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기존 광학 영상기기로는 찾을 수 없는 암의 진단이나 금속무기 탐지 등이 가능한 차세대 영상시스템 기술을 국내 연구진이 개발했다.광주과학기술원(GIST)은 차세대에너지연구소 장재형 소장 연구팀이 3차원 구조의 메타물질을 활용해 차세대 테라헤르츠파(1초에 1조까지 진동하는 주파수를 가진 전자기파) 영상기기의 소형화에 기여할 수 있는 테라헤르츠파 편파 변환 기술을 개발했다고 21일 밝혔다.테라헤르츠파는 인체에 무해한 수준의 낮은 에너지를 가지고 있어서 전자파 노출 위험이 없어 차세대 의료용 영상기기, 공항검색대 등에 적용하기 위한 연구가 활발하게 진행되고 있다.테라헤르츠파를 활용하기 위해서는 전자기파의 주파수와 진폭뿐만 아니라 편파(전자기파의 전기장 또는 자기장이 특정한 방향으로 진동하는 현상)를 자유자재로 제어하는 기술이 필요하다.부피가 큰 기존 편파 변환 장치는 시스템의 소형화와 집적화가 어려워 새로운 기술 개발이 필요한 상황이다.장 소장 연구팀은 나란히 세운 두 개의 메타물질을 3차원으로 연결하는 구조를 고안했다. 이어 기존 대비 160분의 1의 두께이면서도 99.9%의 높은 효율로 테라헤르츠 주파수 대역의 선평입사파를 90도 기울어진 선형 편파로 변환하는 데 성공했다. 이번 성과를 적용하면 눈으로 볼 수 없는 가려진 물체를 다양한 편파를 이용해 영상화 할 수 있어 차세대 테라헤르츠 영상기술의 성능 향상에 기여할 수 있다.연구팀은 열과 압력을 가한 폴리머 물질에 전도성 물질과 감광물질을 증착한 후 마스크 패턴을 통해 자외선을 쏘아줌으로써 원하는 구조의 3차원 메타물질을 형성시켰다. 이 메타물질은 특정 주파수에서 대역 통과 특성을 가지며 입사하는 테라헤르츠를 90도 틀어진 방향으로 편파 변환되도록 설계했다.장 소장은 “이번 성과는 인공의 메타물질을 활용해 세계 최고 수준의 테라헤르츠 편파 제어기술을 개발한 것”이라며 “연구 결과물이 차세대 영상시스템의 소형화와 실용화를 앞당길 것으로 기대한다”고 말했다. 뉴시스 |
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입력 : 2017년 02월 23일
