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이주한 교수

레이저 연구, 신 국방산업에 기여 ‘톡톡’
인재 양성·세계적 수준의 기술 개발 노력

서울시립대 이주한 교수는 한국광학회가 광학(光學) 분야 우수 연구자에게 수여하는 2020년도 ‘해림(海林)광자공학상’을 수상하는 쾌거를 이뤘다. 이 교수는 광섬유 레이저의 연속 발진 그리고 비선형 포화 흡수체를 이용한 광펄스 생성에 대한 연구를 진행해 광자공학 발전에 기여한 공로를 인정받았다. 이 교수는 지난 5년간 과학기술논문색인(SCI(E)) 등재 학술지에 총 35편의 논문 발표하고 피인용 횟수 880회를 기록하는 우수한 성과를 보였다.

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이주한 전자전기컴퓨터공학부 교수

Q. 2020년도 해림광자공학상 수상을 축하드립니다. 교수님께서 진행하신 연구에 대해 설명해주세요.

‘광섬유 레이저의 연속 발진 그리고 비선형 포화 흡수체를 이용한 광펄스 생성에 대한 연구’는 쉽게 말해 광섬유레이저에 사용되는 특수한 광학소자를 개발하는 연구입니다. 지난 5년간 이 연구를 했던 제자 중 박사 학위자만 3명이 나왔어요.
그 친구들이 논문을 많이 쓴 덕분에 상을 받았죠. 이들은 국방과학연구소, 한화디펜스 등 우수한 곳에서 레이저 기술을 개발하고 있어요. 대학에서는 이러한 응용 기술들의 토대가 되는 기초 기술에 대한 연구를 진행하고 있습니다.

긍정적인 점은 최근까지 서울시립대에서 박사학위를 받고 국방과학연구소 등 국방 관련 정부 연구기관에 바로 들어간 사례가 거의 없었는데 우리 연구실 출신 박사들이 이러한 유리 장벽을 깼다는 것이죠. 대학원 연구실 졸업생들이 그곳에서 국방용 레이저 분야 연구 개발의 한 축을 담당하고 있는 한, 이 분야를 공부하고 있는 재학생들에게 힘이 될 수 있겠죠. 선배들이 길을 잘 닦은 덕분에 국방용 레이저 분야에서는 패밀리 개념을 만든 것이니까요.

이주한 교수

해림광자공학상의
이주한 교수


Q. 이번 연구의 성과는
무엇인가요?

산업용 레이저 성능을 개선할 수 있는 가능성을 열었다는 것입니다. 레이저 가격을 낮추고 수명을 연장시키는 것에 기여할 수 있는 요소기술을 확보했죠.

Q. ‘광섬유 레이저의 연속 발진 그리고
비선형 포화 흡수체를 이용한 광펄스 생성에 대한 연구’는
실생활에서 어떻게 적용이 가능한가요?

철을 자르거나 무늬를 새기는 등 산업용 레이저 기술에 쓰일 수 있습니다. 철판을 가공하는 데 사용되는 레이저를 구현하기 위해 응용이 되는 것이죠. 지난 5년간 기계연구원, 전자통신연구원, 광주과학기술원과 함께 이러한 레이저 개발을 수행했었고 프로젝트를 완수해 최종심사를 기다리고 있습니다.

이 기술이 발전한다면 나노 크기의 반도체 가공에 적용될 수 있습니다. 사실 레이저 기술 발전의 해답은 늘 독일에 의해 발표됩니다. 우리나라와는 기술 격차가 10년 정도 납니다. 엄청난 자본과 인력이 투입돼야 기술 격차를 줄일 수 있는데 상당히 어려운 일이죠. 역설적이지만 전 세계 레이저 시장의 3분의 1은 한국에 형성돼 있습니다. 하지만 외국산이 차지하는 비율이 99%입니다. 우리 기술로 좋은 제품을 만들어 해결해야 하는 큰 과제가 남았습니다.

Q. 교수님이 레이저 분야에
몰두하게 된 계기가 궁금합니다.

저는 광통신 분야를 선택해 국비유학을 갔어요. 이후 국비유학의 의무인 국내 복무 3년을 채우러 한국과학기술연구원 (KIST)에 들어가 산업용 광섬유레이저와 관련된 연구를 시작했습니다. 그때 한국에서 기술 국산화를 위한 노력을 많이 했어요. 서울시립대에 왔을 땐 좀 더 깊이 있게 연구를 하고 싶다는 생각이 들었죠.

2008년 당시 장유민 박사(현재 삼성전기 재직)가 우리 연구실에 연구교수로 왔어요. 3년 정도 같이 일을 했는데 많은 성과를 냈죠. 그 성과를 기반으로 연구비를 받아왔고 그게 하나의 시작점이 됐어요. 그때 상당한 연구력을 발휘했고 학부 학생들에게 대학원으로 가는 하나의 길을 보여줬죠.

레이저 분야 대학원 연구실을 만들려면 엄청난 규모의 장비·시설 투자가 필요합니다. 그래서 광섬유레이저 기술은 현재 반도체 산업, 자동차 산업의 핵심 가공 기술로 자리 잡았음에도 불구하고 국내에서는 서울대, 한양대, 서울시립대, KAIST, 광주과기원 등 소수의 대학에서만 연구하는 특수 분야가 됐습니다. 다행히 서울시립대는 제가 2007년에 부임한 이후에 엄청난 장비·시설 투자를 해줬고 그 투자가 현재 성과 창출에 기반이 된 것이 사실입니다. 우리 연구실(레이저 및 광반도체 연구실)이 보유하고 있는 연구장비 및 시설은 국내 최고 수준이며 전 세계 명문대학의 유관 분야 연구실과 비교해 전혀 뒤지지 않습니다. 현재까지 장비·시설에만 20억 원 이상은 투입한 것 같아요. 서울시립대 학생들은 기본적으로 우수한 자질을 지니고 있어 깊이 있는 공부와 연구를 수행해 전문성만 키워서 나간다면 산업현장에서 엄청난 경쟁력을 보여 줄 수 있다고 봅니다. 덧붙이자면 학부 학생들의 연구실 견학은 언제든지 환영합니다.

Q. 최근에는 어떤 연구를
진행하고 있나요?

국방과학연구소와 디펜스형 레이저 개발을 하려고 합니다. 전쟁 시 화약 무기를 사용하는 시대는 지났습니다. 핵무기, 생화학무기 바로 다음 단계가 레이저무기입니다. 이것은 드론, 전투기 등 위협 물체를 요격하기 위한 방어용 무기로 사용됩니다. 한국에서도 주변국의 도발을 대비해 최근 관심과 투자가 높아지고 있는 추세이며 국방부는 10년 내로 레이저 무기를 전력화하겠다는 계획을 갖고 있습니다. 이에 발맞춰 국방 쪽으로 특화된 연구를 할 계획입니다.

이미 방위산업 선진국에선 레이저 공격을 막는 레이저 방어막도 개발되고 있습니다. 레이저 방패는 특정 주파수에 대해서만 동작할 것으로 예상이 되고요. 이를 회피하기 위해 주파수가 다른 새로운 고출력 레이저 무기가 개발될 것입니다.

Q. 광학 분야를 공부하고 있는
제자들에게 전하고 싶은 메시지가 있다면.

깊이 있는 공부를 해야 합니다. 그러기 위해서 이공계 학생들은 대학원에서 연구하는 방법을 반드시 배워야 한다고 말해주고 싶어요. 일례로 중국 청두의 서남교통대와 10년 이상 공동연구를 진행하는데 이 학교는 중국 내 대학순위로 따지면 40위권이에요. 하지만 학생 수준은 국내 명문대 학생보다 더 뛰어납니다. 이들은 아침부터 밤늦게까지 열심히 공부하고 연구합니다. 중국에서 이 모습을 본 우리 연구실 대학원 학생들은 귀국한 후 연구를 대하는 태도를 완전히 바꾸죠.

국내에서의 경쟁만을 생각하면 안 됩니다. 눈을 넓혀 세계에서 경쟁할 것을 대비해야 합니다. 저 또한 국내 경쟁만을 생각하면 공멸할 수 있다는 위기의식을 많이 느껴요. 여러 가지 생각을 많이 하지 말고 한 분야만 깊게 파면됩니다. 명품을 만든다는 생각으로요. 명품을 만들기 위해서는 비교 불가능한 독보적인 품질을 이뤄내야 하죠. 그래야 무한 경쟁을 펼치는 세계의 벽을 넘을 수 있습니다.

Q. 교수님의
향후 행보가
궁금해집니다.
  • 이주한 교수
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    저는 은퇴할 때까지 광섬유레이저 분야에서 열심히 활동하고 싶어요. 또 좋은 인재들을 키우면서 국내에서 세계적인 수준의 기술을 확보할 때까지 노력할 계획입니다. 연구진 간 네트워크 확장은 물론 레이저 분야에서 국내 산업기반이 확보될 때까지 기술 개발 관련 연구와 교육을 계속할 것입니다.

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