빛의 미세한 변화, 메타표면 이용해 실시간 측정 작성일 03-24 110 목록 <div id="layerTranslateNotice" style="display:none;"></div> <div class="article_view" data-translation-body="true" data-tiara-layer="article_body" data-tiara-action-name="본문이미지확대_클릭"> <section dmcf-sid="qgGvn8JqnG"> <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="cacb607f4b368b4c1517ca2ff85075c7182b8f8bb220e6a3a0ecfd52ebdb964d" dmcf-pid="BaHTL6iBLY" dmcf-ptype="figure"> <p class="link_figure"><img alt="김민경 광주과학기술원(GIST) 기계로봇공학부 교수(왼쪽)와 이진경 박사과정생. GIST 제공." class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202503/24/dongascience/20250324113619341jcgd.png" data-org-width="652" dmcf-mid="zF2qlkCniH" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img4.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202503/24/dongascience/20250324113619341jcgd.png" width="658"></p> <figcaption class="txt_caption default_figure"> 김민경 광주과학기술원(GIST) 기계로봇공학부 교수(왼쪽)와 이진경 박사과정생. GIST 제공. </figcaption> </figure> <p contents-hash="66ef6ab21a088d810e05484602676510ead4c8832af8680b64cd68e65fff45f4" dmcf-pid="bNXyoPnbJW" dmcf-ptype="general">물체 표면에서 일어나는 빛의 변화를 초 단위로 측정할 수 있는 기법이 개발됐다. 높은 정밀도에서 즉각 빛을 검출해야 하는 화학·생물학·의학 등의 분야에 활용될 수 있는 기술이다. </p> <p contents-hash="0a8198585288ccc884594f143723f72b647fc9daa398339fbc38291126b720dd" dmcf-pid="KjZWgQLKiy" dmcf-ptype="general">광주과학기술원(GIST)은 김민경 기계로봇공학과 교수팀이 이다솔 연세대 교수, 노준석 포스텍 교수와 함께 메타표면을 활용해 광스핀홀 효과를 한 장의 이미지로 실시간 정밀 측정하는 기술을 개발했다고 24일 밝혔다.</p> <p contents-hash="66f7d0f3f20fb03a45c256a0a111355fb950920071cf1980af26b5af646cb2f9" dmcf-pid="94wA20KGiT" dmcf-ptype="general"> 광스핀홀 효과는 빛이 물체 표면에서 반사되거나 방향이 바뀔 때 중심 위치가 미세하게 이동하는 현상이다. 초소형 광학 소자 및 정밀 측정 기술의 핵심 원리로 빔 분할기나 필터 등 다양한 광학 장치에 활용된다. </p> <p contents-hash="e168d2e9869e2af84126d930e734d05a9d2ba76c51f9a1a17dccce2ff68e3736" dmcf-pid="28rcVp9HLv" dmcf-ptype="general"> 기존에는 물체 표면에서 반사된 빛을 편광판에 통과시킨 후 카메라로 광스핀홀 효과 이미지를 얻었다. 이 방법은 특정 편광만 선택적으로 통과시키는 편광판의 각도를 회전시켜 여러 차례 이미지를 촬영하고 조합해야 한다. 높은 정밀도를 구현할 수 있으나 실시간으로 변화하는 표면을 측정하는 덴 한계가 있는 방법이다. </p> <p contents-hash="5076c30638b2b2138963e8e8b77f6c5ac2d506a3ba202edf738c3734025c52a0" dmcf-pid="V6mkfU2XRS" dmcf-ptype="general"> 연구팀은 메타표면을 이용하면 두 개의 편광판 효과를 동시에 구현할 수 있다는 점에 착안해 단 한 번의 이미지 촬영만으로 광스핀홀 효과를 측정할 수 있는 방법을 고안했다. 메타표면은 나노미터 크기의 인공 구조물 배열로 빛의 편광과 방향을 정밀하게 조절할 수 있다.</p> <p contents-hash="0912a928d14d1fe53c4cda710022efb0d41da872c0cbed9ff3bba08292b5030d" dmcf-pid="fPsE4uVZRl" dmcf-ptype="general"> 연구팀의 기술은 메타표면을 통해 서로 다른 편광을 가진 두 개의 빛을 분리하고 이들이 카메라의 서로 다른 위치에 동시에 도달하도록 만든다. 두 빛의 상대적 위치 차이를 분석해 광스핀홀 효과를 정밀하게 측정할 수 있는 기술이다. </p> <p contents-hash="c7ff19cd65fcdd780305e7ce144d279c86dfdf113b61f5b91dc1182b29b3260f" dmcf-pid="4QOD87f5nh" dmcf-ptype="general"> 연구팀은 프리즘에서 반사된 빛을 대상으로 실험해 단 한 장의 이미지 촬영만으로 광스핀홀 효과를 측정할 수 있다는 점을 입증했다. 기존 방식과 동일한 정밀도를 유지하면서 측정 효율을 비약적으로 높였다. </p> <p contents-hash="01a39b02e423a4666cd0dafb7e140067bfe3973b00e216fa36b4e3efb7571749" dmcf-pid="8xIw6z41eC" dmcf-ptype="general"> 연구팀은 메타표면을 회전시켜 광스핀홀 효과의 측정 민감도를 조절하고 광스핀홀 효과가 시간에 따라 변할 수 있도록 인위적인 환경을 만든 뒤 측정했다. 이 실험에서도 광스핀홀 효과의 변화는 초 단위로 관찰됐다.</p> <p contents-hash="59a032e7aea27632f6bdcd00fa322e8495d7df4692715ed1ea86745a3c11b1ed" dmcf-pid="6MCrPq8tiI" dmcf-ptype="general"> 김민경 교수는 “기존 방식은 수차례에 걸친 측정 절차가 필요해 실시간으로 사용될 수 없었다"며 "이번 연구를 통해 단 한 번의 측정만으로 광스핀홀 효과를 정밀하게 분석할 수 있게 됐다”고 말했다. 이어 “이 기술은 화학, 생물학, 의학 등 실시간 초고감도 검출이 필요한 다양한 분야에서 폭넓게 활용될 수 있을 것으로 기대된다”고 덧붙였다. 연구 결과는 지난 19일 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’에 온라인 게재됐다. </p> <p contents-hash="be7d597dc1ccf6991eb876526570f3ae6c83b81584ee6abffcbde9a6a8fbedb6" dmcf-pid="PRhmQB6FnO" dmcf-ptype="general"> <참고 자료><br> doi.org/10.1038/s41467-025-56728-7</p> <p contents-hash="0b4becfad1bcd6724ad863e51036356162f3df5621bad3fd19fb80f1f6758c1b" dmcf-pid="QelsxbP3ds" dmcf-ptype="general">[문세영 기자 moon09@donga.com]</p> </section> </div> <p class="" data-translation="true">Copyright © 동아사이언스. 무단전재 및 재배포 금지.</p> 관련자료 이전 ‘강원래♥’ 김송, “아빠 휠체어 타는게 창피해” 아들 말 듣고 눈물 03-24 다음 문수혁 LG이노텍 "반도체·전장·로봇 분야로 사업 고도화" 03-24 댓글 0 등록된 댓글이 없습니다. 로그인한 회원만 댓글 등록이 가능합니다.
