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전문가 동정

기계·화공 노준석 교수팀, ‘도장 찍듯이’ 한 번에 세계 최고 효율의 메타 홀로그램 찍어낸다

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[노준석 교수팀, “원스텝 프린팅 공정으로 쉽고 빠르게 메타 홀로그램 제작”]

최근 ‘맘마미아’ 노래로 유명한 가수 ‘아바(ABBA)’가 40년의 공백을 깨고 홀로그램 콘서트를 연다고 발표해 눈길을 끌었다. 무대에는 1970년대 모습을 재현한 홀로그램 아바타가 등장해 공연을 펼칠 예정이다. 이처럼 현실에 존재하지 않는 이미지를 자유자재로 불러낼 수 있는 홀로그램 기술이 각광을 받고 있다. 특히 메타물질로 만든 ‘메타 홀로그램’은 빛의 입사 방향에 따라 서로 다른 홀로그램 영상을 동시에 표현할 수 있다는 게 장점이지만, 이미지가 선명하지 않고 제작하기 까다로워 상용화가 어려웠다.

기계공학과·화학공학과 노준석 교수·기계공학과 통합과정 김주훈 씨·박사과정 오동교 씨 연구팀은 메타 홀로그램을 ‘도장 찍듯이’ 한 번에 찍어내는 원스텝 프린팅 공정을 개발했다. 이 공정으로 만든 메타 홀로그램의 효율은 90%(이론 효율 96.9%, 실험 효율 90.6%)를 웃돌며 세계 최고치를 기록했다.

이 연구성과는 광학 분야 국제 학술지 ‘레이저 앤 포토닉스 리뷰(Laser & Photonics Reviews)’에 최근 게재됐다.

메타 홀로그램을 만들 때 활용된 기존의 전자빔 리소그래피(Electron beam lithography)*1 공정은 속도가 느리고 비용이 많이 들었다. 기존 홀로그램은 효율이 낮아 어두운 환경에서만 보이거나, 이미지가 흐리게 보이기도 했다.

 

출처: 포항공과대학교(https://www.postech.ac.kr/%EA%B8%B0%EA%B3%84%C2%B7%ED%99%94%EA%B3%B5-%EB%85%B8%EC%A4%80%EC%84%9D-%EA%B5%90%EC%88%98%ED%8C%80-%EB%8F%84%EC%9E%A5-%EC%B0%8D%EB%93%AF%EC%9D%B4-%ED%95%9C-%EB%B2%88%EC%97%90/?pageds=1&k=&c=)

연구팀은 나노복합재 잉크를 개발, 적은 비용으로도 쉽고 빠르게 메타 홀로그램을 프린팅하는 공정을 제시했다. 단단한 기판뿐만 아니라 유연하거나 둥글게 구부러진 기판 위에도 프린팅할 수 있다는 게 특징이다. 연구 결과, 프린팅된 메타 홀로그램은 효율이 매우 높아 밝은 조명 아래서도 선명한 이미지를 보였다.

노준석 교수는 “다양한 기판에 메타 홀로그램을 프린팅하는 데 성공해 가상현실(VR)이나 증강현실(AR)에 접목할 가능성을 열었다”며 “이번 연구성과는 높은 효율의 메타 홀로그램을 대량생산할 방법을 제시함으로써 상용화 가능성을 한층 높인 성과”라고 말했다.

한편, 이 연구는 포스코 산학연 융합연구소 사업, LG디스플레이, 한국연구재단 전략형 나노소재 기술개발 사업·글로벌 프론티어 사업의 지원을 받아 이뤄졌다.

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