과제구성현황

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연구과제명 전자기 파동에너지 극한제어 기술

연구책임자

소속 물리학과
전화 02-3290-3106
이메일 qpark@korea.ac.kr
연구분야 전자기 파동 극한제어 원천기술
공동연구자
  • 주진수(고려대학교), 최원식(고려대학교), 김휘(고려대학교),
연구목표 ■ 본 세부과제의 연구목표는 투명망토에 한정된 기존의 변환 광학을 확장 및 일반화시켜 전자기 파동에너지의 극한제어 기술을 연구 개발하고, 이를 바탕으로 맞춤형 파동에너지 제어 소자 설계 및 응용을 탐색하는 것이다.

이를 위해 전자기 파동에너지 시공간 분포 극한제어에 대한 이론/해석/실험적 검증을 통해 원천기술을 확보하고 광대역 기능성 반사메타소자 및 초박 광대역 무반사 임피던스 매칭 메타 소자 기술을 연구 개발한다.

또한 원거리 비접촉 초미세 다차원 바이오 센싱 기술을 개발하고, 복소장 제어기술, 홀로그램 영상기술 및 근접장 해상력을 가진 복잡 매질 메타 수퍼렌즈를 연구하고 이들의 혁신적 미래기술의 응용성을 탐색한다.

연구내용 ■ 전자기 파동 극한제어 원천기술
- 변환광학, 임피던스 매칭 기반 광대역 파동에너지 극한제어 기술
- 기존 무반사 소자의 대역폭 및 구조적인 한계를 극복할 수 있는 새로운 무반사 소자 구현
- 무반사 소자의 소형/경량화에 집중하여 차세대 초박형 광대역 무반사 소자연구

■ Nonlocal meta 나노구조체 기반 센싱
- 능동형 비국소 메타 나노구조체 이용 적외선, 가시광선, 자외선 영역에서 원거리 비접촉 방법으로 초미세 (100 pico-mole 이하), 다차원 바이오 센싱 기술 개발
- 구동 전자기파 영역: 약 200 nm – 2000 nm (파장 단위)
- 다차원 광수송 모드 및 초미세 검출 구현

■ 복잡매질 메타 수퍼렌즈
- 근접장을 증폭시키기 위한 메타물질 개발, 복잡매질과의 결합 연구 및 이를 이용하여 원거리장으로부터 근접장 성분을 추출하여 초고해상도이미지를 구현하는 알고리즘을 개발
- 파장대비 λ/5급 대면적 초고해상도 이미징 구현 및 이의 적용 가능성을 연구

■ 전자기 파동 복소제어 메타 홀로그램
- Detour encoding 원리에 기반한 메타물질 전자파 복소변조 연구
- 전자파의 진폭 또는 위상 독립변조 능동 메타홀로그램 시스템 구조 연구
- 가변 메타물질 구조 기반 detour encoding 복소변조 픽셀 어레이로 구성된 메타홀로그램 패널 구동에 대한 연구

기대효과 ■ 기존의 임피던스 매칭을 이용한 반사 저감 기술을 대체하여 통신, 센서, 군사, 보안등 다양한 분야에서 소형 경량화된 초박 광대역 무반사막 적용을 가능하게 할 것으로 기대

■ 맞춤형 임피던스 제어 및 파동 에너지 전달의 최적화를 통하여 태양전지, 발광다이오드, 광센서 등 광전장치의 성능을 향상 시킬 수 있을 것으로 기대함

■ 유기반도체 기반의 메타 나노구조체에 대한 새로운 원천 소재 시장 개척

■ 능동형 비국소 메타 나노구조체를 이용한 바이오, 케미컬 센싱 산업에 기술 이전 가능

■ 복잡매질을 메타렌즈로 활용하는 원천기술 확보

■ 초고속 나노계측 장비 개발, 반도체 검사 등 다양한 산업 분야에 적용

■ 정밀 의료 검사기기 산업에 적용되어 의료기기 시장 개척 가능

■ 고해상도 RGB SLM의 개발을 통하여 대형 고화질 홀로그램의 구현 가시화

■ 필수 홀로그램 정보만을 이용한 빠른 처리를 통해 high frame rate 홀로그램 영상시스템 혹은 real time interactive system 응용

논문

번호 제목 년도 단계
21 Direct observation of exceptional points in coupled photonic-crystal lasers with asymmetric optical gains 201612 2단계 1차년도
20 Plasmon Enhanced Direct Bandgap Emissions in Cu 7 S 4 Au 2 SAu Nanorings 201611 2단계 1차년도
19 Surface-enhanced Raman scattering for 2-D WSe2 hybridized with functionalized gold nanoparticles 201611 2단계 1차년도
18 Ultrathin Capacitive Metasurfaces for Strong Electric Response 201610 2단계 1차년도
17 Rational and Facile Construction of 3D Annular Nanostructures with Tunable Layers by Exploiting the Diffraction and Interference of Light 201609 2단계 1차년도
16 Interferometric control of plasmonic resonator based on polarization-sensitive excitation of surface plasmon polaritons 201609 2단계 1차년도
15 Rational and Facile Construction of 3D Annular Nanostructures with Tunable Layers by Exploiting the Diffraction and Interference of Light 201608 2단계 1차년도
14 Abnormal behavior of optical signal transfer in π-conjugated organic microplates and focused electron-beam-treated nanorods 201606 1단계 2차년도
13 Protein Recognition by Phase Transition of Aptamer-Linked Polythiophene Single Nanowire 201603 1단계 2차년도
12 Strong visible magnetic resonance of size-controlled silicon-nanoblock metasurfaces 201603 1단계 2차년도
11 Dynamic coupling of plasmonic resonators 201602 1단계 2차년도
10 Light Extraction Efficiency Enhancement using Surface-structured Light-emitting Diodes with a Subwavelength Coating 201602 1단계 2차년도
9 Electromagnetic Metamaterial Simulations using a GPU-Accelerated FDTD Method 201512 1단계 2차년도
8 Near-infrared coherent perfect absorption in plasmonic metal-insulator-metal waveguide 201509 1단계 2차년도
7 Preferential coupling of an incident wave to reflection eigenchannels of disordered media 201506 1단계 1차년도
6 Exploring anti-reflection modes in disordered media 201505 1단계 1차년도
5 Transmission matrix of a scattering medium and its applications in biophotonics 201505 1단계 1차년도
4 Imaging deep within a scattering medium using collective accumulation of single-scattered waves 201504 1단계 1차년도
3 High-yield and environment-minded fabrication of nanoporous anodic aluminum oxide templates 201503 1단계 1차년도
2 Electrically controlled photoluminescence efficiency of organic rubrene microplates 201501 1단계 1차년도
1 Semi-analytic texturing algorithm for polygon computer-generated holograms 201412 1단계 1차년도

특허

번호 산업재산권명 출원/등록 국가 년도 단계
2 플라즈모닉 소자 1 20160325 1단계 2차년도
1 양극산화된 금속산화물 나노다공성 템플레이트 제작방법 1 20150702 1단계 1차년도

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