광운대 이상신 교수팀, 나노기술 이용한 ‘다중 초점 렌즈’ 개발 성공

광운대학교 이상신 전자공학과 교수가 이끄는 연구팀이 호주국립대 최덕용 박사와 공동연구를 통해 나노 기술을 이용한 ‘다중 초점 렌즈’ 소자를 개발하는데 성공했다. ‘세 개의 위치에 초점을 맞출 수 있는 다중 초점 메타표면 렌즈 기술’을 개발한 것은 이번이 처음이다.

6일 광운대에 따르면, 이번에 개발된 ‘다중 초점 렌즈’는 나노 기술과 반도체 공정에 용이한 실리콘을 이용해 구성됐으며, 수백 나노미터 두께의 나노 기둥 구조로 유리 기판 상에 형성된다. 나노 기둥은 공간적으로 서로 다른 크기와 배향각을 갖도록 설계, 단일 메타렌즈 구조로 최종 제작됐다. 다중 초점 특성을 구현하기 위해서다.

연구진은 또 비슷한 방식으로 세 개의 광 볼텍스(vortex) 빔을 만들어 내는 메타표면 소자를 개발했다. 도넛 모양의 광세기 프로파일을 나타내는 볼텍스는 고성능 광통신이나 광학 집게(optical tweezer)와 같은 입자 조작, 고해상도 현미경 등의 분야에서 중요한 역할을 한다.

이상신 교수는 “연구 성과가 기존 광학 소자, 디스플레이, 홀로그래피와 같은 광 응용뿐만 아니라 보안, 정보 코딩, 위조 방지 등 다양한 분야까지 널리 활용될 수 있을 것으로 기대된다”고 말했다.

한편 이번 연구는 교육부가 지원하는 한국연구재단 이공분야 대학중점연구소 지원사업을 통해 수행됐다. 연구 결과는 성과를 인정받아 와일리(Wiley) 에서 발행하는 광학·재료 분야의 국제학술지 '어드밴스드 옵티컬 머티리얼스'(Advanced Optical Materials, IF=7.125) 온라인판 11월호의 표지논문으로 선정됐다.