포스텍, 색·모양 바꾸는 능동형 메타홀로그램 구현

노준석 교수 연구팀 인공지능 기반
“차세대 디스플레이 분야 핵심 기술”

노준석 교수, 김영기 교수, 김주훈 씨, 임준형 씨

포스텍 기계공학과·화학공학과·전자전기공학과 노준석 교수 연구팀은 최근 인공지능을 기반으로 한 메타표면 기술과 층상 꼬임형 액정을 결합해 색과 모양을 바꾸는 능동형 메타홀로그램을 구현했다. 연구에는 기계공학과 소순애 박사(現 고려대 교수)·통합과정 김주훈 씨, 화학공학과 김영기 교수·통합과정 임준형 씨 등이 참여했다.

최근 빛을 자유롭게 제어하는 메타표면 기술과 홀로그램을 결합한 메타홀로그램이 큰 주목을 받고 있지만 단일 메타표면에 담을 수 있는 정보량에 제한이 있었다.

연구팀은 이를 해결하기 위해 인공지능 기술을 기반으로 한 역설계 기법을 사용해 메타표면이 420 ~ 720 nm 사이의 10개 파장에서 각각 서로 다른 색과 모양을 가지는 홀로그램을 구현하도록 인코딩했다.

또 메타표면이 각 파장에 따른 정보를 갖고 있어도 정확한 파장의 빛이 없다면 설계된 홀로그램을 구현할 수 없어, 연구팀은 층상 꼬임형 액정 기반 파장 변조기를 사용해야했다.

연구팀은 메타표면 기술에 이 장비를 결합해 서로 다른 색과 모양의 독립적인 홀로그램 10개를 구현, 스위칭하는 데 성공했고 이를 바탕으로 특정 전기장과 온도 정보가 모두 충족돼야 암호화된 홀로그램이 구현되는 광학 보안 시스템도 제작했다.

노준석 교수는 “전기장 및 온도 이외의 다양한 외부 자극 조건을 추가 활용한다면 고도화된 광학 암호 플랫폼 구축도 가능하다”며 “다색 또는 영상 홀로그램 구현도 가능해 차세대 디스플레이 분야의 핵심 기술이 될 것”이라고 말했다.

/장은희기자 [e-mail]