실리콘 기반의 광변조기 개발
2004년 05월 10일
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최근 인텔의 연구진들이 실리콘 기반의 광 변조기를 개발하는데 성공하면서 실리콘 기술이 광학재료의 새로운 대안으로 떠오르고 있다. 세계적인 과학저널인 네이처(Nature)의 최근호에 따르면 인텔 연구진들은 단일 광선이 실리콘을 통과할 때 이를 두 개의 광선으로 분리시킨 후, 새로운 ‘트랜지스터와 유사한’ 광변조기를 사용해 한 쪽의 광선에 전하를 가함으로써 ‘위상전이(Phase Shift)’를 유도하는데 성공했다. 또한 이 두 광선이 다시 합쳐지면 그 둘 사이에 일어났던 위상전이가 칩에서 출력되는 빛을 1GHz(1초에 10억 비트의 데이터 전송) 이상의 속도로 On이나 Off 상태로 변화시키는데 이는 과거에 실리콘 상에서 구현되었던 것 보다 50 배 더 빠른 속도이다. 이와 같이 빛이 On이나 Off 상태로 변화되는 패턴은 데이터 전송에 필요한 ‘1’이나 ‘0’의 숫자로 변환될 수 있다는 것을 의미한다. 인텔은 반도체 제조공정에서 획기적인 기술 진보를 이루었다고 발표하고 표준이 되는 반도체에서 보다 빠른 광(광섬유) 변조기를 생성해 낼 수 있는 이 새로운 기술을 통해 높은 대역폭의 광 네트워크를 보다 저렴한 비용으로 PC나 서버 및 기타 다른 전자 기기들, 그리고 컴퓨터 내부에 이르기까지 구현할 수 있게 되었다고 밝혔다. 통신용 광회로에 대한 연구는 지난 1970년대에 시작됐지만 아직도 그러한 부품들을 만드는데 사용될 최적의 재료에 대해서는 여러 가지 다른 견해들이 존재하고 있다. 광학 재료로서 실리콘을 연구하는 것은 1980년대 중반 이후부터 진행되어 왔다. 하지만 3족5족 화합물(인듐인화물, 갈륨비화물 및 관련 화합물), 부도체 리튬 나이오베이트, 또는 심지어 실리카(보통 실리콘을 기판 물질로 사용하는)와 같은 물질들과 비교했을 때 상대적으로 개발성과는 미미한 편이었다. 인텔의 패트릭 겔싱어 수석부사장 겸 CTO 는 “이번에 새로이 발표된 기술은 컴퓨터 내부에서 데이터를 빛의 속도로 전송할 수 있는 광 기기를 개발해 내는데 있어서 획기적인 진보를 이룰 수 있는 기술이다.”라고 말하며, “이 기술을 이용해 더 빠른 인터넷이나 고성능 컴퓨터 및 초 고선명의 디스플레이나 영상 인식 시스템과 같이 높은 대역폭의 어플리케이션이나 기기 개발이 가능하게 됨으로써 업계 전반에 걸쳐 파장을 일으킬 수 있을 것으로 기대된다.”고 밝혔다. 그 동안 상업용 광 기기 제조 상황을 돌아보면 복잡한 제조 과정을 필요로 하는 비싼 가격의 색다른 소재를 선호했기 때문에 그 사용 범위도 광대역 네트워크나 통신 같은 특수 시장에만 국한되어 있었다. 따라서, 1 GHz 이상의 빠른 속도를 제공하는 인텔의 실리콘 기반 광 모듈레이터 공정 기술은 표준 실리콘이 더 광범위한 컴퓨팅과 커뮤니케이션 어플리케이션에 높은 대역폭의 광학의 장점을 가져다 줄 수 있는 훌륭한 소재가 될 수 있다는 가능성을 증명해 준 셈이다. 인텔은 마이크로프로세서 내부에서 광학적으로 스위칭되는 트랜지스터를 측정하고 계량하기 위한 노력의 일환으로써 지난 1990년 중반에 실리콘 포토닉스 연구를 시작했다. 실리콘은 육안으로 보기에는 빛을 통과시키지 않는 불투명체로 보이지만 실제로는 적외선을 투과시키는 투명체이다. 현재 실험 중인 1GHz 속도의 기기는 단일 섬유에서 전송되는 10억 비트의 정보량에 상응한다. 인텔 연구진들은 앞으로 이 기술을 10GHz나 그 이상의 속도로 늘릴 수 있을 것으로 여긴다. 단일 포토닉 링크는 다른 색깔의 빛을 이용하여 같은 속도로 다중 데이터 채널을 동시에 전송할 수 있다. 이는 다중 라디오 스테이션이 자동차 라디오나 케이블 TV의 수백 개 채널에 전송되는 것과 같은 이치이다. 또한 광섬유 케이블은 기존에 고속의 동선(銅線) 접속 설치를 어렵게 했던 전자기 방해나 통신의 혼선에 영향을 받지 않는다. www.intel.com/technology/sp
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