[물리학] 2009년 – 광섬유 연구를 통해 광통신 발전에 기여 | 영상 반도체 회로인 전하결합소자(CCD) 발명(찰스 K. 가오, 윌러드 S. 보일, 조지 E. 스미스)

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  • 1933 ~
    찰스 K. 가오

    Charles K. Kao

    영국의 중국계 공학기술자. 상하이에서 어린 시절을 보내고 1965년 런던 임페리얼칼리지에서 박사학위를 취득하였다. 홍콩중문대학교 교수직을 거쳐 1974년 미국 국제전신전화회사(ITT)의 최고 기술책임자로 자리를 옮겼다가 1987년 다시 홍콩중문대학교로 돌아와 1996년까지 부총장을 지냈다. 광섬유 연구의 선구자로, ‘광섬유의 아버지’로 불린다.

  • 2009_WillardSBoyle_physics (1)
    1924 ~
    윌러드 S. 보일

    Willard S. Boyle

    미국의 물리학자. 캐나다 출신으로 왕립캐나다 해군으로 제2차 세계대전 참전 경력이 있다. 1950년 맥길 대학교에서 박사학위를 취득하였고, 이후 벨 연구소와 벨컴 사에서 아폴로우주계획에 참여하였다. 1969년 조지 스미스와 함께 CCD를 세계 최초로 개발하였고, 이후 1975년부터 1979년 벨연구소의 연구 총책임자로 일하였다.

  • 2009_GeorgeESmith_physics
    1930 ~
    조지 E. 스미스

    George E. Smith

    미국의 응용물리학자. 1959년 시카고 대학교에서 박사학위를 취득하였고, 이후 1986년까지 벨 연구소에서 근무하였으며, 1969년 윌러드 보일과 함께 CCD를 세계 최초로 개발하였다.

수상 업적

The Nobel Prize in Physics 2009 was divided, one half awarded to Charles Kuen Kao “for groundbreaking achievements concerning the transmission of light in fibers for optical communication”, the other half jointly to Willard S. Boyle and George E. Smith “for the invention of an imaging semiconductor circuit – the CCD sensor”.

2009년 노벨 물리학상은 “광섬유 연구를 통해 광통신 발전에 기여한 공로”로 찰스 가오에게 수여되었고, 또한 “영상 반도체 회로인 전하결합소자(CCD) 발명”으로 윌러드 보일과 조지 E. 스미스에게 공동 수여되었습니다.

수상 추천문

올해의 노벨 물리학상은 일상생활과 과학의 진보 양쪽에 결정적인 영향을 준 연구에 수여되었습니다. 오늘날 우리는 지구 반대편에 있는 사람에게 전화를 하고, 멀리 있는 사람과 같은 방에 앉아 이야기하듯이 대화할 수 있다는 것을 당연하게 생각하고 있습니다. 또한, 한 대륙에서 사진이나 동영상이 올라가면 그와 동시에 전 세계에서 그것을 볼 수 있습니다. 우리가 갖고 있는 컴퓨터는 대부분 인터넷에 연결되어 있는데, 현대 사회에서 인터넷은 거의 필수불가결한 존재라 할 수 있습니다. 오늘날의 인터넷은 사람들이 소통할 수 있게 하고 필요한 바로 그 순간에 원하는 정보에 접속할 수 있게 해줍니다.
과거에는 장거리 정보 전달을 위해 여러 형태의 광학적 통신 기법을 사용했습니다. 많은 정보들이 잘못 전달되기도 하였지만 광학전신 방법은 보다 복잡한 통신에 사용될 수 있었습니다. 그러나, 이런 형태의 광학적 통신 방법은 전신, 전화 그리고 라디오와 같은 전기적 통신 방법이 개발되면서 쓸모없게 되었습니다.
이후 광학통신은 다시 우수한 통신 방법으로 화려하게 복귀하였습니다. 빛은 구리 전선이나 라디오파에 비해 수천 배 더 많은 정보를 전달합니다. 빛의 용량이 더 큰 이유는 빛의 주파수가 전파보다 훨씬 더 높아 훨씬 더 많은 신호를 보낼 수 있기 때문입니다. 1950년대 연구자들은 이와 같은 빛의 장점을 이용하기 위해 먼 거리까지 빛을 전송하는 데 광섬유를 사용하고자 노력했습니다. 그러나 광섬유를 통해 빛을 전송할 때는, 거리에 따라 빛이 급속하게 약해져 겨우 몇 백 미터만에 빛이 없어져 버리는 것이 가장 큰 문제였습니다. 찰스 가오는 1966년 이와 같은 문제점을 극복하기 위한 돌파구를 마련했습니다. 즉 극단적으로 순수한 유리섬유를 제조하면 장거리 통신을 하더라도 빛이 약화되지 않는다는 것을 보였습니다. 4년 후 가오가 예측했던 광섬유를 제조할 수 있었으며, 오늘날 그가 예측했던 미래의 통신 사회가 현실화되었습니다.
텔레비전과 디지털 카메라 덕분에 비디오 기술과 디지털 사진은 우리 일상생활에 아주 두드러진 역할을 하고 있습니다. 과학과 기술 분야에서 이 기술들은 무엇으로도 바꿀 수 없는 중요한 도구가 되었습니다. 광섬유를 통해 전 세계의 인터넷에 흐르는 정보들에는 디지털 형태의 영상과 비디오도 포함되어 있습니다. 이런 일이 가능할 수 있었던 결정적인 역할을 한 기술이 1969년 윌러드 보일과 조지 스미스에 의해 발명되었습니다. 이들은 전하가 표면에 분포되는 방법에 따라 정보를 저장하거나 읽을 수 있는 전자회로를 설계하였습니다. 이 기술에 의해 전하가 영상으로 변환될 수 있었습니다. 이 소자를 전하결합소자 또는 CCD라고 부릅니다.
이 CCD의 구조는 매우 단순하면서 독창적인데, 이를 통해 영상이 전자소자의 형태로 효율이 높으며 감도가 높은 상태로 저장될 수 있었습니다. 영상 센서로서 CCD는 신기능 디지털 카메라와 텔레비전 카메라의 전자 눈이 되어 주었습니다. 이 소자는 많은 과학 및 의학 장치의 핵심적인 부품이 되었습니다. 천문학에서 사용되는 망원경과 좁은 구멍을 통해 외과 수술을 하는 장치 등이 그 예라 할 수 있습니다.
가오 박사님, 보일 박사님, 스미스 박사님.
여러분들은 광학 통신과 영상 저장 분야에서 기초가 되는 연구를 수행해 2009년 노벨 물리학상을 수상하게 되셨습니다. 스웨덴 왕립학회를 대신하여 여러분들의 걸출한 연구에 따뜻한 축하의 말씀을 드릴 수 있게 되어 영광이며, 또한 즐겁게 생각합니다. 이제 앞으로 나오셔서 전하로부터 노벨상을 수상하시기 바랍니다.

노벨 물리학위원회 위원장 조세프 노르트그렌