[충청뉴스 이성현 기자] 밀리초 속도로 초점변환이 가능한 머리카락 1000분의 1 두께의 다초점렌즈를 소개됐다.
한국연구재단은 포항공대 노준석 교수 연구팀이 성균관대 김인기 교수와 함께 메타렌즈에 빛의 진동방향을 제어해 줄 액정층을 도입한 경량화된 다초점 렌즈시스템을 구현했다고 3일 밝혔다.
스마트폰, AR/VR 등 광학소자를 갖춘 전자기기의 소형화에 따라 3차원 광집속 및 이미징을 위한 필수요소인 다초점 렌즈 역시 소형화와 경량화가 요구되고 있다.
하지만 기존 다초점 장치는 유리기반의 광학장치를 기계적으로 움직이는 방식으로 시스템이 무겁고 컸다. 이에 평면렌즈의 일종인 메타렌즈가 주목받았으나 가시광선 영역에서 동작하도록 제작하는 공정이 까다로웠다.
연구팀은 마이크로 미터 두께의 가볍고 작은 메타렌즈에 편광판처럼 빛의 편광상태를 바꿔줄 액정층을 도입해 경량화에 성공했다.
입사하는 가시광선이 액정층을 통과하면서 전기장의 방향이 시계 방향 또는 반시계방향만으로 회전하도록 제한되면서 초점 변화가 밀리초 단위로 빠르게 이뤄지도록 했다.
연구팀은 실제 이 다초점 렌즈를 이용해 원편광 상태에 따라 4mm 차이가 나는 두 초점을 확인했다. 이는 초점을 변환시킬 때 렌즈의 시야각을 2배로 키울 수 있음을 의미한다.
또 이미지의 화질을 결정하는 지표인 초점효율을 측정한 결과, 평균 초점효율은 44%로, 최대 초점효율(50%) 대비 굉장히 크게 나타났다.
노준석 교수는 “향후 렌즈의 크기를 키우거나, 두 초점간 차이를 크게 설정함으로써 초점거리 차이를 센티미터 스케일까지 키울 수 있을 것”이라고 말했다.
