6G 시대 안정적으로 이끌 '이것'...1000조분의 1 클라쓰

(서울=내외방송) 인공위성을 이용해 통신하는 6G 시대를 안정적으로 이끌어갈 수 있는 기술이 개발됐다.

KAIST(한국과학기술원)는 3월 3일 "김승우, 김영진 기계공학과 교수 공동연구팀이 차세대 6G 이동통신 대역(범위)으로 알려진 테라헤르츠 대역(THz, 투과성이 우수해 암 치료 등에 쓰이는 전자파)에서 세계 최고의 안정도를 띠는 '초안정 테라헤르츠파 생성 원천기술'을 개발했다"고 밝혔다.

기존의 테라헤르츠파 생성 방식은 상대적으로 낮은 주파수와 안정도를 보여 기술 선점과 접근에 제한이 있었다.

연구팀은 이를 극복하기 위해 1000조분의 1(펨토초) 만큼 매우 정밀한 광(光) 주파수 대역의 시간과 주파수 표준을 안정화시키는 '펨토초 레이저 광빗'으로 두 개의 레이저를 추출하고 합성해 테라헤르츠파를 생성했다.

'펨토초 레이저 광 빗(이하 광빗)'은 시간이나 주파수 표준으로 활용할 수 있는 광대역(수백만 개의 주파수가 중첩됨) 레이저와 빛의 스펙트럼(띠)이 머리빗과 닮았다고 해서 붙여진 이름이다.

연구팀은 다양한 잡음을 면밀하게 분석하고, 광빗의 우수한 안정도를 유지하기 위해 '잡음 보상/제어 기술'을 고안했다.

이후 광빗의 넓은 대역폭 특성을 활용해 테라헤르츠파를 만들었으며, 모든 대역에서 1000조분의 1의 안정도를 나타내는 것을 실험을 통해 입증했다.

테라헤르츠 대역에서도 광(光) 시계(300억년에 1초 오차가 존재) 안정도를 세계 최고 수준으로 실현할 수 있다는 것이다.

이 기술은 광 시간을 표준으로 삼아 세계 최고 수준으로 안정된 테라헤르츠파를 생성할 수 있어 차세대 6G 통신 대역에서 초고속 통신을 실현하고, 통신 기기 간 주파수 표준으로 이용될 수 있을 것으로 보인다.

특히, 군용 레이더와 양자 분광기술(빛의 파장 차이에 따라 여러 색의 띠로 나눠짐)에서 획기적인 변화를 가져올 것으로 예상된다.

이 연구의 제1저자로 참여한 신동철 박사는 "차세대 6G 무선통신 대역에서 가장 우수한 안정도를 선점한 것에 의미가 있고, 테라헤르츠 핵심 소자 평가 등에 응용돼 테라헤르츠 대역 표준 확립에 도움이 될 것"이라고 말했다.

한편, 이 연구는 한국연구재단 등의 지원을 받아 수행됐으며 국제학술지인 '네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications)'에 최근 게재됐다(논문명: Photonic comb-rooted syntesis of ultra-stable terahertz frequencies).