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[IT뉴스]포스텍, 빛의 파장과 편광 동시에 분석하는 초소형 분광기 개발

온카뱅크관리자

2025-10-15 08:37:29

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        <div class="article_view" data-translation-body="true" data-tiara-layer="article_body" data-tiara-action-name="본문이미지확대_클릭"> 
         <section dmcf-sid="HB5PajP3mT">
          <p contents-hash="951e283b651368ae68411af897bacef4beb1155fdc59c2d231750bad59f11d91" dmcf-pid="Xb1QNAQ0Ov" dmcf-ptype="general">포스텍(POSTECH)은 노준석 기계공학과·화학공학과 교수, 기계공학과 통합과정 박유진 씨 연구팀이 기존 분광기보다 훨씬 더 작으면서도 빛의 색(파장)과 회전 방향(편광)을 동시에 측정할 수 있는 세계 최초의 메타렌즈형 초소형 분광기를 개발했다고 15일 밝혔다. 휴대형 진단기기나 환경 센서, 생체검사 시스템 등 다양한 분야에 응용할 수 있을 것으로 기대된다.<br></p>
          <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="91bacfd6bbc54ff5dbc996088cbf64ca84b8d59d5b76839be45a21545f03405a" dmcf-pid="ZKtxjcxpOS" dmcf-ptype="figure">
           <p class="link_figure"><img alt="노준석 교수(왼쪽)와 통합과정 박유진 씨" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202510/15/etimesi/20251015083140124xcvo.jpg" data-org-width="700" dmcf-mid="YzhzQMzTsW" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img2.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202510/15/etimesi/20251015083140124xcvo.jpg" width="658"></p>
           <figcaption class="txt_caption default_figure">
            노준석 교수(왼쪽)와 통합과정 박유진 씨
           </figcaption>
          </figure>
          <p contents-hash="4694d65ef66fa28d6d383bc4e410f70ada3c15b5bca7beabb9e8c15e0c354781" dmcf-pid="59FMAkMUml" dmcf-ptype="general">빛 속에는 많은 정보가 담겨 있다. 분광기는 이 빛을 분석해 물질의 성분이나 상태를 알아내는 도구다. 병원의 혈액 검사, 음식 안전성 검사, 공기나 물의 오염 측정 등 다양한 분야에서 활용된다. 하지만 지금까지의 분광기는 크기가 크고 복잡한 장비가 필요했다. 특히 빛의 색뿐만 아니라 회전 방향(편광)까지 동시에 분석하려면 더 많은 장비가 요구돼, 마치 라디오 하나 들으려 방 하나를 가득 채우는 셈이었다.</p>
          <p contents-hash="f3380674c9723d01ceb420aff818992640faf0e2986b25cffe766d881bbed2a2" dmcf-pid="1e9jhSj4Dh" dmcf-ptype="general">연구팀은 이를 '메타표면(metasurface)' 기술로 해결했다. 메타표면은 나노미터(㎚) 크기의 아주 작은 기둥 수십만 개가 정밀하게 배열된 구조다. 각 기둥은 특정한 각도로 비틀어져 있어, 빛을 자유자재로 조절할 수 있다.<br></p>
          <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="6d369227b8d6c11069ba4acf6c1bb8e846f34bac85652dc0162fd3b776cffccd" dmcf-pid="td2AlvA8DC" dmcf-ptype="figure">
           <p class="link_figure"><img alt="다초점 메타렌즈를 활용한 원편광, 파장 식별용 초소형 분광기 모식도" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202510/15/etimesi/20251015083141386hauc.jpg" data-org-width="700" dmcf-mid="GJcZBKZwDy" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img4.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202510/15/etimesi/20251015083141386hauc.jpg" width="658"></p>
           <figcaption class="txt_caption default_figure">
            다초점 메타렌즈를 활용한 원편광, 파장 식별용 초소형 분광기 모식도
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          <p contents-hash="ec4f6197ed636f816c2bdecad7767f50cbe68034d047ed2165b1036367cf7acd" dmcf-pid="FJVcSTc6wI" dmcf-ptype="general">연구팀은 이 기둥들을 서로 다른 방향으로 회전시켜 배치함으로써, 같은 색의 빛이라도 편광 방향에 따라 초점이 맺히는 위치가 달라지도록 설계했다. 이 위치 정보를 바탕으로 빛의 색과 회전 방향을 동시에 판별할 수 있는 것이다.</p>
          <p contents-hash="64f31ffc12e999f1051103e30ab43ef6f7af5621c99acc06abc6a6b71587dd4b" dmcf-pid="3ifkvykPOO" dmcf-ptype="general">특히, 질화규소(Si₃N₄)를 사용해 자외선 영역에서도 안정적으로 작동하도록 구현했다. 질화규소는 반도체나 스마트폰 제조에 널리 쓰이는 CMOS 공정과 호환할 수 있어 상용화 가능성도 높다.</p>
          <p contents-hash="6b464eb23ca36548ae7f6b7c2081686456d26f8dc689b614b5c51352b1aab96c" dmcf-pid="0n4ETWEQms" dmcf-ptype="general">실제로 연구진은 기준이 되는 4가지 파장(320, 370, 405, 450㎚)에 대해서 실험을 진행, 빛이 어느 방향으로 회전하느냐에 따라 다른 위치에 초점이 생기는 현상을 관찰했다. 이를 통해 색과 편광 정보를 동시에 정확하게 측정할 수 있음을 확인했다.</p>
          <p contents-hash="badacd70bfd0adde83a3cd5a0e7815437392183c93dbfac700c74f8802d8752e" dmcf-pid="pL8DyYDxIm" dmcf-ptype="general">지금까지 손톱보다 작은 분광기(칩스케일 분광기)는 대부분 색깔만 구분할 수 있었고, 편광을 측정하려면 추가 장치가 필요했다. 하지만 이번 연구에서는 하나의 장치로 두 가지 정보를 동시에 측정할 수 있는 초소형 분광기를 세계 최초로 구현했다.</p>
          <p contents-hash="c8aade3e7de4c2926f785191654c1d172262298bb2516464002b6bbbcd710754" dmcf-pid="Uo6wWGwMsr" dmcf-ptype="general">포스코(POSCO) 홀딩스 N.EX.T Impact 사업, 과기정통부/한국연구재단 글로벌융합연구지원사업, 과기정통부 대통령과학장학금, 교육부 석사장려금의 지원으로 수행된 이번 연구는 최근 재료 분야 국제 학술지인 '어드밴스드 펑셔널 머티리얼즈(Advanced Functional Materials)'에 게재됐다.</p>
          <p contents-hash="f4d622ae14b82c35c858a5b92d9576693ed4509fc89c62131a6429b5737d3d65" dmcf-pid="ugPrYHrRrw" dmcf-ptype="general">포항=정재훈 기자 jhoon@etnews.com</p>
         </section> 
        </div> 
        <p class="" data-translation="true">Copyright © 전자신문. 무단전재 및 재배포 금지.</p>

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