포항공대, 메타물질에 액정 접목한 홀로그램 장치 개발
전압, 온도, 손터치 등 외부 자극에 따라 반응해 구현
전압, 온도, 손터치 등 외부 자극에 따라 반응해 구현
한국연구재단은 노준석·김영기 포항공대 교수 연구팀이 공동으로 메타물질에 액정기술을 접목해 외부 자극에 반응하는 '초소형 홀로그램 장치'를 개발했다고 11일 밝혔다.
메타물질은 자연계에 존재하지 않는 인공물질로, 투명망토나 슈퍼렌즈, 음굴절장치 등 새로운 광학기능을 구현할 수 있어 '꿈의 소재'로 불린다.
최근 수백 나노미터 두께를 가진 초박막·초경량·초소형 광학소자인 메타표면을 이용해 3D 홀로그래픽 디스플레이나 증강·가상·혼합현실 등 미래형 디스플레이를 구현하기 위한 연구가 활발하다. 하지만, 기존 메타표면을 이용한 장치는 한 번 소자를 제작하면 광학적 특성을 바꿀 수 없어 처음 구현한 하나의 이미지만 공간에 만들 수 있다.
연구팀은 외부 자극에 반응해 광학적 특성을 쉽게 바꿀 수 있는 '액정'을 메타물질에 접목한 후 메타표면에 액정기반 광변조기를 결합해 손가락 터치나 전압 또는 열 등과 같은 다양한 외부자극에 반응하도록 제작했다.
실제, 전압에 반응하는 액정을 접목한 장치에 0.8V나 1V 전압을 걸어주면, 수 밀리초(0.001초) 이내로 홀로그램 이미지로 빠르게 변환된다. 또한 온도에 반응하는 액정을 접목한 장치는 47℃ 이상이 되면 홀로그램 이미지가 바뀌고, 터치에 반응하도록 한 장치는 10kPa에서 0.01MPa 사이의 가벼운 손가락 터치만으로 홀로그램 이미지를 빠르게 변환할 수 있다.
특히 가시광선 영역에서는 매우 선명한 홀로그램 이미지를 구현한다.
노준석 포항공대 교수는 "이 장치는 고화질 홀로그래픽 비디오 재생광학 소자나 온도감응형 홀로그램 센서, 미래형 인터랙티브·햅틱 홀로그램 기술을 앞당기는 기술로 널리 쓰일 것"이라고 말했다.
이 연구결과는 국제 학술지 '어드밴스드 머티리얼즈(11일자)' 커버 논문에 실렸으며, 과기정통부와 연구재단의 지원을 받아 연구가 수행됐다.이준기기자 bongchu@dt.co.kr
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