X선 레이저 증폭기 원리 첫 규명

레이저의 꽃으로 불리는 X선 레이저를 만들 수 있는 증폭기의 원리와 특성이 규명됐다.

광주과학기술원 이종민·야눌레비치 교수, 김철민 박사팀은 X선을 증폭할 때 잡음과 파장을 모두 고려해 설계해야 한다는 사실을 알아냈다고 25일 밝혔다. 연구 결과는 미국 학술지 ‘피지컬 리뷰 레터스’ 2월호에 실렸다.

이에 따라 X선 레이저 증폭기의 개발에 한국이 세계를 선도할 수 있는 기반이 마련됐다.

지금까지 X선 레이저를 설계하는 연구자들은 잡음 등을 무시했다. 그것까지 고려하면 워낙 복잡해지기 때문이다. 그래서 레이저의 품질이 나쁘고, 강하게 만드는 데도 한계가 있었다.

연구팀은 이런 문제를 해결했다. 증폭기로 들어가는 레이저 신호의 시간을 조절하는 등의 방법을 사용하면 증폭되는 레이저 품질이 좋아진다는 사실을 알아냈다.

X선 레이저는 나노(10억분의 1)m, 펨토(1000조분의 1)초 단위의 극히 짧은 순간의 영상을 촬영할 수 있는 신기술이다. 그러나 세기가 강하고, 순수한 X선 단일 파장의 레이저를 만드는 데는 이런 잡음 문제 때문에 벽에 부닥치고 있다.

이종민 교수는 “인체 등 생체의 극히 미세한 부분까지를 관찰하려면 극히 짧고, 강한 X선 레이저 개발이 선행되어야 한다. 이번 성과는 이런 레이저 개발에 청신호”라고 말했다.

박방주 과학전문기자