디스플레이 기술의 완결판으로 인식되고 있는 차세대 `레이저 디스플레이′를 실용화할 수 있는 핵심 광원인 세계 최고 출력의 청색 고체레이저가 국내에서 개발됐다.
한국과학기술원(KAIST) 물리학과 윤춘섭(尹椿燮.54) 교수팀은 LG전자와 공동으로 청색의 색감도가 가장 높은 456nm 파장에서 cw(연속파) 1.7W의 세계 최고 출력 청색 고체레이저를 개발하는데 성공했다고 3일 밝혔다.
지금까지 개발된 456nm파장의 청색 레이저는 지난 2002년 독일 함부르크(Hamburg)대학의 0.84W가 최고 출력이었다.
이번에 개발된 청색 레이저는 기본 단일 모드이고, 레이저 헤드의 크기가 4× 4× 10㎤의 소형이며 출력 안정도가 1% 이내의 매우 우수한 특성을 갖고 있다.
윤 교수팀은 "이 레이저 개발로 레이저 디스플레이 실용화를 위한 난제가 해결돼 가정용 TV에서 대형 전광판까지 화질의 혁명을 열날이 멀지 않았다"고 말했다.
윤교수팀에 따르면 레이저 디스플레이는 픽셀(Pixel.화소)방식을 사용하는 기존 CRT, LCD, PDP 등의 디스플레이 기술과 달리 빛의 삼원색인 청.녹.적색의 레이저를 광원으로 사용, 이 3가지 색을 주사방식에 의해 적절한 비율로 혼합함으로써 모든 종류의 자연광을 낼 수 있는 장점을 갖고 있다.
따라서 선명도, 색구현, 색대비, 휘도, 화면크기에서 다른 디스플레이 기술의 추종을 불허하는 차세대의 궁극적인 디스플레이 기술로 인식되고 있다.
그러나 고휘도, 대화면 레이저 디스플레이를 실용화하기 위해서는 레이저의 출력이 청색은 2W, 녹색과 적색은 3W 이상돼야 하고, 출력 안정도가 3% 이내여야 하는 조건을 충족시켜야 한다.
이들 삼원색 광원 중 적색은 적색 고출력 레이저 다이오드를 사용하고 녹색은 기존 네오디뮴 레이저의 1천64nm 파장을 2차 조화파인 532nm 파장으로 변환시켜 고출력을 얻는데 별 문제가 없다.
문제는 청색으로, 청색 파장의 기본파 레이저는 3준위(레벨) 레이저로 4준위 녹색 레이저와 달리 상온에서 첫 번째 들뜬 상태 에너지 준위에서의 밀도 분포와 재 흡수로 2W급의 고출력을 내는 것이 어려운 것이 레이저 디스플레이의 실용화를 가로막는 가장 큰 장애 요인이 돼 왔다.
윤 교수팀은 이번에 2W급 고출력 청색 레이저를 개발함으로써 이러한 장애 요인을 제거, 레이저 디스플레이의 실용화를 가능케 한 것으로 평가된다.
윤 교수는 "일본, 미국, 독일 등 선진 디스플레이 강국이 치열한 기술 개발 경쟁을 벌이고 있는 가운데 이번 2W급 고출력 청색 레이저 기술 개발로 차세대 고화질, 대화면 레이저 디스플레이 시장에서 우리가 월등히 유리한 위치를 점할 수 있게 됐다"고 말했다.