포스텍 연구팀, 메타물질로 가상현실기기용 디스플레이 개발

위조방지·암호화 기술 적용, 비용절감 효과 기대

포스텍 노준석 교수

투명망토로 알려진 메타물질(자연계에 없는 성질을 가진 인공물질)을 이용해 가볍고 활용성이 뛰어난 가상현실기기용 디스플레이를 만들 수 있는 기술이 개발됐다.

포스텍 기계공학과·화학공학과 노준석 교수팀은 빛의 스핀을 이용해 여러 홀로그램 이미지를 실시간으로 재생할 수 있는 메타표면을 만드는 데 성공했다고 최근 광학 분야 국제학술지인 레이저 앤 포토닉스 리뷰를 통해 발표됐다.

증강현실이나 가상현실 기술을 구현하기 위해서는 공중에 3D 형태의 이미지를 띄울 수 있는 홀로그램 디스플레이가 필요하다.

현재 시판 중인 가상현실기기 역시 이런 기술을 적용하고 있지만 이미지 생성에 많은 부품이 필요해 부피나 무게가 늘어나는 단점이 있다. 연구팀은 메타물질이 이러한 단점을 보완할 수 있다고 봤다.

메타물질은 물체에서 튕겨져 나온 빛을 눈에 들어오지 않게 한다. 눈앞에 있어도 보이지 않게 하는 투명망토를 만드는 원리도 메타물질 특성에서 나온 것이다.

노 교수팀은 실리콘을 이용해 빛이 회전하는 방향과 편광을 조절해 두 개의 홀로그램 이미지가 동시에 나타나는 메타표면을 개발했다. 이 기술은 빛의 편광을 조절하면 이미지를 실시간 바꿀 수 있고, 나아가 동영상으로 발전시킬 수 있을 것으로 평가받고 있다.

또 이 기술은 홀로그램을 더 복잡하게 설계할 수 있어 화폐나 신용카드 등에 들어가는 위조방지 기술이나 암호화 기술에도 활용할 수 있다.

실리콘을 사용하기 때문에 기존 반도체 공정에서 바로 제작할 수 있어 비용절감도 기대된다.

노 교수는 "이번에 개발한 메타홀로그램은 60% 이상 투과 효율을 갖고 있어 눈으로 아주 선명한 이미지를 관찰할 수 있다"며 "소자 두께가 300나노미터(㎚)에 불과해 초경량 고효율 광학기기나 가상현실기기 제작에 활용할 수 있다"고 말했다.