양쪽으로 서로 다른 3D영상 만드는 신개념 홀로그램

포스텍 연구진이 개발한 다기능성 메타홀로그램 광학 소자. 하나의 소자로 양 방향에 서로 다른 3D 이미지를 생성할 수 있다. [사진 제공 = 포스텍]

양 방향으로 서로 다른 3D 입체 영상을 만들어낼 수 있는 차세대 홀로그램 시스템이 개발됐다. 서로 다른 위치에 있는 사용자에게 동시에 다양한 시각 정보를 전달할 수 있는 기술로, 다양한 엔터테인먼트와 사용자 편의를 위한 인터페이스 등에 폭넓게 활용 가능할 것으로 기대된다.

노준석 포스텍 기계공학과·화학공학과 교수 연구진은 빛의 입사 방향에 따라 양쪽에 서로 다른 홀로그램 3D 이미지를 생성할 수 있는 다기능성 메타홀로그램 광학 소자를 개발했다고 21일 밝혔다. 연구 결과는 국제학술지 '나노스케일 호라이즌스' 1월호 표지 논문으로 게재됐다.

메타홀로그램은 자연계에 없는 광학 특성을 가진 메타물질을 적용해 만든 홀로그램 시스템으로 픽셀 사이즈가 300~400㎚(나노미터·1㎚는 10억분의 1m) 수준으로 작아 고화질의 홀로그램 영상을 구현할 수 있다. 다만 기존의 메타홀로그램 소자는 빛이 특정 방향에서 입사할 때만 이미지를 생성할 수 있는 한계가 있었다.

연구진은 두 종류의 메타표면을 사용해 양 방향으로 서로 다른 이미지를 생성할 수 있는 메타홀로그램 소자를 개발했다. 메타표면은 메타물질의 2차원 박막을 빛의 파장보다 작은 패턴을 이용해 새롭게 만든 평면 구조체다. 하나의 메타표면은 빛이 앞에서 입사했을 때, 또 다른 메타표면은 빛이 뒤에서 입사했을 때 작동하도록 만든 것이다.

양방향에서 작동하는 메타홀로그램은 서로 다른 위치에 있는 여러 사용자에게 동시에 다양한 정보를 제공할 수 있는 만큼 홀로그램의 활용 범위를 대폭 넓혀줄 것으로 전망된다. 노 교수는 "메타표면의 설계 방법을 달리하면 더 많은 기능을 하나의 광학 소자로 구현할 수 있을 것"이라며 "이번에 개발된 메타홀로그램은 실리콘을 이용하기 때문에 기존의 반도체 공정을 그대로 사용해서 제작할 수 있다는 장점도 있다"고 밝혔다.

[송경은 기자]

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