2003년 KRISS에 들어온 후 광도분야에서 한 우물을 판 이동훈 박사. 광학을 전공한 그는 자신이 가장 자신 있는 전공분야를 살리고 싶어 KRISS에 입소했다고 이야기했다. 칸델라(cd)가 인간과 가장 가까운 측정단위라고 생각해 매력을 느낀다는 그는 지금까지 걸어온 연구의 여정을 앞으로도 충만히 느끼고 싶다고 강조했다. 글. 황정은 사진. 김병구  

인간의 눈에서 탄생한 측정단위, 칸델라(cd)를 아시나요?
사람의 눈이 반응하는 정도를 나타내는 단위 칸델라(cd). 주어진 방향에서 빛이 얼마나 강렬한지 나타내는 SI단위인 칸델라는 라틴어로 양초(candle)를 의미한다. 사람의 눈이 인식하는 빛의 밝기의 정도를 나타내기에 다른 측정표준에 비해 인간적인 단위로 일컬어지곤 한다.  

   
“광도 분야는 크게 광원 측정과 검출기 특성 측정, 분광 측정, 색측정 등으로 구분할 수 있습니다. 저는 2003년 KRISS에 입소한 후 지금까지 계속 광도 분야에 있었어요. 광도 분야의 가장 큰 이슈는 아무래도 LED였죠. LED가 만들어지면서 측정 자체가 까다로워졌거든요. 과거의 조명은 스펙트럼이 제한돼 있기 때문에 표준을 만드는 것도 비교적 간단했습니다. 하지만 LED는 그렇지 않았죠. 빛의 색과 발광 특성이 다양해지면서 측정이 어려워졌어요. 때문에 관련 측정기술과 표준도 그에 맞춰 발전해야 했죠.”  

   
2010년 전후 LED 광원이 시장에 빠르게 보급되면서 당시 이동훈 박사를 비롯한 KRISS 광도분야 연구원들은 이에 대한 국제표준과 관련해 다양한 연구를 진행했다. 그중 LED를 특성 측정의 안정도를 높여서 국제비교 등에 필요한 표준광원으로 활용할 수 있는 특허 기술을 연구한 것도 있었다. 마침 이 기술을 마무리 지을 당시, LED 측정표준에 대한 연구가 세계적으로 이슈가 되어 KRISS가 세계 첫 LED 국제비교를 주관하게 되었고, 이를 통해 국제기관 사이에서 높은 평가를 받기 시작했다.  

   
“제가 집중하는 연구분야는 검출기의 분광감응도 측정기술 및 표준입니다. 검출기에 빛이 들어가면 파장별로 신호가 얼마나 나오는지를 측정하는 것인데, 자외선부터 적외선까지 넓은 영역을 측정할 수 있는 기술로 발전시키는 것이 목표예요. 지금까지 두드러진 성과라면 우리 기술의 신뢰도를 인정받아서 관련된 중요한 국제비교 주관을 하고 있는 것을 들 수 있겠네요. 현재는 광자계수검출기라는 매우 미세한 빛을 양자단위 수준으로 검출하는 기기의 효율을 측정하는 기술까지 연구하고 있습니다. 광자계수검출기 측정의 핵심은 결국 분광감응도에 소급돼야 한다는 점이에요. 이 기술이 발전해 자외선에서 적외선까지 광자계수검출기의 양자효율을 측정할 수 있는 기술이 될 수 있기 때문이죠. 다행히 저희 팀은 그 연결고리가 순탄히 이어졌고, 세계적으로 주목을 받을 수 있었습니다."

광도분야 30년 연구자 되고파
오랫동안 한 분야에서 연구를 진행하다보니 세계적으로도 신뢰를 받게 됐다는 이동훈 박사는, 그 덕분에 CIPM(국제도량형위원회) CCPR(광도·복사도자문위원회)의 워킹그룹 의장직을 맡을 수 있었다고 언급했다. “해야 할 일을 하다보면 할 수 있는 일이 계속 생긴다는 것을 깨달았다”는 그는 “시급한 수요를 파악해 연구를 진행한 것도 좋은 성과로 인정받게 된 요인 중 하나”라고 덧붙였다.  

“시간이 흐를수록 칸델라(cd)의 위상은 강화되고 있습니다. 과거에는 칸델라를 7개 기본단위 중 하나로 인정하지 않으려는 경향도 있었습니다. 기본단위가 아닌 유도단위라는 견해이죠. 헌데 칸델라가 기본단위로 정의된 가장 큰 이유는 칸델라 안에 사람 눈의 민감도가 들어있기 때문이에요. 생물학적 요소가 측정단위 정의에 사용되는 거니까 오히려 더 매력 있지 않나요? 사람이 어떻게 느끼느냐, 하는 요소가 들어간 유일한 기본단위니까요. 최근 7개 측정표준을 새롭게 정의하면서 칸델라가 기본 상수로 정의됐습니다. 기본단위로서 칸델라의 위상이 격상됐다고 할 수 있죠.”  

꾸준한 연구를 이어온 덕에 이동훈 박사는 그동안 국내외에서 많은 상을 받고 또 연구 성과를 인정받으며 세계적 연구자로 성장했다. 특히 지난 2011년 ‘1차 기준 태양전지 교정기술’을 개발한 것은 대외적으로 그가 주목받기 시작한 계기이기도 했다. 

 “태양전지 성능을 평가할 때 소급체계 가장 상위에 있는 표준을 독립적으로 확보했다는 점에서 그 성과를 인정받았습니다. 그 내용은 미국과 독일, 일본 등 태양광 기술 선진국과 대등한 수준의 ‘1차 기준 태양전지 교정기술’을 개발한 것입니다. 1차 기준 태양전지는 태양전지 중 가장 높은 정확도를 갖고 있습니다. 때문에 시험기관이나 생산 현장에서 사용하는 태양전지 성능을 평가하기 위한 최상위 비교기준으로 사용되죠. 신뢰성에도 절대적 영향을 미치고요. 그동안 우리나라는 태양전지 성능을 평가하기 위해 외국에서 교정한 1차 기준 태양전지에 의존해 왔어요. 헌데 당시 그 교정기술을 국산화함으로써 성능측정시험기기의 보정시간을 줄이고 산업 경쟁력을 향상시킬 수 있겠다는 기대감을 줄 수 있었습니다.” 

 앞으로 단일광자를 이용한 응용측정 분야도 연구하고 싶다는 이동훈 박사. 이를 연구하기 위해 양자칸델라팀이 새롭게 구축된 만큼 좋은 성과를 낼 수 있도록 최선을 다하고 싶다고 이야기했다.    

“KRISS에서 일하며 가장 좋은 점은 한 분야에 오랫동안 몸담을 수 있다는 것이에요. ‘이동훈’이라는 제 이름 뒤에 ‘30년 동안 광도 분야의 한 우물을 판 연구자’라는 이력이 남는 게 참 좋아요. 앞으로도 그런 기반을 이어가고 싶습니다. 물론 다른 분야의 연구자들과 활발한 소통을 이어가면서요.”