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[IT뉴스]“주머니 속 쏙” 동전 크기…‘빛’ 색·회전방향 동시측정 ‘초소형 분광기’ 첫 개발

온카뱅크관리자

2025-10-15 10:17:32

<div id="layerTranslateNotice" style="display:none;"></div>  <strong class="summary_view" data-translation="true">- POSTECH 노준석 교수팀</strong> 
        <div class="article_view" data-translation-body="true" data-tiara-layer="article_body" data-tiara-action-name="본문이미지확대_클릭"> 
         <section dmcf-sid="XAW9MeBWHl">
          <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="1f75f7a52558dc4b24f00147c20e0d73a79494e8841c230c929e71ca2f99b617" dmcf-pid="ZcY2RdbYth" dmcf-ptype="figure">
           <p class="link_figure"><img alt="노준석 POSTECH 교수.[POSTECH 제공]" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202510/15/ned/20251015101654163tanb.jpg" data-org-width="1280" dmcf-mid="GWD1qbXDtv" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img4.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202510/15/ned/20251015101654163tanb.jpg" width="658"></p>
           <figcaption class="txt_caption default_figure">
            노준석 POSTECH 교수.[POSTECH 제공]
           </figcaption>
          </figure>
          <p contents-hash="c8e9fd6275b04d23a738ad85d5e9f08116e4f0694843f8d383e7c88d59da7c1f" dmcf-pid="5kGVeJKGYC" dmcf-ptype="general">[헤럴드경제=구본혁 기자] POSTECH(포항공과대학교) 기계공학과·화학공학과·전자전기공학과·융합대학원 노준석 교수 연구팀이 기존 분광기보다 훨씬 더 작으면서도 빛의 색(파장)과 회전 방향(편광)을 동시에 측정할 수 있는 세계 최초 메타렌즈형 초소형 분광기를 개발했다.</p>
          <p contents-hash="f241d38947cd5b1e1d90d8cdcdea5c0689bce191b1032ae90df514d7cf5e7b0c" dmcf-pid="1EHfdi9H5I" dmcf-ptype="general">이번 연구결과는 재료분야 국제학술지 ‘어드밴스드 펑셔널 머티리얼즈(Advanced Functional Materials)’에 지난 1일 게재됐다.</p>
          <p contents-hash="e742b44469381c93f6885c1b2a0872f2151692c1b106d4a318b747aa3f886add" dmcf-pid="tDX4Jn2XXO" dmcf-ptype="general">빛 속에는 많은 정보가 담겨 있다. 분광기는 이 빛을 분석해 물질의 성분이나 상태를 알아내는 도구다. 병원의 혈액 검사, 음식 안전성 검사, 공기나 물의 오염 측정 등 다양한 분야에서 활용된다. 하지만 지금까지의 분광기는 크기가 크고 복잡한 장비가 필요했다. 특히 빛의 색뿐만 아니라 회전 방향(편광)까지 동시에 분석하려면 더 많은 장비가 요구돼, 마치 라디오 하나 들으려 방 하나를 가득 채우는 셈이었다.</p>
          <p contents-hash="a817fd10a5156e18c8dfa3b81f8978495e51ae5a46a3d17af849846d5f762ab4" dmcf-pid="FwZ8iLVZ1s" dmcf-ptype="general">연구팀은 이를 ‘메타표면(metasurface)’ 기술로 해결했다. 메타표면은 나노미터(nm) 크기의 아주 작은 기둥 수십만 개가 정밀하게 배열된 구조다. 각 기둥은 특정한 각도로 비틀어져 있어, 빛을 자유자재로 조절할 수 있다.</p>
          <p contents-hash="d9d0db7660e21f34e778d58349649590bb0975dfdd7ef829adfe5d05accd3901" dmcf-pid="3r56nof5Gm" dmcf-ptype="general">연구팀은 이 기둥들을 서로 다른 방향으로 회전시켜 배치함으로써, 같은 색의 빛이라도 편광 방향에 따라 초점이 맺히는 위치가 달라지도록 설계했다. 이 위치 정보를 바탕으로 빛의 색과 회전 방향을 동시에 판별할 수 있는 것이다. 마치 교통 경찰이 차량의 종류와 방향에 따라 다른 길로 안내하듯, 이 작은 기둥들이 빛을 나누는 셈이다. 특히, 질화규소(Si₃N₄)를 사용해 자외선 영역에서도 안정적으로 작동하도록 구현했다. 질화규소는 반도체나 스마트폰 제조에 널리 쓰이는 CMOS 공정과 호환할 수 있어 상용화 가능성도 높다.</p>
          <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="3bfd405dd2589f66858ff119e06a6bf538e7314880d362734be514570edd1772" dmcf-pid="0AW9MeBWXr" dmcf-ptype="figure">
           <p class="link_figure"><img alt="다초점 메타렌즈를 활용한 원편광, 파장 식별용 초소형 분광기 모식도.[POSTECH 제공]" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202510/15/ned/20251015101654468izag.jpg" data-org-width="1280" dmcf-mid="HExmyYDxHS" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img1.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202510/15/ned/20251015101654468izag.jpg" width="658"></p>
           <figcaption class="txt_caption default_figure">
            다초점 메타렌즈를 활용한 원편광, 파장 식별용 초소형 분광기 모식도.[POSTECH 제공]
           </figcaption>
          </figure>
          <p contents-hash="fedfd220b8632de8b526c46f32628a201c3b36e0c50ab865d3c005121b8a9b5b" dmcf-pid="pcY2RdbYXw" dmcf-ptype="general">실제 연구진은 기준이 되는 4가지 파장(320, 370, 405, 450nm)에 대해서 실험을 진행, 빛이 어느 방향으로 회전하느냐에 따라 다른 위치에 초점이 생기는 현상을 관찰했다. 이를 통해 색과 편광 정보를 동시에 정확하게 측정할 수 있음을 확인했다.</p>
          <p contents-hash="4fad9e8826e1cc71ae44ebaf568c9645ebdf77165245c3c4799e329c39936518" dmcf-pid="UkGVeJKGZD" dmcf-ptype="general">지금까지 손톱보다 작은 분광기(칩스케일 분광기)는 대부분 색깔만 구분할 수 있었고, 편광을 측정하려면 추가 장치가 필요했다. 하지만 이번 연구에서는 하나의 장치로 두 가지 정보를 동시에 측정할 수 있는 초소형 분광기를 세계 최초로 구현한 데 큰 의미가 있다.</p>
          <p contents-hash="be36edc226c70f4ec637a42b6a5fc59f56ec00986ff641d42afd6b878ca4c3ca" dmcf-pid="uEHfdi9HXE" dmcf-ptype="general">노준석 교수는 “향후 휴대형 진단기기나 환경 센서, 생체검사 시스템 등 다양한 분야로의 응용이 기대된다”고 밝혔다.</p>
         </section> 
        </div> 
        <p class="" data-translation="true">Copyright © 헤럴드경제. 무단전재 및 재배포 금지.</p>

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