[IT핫테크] 산업현장 공기 감지하는 레이저

공장에서 메탄가스 유출을 감지하는 레이저 시스템. 〈사진 콜로라도대 볼더캠퍼스〉

산업 현장에서 위험한 화학물질이 누출되는 것을 빠르게 감지해 많은 사람이 위험에 노출된 것을 알려주는 레이저 시스템이 나와 눈길을 끈다.

그렉 리커 미국 콜로라도대 볼더캠퍼스 교수와 연구진은 사람을 위협하는 화학물질이 공기 중에 떠다닐 때 주파수콤(frequency comb) 레이저를 이용해 이를 즉각 감지 및 경고하는 레이저 시스템 '사우론(SAURON)'을 소개했다.

기술 이름은 영화 '반지의 제왕'에서 높은 타워에서 불타는 눈을 뜨고 사방팔방 지켜보는 악당인 사우론에서 따왔다.

이 레이저는 배터리로 작동해 공항, 거리, 위험 물질을 사용하는 산업 현장 등 다양한 곳에 쉽게 배치할 수 있는 것이 장점이다.

주파수콤 레이저는 2005년 노벨물리학상을 수상한 기술로, 기존 레이저와 달리 수백만개 색상의 광선을 동시에 발사한다.

각기 다른 주파수 진폭, 위상, 편광을 가진 라인으로 광원을 구성해 데이터를 부호화하고 이를 광원 하나로 보내는 방식이다.

연구진은 공기 중에 떠다니는 광범위한 작은 입자들을 레이저로 확대해 검출할 수 있다고 설명했다. 석유 및 가스 시설에서 메탄 누출을 탐색하는 기술을 확보한 상태며, 탄화수소, 질산암모늄, 펜타닐 등 치명적인 약품에 노출되면 레이저가 이를 감지해서 대피하도록 알리도록 하는 것이 최종 목표다. 산업 사고와 혼잡한 도시에서의 잠재적인 화학 공격을 포함한 다양한 대기 위협으로부터 사람들을 보호할 수 있다.

이를 위해서는 대기 중에 혼재하는 메탄, 이산화탄소, 기타 유기화합물과 치명적인 화학 물질을 구분하는 것이 과제다. 연구진은 “전자신호가 아니라 빛을 사용해 정보를 전송하는 작은 칩에 장치를 설계할 계획”이라며 “앞으로 3년 동안 레이저를 더 작고 민감하게 만드는 방향으로 개발하려고 한다”고 전했다.

이 프로젝트는 미국 연방 국가정보국 산하 고등정보계획국(IARPA)으로부터 수백만달러 규모 자금 지원을 받게 됐다.

김영호 기자 lloydmind@etnews.com