포스텍 연구팀, 메타물질로 가상현실기기용 디스플레이 개발

위조방지·암호화 기술 적용, 비용절감 효과 기대

포스텍 노준석 교수 포스텍 노준석 교수

투명망토로 알려진 메타물질(자연계에 없는 성질을 가진 인공물질)을 이용해 가볍고 활용성이 뛰어난 가상현실기기용 디스플레이를 만들 수 있는 기술이 개발됐다.

포스텍 기계공학과·화학공학과 노준석 교수팀은 빛의 스핀을 이용해 여러 홀로그램 이미지를 실시간으로 재생할 수 있는 메타표면을 만드는 데 성공했다고 최근 광학 분야 국제학술지인 레이저 앤 포토닉스 리뷰를 통해 발표됐다.

증강현실이나 가상현실 기술을 구현하기 위해서는 공중에 3D 형태의 이미지를 띄울 수 있는 홀로그램 디스플레이가 필요하다.

현재 시판 중인 가상현실기기 역시 이런 기술을 적용하고 있지만 이미지 생성에 많은 부품이 필요해 부피나 무게가 늘어나는 단점이 있다. 연구팀은 메타물질이 이러한 단점을 보완할 수 있다고 봤다.

메타물질은 물체에서 튕겨져 나온 빛을 눈에 들어오지 않게 한다. 눈앞에 있어도 보이지 않게 하는 투명망토를 만드는 원리도 메타물질 특성에서 나온 것이다.

노 교수팀은 실리콘을 이용해 빛이 회전하는 방향과 편광을 조절해 두 개의 홀로그램 이미지가 동시에 나타나는 메타표면을 개발했다. 이 기술은 빛의 편광을 조절하면 이미지를 실시간 바꿀 수 있고, 나아가 동영상으로 발전시킬 수 있을 것으로 평가받고 있다.

또 이 기술은 홀로그램을 더 복잡하게 설계할 수 있어 화폐나 신용카드 등에 들어가는 위조방지 기술이나 암호화 기술에도 활용할 수 있다.

실리콘을 사용하기 때문에 기존 반도체 공정에서 바로 제작할 수 있어 비용절감도 기대된다.

노 교수는 "이번에 개발한 메타홀로그램은 60% 이상 투과 효율을 갖고 있어 눈으로 아주 선명한 이미지를 관찰할 수 있다"며 "소자 두께가 300나노미터(㎚)에 불과해 초경량 고효율 광학기기나 가상현실기기 제작에 활용할 수 있다"고 말했다.

 

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