광신호 제어 성공…"AI 가속기 기반될 것"

KAIST는 김상식 전기및전자공학부 교수 연구팀이 윤재웅 한양대학교 물리학과 교수 연구팀과 빛 간섭 현상을 활용해 광신호를 자유롭게 제어할 수 있는 광집적 공진기를 개발했다고 15일 밝혔다.

‘광집적회로(PIC)’는 빛을 이용해 데이터를 초고속·저전력으로 처리하는 기술이다. 인공지능(AI), 데이터센터, 양자정보처리 등 차세대 핵심 분야에서 중요한 기반 플랫폼 기술로 주목받고 있다.

김상식 전기및전자공학부교수(오른쪽)와 김태원 학부생이 공진기 광학 특성을 측정 중이다.(사진=KAIST)

연구팀은 빛을 일정 공간에 가둬 증폭하거나 특정 색(파장)만 선택하는 핵심 광학 소자에 주목했다. 악기 울림통이 소리를 증폭하는 원리와 유사하다. 그러나 기존 단일 통로 구조 공진기는 광신호 위상과 스펙트럼을 정밀하게 조절하는 데 한계가 있었다.

연구팀은 이러한 문제를 해결하기 위해 ‘이중 도파로’ 구조를 도입했다. 이 구조는 공진기를 통과한 빛과 통과하지 않은 빛을 다시 만나게 해 간섭을 정밀하게 조절할 수 있다.

연구팀은 "빛의 색(파장) 특성을 보다 정밀하게 조절할 수 있는 새로운 특성을 확보했다"고 말했다.

김상식 교수는 "이를 바탕으로 비선형(빛의 색을 바꾸는) 주파수 변환 연구의 새로운 가능성을 제시한 것"이라며 "이 기술을 활용하면 여러 데이터를 더 빠르고, 더 정확하게 처리할 수 있다. 향후 초고속 데이터센터 및 AI 가속기와 양자통신 시스템의 성능 향상의 밑거름이 될 것"이라고 말했다.

김 교수는 또 "상용화보다는 플랫폼이나 기본 기술로 쓰일 것으로 기대한다"고 덧붙였다.