한국광기술원, 친환경 적외선 광학유리 소재·초소형 광학모듈 개발

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국내 연구진이 일본과 유럽에서 전량 수입해 사용하는 친환경 적외선 광학유리 소재와 이를 적용한 초소형 광학모듈을 개발했다. 광학 부품 소재 수입국에서 수출국으로 전환하는 계기가 될 전망이다.

한국광기술원(원장 김영선)은 광ICT융합연구본부(본부장 최주현) 연구팀이 스마트 기기에 사용할 수 있는 비소(As)·안티몬(Sb)·셀레늄(Se) 등 중금속이 포함되지 않은 친환경 소재인 칼코지나이드 광학유리 소재와 이를 기반으로 하는 초소형 광학모듈을 개발했다고 13일 밝혔다.

칼코지나이드는 전기나 열, 빛 에너지 자극에 의해 쉽게 변하는 특성으로 반도체, 광소자, 박막형 태양전지 등 다양한 소재로 활용되고 있다. 하지만 기존 상용화된 20여종 칼코지나이드 원적외선 광학유리 소재는 대부분 중금속 원소가 첨가돼 인체 유해성이 제기돼 왔다.

연구팀은 인체에 무해한 칼코지나이드 적외선 광학유리 소재와 이를 적용한 카메라 렌즈용 초소형 광학모듈을 개발하는 데 성공했다. 또 스마트 기기의 소형 경량화와 저가 보급형 추세에 따라 80X80 픽셀 센서를 적용한 직경 5㎜, 두께 1㎜ 원적외선 초소형 광학모듈 제조기술도 확보했다.

한국광기술원 광ICT융합연구본부 연구팀이 지난 2015년부터 개발한 적외선 광학유리소재 및 광학렌즈. 최근 스마트폰 내장형 광학모듈과 렌즈, 소재를 개발했다.
<한국광기술원 광ICT융합연구본부 연구팀이 지난 2015년부터 개발한 적외선 광학유리소재 및 광학렌즈. 최근 스마트폰 내장형 광학모듈과 렌즈, 소재를 개발했다.>

적외선 광학유리 소재 및 초소형 광학모듈은 적외선 카메라의 '눈'에 해당하는 핵심부품이다. 최근 적외선 카메라가 야간의 어두운 상황에서 사물을 탐지하고 식별하기 위한 군수용뿐만 아니라 민간 화재감지, 보안감시 등 민수 분야로 크게 확대되자 국내 기업들은 일본 이스즈·옵토크리스탈, 유럽 유미코어·쇼트 등에서 전량 수입해 적외선 카메라를 제조해왔다.

연구팀은 앞서 지난 2017년 원적외선 카메라용 칼코지나이드 광학유리 및 광학렌즈를 국내 최초로 개발, 국내기업에 이전해 모바일·차량용 적외선 광학모듈과 카메라 양산에 기여했다.

이번에 새로 개발한 친환경 적외선 광학유리 소재와 초소형 광학모듈도 국제 특허를 출원하고 기술이전을 추진할 계획이다. 내년에 자율주행차를 포함한 수송기기 분야 주야간 안전운행 고해상도 적외선 카메라용 광학소재부품도 개발할 예정이다.

최주현 본부장은 “광학소재와 광학설계, 공정기술, 측정평가 등 전주기 광학기술을 구축해 가시광부터 원적외선 대역까지 국내 최고의 광학유리 소재 및 광학렌즈 기술을 보유하고 있다”면서 “원천 소재부터 특수카메라 시스템 개발로 이어진 밸류체인을 강화해 국내 광학 산업 경쟁력을 강화에 기여하겠다”고 말했다.

광주=김한식기자 hskim@etnews.com