[그림설명:광섬유에서 발생하는 유출은 광신호를 약하게 만든다]
ⓒ GettyImages

기존 광섬유보다 광신호를 좀더 안전하게 전달해주는 초미세 광섬유가 개발되었다. 초미세 광섬유를 이용하면 장거리 광통신에서 흔히 발생하던 광신호의 누출을 줄일 수 있다.

현재 사용되고 있는 광섬유는 광신호가 지나가는 코어(core)와 그것을 둘러싸서 빛이 빠져나가지 못하게 하는 클래딩(cladding)으로 구성된다. 그러나 초미세 광섬유는 코어를 매우 얇게 만들어 공기가 클래딩의 역할을 한다. 게다가 굵기가 얇으면 광신호의 누출이 줄어든다. 이를 통해 광신호를 좀더 안전하게 전달할 수 있다.

이번에 개발된 초미세 광섬유는 매끈할 뿐 아니라 유연해서 매듭으로 묶을 수 있다. 또한 기존의 광섬유는 모퉁이 부근에서 심하게 굽어졌을 때 광신호를 잘 전달하지 못했지만 초미세 광섬유를 사용하면 이것이 가능하다. 이런 성능을 이용해 전기신호 대신 광신호를 사용하는 회로를 만들 수 있다.

이번에 하버드 대학의 에릭 마주르(Eric Mazur)와 그의 동료들이 개발한 초미세 광섬유는 지름이 50 나노미터 정도에 불과하다. 이것은 현재 사용되고 있는 머리카락 굵기의 광섬유보다 1만 배 정도나 얇은 것이다. 물론 이전에도 이 정도 굵기의 광섬유가 개발된 적이 있었지만 충분히 매끄럽지 못해서 광신호를 잘 전달할 수 없었다.

현재 장거리 광통신에 사용하는 광섬유들은 50 킬로미터마다 증폭기가 설치되어 있기 때문에 해저에 광케이블이 설치되어 있을 경우 보수하기가 매우 어렵다. 그러나 초미세 광섬유의 경우 손실률이 줄기 때문에 증폭기가 필요치 않다.

이번에 개발된 초미세 광섬유는 특별한 제작방법의 개발로 탄생했다. 현재 사용되고 있는 상업적 광섬유들은 대부분 유리로 만들어진다. 제조방법은 두꺼운 유리봉을 가열한 후 당겨서 늘이는 것이다. 그런데 유리봉이 가늘어질수록 균일하게 당기는 것이 어려워진다. 왜냐하면 어느 한 부분이 다른 부분보다 뜨거워지게 되면 그 부분이 부드럽게 되기 때문이다. 이럴 때 유리봉을 당기면 그 부분만 가늘어진다.

연구진은 이 문제를 사파이어 바늘을 이용해서 해결했다. 사파이어는 좋은 전도체이기 때문에 열이 고르게 분산된다. 이렇게 고르게 가열된 사파이어 바늘에 유리를 감으면 유리도 균일하게 가열된다. 연구진은 먼저 기존의 방법을 사용하여 유리봉을 1 마이크로미터(1백만분의 1 미터) 정도의 굵기로 만들었다. 그 다음 이것을 가열된 사파이어 바늘에 감아서 늘였다. 최종적으로 만들어진 광섬유는 가시광선의 파장보다도 더 가늘었다.


<출처:Nature>
http://www.nature.com/nsu/031215/031215-7.html

<참고:NewScientist>
http://www.newscientist.com/news/news.jsp?id=ns99994495