가시광선 영역에서 빛의 자기장은 일반적인 물질과 반응하지 않는다. 따라서 자기장 편광을 정확히 알기 위해서는 전기장의 편광 방향뿐만 아니라 위상 정보까지 필요하는 등 복잡한 시스템과 오랜 측정 시간이 걸려 전 세계 연구자들은 빛의 자기장 편광 측정이 사실상 불가능하다고 여겨왔다.

이런 단점을 개선하기 위해 김 교수팀은 연구를 시작, 빛의 파장보다 작은 구멍을 이용해 자기장 편광을 분석할 수 있음을 발견했다. 김 교수팀은 금속평면 위에 빛의 파장보다 작은 크기의 구멍이 있을 때, 이 구멍과 빛이 반응해 만드는 표면 전류의 방향이 빛의 자기장의 방향과 연관성을 갖는다는 사실에 주목했다.

이를 바탕으로 베테 구멍을 직접 제작해 빛과의 반응을 연구한 결과, 이 베테 구멍은 빛의 자기장과만 반응해 빛을 투과시킨다는 새로운 사실을 확인했다. 이 외에 교수팀은 자체 개발한 자기장 편광 탐침으로 자기장 편광 측정에도 성공했다.

김대식 교수는 "이번 연구를 통해 그동안 미지의 영역으로 여겨졌던 빛의 자기장 편광 방향을 측정하고 파장 이하의 분해능을 가진 자기장 편광 분석기를 자체 개발함으로써, 자기장 조절 메타물질이나 나노플라즈모닉스 소자 개발에 응용될 수 있는 가능성을 보였다"고 연구의의를 전했다. 연구결과는 세계 최고 권위의 과학 전문지 '네이처'의 온라인 자매지인 '네이처 커뮤니케이션'에 게재됐다.