공동 연구팀 좌측부터 서울대 이병호 교수, 포항공대 노준석 교수, 경북대 이승열 교수, 고려대 김휘 교수

서울대 등 국내 4개 대학 공동연구팀이 해상도가 기존보다 100배 높은 홀로그램을 개발했다.

서울대 공대는 이병호 서울대 전기정보공학부 교수, 노준석 포항공대 기계공학·화학공학과 교수, 이승열 경북대 전자공학부 교수, 김휘 고려대 전자·정보공학과 교수로 구성된 공동연구팀이 고해상도·광시야각으로 완전하게 홀로그램 이미지를 구현할 수 있는 소자를 개발했다고 14일 밝혔다.

현재까지 개발된 홀로그램 소자들은 빛의 세기와 위상 중 하나만 제어할 수 있어 불완전한 홀로그램 재생만이 가능했다.

이 교수 연구팀은 이를 해결하기 위해 빛의 파장 크기보다 작은 수백 나노미터(nm·1nm=10억 분의 1m) 소자들로 이뤄진 '메타표면'으로 새로운 홀로그램 소자를 개발했다.

기존 홀로그램 소자들의 픽셀 크기가 수 마이크로미터(100만 분의 1ｍ)인 데 비해 연구팀이 개발한 소자는 픽셀 크기가 수백 나노미터에 불과해 해상도가 100배 이상 높아졌다.

연구팀은 홀로그램을 얼마나 넓은 범위에서 관측할 수 있는지를 의미하는 '시야각'도 월등히 높다고 설명했다. 기존 홀로그램의 시야각은 10도 이하에 불과하지만, 메타표면 소자로 재생된 홀로그램 이미지는 100도 이상의 광시야각을 가질 수 있다.

이번 연구는 영국 왕립화학회에서 출판하는 국제 학술지 '나노스케일'(Nanoscale) 인터넷판에 게재됐다.

이 교수는 "홀로그램 소자 개발을 위한 중요 난제 해결의 발판을 마련했다"며 "실시간으로 변조하는 기술을 개발하는 것이 실용화를 위한 관건"이라고 설명했다.

'메타표면' 홀로그램 소자의 전자현미경 사진