전자공학 전자시대 이어 첨단기술로 각광

중앙일보

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광통신·광컴퓨터·광반도체 등 이른바「광산업」이 새로운 선도기술분야로 등장, 기술혁신의 최전선에 나섰다.
광산업을 뒷받침하는 학문이「광자공학」으로 과학자들은 멀지 않아 전자공학을 잇는 신기술로 각광을 받게된다고 확신하고있다.
현재 기술선진국들은 뒤질세라 광기술개발에 뛰어들고 있으며 노하우를 축적해 나가고 있다.
이 분야의 개발은 시작된 지 얼마 안돼 기술격차가 크지 않기 때문에 각국의 개발의욕은 더 한층크다.
광산업·광자공학의 오늘을 조명한다.

<광기술 응용분야>
광기술은 전자대신 광자(빛입차)를 사용해 전자가 갖는 한계를 극복해 보려는 것이다.
전자공학의 최소단위는 전자이며 속도·크기·에너지에서 전자이하 수준으로의 개선이 불가능하다. 거기에 비해 광자는 더욱 미세하며 광신호는 의부로부터의 혼신이나 방해를 방지 않는 이점이 있다.
이런 광기술이 크게 변혁시킬 분야는 통신·컴퓨터·레이저 응용분야 등.
광섬유를 이용한 해저케이블·데이터통신·위성통신의 큰 변화가 예상되며 지하철통신·선박내통신 등 특수통신도 광통신체제로 전환된다.
광통신의 장점은 무엇보다 대량의 정보를 고속으로 처리할 수 있다는 점.
광비디오디스크·입체영상(홀로그램) 등이 출현해 새로운 시대를 맞게 된다.
특히 갖가지 센서가 개발되어 원격탐사·계측에 이용돼 일반화될 전망이다.
광반도체를 쓰는 광컴퓨터는 고속이면서도 전력소비가 적어 현재의 컴퓨터보다 튼튼하고 신뢰도가 높은 새로운 차원의 컴퓨터를 만들 수 있게 해준다.
레이저이용기술은 군사적 측면 뿐 아니라 일반 산업용으로도 큰 기대를 모으고 있다. 큰 출력의 레이저는 핵융합의 길을 열며, 각종 가공 및 처리기술을 발달시킨다. 이런 광산업의 시장성은 놀라운 성장잠재력을 갖고있다.
미국뉴욕에 있는 프로스트 설리번사에 따르면 유럽의 광산업은 연평균 11%씩 증가되며, 광섬유케이블과 그 부품은 86년까지 연30%씩 성장할 것으로 예상하고 있다. 세계의 광섬유시장은 82년의 3억7천만달러에서 86년에는 3배가 넘는 l1억8천만달러까지 급성장 할 것으로 보고있다.

<광통신>
지금의 유선통신은 한가닥에 3천통화가 가능하며, 동축케이블은 5만회선까지 들어가지만 광섬유케이블은 한꺼번에 2백만회선이 가능하다. 또 자질이 물과 불에 내성을 보이고, 도청이 불가능하며 시설비도 극히 저렴하다.
광통신케이블은 또 동선에 비해 공사기간이 수십분의 1로 단축되며 관의 크기도 상당히 줄어든다. 한동안 크게 문제가 댔던 광섬유 안에서 전달되던 광이 흡수되는 단점도 크게 개선됐다. 70년에는 1km전송에 99%의 광신호가 흡수되고 1%만이 전달됐으나 지금은 50km이상까지 중간중계 없이 신호를 보낼 만큼 광섬유 제조기술이 발전했다. 이에 따라 각국은 광통신 시설을 속속 확대하고 있다.
프랑스는 88년까지의 장기계획으로▲파리의 4개전화국간 광케이블설치▲83∼84년 사이 코르시카섬을 연결하는 20∼50km 해저케이블완공▲광섬유 TV망 시험운영 등을 계획하고 있다.
캐나다는 2개 농촌지방에 단말기·전화·유선TV·FM라디오 등을 하나로 묶은 광통신시스템을 준비중이다.
일본은 78년7월부터 나라지역 1백60가구에서 방송국과 가정간에 상호 정보유통이 가능한 영상정보 시스템을 구성, 실험 중에 있다.
우리나라도 지난해 11월 서울구로전화국과 안양전화국사이 12km에 24회선의 광케이블을 성공적으로 시험 설치한 후 7월13일 다시 4백회선의 광케이블을 설치, 본격적인 광통신시대에 들어서고 있다. 또 지난 6월16일에는 광통신 주식회사가 정식발족돼 국산 광섬유 케이블의 생산을 전담하고 있다.
광통신의 확산은 사회생활에도 변혁을 초래한다.
전국적인 광통신 네트워크에 의해 대량의 정보가 쌍방으로 홍수처럼 흐르면 지금의 직장·가청·국제사회의 생활패턴은 바뀌지 않을 수 없다.

<광컴퓨터>
빛을 구성하는 광자가 전자대신 정보를 전달해주는 광컴퓨터는 다음세대의 컴퓨터가 될 것으로 보고 있다.
이 광학적 컴퓨터는 지금의 전자컴퓨터보다 월등히 고속이며 보다 소형·저전력소비형이 될 것이다.
현재 과학자들은 광자적 논리소자를 개발하고 있는데 이것은 50년대 전자공학초기단계에서 전자적 논리소자를 개발했던 것과 비슷하다. 빛에서 전기의 온(ON) 오프 (OFF)에 해당하는 기능을 잦아 이를 유효하게 이용하는 방법이 연구되고 있다.
이런 연구중의 하나는 광선이 물질을 통과할 때 빚의 밝기에 따라 굴절되는 각도가 다르게 되는 성질을 이용해 광학적 스위치를 만드는 것이다.
최근 휴즈항공사 연구팀은 갈륨비소를 사용해 최초의 광학스위치를 제작하는데 성공했다. 실험결과 전자적 반도체의 스위치보다 훨씬 고속으로 동작했다. 휴즈연구팀은 더 나아가 1백만개의 여소를 동시에 처리하는 광진공관 제조를 시도하고 있다. 이렇게되면 TV카메라를 부착, 고도의 친각인식 능력을 갖는 로보트가 가능하다.
앞으로 광컴퓨터가 개발되고 이것을 광섬유케이블과 연결시켜 주면 속도와 양에서 엄청난 정보처리능력을 발휘하게 된다. 광산업은 전자산업의 뒤를 이어 폭발적인 성장이 기대되는 산업으로 부상하고 있다.