KAIST, 전기 신호만으로 광학 기능 바꾸는 '우주센서' 구현 작성일 07-14 44 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="uxaiFU3Gm8"> <p contents-hash="d8bac415cbf426f49a413994c2f2432586da12dd83c60dc2e5f5e9c43f985ef1" dmcf-pid="7MNn3u0HD4" dmcf-ptype="general">위성이나 우주탑재체는 임무가 바뀔 때마다 광학 필터와 센서를 새로 설계해야 했는데, 앞으로는 초소형 광학 칩 하나가 전기 신호만으로 열영상 센서, 분광기, 적외선 카메라 등 다양한 역할을 수행하는 시대가 열릴 전망이다.</p> <p contents-hash="ed6dad39fd3f22aa4e4dee1b0e2e197244a1004b71c3b98c1da3ba1550c95942" dmcf-pid="zRjL07pXsf" dmcf-ptype="general">한국과학기술원(KAIST·총장 배충식)은 김현정 항공우주공학과 교수팀이 주에이전 후 미국 매사추세츠공대(MIT) 교수팀과 함께 빛을 원하는 방식으로 자유롭게 제어하는 초소형 광학 칩을 세계 최초로 개발했다고 14일 밝혔다.<br></p> <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="450ebac35cee010a277090fcc5d049da72103dc9fb6993095d22daa859609527" dmcf-pid="ql5YignQEV" dmcf-ptype="figure"> <p class="link_figure"><img alt="연구 이미지 (AI 생성 이미지)" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202607/14/etimesi/20260714122109852scsi.jpg" data-org-width="700" dmcf-mid="p3DjzKqFrP" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img1.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202607/14/etimesi/20260714122109852scsi.jpg" width="658"></p> <figcaption class="txt_caption default_figure"> 연구 이미지 (AI 생성 이미지) </figcaption> </figure> <p contents-hash="98f7bfc0b9489cfb68ef3117ce3a66d617e2274473d2d09f622604a45e44fa3f" dmcf-pid="BS1GnaLxE2" dmcf-ptype="general">메타표면(머리카락보다 훨씬 작은 미세 구조를 이용해 빛 세기·방향·파장 등을 자유롭게 제어하는 초박형 광학 구조) 기반 투과형 중적외선 공간광변조기(SLM)다.</p> <p contents-hash="f54ef86bc10912faa091b03a5b3974efb9e136262b1de064773d3b8bcf0add0e" dmcf-pid="bvtHLNoMD9" dmcf-ptype="general">SLM은 빛이 얼마나 통과하고 어떤 형태로 전달될지를 픽셀 단위로 조절하는 광학 소자다. 연구팀은 각 픽셀을 전기적으로 독립 제어하는 데 세계 최초로 성공했다.</p> <p contents-hash="53d52c87ae648a999bbef25017241ddb6256969682f91ac4f5d96793b225fa46" dmcf-pid="KTFXojgRsK" dmcf-ptype="general">기존 중적외선 SLM은 대부분 빛을 반사시키는 방식이거나 많은 픽셀을 각각 독립적으로 제어하기 어려워 위성 센서나 초소형 분광기(빛을 파장별로 분석하는 장치), 적응형 광학계(환경 변화에 맞춰 광학 성능을 자동 조절하는 시스템)에 적용하는 데 한계가 있었다.</p> <p contents-hash="4d18916e8d6e4452c614776f452e9e51c7ab48ee7f608cbf904cddbeb048177e" dmcf-pid="9y3ZgAaeOb" dmcf-ptype="general">연구팀은 전기 신호를 받으면 빛이 통과하는 정도가 달라지는 광학 상변화 소재(PCM)인 게르마늄-안티모니-셀레늄-텔루륨(GSST)를 활용해 이런 문제를 해결했다. 이 소재는 전기 신호를 한 번 받으면 상태가 유지돼 전원이 꺼져도 계속 같은 성능을 유지하는 비휘발성 특성을 갖는다.</p> <p contents-hash="646509f25c0da3585fb066eeae4fa39139e3da695b655dc7dd72c956df2b23c9" dmcf-pid="2W05acNdEB" dmcf-ptype="general">광학 칩의 픽셀 수가 많아질수록 선택한 픽셀 외에 다른 픽셀에도 전류가 흘러 원하지 않는 픽셀까지 함께 작동하는 기생 경로 문제가 발생한다. 연구팀은 각 픽셀에 '실리콘 PIN 다이오드(원하는 픽셀에만 전류가 흐르도록 하는 반도체 소자)'를 적용해 원하는 픽셀만 정확하게 선택해 제어하는 데 성공했다.<br></p> <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="cfdde04b13d5a9c9cd945fff164c4358bd62e138f2653aa6f115cb40597f1fc6" dmcf-pid="VYp1NkjJsq" dmcf-ptype="figure"> <p class="link_figure"><img alt="전기적으로 개별 제어 가능한 2차원 메타표면 어레이 구조와 제작 소자. 크로스바 배선 구조를 통해 각 픽셀의 마이크로히터와 다이오드 선택기를 독립적으로 구동하며, 제작된 어레이와 패키징된 측정용 칩을 보여준다." class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202607/14/etimesi/20260714122111148bhhj.png" data-org-width="421" dmcf-mid="U662lySrI6" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img2.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202607/14/etimesi/20260714122111148bhhj.png" width="658"></p> <figcaption class="txt_caption default_figure"> 전기적으로 개별 제어 가능한 2차원 메타표면 어레이 구조와 제작 소자. 크로스바 배선 구조를 통해 각 픽셀의 마이크로히터와 다이오드 선택기를 독립적으로 구동하며, 제작된 어레이와 패키징된 측정용 칩을 보여준다. </figcaption> </figure> <p contents-hash="e1a55a9d49ec3aa5e1c943446c3996cdd52bb61b10c4fc8c75a494967e1f9854" dmcf-pid="fGUtjEAiEz" dmcf-ptype="general">이를 통해 6×6 픽셀 배열의 모든 픽셀을 독립적으로 제어하고 원하는 광학 패턴을 구현했다. 또 약 1만6700회 이상 반복 구동 후에도 안정적인 성능을 유지해 기존 기술보다 약 13배 높은 내구성을 입증했다. <span>앞으로 메타표면 구조를 더욱 정교하게 설계해 빛 방향·편광까지 자유롭게 제어하는 범용 재구성 광학으로 발전할 수 있을 것으로 기대된다.</span></p> <p contents-hash="d36e8532dfabba614f66761ef4007d8cc3cb929b472e9d33bd12b89c6835413a" dmcf-pid="4HuFADcnE7" dmcf-ptype="general">이번 연구의 가장 큰 의미는 '광학도 소프트웨어처럼 바꿀 수 있다'는 새로운 개념을 제시했다는 점이다. <span>이 기술이 상용화되면 위성과 우주탑재체는 물론 발사체 상태진단, 우주정거장 열 감시, 우주 제조 공정 계측, 적외선 영상, 광통신 등 다양한 광학 시스템을 하나의 플랫폼으로 구현할 수 있을 것으로 전망된다.</span></p> <p contents-hash="e33796279d0950b541220df63f068a00f37b6b49a5aa1e31a9251035d489d76d" dmcf-pid="8X73cwkLwu" dmcf-ptype="general">김현정 교수는 “MIT의 나노포토닉스와 KAIST의 우주 센서 기술을 결합해 실제 우주 시스템으로 발전시키겠다”고 말했다.</p> <p contents-hash="2e0b976a23458096d80851a65016bdf4b430b1b23887f9cd2bf55ce8f4fe2f65" dmcf-pid="6Zz0krEowU" dmcf-ptype="general">이번 연구 결과는 네이처 커뮤니케이션즈 7일 온라인판에 게재됐다.</p> <p contents-hash="949f685cba33a2eb5e64a66415a90ef19858c4d8841115de99ad4f609ee79f61" dmcf-pid="P5qpEmDgIp" dmcf-ptype="general">김영준 기자 kyj85@etnews.com</p> </section> </div> <p class="" data-translation="true">Copyright © 전자신문. 무단전재 및 재배포 금지.</p> 관련자료 이전 피겨 이해인, 프리스케이팅 프로그램 '위대한 개츠비' 완성 07-14 다음 아이티센씨티에스, 공공 SMR 플랫폼 개발 슈퍼컴 구축…풀스택 AI 입증 07-14 댓글 0 등록된 댓글이 없습니다. 로그인한 회원만 댓글 등록이 가능합니다.
