(서울=뉴스1) 박주평 기자 = 삼성전자(005930)는 포스텍(POSTECH)과 산학협력을 통해 진행한 '무색수차 메타렌즈' 연구 논문이 세계적인 학술지 '네이처 머티리얼스(Nature Materials)'에 게재됐다고 25일 밝혔다.
메타렌즈는 빛의 회절을 제어할 수 있는 나노 크기의 구조체로 구성된 평면 렌즈다. 디스플레이·카메라 등 광학 시스템 분야에서 차세대 소자로 주목받으며 10여 년 전부터 업계에서 연구가 진행됐다.
기존 볼록 광학 렌즈 대비 크기와 두께를 획기적으로 줄일 수 있지만, 큰 색수차로 이미지가 심각하게 왜곡되는 기술적 한계가 있어 실제 제품 개발로 이어지는 데 어려움이 있었다. 색수차는 렌즈를 통과하는 빛이 굴절될 때 서로 다른 파장의 빛이 굴절률이 달라 각기 다른 방향으로 휘어져 이미지의 색상이 번지는 현상을 말한다.
삼성전자와 포스텍 연구팀은 모든 메타 구조체 간의 상호 관계를 설계 단계에서부터 고려한 알고리즘을 개발해 색수차를 없애는데 성공했다. 그 결과 얇은 두께를 유지하면서도 렌즈 크기를 기존보다 3~5배 키워 넓은 시야각을 제공할 수 있게 됐다. 메타렌즈의 초점력을 가지면서도 이미지 품질이 향상됐다.
연구팀은 홀로그래픽 디스플레이와 결합할 경우 다양한 광학 수차를 보완할 수 있다는 것도 증명했다.
향후 무색수차 메타렌즈와 홀로그래픽 디스플레이를 결합하면 콤팩트하면서도 높은 품질의 이미지를 제공하는 가상현실(XR) 웨어러블 기기를 개발할 수 있고, 다양한 카메라 및 센서에 활용할 수 있게 될 전망이다.
이번 프로젝트는 삼성전자 삼성리서치 문석일 박사와 포스텍 노준석 교수가 주도했으며, 포스텍 최민석, 김주훈, 신길수 연구원이 공동 1저자로 참여했다.
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