포스텍은 기계공학과·화학공학과 노준석<사진> 교수·장재혁 연구팀이 독일 뮌헨대·예나대, 호주 모나쉬대와의 공동연구를 통해 부피를 획기적으로 줄인 메타 광섬유를 개발했다고 11일 밝혔다.

이 메타 광섬유는 메타물질로 만든 초박막 메타렌즈를 광섬유 위에 구현해 만들어졌다.

앞서, GRIN 렌즈나 볼 렌즈와 같은 특수 렌즈를 적용해 카테터의 성능을 높이고자 한 연구가 진행된 바 있다.

다만 이미지가 흐려지는 색수차 문제를 해결하기 위해선 여러 개의 렌즈를 겹쳐야 했을뿐더러, 카테터의 부피 또한 작지 않았다.

연구팀은 색수차 보정이 가능한 메타렌즈를 이용해 부피와 색수차 문제를 한 번에 해결하고자 했다.

머리카락 1000분의 1 두께의 나노구조체가 주기적으로 배열된 메타표면은 입사되는 빛을 자유자재로 조절할 수 있다는 게 특징이다. 이 나노구조체를 잘 배열하면 빛을 한곳에 모으는 초박막 메타렌즈를 만들 수 있다.

특히, 연구팀은 무색수차 메타렌즈를 광섬유와 결합, 이미지를 선명히 볼 수 있으면서도 부피를 대폭 줄이는 데 성공했다.

노준석 교수는 “이 메타 광섬유는 근적외선뿐만 아니라 대부분의 파장 영역에 적용될 수 있다는 게 특징”이라며 “이 연구성과는 의료용 삽관용 카테터, 고해상도 이미지 센서, CCTV, 군용 탐지기, 휴대폰 카메라 렌즈 등에 활용될 수 있다”고 말했다.

내시경 검사 시 카테터 삽입의 불편함을 한층 덜어줄 수 있는 이 연구성과는 국제 학술지 ‘네이처 커뮤니케이션스(Nature Communications)’에 최근 게재됐다.