"명함 두께 카메라 렌즈 구현 가능"…IBS, 그래핀 메타렌즈 제작

【대전=뉴시스】 연구진이 개발한 그래핀 메타렌즈와 기존 테라파 렌즈 비교 사진.

【대전=뉴시스】 이시우 기자 = 카메라 렌즈를 명함 한 장 두께로 만들 수 있는 기술이 개발됐다.

 기초과학연구원(IBS)은 나노구조물리 연구단 김튼튼 연구위원이 KAIST 기계공학과 민범기 교수 연구진, 영국 버밍엄대학 장슈앙(Shuang Zhang) 교수 연구진과 함께  25 ㎛(마이크로미터) 두께의 그래핀 메타렌즈를 제작하는데 성공했다고 27일 밝혔다.

 카메라 렌즈는 빛을 하나의 초점으로 모아 피사체를 재현한다. 이 과정에서 나타내는 왜곡을 줄이기 위해 여러 개의 볼록렌즈와 오목렌즈를 사용하면서 렌즈의 두께가 두꺼워진다.

 연구진은 메타표면과 그래핀을 접목해 렌즈의 두께를 수십 마이크로미터 두께로 줄였다.

 메타표면은 빛의 굴절과 편광을 자유자재로 조절할 수 있도록 나노크기의 핀을 평면 유리 표면에 배열한 인공 구조다.

 연구진은 U형 금박 광학안테나를 촘촘하게 배열한 메타표면을 만들어 빛을 제어하고 배율 조정도 할 수 있게 했다.
 
 또 그래핀을 빛의 세기를 조절하는 조리개로 구현해 전압이 커질수록 불투명해지도록 만들었다.

【대전=뉴시스】 IBS 나노구조물리연구단 김튼튼 연구위원.

이번에 만들어진 렌즈는 가시광선보다 파장이 길어 물체의 내부를 식별할 수 있는 테라파를 이용했지만 광학안테나의 크기를 줄여 가시광선 주파수에 적합하도록 제작할 수도 있다고 연구진은 설명했다.

 김튼튼 연구위원은 "렌즈 두께가 25 마이크로미터에 불과하고 간단한 전압조절로 집속된 빛의 세기를 효과적으로 제어할 수 있어 초소형 광학기기에 응용이 기대된다"라고 말했다.
 
 한편, 연구 결과는 지난 20일 광학분야 전문학술지인 '어드밴스드 옵티컬 머티리얼즈(Advanced Optical Materials)' 온라인 게재됐다. 논문 제목은 'Amplitude Modulation of Anomalously Refracted Terahertz Waves with Gated-Graphene Metasurfaces'이다.

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