한국생산기술연구원이 날아오는 무인 드론을 근거리에서 격추시킬 정도로 강력한 레이저 출력을 낼 수 있는 ‘3킬로 와트(㎾)급 광섬유 레이저 광원’을 국내 최초로 개발했다.

생기원은 디지털헬스케어연구부문 정훈 박사와 한양대학교 ERICA캠퍼스 나노광전자학과 김지원 교수가 이끄는 공동연구팀이 2년간의 연구끝에 지난 2월 단일채널 단일모드 출력을 최대 3 ㎾까지 높일 수 있는 광섬유 레이저 광원 개발에 성공하고 시제품을 한화에 납품했다고 23일 밝혔다.

이번 성과는 현재 국내에서 개발된 광섬유 레이저 광원 중 가장 높은 출력이며 해외 상용 제품들의 출력이 모두 3 ㎾ 이내라는 것을 고려하면 세계 기술과의 격차도 크게 줄인 것으로 평가된다.

연구팀은 레이저의 비선형 현상 저감과 빔 품질 향상을 위한 이론적 분석을 바탕으로 효과적인 방열 구조설계를 완성시켜 목표를 상회하는 3 ㎾급의 출력을 달성해낼 수 있었다.

개발한 기술이 상용화되면 산업 분야에서 레이저 절단·용접 공정의 생산성을 증대시키는 한편, 국방 분야에서 기동식 대공방어 레이저 무기 및 폭발물 원거리 처리 용도에 적용 가능하다.

또한 2개 이상의 광섬유 레이저 채널을 하나로 뭉치는 ‘파장 빔 결합 (Spectral Beam Combining, SBC)’ 방식에도 유리해 100 ㎾ 이상의 더 높은 출력 및 미사일 방어에 활용할 수 있을 것으로 예상된다.

이번 성과는 한화의 지원을 받았고 한화는 이 기술을 활용해 향후 폭발물 처리기 및 대공용 소형 레이저 무기 개발에 활용할 방침이다.

정훈 박사는 “개발한 광원기술은 최적화 연구가 동시에 이뤄져 산업에 바로 적용 가능한 단계로서 향후 단일 출력을 10 ㎾까지 끌어올릴 계획”이라며 “관련부품인 특수 광섬유, 레이저 다이오드, 신호광·펌프광 컴바이너 등의 국산화 연구도 기업과 병행중”이라고 밝혔다.