호주 국립대학 연구진이 랩 필름보다 더 얇은 적외선 필터를 개발했다고 발표했다. 이 필터는 적외선을 가시광선으로 변환할 수 있어 어두운 곳에서도 주변을 볼 수 있게 하는 효과가 기대된다.
나이트비전은 군대, 사냥꾼, 사진작가 등이 사용하는 장비로 미약한 가시광선이나 적외선을 증폭해 볼 수 있게 하는 구조. 하지만 고품질 나이트비전 장비는 매우 고가일 뿐 아니라 기판 고온을 방지하기 위한 냉각 시스템과 배터리 등이 무겁고 부피가 큰 문제가 있다.
이번에 호주 국립대학 TMOS 연구진은 리튬 니오베이트(LiNbO3)에 실리카(SiO2) 격자 구조를 겹친 메타 표면을 개발했다고 보고했다. 이 리튬 니오베이트를 사용한 메타 표면은 합주파수 생성(SFG)이라는 비선형 광학 과정을 통해 파장 1550nm 적외선을 550nm 가시광선으로 변환할 수 있다.
개발된 메타 표면은 랩 필름보다 얇고 가시광선 영역에서는 거의 완전히 투명하다. 또 빛 입사각에 따라 정보 손실이 생기는 비국소성도 극복해 고해상도 이미징이 가능해졌다고 한다. 게다가 냉각 장치도 필요 없어 나이트비전 장비를 대폭 소형화하고 저비용화할 수 있는 가능성이 있다.
그 뿐 아니라 연구팀은 기존 기술로는 적외선 영상과 가시광선 영상을 동시에 표시할 수 없었지만 이 메타 표면을 사용하면 두 영상을 동시에 표시할 수 있어 기존 나이트비전 장비보다 뛰어나다고 강조했다. 나이트비전 장비 외에도 야간 운전 안전성 향상, 야간 보행 안전성 향상, 어두운 곳에서의 작업 효율화 등 일상생활에서의 폭넓은 응용이 기대된다.
연구팀은 나이트비전 기술은 크기, 무게, 전력 요구 사항 감소를 목표로 하고 있으며 이번에 TMOS가 발표한 내용은 미래 기술 극소화에 얼마나 중요한 것인지를 보여주는 한 예라고 말했다.
연구팀은 앞으로 감지할 수 있는 파장 범위 확대나 엣지 검출 등 이미지 처리 기능 추가를 목표로 하고 있다. 관련 내용은 이곳에서 확인할 수 있다.