한국과학기술원(KAIST)은 기계공학과 김정원 교수 연구팀이 초고속·초정밀 '펄스 비행시간(TOF) 측정 센서'를 개발했다고 12일 밝혔다.

기존 레이저 기반 고성능 거리 측정 기술은 크게 두 가지로 나뉜다.

펄스 비행시간 기술은 미터 이상의 긴 거리를 측정할 수 있지만, 정밀도가 떨어진다.

간섭계 기술은 정밀도가 우수하지만, 측정 거리가 마이크로미터 수준으로 좁다.

연구팀은 펄스 비행시간 기술의 낮은 정밀도와 간섭계 기술의 좁은 측정 범위 한계를 동시에 극복하는 데 성공했다.

펄스 레이저에서 발생한 빛 펄스와 광다이오드로 생성한 전류 펄스 사이 시간 차이를 전광 샘플링 기법으로 분석, 거리를 정밀하고 빠르게 측정할 수 있었다.

수소 원자 2개 크기보다 작은 180피코미터(55억분의 1ｍ) 정도 차이도 200분의 1초 만에 정확하게 측정 가능하다.

김 교수는 "기존에 관측하지 못했던 마이크로 소자 내의 비선형적 움직임 같은 복잡하고 빠른 동적 현상을 실시간으로 측정하는 게 다음 연구 목표"라고 말했다.

연구 성과를 담은 논문은 지난 10일 국제 학술지 '네이처 포토닉스'(Nature Photonics)에 실렸다.