수, 5월 과학기술인상 수상

[사진=과힉기술정보통신부]

 

전헌수 서울대학교 물리천문학부 교수(사진)가 이달의 과학기술인상 5월 수상자로 선정됐다.

과학기술정보통신부와 한국연구재단은 6일 전헌수 교수가 무질서한 광모드의 속성을 규명하고, 차세대 레이저로 주목받는 무작위 레이저 제어 기술을 개발해 나노광학의 지평을 넓혔다고 선정 이유를 밝혔다.

무작위 레이저란 무질서한 광학적 구조 내부에서 자발적으로 발현되는 빛의 공명 모드를 이용하는 차세대 레이저다.

전 교수는 미세 공간에서 빛의 흐름을 제어하는 광자결정 구조 연구로 광자학의 도약과 산업적 응용 가능성을 이끌었다는 평가를 받는다. 관련 성과는 지난해 7월 네이처포토닉스에 표지 논문으로 실렸다.

그는 무질서 정도에 관계없이 항상 결정 구조가 유지되는 광자결정 합금 시스템을 개발해 문제 해결의 돌파구를 찾았다. 연구팀은 직접 설계?제작한 무질서한 광자결정 플랫폼을 이용해 실험했다. 그 결과 무질서한 광자학 시스템에서 앤더슨 국지화 현상이 일어날 수 있고, 그 본질은 광띠꼬리(Photonic band-tail) 모드라는 사실을 규명했다.

앤더슨 국지화 현상이란 무질서한 구조 내부에 전자나 광자가 공간적으로 매우 좁은 영역에 국한되는 현상이다. 이때 전자나 광자의 평균 산란거리는 무질서 정도에 따라 변한다고 알려져 있다.

이와 함께 무작위 레이저 소자의 무질서 정도와 양상을 조절해 다중모드 레이저 발진을 단일모드 발진으로 전환하는 등 무작위 레이저의 제원도 인위적으로 조절 가능하다는 것을 증명했다. 이는 전기장·열·압력 같은 외부요인 없이 구조적 특성만을 소자 설계에 반영해 얻은 최초의 성과다.

전 교수는 "이번 성과는 무질서한 광학적 매질에 대한 기초연구에서 광소자 개발의 응용 가능성까지 전주기적으로 탐구한 결과"라며 "무질서한 광자구조에 대한 물리학적 이해의 깊이를 더해 지금까지 불가능했던 비범한 광소자의 출현을 기대한다"고 전했다.