포스텍 연구팀, 하나의 렌즈로 초점위치 조절 기술 개발

메타렌즈로 카메라 성능 향상…광학컴퓨팅 등 다양한 분야 활용 기대

포스텍 노준석 교수

포스텍 대학원 트레본 배드로 씨

포스텍 통합과정 성준화씨

포스텍(포항공대) 기계공학과·화학공학과 노준석 교수, 인공지능대학원 트레본 배드로 씨, 기계공학과 통합과정 성준화 씨 연구팀은 하나의 메타렌즈로 초점 위치를 자유롭게 조절하는 기술 개발에 성공했다.

카메라 성능을 높이기 위해선 렌즈 수를 늘려야 하는데, 메타렌즈 기술을 활용하면 이 같은 번거로움이 사라질 전망이다.

이번 연구는 나노·재료·화학 분야 국제학술지인 '나노 레터스'에 게재됐다.

나노미터(nm) 크기의 인공 구조체인 메타렌즈는 다양한 빛의 특성을 제어하고, 기존 렌즈의 두께를 획기적으로 줄일 수 있는 광학 소자로, 관련연구가 활발하게 이뤄지고 있는 소재다.

연구팀은 메타렌즈를 구성하는 구조체 설계 방법에 변화를 주는 것으로, 기존 연구와 차별화를 뒀다. 구조체의 너비와 길이 등을 조절해 입사·투과되는 빛의 회전 방향에 따라 초점의 위치를 변경할 수 있는 렌즈를 설계한 뒤 시뮬레이션을 통해 실용 가능성을 확인했다.

실험 결과, 연구팀이 개발한 렌즈는 빛이 회전하는 방향에 따라 초점의 위치가 달라졌다. 일반적인 메타렌즈의 기능을 수행하는 것은 물론이고 빛을 굴절시켜 왼쪽 또는 오른쪽 위치에 초점을 모으거나 도넛 모양으로 이미지를 맞추는 효과가 나타났다.

노준석 교수는 "기존 렌즈의 한계를 넘어 하나의 렌즈로 초점 위치를 다양하게 조절하는 데 성공했다"며 "앞으로 광학 컴퓨팅 등 여러 분야에서 큰 도움이 되길 바란다"고 했다.