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위상 최적화 기반의 평면 메타렌즈 설계 기술 개발 글보기
위상 최적화 기반의 평면 메타렌즈 설계 기술 개발
대표 URL https://www.nature.com/articles/s41377-019-0159-5
작성자 관리자 게시일 2019.07.15 조회수 1,881

미국 Stanford 대학의 J. A. Fan 교수 연구진은 대면적의 평면 메타렌즈를 효율적으로 설계할 수 있는 위상 최적화 기반 설계 알고리즘을 개발하였다. 각각의 메타표면 단위 구조로 공간에 따라 서로 다른 위상 변이를 유도하여 평면 구조로도 가시광을 초점에 모을 수 있는 메타렌즈는 매우 얇고 가벼운 장점을 바탕으로 최근 큰 관심을 모으고 있지만 렌즈의 면적이 넓어질수록 설계 시간이 매우 오래 걸리는 한계를 갖는다. 연구진은 한 번에 전체 구조를 설계하지 않고 필요한 위상 분포를 선형 구간으로 나눈 뒤 각각의 구간을 위상 최적화 설계 방법으로 구현한 후 조립하는 방식으로 설계 시간을 획기적으로 단축시킬 수 있었다. 연구진에 따르면 약 일년 가까이 걸릴 수도 있는 설계가 하루 안으로 단축되었으며, 설계 및 제작된 렌즈의 성능에도 큰 오차가 없음을 검증하였다. 향후 관련 기술을 바탕으로 카메라, 현미경, 망원경, CCD 센서 등에 활용 가능한 메타렌즈의 상용화 시기가 앞당겨질 수 있을 것으로 기대된다.

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