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[IT뉴스]KAIST, 손톱 크기 초소형 분광기 개발…1nm 단위로 빛 파장 측정

온카뱅크관리자

2025-06-13 10:17:31

<div id="layerTranslateNotice" style="display:none;"></div>  <strong class="summary_view" data-translation="true">이중층 무질서 메타표면 구현으로 RGB 한계 넘어<br>가시광부터 적외선까지 440~1300nm 정밀 측정 가능</strong> 
        <div class="article_view" data-translation-body="true" data-tiara-layer="article_body" data-tiara-action-name="본문이미지확대_클릭"> 
         <section dmcf-sid="Pv8BOsSglb">
          <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="d242a43c883153a87239a10ec9b1fc0f44b4fb5c2500c85d964a2ee568e69dcc" dmcf-pid="QT6bIOvaCB" dmcf-ptype="figure">
           <p class="link_figure"><img alt="연구 모식도. ⓒ한국과학기술원" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202506/13/dailian/20250613101605728cfzz.png" data-org-width="700" dmcf-mid="6fmjz79HSK" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img3.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202506/13/dailian/20250613101605728cfzz.png" width="658"></p>
           <figcaption class="txt_caption default_figure">
            연구 모식도. ⓒ한국과학기술원
           </figcaption>
          </figure>
          <p contents-hash="c42b22250f3cf9d59655c3e77fadccc5f563585a7b5e8f064601d60d0ee033dd" dmcf-pid="xHRfvSGklq" dmcf-ptype="general">한국과학기술원(KAIST)은 장무석 바이오및뇌공학과 교수 연구팀이 이중층 무질서 메타표면을 이용한 복원 기반 분광기 기술을 개발하는 데 성공했다고 13일 밝혔다.</p>
          <p contents-hash="7c29d774e31183daa90bddcae14cb2e4d594013905c7f9cc104fbc759d920aec" dmcf-pid="ydYCP6e7hz" dmcf-ptype="general">기존의 고분해능 분광기는 수십 센티미터 수준으로 폼 팩터가 크고, 정확도를 유지하기 위한 복잡한 교정 과정이 필요하다. 이는 근본적으로 무지개가 색을 분리하듯 빛의 파장을 빛의 진행 방향으로 분리하는 전통적인 분산 부품의 작동 원리에서 기인한다.</p>
          <p contents-hash="b6b726e03bd9065652ff29419b09375acab4cdc2b7aa1fde9b9c5f75974fc582" dmcf-pid="WJGhQPdzy7" dmcf-ptype="general">때문에 빛의 색 정보가 일상 전반에 유용하게 활용될 수 있음에도 분광 기술은 실험실이나 산업 제조 현장 수준으로 그 활용성이 제한되고 있다.</p>
          <p contents-hash="06b674764a25690a8774e0c9b029cca2afaa96a73cd8205a17d7552cb30095d8" dmcf-pid="YiHlxQJqhu" dmcf-ptype="general">연구팀은 빛의 색 정보를 빛의 진행 방향으로 일대일 대응시키는 회절격자나 프리즘을 사용하는 기존의 분광 패러다임에서 벗어나 설계된 무질서 구조를 광학 부품으로 활용하는 방식을 고안했다.</p>
          <p contents-hash="218575dcae7bc434c4ed50bb6e0825d409928c1c2e3a8edf217dbb813f3157e8" dmcf-pid="GnXSMxiBvU" dmcf-ptype="general">‘복잡한 무작위적 패턴(스페클)’을 정확하게 구현하기 위해 수십-수백 나노미터 크기의 구조체를 활용해 빛의 전파 과정을 자유롭게 조절할 수 있는 메타표면을 활용하였다.</p>
          <p contents-hash="d6d40cb23a33a52f87fc738f19374084ac826cad86cbed86b91e6e1aea5734d1" dmcf-pid="HLZvRMnblp" dmcf-ptype="general">구체적으로 이중층 무질서 메타표면을 구현해 파장 특이적인 방식으로 스페클 패턴을 생성하고, 카메라로 측정된 무작위 패턴을 보고 그 빛의 정밀한 색 정보(파장)를 복원 해내는 방식을 개발했다.</p>
          <p contents-hash="44f8164809b1f2c6a93f67faf70fe33f43197265d87ab89045018491c27a3eb9" dmcf-pid="Xo5TeRLKC0" dmcf-ptype="general">그 결과 단 한 장의 영상 촬영만으로 손톱보다 작은(1cm 미만) 장치에서 1nm 수준의 고해상도로 가시광-적외선(440~1300nm) 범대역의 빛을 정확하게 측정하는 신개념 분광기 기술을 개발하는 데 성공했다.</p>
          <p contents-hash="2b6a8f76a4e683e2f21dd68bd053add57febdf10b5c40b66e56b13ebb3986ead" dmcf-pid="Zg1ydeo9C3" dmcf-ptype="general">이번 연구에 제1 저자로 참여한 이동구 연구원은 “이번 기술은 상용 이미지 센서에 직접 통합된 방식으로 구현돼, 앞으로는 모바일 기기에 내장된 형태로 일상에서도 빛의 파장 정보를 손쉽게 취득하고 이용할 수 있을 것으로 기대된다”라고 밝혔다.</p>
          <p contents-hash="323205b97defd9167b68698de16967bc376abeb22ac2121f87a5f4ef5d1a92d4" dmcf-pid="5atWJdg2TF" dmcf-ptype="general">장무석 교수는 “R(빨강), G(초록), B(파랑) 3가지 색 성분으로만 구분해서 인식되는 기존 RGB 삼색 기반 머신 비전 분야에서 한계를 뛰어넘는 기술로 활용 분야도 다양하다”며 “음식 성분 분석, 농작물 상태 진단, 피부 건강 측정, 환경 오염 감지, 바이오·의료 진단 등 실험실 수준의 기술을 일상 수준의 머신 비전 기술로 지평을 넓힌 기술로 다양한 활용 연구가 기대된다”고 말했다.</p>
          <p contents-hash="11d3631fc1cca22608cac8624a1d63a58e06bf4fd98d3d32ff54148ff55b36b0" dmcf-pid="tg1ydeo9W1" dmcf-ptype="general">이어 “또 파장과 공간 정보를 고해상도로 동시에 기록하는 초분광 영상이나, 여러 파장의 빛들을 정밀하게 원하는 형태로 제어하는 3D 광집속 기술, 아주 짧은 시간 동안 일어나는 현상을 포착하는 초고속 이미징 기술 등 다양한 첨단 광학 기술로 확장도 가능하다”고 밝혔다.</p>
         </section> 
        </div> 
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