초고안정 고주파 신호 생성 광학칩…6G 통신·블랙홀 관측도 기대 작성일 05-11 47 목록 <div id="layerTranslateNotice" style="display:none;"></div> <strong class="summary_view" data-translation="true">KAIST</strong> <div class="article_view" data-translation-body="true" data-tiara-layer="article_body" data-tiara-action-name="본문이미지확대_클릭"> <section dmcf-sid="PnyhBshDMV"> <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="940491e4b39bc2759e609d797f7910e86dce49ea56e0ea63bfbfa0ba37e7be5a" dmcf-pid="QLWlbOlwd2" dmcf-ptype="figure"> <p class="link_figure"><img alt="왼쪽부터 김정원 KAIST 기계공학과 교수, 안창민 연구원. KAIST 제공" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202605/11/dongascience/20260511115154617inzf.jpg" data-org-width="680" dmcf-mid="8SAPsfPKR4" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img3.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202605/11/dongascience/20260511115154617inzf.jpg" width="658"></p> <figcaption class="txt_caption default_figure"> 왼쪽부터 김정원 KAIST 기계공학과 교수, 안창민 연구원. KAIST 제공 </figcaption> </figure> <p contents-hash="2e523e07471adc413f366968c058db845e7f116853bb703f5d6975669f01ac9e" dmcf-pid="xCqpitpXn9" dmcf-ptype="general">국내 공동연구팀이 신호 주파수가 높아질수록 오차가 커지는 문제를 해결한 광학 소자를 개발했다. 연구성과는 6세대이동통신(6G)부터 자율주행 레이더, 블랙홀 등 우주 관측 기술까지 폭넓게 활용될 것으로 기대된다.</p> <p contents-hash="ab953b2f3cdcaca36078276e2abd8dae0b4813fa845b825bb6b603f9f958ffb6" dmcf-pid="yfDjZojJJK" dmcf-ptype="general"> KAIST는 김정원 기계공학과 교수팀이 이한석 물리학과 교수팀과 공동연구를 통해 '마이크로콤'이라는 광학 칩을 개발하고 초저잡음·초고안정 밀리미터파 신호를 생성하는 데 성공했다고 11일 밝혔다. 연구결과는 3월 19일(현지시간) 국제학술지 '레이저 및 포토닉스 리뷰'와 4월 8일 국제학술지 '옵티카'에 공개됐다.</p> <p contents-hash="8058196f2c989aa4b27ec1b79805233caadd8ed906f449bff11575a70b9b2617" dmcf-pid="W4wA5gAinb" dmcf-ptype="general"> 밀리미터파는 주파수 30~300기가헤르츠(GHz, 1GHz는 1초에 10억번 진동)의 고주파로 신호가 한번에 전달할 수 있는 데이터 양인 대역폭을 넓게 활용할 수 있어 차세대 통신 기술의 핵심 주파수 대역으로 꼽힌다. 밀리미터파 신호를 만드는 기존 전자식 신호원은 고주파 대역에서 잡음이 증가하고 장시간 안정성을 유지하기 어렵다는 문제가 있다.</p> <p contents-hash="4259c1ebc842b53407e47159da8c8d8372d3d03063e8d462a9cf1651666d31ee" dmcf-pid="Y8rc1acniB" dmcf-ptype="general"> 연구팀은 정밀한 빛을 생성하는 손톱보다 작은 광학 소자인 마이크로콤에 주목했다. 상대적으로 안정적인 빛 신호를 활용해 주파수 안정성을 높이고 잡음을 줄이는 전략이다. 소형화와 저전력 구동에도 유리하다.</p> <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="8eb8795e350c4f376cbe783d8dab17e767803c221dd4ae25bfa615c6970d9a0f" dmcf-pid="G6mktNkLeq" dmcf-ptype="figure"> <p class="link_figure"><img alt="KAIST 연구팀이 광학 칩에서 생성한 고주파 신호의 잡음을 억제하고 안정성을 확보하는 기술을 개발했다. 상용화 시 6세대이동통신(6G)부터 자율주행 레이더, 블랙홀 등 우주 관측 기술까지 폭넓게 활용될 것으로 기대된다. KAIST 제공" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202605/11/dongascience/20260511115155919fppw.png" data-org-width="680" dmcf-mid="61M8r28Bdf" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img3.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202605/11/dongascience/20260511115155919fppw.png" width="658"></p> <figcaption class="txt_caption default_figure"> KAIST 연구팀이 광학 칩에서 생성한 고주파 신호의 잡음을 억제하고 안정성을 확보하는 기술을 개발했다. 상용화 시 6세대이동통신(6G)부터 자율주행 레이더, 블랙홀 등 우주 관측 기술까지 폭넓게 활용될 것으로 기대된다. KAIST 제공 </figcaption> </figure> <p contents-hash="f53e4be85eef24136338cfdc90243baf8324d0c4543d25128ac648bb834f95b1" dmcf-pid="HPsEFjEoRz" dmcf-ptype="general">연구팀은 첫 번째 연구에서 고주파의 주파수 흔들림 문제를 먼저 해결했다. 광시계와 광섬유 레이저 등의 기준 신호를 마이크로콤과 동기화해 초고안정 주파수를 생성하는 원리다. 실험 결과 마이크로콤 기반 신호원 중 22GHz 대역에서 세계 최고 수준의 성능을 달성했다.</p> <p contents-hash="e3b2e4d969b3af655a2d8534a71696e2732fe265b8fa4c73d86a79bc697b78ca" dmcf-pid="XQOD3ADgM7" dmcf-ptype="general"> 두 번째 연구에서는 초저잡음 특성을 유지하면서 신호를 밀리미터파 대역까지 확장했다. 완전 솔리톤 결정이라는 특수한 물리적 상태가 활용됐다.</p> <p contents-hash="bac153d74de6d59c5dafec178f21c9f4aeaf0b1bb6eb6956530f0b64ffcb0c58" dmcf-pid="ZxIw0cwadu" dmcf-ptype="general"> 솔리톤은 형태가 무너지지 않고 일정하게 유지되는 특수 파동이다. 연구팀은 보조 레이저를 활용해 광학 칩 내부의 광 펄스를 일정한 간격으로 배열해 솔리톤 상태를 구현했다. 펄스는 짧고 강한 빛 신호를 말한다.</p> <p contents-hash="c8a198ba9984fd226f25c8845627b3ca553dba03316e6bf501db7138ac6881ac" dmcf-pid="5MCrpkrNiU" dmcf-ptype="general"> 신호 속도를 2배인 44GHz, 3배인 66GHz로 증가시켜도 잡음이 거의 나타나지 않았고 시간 오차는 3펨토초(fs, 1fs는 1000조분의 1초)에 불과했다. 수많은 신호가 초당 수십억 번 오가는 상황에도 서로 충돌하거나 어긋나지 않도록 정확하게 타이밍을 맞출 수 있다는 뜻이다.</p> <p contents-hash="db19077392c924eb4d4d1feedfb8b290581fdd598247f9f26492e1f5be806388" dmcf-pid="1RhmUEmjMp" dmcf-ptype="general"> 연구 결과는 초소형 광학 칩 기반 신호원이 실제 고성능 시스템으로 확장될 기술적 기반을 마련했다는 평가를 받는다. 상용화 시 6G 등 초고속 통신 데이터 전송 신뢰성을 높이고 자율주행 및 레이더 분야, 블랙홀 관측 등 우주 관측 분야에도 기여할 수 있다.</p> <p contents-hash="70b0eb03987b030b98e2db0e0c3c5324b1f719d6167050bbd9b317b054930da8" dmcf-pid="telsuDsAJ0" dmcf-ptype="general"> 김 교수는 "마이크로콤 기반 신호원 성능을 세계 최고 수준으로 끌어올리고 고주파 대역까지 확장했다"고 밝혔다.</p> <p contents-hash="2123664e23000dca3b761388bdc5a1e5e17853a884275d5cec9de43d49e65ac2" dmcf-pid="FdSO7wOci3" dmcf-ptype="general"> 연구팀은 6G·7G 통신, 초고해상도 이미징, 정밀 우주 관측 등에 활용될 차세대 핵심 주파수 대역인 300GHz 이상 서브밀리미터파까지 까지 확장하는 연구를 진행 중이다.</p> <p contents-hash="d98f5a177ad0a82738a2b8dc44fbfdd545693b87858b34230b79c76ee8056d8e" dmcf-pid="3JvIzrIkRF" dmcf-ptype="general"> <참고 자료><br> - doi.org/10.1002/lpor.71135<br> - doi.org/10.1364/OPTICA.581054</p> <p contents-hash="e20777700dba62506151d983697d1cd6793e4a37456186e123437e70a228ae3c" dmcf-pid="0iTCqmCERt" dmcf-ptype="general">[이병구 기자 2bottle9@donga.com]</p> </section> </div> <p class="" data-translation="true">Copyright © 동아사이언스. 무단전재 및 재배포 금지.</p> 관련자료 이전 마마무, 내달 서울서 완전체 단독 콘서트 개최 05-11 다음 남자배구 드래프트 1순위는 러셀, OK저축은행이 영입 05-11 댓글 0 등록된 댓글이 없습니다. 로그인한 회원만 댓글 등록이 가능합니다.
