단일층 회절형 신경망은 파면 변조 능력의 한계로 인해 분류 정확도에서 병목 현상을 겪습니다. 광학 이미지 처리 기술인 에지 검출은 이미지 윤곽을 추출하여 분류 작업을 단순화할 유망한 방법이지만, 에지 검출과 DNN 기반 분류를 단일 칩에 통합하는 것은 여전히 난제로 남아있습니다.
본 연구에서는 스핀 다중화를 통해 전광 에지 검출과 DNN 기반 분류를 모두 달성하는 통합 비국소 메타 플랫폼을 제안합니다. 비국소 호이겐스 메타표면의 분산 특성을 활용하여, 출력광의 동일 편광 성분은 실시간 에지 검출을 위한 운동량 공간 필터링을 수행합…
중적외선(mid-IR)은 3~8 마이크로미터 파장대로 가스 감지 및 열화상 등 다양한 분야에 중요하지만, 재료 난제로 인해 재구성 가능한 광학 소자 개발이 미진했습니다. 본 연구에서는 전기적으로 제어 가능한 메타표면을 통해 2차원 공간에서 코히어런트 및 인코히어런트 중적외선 복사를 변조하는 기술을 선보입니다.
이 소자는 인듐 주석 산화물(ITO) 박막과 갭 플라즈몬 공진기를 결합하여, ITO의 전계 효과 자유 전하 고갈을 이용한 광학 변조를 달성합니다. 32개의 개별 소자를 제어하여 코히어런트 중적외선 반사광의 가변 회절을 구현했…
초균일성은 주기적인 질서 없이 넓은 각도 범위에서 탄성 산란을 억제하는 독특한 파동 제어 방식을 제시한다. 본 연구는 광학 주파수에서 작동하는 2D 스텔스 초균일 메타표면에 대한 포괄적인 실험 및 이론 연구를 수행했다.
전자빔 리소그래피로 제작된 메타표면에서 이론적 예측과 일치하게 반사 방향 주변에서 탄성 산란의 현저한 감소를 관찰했다. 그러나 측정된 산란 억제는 이상적인 스텔스 초균일 점 패턴 생성기를 기반으로 한 구조 인자 계산에서 예측된 값보다 상당히 약했다.
이러한 불일치의 물리적 원인을 파악하고 정량적으로 분석하여 현실…
곡면 및 등각 광학 소자는 인체공학, 공기역학, 착용성 등 비광학적 제약을 충족하면서 향상된 광학 성능을 제공하는 추가적인 기하학적 자유도를 제공합니다. 그러나 기존의 곡면 메타표면 제작 방식은 확장성, 형상 제어 및 정렬 정확도 면에서 한계가 있었습니다.
본 연구에서는 열가소성 수지의 산업 표준 제조 공정인 열성형(thermoforming)을 기반으로 곡면 및 등각 메타표면 광학 소자를 위한 확장 가능한 제작 전략을 제시합니다. 이 접근 방식은 밀리미터 수준의 곡률 반경과 마이크론 수준의 정렬 정밀도를 갖는 고곡률 메타표면의 웨…
빛은 강도, 편광, 스펙트럼 등 다차원 정보를 내재하고 있으며, 이를 단일 노출로 동시에, 즉각적으로, 그리고 정확하게 포착하는 소형 장치 개발은 다양한 분야에서 중요하나 여전히 난제로 남아있습니다. 본 연구는 이러한 문제 해결을 목표로 합니다.
본 연구에서는 잔차 주의 네트워크(residual attention network)로 강화된 메타표면 통합 근적외선 카메라를 통해 1150-1650 nm의 넓은 파장 범위에서 167개 스펙트럼 채널을 갖는 고정밀 초분광 전-스토크스 편광 실시간 이미징 기술을 시연합니다. 편광 다중화와 스…
메타표면은 센싱, 비선형 광학, 양자 포토닉스 등 다양한 분야에서 빛을 서브파장 수준으로 제어할 수 있게 하지만, 낮은 Q 인자와 약한 진폭 대비 간의 상충 관계, 그리고 주로 정적인 특성으로 인해 활용에 제약이 있었습니다. 특히 중적외선(mid-IR) 영역에서는 저손실 재료의 부족으로 성능과 확장성 문제가 더욱 심화되었습니다.
본 연구에서는 고 Q 공명, 강력한 진폭 대비, 그리고 웨이퍼 규모 제조 가능성을 겸비한 능동 조절형 단결정 실리콘 막 메타표면을 개발했습니다. 이 플랫폼은 중적외선 영역에서 최대 3000에 이르는 기록적…
광학 아날로그 컴퓨팅은 초저전력, 고속 및 높은 처리량의 병렬 처리가 가능하여 효율적인 신호 처리에 유망합니다. 기존 플랫폼은 주로 광 강도를 이용한 스칼라 컴퓨팅에 초점을 맞췄는데, 이는 환경 교란에 민감하고 입출력 신호 간의 고정된 상관관계로 인해 단일 또는 기본적인 연산으로 제한되었습니다.
본 연구는 이러한 한계를 극복하기 위해 단일층 메타표면을 활용하여 편광 벡터를 이용한 광학 아날로그 컴퓨팅을 최초로 제안합니다. 분산 푸앵카레 구(Poincaré spheres) 상에서 온디맨드(on-demand) 편광 변환을 통해 입사 …
본 연구는 VO2-그래핀 하이브리드 메타표면 기반의 동적 조절 테라헤르츠 소자를 제안한다. 이는 VO2 상전이를 통해 초광대역 흡수 및 효율적인 투과라는 이중 기능을 구현한다.
345K(금속 상태)에서 소자는 2.25–6.07 THz(대역폭 3.82 THz) 범위에서 90% 이상의 흡수 효율(평균 97.06%)을 달성하며 우수한 흡수 성능을 보인다. 318K(절연 상태)에서는 0.1–2.14 THz 및 7.51–10 THz 대역에서 67.66–69.51%의 투과율을 보이며, 동시에 3.6–5.08 THz(평균 81.99%)의 광대…
전기-광학 변조는 광 신호 처리 및 레이저 기술의 핵심 요소이나, 평면 광학 기반 포켈스 효과 변조기는 효율과 속도 면에서 벌크 및 집적 플랫폼에 비해 뒤처지는 한계가 있었습니다. 본 연구는 이러한 격차를 해소하고자 높은 품질 계수(최대 8000)를 갖는 리튬 나이오베이트(LiNbO₃) 메타표면을 활용하여 선형 및 비선형 광학 특성의 고속 전기 변조를 성공적으로 구현했습니다.
연구팀은 높은 비선형 감수성과 넓은 투명도(적외선-가시광선)를 가진 LiNbO₃를 기반으로 비대칭적인 1차원 나노와이어 배열을 제작했습니다. 이 메타표면은 …