KAIST(총장 강성모)는 박용근, 조용훈 물리학과 교수와 이헌 고려대학교 재료공학과 교수 공동 연구팀이 빛의 산란을 이용해 다기능 광학 기기를 제작할 수 있는 기술을 개발했다고 12일 밝혔다.

빛은 안개나 페인트 등의 불규칙한 매질을 투과하면 매우 복잡한 형태의 수많은 반사와 굴절이 발생한다. 이를 빛의 다중 산란이라고 하는데, 다중 산란을 겪은 빛은 간섭이라는 물리 현상을 통해 복잡한 패턴을 나타낸다.

우리가 짙은 안개 속에서 앞을 볼 수 없고 맥주의 거품이 하얗게 보이는 것도 빛의 다중산란이 만든 현상이다. 일반적으로 다중 산란이 생기면 빛이 매우 불규칙한 형태로 지나가기 때문에 제어가 어렵다.

개발된 광학기기는 복잡 매질과 광 고분자 필름으로 구성된다. 광 고분자 필름은 입사되는 빛을 홀로그래피 기술을 통해 원하는 모양으로 제어한다. 광 고분자 필름을 통해 들어온 빛은 복잡 매질을 지나 일정한 패턴으로 다중 산란돼 원하는 모양의 빛을 나타낸다. 연구팀은 이 두 가지 과정을 통해 독립적으로 활용 가능한 다기능 산란 광학기기를 구현해 냈다.

연구팀에 따르면 개발된 광학기기는 투과된 빛의 진폭, 파장, 편광 뿐만 아니라 기존 광학계 기술로는 접근이 어려웠던 근접장 성분까지도 제어할 수 있다. 또한 기존의 광학 부품들로는 구현이 매우 어려웠던 산란 제어를 복잡한 광학적 설계나 공정 없이 단일 광학 부품으로 저렴하게 제작할 수 있다.

이번 연구에 참여한 박종찬 학생은 "관련 기술은 광학 기기를 제작하는 원천기술로 활용될 수 있다"며 "향후 리소그래피(석판인쇄술), 광통신, 바이오 이미징 기술 등 빛이 사용되는 다양한 분야에 응용 가능하다"고 말했다.