한국원자력연구원 첨단방사선연구소 직원들이 방사선기기팹 반도체 공정실에서 실험을 하고 있다./첨단방사선연구소



양자센서와 양자시계 등에 활용되는 핵심 광원인 '795nm VCSEL' 소자와 모듈이 국내에서 처음으로 개발됐다.

한국원자력연구원 첨단방사선연구소는 방사선기기팹의 첨단 인프라 지원을 받은 광반도체 전문기업 포셈이 양자기술 핵심부품 국산화에 성공했다고 22일 밝혔다.



795nm VCSEL은 기판의 수직 방향으로 빛을 내는 초정밀 레이저로, 원자의 양자 상태를 정밀하게 제어하는 데 활용된다. 초정밀 양자시계와 양자센서 구현에 필요한 핵심 부품이다.

양자센서는 원자의 상태 변화를 이용해 자기장과 가속도, 회전 등을 정밀하게 측정할 수 있어 항법·위치 측정, 위성, 국방, 자율주행 등 다양한 첨단 분야에서 활용 가능성이 높다.

이번 성과는 기업이 단독으로 구축하기 어려운 반도체 공정장비와 클린룸 등 연구 인프라를 활용한 산·연 협력의 결과다.



포셈은 2018년 ARTI실용화연구동에 입주한 뒤 2023년 한국원자력연구원 패밀리기업으로 지정됐으며, 방사선기기팹의 반도체 공정 인프라와 기술 지원을 바탕으로 관련 기술을 개발해 왔다.

포셈은 이번 795nm VCSEL 개발과 함께 단일광자 검출기(SPAD), 25Gbps급 APD 등 차세대 광반도체 제품군도 확보하며 양자기술과 광통신 분야로 사업 영역을 넓히고 있다.

이번 국산화로 그동안 해외 의존도가 높았던 초정밀 양자센서 핵심 광원의 기술 자립과 관련 시스템의 소형화에도 속도가 붙을 것으로 기대된다.

정병엽 첨단방사선연구소장은 "이번 기술 개발은 공공 연구 인프라와 기업의 기술력이 결합해 양자 소부장 국산화라는 성과를 거둔 사례"라고 말했다.