‘아시아 레이저 네트워크’ 결성, 레이저 신기술개발에 힘 모아

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2005-01-17 09:09

대전--(뉴스와이어)--획기적인 레이저 기술을 개발하기 위해 아시아 국가들이 뭉쳤다.

한국과학기술원(KAIST) 물리학과 남창희 교수는 “최근 한국을 중심으로 ‘아시아 레이저 네트워크(Asian Intense Laser Network)’가 결성됐다”고 18일 밝혔다.

아시아 레이저 네트워크에는 한국을 비롯해 일본, 중국, 대만, 인도, 말레이시아 등 6개국에서 30여명의 연구자들이 참여하고 있다.
남 교수는 아시아 레이저 네트워크의 초대 간사로 선출됐다.

현재 유럽연합(EU)은 9개국 17개 연구소가 참여해 유럽의 레이저 네트워크인 ‘레이저랩 유럽(Laser Lab Europe)’를 결성해 미국의 관련 연구에 맞서고 있다.

남 교수는 “유럽의 레이저 네트워크에 견줄 수 있도록 아시아 레이저 네트워크를 구성하게 된 것”이라고 말했다.
2005년 2월에는 한국, 중국, 일본의 ‘아시아 레이저 네트워크’ 관련자들이 KAIST에서 모여 펨토초 레이저를 이용한 ‘결맞는 X선’의 발생과 응용에 대한 첫 워크숍을 열 계획이다.

펨토초 레이저는 강도의 변화가 펨토초(1펨토초는 1000조분의 1초) 영역의 지극히 짧은 시간에 일어나는 레이저다.

‘결맞는 X선’이란 특정파장의 빛이 중첩된 것으로 활용범위가 넓은 것이 특징이다.

현재 남 교수는 펨토초 레이저를 이용해 ‘결맞는 X선’을 개발하려고 연구 중에 있다. 1999년에는 과학기술부 창의적 연구사업단의 하나인 ‘결맞는 X선 연구단’의 책임자로 선정되기도 했다.

고출력 펨토초 레이저로 어떻게 레이저 특성을 갖는 X선 광원을 얻을 수 있을까. 고출력 펨토초 레이저 펄스를 아르곤·네온·헬륨 등과 같은 기체 원자에 쏜다. 그러면 레이저 펄스에 의해 강한 전기장이 생성되는데, 이 전기장이 기체 원자를 강력하게 ‘흔들어 놓아’ 전자가 원자에서 떨어져 나온다. 즉 이온화된다.

하지만 시간에 따라 전기장의 방향이 바뀌어 이온화와 재결합이 번갈아가며 일어난다. 예를 들어 레이저 펄스의 전기장이 30펨토초의 펄스폭 동안 10여번 방향을 바꾸면 매우 짧은 시간 동안 전자가 주기적으로 원자에서 이온화되고 다시 원자와 재결합하기를 반복하게 된다. 이때 주기적인 원자상태의 변조를 통해 방출되는 빛이 바로 X선이다. 파장은 40~300Å에 해당한다.

그런데 레이저 펄스는 진행하다가 기체 원자들을 연달아 만나게 된다. 기체 원자들은 계속해서 레이저 펄스 전기장이 진동하는 결에 따라 변조되므로, 이런 X선이 계속 발생해 합쳐진다. 이에 따라 X선 광원은 레이저와 같은 특성(coherence)을 갖게 된다. 이 X선이 ‘결맞는 X선’이다.

이렇게 얻은 X선은 X선 간섭계, X선 현미경, X선 홀로그램에 응용될 수 있다. 특히 X선 홀로그램으로는 나노 구조물이나 생체세포의 3차원 영상을 얻을 수 있다.

웹사이트: http://www.kaist.ac.kr