광학현미경 성능 높이는 장치 개발했다

KBSI 김이종 박사팀, 광학 이미지 장치 개발
국내 기술로 개발한 소용돌이 위상거울 적용
광학현미경, 천문관측, 군용으로도 활용 가능

KBSI 김이종 박사(오른쪽)과 이선우 과제연구원(가운데), 이동호 박사후연구원이 개발한 파장가변 소용돌이 위상 이미징 장치를 앞에 두고 기념촬영을 하고 있다. KBSI 제공

[파이낸셜뉴스] 한국기초과학지원연구원(KBSI) 연구장비개발부 김이종 박사팀이 빛의 색깔이 바뀌어도 관찰하는 물질의 선명한 이미지를 확보할 수 있는 위상 광학 이미지 장치를 개발했다. 이 장치에는 순수 국내 기술로 개발한 소용돌이 위상거울을 적용해 관찰하는 물질의 테두리까지 선명하게 찍을 수 있다.

김이종 박사는 9일 "기존의 다양한 광학현미경에도 매우 손쉽게 적용할 수 있어 향후 고해상도 광학 현미경은 물론, 천문 관측, 군용 이미징 등 광학 장치 개발에도 널리 활용될 것"이라고 말했다. 또한 "이 이미지 장치는 KBSI가 자체 제작한 특수 광학 부품인 소용돌이 위상거울을 기반으로 개발하고 관련 특허 출원도 완료했다"고 덧붙였다.

이번에 개발한 광학 이미징 장치는 KBSI가 세계 최초로 만든 소용돌이 위상거울(OSPM)을 활용해 개발했다. KBSI 측은 같은 종류의 외국산 제품보다 고해상도, 고선명 이미징 성능과 함께 간단한 구조로 이뤄져 있어 조작이 수월하다고 설명했다. 또한 호환성이 우수하고 제작원가를 절감할 수 있다고 주장했다.

빛의 파장가변 기술은 광학, 포토닉스 연구의 핵심 기술 중 하나다. 광학 현미경 기술은 이미징 성능을 결정짓는 두 가지 핵심 변수인 빛의 세기와 위상 값을 제어하는 다양한 방법들에 의해 발전돼 왔다.

이번에 개발한 장치는 신개념 소용돌이 위상거울을 기반으로 만든 이미징 장치다. 빛의 파장이 다양하게 변해도 위상거울의 간단한 회전만으로, 관측 대상의 모양을 결정하는 외각선의 이미지를 선명하게 지속시켜 주는 '파장가변 소용돌이 위상' 이미징 장치다.

실험을 통해 가시광선 영역인 약 400 nm 이상의 파장 범위에서 파장 가변이 가능한 선명한 위상 이미징 결과를 얻을 수 있었다. 또한, 이번에 개발한 이미징 기술은 가시광선은 물론 적외선 영역에도 적용된다는 장점이 있다.

이와 더불어 연구진은 그동안 축적된 이미징 기술을 바탕으로, 현재 3차원(3D) 입체 이미징 기술개발을 위한 후속 연구를 진행하고 있다. 개발이 완료되면 기존 고해상도 이미징 기술에 접목시켜 향후 바이오, 재료 등 다양한 종류의 관측 대상들을 이미징할 수 있는 최첨단 광학 현미경 장비로 성능을 올리고, 관련 기술에 대한 조기 상용화를 추진할 계획이다.