효율적인 조명 제어: 메타 광학이 기존 렌즈를 대체합니다.

센서, 카메라 또는 디스플레이이든: 메타서피스는 우리 일상 생활에서 광학 시스템을 근본적으로 개선할 잠재력이 있습니다. 빛을 더 정밀하게 제어함으로써 컴팩트하고 다기능적인 솔루션을 구동합니다. 2025년 3월 31일 월요일에 시작되는 하노버 메세에서 KIT(카를스루에 공과대학)의 연구자들은 이전의 한계를 극복하여 가파른 입사각에서 고효율적인 빛 제어를 가능하게 하는 광학 구성 요소를 발표할 예정입니다.

유리나 플라스틱에서 굴절을 통해 빛을 향하게 하는 기존의 곡면 렌즈는 종종 크고 무거워서 빛파를 제한적으로만 제어할 수 있습니다.

반면에 메타표면은 평평하고 메타원자라고 불리는 작은 구조의 배열로 구성됩니다.

메타 원자는 파장보다 작은 범위에서 빛에 영향을 미쳐 빛의 위상, 진폭, 편광을 매우 정밀하게 제어할 수 있습니다.

"메타표면을 사용하면 광파의 시간적 이동, 강도, 진동 방향에 목표한 방식으로 영향을 미칠 수 있습니다." KIT 나노기술 연구소의 그룹 리더인 마리나 레오니디브나 메레츠카 박사의 말입니다.

"다중 제어 기능, 즉 다양한 매개변수의 동시적이고 타겟팅된 영향 덕분에 단일 메타서피스는 여러 광학 구성 요소를 대체할 수 있습니다. 따라서 성능에 영향을 미치지 않고 광학 시스템의 크기를 줄일 수 있습니다." 생산도 더 간단해질 것입니다. "메타서피스는 반도체 산업의 고급 리소그래피 및 에칭 기술을 사용하여 제조할 수 있으므로 확장 가능한 생산이 가능합니다."라고 Meretska는 말합니다.

효율성이 4배 향상된 메타 그레이팅

메레츠카와 그녀의 팀은 하노버 메세에서 특수 KIT 제조 장비를 사용하여 만든 광학 회절 메타 격자를 발표할 예정입니다.

회절 격자는 분광학, 통신, 레이저 시스템 등 다양한 산업 분야에 사용할 수 있는 필수적인 광학 부품입니다.

일반적으로 회절격자의 효율은 빛의 입사각이 증가함에 따라 급격히 감소합니다.

KIT에서 개발된 메타 그레이팅은 기존 시스템보다 효율성이 4배 높습니다.

"저희 메타 그레이팅은 까다로운 조건에서도 전례 없는 빛 제어를 제공합니다. 이는 정밀한 빛 제어가 필요한 미래 애플리케이션에 상당한 진전을 의미합니다."라고 Meretska는 말합니다.

프로토타입의 기능성이 검증되었으므로, 연구 그룹은 현재 다양한 산업용 애플리케이션을 위한 타깃 광학 솔루션을 개발하고 있습니다.

다양한 응용 분야

메타 광학 구성 요소의 평평한 구조는 광학 시스템의 크기를 줄이는 동시에 향상된 기능을 제공하기 때문에 카메라, 센서 및 증강 현실 디스플레이에 특히 적합합니다. 다른 잠재적인 응용 분야로는 재료 분류 및 품질 관리, 의료 영상, 현미경 및 태양 전지가 있습니다.

또한 객체 인식에 의존하는 로봇 공학 및 자율 주행은 메타 광학의 기술적 발전으로 상당한 이점을 얻을 수 있습니다.

출처: https://www.sciencedaily.com/releases/2025/03/250330223457.htm