과제구성현황

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연구과제명 증강․가상현실 구현을 위한 메타표면 기반 평면렌즈 연구

연구책임자

소속 기계공학과
전화 054-279-2187
이메일 jsrho@postech.ac.kr
연구분야 증강현실, 메타렌즈, 반투과형, 광시야각
공동연구자
  • 김휘(고려대학교)
연구목표 ■ 고효율, 광시야각을 가지는 VR/AR 디스플레이 시스템 설계 및 실험적 구현

연구내용 ■ 무연화합물 소재 및 박막 개발
- 무연 화합물 광흡수층 소재 및 구조 연구
- 초박막화를 위한 증착 공정 및 조건 연구
- 박막의 불순물 제거 및 결함 분석

■ 메타렌즈 설계용 RCWA 소프트웨어 개발
- Matlab 기반 RCWA 구현
- C 기반 RCWA 구현 및 GUI 개발

■ 반투과형 무수차 평면렌즈 개발
- 반투과형 무수차 평면렌즈 설계
- EBL 기반 반투과형 무수차 평면렌즈 제작 및 성능검증

■ 메타표면 기반 VR/AR 디스플레이 시스템 구현
- VR/AR용 무수차 메타렌즈 설계 고도화
- VR/AR 디스플레이 시스템 설계 및 제작

기대효과 ■ 메타표면 기반 VR/AR 디스플레이 시스템은 기존의 VR/AR 디바이스에 비해 넓은 시야각을 가지기 때문에 높은 몰입감을 제공해줄 수 있어 기존의 기술을 대체할 수 있으며, 디바이스의 크기가 작기 때문에 구글 글래스 등 웨어러블 디바이스에도 활용가능함

■ 대면적 무수차 메타렌즈는 두꺼워야만 기능을 할 수 있는 기존의 렌즈와 달리 메타렌즈는 파장보다 얇은 두께로도 빛을 집속시키는 것이 가능할 뿐만 아니라 수차를 보정하는 것도 가능하기 때문에 기존의 렌즈 기술을 대체할 수 있으며 현미경, 스마트폰, 카메라 등 다양한 광학기기에 활용가능함

■ RCWA 기반 광특성 시뮬레이션 소프트웨어는 향후 메타렌즈가 상용화되었을 경우 이를 설계하는 가장 효율적인 방법으로 활용가능함. FEM과 FDTD를 비롯한 수치해석 방식과 달리 RCWA는 semi-analytic 방식으로써 메타렌즈 설계에 필요한 파라미터만 선별적으로 계산할 수 있기 때문에 계산 시간을 크게 단축시킬 수 있음

■ 글로벌 AR 디스플레이 시장 규모는 2017년 4조원에서 2023년 160조원까지, VR 디스플레이의 경우 2022년 80조원에 달할 것으로 전망되고 있음. 본 연구에서 구현하고자 하는 VR/AR 디스플레이 시스템은 현재가장 큰 문제로 여겨지는 낮은 몰입감을 상당부분 해결해줄 수 있기 때문에 미래 VR/AR 디스플레이 시장을 점유하고 관련 콘텐츠 개발을 유도하여 선도적인 역할을 할 수 있을 것으로 기대됨

논문

준비중 입니다.

특허

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