[한국기술뉴스] 경상국립대학교 물리학과 정미윤 교수 연구팀은 위상 지연자 없이 원형 편광된 빛을 얻을 수 있는 원형 편광 소자를 개발했다. 개발된 기술은 경상국립대학교 산학협력단을 통해 2020년 05월 04일 특허를 출원(출원번호 제1020200053451호)했다. 특허 명칭은 '원형 편광 소자, 이를 포함하는 노치 필터 및 밴드 패스 필터’이다. 현재 특허 등록이 완료돼 산업에서 기술을 활용할 수 있도록 기술이전을 추진할 계획이다.

[기자]

빛은 전기장과 자기장의 세기가 주기적으로 변하면서 진행하는 전자기파입니다. 자연광은 전자기파가 모든 방향으로 진동하며 진행하는 비편광 특성을 갖지만, 진행방향에 수직한 임의의 평면에서 전기장의 방향에 의해 편광 특성을 갖습니다. 일반적으로 원형 편광된 빛은 선형 편광 소자를 통과한 선형 편광된 빛을 위상 지연자를 통과시켜서 획득할 수 있습니다. 그러나 위상 지연자는 값이 비싸고, 이를 사용하기 위해서는 전문적인 광학적 지식이 필요하다는 문제점이 있습니다.

경상국립대학교 정미윤 교수 연구팀은 위상 지연자를 쓰지 않고 간편하게 원형 평광된 빛을 획득할 수 있는 원형 편광 소자를 발명하였습니다. 또한 이 원형 편광기들을 조합하여 다기능성(노치 필터, 밴드 패스필터, 빔분할기, 미러) 소자를 발명하였습니다.

ITO 기판을 폴리이미드를 이용해 코팅합니다. 이후 폴리이미드 양끝에 마이크로 나노미터 사이즈의 스페이서를 발라 폴리이미드가 마주보도록 부착합니다. 마지막으로 모세관 현상을 이용하여 빈평면 웨지 Cell에 콜레스테릭 액정을 주입하고 웨지 방향으로 피치 그래디언트를 형성하여 원형 편광 소자를 제조합니다.

연구팀이 레이저 방출 실험을 진행한 결과 원형 편광 소자 하나로 일정 파장 영역(광 밴드) 안의 모든 파장에서 원형 편광된 빛을 얻을 수 있음을 확인하였습니다. 또한 빛이 입사하는 셀의 위치를 바꿈으로써 다른 파장 영역으로 그 기능을 확장 할 수 있음을 확인하였습니다.

본 기술을 활용하면 고에너지 레이저 광원의 입력에도 우수한 특성을 가지는 광범위 스펙트럼 영역에서 파장가변 원형 편광기, 노치 필터 및 밴드 패스 필터를 제공할 수 있습니다. 이를 통해 위상 지연자가 필요 없는 원형 편광 소자를 이용한 노치 필터 및 밴드 패스 필터 등의 다기능성 광학 소자 제조가 가능할 것으로 기대됩니다.