KAIST 광학적 시공간 경계 통한 빛 제어기술 개발

빛의 색 큰폭으로 변화시켜 주파수 변화량도 제어하는 소자 개발

민범기 교수, 손재현 박사과정, 이강희 박사

KAIST 기계공학과 민범기 교수 연구팀이 광학적인 시공간 경계를 이용해 빛의 색과 위상을 동시에 제어하는 기술을 개발했다.

이번 연구는 특수 미세 금속 구조를 반도체 표면 위에 제작해 기존 연구 결과보다 훨씬 높은 자유도를 갖는 시공간 경계를 구현했다. 이 시공간 경계는 빛의 주파수를 변환할 수 있는 초박막형 광학 소자에 응용 가능할 것으로 기대된다.

연구팀은 문제 해결을 위해 원자 구조를 모사한 금속 미세구조를 배열해 인공적인 광학물질을 개발했고, 이 인공 물질을 매우 빠르게 변화시켜 시공간 경계를 만들어내는 데 성공했다.

기존 연구가 굴절률에만 변화를 주는 것에 그쳤다면, 이번 연구는 물질의 분광학적 특성을 자유롭게 설계 및 변화시킬 수 있는 플랫폼을 제공했다. 이를 이용해 빛의 색을 큰 폭으로 변화시키면서 주파수 변화량 역시 제어할 수 있는 소자를 개발했다.

연구팀은 주로 개념적으로만 진행되던 시공간 경계에서의 주파수 변환에 관한 연구를 광학물질을 이용해 실현 및 응용할 수 있는 단계로 발전시켰다는데 의의가 있다고 밝혔다.

민범기 교수는 “주파수 스펙트럼의 변화를 자유롭게 설계하고 예측할 수 있어 폭넓은 활용이 가능하다. 광학 분야에서 동적인 매질에 연구에 새 방향을 제시하게 될 것”이라고 밝혔다.
이해미 기자 ham7239@