[뉴스핌=임하늘 기자] 국내 연구진이 기존 광학렌즈보다 해상도가 3배 이상 뛰어난 슈퍼렌즈 기술을 개발했다. 슈퍼렌즈는 100나노미터(nm) 크기의 세포내 구조와 바이러스 등을 볼 수 있는 것은 물론 광통신·최첨단 반도체 공정 등에 응용이 가능할 것으로 기대된다. 

미래창조과학부는 박용근 한국과학기술원 물리학과 교수와 조용훈 교수 연구팀이 나노입자 기반의 신개념 슈퍼렌즈 기술 개발했다고 29일 밝혔다.

기존의 현미경 등에 쓰이는 일반적인 광학렌즈는 빛의 굴절을 이용하기 때문에 빛의 파장보다 작은 초점을 만들수 없는 회절한계 특성을 가지고 있다. 따라서 그동안 가시광선 영역에서 200～300nm보다 작은 물체는 관찰할 수 없었다.
 
연구팀은 빛의 위상과 나노입자를 통과한 산란광을 정밀하게 조정해 초고해상도 초점을 형성할 수 있는 산란 슈퍼렌즈(scattering super-lens)에 대한 개념을 제안하고 실험적으로 구현했다.

산란 슈퍼렌즈는 락카 스프레이를 유리에 뿌리는 방식으로 제작됐다. 빛이 나노입자 층을 통과해 나오는 산란광의 분포를 파악하고 임의로 빛의 위상을 제어할 수 있는 파면조절기(SLM)를 통해 정밀하게 빛의 위상을 조정해 초고해상도 초점을 형성했다.

이와 함께 나노입자 주변에서 소멸되는 산란광을 줄이려는 기존의 방식에서 탈피해 산란광을 정밀하게 조절하는 발상의 전환을 통해 값싸고 응용성이 높은 초고해상도 이미징 기술을 개발했다.

이번 연구결과는 네이처 포토닉스(Nature Photonics) 28일자 온라인판에 게재됐다.

공동 제1저자인 박충현 카이스트 박사는 “산란을 이용해 빛을 제어하여 초고해상도 초점을 형성한 것으로 나노광학 산업계에 종사하는 연구자에게 실질적인 도움이 될 것으로 기대한다”면서“이미징 외에도 반도체 공정의 리소그래피·광통신 등의 분야에서도 적극 활용될 수 있을 것”이라고 말했다.

[뉴스핌 Newspim] 임하늘 기자 (bily@newspim.com)