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□ 배경 - 광학과 광자학 (Photonics) 기술은 현대인의 삶에 대단히 중요함 . 이 기술들은 향후 수십 년 간 사회에 큰 영향을 미칠 가능성이 있음 - 미국은 이 신흥 광학 기술들은 이용하여 신 산업을 창출하고 일자리를 늘려야 함 □ 본 보고서에 관하여 - 각 챕터는 지난 15 년 간 동 분야에서 진행된 발전과 그로 인하여 생겨난 기술적 기회 , 또 미국을 비롯한 해외의 기술적 현황 등을 소개하며 , 아울러 미국이 글로벌 리더십을 유지할 수 있는 방법에 관하여 권고를 제시함 - 본 보고서는 광학과 광자학 기술 , 그리고 그 응용의 향후 발달에 관한 비전과 지원 방법을 제시함 □ 기술 격차를 해소해야 하는 거대 도전과제에 관한 질문 - 위원회는 거대 도전과제에 관한 질문을 5 가지 개발하였음 ① 미국의 광학 / 광자학 커뮤니티는 향후 광학 네트워크 방면에서 기하급수적으로 늘어날 비용 효과적인 역량 증가를 만족시킬 기술을 어떻게 발명할 수 있는가 ? ② 미국의 광학 / 광자학 커뮤니티는 광자학과 전자공학의 구성 요소들을 어떻게 무난히 통합하여 , 통신과 감지 (sensing), 의료 , 에너지 , 방위 같은 응용에 사용하는 칩에 들어갈 시스템을 저렴한 비용으로 제작 , 포장할 수 있는 주 기반 (platform) 으로 삼을 수 있을 것인가 ? ③ 미국 군은 넓은 지역을 감시하고 , 대상을 파악하며 , 이미지 해상도를 높이고 , 고 대역의 자유 공간 (free-space) 통신을 하며 , 레이저 타격을 하고 , 미사일 대응 방어를 할 수 있는 플랫폼을 지원하는데 필요한 광학 기술을 어떻게 개발할 수 있는가 ? ④ 미국의 에너지 이해당사자들은 2020 년까지 태양 에너지 발전을 위한 국가 전기 그리드의 비용효율을 , 신규의 화석 연료 발전소의 비용 효율과 동등하게 만들기 위해서 어떻게 해야 하는가 ? ⑤ 미국의 광학 / 광자학 커뮤니티는 제조업 분야에서 해상도를 높여주는 광학 소스와 이미징 툴을 어떻게 개발할 수 있는가 ? □ 본 보고서의 내용 및 핵심 권고 - 본 보고서는 응용 분야를 기초로 여러 챕터로 나뉘어 있는데 , 이들 챕터는 광자학이 국가 경제와 선진 제조업 , 전략적 재료 등에 끼치는 영향을 다룸 . 도입부에 이어 제 1 챕터와 제 2 챕터는 광자학 기술이 미국 경제에 미치는 영향에 대해 논의함 - 제 3 챕터부터 제 10 챕터까지는 기술 응용의 특정 분야를 커버함 . 각 챕터에서는 광자학 주도 산업에서 미국이 글로벌 리더십을 개발하고 지키는데 필요한 행동에 관하여 권고하고 있음 . ○ 제 2 챕터 : 광자학이 국가 경제에 미치는 영향 - 위원회는 연방 정부가 광자학 분야에서 통합 이니셔티브를 개발하여 , 대학과 산업계 , 정부 부문에서 일하는 연구자와 관리자 , 정책 입안가를 불러 , 보다 통합된 접근법을 개발하여 산업계와 정부의 광자학 R D 지출 및 관련 투자를 관리하게 하라고 권고함 ○ 제 3 챕터 : 통신 , 정보 처리 , 데이터 저장 - 미국 정부와 민간 산업계는 대학과 손 잡고 , 장거리 지역과 대도시 , 국소 지역 등지의 광학 네트워크에서 향후 기하급수적으로 늘어나게 될 비용 효과적 역량 수요를 충족시킬 수 있는 기술을 발명할 필요가 있음 . ○ 제 4 챕터 : 방위와 국가 안보 - 미국의 방위 기관 및 정보 기관은 광학 기술 개발에 자금을 지원하여 미래에 필요하게 될 광학 시스템을 지원해야 함 . ○ 제 5 챕터 : 에너지 - 미국 에너지부 (DOE) 는 2020 년까지 미국 전역을 대상으로 그리드 균등 (parity) 계획을 개발하도록 함 ○ 제 6 챕터 : 보건과 의약 - 미국의 광학 / 광자학 커뮤니티는 혈액 샘플 속의 면역 시스템 세포 유형을 모조리 동시에 측정할 수 있는 새로운 기기를 개발하도록 함 . ○ 제 7 챕터 : 선진 제조업 - 미국은 첨가 제조업 기술과 구현을 공격적으로 개발하도록 함 ○ 제 8 챕터 : 선진 광자학 측정과 응용 - 미국은 평범한 레이저 광선을 이용한 응용에서 광자 구조를 사전에 배열하여 보다 우수한 성능을 낼 수 있게 한 광선을 생성하는 기술을 개발하도록 함 [ 목차 ] 서문 요약 1. 도입 2. 광자학이 국가 경제에 끼치는 영향 3. 통신 , 정보 처리 , 데이터 저장 4. 방위와 국가 안보 5. 에너지 6. 보건과 의약 7. 선진 제조업 8. 선진 광자학 측정 및 응용 9. 광학의 전략적 재료 10. 디스플레이 부록 A. 과제 성명서 , 소개성 정보 포함 부록 B. 축약어 부록 C. 기술의 예 ( 추가 ) 부록 D. 위원회 멤버의 약력 |
