다음 내용이 궁금하다면?
불편하시다면 뒤로 가기를 눌러주세요
"양자 통신, 보안 데이터 전송 기술에 적용"
한쪽 방향은 확대 렌즈(a), 다른 방향은 편광카메라(b)로 작동하는 메타표면 예시. [KAIST 제공. 재판매 및 DB 금지]
(대전=연합뉴스) 박주영 기자 = 빛의 방향에 따라 두 개의 광학 기능을 동시에 수행할 수 있는 메타표면이 개발됐다.
한국과학기술원(KAIST)은 신소재공학과 신종화 교수 연구팀이 하나의 장치에서 빛이 입사되는 방향에 따라 서로 다른 광학적 반응을 갖는 '야누스 메타표면'(Janus Metasurface)을 개발했다고 15일 밝혔다.
메타표면은 나노미터(㎚·10억분의 1ｍ) 크기의 인공 구조물을 이용해 빛을 정밀하게 제어할 수 있는 광학 소자로, 자율주행차 센서, 증강현실(AR), 홀로그램 디스플레이 등 분야 차세대 소재로 주목받고 있다.
하지만 메타표면 기술에는 근본적인 한계가 있다. 물리학적·수학적 복잡성으로 인해 메타표면을 빛의 입사 방향에 따라 자유자재로 제어하기가 쉽지 않았다.
연구팀은 양방향에서 서로 다른 벡터 홀로그램을 구현해 두 개의 독립적인 광학 시스템(예를 들면 한 방향에서는 확대 렌즈로, 다른 방향에서는 편광 카메라로 작동)을 운영하는 데 성공했다.
벡터 홀로그램이란 메타표면으로 조절된 빛의 세기와 편광이 공간적인 분포를 갖는 홀로그램을 뜻한다.
빛의 전면 입사 시에는 나비와 메뚜기 벡터 이미지가 생성되고, 후면 입사 시에는 무당벌레와 딱정벌레 벡터 이미지가 생성된 모습. [KAIST 제공. 재판매 및 DB 금지]
연구팀은 야누스 메타표면을 통해 입사 방향과 편광 상태에 따라 서로 다른 이미지를 만드는 벡터 홀로그램을 구현, 특정 조건에서만 정보가 해독되는 광학 암호화 시스템을 선보였다.
양자 통신, 보안 데이터 전송 등 분야 차세대 보안 솔루션에 적용할 수 있을 것으로 기대된다.
신종화 교수는 "광학 분야 오랜 난제였던 빛의 세기, 위상, 편광의 비대칭 투과를 제어할 수 있는 기술을 개발했다"며 "다양한 응용 광학 소자 개발을 위해 추가 연구를 지속할 것"이라고 말했다.
이번 연구 결과는 국제 학술지 '어드밴스드 머티리얼스'(Advanced Materials)에 오는 31일 자로 발행될 예정이다.
jyoung@yna.co.kr
Copyright 연합뉴스 All rights reserved. 무단 전재 및 재배포 금지.
인기상품 확인하고 계속 읽어보세요!
원치 않을 경우 뒤로가기를 눌러주세요.