포스텍(POSTECH·총장 김무환)은 노준석 기계공학과·화학공학과 교수와 기계공학과 석박통합 김주훈 씨 연구팀이 가시광 영역뿐 아니라 자외선 영역에서도 동시에 사용할 수 있는 메타 홀로그램을 구현하는 데 성공했다고 5일 밝혔다.
대부분의 물체는 자외선 영역의 빛을 흡수하기 때문에 여태껏 가시광 영역에서만 홀로그램을 구현할 수 있었다. 연구팀은 이번 연구에서 메타표면에 얇은 막을 입힐 때 사용되는 기체들의 조성을 조절, 자외선 투과율을 높였다. 그 결과, 가시광 영역뿐 아니라 자외선 영역에서 메타 홀로그램을 구현했다.
연구팀은 또 하나의 메타표면으로 두 가지 홀로그램을 구현하는 데 성공했다. 빛은 공간상에서 특정 편광 방향을 가지며 나아간다. 연구팀은 빛이 공간상에서 나아갈 때 시계방향 또는 반시계 방향으로 회전하는 편광에 대해 각각 다른 홀로그램을 입력해 메타표면의 정보량을 두 배로 늘렸다.
실제 기기에 적용했을 때 빛의 회전 방향을 쉽게 전환할 수 있도록 휴대폰이나 LCD 디스플레이에 활용되는 액정을 사용했다. 그 결과, 전기장이 가해지지 않는 경우 빛이 시계방향으로 회전하며 A 형태의 홀로그램을 구현하고, 전기장이 가해지면 회전 방향이 전환되어 B 형태의 홀로그램을 보여줬다. 간단하게 전기장을 걸어줌으로써 홀로그램이 바뀌는 기기를 제작하는 데 성공한 것이다.
노준석 교수는 “가시광 영역에 국한되었던 메타 홀로그램의 한계를 깨고, 빛의 회전 방향에 따라 가시광선과 자외선 영역에서의 동시에 가능한 메타 홀로그램을 구현했다는 점에서 의미가 있다”며 “메타표면의 활용범위를 위조 지폐나 신분증, 여권 등에 사용되는 보안 기술으로 활용하는 획기적인 계기가 될 것”이라고 말했다.
과학기술정보통신부 한국연구재단의 미래유망융합기술 파이오니아 사업(나노광학기반 스마트 정보보호기술 연구단)과 포스코 산학연융합연구소 사업 지원으로 수행된 이번 연구성과는 최근 국제 학술지인 ‘나노스케일 호라이즌스’에 전면속표지 논문(Inside Front Cover)으로 게재됐다.
포항=정재훈 기자 jhoon@etnews.com
