울산과학기술원(UNIST)은 전기로 광학적 특성과 기능을 조절할 수 있는 메타표면을 개발했다고 17일 밝혔다.

UNIST에 따르면 전기전자공학과 이종원 교수 연구팀은 전기로 빛의 세기와 위상을 독립적으로 제어해 파면과 편광 상태를 조절할 수 있는 '중적외선 영역 능동 메타표면'을 개발했다.

메타표면은 파장보다 작은 크기의 구조체가 2차원 배열로 이뤄져 두께가 매우 얇다.

국부적으로 빛의 위상과 세기, 편광 등을 조절할 수 있는데, 제작 이후에는 이를 변화시킬 수 없어 다양한 방식으로 응용하는 데 한계가 있었다.

연구팀이 개발한 중적외선 영역 능동 메타표면은 전압으로 국부적인 빛의 세기와 위상을 독립적으로 조절할 수 있어 제작 이후에도 다양한 방식으로 활용할 수 있다.

또 빛의 편광을 변화시키는 기존 광학기기인 편광자나 파장판과 비교해 두께가 얇아 경량화가 가능하다.

특히 작동 범위가 단일 파장인 파장판과 비교해 광범위한 파장에서 작동할 수 있는 장점이 있다.

이종원 교수는 "이번에 개발한 메타표면 기반 광소자는 빛의 편광 상태를 자유자재로 변조시킬 수 있는 능동 파장판, 빛의 초점 거리를 다양하게 할 수 있는 능동 메타렌즈, 빛 세기뿐만 아니라 위상까지 실시간으로 조절해야 움직이는 홀로그램 기술 등에도 응용할 수 있을 것"이라고 말했다.

연구 결과는 와일리(Wiley)에서 출판하는 국제 학술지 '어드밴스드 사이언스'(Advanced Science) 7일 자에 온라인으로 공개됐다.