숭실대, 단층 메타표면 기반 밀리미터 대역 전자기 집속 렌즈 개발

기사입력 : 2021년08월02일 11:43

최종수정 : 2021년08월02일 11:43

[서울=뉴스핌] 강주희 기자 = 숭실대 전자정보공학부 공동 연구팀이 단층 매타표면 기반의 밀리미터 대역의 전자기 집속 렌즈를 개발해 국제 학술지 '사이언티픽 리포트(Scientific Reports)'에 개재됐다.

숭실대는 2일 전자정보공학부 이호진 교수와 이원우 박사과정 학생, 박창근·홍순기 교수 연구팀이 공동으로 작성한 논문 '입사각으로부터 자유로운 단층 메타표면 기반의 밀리미터 대역 전자기 집속 렌즈'가 사이언티픽 리포트 최신호에 실렸다고 밝혔다.

공동 연구팀은 개발한 메타렌즈는 1mm미만의 두께를 가지는 단층 형태의 메타표면을 이용해 밀리미터파 전자기 집속이 가능한 것이 특징이다. 수직 입사 뿐만 아니라 다양한 입사각을 가지는 입사파에 대해서도 집속 능력을 가진다.

[서울=뉴스핌] 강주희 기자 = 숭실대 전자정보공학부 공동 연구팀이 작성한 논문이 국제 학술지 '사이언티픽 리포트 (Scientific Reports)'에 개제됐다. 왼쪽부터 이원우 박사 과정 학생, 이호진 교수, 박창근 교수, 홍순기 교수. 2021.08.02 filter@newspim.com [사진=숭실대]

메타표면은 2차원 형태의 메타물질로 전자기파의 위상, 진폭, 편광 등을 제어할 수 있는 광학적 특성을 갖고 있어 새로운 광학 소자 설계 기술로 각광받고 있는 연구 분야다. 하지만 현재 메타표면 렌즈 설계 기술 연구는 밀리미터 대역에서 사용하는 안테나, 통신 등의 기술에 응용하기에 한계가 있다.

이에 공동 연구팀은 35GHz~40GHz(기가헤르츠) 범위의 광대역 동작에도 전자기 집속 능력을 유지하는 광학적 특성과 중심 동작 주파수 38GHz 대역에서의 독립적인 전자기 집속 능력을 구현해 새로운 메타표면 렌즈 설계 기술을 보고했다.

제약된 메타표면 렌즈는 입사각으로부터 자유로운 특성을 가지도록 설계돼 전자기파 입사각이 -30도~30도 정도로 기울어진 채로 입사해도 전자기가 집속되는 초점의 위치가 거의 변하지 않는다.

이호진 교수는 "이번에 제안된 밀리미터 대역 메타표면 렌즈 설계 기술은 광대역 동작 특성과 광각의 전자기 집속 기술 구현이 가능하기 때문에 고이득 안테나, 위상 천이 기술 등 다양한 밀리미터파 제거 기술 전반에 광범위한 응용이 가능할 것으로 예상된다"고 밝혔다.

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