한국, 세계 최고 정밀 길이 측정기술 확보…국제표준 주도 기대

작성일 07-04

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        <div class="article_view" data-translation-body="true" data-tiara-layer="article_body" data-tiara-action-name="본문이미지확대_클릭"> 
         <section dmcf-sid="uxe5zd7vyK">
          <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="05a637f728939d0c92b01776f35f91e36d55111433543727b8caaf213403176d" dmcf-pid="7Md1qJzTCb" dmcf-ptype="figure">
           <p class="link_figure"><img alt="KRISS가 개발한 광 주파수 빗 분광 간섭계 기반 절대길이 측정 시스템 모식도. KRISS 제공." class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202507/04/dongascience/20250704111938309ivfi.jpg" data-org-width="680" dmcf-mid="Uce5zd7vl9" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img4.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202507/04/dongascience/20250704111938309ivfi.jpg" width="658"></p>
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            KRISS가 개발한 광 주파수 빗 분광 간섭계 기반 절대길이 측정 시스템 모식도. KRISS 제공.
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          <p contents-hash="67734041de71a4ec286734a48cbf3f2a25bfdbcc9279b0fda287a760799052b8" dmcf-pid="zhvRNTaVvB" dmcf-ptype="general">한국표준과학연구원(KRISS) 연구진이 양자물리학이 허용하는 한계 수준의 정밀도를 갖는 길이 측정 시스템을 개발하는 데 성공했다고 4일 밝혔다. 예전에는 길이가 짧고 정밀한 자 혹은 길고 정밀도가 떨어지는 자만 있었다면, 이번에는 길고 정밀한 측정이 가능한 자를 만든 것이다. 측정의 편리함과 안정성을 높인 것으로 첨단산업과 기술혁신에 큰 도움이 될 것으로 전망된다.</p>
          <p contents-hash="7b21782c22c0d578307833f690ff6df33a5726d45e92c915e317ae5491f217ce" dmcf-pid="qlTejyNfhq" dmcf-ptype="general">현재 가장 정확한 길이 측정 장비는 1m의 기준이 되는 '길이측정표준기'다. KRISS를 비롯한 세계 각국의 측정표준 대표기관이 운용하고 있다. 단파장 레이저 간섭계(두 빛이 만날 때 발생하는 간섭 패턴 측정)를 이용해 길이를 측정한다. 단파장 레이저는 눈금이 촘촘한 자처럼 파장이 매우 고르게 분포돼 있어 1-10나노미터(nm, 10억 분의 1m) 수준의 정밀한 측정이 가능하다.</p>
          <p contents-hash="f98a8612795ca1a29549e9795fe2670da20ad27619df9640b33bddfa14f34448" dmcf-pid="BSydAWj4lz" dmcf-ptype="general">하지만 파장 범위가 좁아 한 번에 측정할 수 있는 길이가 매우 제한적이다. 레이저의 파장 범위를 재려면 여러 번 측정을 반복해서 측정값을 합산해야 한다. 측정시간이 오래 걸리고, 간섭계의 위치를 안정적으로 옮기는 장치가 필요해 제약이 있다.</p>
          <p contents-hash="3a334f45c7cfae19f80402847b38efc2cfd7d5b238cee1a3395d4e74e3492c30" dmcf-pid="bvWJcYA8C7" dmcf-ptype="general">정밀도는 떨어지지만 긴 거리를 한 번에 측정하는 '절대길이 측정 시스템'도 있다. 기준점에서 측정 대상을 향해 빛을 쏘고 되돌아오는 시간을 산출해 길이를 측정한다. 긴 거리를 한 번에 측정할 수 있다는 편리함 덕분에 대부분의 산업 현장에서 활용된다. 다만 길이측정표준기보다 상대적으로 정밀도가 떨어진다는 단점이 있다. </p>
          <p contents-hash="f37100bc7d30ab52bb1d72a7442ebc5ad52df12315390c56f0d1eaf1748f2464" dmcf-pid="KTYikGc6hu" dmcf-ptype="general">KRISS 길이형상측정그룹 연구진은 '광 주파수 빗(Optical Frequency Comb) 간섭계'를 이용해 기존 두 측정 시스템의 한계를 극복했다. 파장 범위가 넓으면서도 한 번에 정밀하게 측정할 수 있는 시스템 '광 주파수 빗 분광 간섭계 기반 절대길이 측정 시스템'을 개발한 것이다.</p>
          <p contents-hash="2b292a5beadedb975f6bf2db361f6c77d51bbf926d7efe3a76fc30c0ef223763" dmcf-pid="9yGnEHkPTU" dmcf-ptype="general">시스템의 정밀도는 0.34나노미터로, 현존 장비 중 최고 수준이자 양자물리학에서 도달가능한 한계 수준이다. 측정 속도는 25마이크로초(μs, 100만 분의 1초)로 야외 환경에서 구동할 수 있을 정도로 빠르고 간편하다. 첨단 산업 현장의 길이 측정 정밀도를 한층 높일 수 있을 것으로 기대된다.</p>
          <p contents-hash="f6e2e1ae6df97116b8f7aa42c84da565e9f6e313c6231826ea9f93d583475039" dmcf-pid="2WHLDXEQhp" dmcf-ptype="general">연구팀은 이번에 개발한 시스템을 차세대 길이측정표준기로 등재할 수 있도록 후속 연구를 이어갈 예정이다. 장윤수 KRISS 길이형상측정그룹 선임연구원은 "AI반도체·양자기술 등 미래 산업의 경쟁력은 나노미터 단위의 거리를 정확히 측정하고 제어할 수 있는지에 달렸다"며 "이번 성과는 우리나라가 차세대 길이표준을 제시하는 선도국으로 자리매김하는 계기가 될 것"이라고 말했다.</p>
          <p contents-hash="bf2f9bbe168ee788a83a465867b5b1b49395c67b2591b4534739c2f4f9ac733f" dmcf-pid="VYXowZDxS0" dmcf-ptype="general">이번 연구성과는 KRISS 기본사업의 지원을 받았으며 광학 분야의 세계적 학술지인 레이저광자리뷰(Laser&amp;Photonics Review)에 6월 게재됐다.</p>
          <p contents-hash="190962b4eaff9da93df35924031e4e12098645bb6ff6161400f5ab1f7cadff4e" dmcf-pid="fGZgr5wMS3" dmcf-ptype="general">[정지영 기자 jjy2011@donga.com]</p>
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        <p class="" data-translation="true">Copyright © 동아사이언스. 무단전재 및 재배포 금지.</p>

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