최근 국내 연구진이 1초에 1조 번이나 진동하는 전자기파인 테라헤르츠(THz)파를 이용, 자동차 품질관리에 적용할 계획이어서 큰 관심을 일으키고 있다. 테라헤르츠파는 인류의 미개척 전파대역으로 ‘꿈의 주파수’라 불리며 전 세계적으로 경쟁적 연구가 한창이다. 

ETRI는 금속을 제외하고 플라스틱이나 섬유 등을 투과해 볼 수 있는 테라헤르츠파를 이용, 자동차 제조시 차별화된 품질 검사 및 안전 관리 기법으로 적용될 것이라고 8일 밝혔다. 연구진은 반도체 레이저 소자, 이로부터 테라헤르츠파를 생성하는 소자, 대상물을 맞고 돌아오는 파의 검출소자와 이들을 조정하는 회로판 등이 약 10 cm x 10 cm 크기에 들어간 초소형 스캐너를 만들었다고 설명했다. 

그동안 테라헤르츠 기술의 상용화 열쇠는 초소형, 저가격 시스템 실현이었는데, 소재부터 소자, 모듈, 시스템 전 기술을 자체적으로 개발해 이를 해결한 것으로, 연구진은 테라헤르츠 핵심 모듈 기술을 순수 국내 기술로 개발한 것에 큰 의미를 부여했다. 본 스캐너를 통해 ETRI는 차량 제조시 차별화된 품질과 안전 관리를 위한 다양한 비파괴 검사 용도에 활용될 예정이라고 밝혔다.

연구진은 본 시스템이 테라헤르츠파를 이용해 대상물을 조사(Projection)해 차량 부품의 상태 등을 비파괴적으로 진단하는 기술로, 이를 위해서는 두 개의 파장이 다른 레이저 빛이 필요한데, 이를 하나의 반도체 칩에서 만드는 기술이 독자적이고 핵심이라고 설명했다.

현재 본 스캐너는 외국산의 경우 크기도 몇 배로 크고 값도 수억 원대로 비싸 활용이 쉽지 않았다고 말하며 ETRI가 개발한 기술은 소형, 저가로 보급이 가능할 것으로 보고 있다.

연구진은 향후 자동차나 선박의 도장 작업 시 도포의 균일성 여부나 성분까지도 알아내는 연구를 진행할 계획이며, 나아가 테라헤르츠파 의료용 진단 영상 기술 개발과 5G이후의 차세대 테라헤르츠 무선 통신 기술 등 다양한 기술 개발을 진행 할 계획이라고 밝혔다.

현재 본 기술은 광모듈 생산업체 아이오솔루션(대표이사 양국현)에 착수기본료 5억 원 규모로 기술 이전이 될 계획이며, 내년 초 생산 라인에서 실시간으로 테라헤르츠파를 이용, 결함 측정이 가능한 휴대형 비파괴 측정시스템 시제품을 생산할 예정이다.

아울러 지난달 27일, ETRI는 현대자동차간 업무협력 협정서를 체결하고 구체적인 상용화 방안에 대해 협의를 진행 중이다.

박경현 ETRI 테라헤르츠원천연구실 실장은 "현장에서 사용이 가능할 정도로 작으면서, 분광, 영상 및 통신 등 다기능을 갖고, 저가격 실현이 가능한 핵심 부품 개발에 성공, 본 기술을 바탕으로 테라헤르츠 기술의 산업 적용이 본격적으로 진행될 것이다. 또한 이번 성과는 ETRI의 원천기술개발 중심의 출연금사업이 상용화 결실을 맺게 된 대표적 성과로 국가 원천기술 개발 투자의 중요성을 확인시켜주는 좋은 예라 할 수 있다"고 말했다.

ETRI는 본 기술은 테라헤르츠 비파괴 측정시스템에 탑재된 테라헤르츠 핵심 부품들이 분광, 통신 등 타 응용시스템에 활용이 가능, 향후 다양한 형태의 산업용 테라헤르츠 시스템 개발에 핵심 기술이 될 것으로 예상했다. 본 성과는 미래창조과학부 'ETRI 창의연구실 사업', '공공복지안전사업', '나노·소재기술개발사업' 및 산업통상자원부 '산업원천핵심기술개발사업'의 지원으로 개발됐다.

연구진은 이번에 개발한 기술들을 바탕으로 향후 테라헤르츠 비파괴측정 시스템 기술을 국내 전문기업들에 기술 이전을 하여 다양한 상용시스템 개발로 이어갈 전망이다.