“신문 찍듯 초당 300개 메타렌즈 양산”…광학 혁신 '게임체인저' 등장 작성일 04-16 35 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="Xw6vIUkLEO"> <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="0e47052b630677c605fa38dc4c7ebd63b8971088419abd7155e61e14f0c83320" dmcf-pid="Ze0jLvx2ms" dmcf-ptype="figure"> <p class="link_figure"><img alt="롤투롤 나노임프린팅 기반 메타렌즈 대량 생산 공정. (조규진·김인기 교수 )" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202604/16/etimesi/20260416000308642tidk.png" data-org-width="700" dmcf-mid="Hj9OD1gROI" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img4.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202604/16/etimesi/20260416000308642tidk.png" width="658"></p> <figcaption class="txt_caption default_figure"> 롤투롤 나노임프린팅 기반 메타렌즈 대량 생산 공정. (조규진·김인기 교수 ) </figcaption> </figure> <p contents-hash="d06b56d8858651590973a97a816434ff85cb1592e6250b0787e6bb6931eb83f1" dmcf-pid="5dpAoTMVEm" dmcf-ptype="general">기존 카메라 렌즈보다 수백 배 얇으면서도 빛을 자유자재로 조절하는 '메타렌즈'를 마치 신문을 인쇄하듯 초고속으로 대량 생산할 수 있는 기술이 국내 연구진에 의해 세계 최초로 개발됐다. 전 세계 광학계가 해결하지 못했던 메타렌즈 대량 생산이라는 난제를 국내 독자 공정 기술로 해결하면서 차세대 광학 시장의 판도를 바꿀 핵심 전환점을 마련한 것으로 평가받는다.</p> <p contents-hash="5bdfca35d7772ef44506511fa45d23f171aea3dfaefc7baac6544f2e5f9ad5da" dmcf-pid="1JUcgyRfmr" dmcf-ptype="general">과학기술정보통신부는 조규진·김인기 성균관대 선도연구센터 교수 연구팀과 노준석 포스텍(POSTECH) 교수 연구팀이 가시광 영역에서 동작하는 메타렌즈를 초당 300개 이상 속도로 생산할 수 있는 '롤투롤(Roll-to-Roll) 나노 인쇄(Nanoimprint)' 공정 기술을 개발했다고 15일 밝혔다.</p> <p contents-hash="209aa1d14789fe0fd8127524f6875ce5fadbab07b28e7463f766295bda0d0829" dmcf-pid="tiukaWe4sw" dmcf-ptype="general">메타렌즈는 빛의 위상, 진폭 및 편광 등을 나노미터(㎚) 수준에서 자유자재로 조절할 수 있는 차세대 광학소자다. 기존 굴절 렌즈와 달리 표면이 평평한 평면렌즈 형태이면서도 두께는 수백 배 이상 얇다. 다만 메타렌즈 제작은 복잡한 고비용 반도체 공정을 이용해야만 해 그동안은 실험실 수준 소량 생산에 머물렀다.</p> <p contents-hash="c38b376448c4764c5a6c86efe2798f58a63f41b541296e4e62acd1ff1b42175a" dmcf-pid="Fn7ENYd8sD" dmcf-ptype="general">연구팀은 상용화 문제를 해결하기 위해 성균관대 선도연구센터에서 개발한 롤투롤 인쇄 파운드리 기술을 활용했다.</p> <p contents-hash="403d3ed6aaccd63183c22601d0bbc91d04b2adcf781450b6d0a551701006668d" dmcf-pid="3LzDjGJ6IE" dmcf-ptype="general">기존에는 딱딱한 니켈 금형을 사용해 메타렌즈를 하나씩 제작했으나, 연구팀은 유연한 소재 고분자 복제 금형을 12인치 면적 원통형 롤러로 만들었다.</p> <p contents-hash="ea5bac5cc65436f20519f6b3ed0d229a07443bca5d988db0a2a31f31c420a739" dmcf-pid="0oqwAHiPrk" dmcf-ptype="general">이를 통해 롤러를 회전시켜 신문을 인쇄하듯 렌즈를 연속적으로 인쇄할 수 있도록 공정을 구현했다.</p> <p contents-hash="ca1c9e026c6c611df89f44b7922b326d3b812d9f7dd48fcf6e018daa761e05e9" dmcf-pid="pgBrcXnQEc" dmcf-ptype="general">특히 고분자 복제 금형 내구성과 해상도를 극대화하기 위해 특수 개발한 표면처리 기술을 도입해 200m 길이 연속 공정에서도 첫 번째 제작 렌즈와 마지막 제작 렌즈의 성능 편차가 없는 수준까지 대량 생산의 신뢰성을 끌어올렸다. 이 시스템을 이용하면 기존 방식보다 약 100배 이상 빠른 초당 300개 메타렌즈를 생산할 수 있다.</p> <p contents-hash="88bec8bbbea7088b1a291078c9ef39d04e4779fa09d8a505627b43b7d998ac84" dmcf-pid="UabmkZLxOA" dmcf-ptype="general">또 인쇄된 나노 구조체 위에 원자층 증착 방식으로 고굴절 이산화티타늄층을 코팅해 가시광 영역에서 90% 이상 높은 광 효율을 확보하는 데 성공했다. 실제 실험 결과 가시광 전 영역에서 회절 한계 수준의 정확한 초점을 형성함과 동시에 고성능 렌즈 기준인 0.8 이상 슈트렐 비율(Strehl ratio)을 달성할 수 있었다.</p> <p contents-hash="7425e4cbb4daaef73f6303972fd13d6f5928db24740816d23c0ef7e490e708ca" dmcf-pid="uNKsE5oMsj" dmcf-ptype="general">이를 통해 기존 렌즈 대비 두께를 수백 배 줄이면서도 고성능을 구현함으로써 스마트폰의 고질적인 카메라 돌출 문제를 근본적으로 해결하는 것은 물론 가벼운 안경 형태 증강현실(AR) 글라스, 초정밀 의료 영상 장비, 우주 광학 시스템 등 첨단 산업 전반에 걸쳐 혁신적인 변화를 불러일으킬 전망이다.</p> <p contents-hash="097bf90a65b6c129cc502677265aeb6aa59cc1c3d54a36aba8494e9b5b7a5842" dmcf-pid="7j9OD1gRON" dmcf-ptype="general">연구팀은 “소자 설계부터 대량 고속 제조 공정까지 일체 기술력이 전 세계에 인정받은 성과”라며 “앞으로 차세대 광학 산업 전반의 상용화는 물론 성균관대 선도연구센터가 추진하는 R2R 인쇄 파운드리 플랫폼 구현을 앞당기는 핵심 토대가 될 것”이라고 말했다.</p> <p contents-hash="83ef8d41bf85790e7185b746277e17e1dc03b3a198d5298915691a20d9647f6b" dmcf-pid="zdpAoTMVEa" dmcf-ptype="general">이번 연구 성과는 네이처(Nature)에 16일 게재됐다.</p> <p contents-hash="068ff8111c688ee9a5ae988c530806fd3cbad1244bd0ca6f05136352757a230a" dmcf-pid="qJUcgyRfsg" dmcf-ptype="general">이인희 기자 leeih@etnews.com</p> </section> </div> <p class="" data-translation="true">Copyright © 전자신문. 무단전재 및 재배포 금지.</p> 관련자료 이전 스마트폰 ‘카툭튀’ 사라지나… 차세대 메타렌즈 대량생산 길 열렸다 04-16 다음 강원도장애인체육회 10개 시군 순회간담회 일정 돌입 04-16 댓글 0 등록된 댓글이 없습니다. 로그인한 회원만 댓글 등록이 가능합니다.
