카이스트 연구팀, 광학 현미경의 해상도 한계 극복..광통신과 초고해상도 이미징 등에 활용
[아시아경제 김보경 기자] 국내 연구진이 기존 현미경에 쓰이는 광학렌즈보다 해상도가 3배 높은 나노입자 기반의 '슈퍼렌즈' 기술을 개발했다. 슈퍼렌즈는 100나노미터(nm) 크기의 세포나 바이러스 등을 볼 수 있음은 물론 광통신·광치료, 반도체 공정 등에 활용될 것으로 기대된다.
박용근 한국과학기술원(KAIST) 물리학과 교수와 조용훈 교수 연구팀은 빛의 굴절을 이용한 광학렌즈와 달리 빛의 산란을 이용해 초고해상도 광초점을 형성하는 방식으로 제작, 기존의 한계를 극복한 신개념 슈퍼렌즈 기술을 개발했다고 29일 밝혔다.
이 때문에 물체 주변에 머무는 산란광을 멀리 진행하도록 조정하는 것이 광학현미경의 해상도 한계를 극복하기 위한 관건이었다. 지금까지 인공적으로 만든 메타물질 등으로 굴절률을 높이는 연구가 진행됐지만 제작·활용면에서 경제성이 떨어졌다.
연구팀은 빛의 위상을 조절해 나노입자를 통과한 산란광을 정밀하게 조정하고 초고해상도 초점을 형성하는 산란 슈퍼렌즈를 개발했다. 슈퍼렌즈는 쉽게 구할 수 있는 락카 스프레이를 유리에 뿌리는 방식으로 제작했으며 빛이 나노입자 층을 통과하는 산란광의 분포를 파악하고, 빛의 위상을 제어하는 파면조절기를 통해 정밀하게 빛의 위상을 조정해 초고해상도 초점을 형성했다.
공동 제1저자인 박충현 박사와 박정훈 카이스트 학생은 "이번 연구가 나노광학 산업계에 종사하는 연구자에게 실질적인 도움이 될 것으로 기대한다"며 "반도체 공정의 리소그래피, 광통신 등의 분야에서도 적극 활용될 수 있을 것"이라고 말했다.
이번 연구는 미래창조과학부와 한국연구재단이 추진하는 기초연구실사업의 지원으로 수행됐으며 연구결과는 네이처 포토닉스(Nature Photonics) 28일자 온라인판에 게재됐다.
김보경 기자 bkly477@
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