전체기사

2025.08.21 (목)

  • 구름많음동두천 29.3℃
  • 맑음강릉 33.1℃
  • 구름많음서울 29.7℃
  • 구름조금대전 30.6℃
  • 구름조금대구 30.8℃
  • 맑음울산 31.3℃
  • 구름조금광주 30.5℃
  • 맑음부산 31.2℃
  • 맑음고창 31.0℃
  • 맑음제주 31.5℃
  • 구름많음강화 28.8℃
  • 구름조금보은 27.9℃
  • 맑음금산 29.4℃
  • 구름조금강진군 30.8℃
  • 맑음경주시 31.7℃
  • 구름조금거제 30.6℃
기상청 제공

지역네트워크

UNIST 이종원 교수팀, 비선형 광학현상 세기·위상을 전압으로 조절 하는 메타표면 세계 최초 개발

URL복사

 

[시사뉴스 정은주 기자] UNIST(이용훈) 전기전자공학과 이종원 교수팀이 전기로 조절 가능한 ‘비선형 광학 메타표면’을 세계 최초로 개발했다. 이번 연구는 광학 분야 최고 권위 학술지인 네이처 포토닉스(Nature Photonics)에 12월 23일(현지시각)자로 공개됐다. 
 

비선형 광학(nonlinear optics)은 빛과 물질 간의 강한 상호작용을 통해 빛의 주파수(파장)를 바꾸는 등의 광변조 기술이다. 일상에도 흔히 쓰인다. 녹색 레이저 포인터가 대표적이다. 상대적으로 만들기 쉬운 적외선을 두꺼운 비선형 매질에 통과 시켜 파장을 변조하는 방식으로 녹색 레이저를 만드는 원리다.
 

비선형 광학 메타표면은 이 매질의 부피를 머리카락 두께로 줄일 수 있는 인공물질이다. 이 때문에 기기를 소형화 할 수 있다. 또 복잡한 광학 정렬을 고려할 필요 없이 빛이 메타표면과 만나기만 하면 돼 종이처럼 얇고 가벼운 카메라, 레이저 기기, 양자광원도 꿈이 아니다. 문제는 기존 비선형 메타표면 기술은 전기적으로 조절 불가능한 수동방식이 대부분이라는 점이다.
 

이 교수팀은 전압으로 조절하는 비선형 메타표면을 최초로 선보였다. 이 메타표면은 빛의 파장뿐만 아니라 세기와 위상을 독립적으로 조절할 수 있다. 빛 파장 변환을 이용한 광 변조 암호 기술, 빛 세기뿐만 아니라 위상까지 실시간으로 조절 해야하는 움직이는 홀로그램 기술, 차세대 테라헤르츠파 통신 광원과 양자정보통신 광원 등에도 응용할 수 있다. 
 

이종원 교수는 “메타표면이 생성하는 비선형 고조파 (파장이 절반으로 줄거나 진동수
가 2배가 된 변조파)의 세기와 위상을 전기로 조절한 최초의 사례이며, 이번 연구로 비선형 평면 광학 소자 기술의 새 지평을 열었다”라고 평가했다.
 

또 이번에 개발된 기술은 효율이 높다는 장점이 있다. 역대 최고 기록이다. 기존에 이 교수팀이 보유하고 있었던 세계 최고 기록을 다시 3배 이상 향상시켜 0.24%의 광 변환 효율을 달성했다. 연구진이 독창적으로 디자인한 다중양자우물 구조(multiple quantum well, MQW) 덕분에 메타표면의 얇은 두께에도 불구하고 광 변환 효율이 높았다. 
 

한편, 개발한 메타표면은 다중양자우물구조 반도체층 위에 V 모양 금속플라즈모닉 공진 구조가 올려진 단위구조체로 이뤄져 있다. 이 단위구조체 여러 개가 기판위에 배열된 형태다. 구조체의 크기는 빛 파장보다 작다. 
 

유재연 UNIST 전기전자공학과 연구원은 “개발한 메타표면의 특성은 반도체층과 플라즈모닉 공진구조에 의해 결정되기 때문에 다중양자우물 구조나 플라즈모닉 구조를 각각 변화시키는 방식으로 향후 다양한 기능성 비선형 광소자를 개발할 수 있다”라고 설명했다.
 

이종원 교수는 “이번에 개발된 메타표면 기반 광소자는 전기적으로 조절 가능한 비선형 광원, 동적 비선형 홀로그램, 비선형 광 정보처리 소자, 신개념 양자 포토닉스 소자 등에 활용될 수 있을 것”이라고 기대했다. 
 

연구 지원은 한국연구재단 중견연구자지원 사업, 나노∙소재 기술개발 사업, 기초연구실 사업을 통해 이뤄졌다. 

저작권자 Ⓒ시사뉴스
제보가 세상을 바꿉니다.
sisa3228@hanmail.net





커버&이슈

더보기

정치

더보기

경제

더보기

사회

더보기
단국대병원, 유방암 환우 위한 ‘시원한 여름 이벤트’ 개최
[시사뉴스 이용만 기자] 단국대병원(병원장 김재일) 유방암센터는 충남지역암센터, 충남권역암생존자통합지지센터와 함께 유방암 환우들을 응원하고, 암 예방 및 조기검진의 중요성을 알리기 위한 ‘시원한 여름 이벤트’를 개최한다고 21일 밝혔다. 이번 행사는 유방암 환자뿐만 아니라 병원을 찾는 내원객 누구나 자유롭게 참여할 수 있는 체험형 캠페인으로, ‘함께 응원하고, 함께 알아가는’ 다양한 프로그램을 통해 환우들에게 따뜻한 위로와 건강 정보를 함께 전달하고자 기획됐다. 캠페인 현장에는 유방암 환우와 가족을 위한 ‘응원나무’가 설치되어 참가자들이 응원 메시지를 직접 작성해 부착할 수 있도록 했다. 짧은 글귀 하나하나에 담긴 진심어린 응원의 마음은 많은 이들에게 깊은 감동을 전했다. 또한 충남권역암생존자통합지지센터의 카카오톡 채널을 추가하고 퀴즈에 참여하는 이벤트도 함께 진행됐으며, 정답자에게는 손선풍기, 손톱깎이, 파우치 등 실용적인 기념품이 제공돼 즐거움을 더했다. 특히 유방외과 의료진이 자발적으로 준비한 다양한 선물도 전달되어, 환우들에게 더욱 따뜻하고 의미 있는 경험을 선사했다. 이와 함께 유방암센터에서는 암생존자 프로그램에 대한 안내 및 신규 암생존자 모집,

문화

더보기
경주 주요 명소에서 펼쳐지는 다채로운 전통공연 ‘서라벌 풍류’
[시사뉴스 정춘옥 기자] 전통공연예술진흥재단(이사장 배영호)은 ‘2025년 APEC 정상회의’의 성공적 개최를 기원하고, 경주를 찾는 내외국인 관광객에게 한국의 전통공연예술을 알리기 위한 기념공연 ‘서라벌 풍류’를 8월 23일부터 10월 29일까지 경주 주요 명소에서 개최한다. 이번 공연은 K-컬처의 근간인 순수 전통예술부터 현대적 감각을 담은 창작국악, 그리고 지역 대표 예술단체의 국악관현악, 무용, 연희에 이르기까지 다채로운 장르로 구성된다. 전국을 대표하는 유수의 예술단체와 공모를 통해 선정된 실력 있는 예술단체가 참여해 풍성하고 수준 높은 공연이 펼쳐질 예정이다. 경주 육부촌(현, 경상북도문화관광공사), 교촌마을, 첨성대 등 경주의 주요 명소에서 관람객들에게 역사와 예술이 어우러진 특별한 경험을 선사할 것으로 기대된다. ‘서라벌 풍류’의 첫 무대는 8월 23일부터 경상북도 산업유산으로 지정된 유서 깊은 장소 ‘육부촌’에서 펼쳐진다. 1979년 PATA(아시아태평양관광협회) 총회를 위해 건립된 대한민국 최초의 컨벤션 센터인 ‘육부촌’은 45년간 민간에 공개되지 않아 당시의 원형을 유지하고 있어 관람객들은 경주의 근대 역사와 함께 특별한 전통공연을 감상할

오피니언

더보기