피부질환 치료, 암치료, 환경오염감시, 대기분석, 학술연구용 광원 등에 다용도로 활용될 수 있는 다파장발진 파장가변 고체색소(solid-state dye) 레이저가 개발됐다. 한국원자력연구소(소장 장인순) 양자광학기술개발팀 고도경 박사팀은 과학기술부가 주관하는 원자력 중장기 개발사업의 일환으로 다파장발진 파장가변 고체색소 레이저 시스템과 핵심부품인 고체 색소셀의 다양한 제작기술을 개발하는데 성공했으며 앞으로 산업화를 위한 연구를 본격 착수할 계획이다. 개발된 고체색소 레이저는 기존의 색소 레이저보다 소형이고 가격이 월등히 저렴하며 파장가변 영역의 확장이 용이해 저출력의 분광실험 장비 및 조사광원분야에서 기존의 액체색소 레이저를 대체할 수 있다. 현재 전세계적으로 피부 문신 및 반점 제거, 심장 수술, 암 치료 등을 비롯한 의료용 시장이 매년 30% 이상씩 확대되고 있는 추세이며 2001년 피부과용 레이저의 세계시장 규모가 약 37억달러에 달할 전망이다. 미국 Eastman Kodak, 영국의 맨체스터대학, 일본의 게이오대학, 중국의 홍콩대학교를 비롯한 외국의 연구기관 및 회사에서도 고체색소의 파장가변 레이저 관련 산업에의 파급효과 등을 인식해 고체색소 제조기술 개발 및 연구에 박차를 가하고 있으며 일부 시제품을 제작 판매하고 있는 상태이다. 고도경 박사팀이 개발한 고체색소 레이저는 일정한 파장의 빛만을 발생시키는 일반적인 레이저에 비해 연속적인 파장가변이 가능해 대학 및 연구기관에서 물질의 특성을 규명하는 분광학 연구와 원격 대기 분석시스템, 환경감시장비, 시료분석장비, 암 치료(상피암, 후두암) 및 피부질환 치료 등의 의료용, 산업용으로 광범위하게 사용될 수 있다. 고체색소 레이저의 특성은 고체의 특성상 견고하며, 기존의 액체색소 레이저에 장착된 순환장치를 제거해 소형화, 경량화를 이루었고, 색소용액 처리가 불필요한 환경친화적인 레이저 시스템이다. 또 여러 색깔의 고체색소를 간단히 교체함으로써 발진파장 영역의 확장이 용이하다. 파장가변 고체레이저 매질로는 티타늄 사파이어(Ti:sapphire), Alexandrite, Cr:YAG(Crome, Yttrium, Aluminium, Garnet) 등의 결정(結晶)들이 사용되지만 대부분 적외선 영역의 빛을 발생시키기 때문에 가시광선영역의 빛을 얻기 위해서는 별도의 파장변환 장치가 필요할 뿐만 아니라 고가의 결정 성장장치가 필요했다. 그러나 고체색소 레이저는 근자외선에서 적외선 영역에 걸쳐 레이저 발진이 가능하며, 간단한 화학반응을 이용하므로 아주 저렴한 비용으로 제작이 가능한 장점이 있다. 한국원자력연구소는 레이저 시스템을 동시에 2파장 이상의 레이저광이 필요한 고분해능 분광학 연구, 라이다(LIDAR: Light Detection and Ranging)와 같은 원격 방사능 대기오염 측정장비, 시료 분석장비, 전 고체화 파장가변 레이저 시스템 등에 적극 활용할 계획이다. 또 기존의 유기물질인 폴리머를 이용한 고체색소쎌 제조기술 뿐만 아니라 이번에 무기물질인 졸겔 유리를 이용한 고체색소쎌 제조 기술을 개발함으로써 제조기술의 다양화를 꾀하고, 앞으로 본격 실용화되면 의료, 환경, 학술, 화생방 감시, 디스플레이, 광정보처리 등 산업전반에 사용될 수 있을 것으로 기대하고 있다. <Chemical Daily News 2001/07/03> |
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